สิ่งใดที่ทำให้พอร์ต USB 3.0 เปลี่ยนกลับเป็น USB 2.0

สมมติว่าฉันมีอุปกรณ์ USB 3.0 เชื่อมต่อด้วยสาย USB 3.0 เข้ากับพอร์ต USB 3.0 ด้วยไดรเวอร์ที่ถูกต้องในคอมพิวเตอร์ Windows 7 แบนด์วิดธ์และประสิทธิภาพเป็นไปตามคาดสำหรับ USB 3.0

ตอนนี้ฉันแทนที่สายเคเบิลนี้ด้วย "สายเคเบิล USB 3.0" ด้วยคุณภาพที่น่าสงสัย ฉันได้รับคำเตือน "อุปกรณ์นี้สามารถทำงานได้เร็วขึ้น" จาก Windows (เพิ่มว่าฉันควรเชื่อมต่อกับพอร์ต USB 3.0) และประสิทธิภาพของอุปกรณ์จะลดลงสู่ระดับ USB 2.0 จากความเข้าใจของฉันตอนนี้พอร์ต / ไดรเวอร์บางตัวสามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นโหมด USB 2.0 เพื่อให้เข้ากันได้ย้อนหลัง ดังนั้นนี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นที่นี่

ในการวิเคราะห์ปัญหาเฉพาะกับสายเคเบิลอะไรคือสาเหตุที่พอร์ตจะเปลี่ยนกลับเป็น USB2.0

แบนด์วิดธ์ไม่เคารพขีด จำกัด ? ทดสอบไฟฟ้าบ้างไหม? หมดจดกับไดรเวอร์?

สำหรับการอ้างอิงฉันทดสอบด้วยพอร์ต USB 3.0 ระยะไกลซึ่งไม่สามารถเปลี่ยนกลับเป็น USB 2.0 โดยเฉพาะและอุปกรณ์นั้นไม่สามารถใช้งานได้

หากคุณดูที่พินUSB 3.0คุณจะเห็นว่าสาย USB 2.0 นั้นแตกต่างจากสาย USB 3.0 ดังนั้นเมื่อสาย USB 3.0 ถูกขัดจังหวะหรือคุณภาพไม่ดีเท่าที่การถ่ายโอนข้อมูลไม่สำเร็จเฉพาะสาย USB 2.0 เท่านั้นที่ให้การสื่อสารที่ใช้งานได้และจะมองทั้งสองด้านว่าเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ USB 2.0 อื่นเท่านั้น

ด้วยพอร์ตระยะไกลที่ไม่มีสาย USB 2.0 สาย USB 3.0 จึงใช้งานไม่ได้ดังนั้นจึงใช้งานไม่ได้

การวินิจฉัย: สาย USB 3.0 บางส่วนหรือรายชื่อผู้ติดต่อเสียงอหรือคุณภาพไม่ดีพอไม่สามารถถ่ายโอนสัญญาณได้อย่างถูกต้อง

นี่เป็นปัญหาฮาร์ดแวร์หมดจด มันไม่เกี่ยวอะไรกับไดรเวอร์ มันไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับระบบปฏิบัติการ

ทิ้งสายเคเบิลที่ไม่ดีออกไปรับสายเคเบิลใหม่ที่มีคุณภาพที่ไม่น่าสงสัย ไม่น่าเป็นไปได้ที่คุณจะสามารถซ่อมแซมบรรทัดที่ไม่ดี (โปรดจำไว้ว่าเรากำลังพูดถึงการส่งสัญญาณความถี่สูง)

หากคุณดูที่ขั้วต่อ USB 3.0 หรือวัดพารามิเตอร์การเชื่อมต่อระหว่างกันได้ดีกว่าคุณจะเห็นความแตกต่างไม่มากนัก ในทั้งสองกรณีอิมพีแดนซ์ที่แตกต่างกันแม้ว่าจะออกแบบมาสำหรับ 90 โอห์มจะมีความไม่ต่อเนื่องบ้างซึ่งจะขึ้นอยู่กับว่าคุณดัดปลั๊กผสมพันธุ์อย่างไร อย่างไรก็ตามความแตกต่างคือความถี่ USB 3.0 นั้นสูงกว่า USB2 ถึง 10 เท่าและนั่นทำให้คุณภาพของสัญญาณอ่อนไหวต่อความไม่สมบูรณ์ทั้งหมด

ดังนั้นโดยย่อพอร์ต USB 3.0 จึงไม่สามารถเริ่มต้นได้เนื่องจากคุณภาพสายเคเบิลที่น่าสงสัย

หนึ่งในส่วนที่น่าสงสัยที่สุดของสายเคเบิล USB อยู่ในสายเคเบิลมากเกินไป สายเคเบิล USB ไม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อประกอบในวิธีอัตโนมัติที่ควบคุมอย่างดี แต่ก็ต้องใช้แรงงานคนเพื่อประสานสายเคเบิลแยกจำนวนมากเข้ากับขั้วต่อของขั้วต่อ สายคาดอาจจะโค้งงอและกว้างออกไป, คืนที่บัดกรีจะแตกต่างกันไปตามขนาด, ฯลฯ , ดังนั้นจึงแนะนำความไม่เป็นระเบียบเข้าสู่สายส่ง. นี่คือนอกเหนือจากการขาดการเชื่อมต่อ ด้วยเหตุนี้รูปแบบบิตของสัญญาณ USB 3.0 จึงกระจายผ่าน "การกระแทก" และ "การลดลง" เหล่านี้รบกวนสะท้อนกลับมาและทำให้สัญญาณดูน่าเกลียดและถอดรหัสได้แทบไม่น่าเชื่อ

