VAIO RCのケースで最新PC(Z790、第13世代CPU)を組み立てる#20 USB3.2 Gen 2ヘッダ・USB3.2 Gen 2コネクターの増設 3

基板上にPH68と記載のあるUSB 3.2 Gen 2 (10Gbps) 拡張ボードを入手して、USB 3.2 Gen 2 19ピン ヘッダ端子を増やすことにしました。入手した拡張ボードをWindows PCの取り付け詳細を調べます。

PH68: USB 3.2 Gen 2 (10Gbps) 拡張ボード

入手したUSB 3.2 Gen 2 (10Gbps) の拡張ボードには以下のものです。

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この製品は以下の構成でした。

PH68 – USB 3.2 Gen 2拡張ボードと付属品

製品としてはシンプルな構成で、拡張ボード本体と付属品はロープロファイル用のバックパネルと固定用ネジです。

USB 3.2 Gen 2の拡張ボード側は、PCIeの通信レーン数はx2ですが、PCIeの物理サイズはx4サイズなので、マザーボード側の物理サイズがPCIe x 4のサイズ以上のスロットに挿してPCに装着します。

ASUS PRIME Z790M-PLUS D4 CSMのPCIe 拡張スロット

Z790化したVAIO RCに使っている ASUS PRIME Z790M-PLUS D4 には、PCIeスロットは、物理サイズがx16, x1, x1, x16 の4つあるので、x16 のスロットに装着します。

デバイスマネージャー上での接続状態

この USB 3.2 Gen 2 の拡張ボード PH68 をPCに装着した後は、PCの電源を入れると、Windowsが自動的に拡張ボードを認識します。別途デバイスドライバーを手動でインストールすることは必要ありません。

PCの電源を入れて、デバイス マネージャーでデバイスの状態を確認します。

デバイスマネージャーの表示の種別 – デバイス (接続別)

デバイス マネージャーを起動したら、デバイスのつながりを見るために、デバイスマネージャーの表示種別を「デバイス (種類別)」から「デバイス (接続別)」に変更します。

「デバイス (接続別)」変変更した後、拡張ボードの部分を確認すると、以下の画像の通りです。

デバイス マネージャー上のUSB 3.2 Gen 2 拡張ボードPH68

「Intel(R) PCI express Root Port #21 – 7A44」の下に、「ASMedia USB 3.1 eXtensible Host Controller – 1.10 (Microsoft)」がつながっています。その下に、「USB ルート ハブ (USB 3.0)」がつながっています。

「ASMedia USB 3.1 eXtensible Host Controller – 1.10 (Microsoft)」がUSB 3.2 Gen 2コントローラー チップのASM3142に対応し、「USB ルート ハブ (USB 3.0)」がUSB 3.2 Gen 2 HUB コントローラー チップのVL822に対応します。

USB Device Tree Viewer でポートの状況を確認

デバイスマ ネージャーだと、USBポートの有無まで確認できません。ポートの状態を確認するために、「USB Device Tree Viewer」というアプリを使います。

USB Device Tree Viewerは以下のホームページからダウンロードできます。

https://www.uwe-sieber.de/usbtreeview_e.html

2024年1月時点では、 バージョン4.0.0が最新となります。ダウンロードしたら、zipファイルを展開し、USBTreeView.exを起動します。

すると、以下のようにツリー形式でUSBポートが表示されます。

画像が小さく読みにくいので、左側のツリーの部分をテキストで書き出すと以下の通りです。

ASMedia USB 3.1 eXtensible Host Controller - 1.10 (Microsoft)
\---USB ルート ハブ (USB 3.0)
    |---[2-1]: 汎用 SuperSpeed USB ハブ
    |   |SS-[2-1-1]
    |   |SS-[2-1-2]
    |   |SP-[2-1-3]
    |   \SS-[2-1-4]
    |SS-[2-2]
    |---[2-3]: 汎用 USB ハブ
    |   |HS-[2-3-1]
    |   |HS-[2-3-2]
    |   |HS-[2-3-3]
    |   \HS-[2-3-4]
    \HS-[2-4]

