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Mecanismo de administración de energía de vínculo USB 3.0

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En este tema se describe el mecanismo de administración de energía del vínculo USB 3.0 (LPM).

Hay un anexo a la especificación oficial de USB 2.0 (USB2_LinkPowerMangement_ECN), que define LPM para hardware USB 2.0 más reciente. En este tema no se trata ese mecanismo de LPM USB 2.0. El propósito de este tema es describir los estados de LPM USB 3.0, específicamente U1 y U2.

Los dispositivos USB 3.0 también admiten . Para superar las limitaciones de la suspensión selectiva, la especificación oficial usb 3.0 define estados de administración de energía más finos. Antes de describir esos estados y cómo se pueden usar para mejorar la administración de energía, primero comprenderemos el concepto de un vínculo.

Existe una conexión USB entre dos puertos USB:

  • Puerto de bajada (puerto DS) de un host o un concentrador.
  • Puerto ascendente (puerto de EE. UU.) de un dispositivo o concentrador conectado.

Un vínculo es un par de puertos DS y US; los puertos se conocen como asociados de vínculo. Cada puerto tiene dos capas. La capa física transmite o recibe secuencias de bytes u otras señales de control. La capa lógica administra la capa física y garantiza un flujo suave de información entre los asociados de vínculo. La capa lógica también es responsable de cualquier almacenamiento en búfer que pueda ser necesario para el flujo de información.

Estados U

Según la especificación USB 2.0, un vínculo entra en un estado de baja potencia (que consume menos energía que el estado de trabajo) solo cuando el dispositivo de bajada entra en el estado suspendido a través del mecanismo de suspensión selectivo. La especificación USB 3.0 desacopla los estados de alimentación del vínculo de los estados de alimentación del dispositivo. La especificación define la característica LPM (consulte la sección C.1 en la especificación) que hace referencia a la administración de energía de capas físicas y lógicas de un par de puertos que constituyen un vínculo. La especificación define cuatro estados de potencia de vínculo conocidos como estados U, de U0 a U3. Un vínculo activo está en el estado U0.

Después de permanecer inactivo durante un determinado período de tiempo, los asociados de vínculo entran progresivamente en U1 (en espera con salida rápida) y, a continuación, U2 (en espera con salida más lenta). Después de que estén inactivos durante un tiempo suficiente, el software inicia la transición a U3 mediante el envío de un comando al asociado de vínculo de puerto DS.

Los pasos que requiere el software, para enviar el vínculo a U3, son idénticos a los pasos necesarios para la suspensión selectiva de USB 2.0. El dispositivo debe especificar el estado suspendido cuando el vínculo entra en U3. Como resultado, el dispositivo está sujeto a restricciones similares a las de la suspensión selectiva usb 2.0. Para superar esas limitaciones, la especificación USB 3.0 define los estados U1 y U2.

Ventajas de U1 y U2

Los estados U1 y U2 están diseñados para complementar la suspensión selectiva, lo que puede provocar un ahorro de energía significativo. Una vez que el software configura los asociados de vínculo para la transición U1 o U2, el hardware entra en los estados de forma autónoma sin ninguna intervención de software. Los tiempos de salida de U1 y U2 son realmente rápidos (desde microsegundos hasta unos milisegundos) y tienen menos impacto en el rendimiento de los dispositivos. Esto permite una administración de energía mucho mejor donde los vínculos pueden entrar y salir de estos estados incluso cuando el dispositivo está en uso.

Por ejemplo, un dispositivo con puntos de conexión isócronos puede colocar el vínculo a U1 o U2 entre intervalos de servicio. Para ahorrar energía, cuando el dispositivo está inactivo, puede enviar su vínculo ascendente a esos estados incluso antes de invocar la suspensión selectiva. No hay restricciones en la cantidad de energía que el dispositivo puede dibujar cuando el vínculo está en U1 o U2. Un dispositivo podría permanecer totalmente encendido cuando el vínculo está en U1 o U2. Por lo tanto, a diferencia de la suspensión selectiva, un dispositivo puede enviar su vínculo a U1 o U2 sin perder ninguna funcionalidad.