Burlarse de USB

Una vez más, al conectar una unidad flash USB de alta velocidad al puerto USB 3.0, vi la inscripción " Este dispositivo puede funcionar más rápido ... ". Pero espera, ¡ya lo conecté al puerto 3.0! ¿El contacto es basura? Y si es así, ¿cómo determina la unidad flash a qué velocidad funciona? Después de todo, las PC modernas admiten hasta tres estándares de conexión: USB 1.1, 2.0 y 3.0. ¿Es posible "degradar" el estándar USB obligando al dispositivo a funcionar, por ejemplo, en USB 1.1? No todas estas preguntas fueron respondidas en la red, y decidí resolverlo yo mismo, en el camino, enfrentándome a situaciones poco obvias.

Cambiar USB 3.0 a 2.0

Ahora dirá, lo que podría ser más fácil, simplemente tome un cable USB 2.0, y tendrá toda la razón. Si no hay pines USB 3.0 en el cable o conector, el dispositivo no tendrá otra salida que comenzar a la velocidad USB 2.0:





Pero, ¿qué cables en particular desconectados cambiarán a USB 2.0? ¿Qué sucede si apaga solo uno o cierra los vecinos? ¡Es interesante ir más allá del estándar y experimentar!



Para los experimentos, soldé la "madre" USB y el "padre" USB con cables en la placa de pruebas:





En la foto, no es solo que un cable esté en el aire. Resultó que la conexión funciona bien incluso sin uno de los conductores diferenciales SS_TX. parejas! (para el par SS_RX, este truco ya no funciona)



Además, si desconecta todos los contactos USB 3.0, excepto SS_TX, el dispositivo sigue pensando que está conectado a USB 3.0 y no se detecta en el sistema en absoluto. Honestamente, estaba seguro de que la conexión en este caso cambiaría al modo 2.0:



aquí SS_RX-, SS_RX + y SS_TX + están deshabilitados. Totalmente,



concluimos que el dispositivo USB 3.0 verifica una conexión SuperSpeed ​​en la línea SS_TX, y el transceptor es tan resistente a los errores que escupir en la rotura de una de las líneas del par. Para asegurarse de que el dispositivo cambie a USB 2.0, ambas líneas deben romperse: SS_TX- y SS_TX +.

Cambiar USB a 1.1

El USB 2.0 es bueno para todos, pero duele demasiado inteligente. Si alguna vez ha intentado olerlo con un analizador lógico, o tiene un analizador genial o ha encontrado un antiguo concentrador USB como este:





A pesar de que Internet está repleto de preguntas "cómo degradar USB 2.0 a 1.1", no he visto una solución simple en ninguna parte:





¡Miremos más de cerca! Según el estándar USB, la velocidad de funcionamiento es constante al nivel de la señal. El dispositivo eleva el nivel D a 0.8v y el host responde con una señal de diente de sierra:





Vemos lo mismo en nuestro "soporte experimental" en un osciloscopio:





Es decir, debe asegurarse de que el host no vea este aumento de voltaje. Entonces colocamos el diodo en el espacio de la línea D- (Schottky para minimizar la caída):





Iiii suprime con éxito la señal del dispositivo sin interferir con la transmisión normal de datos:









Y aquí estaba seguro de que el diodo interrumpiría la transmisión de datos a lo largo de la línea y nada funcionaría, pero no, no pude encontrar un solo dispositivo que no funcionara a través de tal "adaptador".

Armar un degradador

Como generalización de los experimentos anteriores, hice un simple interruptor de modo USB pasivo: 1.1 / 2.0 / 3.0.



Mi deseo de simplicidad a veces es imposible de contener. Quería implementar todo en un solo interruptor de tres posiciones, como este:







La idea original era - una fila de contactos conmuta D- entre:

• "Diodo" (USB 1.1)
• Vacío (USB 3.0)
• "D-" (USB 2.0)

Y la otra fila de pines conecta SS_TX, solo en modo USB 3.0:

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

Pero rechacé esta idea debido a dudas: es poco probable que todos los dispositivos USB 3.0 puedan funcionar solo en una línea diferencial. parejas. Así que rehice el interruptor con cortadores de alambre:





Ahora el contacto del medio cambia entre los extremos, y en la posición del medio el interruptor cierra dos pares de contactos independientes. ¡Idealmente! Queda por soldar y listo:



TODO: diluya la placa de circuito impreso y hágala hermosa



Todo, ahora puede estar seguro de que la unidad flash funciona en modo 3.0 (2.0, 1.1), de lo contrario, simplemente no se encontrará en el sistema. En conclusión, probamos nuestro lector de tarjetas en varias posiciones de interruptores.



"3.0":



"2.0":

por alguna razón, a la velocidad de USB 1.1 no le gustó Crystal Disk Mark, y como resultado de la prueba mostró ceros

Pregunta capciosa

Hay dos pares de contactos en el conector USB 3.0: USB 2.0 y USB 3.0, ya hemos descubierto que el dispositivo (unidad flash, lector de tarjetas) primero sube a los pines 3.0 y, si no funciona, pasa al modo 2.0.



¿Qué pasa si conecta un dispositivo a 3.0 pines y otro a 2.0 pines? ¿Qué dispositivo verá la computadora?





Intente responder la encuesta a continuación antes de mirar debajo del spoiler.