首先來了解下u盤的構造:
u盤可以分為四個組成部分:
1.外殼
外殼很容易理解,網上有很多外殼可以買,可以自己製作,印上logo。
2.pcb電路板
其實pcb電路板一般和主控是一體的,這裡單獨分出來是因為,有些技術強人自己設計pcb電路板,然後製作u盤。。於是於此表示佩服。。
3.主控
u盤主控是u盤的計算、控制晶元,負責檢測u盤供電,資料讀寫任務分配等,主控的好壞決定了u盤的速度和穩定性。
4. 快閃儲存器晶元快閃儲存器晶元就是儲存資料的晶元,快閃儲存器晶元對u盤的速度和儲存質量起著決定性作用。
外殼和pcb就不介紹了,下面講一下主控:
要製作u盤的話,首先要選購的就是主控,一般主控都是直接給焊在pcb板上了,方便了很多。
主控是很重要的,它負責資料的讀寫任務,因此,乙個好的主控可以最大限度的發揮快閃儲存器晶元的速度!它決定著乙個u盤的穩定性,相容性,不同的主控支援不同型別的快閃儲存器晶元,雖然基本上都是支援,但最好還是根據主控的規格說明來看看是否支援該型別的快閃儲存器晶元。主控的支援的介面型別也是要看的,現在主要看是否支援usb3.0。
主控有幾個品牌,比如群聯,銀燦,慧榮,擎泰 等等。都是比較出名的,上面的is903就是屬於銀燦的,是目前最普遍的usb3.0解決方案,穩定性比較好。不過目前**上很多低價的u盤用的都是低端的主控,這樣會出現的問題的就是穩定性不好,資料容易丟失,讀不出盤,有些沒良心的居然用讀卡器主控來代替u盤主控!比如說我在**上看到一款32gb的u盤,用的tlc混mlc賣就不說了,居然用了rts5308這個讀卡器的主控。讀卡器主控最大的問題就是當快閃儲存器晶元出現某些問題,比如說壞塊的時候,基本上整塊快閃儲存器都讀不出來,也就是說u盤廢了。而且還沒有相應的量產工具,連修復都是不可能,想製作usb-cdrom的時候,一不小心整個u盤都廢了,沒有量產工具恢復不來。所以選購u盤的時候最好還是看看主控,問問賣家,看主控的評價。一般好的主控也就十多塊錢,不算很貴。
選擇主控的原因其實也是看自己需求,不同的主控有不同的規格。除了好的主控可以擁有更高的速度,還有一些。先講下單貼雙貼的問題。上面這款就是雙貼的晶元,可以看到pcb的正面和背面都是有快閃儲存器晶元介面的,然後就可以貼兩片快閃儲存器上去,單貼的話就是只能貼一面,多數情況是單貼單通道,雙貼雙通道。雙通道的好處就是同時寫入兩塊晶元,速度可以提高。
其實單貼也不是問題,一般主控還支援多ce。也就是乙個介面貼兩塊快閃儲存器晶元,這時就需要用到疊焊了。也就是把兩片快閃儲存器晶元貼在一起,焊在一起,通過不同rb值區分,實現大儲存量。一般來說主控主要還是1ce,也就是只能貼一片。但是有些主控支援一些型號的快閃儲存器晶元可以貼2ce,也就是兩片貼在一起。有些更是支援4ce。也就是說,假設用的是雙貼4ce的話,買8片頂端的單片64gb的快閃儲存器晶元,一邊貼四片。於是!量產後乙個512gb的u盤就出來了!
