Forum: PC Hard- und Software USB 2 - USB 3?


von Peter N. (alv)


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Hi

Ist auf einem USB3-Stecker noch eine unabhängige USB2-Leitung?

USB2 sind 1 Adernpaar.
USB3 sind insgesamt 3 Adernpaare.

Ich habe hier einen angeblichen USB3-Hub, bei dem sind 2 Adernpaare vom 
Eingang auf eine Ausgangsbuche durchgeschleift, Das Adernpaar, das 
eigentlich für USB2 bestimmt ist, geht über einen Hub-IC auf alle 
Ausgangsbuchsen.

Was bei mir den Verdacht aufkommen läßt, daß, obwohl ein Stecker, USB2 
und USB3 gleichzeitig unabhängig voneinander darauf liegen.
Ist das so?

von Thorsten S. (thosch)


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Das ist also ein UDB 2 Hub mit nicht Standard-konformem USB 3 Bypass auf 
eine Buchse.
Tonne auf, Hub rein, Tonne zu!

Und ja, an jeder USB 3 Buchse liegen neben den zwei Ultraspeed 
Aderpaaren stets auch die USB 2 Batenleitungen an.
Enumeration und Verbindungsaufbau finden auch bei USB 3 immer über die 
USB 2 Signale statt. Erst im Laufe des Verbindungsaufbaus wird ggf. auf 
Ultra-Speed hochgeschaltet, wenn beide Seiten es unterstützen.

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wurde doch gerade erst diskutiert:

Beitrag "Wie funktioniert ein "USB2/3 Hub"?"

von Roger S. (edge)


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Thorsten S. schrieb:
> Enumeration und Verbindungsaufbau finden auch bei USB 3 immer über die
> USB 2 Signale statt. Erst im Laufe des Verbindungsaufbaus wird ggf. auf
> Ultra-Speed hochgeschaltet, wenn beide Seiten es unterstützen.

Das ist schlichtweg falsch.
USB3 und USB2 sind komplett getrennte topoligien. Es liegt am Device zum 
entscheiden wo es sich meldet, der USB3 Verbindungsaufbau laeuft 
ausschliesslich ueber die Super-Speed Paare, du kannst D+/D- trennen.

Auch der beschriebene billig Hub, ist wenn man es sich genau ueberlegt, 
durchaus standardkonform.

von Peter N. (alv)


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Roger S. schrieb:
> USB3 und USB2 sind komplett getrennte topoligien. Es liegt am Device zum
> entscheiden wo es sich meldet, der USB3 Verbindungsaufbau laeuft
> ausschliesslich ueber die Super-Speed Paare, du kannst D+/D- trennen.

Das bedeutet also anders ausgedrückt, USB3 benutzt nur die beiden 
zusätzlichen Adernpaare.

Ich könnte also an einer USB3-Buchse ohne zusätzlichen Hub 
gleichzeitig unabhängig voneinander ein USB2-Gerät und ein UB3-Gerät 
betreiben?

von Roger S. (edge)


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Peter N. schrieb:

> Das bedeutet also anders ausgedrückt, USB3 benutzt nur die beiden
> zusätzlichen Adernpaare.
>
> Ich könnte also an einer USB3-Buchse ohne zusätzlichen Hub
> gleichzeitig unabhängig voneinander ein USB2-Gerät und ein UB3-Gerät
> betreiben?

Ja genau, da spricht technisch nichts dagegen.

von H. H. (hhinz)


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Peter N. schrieb:
> Ich könnte also an einer USB3-Buchse ohne zusätzlichen Hub
> gleichzeitig unabhängig voneinander ein USB2-Gerät und ein UB3-Gerät
> betreiben?

So ist es.

von Harald A. (embedded)


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Gibt so einige USB3.0-Devices, die kommen ohne USB2 NICHT aus. 
Stellvertretend fällt mir der LAN7800 (Gigabit-USB3.0), der fängt ohne 
USB2.0 Verbindung nicht an. Mag also sein, dass USB SS ohne USB2 in der 
Theorie funktioniert, in der Praxis aber oft nicht.

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Stellvertretend fällt mir der LAN7800 (Gigabit-USB3.0), der fängt ohne
> USB2.0 Verbindung nicht an.

Der müsste am PC dann ja als 2 separate Geräte auftauchen (kein 
Verbundgerät). Kommuniziert der dann auch über beide parallel? Oder 
kommuniziert er nur über USB-3 aber braucht irgendwie den Signalpegel 
auf dem USB-2 um überhaupt einzuschalten?

von Harald A. (embedded)


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Ich werde es testen.

von Harald A. (embedded)


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Hm, ich muss revidieren, auch der LAN7800 geht über USB3 only. Ich habe 
mal untenstehenden Versuch gemacht. Ich war ausgegangen von einer 
AppNote, in der ganz klar stand, dass USB2 nicht optional wäre sondern 
für die Enumeration/Init wichtig wäre. Dem ist dann ja wohl nicht so.

