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Was kann dazu führen, dass ein USB 3.0-Anschluss auf USB 2.0 zurückgesetzt wird?

Angenommen, ich habe ein USB 3.0-Gerät, das mit einem USB 3.0-Kabel an einen USB 3.0-Anschluss mit den richtigen Treibern auf einem Windows 7-Computer angeschlossen ist. Bandbreite und Leistung entsprechen den Erwartungen für USB 3.0.

Jetzt ersetze ich dieses Kabel durch ein "USB 3.0 Kabel" von fraglicher Qualität. Ich erhalte die gefürchtete Warnung "Dieses Gerät kann schneller arbeiten" von Windows (und füge hinzu, dass ich es an einen USB 3.0-Anschluss anschließen sollte) und die Leistung des Geräts sinkt auf USB 2.0-Level. Nach meinem Verständnis können einige Ports/Treiber wieder in den USB 2.0-Modus wechseln, um abwärtskompatibel zu sein. Das scheint also das zu sein, was hier passiert.

Um das spezifische Problem mit dem Kabel zu diagnostizieren, was sind die Gründe, warum der Port auf USB2.0 zurückgesetzt würde?

Die Bandbreite kennt keine Grenzen? Ein elektrischer Test? Rein bis zum fahrer?

Als Referenz habe ich es mit einem Remote-USB 3.0-Anschluss getestet, der speziell nicht auf USB 2.0 zurückgesetzt werden kann, und das Gerät war nicht funktionsfähig.

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Alex Millette

Wenn Sie sich die USB 3.0-Pinbelegung ansehen, werden Sie feststellen, dass sich die USB 2.0-Leitungen von den USB 3.0-Leitungen unterscheiden. Wenn also die USB 3.0-Leitungen unterbrochen sind oder ihre Qualität so schlecht ist, dass die Datenübertragung nicht erfolgreich ist, bieten nur die USB 2.0-Leitungen eine funktionierende Kommunikation, und es wird für beide Seiten der Fall sein, dass sie nur mit einem anderen USB 2.0-Gerät verbunden sind.

Bei einem Remote-Port, der keine USB 2.0-Leitungen besitzt, funktionieren die USB 3.0-Leitungen nicht und sind daher nicht funktionsfähig.

Diagnose: Einige der USB 3.0-Leitungen oder -Kontakte sind defekt, verbogen oder von so schlechter Qualität, dass sie die Signale nicht richtig übertragen können.

Dies ist ein reines Hardwareproblem. Es hat nichts mit dem Fahrer zu tun. Es hat auch nichts mit dem Betriebssystem zu tun.

Werfen Sie das schlechte Kabel weg und holen Sie sich ein neues von unbestreitbarer Qualität. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie die fehlerhaften Leitungen reparieren können (denken Sie daran, es handelt sich um Hochfrequenzsignale).

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dirkt

Wenn Sie sich den USB 3.0-Anschluss ansehen oder besser die Verbindungsparameter messen, werden Sie keinen großen Unterschied feststellen. In beiden Fällen weist die differentielle Impedanz, obwohl sie für 90 Ohm ausgelegt ist, eine gewisse Diskontinuität auf, die auch davon abhängt, wie Sie den Gegenstecker biegen. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass die USB 3.0-Frequenz 10-mal höher ist als die von USB2, wodurch die Signalqualität für alle Unregelmäßigkeiten anfälliger wird.

Kurz gesagt, ein USB 3.0-Anschluss kann aufgrund der fraglichen Kabelqualität nicht gestartet werden.

Einer der fragwürdigsten Teile des USB-Kabels befindet sich im Kabelüberzug. USB-Kabel sind nicht für eine gut kontrollierte, automatisierte Konfektionierung ausgelegt. Sie erfordern manuelle Arbeit, um getrennte Adern des Bulk-Kabels auf die Anschlüsse des Steckers zu löten. Die Zuleitungen können gebogen und breit werden, Lötflecken in der Nacht unterscheiden sich in der Größe usw., wodurch eine Inhomogenität in die Übertragungsleitung eingeführt wird. Dies tritt zusätzlich zu den Steckverbindermängeln auf. Infolgedessen streuen Bitmuster von USB 3.0-Signalen über diese "Unebenheiten" und "Einbrüche", stören, reflektieren zurück und machen das Signalauge hässlich und kaum dekodierbar.

