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。0 :f标圆圈的为第一脚 和闪存上的圈对应E1T 88wwIF1MyD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

3、量已有2G的产 品,能够在各种主流操作系统及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

4、,有些劣质U盘的稳压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 振不耐摔,所以它是U盘上的易损件,

5、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和下达各项动作指令,并使计算机将U盘识 别

6、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盘已经进入了成熟期,目前深圳有大量电子工厂和几个人的小

7、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

8、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字节二8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:Samsung16G (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、

9、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(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

10、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

11、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. F

12、LASH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

13、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

14、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

15、用年限,但不 容易检测出来。2. PCBA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

16、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480Mbps/秒。主控芯片现在的方案主要有:擎泰Skymedi方案、群联Phison方案、联盛USBest 方案、慧荣SMI方案、芯邦Chipsbank方案、朗科Netac

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