ASM3142 の Port 1 (2-1) に VL822 のアップストリーム ポートがつながっており、ASM3142 の Port 2 (2-2) には何もつながっていません。Port 3 (2-3) および Port 4 (2-4) は、Port 1 (2-1)および Port 2 (2-2) に対応するUSB 2.0ポートとなります。

ASM3142 の Port 2 (2-2) は、USBデバイスをつなげることができるポートとなります。それ以外のUSBデバイスをつなげることができるUSBポートは、VL822経由のポートとなります。

「ASMedia USB 3.1 eXtensible Host Controller (ASM3142)」の詳細情報

下記は ASM3142 に対応する「ASMedia USB 3.1 eXtensible Host Controller」のUSB Device Tree Viewerによる詳細情報です。このUSBホストコントローラーのベンダーIDは 0x1B21、プロダクトIDは 0x2142です。

    ===================== USB Host Controller =======================

        +++++++++++++++++ Device Information ++++++++++++++++++
Friendly Name            : ASMedia USB 3.1 eXtensible Host Controller - 1.10 (Microsoft)
Device Description       : USB xHCI 対応ホスト コントローラー
Device Path              : \\?\PCI#VEN_1B21&DEV_2142&SUBSYS_1B213142&REV_00#4&6586f28&0&00DC#{3abf6f2d-71c4-462a-8a92-1e6861e6af27} (GUID_DEVINTERFACE_USB_HOST_CONTROLLER)
Kernel Name              : \Device\NTPNP_PCI0022
Device ID                : PCI\VEN_1B21&DEV_2142&SUBSYS_1B213142&REV_00\4&6586F28&0&00DC
Hardware IDs             : PCI\VEN_1B21&DEV_2142&SUBSYS_1B213142&REV_00 PCI\VEN_1B21&DEV_2142&SUBSYS_1B213142 PCI\VEN_1B21&DEV_2142&CC_0C0330 PCI\VEN_1B21&DEV_2142&CC_0C03
Driver KeyName           : {36fc9e60-c465-11cf-8056-444553540000}\0001 (GUID_DEVCLASS_USB)
Driver                   : \SystemRoot\System32\drivers\USBXHCI.SYS (Version: 10.0.23620.1000  Date: 2024-01-19  Company: Microsoft Corporation)
Driver Inf               : C:\WINDOWS\inf\usbxhci.inf
Legacy BusType           : PCIBus
Class                    : USB
Class GUID               : {36fc9e60-c465-11cf-8056-444553540000} (GUID_DEVCLASS_USB)
Service                  : USBXHCI
Enumerator               : PCI
Location Info            : PCI bus 2, device 0, function 0
Address                  : 0
Location IDs             : PCIROOT(0)#PCI(1B04)#PCI(0000), ACPI(_SB_)#ACPI(PC00)#ACPI(RP21)#ACPI(PXSX)
Container ID             : {00000000-0000-0000-ffff-ffffffffffff} (GUID_CONTAINERID_INTERNALLY_CONNECTED_DEVICE)
Manufacturer Info        : 汎用 USB xHCI ホスト コントローラー
Capabilities             : 0x00 (-)
Status                   : 0x0180200A (DN_DRIVER_LOADED, DN_STARTED, DN_DISABLEABLE, DN_NT_ENUMERATOR, DN_NT_DRIVER)
Problem Code             : 0
Address                  : 0
IdleInWorkingState       : 1
Power State              : D3 (supported: D0, D3, wake from D3)

        --------------- USB Hostcontroller Info0 --------------
PciVendorId              : 0x1B21
PciDeviceId              : 0x2142
PciRevision              : 0x00
NumberOfRootPorts        : 0x02 (2 Ports)
ControllerFlavor         : 0x00 (0 = USB_HcGeneric)
HcFeatureFlags           : 0x08
 Port Power Switching    : no
 Selective Suspend       : no
 Legacy BIOS             : no
 Time Sync API           : yes

Roothub Symbolic Link    : USB#ROOT_HUB30#5&2a96c1ce&0&0#{f18a0e88-c30c-11d0-8815-00a0c906bed8}

