[发明专利]一种通用串行接口全速接收方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计领域，具体涉及一种通用串行接口USB全速接收方法和装置。

背景技术

通用串行接口(USB，Universal Serial Bus)是一种普遍使用的电脑系统与周边装置通信的标准接口。USB主机和USB设备通过四线USB电缆连接，其中，两条电缆线为电源线，USB主机通过电源线为USB设备提供电源，电源电压为正5伏特(及+5V)，另外两根电缆线为差动信号线，分别用D+和D-表示，差动信号线用于传输串行数据。USB通常有三种传输方式，包括：高速传输方式，全速传输方式，和低速传输方式。如图1所示为USB全速传输结构示意图，其中，全速传输方式的数据输出速率12兆比特每秒(即12Mb/s)。USB主机的D+数据线，D-数据线上均与阻值为15k欧姆的下拉电阻Rpd连接。对于采用全速传输方式的USB设备，在D+数据线上与阻值为1.5k欧姆的上拉电阻Rpu相连，当USB主机检测到D+数据线上位高电压，D-数据线上位低电压时，USB主机可以判断此时加载了一个全速USB设备。

如图2所示，现有技术中USB全速接收装置通常由一个比较器构成，USB协议中规定，该比较器至少具有200毫伏(mV)的灵敏度，当USB全速接收装置中比较器判断D+数据线上的电压大于D-数据线上的电压，则比较器输出为数据“1”，当USB全速接收装置中比较器判断D+数据线上的电压小于D-数据线上的电压，则比较器输出为数据“0”。现有技术中，由于D+数据线上相连的上拉电阻的影响，D+数据上的信号和D-数据线上的信号是不对称的，使得接收装置处D+信号的直流分量V_(D+)dc被抬高，抬高的电压的幅度ΔV_(D+)dc通过式1可以计算获得：

ΔV(D+)dc=Vdd-V(D-)dcRS+RPU×RS≈-0.029VCM+0.096---(1)]]>

其中，V_CM为共模电压，V_(D-)dc为D-数据线上的电压，R_S为D+数据线的电阻，阻值为45欧姆，R_pu是上拉电阻，阻值为1.5k欧姆，Vdd为电源电压，Vdd为3.3伏。

由式(1)可以得出，抬高的幅度与差分信号的共模电压成线性关系。当USB主机(或者是USB驱动端)的D+数据线与D-数据线的共模电压为0.8V，差分值在200mV，则由于D+数据线上的上拉电阻的影响，USB接收装置的D+数据线上的电压被上移了72mV，则反向差分电压V_di(-)缩小到128mV，正向差分电压V_di(+)增大到272mV，如果接收端的比较器的灵敏度低于200mV，就检测不到反向差分信号，即不能检测到数据“0”。

通过对现有技术的研究，发现现有技术中由于上拉电阻的影响，使得USB接收装置中D+数据线上的电压升高，D+数据线上信号的最低电压与D-数据线上信号的最高电压的差值降低，对于USB全速接收装置中比较器的灵敏度是一定的情况下，电压的差值降低到小于灵敏度后，比较器不能做出正确的判断，导致USB接收装置在接收数据时，出现接收数据出错，降低了接收性能。

发明内容