解读U盘存储结构原理

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1、解读 U 盘存储结构原理U 盘的结构比较简单,主要是由 USB 插头、主控芯片、稳压 IC(LDO)、晶振、闪存(FLASH) 、PCB 板、帖片电阻、电容、发光二极管(LED)等组成。U 盘的结构基本上由五部分组成: USB 端口、主控芯片、FLASH(闪存)芯片、PCB 底板、外壳封装。 U 盘的基本工作原理也比较简单: USB 端口负责连接电脑,是数据输入或输出的通道;主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令,并使计算机将 U 盘识别为“可移动磁盘”,是 U 盘的“大脑”;FLASH 芯片与电脑中内存条的原理基本相同,是保存数据的实体,其特点是断电后数据不会丢失,能长期保存;PCB

2、 底板是负责提供相应处理数据平台,且将各部件连接在一起。 概要: 所谓“USB 闪存盘”(以下简称“U 盘”)是基于 USB 接口、以闪存芯片为存储介质的无需驱动器的新一代存储设备。U 盘的出现是移动存储技术领域的一大突破,其体积小巧,特别适合随身携带,可以随时随地、轻松交换资料数据,是理想的移动办公及数据存储交换产品。U 盘的结构比较简单,主要是由 USB 插头、主控芯片、稳压 IC(LDO)、晶振、闪存(FLASH)、PCB 板、帖片电阻、电容、发光二极管(LED)等组成。 U 盘使用标准的 USB 接口,容量一般在 32M256M 之间,最高容量已有 2G的产品,能够在各种主流操作系统及

3、硬件平台之间作大容量数据存储及交换。其低端产品的市场价格已与软驱接近,而且现在很多主板已支持从 USB 存储器启动,实用功能更强。总体来说 U 盘有着软驱不可比拟的优势,主要具有体积小、功能齐全、使用安全可靠等特点。但也存在容量还不够大且无法扩充、价格较高、在 Win98 等部分操作系统下需安装驱动程序等缺点。USB 插头:容易出现和电路板虚焊,造成 U 盘无法被电脑识别,如果是电源脚虚焊,会使 U 盘插上电脑无任何反映。有时将 U 盘摇动一下电脑上又可以识别,就可以判断 USB 插口接触不良。只要将其补焊即可解决问题。稳压 IC:又称 LDO,其输入端 5V,输出 3V,有些劣质 U 盘的稳

4、压 IC 很小,容易过热而烧毁。还有 USB 电源接反也会造成稳压 IC 烧毁。维修时可以用万用表测量其输入电压和输出电压。如无 3V 输出,可能就是稳压 IC 坏了。但有一种情况,输出电压偏低,且主控发烫,这时就是主控烧了。还有些 U 盘会在 USB+5V 和稳压 IC 之间串一个 0 欧姆的保护电阻,此时稳压 IC 没有 5V 输入电压就是它坏了。现在许多主控都将 LDO 集成到主控内部了,所以我们会看到许多 U 盘都没有外置 LDO 了,它们都是 USB+5V 电压直接输入。这种情况就要换主控了。晶振:早期的 U 盘大多都是用 6M 的晶振,现在的 U 盘则普遍采用 12M 晶振。晶振不

5、耐摔,所以它是 U 盘上的易损件,最好的维修方法就是用相同频率的晶振直接代换。主控芯片:主控制芯片负责闪存与 USB 连接,是 U 盘的核心,我们一般所说的 U 盘方案就是指主控芯片的型号。量产工具也是与它对应的。有些主控芯片还要输入 3V 的电压给 FLASH 供电,保证闪存的正常工作。FLASH 焊盘:它的作用是固定闪存,使闪存与主控连接。受外力挤压后容易使闪存与焊盘接触不良,这时会造成电脑上的 U 盘打不开,无法存储文件等。只要将闪存的引脚补焊一下就可以修复,也即我们常说的拖焊.U 盘的基本工作原理也比较简单:USB 端口负责连接电脑,是数据输入或输出的通道;主控芯片负责各部件的协调管理

6、和下达各项动作指令,并使计算机将 U 盘识别为“可移动磁盘”,是 U 盘的“大脑”;FLASH 芯片与电脑中内存条的原理基本相同,是保存数据的实体,其特点是断电后数据不会丢失,能长期保存;PCB 底板是负责提供相应处理数据平台,且将各部件连接在一起。当 U 盘被操作系统识别后,使用者下达数据存取的动作指令后,USB 移动存储盘的工作便包含了这几个处理过程。U 盘的硬件结构及成本构成随着 U 盘价格的不断下调,加之有着容量大、速度快、体积小、携带方便、抗震性好、功耗低、寿命长等众多显著优点,U 盘已逐渐成为移动存储领域的新宠,市场容量巨大,在国内外均有着非常广泛的市场。 随着技术的进步,U 盘已

