【CP210x 专栏】USB挂起(Suspend)和远程唤醒(Remote Wakeup)之间的关系

USB挂起(Suspend)和远程唤醒(Remote Wakeup)之间存在密切的关系，它们是一对相互配合的电源管理机制。让我详细解释它们之间的关系：

1. 概念定义

USB挂起(Suspend)

• 当USB总线上长时间没有活动时，USB主机(电脑)会将USB设备置于低功耗的挂起状态
• 在挂起状态下，设备大部分功能会被暂停以节省电力
• 设备进入一种"睡眠"模式，仅维持最基本的电路运行

远程唤醒(Remote Wakeup)

• 允许处于挂起状态的USB设备主动唤醒USB主机的功能
• 当设备检测到特定事件(如数据到达、状态变化等)时，可以向主机发送唤醒信号
• 使设备能够从挂起状态中恢复并重新开始正常工作

2. 两者之间的关系

依赖关系

• 远程唤醒依赖于挂起状态的存在：只有当设备处于挂起状态时，远程唤醒才有意义
• 挂起为远程唤醒提供了应用场景：没有挂起机制，就不需要远程唤醒功能

协同工作机制

// 在驱动中可以看到这种协同工作的体现：
static int ch343_port_activate(struct tty_port *port, struct tty_struct *tty)
{
    ...
    ch343->control->needs_remote_wakeup = 1; // 启用远程唤醒
    ...
}

static void ch343_port_shutdown(struct tty_port *port)
{
    ...
    ch343->control->needs_remote_wakeup = 0; // 禁用远程唤醒
    ...
}

3. 实际工作流程

1. 系统空闲: USB主机检测到一段时间内无数据传输
2. 进入挂起: 主机将USB设备置于挂起状态，设备进入低功耗模式
3. 事件发生: 设备检测到外部事件(如串口接收到数据)
4. 远程唤醒: 设备发送特殊的唤醒信号给主机
5. 系统恢复: 主机退出挂起状态，恢复正常操作
6. 继续通信: 数据传输得以继续进行

4. 技术实现要点

设备端要求

• 设备必须支持远程唤醒功能(硬件支持)
• 驱动需要正确设置needs_remote_wakeup标志
• 设备需能在挂起状态下监控特定事件

主机端要求

• USB主机必须支持远程唤醒功能
• 需要在设备描述符中声明支持远程唤醒
• 主机操作系统需要启用相应的电源管理策略

5. 应用场景举例 

对于串口设备来说，远程唤醒特别有用：

• 当计算机进入睡眠模式时，串口设备也进入挂起状态
• 如果外部设备通过串口发送数据，串口芯片可以检测到这一事件
• 芯片触发远程唤醒，通知主机有数据到达
• 主机从睡眠中唤醒，应用程序可以及时处理接收到的数据

这种方式既保证了系统的节能效果，又确保了对外部事件的及时响应能力，是在移动设备和嵌入式系统中非常重要的电源管理技术。

6. CP2102N 远程唤醒测试

 要测试 CP2102N 的远程唤醒功能，必须先让 CP2102N 处于 USB 挂起状态。

---

为什么需要先进入挂起状态？

根据 CP2102N 数据手册的功能描述：

1. WAKEUP 引脚只在 USB 挂起状态下有效：

   • 当 CP2102N 处于正常 USB 活动状态时，WAKEUP 引脚的状态变化不会产生唤醒信号。

   • 只有当设备进入 USB 挂起状态（由主机通过 USB 总线挂起命令触发）时，WAKEUP 引脚的触发才能启动唤醒序列。

2. USB 挂起的触发条件：

   • 主机操作系统进入睡眠/休眠模式

   • USB 主机控制器执行选择性挂起

   • 手动触发系统挂起（如 sudo systemctl suspend）