USB上的DM DP ID上下拉電阻分析

1、USB上的DM,DP拉電阻分析DM,DP上拉電阻分析： usb有主從設(shè)備之分，主設(shè)備有：pc, 現(xiàn)在市面上的那些插u-disk即可播放mp3的“mp3”之類的。usb 信號是差分信號，信號線為D+, D-,。 在usb host 端， D+，D- 各接一個(gè)15kohm 的下拉電阻， 而在usb device端，這時(shí)就有高速低速設(shè)備的區(qū)別了。usb1.0, 1.1,2.0協(xié)議中都有定義高低速設(shè)備以滿足不同情況的需求，這些在硬件上的區(qū)別就是：高速設(shè)備：d+ 接一個(gè)1.5kohm的上拉電阻，d-不接；低速設(shè)備則相反。這樣當(dāng)usb device 插入到host中時(shí)，如果是高速設(shè)備，則d+被拉高，d-不

2、變；低速設(shè)備則與之相反。這個(gè)上拉過程需要大概2.5us的時(shí)間，host這這個(gè)時(shí)間內(nèi)便檢測到了該信號，即可判斷有device plug in，和該device的類型，然后開始通訊，枚舉。等。ID上下拉或者懸空分析：USB OTG（on the go）就是既可以做host又可以做client。我們一般是作為client接受pc傳輸數(shù)據(jù)，作為host時(shí)可以接打印機(jī)直接把手機(jī)中的照片打印出來判別是host還是client是靠USB_ID這根pin 當(dāng)作為client時(shí)，USB_ID基本是懸空的（內(nèi)部有上拉） 如果偵測到USB_ID被拉低，就被認(rèn)為是作為host，向外輸出所以需要外部

3、client設(shè)備把USB_ID拉低其中ID腳在OTG功能中才使用。由于Mini-USB接口分Mini-A、B和AB接口。如果你的系統(tǒng)僅僅是用做Slave，那么就使用B接口。 系統(tǒng)控制器會判斷ID腳的電平判斷是什么樣的設(shè)備插入：如果是高電平，則是B接頭插入，此時(shí)系統(tǒng)就做主模式(master mode) ；如果ID為低，則是A接口插入，然后系統(tǒng)就會使用HNP對話協(xié)議來決定哪個(gè)做Master，哪個(gè)做Slave。 這些說明為技術(shù)人員總結(jié)的，僅供參考。總結(jié)：A型 ID接下拉；B型ID懸空或者接上拉；（A,B,AB型都是5個(gè)腳）我們手機(jī)上一般用的都是B型Mini-USB口3、VBUS USB電源開關(guān)，起限

4、流（原因）最近碰到有些客戶遇到USB的使用問題，主要表現(xiàn)在U盤不識別，VBUS 錯(cuò)誤等。最后分析出的結(jié)果很多都是與VBUS的設(shè)計(jì)相關(guān)。所以在這里簡單地分享下VBUS電路設(shè)計(jì)的一些注意事項(xiàng)。AM335x采用的是兩路USB OTG控制器。所謂的OTG，就是USB模塊可以在host模式和device模式之間切換工作。相比早期芯片里的USB HOST控制，OTG控制器不僅在內(nèi)部狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，而且增加了幾路外部信號以及相對應(yīng)的檢測，比如ID腳以及VBUS檢測。但是許多客戶在設(shè)計(jì)中往往都只將關(guān)注點(diǎn)放到了ID腳的處理上，而簡單地認(rèn)為VBUS處理與USB  HOST控制器相同，只要保證500m

5、A正常工作電流即可。之所以說VBUS是一個(gè)非常重要的檢測信號，是因?yàn)樵贠TG 控制器在USB 設(shè)備識別、HOST 和device模式切換過程中，VBUS都作為一個(gè)控制信號或者說是觸發(fā)開關(guān)，而在USB HOST控制器里，VBUS僅僅只是作為供電電源。以下列出了在VBUS設(shè)計(jì)上的一些注意要點(diǎn)，1. 在HOST模式，VBUS上需連接不小于120uF的電容。一般來說，120uF-150uF是典型值。以下是Ti 官方GPEVM USB1接口部分的電路截圖，USB1做為HOST口使用，USB剛一開始連接，會瞬間需要高于500mA的電流。這時(shí)如果VBUS的電流供電能力不足，就會在5V上產(chǎn)生跌坑。這個(gè)跌坑一方

6、面可能會引起USB 設(shè)備工作的異常，另一方面，當(dāng)這個(gè)跌坑低于4V時(shí)，AM335x一側(cè)會停止進(jìn)行下一步的枚舉過程，同時(shí)進(jìn)入到VBUS 錯(cuò)誤處理（或者叫VBUS過流處理）并輸出相應(yīng)錯(cuò)誤信息。完成處理后重新開始HOST 或DEVICE工作模式的檢測。而電容的主要目的就是為了在出現(xiàn)跌坑時(shí)，有個(gè)及時(shí)放電的過程以保證電壓的穩(wěn)定?？紤]到AM335x和AM37x采用的是同一個(gè)USB  OTG IP，所以下面Ti  wiki網(wǎng)頁中AM37x OTG VBUS上電容設(shè)計(jì)建議也可以作為AM335x設(shè)計(jì)的參考，2. 建議VBUS供電采用USB電源管理芯片，如Ti  TPS2051BD以下

7、是Ti官方 GPEVM上TPS2051BD電路部分截圖， 除了USB電源芯片可以保證提供足夠所需的電流外，更重要的是，AM335x可以通過USBx_DRVVBUS這個(gè)腳控制VBUS電源的開關(guān)。一旦在HOST模式發(fā)生VBUS 錯(cuò)誤或者說過流錯(cuò)誤，AM335x會先通過DRVVBUS暫時(shí)關(guān)閉VBUS電源，以防止重新開始OTG工作模式檢測時(shí)誤判斷為device模式。為了幫助工程師理解這一過程，AM335x 技術(shù)參考手冊（TRM, technical reference manual, spruh73i）第16.3節(jié)  Functional Description詳細(xì)介紹了OTG工作流程。另外，上圖中紅色部分圈出的USBx_DRVVBUS上接的上/下拉電阻也要根據(jù)所選USB電源芯片EN腳極性做正確的選擇。以TPS2051BD為例，EN為高電平有效，即當(dāng)輸入高電平時(shí)，TPS2051BD會輸出5V。在使用這種電源芯片時(shí)，請使用下拉電阻。否則，芯片一上電就會在VBUS上產(chǎn)生5V電壓，有可能導(dǎo)致OTG模塊錯(cuò)誤的工作在device模式下，并且無法正常切換至HOST模式，換句話說就是無法識別u盤。相反，如果電源芯片的EN為低電平有效，則需要采用上拉電阻形式。電阻阻值的選擇可以參考GPEVM設(shè)計(jì)，也可以