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标题: 正德诚出品i.HUB.7 KRAKEN 7口极品USB2.0　HUB　128元 [打印本页]

作者: newcathay 时间: 2011-1-5 17:16
标题: 正德诚出品i.HUB.7 KRAKEN 7口极品USB2.0　HUB　128元
本帖最后由 newcathay 于 2011-1-5 17:18 编辑

正德诚出品，必属精品！
i.hub.7 KRAKEN　128元现货热卖中，

http://item.taobao.com/item.htm?id=6141098529

我们相信：MADE IN CHINA不会永远被翻译为“山寨”

基本配置：
i.hub.7 KRAKEN x1
黑金II　５０cm B公线 x1
不标配电源，我们测试时黑金II 1.8米线连主机，下游用黑金线连移动硬盘，在IBM THINKPAD T61和C.A79 X5 790FX主板上，都可无外接电源直接驱动两个移动移盘，所以一般情况下用不上电源。当然，您主板USB口的输出功率不足不在此列。

下面简单说下这个HUB的基本特点
1.NEC UPD720114 x2
2.双电源隔离
3.超低压降隔离电路，理论阻抗5~10毫欧
4.超大电流负载能力，超过4A
5.浪涌电流上报和切断，WINDOWS操作恢复
6.外电源高、低压关断
7.效率高达95%的1.5M DC-DC芯片为主芯片供电
8.固态电容储能，为下游设备提供充沛、稳定的电源
9.逐端口的保护和告警上报，主机可控制式恢复

关键技术点说明：
为什么要用NEC 的芯片？
其实说这点比较费话，NEC为USB FORUM的发起者之一，其对USB协议的理解和实现基本是处于巅峰位置，这一位置从８年前USB2.0最开始时即已达到，当时即便是业界老大INTEL，也深陷USB兼容性的烂泥中，更不要说众小弟了，而只有NEC在当时能提供极高兼容度的产品。自此，NEC一直保持在USB2.0控制器领域着性能和兼容性的优势地位。
为什么要做双电源隔离？
其实，在国外所产的HUB，这是基本要求。您再怎么也不会找到一个BELKIN、三合或宜丽客这样牌子的HUB是不带隔离的。但是，在国产的HUB中，刚好相反，你很难找到一个HUB是做了隔离的。为什么，这就涉及到后面要讲的下游驱动能力的问题了！国外厂商为了避免驱动问题和隔离，宁愿做出把总线供电去掉，必须插外电才工作这样麻烦的决定，也不会如国内厂商一般直连即可。当中做产品的态度值得我们回味！
下表明示了不同的电源隔离电路和下游驱动能力的关系

HUB	主芯片	双电源隔离	下游驱动能力	保护
i.HUB.7 KRAKEN	NEC uPD720114，一线芯片，兼容性，稳定性一流	第四代隔离技术，无缝切换，全球独家	整体20毫欧阻抗，超强驱动，不用外接电源即可轻松带动两个移动硬盘；正德诚独创的双层BUS技术，使用两块PCB组合，电源单独走一块板，使用1.5OZ铜技术，支持大电流和超低压降电源传输	正德诚独创的第三代保护技术，逐端口保护，windows告警上报，ms级保护
日本三和、宜丽客HUB	NEC芯片，一线芯片，兼容性，稳定性一流	早期使用继电器或专用电源管理芯片的一、二代技术隔离，新产品基本上用低成本的二极管三技术隔离。继电器隔离切换所有设备会重新上线	继电器较强；电源管理芯片驱动能力较弱，内置MOS的RDS电阻和完全按协议的限流，导致带不动移动硬盘	电源管理芯片自带保护，内置热敏保护，几十ms保护
美国通路商BELKIN HUB	高端SMSC/低端GL850G。高端，一线芯片，兼容性，稳定性一流；低端一般	基本上用低成本的二极管三技术隔离	受限于二极管的固有大压降，驱动能力弱，无外电源仅能驱动如U盘、鼠标类的小电流设备；驱动移动硬盘需要外接电源	PPTC自恢复保险丝保护，保护速度慢几十至上百ms，内阻大，无告警上报
国内的飚王、力特HUB	一般用GL850A，二级芯片，一般	基本上用低成本的二极管三技术隔离	受限于二极管的固有大压降，驱动能力弱，无外电源仅能驱动如U盘、鼠标类的小电流设备；驱动移动硬盘需要外接电源	PPTC自恢复保险丝保护，保护速度慢几十至上百ms，内阻大，无告警上报
大品牌贴牌HUB	一般用GL850A，二级芯片，一般	国外的品牌基本上用低成本的二极管三技术隔离，国内的无隔离	受限于二极管的固有大压降，驱动能力弱，无外电源仅能驱动如U盘、鼠标类的小电流设备；驱动移动硬盘需要外接电源	PPTC自恢复保险丝保护，保护速度慢几十至上百ms，内阻大，无告警上报
国内的杂牌HUB	一般用GL850A或FE1.1等三线品牌IC，GL850A的算高档的才用	基本无隔离；因为电源无隔离，直通设计，但是外电源可能会倒灌影响主机，典型问题是接外电源台式机开不了机	看电路设计水平，一般较强，因为双电源直通，无隔离电路	一般无保护

