Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik uC mit USB3 Device (!) - welche uC gibt mittlerweile im Jahr 2023?


von Martin M. (capiman)


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Welche uC mit USB3 Device (!) gibt es mittlerweile im Jahr 2023?

Vor langer Zeit gab es nur den Cypress (mittlerweile Infineon) EZ-USB 
FX3.

Gibt es mittlerweile weitere?

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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von Martin M. (capiman)


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Danke für die Antwort!

Die gehen leider nicht:

1× USB 3.1 Dual-Role Device (DRD) Subsystem
(USBSS)
– Port configurable as USB host, USB device, or
USB Dual-Role device
– USB device: High-speed (480 Mbps) and Full-
speed (12 Mbps)
– USB host: SuperSpeed Gen 1 (5 Gbps), High-
speed (480 Mbps),Full-speed (12 Mbps), and
Low-speed (1.5 Mbps)
– Integrated USB VBUS detection

=> USB Device geht max bis HS.

von Harald K. (kirnbichler)


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Tja, dann wirst Du um ein FPGA nicht herumkommen. Da kannst Du Dir den 
USB3.x-Device-Controller als IP-Core reinpacken, und den µC zur Wahl 
dazu.


Was hast Du vor, welches Problem willst Du lösen?

Schon die ~ 40 MByte/sec Datenrate von USB2.0 High-Speed zu bedienen 
erfordert einigen Aufriss; die knapp 500 MByte/sec von USB3.x SuperSpeed 
in der langsamsten Variante sind um einiges derber.

von Frank K. (fchk)


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Martin M. schrieb:
> Welche uC mit USB3 Device (!) gibt es mittlerweile im Jahr 2023?
>
> Vor langer Zeit gab es nur den Cypress (mittlerweile Infineon) EZ-USB
> FX3.

Die und die FTDI FT600 sind eigentlich keine Allzweck-Mikrocontroller, 
sondern spezialisierte Bridges, bei denen der eigentliche Datentransfer 
durch Hardware erledigt wird. Diese Hardware muss zu Deinem Einsatzzweck 
passen.

Was soll das ganze werden?

Um das alles in Software realisieren zu können, brauchst Du sowas in der 
Größenordnung NVidia Jetson Orin. Der kann USB 3.2 auch als Device, 
zumindestend an USB0, und der hat auch genug Power für die tatsächliche 
Weiterverarbeitung der Datenmengen.

fchk

von Peter (pittyj)


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Harald K. schrieb:
> Schon die ~ 40 MByte/sec Datenrate von USB2.0 High-Speed zu bedienen
> erfordert einigen Aufriss; die knapp 500 MByte/sec von USB3.x SuperSpeed
> in der langsamsten Variante sind um einiges derber.

Wir haben ähnliche Probleme. Und da ist nicht die Datenrate das Problem.

Wir brauchen lange Kabel bei einer Maschinensteuerung. Und da gibt es 
wunderschöne Lichtwellenadapter, die mit USB-3 auch über 20 Meter Daten 
schicken. Das Problem dabei ist, dass USB-2 dabei nicht getunnelt wird. 
USB-2 benutzt andere Leitungen im normalen USB-Kabel.
Sprich: USB-3 geht, USB-2 geht nicht.
Von daher können wir einen Standard STM32 nicht verwenden, weil der nur 
USB-2 kann.
Die Datenrate ist dabei vollkommen egal.

Von daher würde ich mich über einen USB3-fähigen STM32 (o.ä.) freuen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Peter schrieb:
> Wir brauchen lange Kabel bei einer Maschinensteuerung.

Und da was anderes als ausgerechnet USB zu verwenden kommt nicht in 
Frage?

von Peter (pittyj)


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Harald K. schrieb:
> Peter schrieb:
>> Wir brauchen lange Kabel bei einer Maschinensteuerung.
>
> Und da was anderes als ausgerechnet USB zu verwenden kommt nicht in
> Frage?

War nicht meine Entscheidung. Dafür haben wir ein 'Management'. Ich darf 
das nur umsetzen....