        ----------- USB Hostcontroller BusStatistics ----------
DeviceCount              : 0x03 (3)
CurrentSystemTime        : 0x01DA56AAD22B04CC (2024-02-03 23:11:03)
CurrentUsbFrame          : 0xF1B4298 (253444760)
BulkBytes                : 0x00 (0)
IsoBytes                 : 0x00 (0)
InterruptBytes           : 0x00 (0)
ControlDataBytes         : 0x00 (0)
PciInterruptCount        : 0x01 (1)
HardResetCount           : 0x00 (0)
WorkerSignalCount        : 0x00 (0)
CommonBufferBytes        : 0x00 (0)
WorkerIdleTimeMs         : 0x00 (0)
RootHubEnabled           : 0x01 (yes)
RootHubDevicePowerState  : 0x02 (D2)
Unused                   : 0x00 (0)
NameIndex                : 0x00 (0)


        ------ USB Hostcontroller Driver Version Params -------
DriverTrackingCode       : 0x04
USBDI_Version            : 0x600
USBUSER_Version          : 0x04
CheckedPortDriver        : 0x00
CheckedMiniportDriver    : 0x00
USB_Version              : 0x00

        ---------- USB Hostcontroller Bandwidth Info ----------
DeviceCount              : 0x00000000 (0)
TotalBusBandwidth        : 0x0006D600 (448000 bits/ms = 56 MB/s)
Total32secBandwidth      : 0x00DAC000 (14336000 bits/32ms = 56 MB/s)
AllocedBulkAndControl    : 0x002BC000 (2867200 bits/32ms = 11.200 MB/s = 20%)
AllocedIso               : 0x00000000 (0 bits/32ms)
AllocedInterrupt_1ms     : 0x00000000 (0 bits/32ms)
AllocedInterrupt_2ms     : 0x00000000 (0 bits/32ms)
AllocedInterrupt_4ms     : 0x00000000 (0 bits/32ms)
AllocedInterrupt_8ms     : 0x00000000 (0 bits/32ms)
AllocedInterrupt_16ms    : 0x00000000 (0 bits/32ms)
AllocedInterrupt_32ms    : 0x00000000 (0 bits/32ms)


        -------- USB Hostcontroller Power States Info ---------
SystemState              : S0    S1    S2    S3    S4    S5    
HcDevicePowerState       : D0    --    --    D3    D3    --    
HcDeviceWake             : D3    D3    D3    D3    D3    D3    
HcSystemWake             : S4    S4    S4    S4    S4    S4    
RhDevicePowerState       : --    D3    D3    D2    D2    --    
RhDeviceWake             : D2    D2    D2    D2    D2    D2    
RhSystemWake             : S4    S4    S4    S4    S4    S4    
LastSystemSleepState     : S5    S5    S5    S5    S5    S5    
CanWakeup                : no    no    no    yes   yes   no    
IsPowered                : no    no    no    yes   yes   no    

「汎用 SuperSpeed USB ハブ (VL822)」の詳細情報

下記は VL822 に対応する「汎用 SuperSpeed USB ハブ」のUSB Device Tree Viewerによる詳細情報です。このUSBハブコントローラーのベンダーIDは 0x2109、プロダクトIDは 0x0822 です。

    =========================== USB Port1 ===========================

Connection Status        : 0x01 (Device is connected)
Port Chain               : 2-1
Properties               : 0x03
 IsUserConnectable       : yes
 PortIsDebugCapable      : yes
 PortHasMultiCompanions  : no
 PortConnectorIsTypeC    : no
ConnectionIndex          : 0x01 (Port 1)
CompanionIndex           : 0
 CompanionHubSymLnk      : USB#ROOT_HUB30#5&2a96c1ce&0&0#{f18a0e88-c30c-11d0-8815-00a0c906bed8}
 CompanionPortNumber     : 0x03 (Port 3)
 -> CompanionPortChain   : 2-3

      ========================== Summary =========================
Vendor ID                : 0x2109 (VIA Labs, Inc.)
Product ID               : 0x0822
USB Version              : 3.2 Gen 2
Port maximum Speed       : SuperSpeed
Device maximum Speed     : SuperSpeedPlus or higher
Device Connection Speed  : SuperSpeed
Self powered             : yes
Demanded Current         : 0 mA
Used Endpoints           : 2

