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SST-RL05のType-C USBコネクタとUSB-019の接続

SilverStone社製のPCケースSST-RL05のフロントUSB Type-Cコネクタとマザーボード上のUSB 3.1 Gen2ヘッダを接続するために、USB-019を改造してみました。
あまりにも用途が限定されているため、参考にする人はいないとは思いますが、本改造は私の手持ちの製品ではうまくいっただけであり、製品ロットによっては回路変更されているなどして同じ改造が適用できないかもしれませんので、参考にする場合は回路をよく確認したうえ、自己責任でお願いいたします。

改造ポイントは以下の3点になります。

[1] 10kΩのチップ抵抗2つを外す
[2] CC1を5.1kΩでプルダウンする
[3] D+、D-端子をジャンパする
これは簡易的な改造としてはUSB 3.0 19ピンコネクタのD-同士(8ピンと12ピン)、D+同士(9ピンと11ピン)を接続すればよいです。
ただし、480Mbpsの高速信号が通るので、D+とD-の配線の長さは最短かつそろえておいた方がよいです。

[1][2]の改造を施した写真は以下となります。

USB-019_Fix.jpg

[3]は写真を撮り忘れました。

一応これでSST-RL05のフロントUSB Type-Cコネクタが使えるようにはなったのですが、以下の制約があるため、使える機器はかなり制限されます。

・CC1、CC2が結線されていない
→ このため、DFP固定(ホスト側固定)となります

・SST-RL05のフロントUSB Type-C基板のなかでCC1、CC2がプルアップされていない
→ このため、UFP側でDFPがつながったことが判別できず、電源の供給能力も判別できません。

以上から、つないでも問題なさそうなデバイスはほとんどありません。

・Type-CをType-Aメスに変換するアダプタ、ケーブル (これはほぼ確実に動くと思います)
・セルフパワーのUSBハブ (こちらは動かないものもあるかもしれません)

電源が常時給電されるので、Power Delivery対応のUSBハブはつながない方がよいと思います。
スマホとかをType-C直結でつなぐのもやめておいた方がよいです。

以上のように改造してもやっぱりいまいちなので、USB 3.1 Gen2ヘッダ専用のケーブルを使った方がどう考えてもよいですね。
あまり製品が無いようですが、5インチベイが余っていれば、以下のものはマウンタを改造するなりして取り付けられそうです。

http://www.dirac.co.jp/pw-ic01nh45/

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自作PCのフロント側USB Type-Cコネクタ

自作のメインPCを更新したのですが、USB Type-Cコネクタをケースのフロント側につけるのにはまってしまったので記事にします。

5インチベイとフロント側のType-Cポートが欲しかったので、条件を満たすケースを探したのですが、該当するのがSilverStone社のSST-RL05しか見つかりませんでした。
色違いのモデルがありますが、購入したのは「SST-RL05BR-W」です。

http://www.silverstonetek.com/product.php?pid=659&area=jp

Type-CポートのケーブルはUSB 3.1 gen2用の20ピンコネクタだと思っていたのですが、実際にはUSB 3.0用の19ピンコネクタでした。
購入したマザーボードは19ピンコネクタが1つしかないものだったため、Type-A×2ポートで使ってしまっており、させる端子がない状態となってしまいました。

また、たとえさせるポートがあったとしても、19ピンコネクタではType-Cコネクタに必要な信号が一部結線されないことになります。(結線されない信号はCC1、CC2、SBU1、SBU2)
電源供給のコントロールもできないことも合わせると、これは真のType-C接続とは言えず、Type-Aコネクタの代わりにType-Cコネクタがついている状態となります。
Type-CコネクタはDFPとUFPで同じなので、Type-Aコネクタに電源を供給するデバイスを接続できてしまうのと同じことになるため危険です。
(Type-Cの規格では、接続相手がUFPと確認してからVbusの電源を有効にするので問題ないのですが、Type-A向けのコネクタでは無条件に電源を供給してしまいます)

とはいえ、運用としてType-Cプラグ->Type-Aレセプタクルの変換コネクタか、Type-C接続のUSBハブをさしっぱなしにしておけば問題は回避できるので、USB 3.1 gen2の内部コネクタをUSB 3.0 19ピンコネクタに変換できるパーツがないものかと探したところ、Ainex社のUSB-019が見つかりました。

http://www.ainex.jp/products/usb-019/

USB 2.0ポートが1ポート足りないからという理由でUSB 2.0の接続端子がついているというキワモノ仕様ですが、接続先がType-Cコネクタであれば無接続でも行けるであろうと考えて購入してみました。
(USB 2.0用の接続ケーブルをマザーボードに接続した場合、Type-Aの片側のポートで、SuperSpeedの端子とHighSpeedの端子が違うコントローラに接続されることになるので、それでまともに動くのかという不安があります)

以下がUSB-019の写真となります。

・USB 2.0ケーブル付き
USB-019 USB2ケーブル付き

・表面
USB-019表面

・裏面
USB-019 裏面

購入してみて分かったのですが、購入前に想定していたよりもキワモノ度が高い製品であることがわかりました。
以下、問題点を列挙します。

[1] 20ピンVBUS端子、19ピンVBUS端子とUSB2.0接続ピンのVBUS端子が接続されてしまっている。
[2] CC1、CC2端子が10kΩでプルアップされているが、5.1kΩでプルダウンはされていない

