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2021.08.23

USB Type-Cの徹底解説^H^H解析(1)

トラ技2020年2月号にUSB Type-Cの徹底解説という特集がありますが、これを読んでも、USB Type-Cの使い方が全然わからないので、自分で調べることにしました。

私が本当に知りたいことは「USB3.0 SuperSpeedで動くType-Cのターゲット側を自作する場合の結線方法」なのですが、トラ技を読んでもケーブルの作り方と、USB2.0機器の結線方法、USB3.0のEZ-USB FX3をType-Bで使う記事はあるのですが、本当に知りたかったことは書いてありませんでした。(せっかくEZ-USB FX3を使うならば、FX3のターゲットボードを自作してType-Cのコネクタを乗せるくらいのことはしてほしかったのですが・・・)

さらに、もっと知りたいことは、「USB 3.1 Type-C 機器を作るに場合には、マルチプレクサは絶対に使わなきゃいけないのか?」ということです。

直結するのはNGだとしても、片側だけつないでおけばなんとかならないだろうか・・ということです。だいいち、世の中のUSBホストなんてほとんどがType-Aで、変換ケーブルかましてType-Cにしているわけですから、高速差動配線なんて所詮片側しか使っていないんです。

 

というわけで、秋葉原に行って使えそうなアイテムを買ってきました。

Typec1_20210824182401

USB 3.0のType-A C変換ケーブル、秋月のUSB Type-C変換基板、USB 3.0のType-B C変換ケーブルです。

秋月の変換基板はこれ。(ピンヘッダは付けていません。)

Akitypec

千石で買った変換ケーブルの中で、Type-BとCの変換というのがあって、これがすごく役立ちました。

Typec2_20210824182401

どう役立ったかというと、ケーブルをバラします。

Typec3_20210824182401

そしてUSB 3.0のType-Bが出ているFPGA評価ボードに挿して、どこに配線がつながっているかを調べます。

Typeb

 

次にUSBケーブルのType-C側を秋月の変換基板に挿して、配線の色と端子の照合を行います。

Typec4

結果は

赤:VBUS 黒:GND 緑:D+ 白:D- 青:RX2- 黄色:RX2+ 橙:TX2+ 紫:TX2- 透明:GND

でした。

CC2とVBUSの間には56kΩくらいの抵抗が入っているようです。

 

ケーブルの結線が分かったので、切断したケーブルのType-Bの側を変換基板に挿して動かしてみると・・・見事に失敗!

  • Type-Cをある側にしたときには、USB認識されず
  • Type-Cを裏返したときには、USB 2.0の速度しか出ない

でした。

もしやと思い、TXとRXを入れ替えてみると見事に動きました。(TXとRXをクロスしなければならないとは・・💦。Type-B-Cだから、か)

Typec6

速度もちゃんと346MByte/sとか、SuperSpeedの速度が出ています。

Typec7

ただしUSB Type-Cのコネクタを裏返すと、48MByte/sぐらいにまで落ちてUSB2.0になってしまいました。

それから、ケーブルのちょっとした状態の違いでUSB3.0の通信が不安定でエラーが頻発するときがあります。変換基板の配線が高速差動信号を考慮していないのが原因ではないかと思われます。

以上の結果から、市販の変換ケーブルの結線がどうなっているか、自作機器をどうすればよいかがわかってきました。

続きは明日のブログで!!

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