本發(fā)明涉及usb3.0與pciexpress通信領(lǐng)域，特別涉及pci-e轉(zhuǎn)換usb3.0光纖接口，具體是指一種基于pci-e的usb3.0光纖擴(kuò)展卡。

本發(fā)明還涉及一種usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協(xié)商方法。

本發(fā)明還涉及一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端進(jìn)行數(shù)字診斷及usb3.0終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制的方法。

背景技術(shù)：

pciexpress2.0的基礎(chǔ)技術(shù)沿襲了上一代1.0版本的技術(shù)，即都采用高速串行總線技術(shù)，依靠高頻率來獲得高性能，因此pciexpress也一度被人們稱為“串行pci”。由于串行傳輸抗干擾能力很強(qiáng)，容易達(dá)到較高的頻率，再加上差分信號技術(shù)的輔助，pciexpress更容易達(dá)到較高的傳輸頻率，其中pciexpress1.0總線頻率為2.5ghz，2.0版進(jìn)一步提升到了5ghz。pciexpress2.0保持對現(xiàn)行1.0/1.1規(guī)范的兼容，舊的pciexpress擴(kuò)展卡依然可以在pciexpress2.0規(guī)范的系統(tǒng)中正常運(yùn)行。同樣，pciexpress2.0擴(kuò)展設(shè)備也可以工作在1.0的體統(tǒng)中，只不過此時設(shè)備必須工作在1.0兼容模式下。

2010年完成的pci-e3.0標(biāo)準(zhǔn)與pci-e2.0相比，pci-e3.0的目標(biāo)是帶寬繼續(xù)翻倍達(dá)到10gb/s，要實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)就要提高速度，pci-e3.0的信號頻率從2.0的5gt/s提高到8gt/s，編碼方案也從原來的8b/10b變?yōu)楦咝У?28b/130b，其他規(guī)格基本不變，每周期依然傳輸2位數(shù)據(jù)，支持多通道并行傳輸。除了帶寬翻倍帶來的數(shù)據(jù)吞吐量大幅提高之外，pci-e3.0的信號速度更快，相應(yīng)地數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t也會更低。此外，針對軟件模型、功耗管理等方面也有具體優(yōu)化。

usb3.0對傳輸速度進(jìn)行了大幅提升，它基于全雙工數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，理論傳輸速率高達(dá)5gbps(即625mb/秒)，實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率也將高達(dá)3.2gbps(即400mb/秒)，相比usb2.0時代有了將近10倍的提升，而現(xiàn)在最新的usb3.1gen2標(biāo)準(zhǔn)又將傳輸速率提升到了10gbps，因此數(shù)據(jù)的傳輸距離遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。由于傳輸速率由以往的usb2.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的480mbps提升到了5gbps，因此使用傳統(tǒng)的電纜一般不會超過3米，一些使用廠家使用中繼放大芯片后，傳輸距離也只能達(dá)到最遠(yuǎn)15米的傳輸距離，但是由于采用電纜傳輸在使用過程中特別容易受到電磁干擾的影響，因此不適合在一些電磁干擾較大的工業(yè)生產(chǎn)流水線上使用，以及一些對電磁干擾敏感的設(shè)備（如軍工設(shè)備）上使用；而目前隨著工業(yè)4.0的興起，許多usb3.0工業(yè)相機(jī)的傳輸距離會超過這個距離，甚至要達(dá)到幾百米的距離，另外一些企業(yè)和單位出于安全考慮，往往需要將計算機(jī)主機(jī)集中管理，用戶只能在遠(yuǎn)端使用usb3.0存儲設(shè)備和usb3.0打印機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)計算機(jī)主機(jī)與使用者的安全隔離，而計算機(jī)與終端之間往往也達(dá)到了上百米，并且數(shù)據(jù)在傳輸過程中不能有電磁泄漏而導(dǎo)致數(shù)據(jù)安全得不到保障。而我們采用光纖傳輸usb3.0信號即可以解決電磁干擾的問題，又可以解決傳輸距離的問題，此外現(xiàn)在雖然有一些可以實(shí)現(xiàn)usb3.0信號遠(yuǎn)距離傳輸?shù)难b置，但它們一般都是將終端設(shè)備的usb3.0數(shù)據(jù)通過usb3.0物理層芯片解析成其它的數(shù)據(jù)格式再重新編碼轉(zhuǎn)換成光纖來傳輸，另外一端將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，通過usb3.0物理層芯片轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)送到采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，它們都是針對一些特定的設(shè)備應(yīng)用，無法實(shí)現(xiàn)其它usb3.0標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備的接入，例如一種用來實(shí)現(xiàn)usb3.0工業(yè)相機(jī)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)难b置是無法用來接入u盤、usb3.0移動硬盤或是打印機(jī)等其它usb3.0終端設(shè)備，而且現(xiàn)有還沒有一種能直接將pci-e接口直接轉(zhuǎn)換成usb3.0光纖接口的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于pci-e技術(shù)轉(zhuǎn)換成usb3.0光纖接口的usb3.0光纖擴(kuò)展卡，可以通過pci-e技術(shù)轉(zhuǎn)換成多個usb3.0接口，并將多個usb3.0接口的usb3.0電信號轉(zhuǎn)換成光信號采用光纖進(jìn)行傳輸，而且可以通過數(shù)字診斷電路實(shí)現(xiàn)usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端進(jìn)行數(shù)字診斷及usb3.0終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種基于pci-e的usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端，usb3.0光纖擴(kuò)展卡可以通過pci-e技術(shù)轉(zhuǎn)換成多個usb3.0接口，并將多個usb3.0接口的usb3.0電信號轉(zhuǎn)換成光信號采用光纖進(jìn)行傳輸，usb3.0光纖擴(kuò)展卡和一個usb3.0光纖接收端配合使用，兩者之間通信的光纖通信可以通過自定義通信規(guī)則進(jìn)行自動協(xié)商，usb3.0超高速信號是全雙工信號，收和發(fā)各是一對獨(dú)立的差分?jǐn)?shù)據(jù)線：sstx+/-和ssrx+/-，因此可以用光模塊轉(zhuǎn)換成光信號后用光纖傳輸，在usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片內(nèi)部包含了一個usb2.0加速引擎，可以所有下行端口的usb2.0信號轉(zhuǎn)換成usb3.0信號，最后與所有下行接口的usb3.0信號通過usb3.0hub主控芯片內(nèi)的超高速hub路由引擎與計算機(jī)主機(jī)的usb3.0主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此可以用光纖通過usb3.0超高速信號來同時傳輸usb2.0和usb3.0數(shù)據(jù)，該usb3.0hub主控芯片四個端口都可以連接usb2.0或usb3.0終端外設(shè)，而且usb2.0和usb3.0設(shè)備可以混合使用，即向下兼容usb2.0\1.1\1.0設(shè)備；可以采用多模光纖、也可以采用單模光纖，可以采用雙芯光纖，也可以采用單芯光纖，usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端都有一個可以熱插拔的sfp+光模塊，在使用過程中光模塊靈活更換，而且光纖的長度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行布線。傳輸距離可以達(dá)到300米到400米，本發(fā)明所采用技術(shù)方案傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是原生的usb3.0數(shù)據(jù)格式，在usb3.0光纖通信過程中，為了保證兼容性和普遍適用性，不會將usb3.0主控制器、usb3.0hub主控芯片和usb3.0終端設(shè)備發(fā)送的原生usb3.0數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成其它格式并重新編解碼再進(jìn)行傳輸，只是將收到的usb3.0電信號進(jìn)行電-光-電的轉(zhuǎn)換，光纖傳輸設(shè)備不會在數(shù)據(jù)流中加入任何附加的數(shù)據(jù)，因此usb3.0信號使用光纖傳輸設(shè)備在傳輸過程中是透明的，所有符合usb3.0\2.0\1.1\1.0標(biāo)準(zhǔn)的終端外設(shè)都可以正常連接。

與此相應(yīng)的，本發(fā)明另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協(xié)商方法。

與此相應(yīng)的，本發(fā)明還有一個要解決的技術(shù)問題是提供一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端進(jìn)行數(shù)字診斷及usb3.0終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制的方法。

以下將詳細(xì)介紹usb3.0光纖擴(kuò)展卡的各個組成部分。

按上述方案，所述usb3.0光纖擴(kuò)展卡，包括pci-e總線接口、pci-etousb3.0主控芯片、usb3.0均衡器單元、rx_det模擬負(fù)載單元、sfp+光模塊單元、mcu控制單元、led指示電路、管理接口電路、供電單元、flash芯片。

所述pci-e總線接口，用來連接計算機(jī)主機(jī)的pci-e總線。

優(yōu)選地，所述pci-etousb3.0主控芯片為μpd720201，通過該芯片可以用pci-e總線接口擴(kuò)展出4個usb3.0端口，內(nèi)部包含一個xhci控制器和usb3.0roothub。

所述flash芯片，用于存儲pci-etousb3.0主控芯片的配置數(shù)據(jù)。

所述usb3.0均衡器單元，包含4個均衡器芯片，均衡器芯片可以通過外部電阻設(shè)置參數(shù)，也可以用mcu通過i2c接口設(shè)置、讀取參數(shù)，均衡器芯片內(nèi)部主要有緩沖輸入電路、均衡電路、放大電路、緩沖輸出電路、信號檢測電路及i2c接口。均衡器芯片一方面用來將pci-etousb3.0主控芯片下行接口的tx輸出端發(fā)送來的電信號經(jīng)放大均衡送到sfp+光模塊的tx輸入端，另一方面用來將usb3.0光纖接收端發(fā)送過來的電信號經(jīng)放大均衡送到pci-etousb3.0主控芯片的下行接口rx輸入端。