      ========================== USB Hub =========================

Hub Symbolic Link        : USB#VID_2109&PID_0822#MSFT30000000001#{f18a0e88-c30c-11d0-8815-00a0c906bed8}

        +++++++++++++++++ Device Information ++++++++++++++++++
Device Description       : 汎用 SuperSpeed USB ハブ
Device Path              : \\?\USB#VID_2109&PID_0822#MSFT30000000001#{f18a0e88-c30c-11d0-8815-00a0c906bed8} (GUID_DEVINTERFACE_USB_HUB)
Kernel Name              : \Device\USBPDO-3
Device ID                : USB\VID_2109&PID_0822\MSFT30000000001
Hardware IDs             : USB\VID_2109&PID_0822&REV_9014 USB\VID_2109&PID_0822
Driver KeyName           : {36fc9e60-c465-11cf-8056-444553540000}\0005 (GUID_DEVCLASS_USB)
Driver                   : \SystemRoot\System32\drivers\UsbHub3.sys (Version: 10.0.23620.1000  Date: 2024-01-19  Company: Microsoft Corporation)
Driver Inf               : C:\WINDOWS\inf\usbhub3.inf
Legacy BusType           : PNPBus
Class                    : USB
Class GUID               : {36fc9e60-c465-11cf-8056-444553540000} (GUID_DEVCLASS_USB)
Service                  : USBHUB3
Enumerator               : USB
Location Info            : Port_#0001.Hub_#0002
Address                  : 1
Location IDs             : PCIROOT(0)#PCI(1B04)#PCI(0000)#USBROOT(0)#USB(1), ACPI(_SB_)#ACPI(PC00)#ACPI(RP21)#ACPI(PXSX)#USBROOT(0)#USB(1)
Container ID             : {00b7d400-15aa-4645-afe8-9e5c93a20616}
Manufacturer Info        : (標準 USB ハブ)
Capabilities             : 0x94 (Removable, UniqueID, SurpriseRemovalOK)
Status                   : 0x0180600A (DN_DRIVER_LOADED, DN_STARTED, DN_DISABLEABLE, DN_REMOVABLE, DN_NT_ENUMERATOR, DN_NT_DRIVER)
Problem Code             : 0
Address                  : 1
IdleInWorkingState       : 1
Power State              : D2 (supported: D0, D1, D2, D3, wake from D0, wake from D1, wake from D2)

        +++++++++++++++++ Registry USB Flags +++++++++++++++++
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\usbflags\210908229014
 osvc                    : REG_BINARY 00 00

        ------------------- USB Hub Descriptor -----------------
bDescriptorLength        : 0x09 (9 bytes)
bDescriptorType          : 0x29 (Hub Descriptor)
bNumberOfPorts           : 0x04 (4 Ports)
wHubCharacteristics      : 0x0009
 Power switching         : Individual
 Compound device         : No
 Over-current protection : Individual
 TT Think Time           : At most 8 FS bit times
 Port Indicators         : Not supported
bPowerOnToPowerGood      : 0xAF (350 ms)
bHubControlCurrent       : 0x00 (0 mA)
DeviceRemovable          : 0x00
 Bit 0                   : 0 (reserved, any value)
 Bit 1                   : 0 (Device at Port 1 is removable)
 Bit 2                   : 0 (Device at Port 2 is removable)
 Bit 3                   : 0 (Device at Port 3 is removable)
 Bit 4                   : 0 (Device at Port 4 is removable)
 Bit 5                   : 0 (unused, must be 0)
 Bit 6                   : 0 (unused, must be 0)
 Bit 7                   : 0 (unused, must be 0)
Data (HexDump)           : 09 29 04 09 00 AF 00 00 FF                        .).......
HubIsBusPowered          : 0x00 (Self Powered)

      ---------------- Extended USB Hub Descriptor ---------------
HubType                  : 0x03 (Usb30Hub - hub descriptor is defined in USB 3.0 specification)
HighestPortNumber        : 0x04 (Port 4 is the highest)

