U盘FLASH芯片代换升级完全手册

U盘FLASH芯片代换升级完全手册（同样适用于MP3/4/5）FLASH芯片代换升级在MP3维修和U盘DIY中是经常要用到的，比如维修MP4的时候怀疑固件问题，想刷FW，但是手上没有确定正确的固件的时候，常常会焊下原机FLASH，焊上代用的FLASH来刷固件，以避免故障扩大。而如果是怀疑FLASH损坏，那代换FLASH更是必不可少了。图1TSOP48封装的FLASH图3主要引脚说明一,基础知识现在数码设备上常用的FLASH基本都是TSOP48封装，其引脚比较密，焊接的时候最好用尖头的烙铁。见图1,闪存芯片，不同容量是PintoPin的，即芯片的封装、引脚的功能、外围电路都是基本相同的。可以说是硬件间的兼容，这为FLASH代换提供了基础。常用的FLASH都属于并行FLASH，是同时可以传输多位数据，分为8位和16位，8位就是说FLASH有8个数据脚（I/O0-I/O7)也有的是标为（D0-D7），一次可以同时传输8位数据。16位以此类推。常用设备中用8位的较多，占到9成以上。在图2中可以看到，除了数据脚，8位和16位的FLASH其他引脚是一致的。在图2中我们发现，FLASH的48个引脚中很多都是空的（NC），特别是8位的FLASH（因为16位FLASH用得很少，所以下面的说明都是以8位的FLASH作为例子），一共才用了19个脚，这其中我们需要了解的只有2个,CE和R/B脚。这2个脚对FLASH代换升级有较大影响。CE是片选，和主控的CE脚相连，只有CE被主控相连选中，FLASH才能工作。Ｒ／Ｂ：就绪／忙输出，Ｒ／Ｂ的输出能够显示设备的操作状态。Ｒ／Ｂ处于低电平时，表示有编程、擦除或随机读操作正在进行。操作完成后，Ｒ／Ｂ会自动返回高电平。由于该端是漏极开路输出，所以即使当芯片没有被选中或输出被禁止时，它也不会处于高阻态。图44CE的FLASH图52CE的FLASH图61CE的FLASH前面提到，闪存芯片，不同容量是PintoPin的，即芯片的封装、引脚的功能、外围电路都是基本相同的。为什么说是基本相同呢？因为不同容量FLASH可能采用的管芯数量不同，从而造成引脚的细微差别。什么是管芯呢？这要从闪存起源说起。1984年，东芝发明闪存技术，直接催生出多种产品问世：MP3播放器、PDA，数码相机，智能手机等。作为行业标准制定者，2000年，东芝倡导成立SD协会，衍生出包括：SD卡、minisd卡、TF/MICROSD卡等，被各种电子产品广泛应用。闪存盘应该是在2000年首次面市，当时全球共有5家企业拥有自有闪存盘品牌的销售，这5家主要是以色列的M－system、新加坡Track、朗科优盘、鲁文易盘和韩国FlashDriver。可以说，闪存和U盘的商业应用是在2000年，当时由于工艺限制，推出的多是8-32M小容量闪存。随着技术发展，闪存很快进入G时代，容量超出了管脚的寻址范围。还好设计的时候已经考虑到这个问题，采用了类似CPU多核心这样的方法，在FLASH内部集成多个核心，由主控通过CE脚选择相应的核心来工作，同一时间只有1-2个核心在工作（双通道同时有2个核心在工作，单通道是1个）。现在常见的FLASH最多内部集成了4核心，也就是4管芯，多是用在4G以上的大容量FLASH上。2管芯的FLASH是最常用的，从512M到8G都有。单管芯FLASH多是小容量，为1G以下，三星和镁光有部分2G的也采用单管芯。所以简单的说，管芯是为了解决容量问题而生的，管芯越多，容量越大。每个管芯对应一个CE脚，4管芯的FLASH就有4个CE脚，工作的时候，主控通过程序选中不同CE脚，对应的管芯则进入工作状态。图4-图6是不同管芯的FLASH的引脚对比，我们可以看都除了CE脚，R/B脚也不同。每个管芯除了对应一个CE脚，还对应一个R/B脚，所以4管芯的FLASH就有4个R/B脚，以此类推。因为R/B脚是管芯工作状态的标志，这个脚不连，FLASH工作也会不正常。