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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CH569

Doku von WCH: https://github.com/openwch/ch569

73

von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Peter schrieb:
> War nicht meine Entscheidung. Dafür haben wir ein 'Management'. Ich darf
> das nur umsetzen....

Auf PC-Seite einen USB-Ethernet-Adapter einsetzen, auf Geräteseite einen 
Ethernet-fähigen Mikrocontroller. Das ganze schön verpacken sodass 
keiner merkt dass es kein echtes Langstrecken-USB ist, und das 
Management ist glücklich.

von Harald K. (kirnbichler)


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Hans W. schrieb:
> CH569

Gut gesucht!

Passend dazu:

https://www.aliexpress.com/item/1005004328816871.html
und
https://www.aliexpress.com/item/1005004298418382.html

Das ist der von WCH selbst betriebene Store auf aliexpress.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Harald K. schrieb:
> Hans W. schrieb:
>> CH569
>
> Gut gesucht!

Danke! Mir gefällt der CH32V307 zwar besser... es war aber USB3 gefragt 
:)

BTW: LCSC liefert auch WCH-chips zu vernünftigen Preisen. Bei 
Alibaba/Aliexpress kaufe ich nix mehr... zu oft minderwertiges/falsches 
Zeug bekommen und dort nach "offiziellen" Shops zu suchen ist mir zu 
blöd. Dafür bezahl' ich gerne einen Distri.

73

von Harald K. (kirnbichler)


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Hans W. schrieb:
> dort nach "offiziellen" Shops zu suchen ist mir zu
> blöd.

Brauchst Du nicht, das haben andere für Dich schon gemacht.

Die beiden Links gehen in den WCH-Shop. Dort bestelltes Zeug ist von WCH 
und kommt in Kartons, die auch von WCH sind.

Die paar Male, die ich dort was bestellt habe, war das so. Wenn man nur 
nach Produkten sucht, kann man allerdings locker irgendwo anders landen.

Diese "irgendwo anders"-Shops erkennt man aber leicht daran, daß sie 
auch andere Produkte als WCH-Produkte verkaufen.

von Nikolaus S. (Firma: Golden Delicious Computers) (hns)


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> Welche uC mit USB3 Device (!) gibt es mittlerweile im Jahr 2023?

> Vor langer Zeit gab es nur den Cypress (mittlerweile Infineon) EZ-USB
FX3.

Übrigens: Beitrag "Mikrocontroller USB 3.0 fähig?"

> Gibt es mittlerweile weitere?

Es gibt ARM-SoC mit USB3: https://www.ti.com/product/de-de/AM6442

Ob das überdimensioniert ist und noch als uC gilt, mag jeder selbst 
entscheiden.

von Harald K. (kirnbichler)


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Nikolaus S. schrieb:
> Es gibt ARM-SoC mit USB3

Die hatte ich schon vorgeschlagen, nur passen sie nicht, da sie USB3.x 
nur als Host können, nicht aber als Device:

Beitrag "Re: uC mit USB3 Device (!) - welche uC gibt mittlerweile im Jahr 2023?"

von Frank K. (fchk)


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Peter schrieb:
>
> Wir brauchen lange Kabel bei einer Maschinensteuerung. Und da gibt es
> wunderschöne Lichtwellenadapter, die mit USB-3 auch über 20 Meter Daten
> schicken. Das Problem dabei ist, dass USB-2 dabei nicht getunnelt wird.
> USB-2 benutzt andere Leitungen im normalen USB-Kabel.
> Sprich: USB-3 geht, USB-2 geht nicht.

Dann nimm das

https://www.silextechnology.com/de/connectivity-solutions/usb-network-connectivity/ds-700

und überbrücke die Strecke mit Ethernet-LWL. Schon geht Dein STM32 mit 
USB 2.0.

Auf dem PC ist dann ein Treiber, der als USB-Hostadapter arbeitet.

fchk

von Harald K. (kirnbichler)


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Wenn USB-via-IP eine Lösung darstellt, dann gibt es auch Alternativen zu 
Silex; mit einem Raspberry Pi lässt sich das hier 
https://www.virtualhere.com/usb_server_software einsetzen.