ร่องรอยระหว่างตัวเชื่อมต่อ USB และชิปโฮสต์ยังไม่สมบูรณ์และตัวเชื่อมบัดกรีมักจะเป็น "การชน" ในช่องสัญญาณ ยิ่งสายยาวมีแนวโน้มที่จะลดทอนความถี่สูงมากขึ้นดังนั้นสัญญาณจะสูญเสียความคมชัดของขอบและแอมพลิจูดลดลง พรึบแบบนี้ "ช่องทางการสื่อสารที่สูญเสีย" ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการสื่อสาร RF เต็มรูปแบบ ในบางกรณีความไม่สมบูรณ์ของอิมพีแดนซ์ที่จุดเชื่อมต่ออาจก่อให้เกิดสภาวะต่อต้านการสั่นพ้องทำให้เกิดการสูญเสียความกว้างของสัญญาณ สายเคเบิลยาวกว่าหรือยาวกว่าเล็กน้อยอาจจะใช้ได้ผลดี

ในความพยายามที่จะแก้ไขคุณสมบัติ "ช่องสัญญาณ" สัญญาณ USB 3.0 จะมี "การเน้นล่วงหน้า" ที่ส่วนท้ายของการส่งสัญญาณและตัวกรองการปรับความเท่ากันของเสียงที่จุดรับ

เพื่อให้ช่องสัญญาณทำงานได้ USB 3 ใช้ "ลิงก์ฝึกอบรม" โดยส่งแพคเกจฝึกอบรมพิเศษ 65536 ชุด ผู้รับเลือกพารามิเตอร์ตัวกรองที่ดีที่สุดตามระดับความผิดพลาดขั้นต่ำ หากช่องสัญญาณมีการสะท้อนแสงมากเกินไปหรือถูกลดทอนจำนวนมากการฝึกจะล้มเหลวและพอร์ต USB3 จะถูกปิดการใช้งาน

สถานการณ์อื่นจะเป็นถ้าการฝึกอบรมการเชื่อมโยงได้รับการส่งผ่านและการเชื่อมโยงเปลี่ยนเป็นโหมด "U0" ที่ใช้งานโปรโตคอล USB อาจมีข้อผิดพลาดมากเกินไปและล้มเหลวในการทำธุรกรรม ในกรณีนี้โฮสต์จะพยายาม "รีเซ็ต" และฝึกอบรมลิงก์อีกครั้ง แต่ผลลัพธ์จะเหมือนกัน หลังจากพยายามหลายครั้งไดรเวอร์โฮสต์จะปิดใช้งานส่วน USB3

เมื่อการเชื่อมโยง USB3 ล้มเหลวอุปกรณ์ USB อาจ (หรืออาจไม่) เชื่อมต่อโปรโตคอลการเชื่อมต่อ USB 2.0

โดยสรุปแล้วเกือบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะ "วินิจฉัย" ปัญหาเฉพาะเกี่ยวกับสายเคเบิลโดยไม่ทำการวัดคุณภาพสัญญาณโดยใช้อุปกรณ์ทดสอบพิเศษและขอบเขตแบนด์วิดท์ที่ค่อนข้างสูง (8-12 GHz) และเครื่องมือ TDR พร้อมชุดซอฟต์แวร์พิเศษ วิธีที่ดีที่สุดคือทำงานกับส่วนประกอบทั้งสามของลิงก์ (อุปกรณ์โฮสต์สาย) ที่ผ่านการรับรอง USB-IF

ไม่เหมือนกับการระบุความเร็วของอุปกรณ์ USB2.0 ที่แยกความแตกต่างระหว่างความเร็วต่ำและความเร็วเต็มโดยการดึงเส้น D- หรือ D + 3.3V ตามลำดับ USB 3.0 แนะนำ Link Training และ Status State Machine (LTSSM) ซึ่งจะตรวจสอบคุณภาพการส่งของ สายข้อมูล USB ความต่อเนื่องทางไฟฟ้าอย่างง่ายของ USB3.0 จึงไม่เพียงพอที่จะสร้างการเชื่อมต่อ USB3.0 : สื่อการส่งสัญญาณ (ตัวเชื่อมต่อและสายเคเบิล) ควรเคารพในลักษณะเฉพาะเช่นการลดทอนสัญญาณการลดการสะท้อนและการหน่วงเวลา

เมื่อ LTSSM ตัดสินใจที่จะไม่สามารถกู้คืนลิงค์ USB 3.0 ได้มันจะย้อนกลับไปที่ USB2.0 อย่างถาวรและวิธีเดียวที่จะทำให้มันลองอีกครั้ง SuperSpeed ​​คือการยกเลิกการเชื่อมต่อและเชื่อมต่ออุปกรณ์อีกครั้ง

ในทางเทคนิค LTSSM ถูกใช้งานโดยฮาร์ดแวร์ USB ดังนั้นพฤติกรรมของมันจึงไม่ได้ขึ้นอยู่กับไดรเวอร์แต่ถูกกำหนดไว้ในสเปค USB3.0

ในบันทึกที่ใช้งานได้จริงหากสายเคเบิลของคุณถูกม้วน / งอให้พยายามที่จะปลดล็อคหรือเลิกโค้ง สิ่งนี้สามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสายเคเบิลและช่วยให้ขั้วต่อรับตำแหน่งที่ถูกต้องในซ็อกเก็ต