所述rx_det模擬負(fù)載單元，包含4個rx_det模擬負(fù)載，每個rx_det模擬負(fù)載用來模擬usb3.0終端設(shè)備；根據(jù)usb3.0協(xié)議，usb3.0接口的rx輸入端必須包含rxdetect電路，usb3.0物理層在處于u1、u2、u3狀態(tài)時，為了節(jié)省電力而使用lfps(lowfrequencyperiodsingal)信號作為通信介質(zhì)，lfps信號是一種低頻率的周期性信號，當(dāng)usb3.0下行端口沒有插入設(shè)備時，pci-etousb3.0主控制器usb3.0roothub的tx端會不停的發(fā)送rxdetect方波信號，該方波信號并不是lfps信號。如果一直沒有device插上，根據(jù)usb3.0協(xié)議，則一直處在rxdetect狀態(tài)中；當(dāng)有device插上時，usb3.0roothub的tx端則會發(fā)送lfps信號；而普通的sfp+光模塊的輸入接口電路沒有usb3.0接口rx輸入端的rxdetect電路，因此sfp+光模塊與usb3.0roothub連接時，usb3.0roothub會一直處在rxdetect狀態(tài)中，無法與usb3.0光纖接收機(jī)的usb3.0hub主控芯片進(jìn)行通信，導(dǎo)致鏈接失敗無法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而本發(fā)明中的rx_det模擬負(fù)載是用來解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)手段。

所述sfp+光模塊單元，包含4個sfp+光模塊，每個sfp+光模塊都連接到對應(yīng)的usb3.0均衡器，一方面用來將usb3.0均衡器的緩沖輸出端發(fā)送來的電信號轉(zhuǎn)換成光信號，另一方面用來將usb3.0光纖接收端發(fā)送過來的光信號轉(zhuǎn)換成電信號送到usb3.0均衡器緩沖放大輸入端；此外，本發(fā)明利用sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)的發(fā)射關(guān)斷控制tx_disable輸入腳和光接收機(jī)的無光告警信號los輸出腳組合形成一個低速率雙向rs-232傳輸通道，由雙向rs-232傳輸通道、mcu控制單元、管理接口組成一個數(shù)字診斷通道，計算機(jī)通過數(shù)字診斷通道來實(shí)現(xiàn)對usb3.0終端設(shè)備的供電電路或是usb3.0終端設(shè)備發(fā)送控制指令，以及對usb3.0光纖接收端的sfp+光模塊進(jìn)行數(shù)字診斷管理。

所述mcu控制單元，采用pci-eaux電源獨(dú)立供電，用來控制usb3.0光纖擴(kuò)展卡與usb3.0光纖接收端的握手連接及pci-etousb3.0主控制器復(fù)位；用來控制實(shí)現(xiàn)sfp+光模塊供電；用來實(shí)現(xiàn)sfp+光模塊的數(shù)字診斷及其控制；用來實(shí)現(xiàn)usb3.0終端設(shè)備控制指令的發(fā)送，結(jié)合管理接口實(shí)現(xiàn)對usb3.0光纖擴(kuò)展卡及usb3.0光纖接收端的數(shù)字診斷管理。

所述管理接口電路，連接到pci-etousb3.0主控制器的一個下行usb2.0端口，實(shí)現(xiàn)usb2.0轉(zhuǎn)換成rs-232接口，rs-232接口連接到mcu控制單元的一個rs-232串口，用來實(shí)現(xiàn)在計算機(jī)主機(jī)端對usb3.0光纖擴(kuò)展卡及usb3.0光纖接收端的數(shù)字診斷管理。

所述供電單元，為pci-etousb3.0主控制器芯片、mcu控制單元、sfp+光模塊、管理接口、led指示電路、flash芯片提供電源。

所述led指示電路，用于指示的通信狀態(tài)、sfp+模塊狀態(tài)、故障情況等信息。

以下將詳細(xì)介紹usb3.0光纖接收端的各個組成部分。

按上述方案，所述usb3.0光纖接收端，包括四個usb3.0下行接口、usb3.0hub主控芯片、eeprom芯片、rx_det模擬負(fù)載、sfp+光模塊、mcu控制單元、管理接口電路、led指示電路、供電單元。

所述usb3.0下行接口，用來連接usb3.0終端設(shè)備。

優(yōu)選地，所述usb3.0hub主控芯片為frescologic公司生產(chǎn)的fl6000，fl6000采用frescologic公司獨(dú)有f-one^tm技術(shù)，可以讓下行端口的usb2.0和usb3.0數(shù)據(jù)通過上行端口的usb3.0超高速差分?jǐn)?shù)據(jù)線（sstx+/-和ssrx+/-）來進(jìn)行傳輸，而不必在外面加一顆usb2.0到usb3.0的轉(zhuǎn)換芯片，整體電路變得更加簡單，兼容性更好，在支持usb3.0設(shè)備的同時可以直接向下兼容usb2.0/1.1/1.0設(shè)備，fl6000芯片內(nèi)部包含了一個usb2.0加速引擎（usb2.0tousb3.0translators），可以所有下行端口的usb2.0信號轉(zhuǎn)換成usb3.0信號，最后與所有下行接口的usb3.0信號通過usb3.0hub主控芯片內(nèi)的超高速hub控制器與路由引擎（superspeedhubcontrollerandrouting）與計算機(jī)主機(jī)的usb3.0主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此可以用光纖通過usb3.0超高速差分?jǐn)?shù)據(jù)線來同時傳輸usb2.0和usb3.0數(shù)據(jù)；usb3.0hub主控芯片的上行口連接到sfp+光模塊，usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片四個端口都可以支持usb2.0和usb3.0終端外設(shè)，如usb2.0手寫筆、usb觸摸屏、usb鼠標(biāo)、usb鍵盤、usb3.0工業(yè)打印機(jī)、usb3.0相機(jī)、usb3.0移動硬盤、usb3.0移動u盤等標(biāo)準(zhǔn)usb外設(shè)，usb2.0和usb3.0設(shè)備可以混合使用。

所述eeprom芯片，用于存儲usb3.0hub主控芯片的配置數(shù)據(jù)。

所述rx_det模擬負(fù)載，用來模擬usb3.0主控制器下行接口rx輸入端的rx_det電路；根據(jù)usb3.0協(xié)議，usb3.0接口的rx輸入端必須包含rxdetect電路，usb3.0物理層在處于u1、u2、u3狀態(tài)時，為了節(jié)省電力而使用lfps(lowfrequencyperiodsingal)信號作為通信介質(zhì)，lfps信號是一種低頻率的周期性信號，當(dāng)usb3.0hub主控芯片上行端口沒有與usb3.0主控制器連接上時，usb3.0hub主控芯片的tx端會不停的發(fā)送rxdetect方波信號，該方波信號并不是lfps信號。如果一直沒有與usb3.0主控制器連接上，根據(jù)usb3.0協(xié)議，則一直處在rxdetect狀態(tài)中；當(dāng)usb3.0hub主控芯片上行端口與usb3.0主控制器連接上時，usb3.0hub芯片的tx端則會發(fā)送lfps信號；而普通的sfp+光模塊的輸入接口電路沒有usb3.0接口rx輸入端的rxdetect電路，因此sfp+光模塊與usb3.0hub芯片連接時，usb3.0hub主控芯片會一直處在rxdetect狀態(tài)中，無法與usb3.0光纖發(fā)送機(jī)的usb3.0hub主控芯片下行接口進(jìn)行通信，導(dǎo)致鏈接失敗無法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而本發(fā)明中的rx_det模擬負(fù)載是用來解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)手段。

所述sfp+光模塊，一方面，將usb3.0光纖擴(kuò)展卡發(fā)送過來的光信號轉(zhuǎn)換成電信號送到usb3.0光纖接收端usb3.0hub主控芯片的上行接口rx輸入端；另一方，將usb3.0光纖接收端上行接口tx輸出端發(fā)送過來的電信號轉(zhuǎn)換成光信號送到usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的rx輸入端；此外，本發(fā)明利用sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)的發(fā)射關(guān)斷控制tx_disable輸入腳和光接收機(jī)的無光告警信號los輸出腳組合形成一個低速率雙向rs-232傳輸通道，由雙向rs-232傳輸通道、mcu控制單元、管理接口組成一個數(shù)字診斷通道，計算機(jī)通過數(shù)字診斷通道來實(shí)現(xiàn)對usb3.0終端設(shè)備的供電電路或是usb3.0終端設(shè)備發(fā)送控制指令，以及對usb3.0光纖接收端的sfp+光模塊進(jìn)行數(shù)字診斷管理。

所述mcu控制單元，用來控制usb3.0hub與計算機(jī)主機(jī)的usb3.0主控制器的握手連接及usb3.0主控芯片復(fù)位、用來控制供電單元實(shí)現(xiàn)usb3.0終端設(shè)備的供電控制與故障診斷、用來實(shí)現(xiàn)usb3.0終端設(shè)備控制指令的發(fā)送、用來實(shí)現(xiàn)sfp+光模塊的數(shù)字診斷及其控制，結(jié)合管理接口實(shí)現(xiàn)對usb3.0光纖擴(kuò)展卡及usb3.0光纖接收端的數(shù)字診斷管理。

所述管理接口電路，連接到usb3.0hub主控芯片的一個下行usb2.0端口，實(shí)現(xiàn)usb2.0轉(zhuǎn)換成rs-232接口，rs-232接口連接到mcu控制單元的一個rs-232串口，用來實(shí)現(xiàn)在計算機(jī)主機(jī)端對usb3.0光纖擴(kuò)展卡及usb3.0光纖接收端的數(shù)字診斷管理。