l这个切换电路比较难于平衡保护、成本和驱动能力三个方面，如果省掉，一般客户是发现不了什么问题，但是在一些特定或极端情况下，会出现电脑不开机甚至是击坏的情况，但是驱动能力因为少了一个电路而得到加强。这个电路是比较难设计的，因为要有良好的驱动能力，成本上升过多，比较难以接受，正德诚也是发展了三代电路才把这块做到性能、保护的平衡，但成本偏高。
从发展来说，这个隔离电路也演化出几种电路，第一种就是电源管理芯片自带的隔离功能，由于成本和驱动能力关系，已基本淘汰；第二种是日本人的继电器隔离，同样是成本关系，另外就是切换速度，这种方案在市面上也见不到了；第三种是现在普遍使用的肖特基二极管隔离。现在我们将结合正德诚的三代隔离电路和这三种电路做个比较：

隔离技术	电源隔离	驱动能力	切换速度	成本
正德诚三代	有	强，10~20毫欧通路电阻，结合正德诚的双层BUS技术，已做到无外接电源直接驱动两个移动硬盘	快，无缝切换	高
电源管理芯片	有	受限于内置MOS的大RDS电阻和低保护电流，驱动能力较弱	快，无缝切换	高
继电器	有	驱动能力较强	慢，所有设备需要重新上线	高
二极管	有	受限于二极管的固有大压降，非常弱，只能带动小电流设备	快，无缝切换	低，基本可以不算
无隔离	无	直连电路，较强	快，无缝切换，直连根本无需倒换当然快	无

何谓下游驱动能力？
说穿了，说是下游带动设备的能力！为最大程度的减少外接电源的使用，方便用户，KRAKEN在下游驱动电路上下了大功夫。其结果是，在普通台式机和THINKPAD T61笔记本的无外接电源测试中，KRAKEN直接带动了两个移动硬盘，其中一个是30G时代，硬盘耗电顶峰时的硬盘；另一个是现在最新的500G硬盘。这得益于独有的双电源隔离电路的优异性能和独有的双层BUS技术的结合，再加上1.5O铜的电路板，和强大的逐端口放置的固态电容，20毫欧的整体阻抗使得KRAKEN的驱动能力基本上做到了业界带隔离的数一数二。
为啥要用固态电容？
固态的优点各大DIY网站说得够多了，这符合我们的设计理念，稳定、耐用，不用担心爆浆这类麻烦事，减少使用麻烦。产品是拿来用的，好用是最高要求。
高频滤波为啥要用0402
这个说起来比较复杂，简单说一下，两点：一、体积越小，体电感越小，滤波性能越好，尤其对高频信号更是如此；二、体积小，可以很方便放到离电源脚很近的地方，最大和度缩短高频杂波的对地回路。大有有可能见过整整齐齐排在离芯片很远的滤波电容，说是滤波电容，还不如说是摆设好了，那么远早过了有效距离。这两点对专业人员来说，较好理解，一般用户大概知道即可！

