【原创】i.hub压降解析，对“关于USB口带移动硬盘的的那点事儿”的一点补充

newcathay

之前在 http://www.ibmnb.com/tid759429 “关于USB口带移动硬盘的的那点事儿”中提到“由于i.hub.4要考虑电源的隔离，又多了一个电路，这个电路有50毫欧的内阻，也就是说在1A的电压下，有0.05V的压降，同30cm的线在1A电流下0.26V的压降相比，大约相当于多了6cm长的线，如果真要比较带动移动硬盘的能力，那么相对其他的HUB来说，也就是多了这6cm的等效线长而已！ ” 在这里给大家道个歉，因为这段话是基于理论上的分析，想当然的认为是这样，而疏于实测。而测试时因是带四个硬盘测试，都有外电源供电，对通过总线供电的单硬盘供电测试不足，导致上述这段话过于理想化，同实际的效果有出入。
正确的表述应改为：由于i.hub.4对整体电路的保护考虑过多，在供电上有双电源的隔离、可恢复保险丝和高频滤波三重电路保证供电的安全和纯净，但忽略了每个电路实际带来的压降，导致在总线供电（也就是不外接电源，仅通过USB线缆从计算机中取电）这种情况下，大电流设备（移动硬盘）启动时压降过多，减弱了带动移动硬盘的能力。
那么我们先来看一下我们的问题出在什么地方：
在先前的计算中，我们仅计算了双电源隔离电路的压降，

此隔离电路差不多有50毫欧的等效电阻，现在硬盘超过1A启动电流的比比皆是，我们假设启动电流为1A，那么此时在此电路

上的压降为0.05V。
先前我们仅计算了此电路的压降，而实际上，其他两个电路也都有压降，被我们忽略掉了。一个是高频滤波电路，见下图红框：

PCB示意图，磁珠用红框标注

图示的磁珠电路所用的磁珠是台湾JW的2A 600欧磁珠，经查其DC电阻为70毫欧，实际测试也差不多,也就是说在1A电流下其电阻压降为0.07V，由于电流要流经入口和出口两个USB口，所以此时的压降为0.07x2=0.14V。这个DC电阻已算做得不错的了，我们来看看日本村田的磁珠的DC电阻，

由上表可看出，村田的0805的大电流磁珠做不到600欧，但从其随高频电阻增加而DC电阻增加的趋势看，其330欧的磁珠DC电阻已达到90毫欧，已超过我们现在所采用的磁珠，更不用说即使其能做到600欧的了。所以说，这个压降在这里已算很低的了。
我们再看看PCB示意图中的紫框标注的可恢复保险丝PPTC，经实测，其压降为0.03v，也就是说其电阻为30毫欧。
另外一个考虑疏漏的地方则是PCB电路引入的压降，经测试，在1A电流下，PCB上的压降为0.06V，也就是60毫欧的等效电阻
综合以上四点：双电源隔离、高频滤波、可恢复保险丝、PCB电路四个方面的压降，在1A电流情况下，其压降达到
0.05+0.14+0.03+0.06=0.28V ，相当于一条1.8m的24/28镀锡铜的压降。而不是我们之前预想的0.05V。所以，相对于一般hub一根铁丝直连的方式，i.hub.4所采用的三重保护电路的带移动硬盘的能力大打折扣。但我们认为这三重电路，对于设备的稳定和安全的运行，不可或缺，而且通过hub外接电源可弥补这三重电路所带来的影响，因为我们测试中加外接电源带动四个移动硬盘没什么问题。在后续的设计中，我们可能会通过设计上的一些变化来弥补这里压降的影响，但是从我们的设计思路来说，先满足稳定和安全方面的设计，然后才是能否带动移动硬盘这些大电流设备。
在这里也谢谢在家对我们的支持，对于我们测试上的不足，深感歉意！

文中所提到的“关于USB口带移动硬盘的的那点事儿”链接为： http://www.ibmnb.com/tid759429

[ Edited by newcathay on 2009-1-12 23:53 ]

大洗衣盆

又见强帖。。。

archangela

对了，newcathay兄弟，机器重启以后，hub上有些设备，比如鼠标和移动硬盘需要重新插拔才能用，表现为重新插拔以后指示灯才会亮，这是怎么回事呢？

独来独往

QUOTE:

