USB电气数据信号

数据信号

低速/全速的 SOP 和 EOP

SOP：Start Of Packet，Hub 驱动 D+、D- 这两条线路从 Idle 状态变为 K 状态。SOP 中的 K 状态就是 SYNC
信号的第 1 位数据，SYNC 格式为 3 对 KJ 外加 2 个 K。

EOP：End Of Packet，由数据的发送方发出 EOP，数据发送方驱动 D+、D- 这两条线路，先设为 SE0 状态并维持 2
位时间，再设置为 J 状态并维持 1 位时间，最后 D+、D- 变为高阻状态，这时由线路的上下拉电阻使得总线进入 Idle 状态。

高速的 SOP

高速的 EOP 比较复杂，作为软件开发人员无需掌握。

高速模式中，Idle 状态为：D+、D- 接地。SOP 格式为：从 Idle 状态切换为 K 状态。SOP 中的 K 状态就是 SYNC 信号的第 1
位数据。

高速模式中的 SYNC 格式为：KJKJKJKJ KJKJKJKJ KJKJKJKJ KJKJKJKK，即 15 对KJ，外加 2 个 K。

NRZI 与位填充

NRZI：Non Return Zero Inverted Code，反向不归零编码。NRZI的编码方位为：对于数据 0，波形翻转；对于数据
1，波形不变。

使用 NRZI，发送端可以很巧妙地把“时钟频率”告诉接收端：只要传输连续的数据 0 即可。在下图中，低速/全速协议中“Sync
Pattern”的原始数据是“00000001”，接收端从前面的 7 个 0 波形就可以算出“时钟频率”。

使用 NRZI 时，如果传输的数据总是“1”，会导致波形维持不变。如果电平长时间维持不变，比如传输 100 位 1
时，如果接收方稍有偏差，就可能认为接收到了 99 位 1、101 位 1。而 USB 中采用了 Bit-Stuffing 位填充处理，即在连续发送 6 个 1
后面会插入 1 个 0，强制翻转发送信号，从而让接收方调整频率，同步接收。而接收方在接收时只要接收到连续的 6 个 1 后，直接将后面的 0
删除即可恢复数据的原貌。