it-swarm-ja.com

USB 3.0ポートがUSB 2.0に戻る原因は何ですか?

たとえば、USB 3.0ケーブルで接続されたUSB 3.0デバイスを、Windows 7コンピュータ上の正しいドライバを備えたUSB 3.0ポートに接続したとします。帯域幅とパフォーマンスは、USB 3.0の場合と同じです。

今、私はこのケーブルを疑わしい品質の「USB 3.0ケーブル」と取り替えます。私はWindowsから "このデバイスはより速く実行できる"という恐ろしい警告(私はそれをUSB 3.0ポートに接続するべきだと付け加えました)を得て、デバイスのパフォーマンスはUSB 2.0レベルに低下します。私の知るところでは、後方互換性を保つために、一部のポート/ドライバはUSB 2.0モードに切り替えることができます。だからこれはここで起こっていることのようです。

ケーブルの特定の問題を診断するために、ポートがUSB2.0に戻る理由は何ですか?

帯域幅は制限を尊重しませんか?いくつかの電気試験?純粋にドライバー次第?

参考のために、私は特にUSB 2.0に戻すことができないリモートUSB 3.0ポートでテストしましたが、デバイスは機能しませんでした。

35
Alex Millette

USB 3.0ピン配列 を見ると、USB 2.0ラインはUSB 3.0ラインとは異なることがわかります。そのため、USB 3.0ラインが中断されたり、データ転送がうまくいかないほど品質が悪くなったりすると、USB 2.0ラインだけが正常に通信を行います。

USB 2.0ラインを持たないリモートポートでは、USB 3.0ラインは機能しないので機能しません。

診断:USB 3.0の線や接点の一部が折れ曲がっていたり、曲がっていたり、品質が非常に悪いと、信号を正しく転送できません。

これは純粋にハードウェアの問題です。ドライバーとは関係ありません。また、OSとは関係ありません。

悪いケーブルを捨てて、疑わしくない品質の新しいものを入手してください。それはあなたが悪い回線を修復することができることはまずないでしょう(覚えておいて、我々は高周波シグナリングを話している)。

56
dirkt

USB 3.0コネクタを見れば、あるいはインターコネクトパラメータをより正確に測定しても、それほど違いはありません。どちらの場合も、差動インピーダンスは90オーム用に設計されていますが、ある程度の不連続性があります。これは、嵌合プラグの曲げ方によっても異なります。ただし、USB 3.0の周波数はUSB 2の10倍であるため、信号品質はすべての欠陥の影響を受けやすくなります。

つまり、ケーブルの品質に問題があるため、USB 3.0ポートを起動できません。

USBケーブルの最も疑わしい部分の1つは、ケーブルオーバーモールドにあります。 USBケーブルは、適切に制御された自動化された方法で組み立てられるようには設計されていません。バルクケーブルのリードをコネクタの端子に半田付けするのに手作業が必要です。リード線が曲がって広くなり、夜間にはんだの塊が異なるなどして、伝送線路に不均一性が生じる可能性があります。これはコネクタの欠陥に加えています。その結果、USB 3.0信号のビットパターンはこれらの「バンプ」と「ディップ」の上に散乱し、干渉し、反射して戻ってきて、信号を見にくく、ほとんどデコードできなくします。

USBコネクタとホストチップの間のトレースも完璧ではなく、はんだ付けされたコネクタはほとんどの場合チャネル内の「バンプ」です。さらに、ケーブルが長いと高周波がより減衰する傾向があるため、信号のエッジの鋭さや振幅が低下します。完全にこれはRF通信と完全に類似した「非可逆通信チャネル」を形成します。場合によっては、接続点でのインピーダンスの不完全性が反共振状態を形成し、信号振幅が大幅に失われることがあります。ケーブルの長さが長くなったり短くなったりしても、ほとんどうまくいく可能性があります。

「チャンネル」特性を修正するために、USB 3.0信号は送信側に「プリエンファシス」を、受信側にチューナブルイコライジングフィルタを備えています。

チャネルを機能させるために、USB 3は65536の特別なトレーニングパケットを送信することによって「リンクトレーニング」を採用しています。受信機は最小エラーレベルに基づいて最良のフィルタパラメータを選択する。チャンネルの反射が多すぎる、または減衰しすぎると、トレーニングは失敗し、USB3ポートは無効になります。

もう1つのシナリオは、リンクトレーニングがパスし、リンクがアクティブな「U0」モードに切り替えられた場合、USBプロトコルにはエラーが多すぎてトランザクションを完了できないことです。この場合、ホストはリンクを「リセット」して再トレーニングしようとしますが、結果はおそらく同じになります。何度か試行した後、ホストドライバはUSB3部分を無効にします。

USB3リンクが失敗すると、USBデバイスはUSB 2.0接続プロトコルを使用する(しない)ことがあります。

まとめると、特別なテストフィクスチャとかなり広い帯域幅のスコープ(8-12GHz)とTDR計測器と特別なソフトウェアパッケージを使用して信号品質測定を行わずにケーブル特有の問題を「診断」することはほぼ不可能です。最善の方法は、USB-IF認定済みのリンクの3つのコンポーネント(ホスト - ケーブル - デバイス)すべてを使用することです。

18
Ale..chenski

USB2.0デバイスの 速度識別 とは異なり、低速と全速の区別はD-またはD +ラインをそれぞれ3.3Vに引くことによって行われます。USB 3.0では、USBデータラインの伝送品質を継続的に監視するリンクトレーニングおよびステータスステートマシン(LTSSM)が導入されました。 USB3.0上の単純な電気的導通はUSB3.0接続を確立するのに十分ではありません:伝送媒体(コネクタとケーブル)は信号減衰、反射抑制のような特定の特性を尊重するそして遅れる。

LTSSMがUSB 3.0リンクが回復不可能であると判断した場合、それは恒久的にUSB2.0にフォールバックし、SuperSpeedを再試行させる唯一の方法はデバイスを切断して再接続することです。

技術的にはLTSSMはUSBハードウェアで実装されているので、その動作は ドライバまで ではなくUSB3.0仕様で定義されています。

実用的には、ケーブルが丸まっている、曲がっている、または伸びている場合は、巻きを解くか、または曲げないようにしてください。これにより、ケーブルの電気的特性が向上し、コネクタがソケット内で正しい位置に配置されるようになります。

13