Điều gì có thể khiến cổng USB 3.0 trở lại USB 2.0?


36

Giả sử tôi có thiết bị USB 3.0, được kết nối với cáp USB 3.0, với cổng USB 3.0 với trình điều khiển chính xác trên máy tính Windows 7. Băng thông và hiệu suất như mong đợi cho USB 3.0.

Bây giờ tôi thay thế cáp này bằng "cáp USB 3.0" có chất lượng đáng ngờ. Tôi nhận được cảnh báo "Thiết bị này có thể thực hiện nhanh hơn" từ Windows (thêm rằng tôi nên kết nối nó với cổng USB 3.0) và hiệu suất của thiết bị giảm xuống mức USB 2.0. Theo hiểu biết của tôi, một số cổng / trình điều khiển có thể chuyển về chế độ USB 2.0 để tương thích ngược. Vì vậy, đây dường như là những gì đang xảy ra ở đây.

Để chẩn đoán sự cố cụ thể với cáp, các lý do tại sao cổng sẽ trở lại USB2.0 là gì?

Băng thông không tôn trọng một giới hạn? Một số thử nghiệm điện? Hoàn toàn phụ thuộc vào người lái xe?

Để tham khảo, tôi đã thử nghiệm nó với một cổng USB 3.0 từ xa, đặc biệt không thể quay trở lại USB 2.0 và thiết bị không hoạt động.


5
`cáp" chất lượng nghi vấn "` <- bạn đã trả lời câu hỏi của riêng bạn rồi.
Criggie

Câu trả lời:


56

Nếu bạn nhìn vào sơ đồ chân của USB 3.0 , bạn sẽ thấy các dòng USB 2.0 khác với các dòng USB 3.0. Vì vậy, khi các dòng USB 3.0 bị gián đoạn hoặc chất lượng của chúng kém đến mức việc truyền dữ liệu không thành công, chỉ có các dòng USB 2.0 cung cấp khả năng giao tiếp và sẽ nhìn vào cả hai mặt rằng chúng chỉ được kết nối với một thiết bị USB 2.0 khác.

Với một cổng từ xa không có các dòng USB 2.0, các dòng USB 3.0 không thể hoạt động, do đó, nó không hoạt động.

Chẩn đoán: Một số dòng hoặc danh bạ USB 3.0 bị hỏng, cong hoặc chất lượng của chúng quá tệ nên không thể truyền tín hiệu chính xác.

Đây hoàn toàn là một vấn đề phần cứng. Nó không có gì để làm với trình điều khiển. Nó cũng không có gì để làm với HĐH.

Vứt bỏ dây cáp xấu, có được một chất lượng mới không thể nghi ngờ. Bạn sẽ không thể sửa chữa các đường dây xấu (hãy nhớ rằng chúng ta đang nói về tín hiệu tần số cao).


1
Tôi nghĩ rằng "lên tới trình điều khiển" đã đề cập đến thực tế là ngưỡng "tệ đến mức họ không thể chuyển đúng" có thể là mô hình cụ thể hoặc thậm chí dưới sự kiểm soát của phần mềm. Giả sử rằng phần cứng báo cáo tỷ lệ lỗi có thể sửa và không sửa được và có bit cấu hình để buộc vô hiệu hóa chế độ USB3, trên thực tế trình điều khiển có thể được kiểm soát.
Ben Voigt

@BenVoigt: Tôi không biết về bất kỳ báo cáo tỷ lệ lỗi nào của phần cứng (bạn có thể chỉ cho tôi biết về thông số XHCI không?). Đặc biệt, không thể "vô hiệu hóa chế độ USB 3", có hai trung tâm gốc hoàn toàn riêng biệt. Tôi cũng không biết về bất kỳ trung tâm gốc USB nào không tuân theo thông số kỹ thuật của Intel (bạn có biết gì không?). Vì vậy, không, nó không phải là mô hình cụ thể, và không, nó không thuộc quyền điều khiển của trình điều khiển.
dirkt

Tôi biết một trình điều khiển cho phép tôi, thông qua phần mềm, trao đổi giữa USB1.0, 2.0 và 3.0 để thử nghiệm: passmark.com/products/usb3test.htmlm
Alex Millette

@AlexMillette: Thú vị, nhưng tôi đoán rằng nó điều khiển LoopbackPlug để chọn chế độ USB, kết nối lại để thực hiện thay đổi. Cũng lưu ý nhận xét trong một câu trả lời khác về LTSSM đang được triển khai trong phần cứng.
dirkt

18

Nếu bạn nhìn vào đầu nối USB 3.0 hoặc đo các tham số kết nối tốt hơn, bạn sẽ thấy không có nhiều sự khác biệt. Trong cả hai trường hợp, trở kháng vi sai, mặc dù được thiết kế cho 90 Ohms, sẽ có một số gián đoạn, điều này phụ thuộc ngay cả vào cách bạn uốn cong phích cắm giao phối. Tuy nhiên, sự khác biệt là tần số USB 3.0 cao hơn 10 lần so với USB2 và điều đó làm cho chất lượng tín hiệu dễ bị ảnh hưởng hơn đối với mọi khiếm khuyết.

Vì vậy, trong ngắn hạn, một cổng USB 3.0 không thể khởi động do chất lượng cáp đáng ngờ.

