怎么自己制作一个U盘

(转载)花了半天时间学习了U盘的有关知识,大大满足俺的好奇心,现在来分享下。其实也并不是单单的制作一个U盘,主要是普及一下U盘的一些知识,更重要的是了解怎么更好的选购U盘,以及如何发挥U盘的最大性能。以下:

首先来了解下U盘的构造:

U盘可以分为四个组成部分:

1.外壳

外壳很容易理解,网上有很多外壳可以买,可以自己制作,印上LOGO。

2.PCB电路板

其实PCB电路板一般和主控是一体的,这里单独分出来是因为,有些技术强人自己设计PCB电路板,然后制作U盘。。于是于此表示佩服。。

3.主控

U盘主控是U盘的计算、控制芯片,负责检测U盘供电,数据读写任务分配等,主控的好坏决定了U盘的速度和稳定性。

4. 闪存芯片闪存芯片就是储存数据的芯片,闪存芯片对U盘的速度和储存质量起着决定性作用。

外壳和PCB就不介绍了,下面讲一下主控:

要制作U盘的话,首先要选购的就是主控,一般主控都是直接给焊在PCB板上了,方便了很多。

主控是很重要的,它负责数据的读写任务,因此,一个好的主控可以最大限度的发挥闪存芯片的速度!它决定着一个U盘的稳定性,兼容性,不同的主控支持不同类型的闪存芯片,虽然基本上都是支持,但最好还是根据主控的规格说明来看看是否支持该类型的闪存芯片。主控的支持的接口类型也是要看的,现在主要看是否支持USB3.0。

主控有几个品牌,比如群联,银灿,慧荣,擎泰 等等。都是比较出名的,上面的IS903就是属于银灿的,是目前最普遍的USB3.0解决方案,稳定性比较好。不过目前淘宝上很多低价的U盘用的都是低端的主控,这样会出现的问题的就是稳定性不好,数据容易丢失,读不出盘,有些没良心的居然用读卡器主控来代替U盘主控!比如说我在淘宝上看到一款32GB的U盘,用的TLC混MLC卖就不说了,居然用了RTS5308这个读卡器的主控。读卡器主控最大的问题就是当闪存芯片出现某些问题,比如说坏块的时候,基本上整块闪存都读不出来,也就是说U盘废了。而且还没有相应的量产工具,连修复都是不可能,想制作USB-CDROM的时候,一不小心整个U盘都废了,没有量产工具恢复不来。所以选购U盘的时候最好还是看看主控,问问卖家,看主控的评价。一般好的主控也就十多块钱,不算很贵。

选择主控的原因其实也是看自己需求,不同的主控有不同的规格。除了好的主控可以拥有更高的速度,还有一些。先讲下单贴双贴的问题。上面这款就是双贴的芯片,可以看到PCB的正面和背面都是有闪存芯片接口的,然后就可以贴两片闪存上去,单贴的话就是只能贴一面,多数情况是单贴单通道,双贴双通道。双通道的好处就是同时写入两块芯片,速度可以提高。

其实单贴也不是问题,一般主控还支持多CE。也就是一个接口贴两块闪存芯片,这时就需要用到叠焊了。也就是把两片闪存芯片贴在一起,焊在一起,通过不同RB值区分,实现大储存量。一般来说主控主要还是1CE,也就是只能贴一片。但是有些主控支持一些型号的闪存芯片可以贴2CE,也就是两片贴在一起。有些更是支持4CE。也就是说,假设用的是双贴4CE的话,买8片顶端的单片64GB的闪存芯片,一边贴四片。于是!量产后一个512GB的U盘就出来了!

现在128G的闪存芯片也出了,如果有支持双贴4CE的话。。。1TB的U盘。。。哇哈哈。

闪存芯片的价格基本占到了整个U盘的70%的价格,由此可见这是极为重要的了。

一般来说闪存芯片按制作的架构不同分为三类: SLC   MLC   TLC  。按在1个储存单元(cell)中存放N位元(bit)的资料不同区分。

SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,速度快寿命长,价格贵,约10万次擦写寿命。

MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,速度一般寿命一般,价格一般,约3000—10000次擦写寿命。TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,速度慢寿命低,500-1000次擦写寿命。当然现在好的也有上3000的。技术改进也还不错。

同样的储存量,按价格来说 1块SLC = 3块MLC = 6块TLC。目前的SLC淘的话,好的SLC 90块左右,比较一般的60块拿下也有。看具体容量了。不同的厂家产的速度也有很大区别。

速度方面对比的话,以32G U盘为例,按最新的USB3.0来说,同样的主控下:

