Por que o USB 3.1 usa apenas duas das quatro linhas de dados disponíveis?

Question

Olhando as especificações para USB-C, noto que existem quatro pares diferenciais SuperSpeed para transferência de dados, como visto em link . O artigo da Wikipedia também diz que apenas dois desses pares são usados no modo USB 3.1, o que eu acho muito estranho.

Nesta pergunta ( é o Thunderbolt 3 no fio de cobre mais rápido do que o USB 3.1? ) que eu perguntei recentemente, Ali Chen respondeu que o Thunderbolt 3 via USB-C usa ambos os pares, mas o USB 3.1 não. Eu sei que é possível rodar o Thunderbolt 3 sobre qualquer qualquer cabo USB-C de alta qualidade, então eles devem ter todos os fios necessários. Por que o padrão USB 3.1 sobre o Tipo C não usa os dois pares para o dobro da transferência de dados?

    

Answer 1

O USB 3.1 Gen 2 (SuperSpeed +, 10 Gbps) foi projetado para funcionar em ambos os cabos existentes USB 3.0 (aqueles com os 5 contatos extras), e Cabos USB Type C.

Como os cabos USB 3.0 existentes (aqueles com conectores Tipo A e B, bem como as variantes micro A e B) contêm apenas um par de pares super-velocidade (par Tx e par Rx), USB 3.1 Gen 2 só poderia usar esse par de pares e ainda trabalhar com cabos USB 3.0 existentes. Portanto, mesmo quando você executa o USB 3.1 Gen 2 através de um cabo com conectores tipo C, ele usa apenas o par de pares de super velocidade. Isso também possibilita ter cabos com capacidade para USB 3.0 / 3.1 com um conector Type C em uma extremidade, e os conectores anteriores tipo USB 3.0 Tipo A, B, micro A ou micro B na outra extremidade.

Agora você pode fazer uma pergunta de acompanhamento, "Por que o USB Implementers Forum (USB-IF, consórcio de padrões USB) definiu um sabor ainda mais rápido do que 10Gbps do protocolo USB, que usa pares de pares supervelocidade no conector Tipo C? " Essa é uma pergunta válida, mas não estou disposto a especular. Certamente teria sido um afastamento maior dos designs PHY USB anteriores, pois ele teria dois fluxos de dados de envio e recebimento separados que precisariam ser coordenados. Com efeito, seria um tipo de interface paralela, enquanto o USB tem sido tradicionalmente serial.

A maneira como você fez sua pergunta expôs alguns possíveis mal-entendidos que gostaria de abordar aqui:

I know that it is possible to run Thunderbolt 3 over any high-quality USB-C cable

Isso não é bem verdade. Há muitos cabos compatíveis com USB tipo C de alta qualidade que não são adequados para o Thunderbolt 3. O Thunderbolt 3 é limitado a comprimentos de cabo de ≤ 0,5m se você tiver um cabo passivo. Para ir mais longe do que isso (como 2m), você precisa de um cabo ativo mais caro (um cabo com chips IC especiais para ajudar no manuseio do sinal).

Why doesn't standard USB-C use both of the pairs

USB-C não é um protocolo. USB Type C é o nome de um conector e especificação de cabeamento; não é o nome dos protocolos usados nesses conectores e cabos. Ao fazer protocolos USB sobre cabos Tipo C, você está usando USB 3.1 Gen 2 (10Gbps "SuperSpeed +") ou versões anteriores de USB.

    

Answer 2

O USB 3.1 usa uma faixa (par Tx e par Rx) porque é um padrão USB, para usar apenas um Rx + Tx. Todos os conectores USB originais (A, B, microAB) têm apenas um par de contatos SS (SuperSpeed) e toda a arquitetura de hardware USB se concentra apenas em um projeto de faixa única.

Para usar mais faixas em paralelo, deve haver elementos arquitetônicos adicionais no canal de dados de hardware sobre como lidar com a sincronização de faixas e outros problemas associados ao gerenciamento de camada de link individual, trocas de crédito de buffer e recuperação de erros, treinamento de link e canal individual otimização elétrica. Depois de fazer tudo isso, ele é transformado em "Thunderbolt". Ou algo como MIPI .

O conector Type-C é um novo padrão para o CONNECTOR, que deveria ter uma aplicabilidade mais ampla do que apenas o USB. A necessidade do Type-C foi em grande parte impulsionada pelo design do sistema, para se encaixar em fatores de forma menores da eletrônica portátil. De certa forma, não tem nada a ver com USB, e seu pedido para reutilizar todas as pistas de super-velocidade disponíveis para alterar a arquitetura USB padrão é infundado.