研发总工谈KRAKEN

KRAKEN，i.HUB.7,
NEC芯片的USB 2.0 HUB。在一块已经被深耕过的市场，一块被廉价、低质的劣币驱逐良币的市场，一块市场被国内的低质低价和国外的中质高价划分
为二个档次差别极大，价格天差地远的市场。KRAKEN开发之初就被设计为另外一条之路，质量/器材选型/规格按高档来走，价格上，坐跨
两个市场横断的中间位置。

从技术细节来
说，KRAKEN的
设计之目的就为了解决、融合几种类别的HUB上
的优势，支除其短板，为USB2.0
HUB这最后两年来个最后的疯狂，树立一个也许是传说中的神器，也许是个2.0时代为大家取
乐的笑话。不管是神器还是笑话，至少做为KRAKEN的
开发者，我们可以理直气壮的说，我们至少向顶峰开始冲击了。从结果来说，我们认为在付出了150%的努力后，我们得到了80%的结果。在之前的HUB中，其实有几
个问题一直是末得到一个完美的解决：一是保护，在USB的初期，不少芯片厂家都推出了基本USB协议的USB电源管理芯
片，由于协议设计的滞后性，这些芯片的保护值大约在900~1100mA之间，对于大电流的移动硬盘来说，这个保护值对大部分的硬盘来说，有点低
了，再加上从成本和USB只
有小电流这种意识出发，这类芯片内置的MOS的Rds大都超过了100毫欧，其引入
的压降在稍大一点电流的情况下也成为一个不能忽视的影响USB驱动能力的因素；二是电源隔离技术，在外接电源和隔离与不隔离上，国内厂家和国外厂家明
显走上了实用和保守两个向左走、向右走的截然不同的方向，基于90%应用安全的考虑，国内厂家直接连起来两个电源，从而省了成本，也很容易解决下游的驱动能
力；基于100%的
安全，基本所有的国外厂家会将HUB的USB总线供电和外
接电源供电隔离开来！这种隔离所带出来的隔离电路，不管采用何种方案，相对不隔离来说，其驱动能力、无间断切换都会是一个跨不过去的门槛。KRAKEN也是主
要针对这两方面做专门的优化。这也是KRANKEN采
用两块电路板对接成一个完整产品及连接器的离散分布的根源，这块内容将在后文中详细论述。

KRAKEN空间结
构上采用了两板电路板通过板间连接器对接而成的结构，我们内部称之为双层巴士结构，这在HUB的设计中，是
独一无二的。从功能上说，这两块电路板可分成信号板和电源板。顾名思义，信号板主要处理信号相关的事务，我们的USB的主芯片和相
关的信号线全部在这块板上；另一块板，则专门处理电源管理相关的事务，一是实现电源的管理，二是实现整体电源回路的超低压降；

作者: newcathay 时间: 2011-1-5 17:17
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KRAKEN采用的
方案是NEC的uPD720114，
这是从4口
的i.hub.4延
续下来的传统，经过i.hub.4的
大量的长期客户使用（其中包括大量的大数据量的工业级应用），720114做为一款功耗低、兼容性好、运行稳定的芯片是不容置疑的。KRANKEN是采
用两片720114内
部级联而成对外7口
的HUB。
除了主处理芯片的选型外，信号板着重对于信号传输影响大的方面进行设计，主要设计点：