Alternativ kann man auch das hier verwenden:

https://media-ivent.com/produkt/lindy-42702-glasfaser-usb-2-0-extender/#

von Michael G. (michael_g968)


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Controller mit usb3.x als device gibt es schon, ist halt nur die frage 
was da dann fuer ein Preistag dran haengt. Und bei ST wirst du sicher 
nichts finden. 40Euro+ nur fuer den Controller, DDR3 oder neuer, ... 
Dafuer kann sich dann die software so richtig austoben, rechenleistung 
sat, ... (quad cortex, 1.8 Ghz +) vermutlich hat dann der controller 
mehr rechenleistung als euer centrale steuerung, ...

Oder es sind sehr sehr exotische controller fuer spezial aufgaben. z.B. 
Storage controler, ... da gibt es auch welche die man durch eigene 
software begrenzt erweitern kann.


USB 2 devices an einem USB 3 Hub lassen sich nicht uber einen media 
converter betreiben? ich bin mir nicht sicher, wie usb 2 ueber den hub 
zum pc geleitet wird. wenn das nicht ueber usb 3 laeuft, dann geht das 
natuerlich nicht.

von Christian R. (supachris)


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Mit einem USB 3 Hub, der einen Transaction Translator hat hinter dem 
Optischen Kabel, also auf Device Seite geht das auch. Aber da muss man 
etwas suchen.
Wir verwenden die optischen USB 3 Kabel von Unibrain, das klappt an 3.0 
direkt, USB 2 Geräte aus irgendeinem Grund nur mit einem extra Hub 
hinter dem Kabel. Da war es dann aber fast egal, welcher Hub. Ohne 
Zusatz Hub klappt unsere Messtechnik zwar prinzipiell auch (in dieser 
kleinen Box von Unibrain ist auch bloß ein Chip der Hub spielt) aber bei 
höheren Datenraten (so ab 20MB/s) gab's Datenverlust. Mit einem billigen 
USB 2 Hub dahinter klappt alles zuverlässig.
Ansonsten gibt's solche industriellen Optokabel auch für 2.0 bei Icron.

von Michael G. (michael_g968)


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ich hab da grad was gefunden, ...
https://hackaday.com/2022/03/07/a-chip-to-address-the-fundamental-usb-3-0-deficiency/
https://www.via-labs.com/product_show.php?id=96


der soll anscheinend zwischen USB 2.0 und USB SuperSpeed uebersetzen, 
...

von Christian R. (supachris)


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Michael G. schrieb:
> ich hab da grad was gefunden, ...
> 
https://hackaday.com/2022/03/07/a-chip-to-address-the-fundamental-usb-3-0-deficiency/
> https://www.via-labs.com/product_show.php?id=96
> der soll anscheinend zwischen USB 2.0 und USB SuperSpeed uebersetzen,
> ...

Ich glaube der sitzt in der Box von Unibrain.
https://www.unibrain.com/products/usb-3-0-active-optical-cables/

von Samuel B. (serioussam)


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Vor kurzem wurde der FX10 angekündigt:
https://www.infineon.com/cms/en/product/promopages/ez-usb-fx10/
Mehr als ein Vorabdatenblatt ist allerdings noch nicht verfügbar.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Michael G. schrieb:
> 40Euro+

Wie gesagt, es gäbe da was von wch um einen vernünftigen einstelligen 
Betrag...

Ist halt ein ich aus cn, aber nachdem das westliche Zeug nicht verfügbar 
war, habe ich damals durchringen müssen - bereut habe ich es nicht...

73

von Harald K. (kirnbichler)


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Hans W. schrieb:
> Wie gesagt, es gäbe da was von wch um einen vernünftigen einstelligen
> Betrag...

Ja, wurde hier schon verlinkt. Aber: Hast Du da schon mal ins Datenblatt 
gesehen? Da gibt es gleich mehrere Kapitel, in denen nur drinsteht, daß 
man sich mit der zugehörigen Software beschäftigen soll:

> Please refer to and call the provided subroutine library for specific 
applications.

