Alt Mode利用時のUSB 3.2の挙動について深堀りしてみた

記事のポイント

Alt Modeの利用レーン数は流す信号によって異なる。
USB 3.2は“Gen○”によって利用レーン数が異なる。
Alt ModeとUSB 3.2の共存は条件依存。

Alt Mode沼の調査結果。

USB Type-Cの『Alt Mode（Alternate Mode）』と、『USB 3.2』（Gen 1・Gen 2・Gen 1×2・Gen 2×2）の共存関係とその挙動について改めて整理してみました。

とどのつまり、Alt Modeで“何を流すか”によって、USB 3.2の挙動が変わってくるんだよねー。

ややこしい香りが…やね。

Alt Modeで流れる信号も考えないとですものね。

Contents

Alt Modeのおさらい
疑問：Alt ModeとUSB 3.2の共存
- Alt ModeはUSB規格の外
- Alt ModeとUSB通信の基本ルール
調査結果：USB 3.2の挙動はレーン数依存
備考
- Alt Modeのデータ転送はネイティブ
- Alt Modeは要Full Featuredケーブル
まとめ「Alt Mode利用時にはレーン数に注目」
おまけ

Alt Modeのおさらい

Alt Mode（Alternate Mode）で利用する信号線。

『Alt Mode（Alternate Mode）』とは、USB Type-Cの24ある信号線のうち、

SuperSpeed（TX±・RX±）：4組8本
サイドバンド（SBU）：2本

の合計10本の信号線を、USBプロトコル以外の転送に利用できるというものです。

Alt Modeで利用するピンアサイン

TX（±） RX（±）	SuperSpeed信号線高速差動転送線 USB 3.2・Alt Mode等で利用
SBU	サイドバンド信号線通常のUSB接続では利用しない拡張用ピン Alternate ModeやAudio Adapter Accessory Modeで利用

このAlt Modeを利用すれば、DisplayPort（DisplayPort Over USB Type-C）やHDMI（HDMI Alt Mode for USB Type-C Connector）、Thunderbolt 3等のプロトコルをUSB Type-Cポートから出力可能になります。

詳しい話はAlt Mode解説記事にてどんぞいっ！

Alt Modeとは？—USB-Cが映像出力やThunderbolt 3になる仕組みのお勉強結局、非常にややこしい。 USB Type-Cには、『Alt Mode』という代替モードがあります。これを使えば、USB Type...

疑問：Alt ModeとUSB 3.2の共存

そんなAlt Modeですが、気になるのはUSB通信プロトコルとの共存問題。

つまり、Alt Mode利用時に、USB通信プロトコルが使えるのか。使えるのであれば、どこまで使えるのか。これらの共存についての理解を深めるために、Alt Modeの挙動を知る必要があるというわけなのです。うーん、ややこしい。

Alt ModeはUSB規格の外

USB通信プロトコルとAlt Modeは独立している。

USB Type-C
┣ USB転送プロトコル
┃┗ USB 2.0
┃┗ USB 3.2
┣ USB充電プロトコル
┃┗ USB Type-C Current
┃┗ USB BC
┃┗ USB PD
┗ USB以外のプロトコル
   ┗ Alt Mode
     ┗ DisplayPort
     ┗ HDMI
     ┗ Thunderbolt 3
     ┗ MHL
     ┗ Virtual Link

このAlt Modeというのは、USB規格の“外”で動作しています。

したがって、Alt Modeで利用する2種類の信号線（SuperSpeed信号線・サイドバンド信号線）が、各Alt Mode作動時にどういう振る舞いをしているかが肝要。特にSuperSpeed信号線はUSB 3.2でも利用するので、さらに注意が必要となってくるわけなのです。

Alt ModeとUSB通信の基本ルール

【1】USB 2.0プロトコルは利用可能。
【2】USB 3.2プロトコルは場合による。
【3】USB 3.2専用ハブはAlt Mode非対応。

Alt Modeを利用する上で、上記の3つの基本ルールがあります。

【1】にあるように、Alt ModeではUSB 2.0で利用される『D（±）』ピンは使いません。なので、とりあえずはAlt ModeでもUSB 2.0は確保されることになります。

【2】が厄介で、USB 3.2プロトコルが利用可能か否かは、Alt Modeで代替利用したプロトコルに依存しているという点。そう、ここを掘り下げる必要があるわけです。

ってことで、調べてみたのであった…続くっ！？

勝手に終わらせてどうするんよ！？

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調査結果：USB 3.2の挙動はレーン数依存

	USB Only	Alt Mode
		Thunderbolt 3	DisplayPort Over USB Type-C		HDMI Alt Mode for USB Type-C Connector	MHL Alt Mode for USB Type-C
			2レーン動作	4レーン動作
USB 2.0	○	○	○	○	○¹	○
USB 3.2	○ （4レーン）	○² （0レーン）	○ （2レーン）	-	-	○ （2レーン）