所述供電單元，可以實(shí)現(xiàn)usb3.0接口供電和外部供電自動切換，為usb3.0hub芯片、mcu控制單元、sfp+光模塊、管理接口、led指示電路、eeprom提供電源。

所述led指示電路，用于指示的通信狀態(tài)、sfp+模塊狀態(tài)、故障情況等信息。

所述一種usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協(xié)商方法，是指通過單片機(jī)編程技術(shù)和制定相關(guān)的通信規(guī)則來解決在使用光纖傳輸usb3.0數(shù)據(jù)過程中因光纖接口光纖中斷、光纖重復(fù)插拔、sfp+光模塊熱插拔、計算機(jī)開關(guān)機(jī)及重啟后usb3.0終端設(shè)備重新計算機(jī)主機(jī)建立正確通信鏈接的方法。

usb3.0光纖通信是一個全雙工雙向通信，可以使用兩芯光纖，或者利用光波分復(fù)用原理使用單芯光纖，在光纖連接過程中會出現(xiàn)三種情形，第一種是usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)和接收機(jī)用同時與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)建立連接；第二種是usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)先與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光接收機(jī)建立連接，進(jìn)一步地，usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光接收機(jī)與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)建立連接；第三種是usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光接收先與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)建立連接，進(jìn)一步地，usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光接收機(jī)建立連接。

如果因光纖損壞或是人為將光纖拔出而導(dǎo)致的光纖連接中斷，需要重新進(jìn)行光纖連接時，計算機(jī)主機(jī)pci-etousb3.0主控制器與遠(yuǎn)端usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片需要重新建立連接，此時雙方會重新發(fā)起低速lfps信號進(jìn)行握手連接，從而確定連接狀態(tài)，但此時如果usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片還未退出超高速鏈接狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)第一種和第三種情況時，usb3.0光纖擴(kuò)展卡的pci-etousb3.0主控制器下行接口收到的不是lfps數(shù)據(jù)信號，而是超高速數(shù)據(jù)包，這樣就會導(dǎo)致協(xié)商失敗，導(dǎo)致計算機(jī)端usb3.0光纖擴(kuò)展卡的pci-etousb3.0主控制器端口不能正常運(yùn)行，從而無法識別usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片及外接usb3.0終端設(shè)備。

usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端在通信過程中往往會遇到計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)、重啟、計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)了很長時間后重新開機(jī)，這樣就會面臨嚴(yán)峻的問題：當(dāng)計算機(jī)主機(jī)重新進(jìn)入操作系統(tǒng)后，經(jīng)常會出現(xiàn)usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端與當(dāng)計算機(jī)主機(jī)連接失敗，計算機(jī)主機(jī)有可能會提示usb3.0設(shè)備合規(guī)但是無法鏈接、或是根本沒有鏈接動作，導(dǎo)致這個問題的原因是在計算機(jī)主機(jī)退出系統(tǒng)后，usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端的通信狀態(tài)并未進(jìn)入lfps協(xié)商狀態(tài)，而一直處于正常的超高速鏈接，當(dāng)計算機(jī)主機(jī)重新進(jìn)入系統(tǒng)后，計算機(jī)主機(jī)端usb3.0光纖擴(kuò)展卡的pci-etousb3.0主控制器與usb3.0光纖接收端應(yīng)該是一個低速率通信模式，但實(shí)際計算機(jī)主機(jī)端usb3.0光纖擴(kuò)展卡的pci-etousb3.0主控制器首先收到的是usb3.0光纖接收端發(fā)送過來的超高速數(shù)據(jù)包，從而導(dǎo)致兩者的協(xié)商失敗，計算機(jī)主機(jī)無法找到usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片及其外接的所有usb3.0終端設(shè)備。

為了解決以上問題，我們在此約定一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協(xié)商方法：不管任何時候，usb3.0光纖接收端的sfp+光模塊的光接收機(jī)總是先于usb3.0光纖擴(kuò)展卡的sfp+光模塊的光接收機(jī)收到光信號；usb3.0光纖接收端的光接收機(jī)在光纖連接中斷后,mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使usb3.0hub主控芯片上行接口鏈路斷開，usb3.0hub主控芯片進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，并使usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)處于發(fā)射禁止?fàn)顟B(tài)，完全不會發(fā)送光信號出來，即使光纖重新連接正常，在usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片沒有完成鏈路初始化前也會處于發(fā)射禁止?fàn)顟B(tài)；光纖斷開后usb3.0光纖擴(kuò)展卡的光接收機(jī)收不到光信號，mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使usb3.0光纖擴(kuò)展卡的均衡器芯片與pci-etousb3.0主控制器鏈路連接中斷；當(dāng)usb3.0光纖接收端的光接收機(jī)在光纖重新連接后,mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使usb3.0hub主控芯片進(jìn)入正常工作狀態(tài)，初始化芯片鏈路狀態(tài)，usb3.0hub主控芯片上行接口tx輸出端輸出lfps信號，mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)處于發(fā)射使能狀態(tài)，正常發(fā)送lfps光信號出來，usb3.0光纖擴(kuò)展卡的光接收機(jī)收到lfps光信號后，mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使的均衡器芯片與pci-etousb3.0主控制器的鏈路接通，usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端重新進(jìn)行l(wèi)fps協(xié)商，直至通信連接正常；當(dāng)產(chǎn)生計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)后usb3.0光纖擴(kuò)展卡電路可以監(jiān)控計算機(jī)主板供電情況，mcu控制單元發(fā)會根據(jù)與計算機(jī)主機(jī)主板供電情況狀態(tài)輸出相應(yīng)控制指令，關(guān)斷sfp+光模塊的發(fā)送，使usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端的通信鏈路處于斷開狀態(tài)，usb3.0光纖接收端的usb3.0主控芯片會進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)產(chǎn)生計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)、重啟、計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)后重新開機(jī)時usb3.0光纖擴(kuò)展卡電路可以監(jiān)控計算機(jī)主板供電變化，usb3.0光纖擴(kuò)展卡的mcu控制單元發(fā)會根據(jù)與計算機(jī)主板供電情況輸出相應(yīng)控制指令，使能sfp+光模塊的發(fā)送，使usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端光纖鏈路連通，當(dāng)監(jiān)控到計算機(jī)usb3.0控制器發(fā)起lfps協(xié)商后，usb3.0光纖擴(kuò)展卡mcu控制單元使usb3.0均衡器與pci-etousb3.0主控制器的鏈路接通，usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端兩者進(jìn)行l(wèi)fps通信協(xié)商，直至通信連接正常。

usb3.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的超高速usb3.0終端設(shè)備在通信過程中的數(shù)據(jù)流都必須編碼成超高速數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳輸，由于usb3.0標(biāo)準(zhǔn)沒有留出一些低速率的io通道，因此，在usb3.0光纖通信過程中，為了保證兼容性和普遍適用性，光纖傳輸設(shè)備不會對usb3.0重新編解碼，只是將收到的usb3.0電信號進(jìn)行電-光-電的轉(zhuǎn)換，光纖傳輸設(shè)備不會在數(shù)據(jù)流中加入任何附加的數(shù)據(jù)，usb3.0信號使用光纖傳輸設(shè)備在傳輸過程中是透明的。因此，對于諸如遠(yuǎn)程開關(guān)控制、數(shù)字診斷信號的發(fā)送與結(jié)果回傳都無法通過usb3.0的硬件電路完成，所以本發(fā)明正是基于這種實(shí)際應(yīng)用，提出了一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端進(jìn)行數(shù)字診斷及usb3.0終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制的方法。

所述一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端進(jìn)行數(shù)字診斷及usb3.0終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制的方法，是指利用sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)的發(fā)射關(guān)斷控制sfp_tx_disable輸入腳和光接收機(jī)的無光告警信號sfp_los輸出腳組合形成一個低速率雙向rs-232傳輸通道，由雙向rs-232傳輸通道、mcu控制單元、管理接口組成一個數(shù)字診斷通道，計算機(jī)通過數(shù)字診斷通道來實(shí)現(xiàn)對usb3.0終端設(shè)備的供電電路或是usb3.0終端設(shè)備本身的控制接口發(fā)送控制指令，以及對sfp+光模塊、終端設(shè)備的供電狀態(tài)進(jìn)行數(shù)字診斷管理。

參照smallform-factorpluggable(sfp)transceivermultisourceagreement(msa)國際標(biāo)準(zhǔn)，sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)的發(fā)射關(guān)斷控制sfp_tx_disable輸入腳是用來開啟和關(guān)斷sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)激光器的發(fā)光狀態(tài)，當(dāng)該引腳為高電平時，激光器不發(fā)光，當(dāng)該引腳為低電平時，激光器發(fā)光，當(dāng)sfp+光模塊正常工作時發(fā)射關(guān)斷控制信號電平要一直保持為低；而sfp+光模塊光接收機(jī)的無光告警信號sfp_los輸出腳在沒有光信號輸入到光接收機(jī)的時候，無光告警信號sfp_los輸出腳輸出一個高電平信號，有光信號輸入到光接收機(jī)的時候，無光告警信號sfp_los輸出腳輸出一個低電平信號，該信號只是用來判斷輸入光信號的有無，在正常光通信過程中，該信號一直是保持低電平；這兩個控制腳本身沒有雙向數(shù)據(jù)通信的功能，但是我們可以在發(fā)射關(guān)斷控制sfp_tx_disable輸入腳輸入一個低速率的數(shù)字方波信號，如9600bps的串口信號，那么sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)會按照該低速率的數(shù)字方波信號高低電平的變化產(chǎn)生無光發(fā)出和有光發(fā)出的狀態(tài)變化，從而調(diào)制出9600bps低速率的光信號，而在對應(yīng)sfp+光模塊光接收機(jī)的無光告警信號sfp_los輸出腳會按照無光輸入和有光輸入的狀態(tài)變化，還原出原始的9600bps的串口信號；因此，sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)的發(fā)射關(guān)斷控制sfp_tx_disable輸入腳和光接收機(jī)的無光告警信號sfp_los輸出腳可以組合形成一個低速率雙向rs-232傳輸通道，由雙向rs-232傳輸通道、mcu控制單元、管理接口組成一個數(shù)字診斷通道，數(shù)字診斷通道在usb3.0鏈路正常通信的情況下是不工作的，數(shù)字診斷通道只有在usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端初始連接建立之前、usb3.0終端設(shè)備發(fā)生故障、以及人為進(jìn)行控制時才會進(jìn)行工作，而且操作人員在計算機(jī)端和usb3.0設(shè)備端都可以進(jìn)行相應(yīng)管理操作。