信号线的差分阻抗的匹配和差分线精确的匹配（匹配精度达到5mil,也就是
0.12mm，实际上一般达到20mil的匹配已很不错了），在信号线上使用了
TDK的共模扼流圈滤除外界通过USB线带进来的共模干扰。什么叫共模干扰，就是相位相同的干扰，一般是在USB传输路径上受外界干扰而产生的。因为
USB信号是差模的，所以共模干扰是无用信号，得去除。要理解这个共模干扰很简单，比如我们手头的电铬铁，工作电流很大，在般形开关的封合瞬间，会向外发
出大量的无线干扰，而USB线这么长，形成一个天然的天线。随便拿一个USB键盘，在铬铁的几十公分处即可，开关铬铁，键盘就会出现无故上下线的情况，这
就是因为省成本USB线上没做屏蔽或屏蔽不够，无线信号同时在USB线的各个线上产生了同相的干扰，共模扼流圈的功用就是为了去除这个干扰。在日产的
HUB上，我们还能看得见一个四脚器件变成了两个直流的小电阻，那原来设计的就是共模扼流圈，但是共模扼流圈很贵啊，一个器件的价格比得上一个MOS管
了，而且其效用很难为消费者所注意到，所以省成本第一个上来就该是他了。出于对日本人好东西一向留给自已用，笔者很阴暗的想是否在日本本土销售的HUB是
有这些器件的！；
两个晶振均采用在滤波电容脚个同GND单点连通，保证晶振区的信号稳定；；
去耦电容的选择和布局：去耦电容是专门针对高频杂波进行去耦
的器件，所以对于高频滤波，选用更小的器件能有效降低器件的等效电感，从而得到更短/更稳定的交流回流路径，KRAKEN的
基板全部采用0402的器件；同时，所有的滤波电容均最大可能贴近电源管脚，也就紧大程度在保证了电源的最小回流路长，保证了滤波的效果和
整板的售号完整性！；对于芯片侧储能电容，KRAKEN也演进为便用业界电容制造的顶端，0603/10uF/X5R的电容，所以大家不要看好象
KRAKEN的周边没有1206 10uF这样大个头的电容，其实我们有这种大容量的电容，只不过，我们把他们缩小了；
高效率的电源模块，我们使用了600mA下效率高达95%的DC-DC模块，比之从山寨到贝尔金们都使用的1117的LDO电源的67%的效
率，高
了近30%。在HUB的全部接口都用上的情况下，HUB芯片的耗电达到最大，大约150mA，两个芯片300mA，功率接近1W。那么这两种电源解决方案
的耗电差大约1.49-1.05=0.44W。对于USB2.0的受限的电源来说，这点节约下来的电流可不算小，算下来的话，可以驱动两个全带工作的鼠标
或U盘或者5个USB键盘！
逐端口的全固态电容，这样保证了每一个端口的电流的稳定，平息瞬间电流的大幅变化引起的波动。
接口：KRAKEN使用的接口均为全黄铜外壳，磷铜触点镀金工艺的。这样带来几点好处：一是黄铜壳相对普通铁壳来说，弹性更好，接口的上下压
力弹片能保证
在长期插拨以后不会出现铁壳那样的弹性降低，压不紧插头的情况；二是黄铜外壳不会不现铁壳长期使用后的锈迹斑斑的情况；三是磷铜触点弹性高，韧性好，长期
插拨后能保证触点不下塌，保证插头的良好接触；四是镀金能防止铜触点接触空气后生成氧化层影响触点的接触性能从而影响信号质量和电气传输质量！
说完了KRAKEN的基板，那么我们再来看看上层的那块电源板

下图是上面的电源板的顶面和底面的俯视图，从图中一眼可以看出，和基板相比，器件更多，结构复杂。这块板主要是来处理电源相关的保护和通路的。这块板子的
保证了KRAKEN的优秀的下游驱动能力和保护能力。

顶板是采用
1.5OZ铜艺生产，相对于普通HUB的1/2OZ铜，单就铜泊面来说，已是普通HUB的4倍，再加上，脱离了高密度信号线的约束，电源通路采用大规模的
铺铜设计，使得即使在有电源隔离电路的情况下，KRAKEN极能保证每个通道不到20毫欧的超低阻抗，就这点来说，在业界已算是独家了。同时，隔离电路切
换速度极快，也保证了下游设备在电源切换过程中不会出现传输中断/重新上线的情况。
背面的PCB布线组成的通路保证每条至下游的通路的
阻抗差不多只有10几个毫欧，这在带隔离的HUB中是绝无仅有的，此前驱动能力最好的小日本的继电器隔离的所带来的触点的接触阻抗那是绝对大于
KRAKEN这个由优选器件所组成的纯电子的隔离电路。
说完驱动电路，又得来说说KRAKEN的电源部分的另一亮点：保护。KRAKEN现在设计来是对每个端口分别做保护，当其中任一端口出现短路情况
时，KRAKEN会关闭当前这个端口并上告主机此端口出现故障，由计算机在屏幕右下角提出警告，而同时其他口仍可续继工作，不受任何影响。用户可选择移动
当时短路源后再直接在计算机上操作重新打开这个端口。在端口关闭期间，该端口的亮橙黄灯，提示用户该端口故障。