Posted by archangela on 2009-1-13 12:02

对了，newcathay兄弟，机器重启以后，hub上有些设备，比如鼠标和移动硬盘需要重新插拔才能用，表现为重新插拔以后指示灯才会亮，这是怎么回事呢？

我也遇到过这个问题，另外上次QQ里聊到的在外接电源的情况下也无法识别移动硬盘的问题，不知道是不是兼容性问题。

如果设计思路是“先满足稳定和安全方面的设计，然后才是能否带动移动硬盘这些大电流设备”，那么我觉得把这个HUB做成桌面型（类似贝尔金那样，7口＋外接电源）是最合适的。便携型的话，一方面数据线压降要小，另一方面HUB内部设计在稳定和简洁之间找到一个合适的平衡或许要更好。

PS：XD的黄金版USB线什么时候出来啊？

newcathay

QUOTE:

Posted by archangela on 2009-1-13 12:02

对了，newcathay兄弟，机器重启以后，hub上有些设备，比如鼠标和移动硬盘需要重新插拔才能用，表现为重新插拔以后指示灯才会亮，这是怎么回事呢？

能否描述一下您的应用环境，比如台式机还是笔记本，什么型号，用什么芯片组，用的什么操作系统，接的设备的型号，比如硬盘盒的型号或所用芯片，什么型号的鼠标。
因为我并没有重复出来您们所描述的现象，我测试了三台机器，两部台式机和一部笔记本，笔记本为thinkpad T61；台式机一为790FX+8450三核CPU;另一机器为C51G+AMD ATHLON 3000+。三台机器表现一致，没有出现重启后灯不亮需插拨的情况。当重启机器时，WINDOWS进入重启流程一会儿后，hub灯灭，这时应是windows卸载了驱动程序，hub进入的standby状态。然后是计算机复位,bios引导计算机，这时候hub重新加载，表现为鼠标和移动硬盘所连的指示灯亮。这之后，windows取代bios接管计算机，hub灯灭，重新进入standby状态；之后windows加载驱动程序以后，hub重新上线，windows起来以后，能正常与使用鼠标和移动硬盘。综合这三台机器，芯片组覆盖了INTEL/AMD/NVIDIA三家的芯片组，也算全了吧。
猜想一下问题所在，现在只说的是重启，没说机器冷启动，那我们假定是有重启才会出现这个问题，那么就说明在windows卸载到bios接管中间哪里出了问题，导致hub或计算机内的root hub的状态机出问题，才会出现需要重新插拨冷复位状态机的情况。
麻烦兄弟有时间描述一下情况，谢了！

newcathay

QUOTE:

Posted by 独来独往 on 2009-1-13 13:28

我也遇到过这个问题，另外上次QQ里聊到的在外接电源的情况下也无法识别移动硬盘的问题，不知道是不是兼容性问题。

如果设计思路是“先满足稳定和安全方面的设计，然后才是能否带动移动硬盘这些大电流设备 ...

新线工厂答应明天交货。20/28镀锡铜，PE包信号线，信号线对纹，pin脚镀金，外壳镀镍。

archangela

QUOTE:

Posted by newcathay on 2009-1-13 16:34

能否描述一下您的应用环境，比如台式机还是笔记本，什么型号，用什么芯片组，用的什么操作系统，接的设备的型号，比如硬盘盒的型号或所用芯片，什么型号的鼠标。
因为我并没有重复出来您们所描述的现象，我测 ...

呵呵，你不记得我了么。我的使用环境：T400，vista sp1 B版。hub上经常插着的设备是键盘和鼠标，键盘是IBM带指纹的那款usb键盘，鼠标是推杆大黑鼠。情况是有时开机或者重启后，鼠标插着的那个hub口的指示灯不亮，鼠标无法使用，需要重新插拔一下才能正常使用。但是键盘还没有碰到这个问题。移动硬盘也会出现这个问题，我有一块威宝的500G移动硬盘，插在hub上每次系统重启后都要重新开关一下硬盘盒的电源才能在系统中找到硬盘。这就是目前发现的问题，我这里条件不允许，否则我也可以多找几款鼠标和移动硬盘来测试一下了，呵呵

[ Edited by archangela on 2009-1-14 12:06 ]

独来独往

QUOTE:

Posted by newcathay on 2009-1-13 21:28

新线工厂答应明天交货。20/28镀锡铜，PE包信号线，信号线对纹，pin脚镀金，外壳镀镍。

不错

QUOTE:

Posted by archangela on 2009-1-14 12:04

呵呵，你不记得我了么。我的使用环境：T400，vista sp1 B版。hub上经常插着的设备是键盘和鼠标，键盘是IBM带指纹的那款usb键盘，鼠标是推杆大黑鼠。情况是有时开机或者重启后，鼠标插着的那个hub口的指示灯不亮，鼠标无法使用，需要重新插拔一下才能正常使用。但是键盘还没有碰到这个问题。移动硬盘也会出现这个问题，我有一块威宝的500G移动硬盘，插在hub上每次系统重启后都要重新开关一下硬盘盒的电源才能在系统中找到硬盘。这就是目前发现的问题，我这里条件不允许，否则我也可以多找几款鼠标和移动硬盘来测试一下了，呵呵