Wieder etwas gelernt.

Ganz normal USB2 und 3 angebunden
/:  Bus 02.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/5p, 20000M/x2
    |__ Port 5: Dev 3, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 5000M
        |__ Port 3: Dev 4, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 5000M
            |__ Port 1: Dev 5, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 5000M
                |__ Port 2: Dev 6, If 0, Class=Vendor Specific Class, 
Driver=lan78xx, 5000M

Nur über USB2, USB3 getrennt:
/:  Bus 01.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/12p, 480M
    |__ Port 3: Dev 93, If 0, Class=Human Interface Device, 
Driver=usbhid, 12M
    |__ Port 3: Dev 93, If 1, Class=Human Interface Device, 
Driver=usbhid, 12M
    |__ Port 5: Dev 2, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
        |__ Port 3: Dev 4, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
            |__ Port 1: Dev 5, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
                |__ Port 2: Dev 94, If 0, Class=Vendor Specific Class, 
Driver=lan78xx, 480M

Nur über USB3, USB2 getrennt:
/:  Bus 02.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/5p, 20000M/x2
    |__ Port 5: Dev 3, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 5000M
        |__ Port 3: Dev 4, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 5000M
            |__ Port 1: Dev 5, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 5000M
                |__ Port 2: Dev 7, If 0, Class=Vendor Specific Class, 
Driver=lan78xx, 5000M

Der einzige Unterschied ist hier, dass an Port 2 Dev 7 auftaucht, oben 
war es Dev 6

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Der einzige Unterschied ist hier, dass an Port 2 Dev 7 auftaucht, oben
> war es Dev 6

Damit ist doch die USB-Adresse gemeint? Die ist flüchtig und wird vom 
Host-Treiber bei jeder Enumeration neu vergeben.

von Gerd E. (robberknight)


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Harald A. schrieb:
> Hm, ich muss revidieren, auch der LAN7800 geht über USB3 only. Ich habe
> mal untenstehenden Versuch gemacht. Ich war ausgegangen von einer
> AppNote, in der ganz klar stand, dass USB2 nicht optional wäre sondern
> für die Enumeration/Init wichtig wäre. Dem ist dann ja wohl nicht so.

Damit das Gerät ein standardkonformes USB 3-Gerät ist, muss es sowohl 
mit USB 3 als auch mit nur USB 2 als Fallback umgehen können. Vermutlich 
schreiben sie deswegen dass die Leitungen fürs USB 2 benötigt werden.

von Harald A. (embedded)


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Niklas G. schrieb:
> Harald A. schrieb:
>> Der einzige Unterschied ist hier, dass an Port 2 Dev 7 auftaucht, oben
>> war es Dev 6
>
> Damit ist doch die USB-Adresse gemeint? Die ist flüchtig und wird vom
> Host-Treiber bei jeder Enumeration neu vergeben.

Stimmt, das ist nur die Enumeration, auch gerade gemerkt.

Das heißt also, dass man sich bei einem fest verdrahteten System auf 
Platine mit kurzen Wegen (und guter Signalintegrität) die 
USB2.0-Verbindung sparen kann?!

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Das heißt also, dass man sich bei einem fest verdrahteten System auf
> Platine mit kurzen Wegen (und guter Signalintegrität) die
> USB2.0-Verbindung sparen kann?!

Ja, wenn keine Chance besteht dass irgendwer ein USB2-Gerät an den Host 
anstecken kann. Signalintegrität muss halt für USB3 passen; wenn die 
nicht gegeben ist kann man sich den USB3 sparen...

: Bearbeitet durch User
von Harald A. (embedded)


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Niklas G. schrieb:
> Harald A. schrieb:
>> Das heißt also, dass man sich bei einem fest verdrahteten System auf
>> Platine mit kurzen Wegen (und guter Signalintegrität) die
>> USB2.0-Verbindung sparen kann?!
>
> Ja, wenn keine Chance besteht dass irgendwer ein USB2-Gerät an den Host
> anstecken kann.

Wie meinst Du das genau? Den zugehörigen USB2 am Hub darf man dann also 
nicht nutzen wenn man USB3 belegt?

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Wie meinst Du das genau

Wenn du ein Gerät mit USB-Buchse baust, welche USB-3 zur Verfügung 
stellt, muss da auch USB-2 gehen sonst ist's nicht konform. Wenn du 
jedoch z.B. einen USB-3-Hub IC und ein USB-3 Device IC (z.B. LAN7800) 
auf dem selben PCB hast, kannst du die per USB-3 verbinden und die 
USB-2 Leitungen weglassen ohne dass sich da irgendwer beschweren würde.

von Harald A. (embedded)


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Danke für die Klärung!

