USB 3.0ポートがUSB 2.0に戻る原因は何ですか?


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USB 3.0ケーブルで接続されたUSB 3.0デバイスが、Windows 7コンピューターの正しいドライバーを備えたUSB 3.0ポートに接続されているとします。帯域幅とパフォーマンスは、USB 3.0で予想されるとおりです。

次に、このケーブルを質の疑わしい「USB 3.0ケーブル」に交換します。Windowsから「このデバイスはより高速に実行できます」という恐ろしい警告(USB 3.0ポートに接続する必要があることを追加)が表示され、デバイスのパフォーマンスがUSB 2.0レベルに低下します。私の理解では、一部のポート/ドライバーは下位互換性を保つためにUSB 2.0モードに切り替えることができます。これが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?電気テスト?純粋にドライバー次第ですか?

参考のために、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、デバイスは機能していませんでした。


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`"疑わしい品質 "のケーブル` <-すでにあなた自身の質問に答えました。
クリギー

回答:


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あなたが見ている場合はUSB 3.0ピン配列を、あなたは、USB 2.0の線はUSB 3.0ラインは異なってい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、データ転送が成功しないほど品質が悪い場合、USB 2.0ラインのみが正常な通信を提供し、両側に別のUSB 2.0デバイスにのみ接続されているように見えます。

USB 2.0回線を持たないリモートポートでは、USB 3.0回線は機能しないため、機能しません。

診断:USB 3.0の回線または接続の一部が破損、曲がっている、またはそれらの品質が非常に悪く、信号を適切に転送できない。

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、問題のない品質の新しいケーブルを入手してください。不良回線を修復できる可能性は低いでしょう(高周波信号を話していることを思い出してください)。


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「ドライバー次第」とは、「適切に転送できないほどひどい」というしきい値がモデル固有であるか、ソフトウェア制御下にあることさえあるという事実を指していると思います。ハードウェアが修正可能および修正不可能なエラー率を報告し、USB3モードを強制的に無効にする構成ビットがあると仮定すると、ドライバーは実際に制御できます。
ベンフォークト

@BenVoigt:ハードウェアによるエラー率レポートについては知りません(XHCI仕様でそれを指摘できますか?)。特に、「USB 3モードを無効にする」ことは不可能です。2つの完全に独立したルートハブがあります。また、Intel仕様に準拠していないUSBルートハブも知りません(知っていますか?)。いいえ、モデル固有ではなく、ドライバーの制御下にありません。
dirkt

:私はテストのためにUSB1.0、2.0と3.0の間のスワップに、ソフトウェアを通じて、私を可能にするドライバを知っているpassmark.com/products/usb3test.htm
アレックスMillette

@AlexMillette:興味深いですが、ループバックプラグを制御してUSBモードを選択し、再接続して変更を加えると思います。また、ハードウェアに実装されているLTSSMに関する別の回答のコメントにも注意してください。
-dirkt

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USB 3.0コネクタを見ると、相互接続パラメーターをより適切に測定する場合、大きな違いは見られません。どちらの場合も、90オーム用に設計された差動インピーダンスには、不連続性があります。これは、嵌合プラグをどのように曲げるかによっても異なります。ただし、USB 3.0の周波数はUSB2よりも10倍高いため、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、ケーブル品質が疑わしいため、USB 3.0ポートは起動に失敗します。

USBケーブルの最も疑わしい部分の1つは、ケーブルのオーバーモールドにあります。USBケーブルは、十分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。バルクケーブルのスプリットリードをコネクタの端子にはんだ付けする手作業が必要です。リードが曲がって幅が広くなったり、はんだ塊のサイズが異なるなどして、伝送ラインに不均一性が生じる可能性があります。これは、コネクタの不足に追加されます。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」に散らばり、干渉し、反射し、信号の目をく、ほとんど解読できないようにします。

USBコネクタとホストチップ間のトレースも完全ではなく、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、長いケーブルは高周波をより減衰させる傾向があるため、信号はエッジのシャープネスを失い、振幅が低下します。これにより、RF通信と完全に類似した「損失の多い通信チャネル」が形成されます。場合によっては、接続ポイントでのインピーダンスの不完全性が反共振状態を形成し、信号振幅の大幅な損失を引き起こす可能性があります。ただし、ケーブルが1インチ長い場合や1インチ短い場合でも、ほぼ問題なく機能する場合があります。

「チャネル」プロパティを修正するために、USB 3.0信号には、送信側に「プリエンファシス」があり、受信側に調整可能なイコライズフィルターがあります。

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り、「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適なフィルターパラメーターを選択します。チャネルの反射が多すぎるか減衰しすぎると、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に合格し、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プロトコルに多くのエラーが発生し、トランザクションを完了できない場合です。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、結果は同じになる可能性があります。数回試行した後、ホストドライバーはUSB3パーツを無効にします。

USB3リンクに障害が発生すると、USBデバイスはUSB 2.0接続プロトコルを使用する場合と使用しない場合があります。

要約すると、特別なテストフィクスチャとかなり高い帯域幅のスコープ(8〜12 GHz)および特別なソフトウェアパッケージを備えたTDR機器を使用した信号品質測定を行わずにケーブル固有の問題を「診断」することはほぼ不可能です。最良の方法は、USB-IF認定されたリンクの3つのコンポーネント(ホストケーブルデバイス)をすべて使用することです。


引用neeeded「USBケーブルが十分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設計されていない、彼らは、コネクタの端子にバルクケーブルのはんだスプリットリードに手作業を必要」
stannius

@stannius、引用は必要ありません。USBケーブルを取り、オーバーモールドをx-actoナイフで慎重に開けてみてください。混乱が見えます。ほとんどのメーカーが同じバルクケーブルを使用している場合でも、はんだ付けのファンアウトと充填樹脂のタイプが、良好なケーブルと疑わしいケーブルの違いの大部分を占めています。
Ale..chenski

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USB 2.0デバイスの速度識別とは異なり、D線またはD +線をそれぞれ3.3Vに引くことで低速と全速の区別が行われますが、USB 3.0では、 USBデータライン。したがって、USB3.0での単純な電気的連続性は、USB3.0接続を確立するのに十分ではありません。伝送媒体(コネクタおよびケーブル)は、信号減衰、反射抑制、遅延などの特定の特性を尊重する必要があります。

LTSSMがUSB 3.0リンクが回復可能でないと判断した場合、USB2.0リンクに永続的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ハードウェアによって実装されるため、その動作はドライバー次第ではなく、USB3.0 仕様で定義されています。

実際の注意として、ケーブルが丸められたり曲がったりしている場合は、ケーブルを広げるか曲げないようにしてください。これにより、ケーブルの電気特性が改善され、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。

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