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

Was kann dazu führen, dass ein USB 3.0-Anschluss wieder 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 fragwürdiger Qualität. Ich erhalte die gefürchtete „Dieses Gerät kann schneller arbeiten“-Warnung von Windows (mit der Bemerkung, dass ich es an einen USB 3.0-Anschluss anschließen sollte) und die Leistung des Geräts sinkt auf USB 2.0-Niveau. Meines Wissens können einige Anschlüsse/Treiber nun wieder in den USB 2.0-Modus wechseln, um abwärtskompatibel zu sein. Das scheint also hier der Fall zu sein.

Um das spezifische Problem mit dem Kabel zu diagnostizieren: Was sind die Gründe, warum der Port auf USB 2.0 zurückgesetzt wird?

Die Bandbreite kennt keine Grenzen? Irgendein elektrischer Test? Liegt es ganz am Fahrer?

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

Antwort1

Wenn Sie einen Blick auf dieUSB 3.0-Pinbelegung, 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, sorgen nur die USB 2.0-Leitungen für eine funktionierende Kommunikation und es sieht für beide Seiten so aus, als wären sie nur mit einem anderen USB 2.0-Gerät verbunden.

Bei einem Remote-Port, der nicht über die USB 2.0-Leitungen verfügt, können die USB 3.0-Leitungen nicht funktionieren und er ist daher nicht funktionsfähig.

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

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

Werfen Sie das defekte Kabel weg und besorgen Sie sich ein neues von einwandfreier Qualität. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie die defekten Leitungen reparieren können (denken Sie daran, wir sprechen hier von Hochfrequenzsignalen).

Antwort2

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 Differenzimpedanz, obwohl sie auf 90 Ohm ausgelegt ist, eine gewisse Diskontinuität auf, die sogar davon abhängt, wie Sie den Gegenstecker biegen. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass die USB 3.0-Frequenz 10x höher ist als die von USB2, wodurch die Signalqualität viel anfälliger für alle Unvollkommenheiten ist.

Kurz gesagt: Ein USB 3.0-Anschluss lässt sich aufgrund fragwürdiger Kabelqualität nicht starten.

Einer der fragwürdigsten Teile eines USB-Kabels ist die Kabelumspritzung. USB-Kabel sind nicht für eine gut kontrollierte, automatisierte Montage ausgelegt. Es ist Handarbeit erforderlich, um die geteilten Leitungen des Kabels an die Anschlüsse des Steckers zu löten. Die Leitungen können verbogen und breit werden, Lötkleckse können unterschiedlich groß sein usw., was zu einer Inhomogenität in der Übertragungsleitung führt. Dies kommt zu den Mängeln des Steckers hinzu. Infolgedessen verteilen sich die Bitmuster der USB 3.0-Signale über diese „Beulen“ und „Einbrüche“, stören sich, werden zurückgeworfen und machen das Signal optisch unansehnlich und kaum dekodierbar.

Auch die Leitungen zwischen USB-Anschluss und Host-Chip sind nicht perfekt, und ein verlöteter Anschluss ist fast immer eine „Beule“ im Kanal. Längere Kabel neigen zudem dazu, hohe Frequenzen stärker zu dämpfen, sodass das Signal an Kantenschärfe verliert und die Amplitude abnimmt. Insgesamt entsteht so ein „verlustbehafteter Kommunikationskanal“, der der HF-Kommunikation in vollem Umfang ähnelt. In einigen Fällen können die Impedanzfehler an den Verbindungspunkten einen antiresonanten Zustand bilden, der zu einem erheblichen Verlust der Signalamplitude führt. Ein um einen Zoll längeres oder kürzeres Kabel kann jedoch nahezu einwandfrei funktionieren.

Um die „Kanal“-Eigenschaften zu korrigieren, verfügen USB 3.0-Signale über eine „Pre-Emphasis“ auf der Übertragungsseite und einen abstimmbaren Entzerrungsfilter 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 dem minimalen Fehlerniveau aus. Wenn der Kanal zu viele Reflexionen aufweist oder zu stark gedämpft ist, schlägt das Training fehl und der USB3-Port wird deaktiviert.

Das andere Szenario wäre, wenn das Link-Training erfolgreich ist und der Link in den aktiven „U0“-Modus wechselt. Das USB-Protokoll weist möglicherweise zu viele Fehler auf und kann Transaktionen nicht abschließen. In diesem Fall versucht der Host, den Link „zurückzusetzen“ und neu zu trainieren, aber die Ergebnisse werden wahrscheinlich dieselben sein. Nach mehreren Versuchen deaktiviert der Host-Treiber den USB3-Teil.

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

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es nahezu unmöglich ist, kabelspezifische Probleme zu „diagnostizieren“, ohne Signalqualitätsmessungen mit speziellen Testvorrichtungen und Oszilloskopen mit relativ hoher Bandbreite (8-12 GHz) und TDR-Instrumenten mit speziellen Softwarepaketen durchzuführen. Am besten ist es, mit allen drei Komponenten der Verbindung (Host-Kabel-Gerät) zu arbeiten, die USB-IF-zertifiziert sind.

Antwort3

im Gegensatz zu denGeschwindigkeitserkennungvon USB2.0-Geräten, bei denen die Unterscheidung zwischen niedriger und voller Geschwindigkeit durch Ziehen der D- bzw. D+-Leitungen auf 3,3 V erfolgt, führt USB 3.0 die Link Training and Status State Machine (LTSSM) ein, die die Übertragungsqualität der USB-Datenleitungen kontinuierlich überwacht.Eine einfache elektrische Kontinuität an 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 aufweisen.

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

Technisch wird LTSSM von der USB-Hardware implementiert, daher ist sein Verhalten nichtbis zum Fahrersondern in der USB3.0-Spezifikation definiert.

Praktischer Hinweis: Wenn Ihr Kabel aufgerollt oder geknickt ist, versuchen Sie, es abzurollen oder gerade zu biegen. Dies kann die elektrischen Eigenschaften des Kabels verbessern und dazu beitragen, dass die Stecker die richtige Position in den Buchsen einnehmen.

verwandte Informationen