USB хаб из подручных средств
USB хаб на 2 порта или что можно сделать, когда нечем заняться.
Лёгкое пятничное чтиво
Предупреждаю сразу — никакой практической пользы эта «самоделка» не несёт, а является исключительно демонстрацией принципа работы USB 3.0.
Статью решил написать после вот этого обсуждения в комментариях.
К согласию там так и не пришли.
Когда я сел за статью, спор ещё продолжался, так что захотелось расставить точки над 'i'.
Вышеупомянутый спор состоял в том, будет ли устройство USB 3.0 работать без контактов 2.0. И, как следствие, можно ли одновременно подключить к одному разъёму два устройства — одно USB 3.0, второе — 2.0. Попробуем разобраться.
Ни гнезда, ни вилки USB 3.0 у меня не нашлось. И если вилку я ещё мог отрезать от имеющихся у меня кабелей USB 3.0, то лишнего гнезда не было. Поэтому был приобретён удлинитель:
Его контакты. Постарался снять так, чтобы были видны все 9 штук:
Проверяю его в работе с помощью первой попавшейся флешки USB 3.0:
Скорость заметно больше 45 Мбайт/сек — потолка для второй версии стандарта. В Диспетчере устройств видно, что флешка подключена к контроллеру ASMedia USB 3.0:

Начнём «поножовщину»
Аккуратно разрезаем оболочку кабеля:
Под ней виден экран из переплетённых металлических проволочек:
Перекусываем их и видим второй экран, уже из тонкой фольги:
Разрываем её и перед нами предстают 4 проводка и ещё два экрана:
Каждый из двух экранов — это отдельная дифференциальная пара, одна для приёма, вторая для передачи данных USB 3.0. Благодаря этому третья версия USB не только увеличила скорость работы до 5 Мбит/сек, но и научилась работать в режиме полного дуплекса. Их мы не трогаем, нам нужны два провода данных, отвечающих за USB 2.0. Предположив, что красный и чёрный — это питание и земля, я перерезал оставшиеся белый и зелёный проводочки:

Переходим к испытаниям
Так как подходящего USB тестера под рукой не оказалось, то для проверки, что я перерезал именно то, что надо, я через этот удлинитель подключил банку силы к зарядке. Банка радостно сообщила, что начала зарядку.
А теперь самое интересное — подключаем ту же флешку к компьютеру:
и она появилась в «Диспетчере устройств», подключенной к тому же контроллеру 3.0, не потребовав никакого предварительного согласования по протоколу USB 2.0:
Скорость работы, ожидаемо, не изменилась:
Теперь подключаю флешку USB 2.0:
и, ожидаемо, ничего не произошло.
Для проверки беру другую флешку USB 3.0:
Она также прекрасно определилась в системе:

Может, этот фокус проходит только с флешками, а с другими типами устройств — нет? Беру внешний SSD:
И он увиделся в системе:
Надо взять что-то, не являющееся накопителем, например, мой смартфон Samsung Galaxy S24. Подключаю, он ругается на плохой кабель:
Но при этом всё равно видится в системе:

А вдруг этот фокус работает только с контроллерами ASMedia, в который я случайно попал, подключая удлинитель к первому свободному синему USB порту? Подключаю к другим, чтобы найти и проверить работу с чипсетным Intel.
Первая из проверяемых флешек:
Её скорость работы:
Комментарии излишни.
На этом первую часть — проверку работы устройств USB 3.0 без контактов USB 2.0 считаю закрытой. Перехожу к одновременной работе двух устройств в одном порту, из-за чего я и назвал эту «поделку» хабом, хотя формально она им и не является.
Беру старый удлинитель USB 2.0, благо такого добра на работе валяется достаточно:
Отрезаю разъём:
Хороший попался удлинитель, с теми же двумя экранами, как и у версии 3.0.
Снимаю изоляцию:
Даже цвета проводков аналогичны, не знал, что тут тоже есть некий стандарт или «обычай».