无图无真相，先上两张测试图，当下游USB侧电流超过预设电流以后，主机上会出现USB端口浪涌指示

点击浪涌提示信息，出现下图，在消作下游设备的故障后，点复位，整个HUB正常工作

这种功能的实现，以前只能靠USB端口电源管理来实现，也就是在有电源管理芯片的HUB上能看见，但是出于成本和驱动能力的考虑，在现在市面上的HUB
中，电源管理芯片基本绝迹了，所括贝尔金的高端HUB中也看不到，所以这种高级电源管理功能大家已算是好久不见了！

我们通过对电路的分析，用我们自已方式实现了这个电路，电源管理芯片的内阻高达100多毫欧，这也直接导到使用电源管理芯片的HUB的驱动能力偏弱，这也
是其被淘汰的原因之一。我们的单器件的内阻是多少，5毫欧，绝对没看错，就是5毫欧。相对来说，对驱动能力一点儿影响都没有！

完善的电路保护，是i.hub.7区别于其他HUB的典型特征
另一方面，在USB端口侧，还存在一个低压锁定电路，当USB总线供电低于民用5V的最低标准值4.75V几十毫秒以后（这个不是很紧急的，所以设
定为几十毫秒），电路会切断由USB总线过来的电源，并电源的三个亮一起亮警示用户：1.该路USB总线供电已钳制（钳制的意思是只有小电流设备仍能工
作，移动硬盘等大电流设备被强制下线）；2.USB口供电不足以驱动下游设备，需要外接
电源。

说到这里，不得不提一下KRAKEN的灯，KRAKEN的外壳目前考虑是采用磨砂半透明的材质，分为电源和端口指示两种灯。电源灯为三盏，USB总
线供电和外电源供电各一盏，指示当前HUB供电源是哪种，其中外电供电时，靠近插座的灯会发出蓝色光；USB总线供电时，靠近USB
IN座的灯会发出翠绿色的光；另外一盏为橙色的USB供电欠压锁定灯，当USB总线供电由于欠压时间过长而被锁定后该灯亮，同时两旁的绿蓝二灯也亮，指示
客户USB驱动不足并被钳制，需要外接电源为HUB供电。
差点还忘了提到外电源入口处的两个圆滚滚的大家伙，这个叫宽频磁珠　Wide Band Chokes
，主要是消除从电源上过来的干扰和杂波。如果要从大家明显能感受到的效果来说，就是下游音箱里的电流声没有了。看看下图，是这个器件的阻抗曲线

下面是我们常用的片状磁珠的频率-阻抗图

其实从等效电阻来看，一眼就可看出差别，宽频磁珠的在很广的范围内的消噪效果都不错，叫宽频磁珠的确是非常的贴切。
市面上的普通宽频磁珠一般使用铜包钢或者铜包铝线，我们的磁珠则是专门订做的，用的铜线做导线，限于篇幅，铜线的相比钢和铝在电传输和热性能方面的
优势就不必多说了。

下面为KRAKEN的基本操作的录象，供大家参考：

i.HUB.7 KRAKEN的基本操作视频
http://www.tudou.com/programs/view/90T5ikYs9V0/
i.HUB.7 KRAKEN的电源切换视频
http://www.tudou.com/programs/view/t0PqcO_GN9o/

项目名：i.hub.7.circle
正式名称： Kraken （来自于挪威海怪）

作者: caithefirst 时间: 2011-1-6 13:13
有个四口的 i.HUB

作者: newcathay 时间: 2011-1-6 20:08
回复 caithefirst 的帖子

多谢支持！握握手！

作者: hao82 时间: 2011-1-8 11:19
之前买过他们的usb线，和他们聊过电话，觉得是热血的创业者～

欢迎光临 POPPUR爱换 (https://we.poppur.com/)