        ---------------- USB 3.0 Hub Descriptor ---------------
bLength                  : 0x0C (12 bytes)
bDescriptorType          : 0x2A
bNumberOfPorts           : 0x04 (4 Ports)
wHubCharacteristics      : 0x0009
 Power switching         : Individual
 Compound device         : No
 Over-current protection : Individual
 TT Think Time           : At most 8 FS bit times
 Port Indicators         : Not supported
bPowerOnToPowerGood      : 0xAF (350 ms)
bHubControlCurrent       : 0x00
bHubHdrDecLat            : 0x04 (0.4 µs)
wHubDelay                : 0x18F (399 ns)
DeviceRemovable          : 0x00
 Bit 0                   : 0 (reserved, any value)
 Bit 1                   : 0 (Device at Port 1 is removable)
 Bit 2                   : 0 (Device at Port 2 is removable)
 Bit 3                   : 0 (Device at Port 3 is removable)
 Bit 4                   : 0 (Device at Port 4 is removable)
 Bit 5                   : 0 (unused, must be 0)
 Bit 6                   : 0 (unused, must be 0)
 Bit 7                   : 0 (unused, must be 0)
Data (HexDump)           : 0C 2A 04 09 00 AF 00 04 8F 01 00 00               .*..........

        ----------------- USB Hub Capabilities ----------------
HubIs2xCapable           : 0 (Is not 2.x capable)
Data (HexDump)           : 00 00 00 00                                       ....

        --------------- USB Hub Capabilities Ex ---------------
HighSpeedCapable         : 0 (No)
HighSpeed                : 0 (No)
MultiTtCapable           : 0 (No)
HubIsMultiTt             : 0 (No)
ArmedWakeOnConnect       : 0 (No)
IsBusPowered             : 0 (No)
IsRoot                   : 0 (No)
Data (HexDump)           : 00 00 00 00                                       ....

        ---------------- Connection Information ---------------
Connection Index         : 0x01 (Port 1)
Connection Status        : 0x01 (DeviceConnected)
Current Config Value     : 0x01 (Configuration 1)
Device Address           : 0x01 (1)
Is Hub                   : 0x01 (yes)
Device Bus Speed         : 0x02 (High-Speed) -> not true, see below in Connection Information V2
Number of open Pipes     : 0x01 (1 pipe to data endpoints)
Pipe[0]                  : EndpointID=1  Direction=IN   ScheduleOffset=0  Type=Interrupt  wMaxPacketSize=0x2     bInterval=8   -> 140 Bits/ms = 17500 Bytes/s
Data (HexDump)           : 01 00 00 00 12 01 20 03 09 00 03 09 09 21 22 08   ...... ......!".
                           14 90 01 02 03 01 01 02 01 01 00 01 00 00 00 01   ................
                           00 00 00 07 05 81 13 02 00 08 00 00 00 00         ..............

        --------------- Connection Information V2 -------------
Connection Index         : 0x01 (1)
Length                   : 0x10 (16 bytes)
SupportedUsbProtocols    : 0x04
 Usb110                  : 0 (no, port not supports USB 1.1) -> but Companion Port 2-3 does
 Usb200                  : 0 (no, port not supports USB 2.0) -> but Companion Port 2-3 does
 Usb300                  : 1 (yes, port supports USB 3.0)
 ReservedMBZ             : 0x00
Flags                    : 0x0B
 DevIsOpAtSsOrHigher     : 1 (Device is operating at SuperSpeed or higher)
 DevIsSsCapOrHigher      : 1 (Device is SuperSpeed capable or higher)
 DevIsOpAtSsPlusOrHigher : 0 (Device is not operating at SuperSpeedPlus or higher)
 DevIsSsPlusCapOrHigher  : 1 (Device is SuperSpeedPlus capable or higher)
 ReservedMBZ             : 0x00
Data (HexDump)           : 01 00 00 00 10 00 00 00 04 00 00 00 0B 00 00 00   ................

