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【总结】+USB接口读取设备不稳定

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chentongxiong|  楼主 | 2014-5-26 21:39 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
问题现象:连接外围设备时,SATA接口读取硬盘正常,USB接口有时可以读到设备,有时不能读取,工作不稳定。
问题原因USB差分线上串联33R电阻太大,导致传输线上数据畸变,USB设备无法识别。
问题查找
1.      测试USB设备兼容性,发现不同品牌的USB设备识别几率不一样,国外品牌更容易识别,另外U盘比移动更容易识别。
2.      测试1.1和2.0设备时,发现1.1设备热插拔多次,读取完全正常,USB2.0设备时,可以识别有设备插入,但无法读取激活盘符,连接USB3.0移动硬盘时,完全无法识别。
分析原因
1.      从USB协议上分析,USB1.1标准传输速率为12Mb/s时,USB2.0传输速度480Mb/s时,根据T=RC,电阻越大,数据上升沿时间越长,低速数据传输时信号对此电阻不是非常敏感,但在高速数据传输过程中,不得不考虑此电阻带来的很大影响。
2.      从PCB阻抗上分析,USB差分线阻抗要求90R,阻抗通过以下公式计算
在没有串接电阻时,计算此电阻为87R,当串联33R电阻时,此阻抗已完全超过90R很多,阻抗已完全不匹配,影响不同品牌USB设备兼容性。
3.从USB测试眼图上分析,可以看到,USB差分线上串接33R电阻时,眼图已经有杂波,影响数据正常传输,串联0R电阻时,眼图完全睁大无杂波,下面是测试USB全速传输中上传数据时眼图测试结果:
差分线上串联0R电阻

差分线上串联33R电阻
问题总结
USB差分线上串联电阻,并不是完全不可以,有时需要USB差分线上串联几欧姆电阻,主要是考虑到外部设备可能存在的静电或浪涌,避免芯片内部被大电流烧毁。通常情况下,我们需要根据当前设备支持的标准,合理的选择串联电阻大小。比如在USB1.1标准下,即使在USB差分线上串联33R电阻,由于数据传输速率慢,也不会影响USB正常工作,但USB2.0以上,差分线上串联几欧姆可能都会有影响。
在设计上,目前的USB设备大都工作在2.0以上,而且芯片内部已经做了静电和浪涌防护措施,为了保险期间,在USB接口处预留静电保护器件,基本上不需要串联任何电阻,这样一方面不影响设计阻抗,另一方面对高速数据传输也无影响。

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xyz549040622 + 5

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沙发
xyz549040622| | 2014-5-28 10:25 | 只看该作者
给你顶下!

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板凳
czdo| | 2014-5-28 10:51 | 只看该作者
影响阻抗了

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地板
czdo| | 2014-5-28 10:51 | 只看该作者
影响阻抗了

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5
mmuuss586| | 2014-5-28 17:47 | 只看该作者
谢谢楼主分享

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6
chentongxiong|  楼主 | 2014-5-28 18:39 | 只看该作者
czdo 发表于 2014-5-28 10:51
影响阻抗了

在设计的时候考虑一下板材,板厚,线宽,包地之类的参数。

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7
chentongxiong|  楼主 | 2014-5-28 18:40 | 只看该作者
mmuuss586 发表于 2014-5-28 17:47
谢谢楼主分享

客气

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8
shui81shui| | 2014-11-1 11:58 | 只看该作者
谢谢!

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