O que pode fazer com que uma porta USB 3.0 volte para USB 2.0?

O que pode fazer com que uma porta USB 3.0 volte para USB 2.0?

Digamos que eu tenha um dispositivo USB 3.0 conectado com um cabo USB 3.0 a uma porta USB 3.0 com os drivers corretos em um computador com Windows 7. A largura de banda e o desempenho são os esperados para USB 3.0.

Agora substituo este cabo por um "cabo USB 3.0" de qualidade questionável. Recebo o temido aviso "Este dispositivo pode funcionar mais rápido" do Windows (adicionando que devo conectá-lo a uma porta USB 3.0) e o desempenho do dispositivo cai para os níveis de USB 2.0. Agora, pelo que entendi, algumas portas/drivers podem voltar ao modo USB 2.0, para serem compatíveis com versões anteriores. Então parece que é isso que está acontecendo aqui.

Para diagnosticar o problema específico do cabo, quais são os motivos pelos quais a porta reverteria para USB2.0?

A largura de banda não respeita limite? Algum teste elétrico? Depende puramente do motorista?

Para referência, testei-o com uma porta USB 3.0 remota que especificamente não pode reverter para USB 2.0, e o dispositivo não estava funcionando.

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Se você der uma olhada noPinagens USB 3.0, você verá que as linhas USB 2.0 são distintas das linhas USB 3.0. Portanto, quando as linhas USB 3.0 são interrompidas ou sua qualidade é tão ruim que a transferência de dados não é bem-sucedida, apenas as linhas USB 2.0 fornecem comunicação funcional e parecerá para ambos os lados que elas estão conectadas apenas a outro dispositivo USB 2.0.

Com uma porta remota que não possui linhas USB 2.0, as linhas USB 3.0 não funcionam, portanto não funcionam.

Diagnóstico: Algumas das linhas ou contatos do USB 3.0 estão quebradas, dobradas ou sua qualidade é tão ruim que não conseguem transferir os sinais corretamente.

Este é puramente um problema de hardware. Não tem nada a ver com o motorista. Também não tem nada a ver com o sistema operacional.

Jogue fora o cabo ruim e compre um novo de qualidade inquestionável. É improvável que você consiga consertar as linhas ruins (lembre-se, estamos falando de sinalização de alta frequência).

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Se você olhar para o conector USB 3.0, ou melhor, medir os parâmetros de interconexão, não verá muita diferença. Em ambos os casos a impedância diferencial, embora projetada para 90 Ohms, terá alguma descontinuidade, que dependerá inclusive de como você dobra o plugue correspondente. A diferença, porém, é que a frequência do USB 3.0 é 10x maior que a do USB2, o que torna a qualidade do sinal muito mais suscetível a todas as imperfeições.

Resumindo, uma porta USB 3.0 não inicia devido à qualidade questionável do cabo.

Uma das partes mais questionáveis ​​do cabo USB está situada no molde do cabo. Os cabos USB não são projetados para serem montados de maneira automatizada e bem controlada; eles exigem trabalho manual para soldar os fios divididos do cabo em massa nos terminais do conector. Os terminais podem ser dobrados e ficar largos, as bolhas de solda podem diferir em tamanho, etc., introduzindo assim uma falta de homogeneidade na linha de transmissão. Isto é um acréscimo às deficiências do conector. Como resultado, os padrões de bits dos sinais USB 3.0 se espalham por essas "saliências" e "quedas", interferem, refletem de volta e tornam o sinal feio e dificilmente decodificável.

Os traços entre o conector USB e o chip host também não são perfeitos, e o conector soldado quase sempre é um “saliência” no canal. Mais, cabos mais longos tendem a atenuar mais as altas frequências, fazendo com que o sinal perca nitidez das bordas e caia amplitude. No total, isso forma um "canal de comunicação com perdas", em total semelhança com a comunicação RF. Em alguns casos, as imperfeições de impedância nos pontos de conexão podem formar uma condição anti-ressonante, resultando em perda substancial de amplitude do sinal. No entanto, um cabo mais longo ou mais curto pode funcionar quase bem.

Na tentativa de corrigir as propriedades do "canal", os sinais USB 3.0 têm "pré-ênfase" na extremidade da transmissão e filtro de equalização sintonizável na extremidade do receptor.

Para fazer o canal funcionar, o USB 3 utiliza "treinamento de link", enviando 65.536 pacotes de treinamento especiais. O receptor seleciona os melhores parâmetros de filtro com base no nível mínimo de erro. Se o canal tiver muitos reflexos ou muito atenuados, o treinamento falhará e a porta USB3 será desativada.

O outro cenário seria se o treinamento do link fosse aprovado e o link fosse alterado para o modo "U0" ativo, o protocolo USB poderia ter muitos erros e não conseguir concluir as transações. Nesse caso, o host tentará “redefinir” e treinar novamente o link, mas os resultados provavelmente serão os mesmos. Após várias tentativas, o driver host desativará a parte USB3.

Quando o link USB3 falha, o dispositivo USB pode (ou não) ativar o protocolo de conexão USB 2.0.

Em resumo, é quase impossível “diagnosticar” problemas específicos de cabos sem realizar medições de qualidade de sinal usando equipamentos de teste especiais e osciloscópios de largura de banda razoavelmente alta (8-12 GHz) e instrumentos TDR, com pacotes de software especiais. A melhor maneira é trabalhar com todos os três componentes do link (host-cabo-dispositivo) certificados por USB-IF.

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Ao contrário doidentificação de velocidadedos dispositivos USB 2.0 onde a distinção entre velocidade baixa e velocidade total é feita puxando as linhas D- ou D+ para 3,3 V respectivamente, o USB 3.0 introduz Link Training and Status State Machine (LTSSM) que monitora continuamente a qualidade de transmissão das linhas de dados USB .Uma simples continuidade elétrica em USB3.0 não é, portanto, suficiente para estabelecer uma conexão USB3.0: o meio de transmissão (conectores e cabos) deverá respeitar características específicas como atenuação de sinal, supressão de reflexão e atraso.

Quando o LTSSM decidir que o link USB 3.0 não é recuperável, ele voltará permanentemente para USB 2.0 e a única maneira de tentar novamente o SuperSpeed ​​é desconectar e reconectar o dispositivo.

Tecnicamente, o LTSSM é implementado pelo hardware USB, portanto seu comportamento não éaté o motoristamas sim definido na especificação USB3.0.

Em termos práticos, se o seu cabo estiver enrolado/dobrado, tente desenrolá-lo ou dobrá-lo. Isso pode melhorar as características elétricas do cabo e ajudar os conectores a assumirem as posições corretas nos soquetes.

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