當(dāng)我們在使用usb3.0終端設(shè)備過程中偶爾會出現(xiàn)設(shè)備死機(jī)或是其它無法通過計算機(jī)主機(jī)端恢復(fù)usb3.0終端設(shè)備到正常工作狀態(tài)時，我們可以通過數(shù)字診斷通道向管理接口發(fā)送特定的指令到usb3.0終端設(shè)備本身控制接口或是與usb3.0終端設(shè)備連接usb3.0端口的供電電路，對設(shè)備進(jìn)行冷啟動，從而恢復(fù)正常，我們也可以通過數(shù)字診斷通道向管理接口發(fā)送特定的指令到usb3.0終端設(shè)備本身控制接口獲取usb3.0終端設(shè)備的故障情況。

在usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端初始連接建立之前，usb3.0光纖接收端的mcu控制單元通過sfp+光模塊的i2c總線讀取到光模塊的發(fā)射光功率、激光器的偏置電流、接收靈敏度、光模塊的供電電壓、工作溫度、故障情況等光模塊指標(biāo)后，通過usb3.0光纖接收端的mcu控制單元的rs-232串口將信號發(fā)送到sfp+光模塊的sfp_tx_disable輸入腳，調(diào)制輸出rs232光信號，而在usb3.0光纖擴(kuò)展卡數(shù)字診斷通道的sfp_los輸出腳輸出rs-232串行數(shù)據(jù)，rs-232串行數(shù)據(jù)輸送到usb3.0光纖擴(kuò)展卡的mcu控制單元數(shù)字診斷通道的串口信號輸入腳los_232_rxd，經(jīng)mcu控制單元處理后送到計算機(jī)主機(jī)端；此外，我們還可以在計算機(jī)主機(jī)端通過管理接口的usb2.0tors232轉(zhuǎn)換電路將指令轉(zhuǎn)換成rs-232信號，rs-232通過管理接口的rs232_txd輸出引腳發(fā)送數(shù)字診斷請求指令到usb3.0光纖擴(kuò)展卡的mcu控制單元的rs-232串口信號輸入腳cmi_rs232_rxd，mcu控制單元通過數(shù)字診斷通道發(fā)送指令到usb3.0光纖接收端的mcu控制單元的串口信號輸入腳los_232_rxd，收到指令后mcu控制單元將讀取到的光模塊指標(biāo)通過數(shù)字診斷通道回傳到usb3.0光纖擴(kuò)展卡的mcu控制單元的串口信號輸入腳los_232_rxd，經(jīng)mcu控制單元處理后通過rs-232串口信號輸出腳cmi_rs232_txd發(fā)送到通過管理接口的輸入引腳rs232_rxd，通過usb2.0tors232轉(zhuǎn)換后送到計算機(jī)主機(jī)端；對于usb3.0光纖擴(kuò)展卡的光模塊指標(biāo)，我們可以在計算機(jī)主機(jī)端能過管理接口發(fā)送數(shù)字診斷請求指令到usb3.0光纖擴(kuò)展卡的mcu控制單元直接獲??；通過這兩種方法可以實(shí)現(xiàn)對sfp+光模塊的數(shù)字診斷管理；此外當(dāng)usb3.0光纖接收端的usb3.0終端設(shè)備供電產(chǎn)生過流故障時，mcu控制單元會將此故障代碼存儲起來，直到過流故障解除才會清除所存故障代碼，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作不正常時，可以在計算機(jī)主機(jī)端過管理接口發(fā)送數(shù)字診斷請求指令到usb3.0光纖接收端的mcu控制單元獲取usb3.0終端設(shè)備故障代碼。

本發(fā)明的有益效果是：提供了一種基于光纖傳輸支持多種usb3.0終端設(shè)備與計算機(jī)之間進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膗sb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端，傳輸距離可以達(dá)到300米到400米，可以采用多模光纖、也可以采用單模光纖，可以采用雙芯光纖，也可以采用單芯光纖；本發(fā)明可以連接usb2.0或usb3.0終端外設(shè)，而且usb2.0和usb3.0設(shè)備可以混合使用，即向下兼容usb2.0/1.1/1.0設(shè)備，采用可以熱插拔的sfp+光模塊，sfp+光模塊可以在不斷電的情況下進(jìn)行更換，使用和維護(hù)都十分的方便，而且光纖的長度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行布線；不僅可以實(shí)現(xiàn)多種usb3.0終端設(shè)備與主機(jī)連接，而且可以通過數(shù)字診斷電路實(shí)現(xiàn)sfp+光模塊的狀態(tài)監(jiān)控及對usb3.0終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，本發(fā)明所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是原生的usb3.0數(shù)據(jù)格式，不會將usb3.0主控制器、usb3.0hub主控芯片和usb3.0終端設(shè)備發(fā)送的原生usb3.0數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成其它格式并重新編解碼再進(jìn)行傳輸，因此它的傳輸是透明的，所有符合usb3.0標(biāo)準(zhǔn)的終端外設(shè)都可以正常連接，本發(fā)明在延長usb3.0傳輸距離的同時，還具有傳輸通道無電磁泄漏、抗電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)應(yīng)用原理框圖。

圖2是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡原理框圖。

圖3是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡pci-etousb3.0主控制器芯片原理框圖。

圖4是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡均衡器1。

圖5是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡均衡器2。

圖6是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡均衡器3。

圖7是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡均衡器4。

圖8是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡rx_det模擬負(fù)載單元。

圖9是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊單元。

圖10是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡mcu控制單元。

圖11是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡供電單元。

圖12是本發(fā)明的usb3.0光纖擴(kuò)展卡管理接口。

圖13是本發(fā)明的usb3.0光纖接收端原理框圖。

圖14是本發(fā)明的usb3.0光纖接收端usb3.0hub主控芯片原理框圖。

圖15是本發(fā)明的usb3.0光纖接收端rx_det模擬負(fù)載。

圖16是本發(fā)明的usb3.0光纖接收端sfp+光模塊。

圖17是本發(fā)明的usb3.0光纖接收端mcu控制單元。

圖18是本發(fā)明的usb3.0光纖接收端供電單元。

圖19是本發(fā)明的usb3.0光纖接收端管理接口。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部電路結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明為一種基于pci-e的usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端；系統(tǒng)應(yīng)用原理框圖如圖1所示，usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2一端與計算機(jī)主機(jī)pci-e總線s1連接，另一端通過光纖連接到usb3.0光纖接收端s3；usb3.0光纖接收端s3的下行接口通過usb3.0電纜可以同時連接到usb鼠標(biāo)、usb鍵盤、usb3.0移動硬盤、usb3.0攝像頭、usb3.0打印機(jī)，符合usb3.0\2.0\1.1\1.0標(biāo)準(zhǔn)的usb終端設(shè)備s4都可以正常連接；本發(fā)明利用usb3.0接口的超速數(shù)據(jù)差分接口：sstx+/-和ssrx+/-來實(shí)現(xiàn)usb3.0的超高速通信鏈接，傳輸距離可以達(dá)到300米到400米，本發(fā)明所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是原生的usb3.0數(shù)據(jù)格式，不會將pci-etousb3.0主控制器、usb3.0hub主控芯片和usb3.0終端設(shè)備發(fā)送的原生usb3.0數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成其它格式并重新編解碼再進(jìn)行傳輸，因此它的傳輸是透明的，所有符合usb3.0\2.0\1.1\1.0標(biāo)準(zhǔn)的終端外設(shè)都可以正常連接。

參照圖2-13，詳細(xì)說明usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2。

如圖2所示，usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2，包括pci-e總線接口1、pci-etousb3.0主控芯片2、usb3.0均衡器單元3、rx_det模擬負(fù)載單元4、sfp+光模塊單元5、mcu控制單元6、led指示電路7、管理接口電路8、供電單元9、flash芯片10。

所述pci-e總線接口，用來連接計算機(jī)主機(jī)的pci-e總線。

優(yōu)選地，所述pci-etousb3.0主控芯片為μpd720201，也可以是其它相同功能的芯片，通過該芯片可以用pci-e總線接口擴(kuò)展出4個usb3.0端口，內(nèi)部包含一個xhci控制器和usb3.0roothub。

pci-etousb3.0主控芯片2與其它電路的連接：

（1）flash數(shù)據(jù)總線239外接flash芯片10；

（2）pci-e總線信號：時鐘pci-e_clk+/-差分輸入引腳212、pci-e數(shù)據(jù)發(fā)送pci-e_tx+/-差分輸出引腳233、pci-e數(shù)據(jù)接收pci-e_rx+/-差分輸入腳232、pci-e總線復(fù)位信號pci-e_rst輸入引腳215、pci-e總線喚醒信號pci-e_wake輸出引腳216、pci-e總線時鐘請求中斷信號pci-e_creq輸出引腳217均與計算機(jī)主板上的pci-e接口信號總線連接，其中pci-e_rst輸入引腳215還與mcu控制單元的pci-e_rst輸出引腳691相連、pci-e_wake輸出引腳216還與mcu控制單元的pci-e_wake輸出引腳692相連；