Теперь надо это подключить к удлинителю USB 3.0. Две пары проводков данных просто скручиваю между собой:
А с проводков питания аккуратно снимаю изоляцию, чтобы не повредить металлические жилы и прикручиваю к ним питание от USB 2.0:
Выглядит колхозненько, но для теста сгодится. Прозваниваю и, на всякий случай, проверяю сначала той же банкой силы.
А теперь подключаю это к компьютеру и вставляю две флешки, каждую согласно своей версии стандарта:
И они обе видны в компьютере:
Можно было бы на этом остановиться, но я вспомнил, что у меня ещё есть USB 3.0 сетевая карта, которую я до сих пор не проверял. Меняю флешку на сетевуху:
Результат:

Выводы:
1.
Нет абсолютно никакой связи у USB 2.0 и 3.0 внутри одного разъёма USB-A, кроме двух общих проводков питания и корпуса. Ни на уровне контактов, ни на уровне протокола.
2.
К одному разъёму USB 3.0 можно одновременно подключить два устройства, важно только чтобы минимум одно из них было USB 3.0.
3.
Вот так, испортив две хорошие вещи, можно самому сделать одну бесполезную. Потому что за пару баксов можно купить настоящий хаб USB 2.0 с пробросом порта USB 3.0 к одному из выходов. А на распродаже так и за 1 доллар.
Лёгкое пятничное чтиво
Предупреждаю сразу — никакой практической пользы эта «самоделка» не несёт, а является исключительно демонстрацией принципа работы USB 3.0.
Статью решил написать после вот этого обсуждения в комментариях.
К согласию там так и не пришли.
Когда я сел за статью, спор ещё продолжался, так что захотелось расставить точки над 'i'.
Короткое введение для тех, кто не в курсе
При разработке стандарта USB 3.0 увеличить скорость при использовании существующего разъёма USB 2.0 с его 4 контактами (2 для питания и 2 для данных) не получилось, поэтому был сделан «ход конём» — в существующий корпус разъёма USB добавили ещё 5 контактов: землю и две дифференциальные пары — для приёма и для передачи данных по стандарту USB 3.0. При этом существующие контакты USB 2.0 и сам протокол трогать не стали, оставив их для обратной совместимости. Таким образом, в одном корпусе совмещены два абсолютно независимых интерфейса, только использующих общие провода питания. Стащил в Интернете схемку:
А вот так это выглядит живьём, на разобранной мною флешке:

А вот так это выглядит живьём, на разобранной мною флешке:
Вышеупомянутый спор состоял в том, будет ли устройство USB 3.0 работать без контактов 2.0. И, как следствие, можно ли одновременно подключить к одному разъёму два устройства — одно USB 3.0, второе — 2.0. Попробуем разобраться.
Ни гнезда, ни вилки USB 3.0 у меня не нашлось. И если вилку я ещё мог отрезать от имеющихся у меня кабелей USB 3.0, то лишнего гнезда не было. Поэтому был приобретён удлинитель:
Его контакты. Постарался снять так, чтобы были видны все 9 штук:
Проверяю его в работе с помощью первой попавшейся флешки USB 3.0:
Скорость заметно больше 45 Мбайт/сек — потолка для второй версии стандарта. В Диспетчере устройств видно, что флешка подключена к контроллеру ASMedia USB 3.0:
Начнём «поножовщину»
Аккуратно разрезаем оболочку кабеля:
Под ней виден экран из переплетённых металлических проволочек:
Перекусываем их и видим второй экран, уже из тонкой фольги:
Разрываем её и перед нами предстают 4 проводка и ещё два экрана:
Каждый из двух экранов — это отдельная дифференциальная пара, одна для приёма, вторая для передачи данных USB 3.0. Благодаря этому третья версия USB не только увеличила скорость работы до 5 Мбит/сек, но и научилась работать в режиме полного дуплекса. Их мы не трогаем, нам нужны два провода данных, отвечающих за USB 2.0. Предположив, что красный и чёрный — это питание и земля, я перерезал оставшиеся белый и зелёный проводочки:
Переходим к испытаниям
Так как подходящего USB тестера под рукой не оказалось, то для проверки, что я перерезал именно то, что надо, я через этот удлинитель подключил банку силы к зарядке. Банка радостно сообщила, что начала зарядку.
