USB3.2超高速协议规范
Rx.Detect 子状态机
一、基本概念
1.1 什么是 Rx.Detect？
Rx.Detect 是 LTSSM（链路训练与状态机） 的上电初始状态，用于检测对端设备是否存在。无论是下行端口（Downstream Port，简称 DS，即主机端或 Hub 的下行口）还是上行端口（Upstream Port，简称 UP，即设备端或 Hub 的上行口），在以下情况下都会进入 Rx.Detect 状态：
- 端口上电启动时；
- 下行端口主动发出 Warm Reset 信号后；
- 上行端口检测到 Warm Reset 信号时（除非当前处于
eSS.Disabled状态）。
1.2 Rx.Detect 的核心目的
Rx.Detect 的唯一任务是：检测远端接收端是否存在低阻抗终端（即对端设备的物理连接是否到位）。这个低阻抗终端在规范中被称为 RRX-DC，可以简单理解为“对端存在的标志”。
1.3 端口角色说明
| 缩写 | 全称 | 通俗理解 |
|---|---|---|
| DS | Downstream Port（下行端口） | 主机端或 Hub 向下的口，扮演“管理者”角色 |
| UP | Upstream Port（上行端口） | 设备端或 Hub 向上的口，扮演“从属方”角色 |
在整个 Rx.Detect 过程中，DS 和 UP 的行为规则有所不同，主要体现在超时时间和是否可被软件控制上。
二、Rx.Detect 的三个子状态
Rx.Detect 内部包含 3 个子状态，依次为：
- Rx.Detect.Reset —— 复位同步
- Rx.Detect.Active —— 执行检测
- Rx.Detect.Quiet —— 省电休眠
2.1 Rx.Detect.Reset（复位同步）
这是 Warm Reset 后的默认复位状态，用于让 DS 和 UP 同步操作：
- 下行端口（DS）：在此状态下发送 Warm Reset 信号，持续一段固定时间后退出。
- 上行端口（UP）：在此状态下等待 DS 发来的 Warm Reset 信号结束，然后退出。
- 如果进入 Rx.Detect 不是因为 Warm Reset（例如直接上电），则该子状态会立即退出，跳到 Active 开始检测。
2.2 Rx.Detect.Active（执行检测）
这是真正执行远端终端检测的子状态：
- 发送端会执行一次对端终端阻抗检测，判断是否存在
RRX-DC（即对端是否连接）。 - 上行端口（UP） 需要计数检测次数（最多 8 次），用于后续判断是否需要进入禁用状态。
2.3 Rx.Detect.Quiet（省电休眠）
这是省电子状态，检测功能被暂时关闭：
- 端口在此状态下停止检测以节省功耗。
- 同时启动一个休眠定时器：
- 下行端口（DS）：定时器超时时间为 12ms ~ 120ms（可配置）。
- 上行端口（UP）：定时器超时时间为 12ms（固定）。
- 定时器超时后，端口会自动唤醒，回到
Active状态重新执行检测。
三、子状态之间的转换规则
3.1 Reset → Active（进入检测）
满足以下任一条件即可从 Reset 进入 Active：
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| ① 非 Warm Reset 进入 | 如直接上电，不涉及复位，立即跳过 Reset |
| ② DS 发送完 Warm Reset | 下行端口发送完持续固定时间的复位信号 |
| ③ UP 检测到复位结束 | 上行端口发现来自 DS 的 Warm Reset 信号已消失 |
3.2 Reset → eSS.Disabled（禁用）
仅限下行端口（DS）在收到软件/上层指令（Directed）时，可直接从 Reset 跳转到 eSS.Disabled（禁用状态，回退 USB 2.0）。
上行端口 没有 这个能力，因为设备端无权主动切断链路。
3.3 Active → Polling（检测成功）
当在 Active 状态成功检测到对端终端电阻（RRX-DC） 时，端口进入下一个 LTSSM 状态 —— Polling（链路训练状态）。
这是整个 Rx.Detect 流程的唯一成功出口，标志着一个有效的链路伙伴已被确认存在。
3.4 Active → Quiet（未检测到）
当在 Active 状态未检测到对端终端电阻时：
| 端口类型 | 行为 |
|---|---|
| DS | 直接进入 Quiet，等待定时器超时后重测 |
| UP（Hub 上行口） | 同样直接进入 Quiet，等待定时器超时后重测 |