7、经进入了成熟期,目前深圳有大量电子工厂和几个人的小作坊都在生产 U 盘,直接导致了 U 盘品质良莠不齐、价格相距甚远。那么,做为 U 盘采购商,应该如何来辨别 U 盘的品质呢? 要做到有效的判断 U 盘的品质,首先我们应该了解 U 盘的硬件结构及成本构成. 一、构成 U 盘的主要硬件部分: 第一,闪存。专业名称为“NAND FLASH”,即我们俗称的存储芯片。由于生产芯片的工厂只有韩国三星、现代,美国的镁光和 INTEL,日本的东芝及 st 意法等少数几个大厂,因此价格基本上不相上下。就质量来讲三星应该是最好的,其余相差不大。闪存是 U 盘的主要构成件,其成本占 U 盘总成本的 90%左右,因

8、此 FLAH 成本的高低直接影响整个产品的成本,所以那些不法的工厂往往是在 FLASH 上做文章,以次充好,谋取暴利。因此,我们在采购 U 盘时,最需要关注的是 FLASH 质量的好坏,采用 A 级正品芯片同样容量的 U 盘,不同厂家所报价格应该非常接近,因为固定成本都是相差不多的,如果价格相差悬殊,则需要引起高度注意.。行货 FLASH 芯片(A 级正片)的价格行情可以从专业的网站上查询(不过需要注意的是:网站上的容量指的是存储单元数而不是字节数,而我们通常说的存储容量为字节数,1 字节=8 个存储单元,就是说你在网上看到的 16GB 需要除以 8 才是实际的存储容量,例如:Samsung1

9、6G(MLC)芯片所标注的 16G 要除 8 等于 2GB 才是实际的存储容量),网上有香港、深圳两地的当天价格,以及国内、香港、台湾行情分析,价格每天都会有所波动并与深圳出货价几乎一样。另外,你在交易中心可以了解到有黑片或白片的供应,这里所谓的黑片和白片的确切定义:白片为正规大厂提供晶元(芯片内的半导体核心部件)经过正规封装厂封装(外面黑色部分加引脚)芯片上打的不是晶元厂商标,这些芯片应该说质量比 A 级正片要差一点比黑片好比较多(但很多销售商会用黑片冒充白片)。黑片为生产厂生产检测没有通过的芯片(俗称次品),绝大部分黑片没有商标,从外观上看就一长方形黑色片子(最多有几个字母)顾名思义“黑片

10、” (但由于现在有很多激光打标加工厂承接激光打标,也会有工厂在黑片上打上商标)。另外黑片也有专门的公司在出售前进行检测分类,也有稍好些和非常差的黑片。 第二,PCBA。我们也称 U 盘主板。PCBA 质量的好坏和以下因素有关:1. 是采用的元器件的质量。每个 PCBA 上有主控(U 盘的主要控制器,相当一个小单片计算机,和使用的电脑进行对接和通讯)、晶振、电阻、电容、发光二极管、LDO 低压差线型稳压器(大部分内嵌在主控中)、PCB 板、 USB 接口端子等 20 多个元器件,每个元器件都要求使用原厂正品,否则都会影响到产品的质量。不同质量的元器件价格会相差 20 %以上。2.PCBA 贴片方

11、式。国际流行的贴片加工均采用由电脑控制的贴片机贴片(俗称机贴)。机贴的主板上锡均匀,元器件定位正确,机械手贴片的力量均匀,很少出现虚焊,并且经过 8 温区以上的回流焊机焊接固定,产品焊接非常可靠。而采用手工贴片的 PCBA,由于贴片定位由人工控制,会出现元器件错位和贴片用力不均匀等情况,其质量和机贴的主板是无法相提并论的。PCBA 的成本一般在 6-8 元左右(不包括一些用于特别形状的外壳,如皮壳、球型、超薄外壳等)。 第三、外壳。就是 U 盘外面的这层“衣服”。其构成材料主要有:ABS 塑胶、PVC 软胶、铝合金、不锈钢、铜管和锌合金甚至极个别的还有使用木材和竹子的。 总之,一个 U 盘的成

