USB3 com menos fios

O USB3 oferece uma largura de banda muito mais rápida que o USB2, mas, tecnicamente, ao preço de mais fios, o que resulta em um cabo mais grosso. O USB3 é construído com 9 fios, 4 são o padrão USB2 e 5 são o serial USB3 (2 transmissão diferencial, 2 recepção diferencial e um GND).

Em um esforço para fazer um cabo fino e flexível, seria possível fazer um cabo de 5 fios, apenas com os fios USB3? Supondo que ambos os lados do cabo sejam USB3?

Não encontrei nenhuma informação sobre a sincronização inicial do USB3. A melhor idéia que eu poderia ter é isolar o par UTP do antigo USB e testá-lo.

Então, cobri os dois pinos de dados centrais do cabo do disco rígido USB3 com uma fita kapton e conectei-o. O computador negocia com a unidade corretamente. Não é mais a sincronização inicial que o normal.

É provável que um cabo USB3 de 6 fios funcione. 4 para pares LVDS e potência e terra.

No entanto, a maioria dos cabos possui um terra separado para cada par LVDS. Isso é para fornecer caminhos atuais de retorno diferentes do par. Isso é útil para a integridade do sinal, assim como a corrente de retorno realmente flui no plano de aterramento sob pares LVDS, não no outro par, em uma PCB.

Então, na verdade, você está perdendo apenas 2 dos 10 fios.

Os nove fios usados ​​em um cabo USB 3.0 são mostrados abaixo.

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+

Os cabos 1 a 4 são usados ​​para conexões USB 2.0. Os terminais 5 a 9 foram adicionados ao USB 3.0.

VBUS e GND são fios de energia e podem ser usados ​​para alimentar um dispositivo, fornecendo 100 mA ou 500 mA a 5V.

Observe que GND_DRAIN não é o mesmo que GND. Os dois pares diferenciais são cada um envolvido com uma blindagem de aterramento e GND_DRAIN é conectado a essa blindagem. GND_DRAIN não está conectado internamente ao GND dentro do cabo. Suponho que GND_DRAIN esteja conectado externamente ao GND apenas em uma extremidade do cabo para evitar loops de aterramento.

Os pares diferenciais são saídas de uma extremidade e entradas para a outra, portanto, as etiquetas duplas.

De acordo com este artigo, sob o título Velocidade do barramento, o transmissor primeiro tenta detectar a terminação do par diferencial no lado do receptor. Se nada for encontrado, o host retornará ao USB 2.0 e usará o par D- / D + para comunicação. A partir disso, presumo que você possa sobreviver sem as derivações D- / D + 2 e 3.

Se você estiver atuando como host, deverá fornecer 5v na linha VBUS. Se você é um dispositivo, pode ignorar esta linha se for auto-alimentado.

Portanto, no mínimo, você poderá sobreviver com as seis derivações 4-9.

Comprei um cabo de extensão USB 3.0 e verifique se o D + / D- pode ser ignorado pelo 3.0.

1. O cabo de extensão funciona bem com 3.0 e 2.0.
2. Cortei a linha de dados D + / D- 2.0 do cabo USB 3.0.
3. não havia conexão USB 3.0. não 2.0, é claro.
4. Volto a ligar a linha D + / D- 2.0, conexão OK.

Do meu experimento, acho que D + / D- não pode ser ignorado, mesmo para o 3.0. Eu testo isso com memória USB 3.0 e hub USB 3.0. Nos dois casos, nenhuma conexão sem D + / D-.

O relatório do Doojin está errado, outra coisa não estava certa. Não há razão para o USB3.0 não funcionar se os fios D + / D- estiverem cortados. Eu fiz o mesmo experimento e um pen drive USB3 funciona perfeitamente.

O protocolo de conexão USB3 é o seguinte:

1. O dispositivo USB3 é conectado. O canal Rx é finalizado com 45 Ohms ao terra, mas o D + ainda não foi puxado.

2. O host USB3 envia um pulso positivo nas duas linhas Tx e observa a resposta RC. O host faz isso periodicamente em intervalos de cerca de 100 ms.

3. Se houver uma terminação USB3, o tempo de carga da linha é definido pelo Rsense e pela tampa de desacoplamento de 0,1uF, que é conectada ao terra pela terminação Rx. Os circuitos especiais no transmissor host detectam isso, consulte a seção 6.11 das especificações USB3.1, Figura 6-36. Em seguida, o host inicia a sinalização Polling.LFPS, seguida por um handshake do dispositivo, e o protocolo de treinamento de link é iniciado. A comunicação USB 3.0 é estabelecida. NOTA: Os D + / D- não estão envolvidos.

4. Se a terminação USB3 Rx não estiver presente, a carga da linha é muito mais rápida, pois é determinada apenas pela capacitância do cabo em massa. O host detecta isso e não continua com a conexão Polling.LFPS e USB3 não está estabelecida.

5. Se o handshake de conexão USB3 acima falhar, somente o dispositivo tentará se conectar como dispositivo USB2, puxando D + para cima. Se D +/- não estiver presente, nenhuma conexão USB será estabelecida.

Conclusão: sim, é possível remover o par de fios trançados D + / D e ter o link USB3 funcionando. No entanto, a eliminação de 10% dos fios gerais (medidos como AWG geral) realmente economiza alguma rigidez mecânica dos cabos?