[發明專利]一種支持USB信號鏈路訓練的USB插頭及傳輸系統

有效

• 申請號: 202110338803.8
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113283464B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 陳婷;江輝;周新亮;李彥;程煜峰
• 申請（專利權）人: 長芯盛（武漢）科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F13/42
• 代理公司: 北京馳納南熙知識產權代理有限公司 11999
• 代理人: 李佳佳

一種支持USB信號鏈路訓練的USB插頭，包括：發送單元、接收單元、以及控制單元；其中發送單元包括：電輸入端口、發送單元高速傳輸電路、發送單元速率解析模塊、和輸出電路；接收單元包括：輸入電路、接收單元高速傳輸電路、接收單元速率解析模塊和電輸出端口；控制單元，用于接收兩個速率解析模塊檢測的USB信號的速率，并分別配置相應的高速傳輸電路的傳輸模式。本發明在發送單元和接收單元均設置速率解析模塊，減少了額外的傳輸通路，有效的解決USB有源線纜或者其他USB有源傳輸裝置對Li nk trai n i ng階段的支持和管理等難題，提高了整體的傳輸速率，提高高速信號傳輸的成功率，降低了功耗。

技術領域

本發明涉及一種USB數據傳輸領域，特別的適用于USB3.0及以上信號的鏈路訓練的USB插頭及傳輸系統。

背景技術

隨著USB協議的更新，傳輸速率在增加，純銅線因本身具有的衰減特性，導致無法支持高速率的長距離傳輸，有源線纜成為越來越重要的一種傳輸方式。

當前有源線纜傳輸方法，提出了許多方案，一種是re-driver方案，一種是re-timer方案，還有一種是純光傳輸方案，無論哪一種，均需要解決高速信號質量問題。

而在USB信號傳輸中，不同的主機、設備，具有的信號發送和接收能力是有區別的。在USB3.1協議提出以后，USB3.X及以上主機和設備最高可能支持3個等級的速率：

5Gbps即GEN1模式，遵從USB3.1/USB3.2協議的Gen 1模式或者遵從USB3.0協議；

10Gbps/10.3125Gbps即GEN2模式，遵從USB3.1/USB3.2/USB4協議的Gen 2模式；

20Gbps/20.625Gbps即GEN3模式，遵從USB4協議的Gen 3模式

在USB協議中，稱呼主機或者集線器上與設備相連接的端口為下行端口，稱呼設備上與主機或者集線器相連接的端口為上行端口。

以USB3.X系統為例，如果把USB3.X上行端口、USB3.X下行端口，以及它們之間連接的USB3.X線纜稱之為USB3.X系統。

那么USB3.X系統會出現如下幾種組合：

組合1：USB3.X下行端口最高支持5Gbps，USB3.X上行端口最高支持5Gbps；

組合2：USB3.X下行端口最高支持10Gbps，USB3.X上行端口最高支持5Gbps；

組合3：USB3.X下行端口最高支持5Gbps，USB3.X上行端口最高支持10Gbps；

組合4：USB3.X下行端口最高支持10Gbps，USB3.X上行端口最高支持10Gbps；

理想情況下，USB3.X傳輸系統應該對應工作在如下狀態：

組合1：USB3.X下行端口最高支持5Gbps，USB3.X上行端口最高支持5Gbps，USB3.X系統工作速率5Gbps；

組合2：USB3.X下行端口最高支持10Gbps，USB3.X上行端口最高支持5Gbps，USB3.X系統工作速率5Gbps；

組合3：USB3.X下行端口最高支持5Gbps，USB3.X上行端口最高支持10Gbps，USB3.X系統工作速率5Gbps；

組合4：USB3.X下行端口最高支持10Gbps，USB3.X上行端口最高支持10Gbps，USB3.X系統工作速率10Gbps；

USB3.X協議為了能讓USB傳輸系統中的下行端口和上行端口狀態統一，并且在此基礎上也讓信號傳輸鏈路達到一種比較好的狀態，規定了Link training階段來實現鏈路調整。