Damit sind Funktionen wie z.B. der USB-3.0-Device-Controller einfach 
komplett undokumentiert.

von Purzel H. (hacky)


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Ich empfehle dem Poster eine Kostenabschaetzung fuer den Aufwand der 
Implementation zu erstellen, und als Grundlage fuer eine neue Evaluation 
eines Interfaces zu verwenden. Wichtig ist dann auch auf den 
Zeitaufwand, in Sachen Verzoegerung, nicht nur als Kosten hinzuweisen.
-Kleine Auswahl von schwierig zu beschaffenden Controllern,
  die das ueberhaupt koennen. Wie ist die Kontinuitaet des
  Produktes sichergestellt ?
-Schlechte Dokumentation, schwer abschaetzbarer Software
 Aufwand, allenfalls eine spezialisierte Drittfirma beiziehen.
 Mir faellt grad https://thesycon.de ein. Ein paar Monate...

Allenfalls ist ein Ethernet dann eben guenstiger.

von Harald K. (kirnbichler)


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Purzel H. schrieb:
> Allenfalls ist ein Ethernet dann eben guenstiger.

Welcher µC kann GBit-Ethernet oder schneller?

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Harald K. schrieb:
> Hans W. schrieb:
>> Wie gesagt, es gäbe da was von wch um einen vernünftigen einstelligen
>> Betrag...
>
> Ja, wurde hier schon verlinkt. Aber: Hast Du da schon mal ins Datenblatt
> gesehen? Da gibt es gleich mehrere Kapitel, in denen nur drinsteht, daß
> man sich mit der zugehörigen Software beschäftigen soll:
>> Please refer to and call the provided subroutine library for specific
>> applications.
>
> Damit sind Funktionen wie z.B. der USB-3.0-Device-Controller einfach
> komplett undokumentiert.

Nur so als Beispiel:
https://hydrabus.com

Besser an Doku als vieles was sonst so herumschwirrt.

Übrigens hat wch die sources auf GitHub: 
https://github.com/openwch/ch569

Das ist jetzt nicht vergleichbar mit dem st-cube-zeug aber man kommt mit 
1/10tel des flash/RAM aus bei unwesentlich längerer Entwicklungszeit... 
Ich meine damit, man arbeitet länger an seinem "applications code" wie 
an den 5 32bit Register für den clock tree.

Wenn Zeit/Geld absolut im Vordergrund steht, dann war Recht am Anfang 
hier die Antwort:

Niklas G. schrieb:
> Peter schrieb:
>> War nicht meine Entscheidung. Dafür haben wir ein 'Management'. Ich darf
>> das nur umsetzen....
>
> Auf PC-Seite einen USB-Ethernet-Adapter einsetzen, auf Geräteseite einen
> Ethernet-fähigen Mikrocontroller. Das ganze schön verpacken sodass
> keiner merkt dass es kein echtes Langstrecken-USB ist, und das
> Management ist glücklich.

73

von Marci W. (marci_w)


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Peter schrieb:
> Harald K. schrieb:
>> Peter schrieb:
>>> Wir brauchen lange Kabel bei einer Maschinensteuerung.
>>
>> Und da was anderes als ausgerechnet USB zu verwenden kommt nicht in
>> Frage?
>
> War nicht meine Entscheidung. Dafür haben wir ein 'Management'. Ich darf
> das nur umsetzen....

Hmmm, werden bei Euch die Technik-Leads nicht mit ins Boot geholt, um 
solche Fehlentscheidungen zu vermeiden? ich wundere mich ein wenig über 
die Entscheidungswege in manchen Firmen...

Jedenfalls klingt USB in Verbindung mit "Maschinensteuerung", sagen wir 
mal so -- unorthodox.

ciao

Marci

von Harald K. (kirnbichler)


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Hans W. schrieb:
> Besser an Doku als vieles was sonst so herumschwirrt.

Diese Platinen da mögen irgendwie dokumentiert sein, aber die fehlenden 
Stellen im Datenblatt von WCH ersetzt das nicht.

Auch Sourcecode ist keine Dokumentation von Peripherieregistern.

Im Datenblatt ist ja noch nicht mal eine Liste davon drin.

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