所以FLASH某个管芯正常工作的条件是1,对应的CE脚被选中，2,R/B脚状态正确。我们在FLASH代换升级注意这2点就可以了。图7,FLASH参数我们拿到一个数码设备的时候，先要看原机FLASH参数。在FlashGenius.exe中输入FLASH型号，就能拿到基本参数。FlashGenius现在的数据库比较全，如果查不到，多半FLASH是黑片。在FLASH的参数中，我们要注意4个。见图7.第一“存储介质类别”，这个说明FLASH是SLC还是MLC，内部有几个管芯。第二，“I/O接口位宽”，这个说明闪存是8位还是16位FLASH，代换的时候要相同，8位换8位，16位用16位的换。第三，“存储密度”，这个就是FLASH容量。第四，“芯片特征”，这个说明FLASH有几个CE和R/B脚。图8,ATJ2091主控图9SK6211主控图10AU6983连接图11HY27UU08AG5M二，主控和FLASH的关系FLASH并不是单独存在的，必须和主控配合使用，所以主控功能大小决定了采用何种闪存。下面我用几个例子来说明。图8是ATJ2091MP3主控，图9是SK6211U盘主控。主控我们需要注意3点，1,数据脚，看看是8位还是16位，16位的主控多半支持双通道FLASH，8位的则只能支持单通道FLASH。像ATJ2091只有D0-D7（49-57脚），就只能支持单通道FLASH。而SK6211有FD0-FD15共16个数据脚，支持双通道FLASH。什么是双通道呢，简单的说，单通道就是主控在同一时间只能使用FLASH一个管芯，传输8位数据，双通道则是主控在同一时间内同时使用FLASH2个管芯，一次能传输16位数据，这样理论是双通道在单位时间内传输数据将比单通道快1倍。双通道一般要求要2片型号相同的FLASH来组成。第2,要看主控的CE脚，主控CE脚决定了主控最多可以接几片FLASH。在图8中，ATJ2091有3个CE脚（35-37），所以最多ATJ2091只能接3管芯的FLASH，注定了不能用4管芯的FLASH来代换。而图9中SK6211有4个CE脚（8,9,28,29脚），所以SK6211在单通道接法中，可以接4管芯FLASH。但是SK6211有16个数据脚，所以在双通道接法中SK6211最多可以支持8管芯的8位FLASH，下面我们以AU6983的实际接线来说明。图10是HIT00所著〈超级混合型U盘【AU6983＋HYUT8Gx4＋HYUT4Gx2】〉一文中的接法，=64298&keyword=AU6983,图10中我们可以看到，AU6983有3个CE脚，16位数据脚，这样理论上在双通道的时候AU6983可以接6管芯的8位FLASH。HIT00在制作中采用了4片HY27UT088G2A（4*1CE)和2片HY27UT084G2M(2*1CE)，HY27UT088G2A在图7的检测中可以看到是1管芯的FLASH，有1个CE和1个R/B脚，HY27UT084G2M也是一样的，6片FLASH加起来刚好是6管芯。如果HIT00采用的是2管芯的HY27UU08AG5M，见图11,那么他最多只能上2片HY27UT088G2A（2*2CE）和2片HY27UU08AG5M(2*1CE)的组合.明白了这些，我们在升级代换FLASH的时候就不会选错FLASH了。第3,要看主控的R/B脚，这个我们留到后面再讲。图12,2091NFLASH连线图13SK6211FLASH的RB脚连法图14,ATJ2051的FLASH的RB脚连法，注意，7脚是打叉的三，FLASH代换1.主控，FLASH代换首先要考虑的是换上去的FLASH主控支持吗，因为换了FLASH多半还是要量产的，所以即使PCB硬件支持，还是要考虑主控是否支持，特别是ST,SPECTEK一类的厂家，其生产的闪存很多主控都不支持。2，PCB兼容性。现在新的主控基本都支持4CE的FLASH，但是有时候生产的PCB却是专门针对某些FLASH设计的，对其他FLASH并不兼容。