    ---------------------- Device Descriptor ----------------------
bLength                  : 0x12 (18 bytes)
bDescriptorType          : 0x01 (Device Descriptor)
bcdUSB                   : 0x320 (USB Version 3.2)
bDeviceClass             : 0x09 (Hub)
bDeviceSubClass          : 0x00
bDeviceProtocol          : 0x03 (SuperSpeed hub)
bMaxPacketSize0          : 0x09 (9 bytes)
idVendor                 : 0x2109 (VIA Labs, Inc.)
idProduct                : 0x0822
bcdDevice                : 0x9014
iManufacturer            : 0x01 (String Descriptor 1)
iProduct                 : 0x02 (String Descriptor 2)
iSerialNumber            : 0x03 (String Descriptor 3)
bNumConfigurations       : 0x01 (1 Configuration)
Data (HexDump)           : 12 01 20 03 09 00 03 09 09 21 22 08 14 90 01 02   .. ......!".....
                           03 01                                             ..

    ------------------ Configuration Descriptor -------------------
bLength                  : 0x09 (9 bytes)
bDescriptorType          : 0x02 (Configuration Descriptor)
wTotalLength             : 0x001F (31 bytes)
bNumInterfaces           : 0x01 (1 Interface)
bConfigurationValue      : 0x01 (Configuration 1)
iConfiguration           : 0x00 (No String Descriptor)
bmAttributes             : 0xE0
 D7: Reserved, set 1     : 0x01
 D6: Self Powered        : 0x01 (yes)
 D5: Remote Wakeup       : 0x01 (yes)
 D4..0: Reserved, set 0  : 0x00
MaxPower                 : 0x00 (0 mA)
Data (HexDump)           : 09 02 1F 00 01 01 00 E0 00 09 04 00 00 01 09 00   ................
                           00 00 07 05 81 13 02 00 08 06 30 00 00 02 00      ..........0....

        ---------------- Interface Descriptor -----------------
bLength                  : 0x09 (9 bytes)
bDescriptorType          : 0x04 (Interface Descriptor)
bInterfaceNumber         : 0x00 (Interface 0)
bAlternateSetting        : 0x00
bNumEndpoints            : 0x01 (1 Endpoint)
bInterfaceClass          : 0x09 (Hub)
bInterfaceSubClass       : 0x00
bInterfaceProtocol       : 0x00
iInterface               : 0x00 (No String Descriptor)
Data (HexDump)           : 09 04 00 00 01 09 00 00 00                        .........

        ----------------- Endpoint Descriptor -----------------
bLength                  : 0x07 (7 bytes)
bDescriptorType          : 0x05 (Endpoint Descriptor)
bEndpointAddress         : 0x81 (Direction=IN EndpointID=1)
bmAttributes             : 0x13 (TransferType=InterruptNotification)
wMaxPacketSize           : 0x0002
bInterval                : 0x08 (128 microframes -> 16 ms)
Data (HexDump)           : 07 05 81 13 02 00 08                              .......

        ------ SuperSpeed Endpoint Companion Descriptor -------
bLength                  : 0x06 (6 bytes)
bDescriptorType          : 0x30 (SuperSpeed Endpoint Companion Descriptor)
bMaxBurst                : 0x00 (up to 1 packets per burst)
bmAttributes             : 0x00
wBytesPerInterval        : 0x0002 (2 bytes)
Data (HexDump)           : 06 30 00 00 02 00                                 .0....

      ---------- Binary Object Store (BOS) Descriptor -----------
bLength                  : 0x05 (5 bytes)
bDescriptorType          : 0x0F (Binary Object Store)
wTotalLength             : 0x0049 (73 bytes)
bNumDeviceCaps           : 0x05
Data (HexDump)           : 05 0F 49 00 05                                    ..I..

        ------------- USB 2.0 Extension Descriptor ------------
bLength                  : 0x07 (7 bytes)
bDescriptorType          : 0x10 (Device Capability Descriptor)
bDevCapabilityType       : 0x02 (USB 2.0 Extension)
bmAttributes             : 0x06
 LPMCapable              : 1 (Link Power Management protocol is supported)
 BESLAndAlternateHIRD    : 1 (BESL & Alternate HIRD definitions are supported)
 BaselineBESLValid       : 0 (not valid)
 DeepBESLValid           : 0 (not valid)
 BaselineBESL            : 0
 DeepBESL                : 0
Data (HexDump)           : 07 10 02 06 00 00 00                              .......