Một trong những phần đáng nghi ngờ nhất của cáp USB nằm ở phần vượt quá cáp. Cáp USB không được thiết kế để lắp ráp theo cách tự động được kiểm soát tốt, chúng đòi hỏi lao động thủ công để hàn các đầu cáp tách rời vào các đầu nối. Các đạo trình có thể bị uốn cong và đi rộng, các đốm màu hàn đêm khác nhau về kích thước, v.v., do đó đưa tính không đồng nhất vào đường truyền. Đây là ngoài thiếu hụt kết nối. Kết quả là, các mẫu bit của tín hiệu USB 3.0 phân tán trên các "chỗ" và "điểm nhấn" này, can thiệp, phản xạ lại và làm cho tín hiệu trở nên xấu xí và hầu như không thể giải mã được.

Các dấu vết giữa đầu nối USB và chip chủ cũng không hoàn hảo và đầu nối hàn hầu như luôn là một "vết sưng" trong kênh. Nhiều hơn, cáp dài hơn có xu hướng làm giảm tần số cao nhiều hơn, do đó tín hiệu mất độ sắc nét của các cạnh và biên độ giảm. Hoàn toàn điều này hình thành "kênh truyền thông mất mát", hoàn toàn tương tự như giao tiếp RF. Trong một số trường hợp, sự không hoàn hảo trở kháng tại các điểm kết nối có thể tạo thành điều kiện chống cộng hưởng, dẫn đến mất biên độ tín hiệu đáng kể. Tuy nhiên, cáp dài hơn hoặc inch ngắn hơn có thể hoạt động gần như tốt.

Trong nỗ lực sửa các thuộc tính "kênh", tín hiệu USB 3.0 có "điểm nhấn trước" ở đầu truyền và bộ lọc cân bằng có thể điều chỉnh ở đầu thu.

Để làm cho kênh hoạt động, USB 3 sử dụng "đào tạo liên kết", bằng cách gửi 65536 gói đào tạo đặc biệt. Người nhận chọn các tham số bộ lọc tốt nhất dựa trên mức lỗi tối thiểu. Nếu kênh có quá nhiều phản xạ hoặc quá suy giảm, việc đào tạo sẽ thất bại và cổng USB3 sẽ bị vô hiệu hóa.

Kịch bản khác là nếu việc đào tạo liên kết được thông qua và liên kết chuyển sang chế độ "U0" đang hoạt động, giao thức USB có thể có quá nhiều lỗi và không hoàn thành giao dịch. Trong trường hợp này, máy chủ sẽ cố gắng "thiết lập lại" và đào tạo lại liên kết, nhưng kết quả có thể sẽ giống nhau. Sau vài lần thử, trình điều khiển máy chủ sẽ vô hiệu hóa phần USB3.

Khi liên kết USB3 không thành công, thiết bị USB có thể (hoặc không) tham gia giao thức kết nối USB 2.0.

Tóm lại, gần như không thể "chẩn đoán" các sự cố cụ thể của cáp mà không thực hiện các phép đo chất lượng tín hiệu bằng cách sử dụng các thiết bị kiểm tra đặc biệt và phạm vi băng thông khá cao (8-12 GHz) và các thiết bị TDR, với các gói phần mềm đặc biệt. Cách tốt nhất là làm việc với cả ba thành phần của liên kết (máy chủ-cáp-thiết bị) được chứng nhận USB-IF.


"Cáp USB không được thiết kế để lắp ráp theo cách tự động được kiểm soát tốt, chúng đòi hỏi lao động thủ công để hàn các đầu cáp tách rời vào các đầu nối" trích dẫn
stannius

@stannius, không cần trích dẫn. Chỉ cần lấy bất kỳ cáp USB nào, cố gắng mở quá mức, cẩn thận với dao x-acto, và bạn sẽ thấy sự lộn xộn. Ngay cả khi hầu hết các nhà sản xuất sử dụng cùng một loại cáp số lượng lớn, quạt hàn và có khả năng loại nhựa điền tạo ra hầu hết sự khác biệt giữa cáp tốt và cáp nghi vấn.
Ale..chenski

14

Không giống như nhận dạng tốc độ của các thiết bị USB2.0, trong đó phân biệt giữa tốc độ thấp và tốc độ tối đa được thực hiện bằng cách kéo các đường D- hoặc D + lên 3,3V, USB 3.0 giới thiệu Liên kết đào tạo và Trạng thái máy (LTSSM) liên tục theo dõi chất lượng truyền của các dòng dữ liệu USB. Do đó, tính liên tục điện đơn giản trên USB3.0 là không đủ để thiết lập kết nối USB3.0 : phương tiện truyền dẫn (đầu nối và cáp) phải tôn trọng các đặc điểm cụ thể như suy giảm tín hiệu, triệt tiêu phản xạ và trễ.

Khi LTSSM quyết định liên kết USB 3.0 không thể khôi phục được, nó sẽ vĩnh viễn quay trở lại USB2.0 và cách duy nhất để thử lại SuperSpeed ​​là ngắt kết nối và kết nối lại thiết bị.

Về mặt kỹ thuật LTSSM được triển khai bởi phần cứng USB, do đó hành vi của nó không phụ thuộc vào trình điều khiển mà được xác định trong thông số kỹ thuật USB3.0.

Trên một lưu ý thực tế, nếu cáp của bạn bị cuộn / uốn cong, hãy cố gắng bỏ kiểm soát hoặc hủy bỏ nó. Điều này có thể cải thiện các đặc tính điện của cáp và giúp các đầu nối có vị trí chính xác trong ổ cắm.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.