XD的移动硬盘应该是SATA接口的，用的芯片是哪个型号的？我的移动硬盘也有类似问题，应该是兼容性问题。

[ Edited by 独来独往 on 2009-1-14 12:44 ]

newcathay

QUOTE:

Posted by 独来独往 on 2009-1-13 13:28

我也遇到过这个问题，另外上次QQ里聊到的在外接电源的情况下也无法识别移动硬盘的问题，不知道是不是兼容性问题。

如果设计思路是“先满足稳定和安全方面的设计，然后才是能否带动移动硬盘这些大电流设备 ...

您说得seagate的硬盘盒，英硕尼的1606的片子，我特地买了一个回来试了试，没有问题，可以正常带动啊。您看看是不是这款,呵呵，想省点事，从网上找的图片，我的盒子是银色的，不过板型和芯片一样的

这个盒子工作起来很正常，就是比JM20336的耗电会大一点，其他没问题啊！

newcathay

QUOTE:

Posted by archangela on 2009-1-14 12:04

呵呵，你不记得我了么。我的使用环境：T400，vista sp1 B版。hub上经常插着的设备是键盘和鼠标，键盘是IBM带指纹的那款usb键盘，鼠标是推杆大黑鼠。情况是有时开机或者重启后，鼠标插着的那个hub口的指示灯 ...

呵呵，怎么会不记得呢，深圳本地的客户不多。我开始还以为每次重启都会出现，我这边的微软光学鼠，不管是直连计算机，还是通过hub，偶尔在冷启动（因为我机器很少重启，一般都是直接关机）时进入windows后会出现鼠标LED不亮，需要重新插拨才能正常工作。如果每次重启都会出现，那问题就大了，呵呵。偶尔出现，以我遇到过的情形来看，不管是直接接还是通过HUB接，都会出现这种情况。因为USB是一种主从式的协议，从设备上线是需要主设备主动去发消息的，而主设备判断从设备是否在线则是根据其信号线上的电平状态来确定的，至于是主设备有什么问题导致从设备不上线，或从设备本身有什么问题就不得而知了。至于为什么引起这个现象，可能需要更进一步的测试研究才能得出结论。
因为本身来说，象hub这些设备都是成熟方案来的，所以应该说如果有问题，所有NEC芯片的HUB都该会有，如果和主设备的上线逻辑有关的话，相信所有HUB都会有这个问题，所以，欢迎有相关体验的兄弟们不吝赐教，也讲讲您们的经验和看法吧，大家一起来研究一下，先谢了！

[ Edited by newcathay on 2009-1-14 16:56 ]

newcathay

QUOTE:

Posted by 独来独往 on 2009-1-14 12:38

不错

XD的移动硬盘应该是SATA接口的，用的芯片是哪个型号的？我的移动硬盘也有类似问题，应该是兼容性问题。

[ Edited by 独来独往 on 2009-1-14 12:44 ]

移动硬盘倒没遇到过这个问题，只有鼠标有遇到过

big-eblis

发现2504内置的USB HUB在冷启动时，外部的WD硬盘盒偶尔也会出现识别失败。这时2504上所有的USB接口都没电，外设全部不能用。

wlsswj

"因为USB是一种主从式的协议，从设备上线是需要主设备主动去发消息的，而主设备判断从设备是否在线则是根据其信号线上的电平状态来确定的，至于是主设备有什么问题导致从设备不上线，或从设备本身有什么问题就不得而知了。至于为什么引起这个现象，可能需要更进一步的测试研究才能得出结论。
因为本身来说，象hub这些设备都是成熟方案来的，所以应该说如果有问题，所有NEC芯片的HUB都该会有，如果和主设备的上线逻辑有关的话，相信所有HUB都会有这个问题"

不愧是搞技术的,讲的很有道理,很确切.

正如:"USB是一种主从式的协议" 所讲: 主设备与从设备,从冷启动加电,或热启动时,主设备与从设备在感知信号时序不一致时,就可能会发生USB设备不认的情况. 偶尔, 都是正常机器与设备也会发生. 我也偶尔遇到过.但并不频繁.