        ----- SuperSpeed USB Device Capability Descriptor -----
bLength                  : 0x0A (10 bytes)
bDescriptorType          : 0x10 (Device Capability Descriptor)
bDevCapabilityType       : 0x03 (SuperSpeed USB Device Capability)
bmAttributes             : 0x00
 Bit 0 Reserved          : 0x00
 Bit 1 LTM Capable       : 0x00 (no)
 Bit 7:2 Reserved        : 0x00
wSpeedsSupported         : 0x0E (Full-Speed, High-Speed, SuperSpeed)
bFunctionalitySupport    : 0x01 (lowest speed with all the functionality is 'Full-Speed')
bU1DevExitLat            : 0x04   (less than 4 µs)
wU2DevExitLat            : 0x00E7 (less than 231 µs)
Data (HexDump)           : 0A 10 03 00 0E 00 01 04 E7 00                     ..........

        --------- Container ID Capability Descriptor ----------
bLength                  : 0x14 (20 bytes)
bDescriptorType          : 0x10 (Device Capability Descriptor)
bDevCapabilityType       : 0x04 (Container ID Capability)
bReserved                : 0x00
Container ID (UUID)      : 00B7D400-15AA-4645-AFE8-9E5C93A20616
Data (HexDump)           : 14 10 04 00 00 D4 B7 00 AA 15 45 46 AF E8 9E 5C   ..........EF...\
                           93 A2 06 16                                       ....

        --------- SuperSpeedPlus USB Device Capability --------
bLength                  : 0x1C (28 bytes)
bDescriptorType          : 0x10 (Device Capability Descriptor)
bDevCapabilityType       : 0x0A (SUPERSPEED_PLUS)
bReserved                : 0x00
bmAttributes             : 0x00000023
 Bit 4:0 SSAC            : 0x03 (4 Sublink Speed Attributes)
 Bit 8:5 SSIC            : 0x01 (2 Sublink Speed IDs)
wFunctionalitySupport    : 0x1100
 Bit 3:0 SSID            : 0x00 (0)
 Bit 7:4 Reserved        : 0x00 (0)
 Bit 11:8 Min Rx Lanes   : 0x01 (1)
 Bit 15:12 Min Tx Lanes  : 0x01 (1)
wReserved                : 0x00
bmSublinkSpeedAttr0      : 0x00050030
 Bit 3:0 SSID            : 0x00 (Sublink Speed Attribute ID 0)
 Bit 5:4 LSE             : 0x03 (Lane Speed Exponent is 9 -> Gbit/s)
 Bit 7:6 ST              : 0x00 (Symmetric, Receive Mode)
 Bit 13:8 Reserved       : 0x00
 Bit 15:14 LP            : 0x00 (SuperSpeed)
 Bit 31:16 LSM           : 0x0005 (Lane Speed Mantissa is 5)
bmSublinkSpeedAttr1      : 0x000500B0
 Bit 3:0 SSID            : 0x00 (Sublink Speed Attribute ID 0)
 Bit 5:4 LSE             : 0x03 (Lane Speed Exponent is 9 -> Gbit/s)
 Bit 7:6 ST              : 0x02 (Symmetric, Transmit Mode)
 Bit 13:8 Reserved       : 0x00
 Bit 15:14 LP            : 0x00 (SuperSpeed)
 Bit 31:16 LSM           : 0x0005 (Lane Speed Mantissa is 5)
bmSublinkSpeedAttr2      : 0x000A4031
 Bit 3:0 SSID            : 0x01 (Sublink Speed Attribute ID 1)
 Bit 5:4 LSE             : 0x03 (Lane Speed Exponent is 9 -> Gbit/s)
 Bit 7:6 ST              : 0x00 (Symmetric, Receive Mode)
 Bit 13:8 Reserved       : 0x00
 Bit 15:14 LP            : 0x01 (SuperSpeedPlus)
 Bit 31:16 LSM           : 0x000A (Lane Speed Mantissa is 10)
bmSublinkSpeedAttr3      : 0x000A40B1
 Bit 3:0 SSID            : 0x01 (Sublink Speed Attribute ID 1)
 Bit 5:4 LSE             : 0x03 (Lane Speed Exponent is 9 -> Gbit/s)
 Bit 7:6 ST              : 0x02 (Symmetric, Transmit Mode)
 Bit 13:8 Reserved       : 0x00
 Bit 15:14 LP            : 0x01 (SuperSpeedPlus)
 Bit 31:16 LSM           : 0x000A (Lane Speed Mantissa is 10)
-> max Rx Speed          : 10 Gbit/s
-> max Tx Speed          : 10 Gbit/s