А теперь самое интересное — подключаем ту же флешку к компьютеру:
и она появилась в «Диспетчере устройств», подключенной к тому же контроллеру 3.0, не потребовав никакого предварительного согласования по протоколу USB 2.0:
Скорость работы, ожидаемо, не изменилась:
Теперь подключаю флешку USB 2.0:
и, ожидаемо, ничего не произошло.Для проверки беру другую флешку USB 3.0:
Она также прекрасно определилась в системе:
Может, этот фокус проходит только с флешками, а с другими типами устройств — нет? Беру внешний SSD:
И он увиделся в системе:
Надо взять что-то, не являющееся накопителем, например, мой смартфон Samsung Galaxy S24. Подключаю, он ругается на плохой кабель:
Но при этом всё равно видится в системе:
А вдруг этот фокус работает только с контроллерами ASMedia, в который я случайно попал, подключая удлинитель к первому свободному синему USB порту? Подключаю к другим, чтобы найти и проверить работу с чипсетным Intel.
Первая из проверяемых флешек:
Её скорость работы:
Комментарии излишни.На этом первую часть — проверку работы устройств USB 3.0 без контактов USB 2.0 считаю закрытой. Перехожу к одновременной работе двух устройств в одном порту, из-за чего я и назвал эту «поделку» хабом, хотя формально она им и не является.
Беру старый удлинитель USB 2.0, благо такого добра на работе валяется достаточно:
Отрезаю разъём:
Хороший попался удлинитель, с теми же двумя экранами, как и у версии 3.0. Снимаю изоляцию:
Даже цвета проводков аналогичны, не знал, что тут тоже есть некий стандарт или «обычай».Теперь надо это подключить к удлинителю USB 3.0. Две пары проводков данных просто скручиваю между собой:
А с проводков питания аккуратно снимаю изоляцию, чтобы не повредить металлические жилы и прикручиваю к ним питание от USB 2.0:
Выглядит колхозненько, но для теста сгодится. Прозваниваю и, на всякий случай, проверяю сначала той же банкой силы.А теперь подключаю это к компьютеру и вставляю две флешки, каждую согласно своей версии стандарта:
И они обе видны в компьютере:
Можно было бы на этом остановиться, но я вспомнил, что у меня ещё есть USB 3.0 сетевая карта, которую я до сих пор не проверял. Меняю флешку на сетевуху:
Результат:
Выводы:
1.
Нет абсолютно никакой связи у USB 2.0 и 3.0 внутри одного разъёма USB-A, кроме двух общих проводков питания и корпуса. Ни на уровне контактов, ни на уровне протокола.
2.
К одному разъёму USB 3.0 можно одновременно подключить два устройства, важно только чтобы минимум одно из них было USB 3.0.
3.
Вот так, испортив две хорошие вещи, можно самому сделать одну бесполезную. Потому что за пару баксов можно купить настоящий хаб USB 2.0 с пробросом порта USB 3.0 к одному из выходов. А на распродаже так и за 1 доллар.
disclaimer
Заглавная картинка нарисована нейросеткой. Моя статья — что хочу, то и вставляю. :-p
А вот это изображение вполне реально:
Кто скажет, что это такое, тому респект и уважуха.
А вот это изображение вполне реально:
Кто скажет, что это такое, тому респект и уважуха.
Самые обсуждаемые обзоры
| +112 |
4154
134
|
| +73 |
3578
75
|
ПисатьКромсать начал ещё до того, как там что-то разрешилось — не бросать же порезанный удлинитель, раз уж всё равно начал писать. Ну и всегда можно будет дать ссылку на эту статью, если когда-нибудь опять возникнет этот вопрос.Могу ещё взять у жены ноутбук на процессоре AMD, чтобы проверить ещё и с их контроллером.
Периферия в основном это умеет, кроме совсем дешмана.