Die Spuren zwischen dem USB-Anschluss und dem Host-Chip sind ebenfalls nicht perfekt, und der gelötete Anschluss ist fast immer eine "Beule" im Kanal. Je länger die Kabel sind, desto stärker werden die hohen Frequenzen gedämpft, sodass das Signal an Kantenschärfe und Amplitudenabfällen verliert. Insgesamt bildet dies einen "verlustbehafteten Kommunikationskanal", in voller Ähnlichkeit zu RF Kommunikation. In einigen Fällen können die Impedanzfehler an den Verbindungspunkten einen Antiresonanzzustand bilden, was zu einem erheblichen Verlust der Signalamplitude führt. Ein Kabel, das Zoll länger oder Zoll kürzer ist, funktioniert jedoch möglicherweise fast einwandfrei.

Beim Versuch, die "Kanal" -Eigenschaften zu korrigieren, haben USB 3.0-Signale eine "Vorverstärkung" auf der Sendeseite und ein abstimmbares Ausgleichsfilter auf der Empfängerseite.

Damit der Kanal funktioniert, verwendet USB 3 "Link-Training", indem 65536 spezielle Trainingspakete gesendet werden. Der Empfänger wählt die besten Filterparameter basierend auf der minimalen Fehlerstufe aus. Wenn der Kanal zu viele Reflexionen aufweist oder zu stark gedämpft ist, schlägt das Training fehl und der USB3-Anschluss wird deaktiviert.

Das andere Szenario wäre, wenn das Verbindungstraining bestanden und die Verbindung in den aktiven "U0" -Modus geschaltet wird, das USB-Protokoll möglicherweise zu viele Fehler aufweist und Transaktionen nicht abgeschlossen werden können. In diesem Fall versucht der Host, die Verbindung zurückzusetzen und neu zu trainieren, aber die Ergebnisse sind wahrscheinlich gleich. Nach mehreren Versuchen deaktiviert der Host-Treiber den USB3-Teil.

Sobald die USB3-Verbindung fehlschlägt, kann das USB-Gerät das USB 2.0-Verbindungsprotokoll aktivieren (oder auch nicht).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es mit speziellen Softwarepaketen fast unmöglich ist, kabelspezifische Probleme zu "diagnostizieren", ohne die Signalqualität mit speziellen Testgeräten und Scopes mit relativ hoher Bandbreite (8-12 GHz) und TDR-Instrumenten zu messen. Am besten arbeiten Sie mit allen drei Komponenten des Links (Host-Kabel-Gerät), die USB-IF-zertifiziert sind.

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Ale..chenski

Anders als bei der speed-Identifikation von USB2.0-Geräten, bei denen die Unterscheidung zwischen niedriger und voller Geschwindigkeit durch Ziehen der D- oder D + -Leitungen auf 3,3 V erfolgt, führt USB 3.0 Link Training und Status State Machine (LTSSM) ein, die kontinuierlich überwacht die Übertragungsqualität der USB-Datenleitungen. Ein einfacher elektrischer Durchgang auf USB3.0 reicht daher nicht aus, um eine USB3.0-Verbindung herzustellen. : Das Übertragungsmedium (Stecker und Kabel) sollte bestimmte Eigenschaften wie Signaldämpfung, Reflexionsunterdrückung und Verzögerung berücksichtigen.

Wenn LTSSM feststellt, dass die USB 3.0-Verbindung nicht wiederherstellbar ist, wird dauerhaft auf USB 2.0 zurückgegriffen. Die einzige Möglichkeit, SuperSpeed ​​erneut zu versuchen, besteht darin, das Gerät zu trennen und erneut anzuschließen.

Technisch gesehen wird LTSSM von der USB-Hardware implementiert, daher ist sein Verhalten nicht bis zum Treiber, sondern in der USB3.0-Spezifikation definiert.

Wenn Ihr Kabel gerollt/gebogen/gestreckt ist, versuchen Sie es aus praktischen Gründen abzuwickeln oder abzuknicken. Dies kann die elektrischen Eigenschaften des Kabels verbessern und dazu beitragen, dass die Steckverbinder die richtigen Positionen in den Buchsen einnehmen.

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