        ------------ Unknown Capability Descriptor ------------
bLength                  : 0x03 (3 bytes)
bDescriptorType          : 0x10
bDevCapabilityType       : 0x0B
Remaining Data           : 
Data (HexDump)           : 03 10 0B                                          ...

      -------------------- String Descriptors -------------------
String descriptors are not available  (because the device is in low power state)

PH68の端子とコントローラー上の端子の対応

USB Device Tree Viewerは、各ポートにつながったUSBデバイスも確認することができます。

そこで、コントローラーチップのポートと拡張ボード上の端子の対応を調べした。

コントローラーチップのポート拡張ボードの端子
VL822 の Port 1 (2-1-1)19ピン ヘッダ端子 (PCケース内部側)
VL822 の Port 2 (2-1-2)19ピン ヘッダ端子 (PCケース内部側)
VL822 の Port 3 (2-1-3)Key-A (Type-E) 端子 (PCケース内部側)
VL822 の Port 4 (2-1-4)Type-A 端子 (バックパネル側)
ASM3142 の Port 2 (2-2)Type-C 端子 (バックパネル側)
拡張ボードPH68のコントローラーチップのポートと拡張ボードの端子との対応

ASM3142のポートにダイレクトにつながっている拡張ボード上の端子は、バックパネル側にあるType-C端子です。

19ピンヘッダ端子は、2ポート分の信号線があるため、VL822のダウン ストリーム ポートの二つ分がつながっています。

PH68のブロック図 (コントローラーのポートとUSB端子との対応)

コントローラーのポートと拡張ボードの各種USB端子の対応をブロック図にすると以下のようになります。

PH68 ブロック図

このブロック図内には、各接続の通信速度も記載しました。

10Gbpsの速度は、双方向に別々の信号線が用意されているので、アップロードの10Gbpsとダウンロードの10Gbpsは、同時に使うことができます。

USBハブのダウン ストリーム ポートに複数のUSBデバイスがつながった場合は、アップ ストリーム ポートは10Gbpsを複数のUSBデバイスで共有することになります。ただし、各USBデバイスが同時に帯域をフルに使うことはあまりないので、特に問題ないと思います。

例えば、USBメモリからPCのSSDにデータをコピーするタスクを考えます。この場合、一つのUSBデバイスがアップロード帯域をフルに使います。しかし、複数のUSBメモリからデータのコピーを同時に行うことは少ないと考えられ、帯域が足りない状況はあまり発生しないと思います。

次に、USBメモリからUSBメモリへデータをコピーするタスクを考えます。この場合、一つのUSBデバイス(コピー元)は、アップロード帯域をフルに使います。しかし、もう一つのUSBデバイス(コピー先)は、ダウンロード帯域をフルに使います。結果として、通信帯域のアップロードとダウンロードを別々使う形になり、速度を最大限に生かすことができます。

増設したUSB 3.2 Gen 2の端子を使う

増設した19ピンヘッダ端子は、フロントパネルに用意したUSB端子に接続するために使いました。これで、VAIO RCのフロントパネルにあったUSB 2.0(480Mbps)のType-A端子を、USB 3.2(10Gbps)のType-A端子に置き換えることができました。


今回の拡張ボードの増設で、VAIO RCのフロントパネルにUSB 3.2 Gen 2のType-A端子を増やすことができました。しかし、今回の拡張ボードには、19ピンヘッダ端子だけでなく、Key-A端子(Type-E)もあります。次はこれを生かせるような改造をしたいと思います。

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