Проблемы с конструкцией печатной платы для соединений USB3

Есть несколько вещей, которые следует учитывать:

1. «удлинительный кабель «папа-папа» — это незаконная конструкция с точки зрения стандарта USB. Таким образом, эти кабели не могут быть официально сертифицированы в квалифицированной лаборатории, и тот, кто изготовил этот кабель на потогонной фабрике в Китае, понятия не имеет, что он делает, и не имеет надлежащего оборудования для проверки чего-либо. Таким образом, общее качество передачи по этому кабелю является главным подозреваемым. Это фактор №1.

2. Ваша плата, по сути, представляет собой преобразователь «мама-женщина», который позволяет вам переконфигурировать удлинительный кабель «папа-мама» в удлинитель «папа-мама» (что также противоречит спецификациям USB, кстати). Таким образом, вы ввели в ссылку еще один ответный разъем. Причина, по которой удлинители исключены из спецификаций USB, заключается в том, что они вводят дополнительные разъемы и, как было отмечено в этом вопросе SE EE.физически трудно поддерживать хороший постоянный дифференциальный импеданс в некоаксиальных соединениях. Эти несовершенства могут иметь практически произвольную форму и не могут быть исправлены в приемниках USB 3.x, в отличие от обычных потерь в кабеле. Любая неоднородность импеданса вдоль канала вносит отражения, которые в совокупности (т.н. «межсимвольные помехи») вызывают ужасный джиттер, и схемы восстановления тактовых данных USB не могут терпеть/адаптироваться к этому. Плохая сторона вашего комбинированного кабеля заключается в том, что он имеет две дополнительные пары ответных разъемов, которые, вероятно, нарушают любое ожидаемое качество канала, даже если ваши дорожки/площадки спроектированы наилучшим образом.

3. Некоторые логические анализаторы USB 3.x разработаны с использованием активных ретрансляторов, чтобы перехватывать трафик и разветвлять его для записи и анализа. Таким образом, они могут изменить форму и время сигнала, и поэтому он может «работать» немного более надежно.

4. Кабели USB 3.0 не имеют формального ограничения на длину, при условии, что их характеристики потерь не превышают спецификации, поэтому возможности USB-приемников «выравнивать» (адаптировать) потери при обучении канала не превышены. Таким образом, кабель может быть настолько длинным, насколько вы можете уменьшить его потери (что стоит денег). Однако практика показывает, что большинство стандартных кабелей AB не могут соответствовать требованиям качества (вносимые потери, пределы перекрестных помех на дальнем и ближнем концах), если их длина превышает 2 м. Если используются микроразъемы, коллективный разум консорциума USB-IF определил, что кабель длиннее 1 м не стоит рассматривать, использовать и тестировать. И опять же, все эти соображения не относятся к расширителям, так как они вносят несовершенство, которое не может быть универсально смоделировано и, следовательно, невозможен единый алгоритм коррекции.

5. Не все USB-устройства и хосты одинаковы, особенно в том, насколько хорошо их приемники могут компенсировать потери в канале и насколько они устойчивы к накопленному дрожанию сигнала. Сертификат соответствия USB-IF — хорошее начало, чтобы быть уверенным в том, что соединение будет работать надежно. Если какой-либо из компонентов в ссылке не сертифицирован USB-IF, есть большая вероятность, что они нарушают некоторые требования USB и не могут обеспечить надежную связь, хотя бывают и исключения. Это включает в себя вашу «камеру USB 3.0».

Поэтому неудивительно, что ваш двойной USB-канал работает только с перерывами. Вам должно быть повезло, что это вообще работает.

Для надежной работы следует исключить любые удлинители или, по крайней мере, использовать натуральные удлинители «мужчина-женщина», есть и качественные. Однако вы никогда не узнаете об этом, если у вас нет дорогого дифференциального TDR (рефлектометра во временной области) или сетевого анализатора для проверки качества вашего канала. Если вас беспокоит расстояние, вам следует использовать «активные» удлинители на основе нового класса USB-устройств, которые называются «Ретрансляторы-ретаймеры ».

Планировка выглядит неправильно.

Глядя на контакт 1 нижнего разъема (нижний ряд, левое положение), красная дорожка идет к его эквиваленту на верхнем разъеме.

Теперь посмотрите на два контакта прямо над ним, верхний ряд 1 и 2. Это будут StdA_SSRX- и StdA_SSRX+. Они подключаются к контактам под бежевой дорожкой. Я ожидаю, что они будут направлены на пару под красной дорожкой на верхнем разъеме.

Похоже, что они подключены к StdA_SSTX- и StdA_SSTX+, вы неправильно подключили TR и Rx?