Допустим, у меня есть устройство USB 3.0, подключенное кабелем USB 3.0 к порту USB 3.0 с правильными драйверами на компьютере с Windows 7. Пропускная способность и производительность соответствуют ожидаемым для USB 3.0.
Теперь я заменил этот кабель на "USB 3.0 кабель" сомнительного качества. Я получаю ужасное предупреждение "Это устройство может работать быстрее" от Windows (добавляющее, что мне следует подключить его к порту USB 3.0), и производительность устройства падает до уровня USB 2.0. Теперь, насколько я понимаю, некоторые порты/драйверы могут переключаться обратно в режим USB 2.0, чтобы быть обратно совместимыми. Так что, похоже, это то, что здесь происходит.
Чтобы диагностировать конкретную проблему с кабелем, по каким причинам порт может вернуться к USB2.0?
Пропускная способность не соответствует пределу? Какой-то электрический тест? Зависит исключительно от водителя?
Для справки: я протестировал его с удаленным портом USB 3.0, который, в частности, не может вернуться к USB 2.0, и устройство оказалось неработоспособным.
решение1
Если вы посмотрите наРаспиновка USB 3.0, вы увидите, что линии USB 2.0 отличаются от линий USB 3.0. Поэтому, когда линии USB 3.0 прерываются или их качество настолько плохое, что передача данных невозможна, только линии USB 2.0 обеспечивают рабочую связь, и обе стороны будут считать, что они подключены только к другому устройству USB 2.0.
Если удаленный порт не имеет линий USB 2.0, линии USB 3.0 работать не будут, поэтому он не будет функционален.
Диагностика: Некоторые линии или контакты USB 3.0 сломаны, погнуты или их качество настолько плохое, что они не могут правильно передавать сигналы.
Это чисто аппаратная проблема. Она не имеет никакого отношения к драйверу. Она также не имеет никакого отношения к ОС.
Выбросьте плохой кабель, купите новый, не вызывающий сомнений по качеству. Вряд ли вы сможете отремонтировать плохие линии (помните, речь идет о высокочастотной передаче сигналов).
решение2
Если вы посмотрите на разъем USB 3.0 или лучше измерите параметры межсоединения, вы не увидите большой разницы. В обоих случаях дифференциальный импеданс, хотя и рассчитан на 90 Ом, будет иметь некоторую неоднородность, которая будет зависеть даже от того, как вы согните ответную часть разъема. Однако разница в том, что частота USB 3.0 в 10 раз выше, чем USB2, и это делает качество сигнала гораздо более восприимчивым ко всем недостаткам.
Короче говоря, порт USB 3.0 не запускается из-за сомнительного качества кабеля.
Одна из самых сомнительных частей кабеля USB находится в оболочке кабеля. Кабели USB не предназначены для сборки хорошо контролируемым автоматизированным способом, они требуют ручного труда для пайки разделенных выводов кабеля в массе на клеммы разъема. Выводы могут изгибаться и расширяться, капли припоя могут отличаться по размеру и т. д., тем самым внося неоднородность в линию передачи. Это в дополнение к недостаткам разъема. В результате битовые шаблоны сигналов USB 3.0 рассеиваются по этим «выступам» и «провалам», мешают, отражаются и делают глазок сигнала уродливым и едва декодируемым.
Дорожки между USB-разъемом и хост-чипом также не идеальны, а спаянный разъем почти всегда является «выступом» в канале. Более длинные кабели имеют тенденцию сильнее ослаблять высокие частоты, поэтому сигнал теряет резкость краев и амплитуда падает. В целом это образует «канал связи с потерями», в полном сходстве с радиочастотной связью. В некоторых случаях несовершенства импеданса в точках соединения могут образовывать антирезонансное состояние, приводящее к существенной потере амплитуды сигнала. Однако кабель на дюйм длиннее или на дюйм короче может работать почти нормально.
В попытке исправить свойства «канала» сигналы USB 3.0 имеют «предыскажения» на передающем конце и настраиваемый выравнивающий фильтр на приемном конце.
Чтобы канал заработал, USB 3 использует «обучение связи», отправляя 65536 специальных обучающих пакетов. Приемник выбирает наилучшие параметры фильтра на основе минимального уровня ошибок. Если канал имеет слишком много отражений или слишком ослаблен, обучение не удастся, и порт USB3 будет отключен.
Другой сценарий: если обучение связи будет пройдено, и связь переключится в активный режим "U0", протокол USB может иметь слишком много ошибок и не сможет завершить транзакции. В этом случае хост попытается "сбросить" и заново обучить связь, но результаты, скорее всего, будут такими же. После нескольких попыток драйвер хоста отключит часть USB3.
При сбое соединения USB3 USB-устройство может (или не может) использовать протокол подключения USB 2.0.
Подводя итог, можно сказать, что практически невозможно «диагностировать» проблемы, связанные с кабелями, не проводя измерения качества сигнала с использованием специальных тестовых приборов и осциллографов с довольно высокой пропускной способностью (8–12 ГГц) и инструментов TDR со специальными программными пакетами. Лучший способ — работать со всеми тремя компонентами соединения (хост-кабель-устройство), сертифицированными по USB-IF.
решение3
в отличие отидентификация скоростииз устройств USB2.0, где различие между низкой и полной скоростью осуществляется путем подтягивания линий D- или D+ к 3,3 В соответственно, USB 3.0 представляет машину состояний и обучения связи (LTSSM), которая непрерывно отслеживает качество передачи данных по линиям USB.Поэтому для установления соединения USB3.0 недостаточно простого электрического соединения на USB3.0.: среда передачи (разъемы и кабели) должна соответствовать определенным характеристикам, таким как затухание сигнала, подавление отражений и задержка.
Когда LTSSM решает, что соединение USB 3.0 невозможно восстановить, он навсегда возвращается к USB2.0, и единственный способ заставить его повторить попытку SuperSpeed — это отключить и снова подключить устройство.
Технически LTSSM реализуется аппаратным обеспечением USB, поэтому его поведение недо водителяа скорее определено в спецификации USB3.0.
С практической точки зрения, если ваш кабель скручен/согнут, попробуйте развернуть или выпрямить его. Это может улучшить электрические характеристики кабеля и помочь разъемам занять правильное положение в гнездах.