Потребляемая мощность USB в режиме ожидания v. Активный

Question

Я пытаюсь составить бюджет мощности для устройства с батарейным питанием, которое я делаю.

У меня есть USB-концентратор с 4 портами. Каждый порт имеет устройство, которое нуждается в связи (то есть ни один из них не предназначен для зарядки или запуска какого-либо электромеханического устройства). Я измеряю ток при подаче 12 В на концентратор.

В режиме ожидания я измеряю 146 мА при 12 В. Когда концентратор активен, я измеряю то же самое.

У меня есть код, который контролирует связь, поэтому в режиме ожидания не должно быть связи.

В Википедии (и других постах) говорится, что USB3.0 распределяет мощность в единицах 150 мА при 5 В. Исходя из этого, я ожидаю, что как минимум, 150 мА х 4 порта = 600 мА, когда активны. Это должно отображаться при изменении 250 мА при 12 В на входе питания.

Может кто-нибудь объяснить, что здесь происходит? Почему активен так же, как в режиме ожидания? И почему это ниже, чем ожидалось?

Answer 1

В фреймворке USB нет такого понятия, как "режим ожидания". Существует состояние SUSPEND и несколько активных состояний канала с различными уровнями управления питанием.

Опять же, никто не "выделяет" что-либо вроде 150 мА. 150 мА в USB3 является обязательным минимумом 5 В, и "активные" устройства могут потреблять все, что им нужно, до 900 мА. Или менее. Все зависит от "устройств". Поэтому нелогично ожидать потребления 150 мА х 4, особенно от составного устройства с 4 встроенными функциями.

Если ваш хост-драйвер прекращает связь со всеми четырьмя нисходящими устройствами, это не означает, что все ссылки будут автоматически переходить в состояния с низким энергопотреблением, драйвер хоста должен переводить каждую ссылку в состояние с низким энергопотреблением. Устройства в среде USB 3.0 также могут запрашивать и превращать свои соответствующие ссылки в состояния U1 и U2, но они должны быть включены для этого. Но не в U3. И снова, управляющий кремний все еще будет активен. Чтобы войти в "истинный SUSPEND" (U3), хост должен принудительно установить все ссылки в состояния U3 (SUSPEND).

Однако, если вы создаете составное устройство с автономным питанием (концентратор + устройства), то нет никаких особых требований к его собственному потреблению, вплоть до проектировщика, независимо от того, сделано ли оно для экономии энергии и в какой степени. Даже если восходящий канал подключен к U3, устройство с автономным питанием может делать все, что захочет, это зависит от "зеленой сертификации" или любых других требований для обеспечения энергосбережения.

В этом конкретном случае составное устройство либо не было переведено хостом в состояние U3, либо само устройство игнорирует состояние восходящей линии связи и ничего не меняет в своем энергопотреблении.

В целом, управление питанием USB исторически было проблемой для системного программного обеспечения, и в течение многих лет эта функция была отключена в среде USB3. Даже в фреймворке USB2 все еще есть глюки и несовместимости, достаточно упомянуть частый совет "отключить режим выборочной приостановки".