电线更少的 USB3

电器工程 USB
2022-01-19 07:52:50

USB3 提供比 USB2 快得多的带宽,但从技术上讲,以更多电线为代价,导致电缆更粗。USB3 是用 9 根线构建的,4 根是标准 USB2,5 根是 USB3 串行(2 个差分发送,2 个差分接收和 1 个 GND)。

为了制作细而柔韧的电缆,是否可以仅使用 USB3 线制作 5 线电缆?假设电缆的两端都是USB3?

4个回答

我找不到任何有关 USB3 初始同步的信息。我能想到的最好的办法是将 UTP 对与旧 USB 隔离并尝试一下。

因此,我用一些 kapton 胶带盖住了 USB3 硬盘驱动器电缆上的两个中心数据引脚并将其插入。计算机与驱动器正常协商。不再比正常初始同步。

6 线 USB3 电缆可能会起作用。4 用于 LVDS 对以及电源和接地。

但是,大多数电缆对每个 LVDS 对都有单独的接地。这是为了提供除该对之外的返回电流路径。这有助于信号完整性,就像返回电流在 PCB 上的 LVDS 对下的接地层中实际流动,而不是在另一对中流动一样。

所以你实际上只丢失了 10 根电线中的 2 根。

在此处输入图像描述

USB 3.0 电缆中使用的九根线如下所示。

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+

引线 1 到 4 用于 USB 2.0 连接。为 USB 3.0 添加了引线 5 到 9。

VBUS 和 GND 是电源线,可用于为设备供电,在 5V 时提供 100 mA 或 500 mA。

请注意,GND_DRAIN 与 GND 不同。两个差分对分别用接地屏蔽层包裹,GND_DRAIN 连接到该屏蔽层。GND_DRAIN在内部连接到电缆内部的 GND。我假设 GND_DRAIN 仅在电缆的一端从外部连接到 GND,以避免接地回路。

差分对是一端的输出,另一端的输入,因此是双标签。

根据标题总线速度下的这篇文章,发送器首先尝试检测接收器端差分对的终止。如果没有找到,则主机退回到 USB 2.0 并使用 D-/D+ 对进行通信。据此,我假设您可以在没有 D-/D+ 引线 2 和 3 的情况下度过难关。

如果您充当主机,则必须在 VBUS 线上提供 5v。如果你是一个设备,如果你是自供电的,你可以忽略这条线。

因此,至少,您可能能够以 4-9 的 6 条领先优势过关。

斗进的报告是错误的,还有一些不对劲。如果D+/D-线被切断,USB3.0没有理由不工作。我刚刚做了同样的实验,一个 USB3 笔式驱动器工作得很好。

USB3连接协议如下:

  1. USB3 设备已插入。Rx 通道以 45 欧姆接地端接,但 D+ 尚未上拉。

  2. USB3 主机在两条 Tx 线上发送一个正脉冲,并观察 RC 响应。主机以大约 100 毫秒的间隔定期执行此操作。

  3. 如果存在 USB3 终端,则线路充电时序由 Rsense 和 0.1uF 去耦电容定义,该电容通过 Rx 终端连接到地。主机发送器中的特殊电路检测到这一点,参见 USB3.1 规范的第 6.11 节,图 6-36。然后主机启动 Polling.LFPS 信令,随后来自设备的握手,链路训练协议开始。USB 3.0 通信建立。注意:不涉及 D+/D-。

  4. 如果不存在 USB3 Rx 终端,则线路充电要快得多,因为它仅由大容量电缆电容决定。主机检测到这一点并且不继续进行轮询。LFPS 并且未建立 USB3 连接。

  5. 如果上述 USB3 连接握手失败,则设备会尝试连接为 USB2 设备,方法是将 D+ 拉高。如果 D+/- 不存在,则不会建立 USB 连接。

结论:是的,可以移除 D+/D- 双绞线,并使 USB3 链接正常工作。但是,消除 10% 的总电线(以总 AWG 衡量)真的可以节省电缆的机械刚度吗?

我买了一根USB 3.0延长线,看看3.0是否可以忽略D+/D-。

  1. 延长线适用于 3.0 和 2.0。
  2. 我从 USB 3.0 电缆上剪下 D+/D- 2.0 数据线。
  3. 没有 USB 3.0 连接。当然没有 2.0。
  4. 我重新绑定D+/D- 2.0线,连接OK。

从我的实验来看,我认为即使是 3.0 也不能忽略 D+/D-。我使用 USB 3.0 内存和 USB 3.0 集线器对此进行了测试。没有 D+/D- 两种情况都没有连接。