作者|锐志创新
前言：之前在公众号中提到了USB2.0的协议，其中涉及到Chirp的部分，有的小伙伴后台问了下什么是Chirp，现在特地将这部分的知识整理汇总了一下。
所谓的Chirp，其中文意思即是啁啾，Chirp的主要作用就是在高速模式下去切换握手协议的一个信号，首先我们可以看下USB的接口电路部分：
上图是USB接口的收发器的结构chirp信号，众所周知USB2.0的模式有3种：
（1）低速——速度为1.5Mb/s
（2）全速——速度为12Mb/s
（3）高速——速度为480Mb/s
根据USB2.0协议的相关规范，全速、低速很好区分，因为设备端有1.5K的上拉电阻，当设备插入HUB或者上电时，有上拉电阻的那根数据线就会被拉高，HUB就会根据D+/D-上的电平判断所挂载的是高速设备还是低速设备。
但是在上述的识别过程中，高速设备是通过扮演全速设备的角色和低速设备进行区分的，在USB2.0的协议中是如何将全速设备和高速设备进行区分的呢？
首先我们要知道，当端检测到有设备插入或者上电的时候，就会向主机通报，主机接收到通报后就会发送请求让hub复位插入的设备，该复位信号是SE0（即DP/DM全为低电平），持续时间至少为10ms。
当高速设备看到复位信号后，就会通过设备端内部的电流源向D-持续灌大小为17.78mA的电流，然后此时高速设备上的1.5K上拉电阻还没有撤消，在hub端，全速/低速驱动器形成了一个45欧姆的终端电阻，17.78mA的电流源与1.5K的上拉电阻和45欧姆的终端下拉电阻如下图所示：
此时hub端看到的是一个大约17.78*45大约800mV的电压，这个信号就是信号，信号的持续时间是1到7ms。
在hub端，虽然下达了复位信号，并一直在驱动SE0，但是USB2.0接口的高速接收器一直在检测着信号，如果一直没有检测到信号，主机就会一直持续进行复位操作，直到复位结束后，就会一直在全速模式下操作。通过上述操作就能理解USB2.0是如何识别USB2.0和USB1.X的了，因为如果HUB或者说主机是1.x的chirp信号，那么HUB就不会去理会设备端发送回来的K信号，所以说USB接口的速度识别是双向的，不仅仅判断设备端，还需要针对HUB&HOST端进行判别。
在设备端发送的信号结束后的100us内，hub必须开始回复一连串的序列，主要目的就是让设备表明这是一个USB2.0的hub，这里的KJ序列是连续的，中间不能间断，而且每个K或者J的持续时间在40us到60us之间，KJ序列停止后的100us到500us内结束复位操作，hub发送序列的方式和设备一样，是通过电流源向差分数据线交替灌17.78mA的电流实现。
HUB端连续发送的chirp（6个KJ序列）被设备端检测到之后，那么此时设备就必须在500us内切换到高速模式，相应的切换动作有：
在执行上述操作的第一步和第二步之后，我们就可以看到HUB端发送的序列的幅值降低到了原来的一半即400mV,这个是因为设备端的挂载新的终端电阻后，配上原先的Hub端的终端电阻，并联后的阻抗为22.5ohm。至此，进入高速传输模式。
下面针对实际的传输波形进行阐述：
1、数据线的DP在T点之前挂上1.5K的电阻，在T点被host拉成SE0状态；
2、在SE0近2ms左右，设备端开始发送（a到b）信号，持续2.12ms，向HUB端通知自己是一个高速设备；
3、如果HOST是一个USB2.0的接口，就会回应6组KJ序列，发送给设备表明自己是USB2.0接口，设备端接收到KJ序列后就会进入高速模式，若HOST是一个USB1.X接口，则无法响应，带SE0复位时间结束后，就会进入到全速模式。
下图显示了HOST发出的信号的幅度。在全速切高速时，由于高速480Mb/s对干扰、阻抗的要求都较为严格，如果上述的信号状态不好，在切换的过程偶尔会出现异常。
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