| UP（外设，如 U 盘） | 如果检测次数 < 8 次，进入 Quiet 等待重测；如果已达 8 次，则直接进入 eSS.Disabled（回退 USB 2.0） |
3.5 Active → eSS.Disabled（异常退出）
满足以下任一条件可从 Active 进入 eSS.Disabled：
| 条件 | 适用端口 |
|---|---|
| 软件/上层指令（Directed）要求禁用 | 仅 DS |
| 外设已连续检测 8 次仍未发现对端 | 仅 UP（外设） |
3.6 Quiet → Active（周期性唤醒）
当 Quiet 状态下的休眠定时器超时时：
| 端口类型 | 超时时间 | 行为 |
|---|---|---|
| DS | 12ms ~ 120ms | 唤醒并回到 Active，重新执行检测 |
| UP | 12ms（固定） | 唤醒并回到 Active，重新执行检测 |
这就构成了“检测 → 休眠 → 唤醒 → 再检测”的周期性循环，直到检测成功或超时退出。
3.7 Quiet → eSS.Disabled（异常退出）
仅限下行端口（DS）在收到软件/上层指令（Directed）时，可从 Quiet 直接跳转到 eSS.Disabled。
四、完整状态转换图
五、关键规则速查表
| 当前状态 | 触发条件 | 下一状态 | 适用端口 |
|---|---|---|---|
| Reset | 非 Warm Reset 进入（如直接上电） | Active | DS / UP |
| Reset | DS 发完 Warm Reset 信号 | Active | 仅 DS |
| Reset | UP 检测到 Warm Reset 结束 | Active | 仅 UP |
| Reset | 软件指令要求禁用 | eSS.Disabled | 仅 DS |
| Active | 检测到对端终端电阻 | Polling（成功） | DS / UP |
| Active | 未检测到对端终端电阻 | Quiet | DS / UP（Hub） |
| Active | 未检测到且外设计数 < 8 次 | Quiet | 仅 UP（外设） |
| Active | 未检测到且外设计数 = 8 次 | eSS.Disabled | 仅 UP（外设） |
| Active | 软件指令要求禁用 | eSS.Disabled | 仅 DS |
| Quiet | 休眠定时器超时（DS:12~120ms） | Active | 仅 DS |
| Quiet | 休眠定时器超时（UP:12ms） | Active | 仅 UP |
| Quiet | 软件指令要求禁用 | eSS.Disabled | 仅 DS |
六、重要行为差异总结
6.1 下行端口（DS）vs 上行端口（UP）
| 行为项 | DS（下行端口） | UP（上行端口） |
|---|---|---|
| 是否可被软件指令强制禁用 | 可以 | 不可以 |
| 休眠定时器超时时间 | 12ms ~ 120ms（可配置） | 12ms（固定） |
| 是否需计数检测次数 | 不需要 | 需要（最多 8 次） |
| 主动发出 Warm Reset | 可以 | 不可以 |
| 被动接收 Warm Reset | 不接收 | 接收并响应 |
6.2 外设（Peripheral Device）的特殊规则
普通 UP（如 Hub 上行口）和外设 UP（如 U 盘）在未检测到对端时的行为不同：
- 普通 UP（Hub）：未检测到 → 直接进入 Quiet 等待重测（无限循环，直到检测成功或被 DS 复位）
- 外设 UP（U 盘等）：未检测到时计数 +1，如果计数 < 8 则进入 Quiet；如果计数 = 8 则直接进入
eSS.Disabled
为什么外设要限次？ 这是为了兼容传统平台：如果外设在 80ms 内（8 次 × 10ms）检测不到对端，就主动回退到 USB 2.0 模式，避免用户感知到过长的枚举等待时间。
6.3 唯一成功出口
在所有路径中，唯一能让 Rx.Detect 成功进入下一状态（Polling）的条件是：
在 Active 状态成功检测到对端的低阻抗终端（RRX-DC）。
其他所有路径最终都通向 eSS.Disabled（禁用/回退 USB 2.0）。
总结
Rx.Detect 是一个“检测-休眠-重测”的周期性状态机，只有检测到对端连接才能进入后续的链路训练，否则最终会因超时或次数限制而禁用 Enhanced SuperSpeed 链路。
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