像我就见过一款MXT8208主控的PCB板，上面只有1个8位的FLASH空位，并且是2CE的，所以即使MXT8208本身支持4CE的FLASH，具有双通道功能，但是你上4管芯的FLASH还是用不了。3.代换原则，在图4-图6中可以看出，FLASH是向下兼容的，即4CE的兼容2CE，2CE兼容1CE的。如果板上原来是4CE的FLASH，你要用2CE的FLASH代换，无需调整，直接焊上即可。1CE代换2CE的也是一样。反过来当用2管芯的FLASH代换1管芯FLASH就需要考虑了，多出的引脚怎么接。我们以ATJ2091为例子来说明。图12是某款2091N的FLASH连线图。原机使用的的HY27UT084G2M，512M,1管芯的闪存，现在要用2G的HY27UU08AG5M，2管芯的闪存来代换。比较HY27UU08AG5M和HY27UT084G2M，Y27UU08AG5要多出R/B2（6脚），CE2(10脚）。在原机中，FLASH10脚直接连到2091N的37脚CE2上，这说明PCB设计的时候已经考虑要兼容2CE闪存了，所以不需要我们再动手改造。再看6脚，原机是通过R8接地的。我在前面就说到R/B脚是代换升级FLASH要考虑的第三个因素，但是没有详细说明。想在就仔细的说给大家听。Ｒ／Ｂ：就绪／忙输出，Ｒ／Ｂ的输出能够显示设备的操作状态。Ｒ／Ｂ处于低电平时，表示有编程、擦除或随机读操作正在进行。当Ｒ／Ｂ处于低电平时，主控无法对FLASH进行读写操作，只有当Ｒ／Ｂ处于高电平时，主控才能对FLASH进行读写操作。原机7脚RB1连到2091N的39脚R/B端，并通过上拉电阻R6连到VCC，保证了RB1始终是高电平。但是原机6脚RB2通过R8接地，使得位低电平RB2，原机用的是1管芯的FLASH，6脚是空脚，接地没有影响，现在用2管芯FLASH代换，如果不作电路改动，那FLASH内部有一个管芯将始终处于忙状态而无法读写，论坛里面几位朋友都是这样，换了FLASH而无法刷FW，就是因为RB2状态不对导致的。所以在这里，要把6脚R/B2接地取消，焊下R8,焊上R7，把RB2和RB1并联，一起连到2091N的39脚。2管芯的FLASH有2个RB脚，4管芯有4个RB脚，但是不管有多少个RB脚，都是一个连法，所有RB脚应该状态是一样的，所以RB脚基本都是并联在一起的，见图13,SK6211FLASH的RB脚连法。SK6211FLASH的4,5,6,74个RB脚并连到SK6211的30脚。RB脚目前有3种连法，第一是像ATJ2091这样，FLASH的RB脚和主控RB脚相连，但是要连个上拉电阻到VCC，保持高电平。第二是像SK6211这样FLASH的RB脚和主控RB脚相连，没有其他附加元件，U盘主控多是这样的连法。第三种是像ATJ2051那样的，主控上没有设置RB脚，FLASH的RB脚不和主控连接，空着（空着的时候也是高电平）或者连个上拉电阻到VCC，保持高电平。见图14.不管是哪种接法，我们只要把多出的RB脚确保不接地，不7脚RB1并联就可以了。4管芯FLASH代换2管芯FLASH和2管芯FLASH代换1管芯FLASH道理是一样的，只要考虑多出的RB和CE脚就可以了，RB脚前面说了，很方便，只要不接地，并联在一起就可以了。CE脚要看PCB上做出走线了吗，如波没有CE3,CE4的走线就只能飞线到主控了。图15,第二片FLASH多余引脚去掉，剩余的弯成和芯片成90度四，FLASH的升级FLASH的升级主要目的就是扩容，当然也有的是用SLC替代MLC闪存，提升速度，在这里我们不考虑先。FLASH的升级有2种情况，1,单芯片改单芯片，就是用大容量的闪存替代原机小容量的闪存，这就是我上面提到的FLASH代换，这里就不多说了。2,单芯片改双芯片，即用2片FLASH代换原机单独的FLASH。这里面又分单芯片改双通道和单芯片改单通道2种情况。单芯片改单通道，多用在数码设备上。前面图4-