SLC 可以达到180M/S读 80M/S写 的速度,好的主控和闪存芯片甚至可以达到210M/S的读取和210M/S写入速度。

MLC 可以达到 120M/S读 30M/S写 的速度,好的主控和闪存芯片下可以达到180M/S的读取和90M/S的写入速度。

TLC 可以达到 70M/S读  18M/S写 的速度。

但是这也只是在大容量的32G USB3.0 U盘的情况下才可能出现那么高的读写速度,因为一般都是双通道的。8G的U盘的话,估计的是 SLC 80/20 M/S读写,MLC 30/8 M/S读写,TLC 10/2 M/S读写。

寿命的话,举个例子,一个8G 的U盘,写入寿命是3000次的话,假设一个发烧级歌迷,每天换一次歌,就是每天写入8G,也要8年才能用坏U盘,虽然闪存芯片很重要,但是这也是看主控好坏的,好的主控有很好的磨损平衡算法,可以平均把数据写入分配到不同块里,这样可以尽量达到最大寿命。而一般的USB2.0和一些低端主控是没有磨损平衡算法的,比较容易损坏。不过目前的闪存芯片技术也是很好的了,可以用的时间也很久了。但是!目前居然又出了一个QLC,就是4bit/cell的,坑爹的100次写入寿命!小心别买错,不然就可以当光盘用了。

如果你已经看到这里的话,基本上你已经对U盘甚至固态硬盘有了比较深入的了解了!其实SSD,也就是固态硬盘,也是大概这个架构,但是SSD的主控有更好的性能和算法,这是一个区别。

然后我要讲的就是购买U盘的注意事项了,目前的市场也是相当混乱的,很多厂家在本来规格是MLC的U盘里混入很多TLC的,基本都是混着卖,买低端U盘基本看人品了。。然后市场上还有白片,黑片,REMARK片。白片就是质量稍好的,容量偏差不大的,因为生产厂家检测容量不够而废弃的。黑片就是质量很差的,闪存的容量偏差很大或者明显存在其它质量缺陷的。有的不良厂家为了达到某种目的,将买回来的黑片或者白片重新打字,或者将回收的旧芯片重新检测一下容量,把原来的芯片型号打磨掉,按照重新检测出来的实际容量重新打上假型号。制成的就是REMARK片,这些片很容易出现坏块,然后U盘经常出现文件损坏。千万注意别被骗了,注意看芯片表面的打磨痕迹。还有就是用软件检测下芯片,看是否正常。有些片是看不出的。还有一些卖坑爹的扩容盘,扩容盘的特点就是特别便宜,这些千万别信。扩容盘的制作很简单,1G的闪存芯片,用量产工具量产一下,随便想要显示多少容量都行,但是储存超出本身容量后就会覆盖内容,导致文件损坏,存多少损失多少,比REMARK的还坑。

接下来就是制作一个U盘了。很简单的。

准备工具:一个外壳,一个主控PCB板,闪存芯片若干,电烙铁(扁口较好),锡焊,松香。

首先你最好下载相应主控的规格说明书,看看是否支持该闪存芯片,当然,基本上市面有的都支持,不用特别担心,最多也就换个主控,十多块钱的事。

然后,闪存芯片(凹坑)对准U盘电路板的第一脚标志(白色圆形),帖上去,各个脚与电路板上的铜箔一定要对准,最好用东西夹紧,虚焊的话会出现无法识别的情况,然后先涂松香,焊锡固定,接下来把PCB斜放45度,用“拖焊”的方法焊上(如图)。然后仔细检查有没有粘连,去掉粘连。酒精洗掉松香。OK!

至此,硬件已经完成,叠焊的话要设置跳线什么的,太麻烦不教了。半成品U盘完成。

接下来就要用到量产工具了,找到主控对应的量产工具,这个网上都有下载,然后,根据具体情况,选好U盘的容量以及其他一些设置,选上低级格式化,量产开始!

接下来等待成功就行了,然后就可以复制文件啥了。不成功的话,检查虚焊,再补焊一下,检查有没有粘连,再量产一次。基本上都能成功,如果无论如何都不能成功的话,那就是主控不支持闪存芯片了,换一个就行。这个几率很小。

至此,一个U盘就诞生了。。自制U盘的成本很低=A=优势。看需要,芯片20块,64G的MLC 30-90块都有,双贴。于是一个128G的MLC U盘也就90块。高端点的玩SLC 32G 210M/S读取和写入速度什么的也就180块左右。貌似目前比较高端的U盘CZ80这个32G的MLC京东上卖289块一个,读取190M/S,写入也就100M/S。自制的虽然没啥品牌,但用着自豪不是~哈哈

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