USB3 mit weniger Kabeln

USB3 bietet eine viel schnellere Bandbreite als USB2, aber technisch gesehen zum Preis von mehr Drähten, was zu einem dickeren Kabel führt. USB3 besteht aus 9 Drähten, 4 sind Standard-USB2 und 5 sind serielle USB3-Kabel (2 differentielle Sende-, 2 differentielle Empfangs- und ein GND-Kabel).

Wäre es möglich, ein 5-adriges Kabel nur mit den USB3-Drähten herzustellen, um ein dünnes und flexibles Kabel herzustellen? Angenommen, beide Seiten des Kabels sind USB3?

Ich konnte keine Informationen zur Erstsynchronisation für USB3 finden. Die beste Idee, die ich mir einfallen lassen könnte, ist, das UTP-Paar vom alten USB zu isolieren und es auszuprobieren.

Also habe ich die beiden zentralen Datenstifte meines USB3-Festplattenkabels mit einem Kapton-Band abgedeckt und eingesteckt. Der Computer verhandelt mit dem Laufwerk einwandfrei. Keine anfängliche Synchronisierung mehr als normal.

Es ist wahrscheinlich, dass ein 6-adriges USB3-Kabel funktioniert. 4 für LVDS-Paare und Power and Ground.

Die meisten Kabel haben jedoch eine separate Erdung für jedes LVDS-Paar. Dies dient dazu, andere Rückstrompfade als das Paar anzugeben. Dies ist hilfreich für die Signalintegrität, genau wie der Rückstrom tatsächlich in der Masseebene unter LVDS-Paaren und nicht im anderen Paar auf einer Leiterplatte fließt.

Sie verlieren also tatsächlich nur 2 von 10 Drähten.

Die neun in einem USB 3.0-Kabel verwendeten Drähte sind unten dargestellt.

1   VBUS                        Power
2   D−                          USB 2.0 differential pair
3   D+
4   GND                         Ground for power return
5   StdA_SSRX− / StdB_SSTX−     SuperSpeed transmitter differential pair
6   StdA_SSRX+ / StdB_SSTX+
7   GND_DRAIN                   Ground for signal return
8   StdA_SSTX− / StdB_SSRX−     SuperSpeed receiver differential pair
9   StdA_SSTX+ / StdB_SSRX+

Die Kabel 1 bis 4 werden für USB 2.0-Verbindungen verwendet. Die Leitungen 5 bis 9 wurden für USB 3.0 hinzugefügt.

VBUS und GND sind Stromkabel und können zur Stromversorgung eines Geräts verwendet werden, das entweder 100 mA oder 500 mA bei 5 V liefert.

Beachten Sie, dass GND_DRAIN nicht mit GND identisch ist. Die beiden Differentialpaare sind jeweils mit einer Erdungsabschirmung umwickelt, und GND_DRAIN ist mit dieser Abschirmung verbunden. GND_DRAIN ist nicht intern mit GND im Kabel verbunden. Ich gehe davon aus, dass GND_DRAIN nur an einem Ende des Kabels extern mit GND verbunden ist, um Erdschleifen zu vermeiden.

Die Differentialpaare sind Ausgänge von einem Ende und Eingänge vom anderen Ende, daher die Doppelbezeichnungen.

Gemäß diesem Artikel unter der Überschrift Busgeschwindigkeit versucht der Sender zunächst, die Beendigung des Differentialpaars auf der Empfängerseite zu erkennen. Wenn keine gefunden wird, kehrt der Host zu USB 2.0 zurück und verwendet das D- / D + -Paar für die Kommunikation. Ich gehe davon aus, dass Sie möglicherweise ohne die D- / D + -Leitungen 2 und 3 auskommen.

Wenn Sie als Host fungieren, müssen Sie 5 V auf der VBUS-Leitung liefern. Wenn Sie ein Gerät sind, können Sie diese Zeile ignorieren, wenn Sie mit eigener Stromversorgung ausgestattet sind.

Zumindest könnten Sie mit den sechs Ableitungen 4-9 auskommen.

Ich habe ein USB 3.0-Verlängerungskabel gekauft und geprüft, ob D + / D- von 3.0 ignoriert werden kann.

1. Verlängerungskabel funktioniert gut mit 3.0 und 2.0.
2. Ich habe die D + / D- 2.0-Datenleitung vom USB 3.0-Kabel abgeschnitten.
3. Es gab keine USB 3.0-Verbindung. nein 2.0 natürlich.
4. Ich binde die D + / D- 2.0-Leitung erneut, Verbindung OK.

Aus meinem Experiment geht hervor, dass D + / D- auch für 3.0 nicht ignoriert werden kann. Ich teste dies mit USB 3.0 Speicher und USB 3.0 Hub. In beiden Fällen keine Verbindung ohne D + / D-.

Der Bericht von Doojin ist falsch, etwas anderes stimmte nicht. Es gibt keinen Grund, warum USB3.0 nicht funktioniert, wenn D + / D- Drähte abgeschnitten sind. Ich habe gerade das gleiche Experiment durchgeführt und ein USB3-Stick funktioniert einwandfrei.

Das USB3-Verbindungsprotokoll lautet wie folgt:

1. Das USB3-Gerät wird angeschlossen. Der Rx-Kanal wird mit 45 Ohm gegen Masse abgeschlossen, aber D + ist noch nicht hochgezogen.

2. Der USB3-Host sendet einen positiven Impuls auf beiden Tx-Leitungen und überwacht die RC-Antwort. Der Host tut dies regelmäßig in Intervallen von etwa 100 ms.

3. Wenn ein USB3-Abschluss vorhanden ist, wird der Zeitpunkt des Leitungsladens durch Rsense und eine 0,1-uF-Entkopplungskappe definiert, die über den Rx-Abschluss mit Masse verbunden ist. Die spezielle Schaltung im Host-Sender erkennt dies, siehe Abschnitt 6.11 der USB3.1-Spezifikationen, Abbildung 6-36. Dann startet der Host die Polling.LFPS-Signalisierung, gefolgt von einem Handshake vom Gerät, und das Verbindungstrainingsprotokoll beginnt. Die USB 3.0-Kommunikation wird hergestellt. HINWEIS: Die D + / D- sind nicht beteiligt.

4. Wenn kein USB3-Rx-Abschluss vorhanden ist, ist die Leitungsladung viel schneller, da sie nur durch die Kapazität des Bulk-Kabels bestimmt wird. Der Host erkennt dies und fährt nicht mit Polling fort. Die LPPS- und USB3-Verbindung wurde nicht hergestellt.

5. Wenn der oben genannte USB3-Verbindungs-Handshake fehlschlägt, versucht das Gerät nur dann, eine Verbindung als USB2-Gerät herzustellen, indem Sie D + hoch ziehen. Wenn D +/- nicht vorhanden sind, wird keine USB-Verbindung hergestellt.

Fazit: Ja, es ist möglich, D + / D- verdrillte Kabelpaare zu entfernen und die USB3-Verbindung funktionsfähig zu machen. Spart die Eliminierung von 10% der Gesamtdrähte (gemessen als Gesamt-AWG) wirklich etwas an mechanischer Steifheit der Kabel?