Wenn ich jetzt einen 4er USB3-Hub habe (sagen wir z.B. CH634 oder 
CYUSB3304), könnte ich dann auf einem PCB 4x USB3-Devices und 4x 
USB2-Devices gleichzeitig betreiben?

von H. H. (hhinz)


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Harald A. schrieb:
> Wenn ich jetzt einen 4er USB3-Hub habe (sagen wir z.B. CH634 oder
> CYUSB3304), könnte ich dann auf einem PCB 4x USB3-Devices und 4x
> USB2-Devices gleichzeitig betreiben?

Ja.

von Harald A. (embedded)


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So habe ich es nie gesehen, ganz neue Möglichkeiten. Erspart mir in 
einem aktuellen Design einen zweiten Hub.

von Harald A. (embedded)


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Das würde doch einen völlig neuen Passiv-Adaptermarkt eröffnen: Vorne 
ein USB3-A Stecker, hinten zwei Stecker 1xUSB2 und 1xUSB3. Könnte der 
Chinese für 50ct auf Ali anbieten. Jeder USB3-Hub ließe sich für wenige 
ct verdoppeln, vorausgesetzt man hat genug Geräte, die kein SS 
benötigen.

Es wundert mich, dass es so etwas noch nicht gibt, habe gerade mal eine 
kleine Abfrage betrieben.

: Bearbeitet durch User
von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Es wundert mich, dass es so etwas noch nicht gibt,

Wäre halt nicht konform, und die User würden sich beschweren dass USB-2 
Geräte nicht an den USB-3 Ports gehen. Zum Glück gibt's das nicht, auf 
den Ärger kann ich verzichten!

von Harald A. (embedded)


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Schon richtig, nicht konform - wäre aber auch nicht das erste Teil

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Schon richtig, nicht konform - wäre aber auch nicht das erste Teil

Stimmt, aber man kann es sich das Vertrauen der Nutzer auch verscherzen 
mit zu "cleveren" Konstruktionen. Zudem USB-2 Hubs ICs sicher kaum noch 
was kosten. Und die Leute, die USB-3 haben wollen, achten wahrscheinlich 
auf solche "Details".

von Harald A. (embedded)


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Na gut, dann lassen wir das lieber.

von Harald A. (embedded)


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Ich habe mir gerade noch einmal Datenblätter verschiedener 
USB3-Hub-Chips angesehen. Allein durch die Blockschaltbilder und die 
Beschreibung der Pins wird suggeriert, dass der USB2 und der USB3 klar 
zueinander gehören. Das hat sicher auch Gründe im Pinout, damit die 
Zuführung zur Buchse möglichst einfach wird. Aber nirgendwo habe ich 
bisher einen Hinweis entdeckt, dass die Gruppierung im Grunde völlig 
egal ist. Einzig die logisch/physikalische Zuordnung ist damit geregelt.

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Aber nirgendwo habe ich bisher einen Hinweis entdeckt, dass die
> Gruppierung im Grunde völlig egal ist.

Vermutlich ist aber das Pinout der Chips ohnehin so, dass es am 
sinnvollsten im Layout ist, wenn man sie in der vorgesehenen Weise 
routet, oder?

von Harald A. (embedded)


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Jörg W. schrieb:
> Vermutlich ist aber das Pinout der Chips ohnehin so, dass es am
> sinnvollsten im Layout ist, wenn man sie in der vorgesehenen Weise
> routet, oder?

So ist es. Hier ein schönes Beispiel mit detaillierten PCB-Fotos:
https://oshwhub.com/lemon_wifi/CH634X

(nettes Detail übrigens mit dem Ersatz-Chip unten drunter)

: Bearbeitet durch User
von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Harald A. schrieb:
> Aber nirgendwo habe ich bisher einen Hinweis entdeckt, dass die
> Gruppierung im Grunde völlig egal ist.

Siehe USB Spezifikation. Man soll ja USB 2+3 "parallel" verbinden (um 
die Nutzer nicht zu verwirren) daher macht es wenig Sinn im Datasheet 
anzugeben dass es nicht nötig ist.

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Es ging ihm ja darum, dass es völlig wurscht ist, welches der USB-2- und 
USB-3-Paare man auf welche Buchse legt. Die haben untereinander keinen 
Zusammenhang, außer eben dass das Layout natürlich am besten passt, wenn 
man sie wie vorgesehen verlegt.

von Harald A. (embedded)


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Jörg W. schrieb:
> Es ging ihm ja darum, dass es völlig wurscht ist, welches der USB-2- und
> USB-3-Paare man auf welche Buchse legt. Die haben untereinander keinen
> Zusammenhang, außer eben dass das Layout natürlich am besten passt, wenn
> man sie wie vorgesehen verlegt.

Genau das meinte ich

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