【USB3.0协议学习】Topic3·三种Reset Events分析

USB3.0中的三种Reset Events

1. PowerOn Reset

PowerOn Reset被用来代指上电复位，当一个device接入到root hub或者外置hub的时候，该device检测到Vbus信号从无效变为有效，会自动执行复位。（注意，self powered device不通过Vbus供电，但是Vbus发生转变的时候它同样会执行复位）

1.1 软件设置PowerOn Reset

那么是否一定要通过物理的attach和remove来触发PowerOn Reset呢？

当然不是，PowerOn Reset是可以通过软件控制触发的，如下图所示：

该图中右边Device直接连接到roothub，左边Device则是先连接到外置hub，外置hub再连接到roothub上。

先看右边，软件可以通过写xhci寄存器PORTSC的第9bit-PP字段，从而直接关闭掉roothub连接该设备的端口的port power，再打开port power，从而触发PowerOn Reset。这种方式相当于直接控制Vbus，将Vbus拉低再拉高。

再看左边，由于device是通过外置hub连接到roothub的，roothub不能直接关闭掉端口的power，因为这将导致外置hub也复位。此时采取的方式是通过USB协议中规定的default control endpoint(EP0)以及Control Transfer来传输hub-class request从而间接关掉或者开启该外置hub的port power。如下图所示：

通过SetFeature这个标准请求，可以在Index字段中选择Port number，从而关闭或者开启外置hub的port power。注意Control Transfer分为Setup stage\Data stage\Status stage三个阶段，图中的SetFeature请求作为Setup Stage中的Data进行传输。

1.2 PowerOn Reset后的效果

1. USB interface回到初始状态，memory，register均回到默认值
2. Link layer的Tx和Rx的header packet buffer， counters， timers均清零
3. PowerOn Reset完成后，如果检测到正确的R**RX−D**C
4. 阻则可以获取150mA的电流，否则只能获得100mA的电流

特别注意，对于self powered device而言，Vbus被设置为无效后，该device的receiver termination必须对外显示为高阻抗的状态，即ZRX*−HIG**H*−IMP*−*DC*−POS*>25K

2. Warm Reset

Warm Reset是被称之为"inband reset"的一种复位方式，是一种功能复位(inband我个人理解其实就是链路双方均在线上)，效果和PowerOn Reset相似。Warm Reset的流程一般是软件命令roothub的某一port执行warm reset，该Downstream port的LTSSM状态机响应并发出warm reset LFPS握手信号，Device的Upstream port检测warm reset LFPS。完成后，链路双方都会执行复位操作并且各自的LTSSM跳转到Rx.Detect状态1 。

2.1 软件设置Warm Reset

软件可以通过写xhci的寄存器PORTSC的PR和WPR字段，将这两个bit同时设置为1从而命令硬件执行Warm Reset，如下图所示：

注意：
1.如果device连接的外置hub，那么host仍然需要通过Control Transfer传输USB的标准requset给外置hub，由外置hub的Downstream port发起warm reset

2.warm reset LFPS只能由Downstream port发起

2.2 Warm Reset后的效果

1. USB device address回到0，先前的配置信息全部清除
2. Link layer的Tx和Rx的header packet buffer， counters， timers均清零
3. Warm Reset完成后，如果检测到正确的R**RX−D**C电阻则可以获取150mA的电流，否则只能获得100mA的电流
4. LTSSM回到Rx.Detect状态，链路将重新训练

3. Hot Reset

Hot Reset也是"inband reset"的一种复位方式，也属于功能复位。LTSSM专门设置了一个Hot Reset的状态来对应完成Hot Reset。
Hot Reset在链路上使用的握手信号不再是LFPS，而是TS2 ordered set，也就是说LTSSM只能在U0或者Polling.Idle的状态下才能响应软件命令的hot reset。

3.1 软件设置Hot Reset

xhci里的PORTSC寄存器PR字段对应Hot Reset，当host仅设置PR而不设置WPR时，链路将执行Hot Reset。

1. USB device address 回到0
2. 如果成功了LTSSM回到U0状态，如果失败了回到Rx.Detect，或者SS.Inactive或者SS.Disable
3. Port configuration values得到了保留，包括Tx和Rx header buffer的数量、链路速度等
4. Recevier的equalization参数得到了保留
5. Link layer的Tx和Rx的header packet buffer， counters， timers均清零
6. USB specified register和memory回到默认值(这一条的specified register具体包括哪些？存疑)

注意：Hot Reset的过程中链路双方要保持RRX*−D**C*满足18-30欧姆的条件