[2]についてですが、この製品はUSB Type-CをType-Aレセプタクルに変換するアダプタと同等と考えられますので、
USB Type-Cの規格書、「USB Type-C Specification Release」の「Table 3-19 USB Type-C to USB 3.1 Standard-A Receptacle Adapter Assembly Wiring」に記載の通り、Rd=5.1kΩでGNDにプルダウンする必要があるものと考えられます。
そうしないとUFPが接続されていると認識されないため、マザーボード側がType-Cの規格通りに実装されているとVbus電源が供給されないのではないかと思われます。

※参考として規格書は長くて読むのがつらいので、簡単な説明であればmicrochip社のドキュメントがわかりやすいです。
http://ww1.microchip.com/downloads/jp/AppNotes/00001953A_JP.pdf

以下のように改造すればまともになるような気がしますが、そこまでする気力はありません。
(以下は動作確認ができていないのであくまで予想です。一切の責任は持てません)

・USB2.0コネクタは接続しない
・10kΩの抵抗2つは外す
・CC1ピンを5.1kΩでGNDにプルダウンする
・Type-A端子に接続する場合、USB 3.0 19ピン端子はUSB 2.0が接続されている側1ポート分しか使わない

かなりやる気がそがれていますが、モチベーションが続けば、もう少し調査を続けるかもしれません。

USB Floppy Emulator購入

今更ではありますが、Gotek製のUSB Floppy Emulator SFR1M44-U100を購入しました。
機種はいろいろありますが、これは色がグレーで7セグLEDが3桁で1000枚まで扱えるモデルとなります。
(同じ型番でも古いモデルでは2桁で100枚までのものもあるようです)

SFR1M44-U100_01.jpg

で、使う前に分解してみましたので写真を載せておきます。

まず、分解前でネジ3本で上蓋が止まっています。

SFR1M44-U100_02.jpg

上蓋を外すと基板が見えます。使っているマイコンは検索すると出てきますが、STM32でした

SFR1M44-U100_03.jpg

正面の7SEG LEDですが、保護シールが貼られたままだったのではがしてみたところ、ケースにはめ込みで固定されていたところが幅が変わってしまい、固定できなくなってしまいました。上蓋のケースで固定されているので完全に外れることは無いのですが、正面から押すと奥に若干ずれてしまうため、ホットボンドで固定してあります。

SFR1M44-U100_04.jpg

用途ですが、このモデルは34ピンからReady信号を出す設定ができないモデルなので、何のひねりもないですが、古めのAT互換機につないで使うこととしました。
まず、ソフトウェアですが、Web上の記事ではよく使われているSFD V1.23を使って見ました。
しかしながら、Windows7がインストールされているメインPCではディスク100枚分のエリアのフォーマットはできたのですが、
start (select)/close(unselect) multi-floppy service
のチェックが有効にできませんでした。(設定してもすぐにチェックが外れてしまう)
Youtubeの動画なんかでは他のソフトを使ったりもしているのでそちらも試してみる予定です。

SFR1M44-U100_10.png

PCへの取り付けですが、最初普通のミリネジで止めようとしたら止めれなくて焦りました。どうもねじ切りされていないようで、ねじ込み可能な形状の付属のネジでないと固定できませんでした。ミリネジを使うときは別途ねじ切りが必要なようです。

取り付けて操作した時の画像です。
電源投入直後は必ず000となります。前回の電源OFFの時の設定を覚えていてくれるということはありません。

SFR1M44-U100_05.jpg

右側のボタンを押すと1の位の桁がカウントアップします。カウントダウンはできません。0->1->...->9->0という風になります。

SFR1M44-U100_06.jpg

左側のボタンを押すと10の位の桁がカウントアップします。カウントダウンできないのは同様です。

SFR1M44-U100_07.jpg

2つのボタンを同時に押すと100の位の桁がカウントアップします。カウントダウンできないのは同様です。
101枚目以降(カウント100以降)はWindowsのツールからは管理できないので、実機で選択してフォーマットするなりしてから使用する必要があります。

SFR1M44-U100_08.jpg

1GBのメモリを使ったので最大は634まででした。2GB以上であれば999(1000枚)まで行けるはずです。

SFR1M44-U100_09.jpg

MS-DOS 6.2の環境で少し使って見ましたが、1.44MBディスクとしてののフォーマット、ファイルコピーなどをしてみた分では特に問題はありませんでした。
MS-DOSの起動ディスクからの起動もOKです。

問題点として、ディスクを外した状態にするには、いちいちUSBメモリを外す必要があります。
有効なディスクが入っているとMS-DOSがフロッピーから起動しようとしてエラーになるので面倒です。
現状、まっさらなディスクであれば起動仕様とはしないので、100番あたりのディスクを何も書かない状態にしておいて、フロッピー起動したくないときはそれを選択しておくという方法で回避しています。

さらに、実験として1.44MB用のモデルが720kBとして使えるかどうか試してみました。
PCツールで720kB 100ディスクの設定でフォーマットした後、実機で動かしてみましたが、MS-DOSで
「format /s a:」
でフォーマットすると普通に1.44MBのフロッピーとしてフォーマットされました。
また、強制的に720kB指定の
「format /s /F:720 a:」
の場合は「トラック0が不良です」とのメッセージが表示されてフォーマットできませんでした。
ということで、1.44MB向けのモデルは720kB用としては使えないということになります。
(まあ当然ではありますが)
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