低频周期信号LFPS
2026-07-01
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LFPS全称Low Frequency Periodic Signaling (LFPS),中文名低频周期信号。
LFPS定义
LFPS信号由三个参数定义:
- tPeriod:内部方波周期
- tBurst:内部方波持续的时间长度
- tRepeat:距离下次LFPS的时间长度
- tRepeat-tBurst:该次突发的空闲时间

- tPeriod 是脉冲内部小周期;tRepeat 是整段突发重复大周期,层级完全不同
- 不同用途 LFPS(Ping 唤醒、U1 退出、Warm Reset复位),就是靠修改 tBurst、tRepeat 数值区分指令含义,tPeriod 统一区间不变
- 低功耗 U1/U2/U3 唤醒时:主机周期性发送 LFPS 突发串,设备检测到脉冲串就退出休眠,依靠的就是这套时序机制。
LFPS功能
1. 低功耗状态下的带内边带通信
功能说明:链路进入U1、U2、U3各级低功耗链路状态时,高速SuperSpeed差分收发器关闭、进入电气空闲状态以降低功耗;LFPS作为复用差分总线的低速低频脉冲信令,替代高速码流完成两端物理层电源管理交互。
典型应用:双向协商进入U1/U2/U3深度休眠(LGO_Ux链路休眠命令的物理层承载)、发送专属唤醒脉冲退出休眠,U1状态下Ping.LFPS心跳保活链路。
LGO_Ux(进入低功耗链路命令)协议层下发指令,物理层依靠对应LFPS时序脉冲完成两端握手确认:- 进入U1/U2:两端交互LFPS确认休眠;
- U3深度休眠:主机发送专属唤醒LFPS脉冲串,设备检测后退出睡眠;
- 细分LFPS类型:
- Ping.LFPS:U1状态保活心跳,防止链路超时断开;
- U1/U2 Exit LFPS、U3 Wakeup LFPS:专门用于各级低功耗唤醒协商;
- 关键:LFPS全程复用高速差分对走线,不需要额外物理引脚,属于带内(in-band)信令。
LOOPBACK的退出也是通过LFPS实现的。
| 场景 | 是否用 LFPS | 交互载体 |
|---|---|---|
| U0 进入 U1/U2/U3(休眠) | 不用 LFPS | LGO_Ux / LAU / LPMA 高速链路命令 |
| U1/U2/U3 唤醒回到 U0 | 必须 LFPS | 双向 LFPS 脉冲握手 |
| 上电 Polling 初始化、Hot Reset 热复位 | 使用 LFPS | 不同时序规格的 LFPS |
2. 链路上电初始化与链路训练
功能说明:LTSSM链路训练状态机Polling初始化阶段,两端依靠Polling格式LFPS完成上电基础握手,在时钟未锁定、接收均衡未调校完成前建立最基础通信。
典型应用:确认对端设备存在、协商差分极性、宣告链路速率能力,握手完成后切换至TSEQ高速序列,开展时钟恢复、接收均衡等完整链路训练。
- 上电先经过
Rx.Detect检测对端50Ω终端电阻,确认有设备接入后,两端互相发送Polling.LFPS低频脉冲; - 低频LFPS极易被未均衡、未锁定时钟的接收端解析,作用:告知对端「链路训练即将开始」,双方完成极性协商、链路能力初步交互;
- LFPS握手完成后,才会切换发送高速TSEQ训练序列,做时钟锁定、接收均衡CTLE调校、眼图优化等高速信号训练工作。
3. 发起链路热复位(Warm Reset)
功能说明:当下游主机/集线器下行端口检测链路卡死、大量误码等异常时,发送标准时序的长时LFPS脉冲串触发Hot Reset链路热重启。
典型应用:清空链路均衡配置、时序状态与错误统计,强制链路重回Polling状态重新训练,实现物理层故障软恢复。
- Warm Reset由下行端口(Host→Device方向)发起,LFPS脉冲时序长度有硬性标准(80~120ms持续脉冲);
- 效果:清空链路时序状态、均衡参数、错误计数器,软复位物理层链路,不会触发设备全局上电复位,属于链路层级局部复位。
USB3知识点





