USB的挂起和喚醒(Suspend and Resume)

USB協定的第9章講到USB可見裝置狀态[Universal Serial Bus Specification, Section 9.1.1, Pg 239]，分為連接配接(Attached)，上電(Powered)，預設(Default)，位址(Address)，配置(Configured)和挂起(Suspended)6個狀态。所謂可見，即USB系統和主機可見的狀态，其他狀态屬于USB裝置内部而不可見。其中有關電源的，大緻可分下面三類：

1. 連接配接狀态（Attached）：裝置連接配接，但未提供電源。

2. 上電狀态（Powered）：裝置被複位(Reset)，或者說處于位址、配置狀态。（參見

​​USB枚舉過程​​，USB Specification, page 241）

3. 挂起狀态（Suspended）：3 ms未見總線活動而處于省電狀态，裝置不可用，但仍然保持原有的USB位址和配置。

裝置的挂起

我們知道，在USB系統中，正常狀态下hub或root hub會一直周期性地發送SOF包(Start Of Frame，全速USB每1ms發送一個，高速USB則是125µs發送一個)。根據USB協定，如果USB線上一直處于空閑(Idle)狀态超過3ms，裝置應該把它當作一個挂起(Suspended)信号，要求裝置在10ms内進入挂起狀态，并把裝置所需的電流大小降到規定的值（對于low-power裝置，要求是500 µA，而對于high-power或支援遠端喚醒(remote wakeup)功能的裝置是2.5mA【Section 7.2.3, Pg176】）。在挂起狀态中，裝置必須繼續向資料項D+/D-的上拉電阻提供電壓以維持Idle狀态。而對于USB2.0高速裝置，還有些額外的要求：

1. 高速裝置在收到挂起信号（3ms空閑）後，應在0.125ms内切換到全速狀态，也就是說要把終端電阻移除，并在D+資料線上重新挂上1.5k上拉電阻。

2. 裝置在随後的100-875µs内檢測資料線上的狀态。如果該狀态是一個Full speed J，那麼說明host發下來的是一個挂起信号；如果此時該狀态是SE0，說明是host drive資料線D+到0，這是一個複位信号（複位信号會持續至少10ms時間）。

　　要注意的是高速裝置在挂起狀态時處于高速模式，隻是所用的是全速信号。一旦從挂起狀态恢複回來，會馬上進入高速工作狀态而無需進行複位操作。

USB High Speed Suspend Signal

　　如上圖所示，Host在a點停止發送SOF，系統處于SE0狀态，b點是3ms時間點，之後的125µs内，裝置移除終端電阻，并挂上1.5k上拉。此時如host發送的是suspend信号，那它就不會不drive D+資料線，導緻D+被裝置拉高，形成一個Full Speed J狀态。在c點之後100-875µs内裝置檢測此時host行為，發現是suspend信号，裝置内部進入低功耗的挂起（suspend）狀态。（假如hsot發送的是複位信号，那麼當裝置在c點挂1.5k電阻之後，由于host對D+線的drive作用，D+線無法被拉高，仍然處于SE0狀态，裝置在c點之後的檢測，發現的還是SE0狀态，等到10ms後就可判斷這是一個複位信号，進行裝置複位操作。）

裝置的喚醒

　　裝置處于挂起狀态時，任何總線上的活動（非空閑信号）都可以把裝置喚醒/恢複，進而退出低功耗模式。（同樣，裝置也可以換醒host，比如電腦待機時通過USB鍵盤來換醒主機，這種功能稱之為“遠端喚醒”（remote wakeup），不在本文的讨論範圍内。）

　　因為裝置挂起時處于全速信号，在當host需要把将裝置退出suspend狀态時，需要先發送一個持續時間超過20ms的Fulll Speed K狀态。裝置看到K狀态結束的1.3us内醒過來，而host需要在3ms内發送uSOF信号以維持正常的高速信号模式，否則裝置又将進入suspend。如下圖所示：