より少ないワイヤーでUSB3

USB3はUSB2よりもはるかに高速な帯域幅を提供しますが、技術的にはより多くのワイヤーを犠牲にしてケーブルを太くします。USB3は9本のワイヤーで構築され、4つは標準USB2、5つはUSB3シリアルです（2つの差動送信、2つの差動受信、1つのGND）。

細くてフレキシブルなケーブルを作るために、USB3ワイヤーだけで5ワイヤーケーブルを作ることは可能でしょうか？ケーブルの両側がUSB3であると仮定しますか？

USB3の初期同期に関する情報が見つかりませんでした。私が思いつくことができる最高のアイデアは、古いUSBからUTPペアを絶縁して、それを試すことです。

そこで、USB3ハードドライブケーブルの2つのセンターデータピンをカプトンテープで覆い、差し込みました。コンピューターはドライブと問題なくネゴシエートします。通常よりも初期同期が行われなくなりました。

6線USB3ケーブルが機能する可能性があります。LVDSペアと電源およびグラウンドの場合は4。

ただし、ほとんどのケーブルには、LVDSペアごとに個別のアースがあります。これは、ペア以外のリターン電流パスを提供するためです。これは、PCB上の他のペアではなく、LVDSペアの下のグランドプレーンで実際にリターン電流が流れるように、シグナルインテグリティに役立ちます。

つまり、実際に失うのは10本のワイヤのうち2本だけです。

USB 3.0ケーブルで使用される9本のワイヤーを以下に示します。

1   VBUS                        Power
2   D−                          USB 2.0 differential pair
3   D+
4   GND                         Ground for power return
5   StdA_SSRX− / StdB_SSTX−     SuperSpeed transmitter differential pair
6   StdA_SSRX+ / StdB_SSTX+
7   GND_DRAIN                   Ground for signal return
8   StdA_SSTX− / StdB_SSRX−     SuperSpeed receiver differential pair
9   StdA_SSTX+ / StdB_SSRX+

リード1〜4は、USB 2.0接続に使用されます。リード5〜9がUSB 3.0に追加されました。

VBUSとGNDは電力線であり、5Vで100 mAまたは500 mAを供給するデバイスに電力を供給するために使用できます。

GND_DRAINはGNDと同じではないことに注意してください。2つの差動ペアはそれぞれ接地シールドでラップされ、GND_DRAINはこのシールドに接続されます。GND_DRAINは、ケーブル内部でGNDに内部的に接続されていません。グランドループを回避するために、GND_DRAINはケーブルの一端でのみ外部的にGNDに接続されていると思います。

差動ペアは、一方の端からの出力であり、もう一方の端への入力であるため、デュアルラベルになります。

この記事によると、バス速度の見出しの下で、トランスミッタは最初にレシーバ側で差動ペアの終端を検出しようとします。何も見つからない場合、ホストはUSB 2.0に戻り、通信にD- / D +ペアを使用します。このことから、D- / D +リード2と3なしで問題を解決できると思います。

ホストとして機能している場合は、VBUSラインに5vを供給する必要があります。デバイスの場合、セルフパワーの場合はこの行を無視できます。

そのため、最低でも、4〜9の6つのリードで問題を解決できる可能性があります。

USB 3.0延長ケーブルを購入し、D + / D-が3.0で無視できるかどうかを確認しました。

1. 延長ケーブルは3.0および2.0で正常に動作します。
2. USB 3.0ケーブルからD + / D- 2.0データラインを切断しました。
3. USB 3.0接続がありませんでした。もちろん2.0はありません。
4. D + / D- 2.0ラインを再バインドし、接続はOKです。

私の実験では、3.0でもD + / D-は無視できないと思います。USB 3.0メモリとUSB 3.0ハブでこれをテストします。どちらの場合も、D + / D-なしでは接続されません。

Doojinからの報告は間違っています、他の何かが正しくありませんでした。D + / D-ワイヤが切断されている場合、USB3.0が機能しない理由はありません。私は同じ実験をしただけで、USB3ペンドライブは問題なく動作します。

USB3接続プロトコルは次のとおりです。

1. USB3デバイスが接続されます。Rxチャネルは45オームで接地されますが、D +はまだプルアップされていません。

2. USB3ホストは両方のTxラインに正のパルスを送信し、RC応答を監視します。ホストはこれを約100ms間隔で定期的に実行します。

3. USB3終端が存在する場合、ライン充電のタイミングはRsenseと0.1uFデカップリングキャップによって定義され、Rx終端を介してグランドに接続されます。ホストトランスミッタの特別な回路がこれを検出します。USB3.1仕様のセクション6.11、図6-36を参照してください。次に、ホストはPolling.LFPSシグナリングを開始し、続いてデバイスからのハンドシェイクが開始され、リンクトレーニングプロトコルが開始されます。USB 3.0通信が確立されます。注：D + / D-は関係しません。

4. USB3 Rx終端が存在しない場合、バルクケーブルの静電容量のみによって決定されるため、ラインの充電ははるかに速くなります。ホストはこれを検出し、Polling.LFPSを続行せず、USB3接続が確立されていません。

5. 上記のUSB3接続ハンドシェイクが失敗した場合のみ、デバイスはD +をHighにプルしてUSB2デバイスとして接続しようとします。D +/-が存在しない場合、USB接続は確立されません。

結論：はい、D + / D-ツイストペア線を取り外し、USB3リンクを機能させることができます。ただし、ワイヤ全体（AWG全体として測定）の10％を排除することで、ケーブルの機械的剛性が実際に節約されるのですか？