Thiết bị USB tự cấp nguồn có phải kết nối với VCC từ cổng máy chủ không?

Thiết bị ngoại vi USB tự cấp nguồn cung cấp năng lượng riêng, do đó, chỉ cần kết nối D +, D- và GND với cổng máy chủ hoặc bạn luôn phải kết nối + 5V, sau đó chờ giai đoạn đàm phán cho thiết bị để nói với chủ nhà rằng nó tự cấp nguồn và do đó không muốn bất kỳ quyền lực nào, cảm ơn bạn rất nhiều?

Thiết bị ngoại vi cụ thể mà tôi đang tìm kiếm dựa trên bộ chuyển đổi USB nối tiếp FTDI FT4232H, nhưng tôi thực sự hy vọng có câu trả lời chung cho câu hỏi.

usb usb-device

— kbro
nguồn

FTDI có rất nhiều ghi chú ứng dụng và thông tin về điều này trong bảng dữ liệu của họ. Bạn đã xem ở đó?

— Gustavo Litovsky

Bảng dữ liệu FTDI ftdichip.com/Support/Document/DataSheets/ICs/DS_FT4232H.pdf hiển thị VBUS được kết nối với RESET # qua cầu điện trở, do đó (có thể) rút cáp USB khiến thiết bị được đặt lại (nếu được cung cấp) , rõ ràng, việc rút cáp USB sẽ làm mất điện hoàn toàn thiết bị!). Nhưng câu hỏi đặt ra là, tải trên VBUS có ý nghĩa gì với máy chủ USB không và việc thiếu tải bằng cách để VBUS không phá vỡ thứ gì đó trong quá trình bắt tay USB?

— kbro

USB thường không biết liệu có kết nối nào không. Trừ khi bạn kéo hơn 100mA, nó không thể biết liệu có thứ gì đó được kết nối hay không.

— Gustavo Litovsky

@GustavoLitovsky, trên thực tế, các máy chủ USB hoàn toàn không có khả năng phân biệt giữa không có dòng điện hiện tại hoặc 100 mA được rút ra từ cổng của nó. Phương tiện duy nhất được xác định trong thông số kỹ thuật USB là khi xảy ra quá dòng, tức là trên 500 hoặc 900 mA. Tuy nhiên, mọi thứ có thể được thiết kế bằng cách sử dụng thêm mạch và chân GPIO bổ sung.

— Ale..chenski

Câu trả lời:

Câu trả lời chung cho câu hỏi này là có, VBUS (+ 5V từ cáp) phải được kết nối với thiết bị ngay cả khi nó tự cấp nguồn. Lý do là như sau:

Để bắt đầu quá trình kết nối ở phía máy chủ, thiết bị phải kéo lên D + (trong trường hợp chế độ FS / HS) hoặc D- (trong trường hợp thiết bị LS).

Tuy nhiên, thông số kỹ thuật USB có một yêu cầu bắt buộc là không thiết bị USB nào phải cấp nguồn bất kỳ dòng nào trên bất kỳ chân giao diện nào trừ khi được kết nối với cáp, xem phần 7.1.5.1, để đọc,

Nguồn điện áp trên điện trở kéo lên phải được lấy từ hoặc được điều khiển bởi nguồn điện được cung cấp trên cáp USB để khi VBUS bị loại bỏ, điện trở kéo lên không cung cấp dòng điện trên đường dữ liệu được gắn vào.

Nếu thiết bị USB không có điều khiển này, một trong các dòng dữ liệu sẽ là nguồn hiện tại. Sự khẳng định sớm của pull-up là một nguồn gây ra vấn đề cho một số máy chủ USB cũ. Đó là lý do tại sao quy tắc này được thiết lập và có một thử nghiệm đặc biệt cho điều này trong chương trình chứng nhận USB-IF.

Do đó, USB VBUS là tín hiệu "dải bên" quan trọng trong giao thức kết nối USB. Như vậy, IC thiết bị USB thông thường có một chân đầu vào riêng biệt để cảm nhận sự hiện diện của máy chủ USB. Một số nhà sản xuất IC (ví dụ FT232H, MCP2221, v.v.) bỏ qua yêu cầu này, giả sử rằng chip của họ sẽ chỉ được sử dụng trong cấu hình chạy bằng bus, trong đó yêu cầu điều khiển kéo lên được tự động thỏa mãn. Tuy nhiên, khi thiết kế các chip này thành các thiết kế tự cấp nguồn, cần có một số nỗ lực mạch bổ sung để liên kết việc kích hoạt tính năng kéo với sự hiện diện của VBUS trên cổng USB.

Về giao thức "bắt tay" kết nối USB, USB không dựa vào dòng điện rút ra từ VBUS. Giao thức là thế này: Cổng máy chủ phải có VBUS hoạt động; VBUS được kết nối với thiết bị; thiết bị nhìn thấy VBUS và kéo lên 1,5k trên một trong các dây D + / D-; máy chủ sẽ thấy kết nối này và sau độ trễ 100ms sẽ xác nhận tín hiệu USB_RESET (SE0, v.v.).

— Ale..chenski
nguồn

Với một thiết bị tự cấp nguồn, không kết nối 5V với 5V của máy chủ, bạn có thể thổi nguồn điện. GNDvà D+, D-sẽ làm tốt

Xin lưu ý rằng các mức cho D+và D-được xếp hạng tối đa + 3.6V, không phải là 5V như bạn mong đợi!

— jippie
nguồn

Tuy nhiên, đáng để theo dõi VBUS để phát hiện các điều kiện ngắt kết nối / kết nối, vì một phần của quá trình đàm phán ban đầu về USB liên quan đến việc kéo lên trên D + và D-. Chúng tôi đã từng gặp phải các vấn đề trong đó một trung tâm không thể liệt kê đúng các thiết bị tùy thuộc vào thứ tự mà trung tâm tự cấp nguồn và các thiết bị tự cấp nguồn được bật, trừ khi bạn quan sát VBUS. Giải pháp là sử dụng một bộ chia tiềm năng trên VBUS để xử lý nó.

— Jxj

Vì lý do tương tự, điện trở pullup - cả hai đều thông báo cho máy chủ rằng thiết bị đã được cắm và xác định tốc độ ban đầu của nó - nên được tham chiếu đến VBUS, chứ không phải nguồn cung cấp cục bộ của thiết bị.

— Dave Tweed

Hmmm - hộp chú thích "Thiết bị tự cấp nguồn" trên usbmadesimple.co.uk/ums_2.htm nói nhiều như vậy - không kéo D + hoặc D- lên trên VBUS. Thú vị hơn, đừng lái D + hoặc D- khi VBUS tắt. Bảng dữ liệu FT4232H ftdichip.com/Support/Document/DataSheets/ICs/DS_FT4232H.pdf hiển thị VBUS kết nối với RESET # sẽ kết nối với "không lái xe khi VBUS tắt", nhưng dường như không có đảm bảo rằng D + / D- luôn ở dưới VBUS khi đặt lại. Tôi nghĩ rằng toàn bộ vấn đề về thiết lập lại là D + ở trên hoặc dưới D-, không phải là gần với VBUS.

— kbro