（3）下行接口1的usb3-tx1+/-差分對222連接到usb3.0均衡器芯片31的輸入3111，均衡器芯片31的輸出信號3121連接到rx_det模擬負(fù)載1的輸入引腳41，rx_det模擬負(fù)載1的輸出引腳45連接到sfp+光模塊51的tx1輸入端516；下行接口1的usb3-rx1+/-差分對223連接到usb3.0均衡器芯片31的輸出3112，均衡器芯片31的輸出信號3122連接到sfp+光模塊51的rx1輸出端517；

（4）下行接口2的usb3-tx2+/-差分對224連接到usb3.0均衡器芯片32的輸入3211，均衡器芯片32的輸出信號3221連接到rx_det模擬負(fù)載2的輸入引腳42，rx_det模擬負(fù)載2的輸出引腳46連接到sfp+光模塊52的tx2輸入端526；下行接口2的usb3-rx2+/-差分對225連接到usb3.0均衡器芯片32的輸出3212，均衡器芯片32的輸出信號3222連接到sfp+光模塊52的rx2輸出端527；

（5）下行接口3的usb3-tx3+/-差分對226連接到usb3.0均衡器芯片33的輸入3311，均衡器芯片33的輸出信號3321連接到rx_det模擬負(fù)載3的輸入引腳43，rx_det模擬負(fù)載3的輸出引腳47連接到sfp+光模塊53的tx3輸入端536；下行接口3的usb3-rx3+/-差分對227連接到usb3.0均衡器芯片33的輸出3113，均衡器芯片33的輸出信號3322連接到sfp+光模塊53的rx3輸出端537；

（6）下行接口4的usb3-tx4+/-差分對228連接到usb3.0均衡器芯片34的輸入3411，均衡器芯片34的輸出信號3421連接到rx_det模擬負(fù)載4的輸入引腳44，rx_det模擬負(fù)載4的輸出引腳48連接到sfp+光模塊54的tx4輸入端546；下行接口4的usb3-rx5+/-差分對229連接到usb3.0均衡器芯片34的輸出3412，均衡器芯片34的輸出信號3422連接到sfp+光模塊54的rx4輸出端547；

（7）復(fù)位信號prst輸入218一方面連接外部復(fù)位電路，另一方面連接到mcu控制單元6的prst輸出引腳693，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

所述usb3.0均衡器單元3，包含均衡器芯片31、均衡器芯片32、均衡器芯片33、均衡器芯片34，均衡器芯片可以通過外部電阻設(shè)置參數(shù)，也可以用mcu通過i2c接口設(shè)置、讀取參數(shù)，均衡器芯片內(nèi)部主要有緩沖輸入電路、均衡電路、放大電路、緩沖輸出電路、信號檢測電路及i2c接口。均衡器芯片一方面用來將pci-etousb3.0主控芯片下行接口的tx輸出端發(fā)送來的電信號經(jīng)放大均衡送到sfp+光模塊的tx輸入端，另一方面用來將usb3.0光纖接收端發(fā)送過來的電信號經(jīng)放大均衡送到pci-etousb3.0主控芯片的下行接口rx輸入端。

均衡器芯片31與其它電路的連接：工作使能信號en輸入3132連接到外部電阻，同時連接到mcu控制單元6的eq1_en輸出腳651；i²c模式使能信號i2c_en輸入3133連接到外部電阻，同時連接到mcu控制單元6的eq1_i2c_en輸出腳652；i²c總線時鐘信號與通道a輸出擺幅設(shè)置os_a_scl引腳3133連接到mcu控制單元6的eq1_scl輸出腳653，同時連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；i²c總線數(shù)據(jù)信號與通道a去加重de_a_sda引腳3133連接到mcu控制單元6的eq1_sda輸出腳654，同時連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道a的eq參數(shù)設(shè)置eq_a引腳3136連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b輸出擺幅設(shè)置信號os_b/a1引腳3137連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b去加重設(shè)置信號de_b/a0引腳3138連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b的eq參數(shù)設(shè)置eq_b引腳3139連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)。

均衡器芯片32與其它電路的連接：工作使能信號en輸入3232連接到外部電阻，同時連接到mcu控制單元6的eq2_en輸出腳661；i²c模式使能信號i2c_en輸入3233連接到外部電阻，同時連接到mcu控制單元6的eq2_i2c_en輸出腳662；i²c總線時鐘信號與通道a輸出擺幅設(shè)置os_a_scl引腳3233連接到mcu控制單元6的eq2_scl輸出腳663，同時連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；i²c總線數(shù)據(jù)信號與通道a去加重de_a_sda引腳3233連接到mcu控制單元的eq2_sda輸出腳664，同時連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道a的eq參數(shù)設(shè)置eq_a引腳3236連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b輸出擺幅設(shè)置信號os_b/a1引腳3237連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b去加重設(shè)置信號de_b/a0引腳3238連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b的eq參數(shù)設(shè)置eq_b引腳3239連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)。

均衡器芯片33與其它電路的連接：工作使能信號en輸入3332連接到外部電阻，同時連接到mcu控制單元6的eq3_en輸出腳671；i²c模式使能信號i2c_en輸入3333連接到外部電阻，同時連接到mcu控制單元6的eq3_i2c_en輸出腳672；i²c總線時鐘信號與通道a輸出擺幅設(shè)置os_a_scl引腳3333連接到mcu控制單元6的eq3_scl輸出腳673，同時連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；i²c總線數(shù)據(jù)信號與通道a去加重de_a_sda引腳3333連接到mcu控制單元6的eq3_sda輸出腳674，同時連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道a的eq參數(shù)設(shè)置eq_a引腳3336連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b輸出擺幅設(shè)置信號os_b/a1引腳3337連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b去加重設(shè)置信號de_b/a0引腳3338連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b的eq參數(shù)設(shè)置eq_b引腳3339連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)。

均衡器芯片34與其它電路的連接：工作使能信號en輸入3432連接到外部電阻，同時連接到mcu控制單元6的eq4_en輸出腳681；i²c模式使能信號i2c_en輸入3433連接到外部電阻，同時連接到mcu控制單元6的eq4_i2c_en輸出腳682；i²c總線時鐘信號與通道a輸出擺幅設(shè)置os_a_scl引腳3433連接到mcu控制單元6的eq4_scl輸出腳683，同時連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；i²c總線數(shù)據(jù)信號與通道a去加重de_a_sda引腳3433連接到mcu控制單元6的eq4_sda輸出腳684，同時連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道a的eq參數(shù)設(shè)置eq_a引腳3436連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b輸出擺幅設(shè)置信號os_b/a1引腳3437連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b去加重設(shè)置信號de_b/a0引腳3438連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)；通道b的eq參數(shù)設(shè)置eq_b引腳3439連接到外部電阻網(wǎng)絡(luò)。

sfp+光模塊51引腳與其它電路的連接：i2c總線時鐘信號sfp1_scl引腳511連接到mcu控制單元6的時鐘信號sfp1_scl引腳611，i2c總線數(shù)據(jù)信號sfp1_sda引腳512連接到mcu控制單元6的數(shù)據(jù)信號sfp1_sda引腳612；sfp+光模塊51的發(fā)射關(guān)斷信號sfp1_txdisable輸入引腳513連接到mcu控制單元6的sfp1_txdisable輸出引腳613；sfp+光模塊51的發(fā)射故障指示sfp1_txfault輸出引腳514連接到mcu控制單元6的sfp1_txfault輸入引腳614；sfp+光模塊51的無光告警信號sfp1_los輸出引腳515連接到mcu控制單元6的sfp1_los輸入引腳615和los1_232_rxd輸入引腳617；sfp+光模塊51的光模塊插拔檢測信號mod1_in輸出引腳518連接到mcu控制單元6的sfp1_mod_in輸入引腳616。sfp+光模塊51的光發(fā)送電路供電輸入sfp1_vcct引腳519連接到供電單元92的光模塊光發(fā)送電路供電sfp1_vcct輸出引腳934；sfp+光模塊51的光接收電路供電輸入sfp1_vccr引腳520連接到供電單元92的光模塊光接收電路供電sfp1_vccr輸出引腳933，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

sfp+光模塊52引腳與其它電路的連接：i2c總線時鐘信號sfp2_scl引腳521連接到mcu控制單元6的時鐘信號sfp2_scl引腳621，i2c總線數(shù)據(jù)信號sfp2_sda引腳522連接到mcu控制單元6的數(shù)據(jù)信號sfp2_sda引腳622；sfp+光模塊52的發(fā)射關(guān)斷信號sfp2_txdisable輸入引腳523連接到mcu控制單元6的sfp2_txdisable輸出引腳623；sfp+光模塊52的發(fā)射故障指示sfp2_txfault輸出引腳524連接到mcu控制單元6的sfp2_txfault輸入引腳624；sfp+光模塊52的無光告警信號sfp2_los輸出引腳525連接到mcu控制單元6的sfp1_los輸入引腳625和los2_232_rxd輸入引腳627；sfp+光模塊52的光模塊插拔檢測信號mod2_in輸出引腳528連接到mcu控制單元6的sfp2_mod_in輸入引腳626。sfp+光模塊52的光發(fā)送電路供電輸入sfp2_vcct引腳529連接到供電單元92的光模塊光發(fā)送電路供電sfp2_vcct輸出引腳936；sfp+光模塊51的光接收電路供電輸入sfp1_vccr引腳530連接到供電單元92的光模塊光接收電路供電sfp1_vccr輸出引腳935，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