現在128g的快閃儲存器晶元也出了,如果有支援雙貼4ce的話。。。1tb的u盤。。。哇哈哈。
快閃儲存器晶元的**基本佔到了整個u盤的70%的**,由此可見這是極為重要的了。
一般來說快閃儲存器晶元按製作的架構不同分為三類: slc mlc tlc 。按在1個儲存單元(cell)中存放n位元(bit)的資料不同區分。
slc = single-level cell ,即1bit/cell,速度快壽命長,**貴,約10萬次擦寫壽命。
mlc = multi-level cell,即2bit/cell,速度一般壽命一般,**一般,約3000—10000次擦寫壽命。
tlc = trinary-level cell,即3bit/cell,速度慢壽命低,500-1000次擦寫壽命。當然現在好的也有上3000的。技術改進也還不錯。
同樣的儲存量,按**來說 1塊slc = 3塊mlc = 6塊tlc。目前的slc淘的話,好的slc 90塊左右,比較一般的60塊拿下也有。看具體容量了。不同的廠家產的速度也有很大區別。
速度方面對比的話,以32g u盤為例,按最新的usb3.0來說,同樣的主控下:
slc 可以達到180m/s讀 80m/s寫 的速度,好的主控和快閃儲存器晶元甚至可以達到210m/s的讀取和210m/s寫入速度。
mlc 可以達到 120m/s讀 30m/s寫 的速度,好的主控和快閃儲存器晶元下可以達到180m/s的讀取和90m/s的寫入速度。
tlc 可以達到 70m/s讀 18m/s寫 的速度。
但是這也只是在大容量的32g usb3.0 u盤的情況下才可能出現那麼高的讀寫速度,因為一般都是雙通道的。8g的u盤的話,估計的是 slc 80/20 m/s讀寫,mlc 30/8 m/s讀寫,tlc 10/2 m/s讀寫。
壽命的話,舉個例子,乙個8g 的u盤,寫入壽命是3000次的話,假設乙個發燒級歌迷,每天換一次歌,就是每天寫入8g,也要8年才能用壞u盤,雖然快閃儲存器晶元很重要,但是這也是看主控好壞的,好的主控有很好的磨損平衡演算法,可以平均把資料寫入分配到不同塊裡,這樣可以盡量達到最大壽命。而一般的usb2.0和一些低端主控是沒有磨損平衡演算法的,比較容易損壞。不過目前的快閃儲存器晶元技術也是很好的了,可以用的時間也很久了。但是!目前居然又出了乙個qlc,就是4bit/cell的,坑爹的100次寫入壽命!小心別買錯,不然就可以當光碟用了。
如果你已經看到這裡的話,基本上你已經對u盤甚至固態硬碟有了比較深入的了解了!其實ssd,也就是固態硬碟,也是大概這個架構,但是ssd的主控有更好的效能和演算法,這是乙個區別。
然後我要講的就是購買u盤的注意事項了,目前的市場也是相當混亂的,很多廠家在本來規格是mlc的u盤裡混入很多tlc的,基本都是混著賣,買低端u盤基本看人品了。。然後市場上還有白片,黑片,remark片。白片就是質量稍好的,容量偏差不大的,因為生產廠家檢測容量不夠而廢棄的。黑片就是質量很差的,快閃儲存器的容量偏差很大或者明顯存在其它質量缺陷的。有的不良廠家為了達到某種目的,將買回來的黑片或者白片重新打字,或者將**的舊晶元重新檢測一下容量,把原來的晶元型號打磨掉,按照重新檢測出來的實際容量重新打上假型號。製成的就是remark片,這些片很容易出現壞塊,然後u盤經常出現檔案損壞。千萬注意別被騙了,注意看晶元表面的打磨痕跡。還有就是用軟體檢測下晶元,看是否正常。有些片是看不出的。還有一些賣坑爹的擴容盤,擴容盤的特點就是特別便宜,這些千萬別信。擴容盤的製作很簡單,1g的快閃儲存器晶元,用量產工具量產一下,隨便想要顯示多少容量都行,但是儲存超出本身容量後就會覆蓋內容,導致檔案損壞,存多少損失多少,比remark的還坑。
接下來就是製作乙個u盤了。很簡單的。
準備工具:乙個外殼,乙個主控pcb板,快閃儲存器晶元若干,電烙鐵(扁口較好),錫焊,松香。
然後,快閃儲存器晶元(凹坑)對準u盤電路板的第一腳標誌(白色圓形),帖上去,各個腳與電路板上的銅箔一定要對準,最好用東西夾緊,虛焊的話會出現無法識別的情況,然後先塗松香,焊錫固定,接下來把pcb斜放45度,用「拖焊」的方法焊上(如圖)。然後仔細檢查有沒有粘連,去掉粘連。酒精洗掉松香。ok!
至此,硬體已經完成,疊焊的話要設定跳線什麼的,太麻煩不教了。半成品u盤完成。
接下來等待成功就行了,然後就可以複製檔案啥了。不成功的話,檢查虛焊,再補焊一下,檢查有沒有粘連,再量產一次。基本上都能成功,如果無論如何都不能成功的話,那就是主控不支援快閃儲存器晶元了,換乙個就行。這個機率很小。
至此,乙個u盤就誕生了。。自製u盤的成本很低=a=優勢。看需要,晶元20塊,64g的mlc 30-90塊都有,雙貼。於是乙個128g的mlc u盤也就90塊。高階點的玩slc 32g 210m/s讀取和寫入速度什麼的也就180塊左右。貌似目前比較高階的u盤cz80這個32g的mlc京東上賣289塊乙個,讀取190m/s,寫入也就100m/s。自製的雖然沒啥品牌,但用著自豪不是~哈哈
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