但如果经常或总是这样就要查 "是主设备有什么问题导致从设备不上线，或从设备本身有什么问题"了.

archangela

QUOTE:

Posted by newcathay on 2009-1-14 16:46

呵呵，怎么会不记得呢，深圳本地的客户不多。我开始还以为每次重启都会出现，我这边的微软光学鼠，不管是直连计算机，还是通过hub，偶尔在冷启动（因为我机器很少重启，一般都是直接关机）时进入windows后会出 ...

了解了，看来还是很复杂的技术问题啊，newcathay兄弟果真不愧是搞技术的

独来独往

QUOTE:

Posted by newcathay on 2009-1-14 16:17

您说得seagate的硬盘盒，英硕尼的1606的片子，我特地买了一个回来试了试，没有问题，可以正常带动啊。您看看是不是这款,呵呵，想省点事，从网上找的图片，我的盒子是银色的，不过板型和芯片一样的
http://ww ...

是的，这个芯片相对来讲比较费电，只有在X32上能直接带动，其他的必须用Y型线才能带动

newcathay

QUOTE:

Posted by big-eblis on 2009-1-14 23:14

发现2504内置的USB HUB在冷启动时，外部的WD硬盘盒偶尔也会出现识别失败。这时2504上所有的USB接口都没电，外设全部不能用。

呵呵，在网上找了找，只找到一张2504的拆解图，

看不太清楚，在usb接中附近，有一个SMSC的芯片，再细的字体看不清楚了，应该就是SMSC的usb hub芯片。国内市场上台湾、国内的usb hub芯片为主，然后就是日本的了，基本上看不到SMSC的，估计和美国人的成本有关，NEC的hub芯片据代理商说，06年以后的都移到国内生产的。所以对SMSC实在是不熟悉。
按您说得情况，应是SMSC这个HUB芯片都没上线，要不然不会出现所有口都不能用的情况。那我很想知道，遇到这种情况，您是怎么解决的？要插拨整个底座吗？主要没实物，看不清USB的电源管理是直连呢，还是有类似1526这类的电源管理芯片。说实话，我对这种电源芯片没啥好感，因为他们都是靠温升来判断切断条件的，不够快！还是得电子式的才好！
不过thinkpad就是thinkpad啊，做工那是绝对的好，光看那固态电容就知道了，呵呵！

FLU

唔，想起俺当年满赛格的给自己产品找最粗的USB线的情景了，现在都忘了

当时俺做的是个车载的U盘播放器，输出电压已经调到5.08伏左右了，但普通的延长线接上移动硬盘还经常带不动。再提电压又害怕损毁那些便宜的读卡器（某些读卡器为了降成本不用三端稳压，直接串二极管凑合下）

newcathay

QUOTE:

Posted by FLU on 2009-1-29 00:52

唔，想起俺当年满赛格的给自己产品找最粗的USB线的情景了，现在都忘了

当时俺做的是个车载的U盘播放器，输出电压已经调到5.08伏左右了，但普通的延长线接上移动硬盘还经常带不动。再提电压又害怕损毁那些便宜 ...

是啊，在赛格找粗线，我们也经历过，不仅是赛格，华强北的几大市场，只要是做线的，我们都一家家问过。这个市场，最好找的线就是几毛钱一根的铁丝做的线，之前我们找的配线那个规格在整个华强北就一家有，而且我们还不是特满意，这也导致我们直接向工厂订线，也就是现在我们手头的“黑金”系列线了！

thinkghost

强帖！拜读！

345688509

强帖！拜读！

骑驴也上树

我弄的usb延长器是那种转换成rj45 再转回usb的

似乎10米之内没问题我家弄的16米的网线就不行了鼠标勉强可以键盘插上就完蛋终端usb hub+供电也不成

哎~~ 商家还宣称这个东西支持50米真郁闷白买了~~

请教楼主我还有什么办法可以解决吗

newcathay

QUOTE:

Posted by 骑驴也上树 on 2009-4-17 01:59

我弄的usb延长器是那种转换成rj45 再转回usb的

似乎10米之内没问题我家弄的16米的网线就不行了鼠标勉强可以键盘插上就完蛋终端usb hub+供电也不成

哎~~ 商家还宣称这个东西支持50米真郁闷白买 ...

这个对您网线要求也挺高的，所以别人的50米也可能是在很好的网线上的测试结果！

網遊在線

手里用的是贝尔金的 7口桌面HUB 感觉一般

		自动登录	找回密码
密码			注册

【原创】i.hub压降解析，对“关于USB口带移动硬盘的的那点事儿”的一点补充

评分

回复 #10 newcathay 的帖子

银牌荣誉勋章(注册10年以上会员)

铜牌荣誉勋章(注册8年以上会员)

月全勤勋章