sfp+光模塊53引腳與其它電路的連接：i2c總線時鐘信號sfp3_scl引腳531連接到mcu控制單元6的時鐘信號sfp3_scl引腳631，i2c總線數(shù)據(jù)信號sfp3_sda引腳532連接到mcu控制單元6的數(shù)據(jù)信號sfp3_sda引腳632；sfp+光模塊53的發(fā)射關(guān)斷信號sfp3_txdisable輸入引腳533連接到mcu控制單元6的sfp3_txdisable輸出引腳633；sfp+光模塊53的發(fā)射故障指示sfp3_txfault輸出引腳534連接到mcu控制單元6的sfp3_txfault輸入引腳634；sfp+光模塊53的無光告警信號sfp3_los輸出引腳535連接到mcu控制單元6的sfp3_los輸入引腳635和los3_232_rxd輸入引腳637；sfp+光模塊53的光模塊插拔檢測信號mod3_in輸出引腳38連接到mcu控制單元6的sfp3_mod_in輸入引腳636。sfp+光模塊53的光發(fā)送電路供電輸入sfp3_vcct引腳539連接到供電單元92的光模塊光發(fā)送電路供電sfp3_vcct輸出引腳938；sfp+光模塊53的光接收電路供電輸入sfp3_vccr引腳540連接到供電單元92的光模塊光接收電路供電sfp1_vccr輸出引腳937，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

sfp+光模塊54引腳與其它電路的連接：i2c總線時鐘信號sfp4_scl引腳541連接到mcu控制單元6的時鐘信號sfp4_scl引腳641，i2c總線數(shù)據(jù)信號sfp4_sda引腳542連接到mcu控制單元6的數(shù)據(jù)信號sfp4_sda引腳642；sfp+光模塊54的發(fā)射關(guān)斷信號sfp4_txdisable輸入引腳543連接到mcu控制單元6的sfp4_txdisable輸出引腳643；sfp+光模塊54的發(fā)射故障指示sfp4_txfault輸出引腳544連接到mcu控制單元6的sfp4_txfault輸入引腳644；sfp+光模塊54的無光告警信號sfp4_los輸出引腳545連接到mcu控制單元6的sfp4_los輸入引腳645和los4_232_rxd輸入引腳647；sfp+光模塊54的光模塊插拔檢測信號mod4_in輸出引腳548連接到mcu控制單元6的sfp4_mod_in輸入引腳646。sfp+光模塊54的光發(fā)送電路供電輸入sfp4_vcct引腳549連接到供電單元92的光模塊光發(fā)送電路供電sfp4_vcct輸出引腳941；sfp+光模塊54的光接收電路供電輸入sfp4_vccr引腳939連接到供電單元92的光模塊光接收電路供電sfp4_vccr輸出引腳939，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

mcu控制單元6有一個在線編程和升級接口，isp_rs232_txd輸出引腳697連接到計算機(jī)主機(jī)rs-232接口的rxd；isp_rs232_rxd輸出引腳698連接到計算機(jī)主機(jī)rs-232接口的txd，下行接口端口1過流信號pw_ovci1輸入腳605連接到供電模塊92的下行端口1過流信號dp_ovci1輸出腳925、下行端口2過流信號pw_ovci2輸出腳606連接到供電模塊92的下行端口2過流信號dp_ovci2輸出腳926、下行端口3過流信號pw_ovci3輸出腳607連接到供電模塊92的下行端口3過流信號dp_ovci3輸出腳927、下行端口4過流信號pw_ovci4輸出腳608連接到供電模塊92的下行端口4過流信號dp_ovci4輸出腳928，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

led指示電路7連接到mcu控制單元6的led顯示接口609。

管理接口8與其它電路的連接：管理接口8的具有兩路usb2.0信號輸入，兩路信號可以自動切換，一路usb2.0信號usb2.0_a+/-輸入端口81連接到外部usb2.0主控制器，另一路usb2.0信號usb2.0_b+/-輸入端口82連接到pci-etousb3.0主控制器2下行端口1的usb2.0信號usb2-1+/-差分對221，通過usb2.0tors-232轉(zhuǎn)換芯片，從而在pc主機(jī)上增加一個rs-232管理串口；管理接口8的串口發(fā)送數(shù)據(jù)rs232_txd引腳85連接到mcu控制單元6的cmi_rs232_rxd輸入引腳695；管理接口8的串口接收數(shù)據(jù)rs232_rxd引腳85連接到mcu控制單元6的cmi_rs232_txd輸入引腳694，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

供電單元9包含供電模塊91、供電模塊92、供電模塊93，每個電源模塊都可通過內(nèi)部電源切換電路實(shí)現(xiàn)計算機(jī)主板pci-e接口3.3v常規(guī)供電和3.3vaux供電的切換。

供電模塊91與其它電路的連接：redriver1供電輸出911連接到usb3.0均衡器1的電源vcc輸入3131；redriver2供電輸出912連接到usb3.0均衡器2的電源vcc輸入3232；redriver3供電輸出913連接到usb3.0均衡器3的電源vcc輸入3332；redriver4供電輸出914連接到usb3.0均衡器4的電源vcc輸入3432。

供電模塊92與其它電路的連接：pci-etousb3.0主控制器的下行接口端口1電源使能ppon1信號輸出腳231連接到供電模塊92的下行端口1電源使能dp_pwen1信號輸入腳921；pci-etousb3.0主控制器的下行接口端口2電源使能ppon2信號輸出腳233連接到供電模塊92的下行端口2電源使能dp_pwen1信號輸入腳922；pci-etousb3.0主控制器的下行接口端口3電源使能ppon3信號輸出腳235連接到供電模塊92的下行端口3電源使能dp_pwen3信號輸入腳923；pci-etousb3.0主控制器的下行接口端口4電源使能ppon4信號輸出腳237連接到供電模塊92的下行端口4電源使能dp_pwen4信號輸入腳924；pci-etousb3.0主控制器的下行接口端口1過流信號oci1輸入腳232連接到供電模塊92的下行端口1過流信號dp_ovci1輸出腳925、pci-etousb3.0主控制器的下行端口2過流信號oci2輸出腳234連接到供電模塊92的下行端口2過流信號dp_ovci2輸出腳926、pci-etousb3.0主控制器的下行端口3過流信號oci3輸出腳236連接到供電模塊92的下行端口3過流信號dp_ovci3輸出腳927、pci-etousb3.0主控制器的下行端口4過流信號oci4輸出腳238連接到供電模塊92的下行端口4過流信號dp_ovci4輸出腳928，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

供電模塊93與其它電路的連接：mcu供電輸出942連接到mcu控制單元6的電源vcc輸入引腳696；mcu供電輸出943連接到管理接口8的供電vcc_cmi輸入引腳83；pci-etousb3.0主控制器2供電輸出944連接到pci-etousb3.0主控制器2的供電vcc_pci-e輸入引腳211，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

參照圖13-19，詳細(xì)說明usb3.0光纖接收端s3。

如圖13所示，usb3.0光纖接收端s3，包括一個usb3.0device下行接口單元21、usb3.0hub主控芯片22、rx_det模擬負(fù)載23、sfp+光模塊24、供電單元25、mcu控制單元26、led指示電路27、管理接口電路28、eeprom芯片29。

usb3.0hub主控芯片22的引腳與其它電路的連接：eeprom數(shù)據(jù)總線2212外接eeprom芯片29，具體型號為m24c64；超速發(fā)送信號u3h_tx+/-差分對2213，連接到rx_det模擬負(fù)載23的高速差分信號輸入端231；rx_det模擬負(fù)載23的高速差分信號輸出端232連接到sfp+光模塊24的tx+/-輸入端246；超速接收信號u3h_rx+/-差分對2214連接到sfp+光模塊24的rx+/-輸出端247；usb3.0上行接口供電電壓vbus監(jiān)控信號vbus_det輸入腳2215連接到mcu控制單元的vbus控制信號vbus_det輸出腳2634，此信號用來控制usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2和usb3.0光纖接收端s3的通信協(xié)商；復(fù)位信號rst_usb輸入2216一方面連接外部復(fù)位電路，另一方面連接到mcu控制單元26的usb3.0hub復(fù)位信號rst_usb輸出腳2633；下行接口端口1電源使能ppon1信號輸出腳2231連接到供電單元的下行端口1電源使能dp_pwen1信號輸入腳2527；下行接口端口2電源使能ppon2信號輸出腳2233連接到供電單元的下行端口2電源使能dp_pwen1信號輸入腳2528；下行接口端口3電源使能ppon3信號輸出腳2235連接到供電單元的下行端口3電源使能dp_pwen3信號輸入腳2529；下行接口端口4電源使能ppon4信號輸出腳2237連接到供電單元的下行端口4電源使能dp_pwen4信號輸入腳2530；下行接口端口過流信號oci輸入腳2235連接到供電單元的下行端口1過流信號dp_ovci1輸出腳2531、下行端口2過流信號dp_ovci2輸出腳2532、下行端口3過流信號dp_ovci3輸出腳2533、下行端口4過流信號dp_ovci1輸出腳2534；差分對usb3-tx1+/-信號輸出2222和usb3-rx1+/-信號輸入2223及usb2-1+/-差分對2241分別連接到下行接口1的usb3.0接口；差分對usb3-tx2+/-信號輸出2224和usb3-rx2+/-信號輸入2225及usb2-2+/-差分對2242分別連接到下行接口2的usb3.0接口；差分對usb3-tx3+/-信號輸出2226和usb3-rx3+/-信號輸入2227、及usb2-3+/-差分對2243分別連接到下行接口3的usb3.0接口；差分對usb3-tx4+/-信號輸出2228和usb3-rx4+/-信號輸入2229、及usb2-4+/-差分對2244分別連接到下行接口4的usb3.0接口，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