Так что всё просто: у кого компьютер и девайсы это умеют (а таких много, если не большинство) — у того заработает, если у кого железо незнакомо с «новыми технологиями» — нет.
Внешнее устройство вроде флэшки или внешнего диска скорее будет его поддерживать (в значении «работать без старых линий данных») чем нет.
По имеющейся у меня информации — современные устройства usb3 «зажаты» на обязательное использование D+/D- в редких случаях и это обычно что-то вроде внешних контроллеров с многофункциональной прошивкой и собственным загрузчиком.
Хотя «сумрачный гений» может намудрить всякого.
На хосте можно посмотреть в незанятом разъеме осциллографом, на периферии… скорее «только воткнуть через покоцаный кабель и посмотреть в системе»
PS
Так делать нельзя, но если очень хочется…
Да, usb хаб не сможет без D+/D−
С агрессивным энергосбережением в ноуте — тоже не взлетит
Такая возможность — в общем «не стандарт», и еще раз скажу, работает не всегда
Ну и некоторые специфичные функции (начиная с очевидной — понижения скорости на 480 и ниже) не будут работать
То что «по стандарту» линии д+ и д- обязательны, по определнию. Но также по стандарту они никак не участвуют в работе 3.0 цепи. Тут как повезет.
По стандарту, LFPS должен будить из глубоко сна в том числе, но мне сложно представить такие устройства.
Но могут быть нюансы…
P.S. на нижней картинке (disclaimer) USB Power Delivery? На 100вт для монтажа на печтаную плату.
Что значит D+/D- не предназначены? В новых чипах были-бы предназначены, геометрически сами контакты теже, дело только в чипе.
Мультиплексирования никакого бы не понадобилось — high-speed всегда может в low-speed. Нужно было-бы либо задействовать доп дифф.пару, либо нет — и все.
Еще раз — речь идет не про кабель, про разъем.
Так как особо без разницы, добавлять два или пять контактов к разъёму. Всё одно добавлять контакты. Если бы совсем без добавления контактов, то был бы смысл заморачиваться, а так только сложности добавит. А если контакты отдельные, то на передатчике сигнал можно пустить через конденсаторы (как в PCIe). Которые рекомендуют не просто одинаковыми, а вобще оба конденсатора из одной партии. Если использовать TX как D+/D-, то что-то должно замыкать эти конденсаторы и при этом не вносит ассиметрию в разомкнутом виде.
А по теме топика, прямо в самом стандарте (2008 года) написано про одновременную работу:
И USB 3.0 хабы так и работают, в одной микросхеме два хаба, каждый на своих линиях, картика в стандарте дана.
Ну и можно добавить, что отдельная D+/D- пара позволяла делать разводку платы от порта, что TX/RX пары идут на один чип, а D+/D- на другой. И ставить USB 3.0 чип не на все ревизии устройства. Это тоже важно на этапе внедрения новой технологии. Главное было, чтобы появились USB 3.0 порты в компах, а уже кабель подороже потребитель купит, как захочет.
Вы бы ещё сюда «Powered-B receptacle» до кучи притащили бы, чтобы веселее было
По этим 10 и 11 контактам ничего не передавалось, было задумано, что PD кабель будет иметь PD-штекер, у которого металлический корпус/экран/кожух, длиннее чем у обычного разъёма, примерно на 1 мм. И такой кожух замыкает один или оба этих контакта на себя (на землю). Там, даже Figure 3-12 есть, где всё прорисовано, если текст не читать. И далее:
То есть, когда обнаржилось, что PD Standard-A штекер замкнул эти контакты на землю, то по VBUS начинается PD-диалог, FSK (Frequency Shift Key) модуляция, 23.2±0,5 МГц, 300 кбит/с.
Если бы эти контакты были информационные, то добавляли бы один контакт. Там именно два контакта, что допускает, что разъём встаёт с перекосом и т.д. и может быть недозамыкание одного из контактов. А передача данных когда у тебя один из контактов дребезжит — то ещё занятие.
