[发明专利]一种支持USB信号链路训练的USB插头及传输系统

说明书

一种支持USB信号链路训练的USB插头，包括：发送单元、接收单元、以及控制单元；其中发送单元包括：电输入端口、发送单元高速传输电路、发送单元速率解析模块、和输出电路；接收单元包括：输入电路、接收单元高速传输电路、接收单元速率解析模块和电输出端口；控制单元，用于接收两个速率解析模块检测的USB信号的速率，并分别配置相应的高速传输电路的传输模式。本发明在发送单元和接收单元均设置速率解析模块，减少了额外的传输通路，有效的解决USB有源线缆或者其他USB有源传输装置对Li nk trai n i ng阶段的支持和管理等难题，提高了整体的传输速率，提高高速信号传输的成功率，降低了功耗。

技术领域

本发明涉及一种USB数据传输领域，特别的适用于USB3.0及以上信号的链路训练的USB插头及传输系统。

背景技术

随着USB协议的更新，传输速率在增加，纯铜线因本身具有的衰减特性，导致无法支持高速率的长距离传输，有源线缆成为越来越重要的一种传输方式。

当前有源线缆传输方法，提出了许多方案，一种是re-driver方案，一种是re-timer方案，还有一种是纯光传输方案，无论哪一种，均需要解决高速信号质量问题。

而在USB信号传输中，不同的主机、设备，具有的信号发送和接收能力是有区别的。在USB3.1协议提出以后，USB3.X及以上主机和设备最高可能支持3个等级的速率：

5Gbps即GEN1模式，遵从USB3.1/USB3.2协议的Gen 1模式或者遵从USB3.0协议；

10Gbps/10.3125Gbps即GEN2模式，遵从USB3.1/USB3.2/USB4协议的Gen 2模式；

20Gbps/20.625Gbps即GEN3模式，遵从USB4协议的Gen 3模式

在USB协议中，称呼主机或者集线器上与设备相连接的端口为下行端口，称呼设备上与主机或者集线器相连接的端口为上行端口。

以USB3.X系统为例，如果把USB3.X上行端口、USB3.X下行端口，以及它们之间连接的USB3.X线缆称之为USB3.X系统。

那么USB3.X系统会出现如下几种组合：

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

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

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

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

理想情况下，USB3.X传输系统应该对应工作在如下状态：

组合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系统工作速率5Gbps；

组合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系统工作速率5Gbps；

组合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系统工作速率5Gbps；

组合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系统工作速率10Gbps；

USB3.X协议为了能让USB传输系统中的下行端口和上行端口状态统一，并且在此基础上也让信号传输链路达到一种比较好的状态，规定了Link training阶段来实现链路调整。