通过

USB 3.0 链路电源管理机制

  • 项目

本主题介绍 USB 3.0 链路电源管理 (LPM) 机制。

官方 USB 2.0 规范 (USB2_LinkPowerMangement_ECN) 有一个附录，该附录定义了较新的 USB 2.0 硬件的 LPM。 本主题不介绍 USB 2.0 LPM 机制。 本主题的目的是介绍 USB 3.0 LPM 状态，特别是 U1 和 U2。

USB 3.0 设备也支持 。 为了克服选择性暂停的限制，官方 USB 3.0 规范定义了精细的电源管理状态。 在介绍这些状态以及如何使用这些状态改进电源管理之前，让我们先了解链接的概念。

两个 USB 端口之间存在 USB 连接：

  • 下游端口 (主机或中心的 DS 端口) 。
  • 上游端口 (连接的设备或中心的美国端口) 。

链接是 DS 和 US 端口对;端口称为链接伙伴。 每个端口都有两个层。 物理层传输或接收字节序列或其他控制信号。 逻辑层管理物理层，并确保链接伙伴之间的信息顺畅流动。 逻辑层还负责信息流可能需要的任何缓冲。

U 状态

根据 USB 2.0 规范，仅当下游设备通过选择性挂起机制进入暂停状态时，链路进入低功耗状态 (消耗的功率小于工作状态) 。 USB 3.0 规范将链路电源状态与设备电源状态分离。 规范定义了 LPM 功能， (请参阅规范) 中的 C.1 部分，该节指的是构成链接的一对端口的物理层和逻辑层的电源管理。 该规范定义了从 U0 到 U3 的四种称为 U 状态的链接电源状态。 活动链接处于状态 U0。

在保持空闲一段时间后，链接伙伴逐渐进入 U1 (待机，快速退出) ，然后 U2 (待机，退出) 较慢。 在它们空闲足够时间后，软件会通过向 DS 端口链接伙伴发送命令来启动到 U3 的转换。

软件将链接发送到 U3 所需的步骤与 USB 2.0 选择性挂起所需的步骤相同。 当链接进入 U3 时，设备必须进入挂起状态。 因此，设备受到与 USB 2.0 选择性挂起类似的限制。 为了克服这些限制，USB 3.0 规范定义了 U1 和 U2 状态。

U1 和 U2 的优点

U1 和 U2 状态旨在补充选择性暂停，这可以显著节省电量。 软件为 U1 或 U2 转换配置链接伙伴后，硬件将自主进入状态，无需任何软件干预。 U1 和 U2 的退出时间非常快， (从微秒到几毫秒) ，对设备性能的影响较小。 这允许更好的电源管理，即使设备正在使用，链接也可以进入和退出这些状态。

例如，具有常量终结点的设备可以在服务间隔之间放置指向 U1 或 U2 的链接。 为了节省一些电量，当设备处于空闲状态时，它甚至可以在调用选择性挂起之前将其上游链接发送到这些状态。 当链接位于 U1 或 U2 中时，设备可以消耗多少功率没有限制。 当链路位于 U1 或 U2 中时，设备可能保持完全通电。 因此，与选择性挂起不同，设备可以将其链接发送到 U1 或 U2，而不会丢失任何功能。