12、本主要主要由 FLASH、PCBA 主板(6-8 元)、外壳(ABS 塑胶的大约在 2 元左右)、包装(2 元左右)和加工费(4-5 元)。 二、判断 U 盘质量的几个主要方面。 1 、 FLASH 芯片。因为芯片是 U 盘的最主要构成件,且占总成本的 90%以上。那些不法工厂为获取暴利最多的就是在芯片上做文章。主要有以下两种手段:一、采用次品芯片,业内俗称“黑片” 。一般黑片的价格与正片不会相差很多,通常在 3-5 元左右,但因为其中存有坏快,所表现出来得现象为:1.同一批次的 U 盘容量参差不齐,部分甚至低于正常容量值很多兆。而 A 级正片所生产的 U 盘容量一致性是很好的;2.开箱合格率

13、不到 97%甚至更低,使用一个月故障率超过 30%甚至更高。也可以通过测试发现一些问题:首先通过属性检查需检测 U 盘的容量,如低于以下参数:4GU 盘实际容量小于 3.89G、2GU 盘实际容量小于 1.94G、1GU 盘实际容量小于 995 兆、512 兆 U 盘实际容量小于 495 兆、256 兆 U 盘实际容量小于 245 兆的一般可以认为该 U 盘由“ 黑片”制成。其次可以在 U 盘内拷入略小于实测容量的图片和影音文件,使用黑片的 U 盘可能会出现部分图片花屏,影音文件中的一些文件不能播放等故障。二、除了在制造 U 盘过程中采用“黑片” 之外,危害性最大的就是采用“升级” 。这里所谓

14、的“ 升级”,并不是真正意义上的升级而是指用较小容量的芯片,通过软件手段,使 U 盘表面上达到客户所需要的更大容量,而实际上根本达不到他所标注的容量,如采用 128 兆的 FLASH 芯片制作成 256 兆 U 盘,更有甚者将它作成 1GB 的 U 盘使用,用此类方法作成的 U 盘报价可以非常的低,因此如感觉有些厂家的报价与市面正常报价低很多,则需要慎重考虑决定采购。此类 U 盘在存储低于实际容量50%的文件时不易发生问题,一旦超出实际容量,在读取 U 盘超出容量的这些文件,就会发现图片不能显示、电影播放不完整和文件执行不正常。用升级制成的 U 盘可以非常方便地检测出来:只要在 U 盘内拷入所

15、标注容量 50%以上的图片文件,一部分会在拷贝中途提示出错,有一部分则拷贝正常通过,但在打开文件后会发现其中的一些图片不能显示。由于芯片容量都是以翻倍的形式递增,因此升级芯片的实际容量最多为标注容量的 50%。当然有一些 U 盘工厂也会采用拆机芯片,由于 FLASH 是有读写寿命,用旧芯片制成的 U 盘会减少使用年限,但不容易检测出来。 2PCBA 主板。如果要判断 PCBA 的贴片质量好坏不太容易,必须拆开外壳通过观察才能判断。首先,观察元器件排列是否整齐,如元器件排列不齐,甚至有些元器件是白色的(因为贴反了,但不影响使用),那一定是手贴,其次观察元器件焊点是否均匀,如焊点大小相差较大,则也

16、可能是手贴。 3外壳。现在市场上大量存在的是公模。公模因为其与主板的匹配性上存在一定的差异性,因此在整个 U 盘的装配上不能做到完全紧密,有的会感觉比较粗糙。由于市场竞争非常激烈,有很多工厂会采用回料生产外壳。一些有实力的工厂除了采用一些公模外,还有自己开发的私模。除了外观上具有唯一性外,另外因为是根据自己专用的主板尺寸来开模,因此其与主板的结合度是非常紧密的,外观的一致性非常好。 以上是一些有关 U 盘的构成和成本的分析,供需要进行 U 盘采购的相关人员参考。2008 年 05 月 06 日 星期二 13:33U 盘硬件主要由 USB 接口、主控芯片、FLASH 芯片、晶体振荡器组成。USB 接口有四根边接线,有 5V、地和两根数据线.主控芯片主要起电脑与 FLASH 芯片之间数据交换的作用,分为全速(USB2.0 全速)和高速(USB2.0 高速)。注:USB2.0 全速在以前被称为 USB1.1。这两类接口的区别是传输速率不同。USB1.1 最大传输速度为 12Mbps/秒,USB2.0 最大传输速度为 48

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