TheLamer ниже привёл не замазанный вариант:
mysku.club/blog/misc/105736.html#comment4784892
Но вы полностью правы в том, что там ничего не передавалось, уже хотя бы потому, что просто не существовало в природе дальше спецификаций — во всяком случае я не слышал ни об одном серийном устройстве.
И как тогда данные по D+/D- и RX/TX ходят…
Фоточка платы, J12 место под ту самыю USB-розетку из под ката:
На этих уже нешуточных (а вообще-то и на всех))) частотах оно зависит от шага витой пары. А юсб2 насколько помню шаг скрутки не регламентирует
Понятно, что кабель нужен был-бы дрпугой, ибо как минимум там еще бы 2 провода добавилось.
Ну, может и не начиналось, но такое условие точно было.
PS… и не прикручивать сложные, ненадёжные и дорогие реализации алгоритмов согласования…
Включились, проверили есть ли ответ устройства по доп. диф. паре — если да — кабель и устройство USB3.x, погнали.
Если нет — значит либо устройство, либо кабель не USB3.x — упали в фоллбак на USB2.x
Это не обеспечение совместимости?
А использование доп. проводов и контактов без необходимости — это неоправданное ослабление и удорожание вообще всего.
Что до контролллера при таких кол-вах производства это удорожание вообще не заметно бы было, зато сколько ресурсов, проводов и металла меньше бы ушло + кабель был-бы тоньше и тд.
Вообще, стандарт USB, в том числе и программный — это просто каша, если смотрели.
Причем каша как в плане инженерки, так и в плане ПО.
d+ и d- это по факту независмые сигналы от 0 до 3.3в. А SS это дифф-пары с 1Vpp и еще с развязкой конденсаторами.
Так что в теории можно было бы, но это означало бы обязательный мультиплексор (как например DP alt mode).
Короче, два лишних провода тупо проще и дешевле гораздо.
Заранее знали или догадались?
С старыми роутерами этим грешили сборщики разного самопала для мобильного интернета с агрегацией. Когда из разведенного производителем usb3 дергали линиии отдельно 2.0 и 3.0 на два устройства.
С usb3 massstorage обычно работает.
А на линии usb2 посажен дешевый usb2 хаб.
У совсем наглых подвалов могут быть и тупо параллельно спаянные разъемы, конечно,
PS Теоретически могут сделать совсем бредовую систему:
линии usb2 отправить на хаб, два порта с хаба использовать в черных разъемах, а третий — пустить на синий разъем, куда прокинуты superspeed линии…
кмк — такое даже будет работать. почти нормально…
Пусть и не масштабное, но открытие-изобретение.
А то уже песок сыплется от перетирки стократно перетёртого…
ozon.ru/t/NIWp0Q4
спермотермоклеемВо всех помянутых выше Port A зависимый, работает только когда активен Port C. У автора он независим.
Это (и кавычки) просто скромность исследователя :)
Ещё как несёт! Во многих мини-дивайсах при подключении других мини-дивайсов, требующих питания (5 В обычно) бывает проблема…
А также самая распространённая — мышь, клавиатуру и Type-C монитор подключить к мини-компьютеру (особенно, если совсем мини).
У меня другая проблема возникла, купил недавно подержанный планшет на виндовс Асус трансформер 3, для выжигательного станочка, но поздно заметил что у него только один USB C и больше никаких портов нет, и возможности одновременной зарядки и подключения станка нет. Давно был куплен наличии хаб «Г образный» втыкается в USB C и имеет на борту два USB A и один USB C, но через него не заряжается, на Озоне был куплен хаб побольше с тремя А и двумя С, один из которых поддерживает PD, но через него только заряжается, флешки не видит, хотя ноут видит через него все флешки нормально. А есть ещё один хаб, с HDMI, VGA, сетью, звуком и тремя портами А 3.0 и двумя С, он работает в полном обёме. Вот что за хрень?
Заказал на али ещё 4 штуки хабов, будем разбираться…
Просто мне это напомнило как в детстве динамик на длинных проводочках в радиоточку включал и под подушку себе клал — типа своё собственное радио и своими ручками сделанное.