USB 2 をブリッジするチップ

Twitter 上で、[whitequark] は、VL670 用のブレークアウト ボードという興味深いデザインを見つけて強調しました。これには、その有用性と内部の仕組みに関する広範かつ非常に理解しやすい記事が付いています。 VL670 は、USB 2.0 信号を USB 3.0 に変換するという驚くべき問題に対処するチップです。

USB 2.0 デバイスと、USB 3.0 信号のみを使用できるホストをお持ちの場合は、このチップが最適です。 不可解かもしれませんが、なぜこれが必要なのでしょうか? これは、あまり知られていない USB3 の暗い秘密に関するもので、3 つの差動ペアのうちの 1 つが完全に接触していない 9 ピン USB 3.0 コネクタを扱う必要がある場合、誰でも推測できるものです。

青い「3.0」ポートが表示されている場合、それは実際には USB 2 と USB 3、つまり 2 つの別個のインターフェイスが 1 つのコネクタに結合されたものです。 USB 3 は PCI-E に似た 2 つの単方向差動ペアを使用しますが、USB 2 は 1 つの双方向差動ペアを使用し、青色のコネクタ上の 2 つのインターフェイスは基本的に互いに独立して動作します。 「USB 3.0」を「より高速な下位互換性のある USB」と単純に考えると、これには直観に反する多くの意味があり、それらは痛い結果をもたらします。

たとえば、USB 3 ハブ IC の内部には 2 つの別個のハブ エンティティがあり、1 つは USB 3 用、もう 1 つは USB 2 用です。USB 3 ハブが USB 3 ポートに接続されている場合でも、そこに接続されている複数の USB 2 デバイスは依然としてブレークスルーできません。 USB 2 アップリンク制限は 480 MBps です。 より高速なアップリンクを備えたより高速なハブが USB 2 デバイスの速度の問題を解決すると考えたことがあるとしたら、USB-IF エンジニアはどうやら違う考えを持っていたようです。 そして、「多数の安価な SDR と Pi 4 を 1 つのボックスにまとめた」セットアップの回避策を見つける必要があるかもしれません。

楽しいパーティー トリックとして、USB 3 デバイスの列挙ではフォールバックとして USB 2 のみが使用されるため、理論上は 8 つのデバイス (4 つの USB 2 デバイスと 4 つの USB 3 デバイス) を 4 ポート USB 3 ハブに接続できます。 実際、一部の USB デバイスは USB 3 レーンのみを使用し、USB 2 レーンには接続しません。 はい、これは、Raspberry Pi 4 に 6 台の USB デバイスを接続できる可能性があり、OTG ポートをホスト モードに切り替えれば 7 台の USB デバイスを接続できる可能性があることも意味します。

したがって、USB 2 と USB 3 の間で行き詰まっている場合は、VL670 が機能的なソリューションになります。 しかし、規格の不備に対処しているため、規格自体は完全に準拠しているわけではありません。 (USB 標準に準拠していないからといって誰も止めたわけではありません。)

部品を注文して構築できるオープンソースの開発ボードがあり、VL670 チップは TaoBao で入手できるようです。 このチップはもともと何のために作られたものですか? どうやら、VirtualLink は、かなりの人が廃止されてうれしいと感じている標準のようです。 ただし、前述の広範な記事では、より関連性の高い使用例について言及しています。たとえば、USB 3 信号は電気的に絶縁するのが簡単であることがわかりました。

ついでに USB 3 と USB 2 の特殊性について説明しましたが、その意味をより明確に確立する必要があります。 USB のその他の怪しい部分について疑問に思ったことがある場合は、[Kate Temkin] と行った Hacking USB Hack Chat をチェックしてみてください。