Mocking USB

Une fois de plus, en branchant une clé USB haut débit dans le port USB 3.0, j'ai vu l'inscription " Cet appareil peut fonctionner plus rapidement ... ". Mais attendez, je l'ai déjà branché sur le port 3.0! Le contact est-il indésirable? Et si oui, comment le lecteur flash détermine-t-il à quelle vitesse il fonctionne? Après tout, les PC modernes prennent en charge jusqu'à trois normes de connexion - USB 1.1, 2.0 et 3.0. Est-il possible de «rétrograder» la norme USB en forçant l'appareil à fonctionner, par exemple, sur USB 1.1? Toutes ces questions n'ont pas trouvé de réponse sur le réseau, et j'ai décidé de le comprendre moi-même, en cours de route, face à des situations peu évidentes.

Rétrograder USB 3.0 vers 2.0

Vous allez maintenant dire - ce qui pourrait être plus simple, il suffit de prendre un câble USB 2.0 - et vous aurez tout à fait raison. S'il n'y a pas de broches USB 3.0 dans le câble ou le connecteur, l'appareil n'aura pas d'autre issue que de démarrer à la vitesse USB 2.0:





Mais quels fils de déconnexion passeront à l'USB 2.0? Que se passe-t-il si vous n'en désactivez qu'un seul ou fermez les voisins? C'est intéressant d'aller au-delà de la norme et d'expérimenter!



Pour des expériences, j'ai soudé l'USB «mère» et l'USB «papa» avec des fils sur la maquette:





Sur la photo, il n'y a pas qu'un seul fil dans l'air. Il s'est avéré que la connexion fonctionne correctement même sans l'un des conducteurs de différence SS_TX. des couples! (pour la paire SS_RX, cette astuce ne fonctionne plus)



De plus, si vous déconnectez tous les contacts USB 3.0, à l'exception de SS_TX, l'appareil continue de penser qu'il est connecté à USB 3.0 et n'est pas détecté du tout dans le système. Pour être honnête, j'étais sûr que la connexion dans ce cas passerait en mode 2.0:



ici SS_RX-, SS_RX + et SS_TX + sont désactivés.Totalement,



nous concluons que le périphérique USB 3.0 vérifie une connexion SuperSpeed ​​sur la ligne SS_TX, et l'émetteur-récepteur est si résistant aux erreurs qu'il crachez sur la cassure d'une des lignes de la paire. Pour garantir que l'appareil bascule sur USB 2.0, les deux lignes doivent être déchirées: SS_TX- et SS_TX +.

Rétrograder USB vers 1.1

L'USB 2.0 est bon pour tout le monde, mais ça fait trop mal. Si vous avez déjà essayé de le renifler avec un analyseur logique, vous avez soit un analyseur très cool, soit vous avez trouvé un ancien hub USB comme celui-ci:





Malgré le fait qu'Internet regorge de questions "comment rétrograder USB 2.0 vers 1.1", je n'ai vu nulle part de solution simple:





Regardons de plus près! Selon la norme USB, la vitesse de fonctionnement est cohérente au niveau du signal. L'appareil élève le niveau D à 0,8 V et l'hôte répond avec un signal en dents de scie:





On voit la même chose sur notre "stand expérimental" sur un oscilloscope:





Autrement dit, vous devez vous assurer que l'hôte ne voit pas cette augmentation de tension. On place donc la diode dans l'espace de la ligne D (Schottky pour minimiser la goutte):





Iiii il supprime avec succès le signal de l'appareil sans interférer avec la transmission de données normale:









Et ici, j'étais sûr que la diode perturberait la transmission de données le long de la ligne et que rien ne fonctionnerait, mais non - je ne pouvais pas trouver un seul appareil qui ne fonctionnait pas avec un tel "adaptateur".

Assembler un downgrader

En guise de généralisation des expériences ci-dessus, j'ai fait un simple commutateur de mode USB passif - 1.1 / 2.0 / 3.0



Mon désir de simplicité est parfois impossible à retenir. Je voulais tout mettre en œuvre sur un seul interrupteur à trois positions, comme ceci:







L'idée originale était - une rangée de contacts commutateurs D- entre:

• «Diode» (USB 1.1)
• Vide (USB 3.0)
• "D-" (USB 2.0)

Et l'autre rangée de broches connecte SS_TX - uniquement en mode USB 3.0:

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

Mais j'ai rejeté cette idée en raison de doutes - presque tous les périphériques USB 3.0 ne pourront fonctionner que sur une seule ligne de diff. des couples. J'ai donc refait l'interrupteur avec des pinces coupantes:





Maintenant, le contact du milieu bascule entre les contacts extrêmes et, en position médiane, l'interrupteur ferme deux paires de contacts indépendants. Idéalement! Il reste à souder et vous avez terminé:



TODO: diluez le circuit imprimé et rendez-le beau



Tout, maintenant vous pouvez être sûr que le lecteur flash fonctionne en mode 3.0 (2.0, 1.1), sinon il ne sera tout simplement pas trouvé dans le système. En conclusion, nous testons notre lecteur de carte dans différentes positions d'interrupteur.



«3.0»:



«2.0»:

pour une raison quelconque, la vitesse de l'USB 1.1 n'aimait pas Crystal Disk Mark et, à la suite du test, il montrait des zéros

Question piège

Il y a deux paires de contacts dans le connecteur USB 3.0 - USB 2.0 et USB 3.0, nous avons déjà découvert que l'appareil (clé USB, lecteur de carte) grimpe d'abord sur les broches 3.0, et s'il ne fonctionne pas, il passe en mode 2.0.



Que faire si vous connectez un appareil à 3,0 broches et un autre à 2,0 broches? Quel appareil verra l'ordinateur?





Essayez de répondre au sondage ci-dessous avant de regarder sous le spoiler.