Що може призвести до того, що порт USB 3.0 повернеться назад до USB 2.0?

Скажіть, у мене є пристрій USB 3.0, підключений за допомогою кабелю USB 3.0, до порту USB 3.0 з правильними драйверами на комп'ютері Windows 7. Пропускна здатність та продуктивність, як очікується, для USB 3.0.

Тепер я замінюю цей кабель на «USB 3.0 кабель» сумнівної якості. Я отримую жахливе попередження «Цей пристрій може виконувати швидше» від Windows (додавши, що я повинен підключити його до порту USB 3.0), а продуктивність пристрою падає на рівні USB 2.0. Тепер, з мого розуміння, деякі порти / драйвери можуть повернутися до режиму USB 2.0, щоб бути сумісним назад. Тож, здається, саме це відбувається тут.

Для того щоб діагностувати конкретну проблему з кабелем, які причини, через які порт повернеться до USB2.0?

Пропускна здатність не відповідає межі? Якийсь електричний тест? Чисто до водія?

Для довідки, я перевірив його за допомогою віддаленого порту USB 3.0, який спеціально не може повернутися до USB 2.0, і пристрій не функціонує.

Якщо ви подивитеся на розетки USB 3.0 , ви побачите, що лінії USB 2.0 відрізняються від ліній USB 3.0. Отже, коли лінії USB 3.0 перериваються або їх якість настільки погана, що передача даних не є успішною, лише лінії USB 2.0 забезпечують робоче спілкування, і з обох сторін буде виглядати, що вони підключені лише до іншого пристрою USB 2.0.

Якщо віддалений порт не має ліній USB 2.0, лінії USB 3.0 не можуть працювати, тому він не функціонує.

Діагностика: Деякі лінії або контакти USB 3.0 порушені, зігнуті або їх якість настільки погана, що вони не можуть передати сигнали належним чином.

Це суто апаратне питання. Це не має нічого спільного з водієм. Це також не має нічого спільного з ОС.

Викиньте поганий кабель, отримайте новий не сумнівної якості. Навряд чи ви зможете виправити погані лінії (пам’ятайте, ми говоримо про високочастотну сигналізацію).

Якщо ви подивитесь на роз'єм USB 3.0 або краще вимірюєте параметри взаємозв'язку, ви побачите не велику різницю. В обох випадках диференційний імпеданс, хоча і розрахований на 90 Ом, буде мати певний розрив, який буде залежати навіть від того, як ви будете згинати патрубок. Однак різниця полягає в тому, що частота USB 3.0 на 10 разів вище, ніж USB2, і це робить якість сигналу набагато більш сприйнятливою до всіх недосконалостей.

Отже, коротше, порт USB 3.0 не запускається через сумнівну якість кабелю.

Одна з найбільш сумнівних частин USB-кабелю знаходиться в переплавленні кабелю. USB-кабелі не розроблені для автоматичного складання добре керованих, вони вимагають ручної праці для пайки роз'ємних проводів силового кабелю на клеми роз'єму. Провід може бути зігнутим і широким, ніч пайок відрізняється розмірами тощо, таким чином вводячи неоднорідність в лінію електропередачі. Це додатково до дефектів з'єднувачів. Як результат, бітові шаблони сигналів USB 3.0 розсіюються по цих «ударах» і «провалів», заважають, відбиваються назад і роблять сигнальне око потворним і ледве розширюваним.

Сліди між роз'ємом USB та хост-чіпом також не є ідеальними, а паяний роз'єм майже завжди є "ударом" в каналі. Більше, довші кабелі, як правило, більше послаблюють високі частоти, тому сигнал втрачає гостроту країв і падає амплітуда. Взагалі це утворює "канал втрати зв'язку", повністю схожий на радіочастотний зв'язок. У деяких випадках недоліки опору в точках з'єднання можуть утворювати антирезонансну умову, що призводить до значної втрати амплітуди сигналу. Однак кабельний дюйм довший або дюйм коротший може працювати майже чудово.

Намагаючись виправити властивості «каналу», сигнали USB 3.0 надають «попередній наголос» на кінці передачі та налаштовують вирівнюючий фільтр на кінці приймача.

Для того щоб змусити канал працювати, USB 3 використовує "тренувальний зв'язок", надсилаючи 65536 спеціальних навчальних пакетів. Одержувач вибирає найкращі параметри фільтра на основі мінімального рівня помилок. Якщо на каналі занадто багато відбитків або занадто ослаблений, навчання не вдасться, і порт USB3 перетвориться на вимкнений.

Іншим сценарієм було б, якби навчання посилання пройшло, а посилання перейшло в активний режим "U0", у протоколі USB може бути занадто багато помилок і не вдалося завершити транзакції. У цьому випадку хост спробує "скинути" і перетренувати посилання, але результати, ймовірно, будуть такими ж. Після декількох спроб драйвер хоста відключить частину USB3.

Як тільки посилання USB3 не працює, USB-пристрій може (або не може) залучати протокол підключення USB 2.0.

Підсумовуючи це, майже неможливо «діагностувати» конкретні проблеми кабелю без проведення вимірювань якості сигналу за допомогою спеціальних тестових приладів та досить високих діапазонів пропускної здатності (8-12 ГГц) та інструментів TDR за допомогою спеціальних програмних пакетів. Найкращий спосіб - це робота з усіма трьома компонентами зв'язку (хост-кабельним пристроєм), які мають сертифікат USB-IF.

На відміну від ідентифікації швидкості пристроїв USB2.0, де розмежування між низькою та повною швидкістю здійснюється шляхом підтягування ліній D- або D + до 3,3В відповідно, USB 3.0 впроваджує тренувальну систему зв'язку та стан стану (LTSSM), яка постійно контролює якість передачі лінії передачі даних USB. Тому простої електричної безперервності на USB3.0 недостатньо для встановлення з'єднання USB3.0 : носій передачі (роз'єми та кабелі) повинен відповідати конкретним характеристикам, як ослаблення сигналу, придушення відбиття та затримка.

Коли LTSSM вирішить, що посилання USB 3.0 не підлягає відновленню, воно назавжди повернеться до USB2.0, і єдиний спосіб змусити його повторно SuperSpeed ​​- це відключити пристрій та знову підключити його.

Технічно LTSSM реалізований апаратним забезпеченням USB, тому його поведінка не залежить від драйвера а визначена в специфікації USB3.0.

У практичній записці, якщо ваш кабель прокатується / зігнутий, спробуйте розкрутити або розкрутити його. Це може покращити електричні характеристики кабелю та допомогти роз'ємам приймати правильні положення в розетках.