sfp+光模塊24引腳與其它電路的連接：i2c總線時鐘信號sfp_scl引腳241連接到mcu控制單元26的時鐘信號sfp_scl引腳2611，i2c總線數(shù)據(jù)信號sfp_sda引腳242連接到mcu控制單元26的數(shù)據(jù)信號sfp_sda引腳2612；sfp+光模塊24的發(fā)射關(guān)斷信號sfp_txdisable輸入引腳243連接到mcu控制單元26的sfp_txdisable輸出引腳2613；sfp+光模塊24的發(fā)射故障指示sfp_txfault輸出引腳244連接到mcu控制單元26的sfp_txfault輸入引腳2614；sfp+光模塊24的無光告警信號los輸出引腳245連接到mcu控制單元26的los輸入引腳2615和los_232_rxd輸入引腳2616；sfp+光模塊24的光模塊插拔檢測信號mod_in輸出引腳248連接到mcu控制單元26的mod_in輸入引腳2617。sfp+光模塊24的光發(fā)送電路供電輸入sfp_vcct引腳249連接到供電單元25的光模塊光發(fā)送電路供電sfp_vcct輸出引腳2522；sfp+光模塊24的光接收電路供電輸入sfp_vccr引腳240連接到供電單元25的光模塊光接收電路供電sfp_vccr輸出引腳2523，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

供電單元25與其它電路的連接：外部供電ext_5v引腳2515連接外部供電源;由外部電源給整個電路供電；mcu控制單元26供電vcc_mu輸出引腳2524連接到mcu控制單元26的電源vcc_mcu輸入引腳2621；管理接口28供電vcc_cmi輸出引腳2525連接到管理接口28的電源vcc_cmi輸入引腳282；供電單元25的電源vcc_hub輸出腳2526連接到usb3.0hub主控芯片22的供電vcc_hub輸入腳2211；sfp+光模塊24的供電使能信號sfp_pwr_en輸入引腳2521連接到mcu控制單元26的sfp_pwr_en輸出引腳2625；供電單元25的下行端口1的過流信號dp_ovc1_mcu輸出引腳2544連接到mcu控制單元26的dp_ovc1_mu輸入引腳2630；供電單元25的下行端口2的過流信號dp_ovc2_mcu輸出引腳2545連接到mcu控制單元26的dp_ovc2_mu輸入引腳2631；供電單元25的下行端口3的過流信號dp_ovc3_mcu輸出引腳2546連接到mcu控制單元26的dp_ovc3_mu輸入引腳2632；供電單元25的下行端口4的過流信號dp_ovc4_mcu輸出引腳2547連接到mcu控制單元26的dp_ovc4_mu輸入引腳2633；供電單元25的下行端口1的遠(yuǎn)程冷啟動控制信號dp_pwen1_mcu輸出引腳2540連接到輸入引腳mcu控制單元26的dp_pwen1_mu輸入引腳2634；供電單元25的下行端口2的遠(yuǎn)程冷啟動控制信號dp_pwen2_mcu輸出引腳2541連接到輸入引腳mcu控制單元26的dp_pwen2_mu輸入引腳2635；供電單元25的下行端口3的遠(yuǎn)程冷啟動控制信號dp_pwen3_mcu輸出引腳2542連接到輸入引腳mcu控制單元26的dp_pwen3_mu輸入引腳2636；供電單元25的下行端口4的遠(yuǎn)程冷啟動控制信號dp_pwen1_mcu輸出引腳2543連接到輸入引腳mcu控制單元26的dp_pwen4_mu輸入引腳2637，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

管理接口28與其它電路的連接：管理接口28的usb2.0信號usb2.0-4+/-輸入端口281連接到外部計算機(jī)主機(jī)的usb2.0端口，通過usb2.0tors-232轉(zhuǎn)換芯片，從而在外部計算機(jī)主機(jī)上增加一個rs-232管理串口；管理接口28的串口發(fā)送數(shù)據(jù)rs232_txd引腳284連接到mcu控制單元26的cmi_rs232_rxd輸入引腳2642；管理接口28的串口接收數(shù)據(jù)rs232_rxd引腳283連接到mcu控制單元26的cmi_rs232_txd輸入引腳2641，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

mcu控制單元26有一個在線編程和升級接口，isp_rs232_txd輸出引腳2643連接到計算機(jī)主機(jī)rs-232接口的rxd；isp_rs232_rxd輸出引腳2644連接到計算機(jī)主機(jī)rs-232接口的txd，在其它電路說明中有對本部分信號連接有說明的，在此不再詳細(xì)描述。

下面將詳細(xì)說明一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協(xié)商方法的具體實(shí)現(xiàn)方式。

所述一種usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協(xié)商方法，是指通過單片機(jī)編程技術(shù)和制定相關(guān)的通信規(guī)則來解決在使用光纖傳輸usb3.0數(shù)據(jù)過程中因光纖接口光纖中斷、光纖重復(fù)插拔、sfp+光模塊熱插拔、計算機(jī)開關(guān)機(jī)及重啟后usb3.0終端設(shè)備重新計算機(jī)主機(jī)建立正確通信鏈接的方法。

usb3.0光纖通信是一個全雙工雙向通信，可以使用兩芯光纖，或者利用光波分復(fù)用原理使用單芯光纖，在光纖連接過程中會出現(xiàn)三種情形，第一種是usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)和接收機(jī)用同時與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)建立連接；第二種是usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)先與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光接收機(jī)建立連接，進(jìn)一步地，usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光接收機(jī)與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)建立連接；第三種是usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光接收先與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)建立連接，進(jìn)一步地，usb3.0光纖擴(kuò)展卡sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)與usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光接收機(jī)建立連接。

如果因光纖損壞或是人為將光纖拔出而導(dǎo)致的光纖連接中斷，需要重新進(jìn)行光纖連接時，計算機(jī)主機(jī)pci-etousb3.0主控制器與遠(yuǎn)端usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片需要重新建立連接，此時雙方會重新發(fā)起低速lfps信號進(jìn)行握手連接，從而確定連接狀態(tài)，但此時如果usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片還未退出超高速鏈接狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)第一種和第三種情況時，usb3.0光纖擴(kuò)展卡的pci-etousb3.0主控制器下行接口收到的不是lfps數(shù)據(jù)信號，而是超高速數(shù)據(jù)包，這樣就會導(dǎo)致協(xié)商失敗，導(dǎo)致計算機(jī)端usb3.0光纖擴(kuò)展卡的pci-etousb3.0主控制器端口不能正常運(yùn)行，從而無法識別usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片及外接usb3.0終端設(shè)備。

usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端在通信過程中往往會遇到計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)、重啟、計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)了很長時間后重新開機(jī)，這樣就會面臨嚴(yán)峻的問題：當(dāng)計算機(jī)主機(jī)重新進(jìn)入操作系統(tǒng)后，經(jīng)常會出現(xiàn)usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端與當(dāng)計算機(jī)主機(jī)連接失敗，計算機(jī)主機(jī)有可能會提示usb3.0設(shè)備合規(guī)但是無法鏈接、或是根本沒有鏈接動作，導(dǎo)致這個問題的原因是在計算機(jī)主機(jī)退出系統(tǒng)后，usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端的通信狀態(tài)并未進(jìn)入lfps協(xié)商狀態(tài)，而一直處于正常的超高速鏈接，當(dāng)計算機(jī)主機(jī)重新進(jìn)入系統(tǒng)后，計算機(jī)主機(jī)端usb3.0光纖擴(kuò)展卡的pci-etousb3.0主控制器與usb3.0光纖接收端應(yīng)該是一個低速率通信模式，但實(shí)際計算機(jī)主機(jī)端usb3.0光纖擴(kuò)展卡的pci-etousb3.0主控制器首先收到的是usb3.0光纖接收端發(fā)送過來的超高速數(shù)據(jù)包，從而導(dǎo)致兩者的協(xié)商失敗，計算機(jī)主機(jī)無法找到usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片及其外接的所有usb3.0終端設(shè)備。

為了解決以上問題，我們在此約定一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端之間光纖通信的自動協(xié)商方法：不管任何時候，usb3.0光纖接收端的sfp+光模塊的光接收機(jī)總是先于usb3.0光纖擴(kuò)展卡的sfp+光模塊的光接收機(jī)收到光信號；usb3.0光纖接收端的光接收機(jī)在光纖連接中斷后,mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使usb3.0hub主控芯片上行接口鏈路斷開，usb3.0hub主控芯片進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，并使usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)處于發(fā)射禁止?fàn)顟B(tài)，完全不會發(fā)送光信號出來，即使光纖重新連接正常，在usb3.0光纖接收端的usb3.0hub主控芯片沒有完成鏈路初始化前也會處于發(fā)射禁止?fàn)顟B(tài)；光纖斷開后usb3.0光纖擴(kuò)展卡的光接收機(jī)收不到光信號，mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使usb3.0光纖擴(kuò)展卡的均衡器芯片與pci-etousb3.0主控制器鏈路連接中斷；當(dāng)usb3.0光纖接收端的光接收機(jī)在光纖重新連接后,mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使usb3.0hub主控芯片進(jìn)入正常工作狀態(tài)，初始化芯片鏈路狀態(tài)，usb3.0hub主控芯片上行接口tx輸出端輸出lfps信號，mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使usb3.0光纖接收端sfp+光模塊的光發(fā)送機(jī)處于發(fā)射使能狀態(tài)，正常發(fā)送lfps光信號出來，usb3.0光纖擴(kuò)展卡的光接收機(jī)收到lfps光信號后，mcu控制單元發(fā)輸出控制指令使的均衡器芯片與pci-etousb3.0主控制器的鏈路接通，usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端重新進(jìn)行l(wèi)fps協(xié)商，直至通信連接正常；當(dāng)產(chǎn)生計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)后usb3.0光纖擴(kuò)展卡電路可以監(jiān)控計算機(jī)主板供電情況，mcu控制單元發(fā)會根據(jù)與計算機(jī)主機(jī)主板供電情況狀態(tài)輸出相應(yīng)控制指令，關(guān)斷sfp+光模塊的發(fā)送，使usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端的通信鏈路處于斷開狀態(tài)，usb3.0光纖接收端的usb3.0主控芯片會進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)產(chǎn)生計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)、重啟、計算機(jī)主機(jī)關(guān)機(jī)后重新開機(jī)時usb3.0光纖擴(kuò)展卡電路可以監(jiān)控計算機(jī)主板供電變化，usb3.0光纖擴(kuò)展卡的mcu控制單元發(fā)會根據(jù)與計算機(jī)主板供電情況輸出相應(yīng)控制指令，使能sfp+光模塊的發(fā)送，使usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端光纖鏈路連通，當(dāng)監(jiān)控到計算機(jī)usb3.0控制器發(fā)起lfps協(xié)商后，usb3.0光纖擴(kuò)展卡mcu控制單元使usb3.0均衡器與pci-etousb3.0主控制器的鏈路接通，usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端兩者進(jìn)行l(wèi)fps通信協(xié)商，直至通信連接正常。

