USB3.2超高速协议规范
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TSEQ和TS1、TS2

2026-05-29 本文链接为:http://www.usbzh.com/article/detail-1670.html ,欢迎转载,转载请附上本文链接。

在USB 3.0的链路训练中,TSEQ、TS1和TS2这三种训练序列(Training Sequences)是分工明确、按顺序执行的,它们共同完成从物理信号锁定到链路功能配置的全部工作。

简单来说,它们的核心分工如下:

  • TSEQ (Training Sequence):负责物理层的“粗调”,主要帮助接收端实现位锁定(Bit Lock)符号锁定(Symbol Lock),为后续的精准通信打下基础。
  • TS1 & TS2 (Training Sequence 1 & 2):负责链路层的“精调”和“协商”,主要进行接收端均衡(Rx Equalization)训练链路功能配置(如是否进入环回模式、禁用加扰等)以及极性校正和通道对齐

1. TSEQ:物理层的“粗调”先锋

TSEQ是链路训练开始后发送的第一个序列,它的目标是实现最基础的物理层信号锁定。

  • 核心任务1:位锁定 (Bit Lock)
    接收端的时钟数据恢复电路(CDR)需要从接收到的串行数据流中提取出时钟信号。TSEQ序列包含了足够丰富的0/1跳变沿,帮助CDR电路找到正确的采样频率和相位,将时钟与数据位对齐。

  • 核心任务2:符号锁定 (Symbol Lock)
    在USB 3.0中,数据是以 symbols为单位进行传输的。接收端需要明确知道symbol的边界在哪里。TSEQ发送特定的、重复的标识符,使得接收端能够通过匹配这个已知的图案来确定symbol的边界。

  • 执行细节

    • 时长:在Gen 2模式下,TSEQ会被发送 **524,288次(GEN1发送65536次)用于遍历和测试不同均衡器系数设置的时间。
    • DC平衡:为了保持信号的直流平衡,TSEQ会监控已发送的1和0的数量差,并在必要时通过特定的符号(DFh/F7h20h/08h)进行补偿。

2. TS1 & TS2:链路层的“精调”与“配置”

在完成基础的位和符号锁定后,TS1和TS2接管后续工作,它们的内容和功能更为复杂。

  • 核心任务1:接收端均衡 (Receiver Equalization) 训练
    这是TS1/TS2最重要的任务之一。在高速信号传输时,信号会因线缆和PCB的损耗而衰减。链路双方会通过发送TS1/TS2,动态调整发送端的预加重和接收端的均衡器,以补偿高频损耗,确保眼图张开、误码率降低。这个过程是LTSSM(链路训练状态机)在Polling状态下的核心工作。

  • 核心任务2:链路功能配置 (Link Configuration)
    TS1和TS2的Symbol 5携带了一个关键的 “链路功能”字段,用于协商和配置链路层的特定行为。该字段的定义如下表所示:

位 (Bit) 功能描述
Bit 0 Reset (重置):仅由主机设置,用于复位下游设备。
Bit 2 Loopback (环回):当此位被置1时,接收方将进入数字环回模式,常用于测试和合规性认证。
Bit 3 Disable Scrambling (禁用加扰):当此位置1时,接收方会禁用加扰功能。
Bit 4 Local loopback in repeater (中继器本地环回):用于将链路中最近的中继器置于本地环回模式。
Bit 5 Bit-level re-timer Tx compliance mode (位级重定时器发送合规模式):用于将位级重定时器置于发送合规模式,同样主要用于测试。
  • 核心任务3:其他基础配置:它们还携带着用于 通道极性反转(Lane Polarity Inversion)多通道对齐(Lane Alignment) 的信息,确保数据被正确接收。

  • TS1与TS2的区别与执行顺序

    • 标识符不同:TS1的标识符是1Eh,而TS2的标识符是2Dh,接收端通过识别标识符来区分它们。
    • 执行顺序:在链路训练流程中,TS1通常在TS2之前发送。链路双方首先通过交换TS1来完成大部分训练和配置工作。当配置基本稳定后,开始交换TS2序列,TS2携带的信息结构与TS1完全相同,主要作用是确认锁定在TS1阶段达成的配置。完成TS2交换后,链路就会准备进入Polling.IdleRecovery.Idle状态,随后发送 SDS (Start of Data Stream) 序列,标志着正式数据流即将开始。

SEQ, TS1, TS2 功能对比

特性 TSEQ TS1 / TS2
主要目标 物理层锁定(位、符号) 链路配置与优化(均衡、功能协商)
具体工作 1. CDR时钟恢复
2. 确定symbol边界
1. 接收端均衡训练
2. 交换/确认链路功能(环回、复位等)
3. 极性校正、通道对齐
关键内容 固定的训练序列图案 Symbol 5的功能字段
发送顺序 首先发送 之后发送(TS1 -> TS2)
类比 教练让运动员先活动关节 教练开始布置战术确认战术

如果对链路训练状态机 (LTSSM) 中的具体状态(如PollingRecovery)是如何一步步使用这些序列的,或者对某个功能位(如Loopback)的具体应用场景感兴趣,可以随时告诉我。

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