USB verspotten

Beim Anschließen eines Hochgeschwindigkeits-USB-Flash-Laufwerks an den USB 3.0-Anschluss sah ich erneut die Aufschrift " Dieses Gerät kann schneller arbeiten ... ". Aber warte, ich habe es schon an Port 3.0 angeschlossen! Ist der Kontakt Junk? Und wenn ja, wie bestimmt das Flash-Laufwerk, mit welcher Geschwindigkeit es funktioniert? Immerhin unterstützen moderne PCs bis zu drei Verbindungsstandards - USB 1.1, 2.0 und 3.0. Ist es möglich, den USB-Standard herunterzustufen, indem das Gerät gezwungen wird, beispielsweise auf USB 1.1 zu arbeiten? Nicht alle dieser Fragen wurden im Netzwerk beantwortet, und ich beschloss, es selbst herauszufinden, während ich mit ziemlich unübersehbaren Situationen konfrontiert war.

Downgrade von USB 3.0 auf 2.0

Sie werden jetzt sagen - was könnte einfacher sein, nehmen Sie einfach ein USB 2.0-Kabel - und Sie werden absolut Recht haben. Wenn das Kabel oder der Stecker keine USB 3.0-Pins enthält, kann das Gerät nur mit USB 2.0-Geschwindigkeit starten:





Aber welche bestimmten Kabel werden auf USB 2.0 umgeschaltet? Was passiert, wenn Sie nur eine ausschalten oder die benachbarten schließen? Es ist interessant, über den Standard hinauszugehen und zu experimentieren!



Für Experimente habe ich die USB "Mutter" und USB "Vater" mit Drähten auf dem Steckbrett verlötet:





Auf dem Foto ist nicht nur ein Draht in der Luft. Es stellte sich heraus, dass die Verbindung auch ohne einen der SS_TX-Diff-Leiter einwandfrei funktioniert. Paare! (Für das SS_RX-Paar funktioniert dieser Trick nicht mehr.)



Wenn Sie alle USB 3.0-Kontakte mit Ausnahme von SS_TX trennen, glaubt das Gerät weiterhin, dass es an USB 3.0 angeschlossen ist und im System überhaupt nicht erkannt wird. Um ehrlich zu sein, war ich mir sicher, dass die Verbindung in diesem Fall in den 2.0-Modus wechseln würde:



SS_RX-, SS_RX + und SS_TX + sind hier deaktiviert. Insgesamt kommen



wir zu dem Schluss, dass das USB 3.0-Gerät auf der SS_TX-Leitung nach einer SuperSpeed-Verbindung sucht und der Transceiver so fehlerresistent ist, dass er Spucke auf den Bruch einer der Linien des Paares. Um sicherzustellen, dass das Gerät auf USB 2.0 umschaltet, müssen Sie beide Leitungen unterbrechen: SS_TX- und SS_TX +.

Downgrade von USB auf 1.1

USB 2.0 ist gut für alle, aber es tut zu schlau weh. Wenn Sie jemals versucht haben, es mit einem Logikanalysator zu schnüffeln, haben Sie entweder einen sehr coolen Analysator oder Sie haben einen alten USB-Hub wie diesen gefunden:





Trotz der Tatsache, dass das Internet voller Fragen zum Herunterstufen von USB 2.0 auf 1.1 ist, habe ich nirgendwo eine einfache Lösung gesehen:





Lass uns genauer hinschauen! Gemäß dem USB-Standard ist die Betriebsgeschwindigkeit auf dem Signalpegel konstant. Das Gerät erhöht den D-Pegel auf 0,8 V und der Host antwortet mit einem Sägezahnsignal:





Wir sehen dasselbe auf unserem "Versuchsstand" auf einem Oszilloskop:





Das heißt, Sie müssen sicherstellen, dass der Host diesen Spannungsanstieg nicht sieht. Also setzen wir die Diode in den Spalt der D-Leitung (Schottky, um den Abfall zu minimieren):





Iiii es unterdrückt erfolgreich das Signal vom Gerät, ohne die normale Datenübertragung zu stören:









Und hier war ich mir sicher, dass die Diode die Datenübertragung auf der Leitung stören würde und nichts funktionieren würde, aber nein - ich konnte kein einziges Gerät finden, das über einen solchen "Adapter" nicht funktionierte.

Einen Downgrader zusammenstellen

Als Verallgemeinerung der obigen Experimente habe ich einen einfachen passiven USB-Modusschalter gemacht - 1.1 / 2.0 / 3.0



Mein Wunsch nach Einfachheit ist manchmal unmöglich einzuschränken. Ich wollte alles auf einem einzigen Schalter mit drei Positionen wie folgt implementieren:







Die ursprüngliche Idee war - eine Reihe von Kontakten schaltet D- zwischen:

• "Diode" (USB 1.1)
• Leer (USB 3.0)
• "D-" (USB 2.0)

Die andere Pinreihe verbindet SS_TX nur im USB 3.0-Modus:

• Leer (USB 1.1)
• "SS_TX-" (USB 3.0)
• Leer (USB 2.0)

Aber ich habe diese Idee aus Zweifeln abgelehnt - kaum alle USB 3.0-Geräte können nur mit einer Diff-Leitung arbeiten. Paare. Also habe ich den Schalter mit Drahtschneidern überarbeitet:





Jetzt wechselt der mittlere Kontakt zwischen den extremen und in der mittleren Position schließt der Schalter zwei Paare unabhängiger Kontakte. Im Idealfall! Es bleibt zu löten und Sie sind fertig:



TODO: Verdünnen Sie die Leiterplatte und machen Sie es wunderbar.



Alles, jetzt können Sie sicher sein, dass das Flash-Laufwerk im 3.0 (2.0, 1.1) -Modus funktioniert, sonst wird es einfach nicht im System gefunden. Abschließend testen wir unseren Kartenleser in verschiedenen Schalterstellungen.



"3.0":



"2.0":

Aus irgendeinem Grund mochte die Geschwindigkeit von USB 1.1 Crystal Disk Mark nicht und als Ergebnis des Tests wurden Nullen angezeigt

Knifflige Frage

Der USB 3.0-Anschluss enthält zwei Kontaktpaare - USB 2.0 und USB 3.0. Wir haben bereits festgestellt, dass das Gerät (Flash-Laufwerk, Kartenleser) zuerst auf die 3.0-Pins klettert. Wenn es nicht funktioniert, wechselt es in den 2.0-Modus.



Was ist, wenn Sie ein Gerät an 3.0-Pins und ein anderes an 2.0-Pins anschließen? Welches Gerät wird der Computer sehen?





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