usb3.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的超高速usb3.0終端設(shè)備在通信過程中的數(shù)據(jù)流都必須編碼成超高速數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳輸，由于usb3.0標(biāo)準(zhǔn)沒有留出一些低速率的io通道，因此，在usb3.0光纖通信過程中，為了保證兼容性和普遍適用性，光纖傳輸設(shè)備不會對usb3.0重新編解碼，只是將收到的usb3.0電信號進(jìn)行電-光-電的轉(zhuǎn)換，光纖傳輸設(shè)備不會在數(shù)據(jù)流中加入任何附加的數(shù)據(jù)，usb3.0信號使用光纖傳輸設(shè)備在傳輸過程中是透明的。因此，對于諸如遠(yuǎn)程開關(guān)控制、數(shù)字診斷信號的發(fā)送與結(jié)果回傳都無法通過usb3.0的硬件電路完成，所以本發(fā)明正是基于這種實(shí)際應(yīng)用，提出了一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端進(jìn)行數(shù)字診斷及usb3.0終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制的方法。

下面將詳細(xì)說明一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端進(jìn)行數(shù)字診斷及usb3.0終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制的方法的具體實(shí)現(xiàn)方式。

所述一種對usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收機(jī)進(jìn)行數(shù)字診斷及usb3.0終端設(shè)備遠(yuǎn)程控制的方法，是指利用sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)的發(fā)射關(guān)斷控制sfp_tx_disable輸入腳和光接收機(jī)的無光告警信號sfp_los輸出腳組合形成一個低速率雙向rs-232傳輸通道，由雙向rs-232傳輸通道、mcu控制單元、管理接口組成一個數(shù)字診斷通道，計算機(jī)通過數(shù)字診斷通道來實(shí)現(xiàn)對usb3.0終端設(shè)備的供電電路或是usb3.0終端設(shè)備本身的控制接口發(fā)送控制指令，以及對sfp+光模塊、終端設(shè)備的供電狀態(tài)進(jìn)行數(shù)字診斷管理。

參照smallform-factorpluggable(sfp)transceivermultisourceagreement(msa)國際標(biāo)準(zhǔn)，sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)的發(fā)射關(guān)斷控制sfp_tx_disable輸入腳是用來開啟和關(guān)斷sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)激光器的發(fā)光狀態(tài)，當(dāng)該引腳為高電平時，激光器不發(fā)光，當(dāng)該引腳為低電平時，激光器發(fā)光，當(dāng)sfp+光模塊正常工作時發(fā)射關(guān)斷控制信號電平要一直保持為低；而sfp+光模塊光接收機(jī)的無光告警信號sfp_los輸出腳在沒有光信號輸入到光接收機(jī)的時候，無光告警信號sfp_los輸出腳輸出一個高電平信號，有光信號輸入到光接收機(jī)的時候，無光告警信號sfp_los輸出腳輸出一個低電平信號，該信號只是用來判斷輸入光信號的有無，在正常光通信過程中，該信號一直是保持低電平；這兩個控制腳本身沒有雙向數(shù)據(jù)通信的功能，但是我們可以在發(fā)射關(guān)斷控制sfp_tx_disable輸入腳輸入一個低速率的數(shù)字方波信號，如9600bps的串口信號，那么sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)會按照該低速率的數(shù)字方波信號高低電平的變化產(chǎn)生無光發(fā)出和有光發(fā)出的狀態(tài)變化，從而調(diào)制出9600bps低速率的光信號，而在對應(yīng)sfp+光模塊光接收機(jī)的無光告警信號sfp_los輸出腳會按照無光輸入和有光輸入的狀態(tài)變化，還原出原始的9600bps的串口信號；因此，sfp+光模塊光發(fā)送機(jī)的發(fā)射關(guān)斷控制sfp_tx_disable輸入腳和光接收機(jī)的無光告警信號sfp_los輸出腳可以組合形成一個低速率雙向rs-232傳輸通道，由雙向rs-232傳輸通道、mcu控制單元、管理接口組成一個數(shù)字診斷通道，數(shù)字診斷通道在usb3.0鏈路正常通信的情況下是不工作的，數(shù)字診斷通道只有在usb3.0光纖擴(kuò)展卡和usb3.0光纖接收端初始連接建立之前、usb3.0終端設(shè)備發(fā)生故障、以及人為進(jìn)行控制時才會進(jìn)行工作，而且操作人員在計算機(jī)端和usb3.0設(shè)備端都可以進(jìn)行相應(yīng)管理操作。

當(dāng)我們在使用usb3.0終端設(shè)備過程中偶爾會出現(xiàn)設(shè)備死機(jī)或是其它無法通過計算機(jī)主機(jī)端恢復(fù)usb3.0終端設(shè)備到正常工作狀態(tài)時，我們可以通過數(shù)字診斷通道向管理接口發(fā)送特定的指令到usb3.0終端設(shè)備本身控制接口或是與usb3.0終端設(shè)備連接usb3.0端口的供電電路，對設(shè)備進(jìn)行冷啟動，從而恢復(fù)正常，我們也可以通過數(shù)字診斷通道向管理接口發(fā)送特定的指令到usb3.0終端設(shè)備本身控制接口獲取usb3.0終端設(shè)備的故障情況。

在此只對usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2的usb3.0光纖端口1進(jìn)行說明，其它的端口工作原理相同，不再一一進(jìn)行闡述，在usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2和usb3.0光纖接收端s3初始連接建立之前，usb3.0光纖接收端s3的mcu控制單元26通過sfp+光模塊24的i2c總線讀取到光模塊的發(fā)射光功率、激光器的偏置電流、接收靈敏度、光模塊的供電電壓、工作溫度、故障情況等光模塊指標(biāo)后，通過usb3.0光纖接收端s3的mcu控制單元26的rs-232串口將信號發(fā)送到sfp+光模塊24的sfp_tx_disable輸入腳243，調(diào)制輸出rs232光信號，而在usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2數(shù)字診斷通道的sfp_los輸出腳145輸出rs-232串行數(shù)據(jù)，rs-232串行數(shù)據(jù)輸送到usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2的mcu控制單元6數(shù)字診斷通道的串口信號輸入los1_232_rxd輸入腳617，經(jīng)mcu控制單元6處理后送到計算機(jī)主機(jī)端；此外，我們還可以在計算機(jī)主機(jī)端通過管理接口8的usb2.0tors232轉(zhuǎn)換電路將指令轉(zhuǎn)換成rs-232信號，rs-232通過管理接口8的rs232_txd輸出引腳85發(fā)送數(shù)字診斷請求指令到usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2的mcu控制單元6的rs-232串口信號cmi_rs232_rxd輸入腳695，mcu控制單元6通過數(shù)字診斷通道發(fā)送指令到usb3.0光纖接收端s3的mcu控制單元26的串口信號輸入los_232_rxd輸入腳2616，收到指令后mcu控制單元26將讀取到的光模塊指標(biāo)通過數(shù)字診斷通道回傳到usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2的mcu控制單元6的串口信號輸入los1_232_rxd輸入腳617，經(jīng)mcu控制單元6處理后通過rs-232串口信號cmi_rs232_txd輸出腳694發(fā)送到通過管理接口8的rs232_rxd輸入引腳84，通過usb2.0tors232轉(zhuǎn)換后送到計算機(jī)主機(jī)端；對于usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2的光模塊指標(biāo)，我們可以在計算機(jī)主機(jī)端能過管理接口8發(fā)送數(shù)字診斷請求指令到usb3.0光纖擴(kuò)展卡s2的mcu控制單元6直接獲?。煌ㄟ^這兩種方法可以實(shí)現(xiàn)對sfp+光模塊的數(shù)字診斷管理；此外當(dāng)usb3.0光纖接收端s3的usb3.0終端設(shè)備供電產(chǎn)生過流故障時，mcu控制單元22會將此故障代碼存儲起來，直到過流故障解除才會清除所存故障代碼，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作不正常時，可以在計算機(jī)主機(jī)端過管理接口8發(fā)送數(shù)字診斷請求指令到usb3.0光纖接收端s3的mcu控制單元22獲取usb3.0終端設(shè)備故障代碼。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定保護(hù)范圍。