含泪复盘!项目踩坑回炉改造血泪史(附芯片 PCB/ 原理图)
前段时间,帮朋友设计了个小玩意。需求比较简单,就是用 STM32 模拟读卡器,通过 TF 卡读写一些文件,然后再有一些别的功能就可以了。
当时我觉得,这个不难啊,之前做过类似的东西。如果你看过我之前写的关于 STM32 的 USB 的那几篇文章,复杂了不敢说,鼠标、键盘、读卡器这些还是玩过的。
对成本不算太敏感,于是翻了翻手里还有什么库存,选了个 STM32F4 的芯片,USB 选用芯片上的 USB 全速 2.0 接口,SDIO 接口驱动 TF 卡,再加上其它的一些外设。画板子加焊接,加调程序,业余时间搞的,两周不到弄完了。
USB 写入的时候,速度能到 800KB 左右。朋友说了,操作的都是几十 KB 的小文件,所以我感觉够了。
于是寄过去后,安心摸鱼…
哪知道,朋友那边收到后测了一下说不好用!!!
(⊙o⊙)纳尼?
需求没有沟通清楚
电话沟通一番,终于搞清楚了。他之前说文件大小只有几十 KB,但是数量多,可能有几十个。而且这个读卡器接入的不是我们常用的电脑,是一种工业上用的机器,可以理解为特制的工控机。
显示器也不是常用的显示器,只能显示几个特定的界面。而读卡器接入工控机后,工控机会一次性把 TF 卡里的文件全都拷入机器内部的存储空间,这个时间不能太长,太常的话会被判别为读卡器故障。
那几十个文件的拷入时间预计有几十秒,太慢了….
我晕,最烦这种事前需求不说清,事后来补充的….
方案调整+第三方工具验证
改方案吧,USB2.0 全速就不行了,要换成高速。
简单说下 USB2.0 支持的三种传输速度:
1、低速模式,1.5Mbps,换算成字节:187KB/S;
2、全速模式,12Mbps,换算成字节:1.5MB/S;
3、高速模式,480Mbps,换算成字节:60MB/S,实际不超过 25MB/S。
STM32F407 虽然支持高速模式,但是不能独立工作,需要外接一个高速的 USB PHY 芯片,这里选的是 USB3300。它是美国 microchip 公司生产的一款高速 USB PHY 芯片,外设简单,价格合适,主要是资料多~~~
既然想要速度快,USB 的差分线也要注意下,要考虑 90Ω的阻抗匹配。祭出我的工具:HQDFM!
找到工具里的阻抗计算,打开,输入线宽与间距,算出阻抗:
再来一遍:导入 PCB、布局、布线、铺铜、调整丝印,因为相比上一次做了一些改动,所以尽量用 HQDFM 工具检查一遍,避免出现一些问题。
导入 GERBER 文件后,直接“一键 DFM 分析”,还是比较省事的,综合评分 92,凑合吧。有警告的那几项挨个看一下,确认没问题,就可以确认打板…
等下,他们又新添了个小工具:字符上焊盘分析。
有点意思,试一下......还真有点小问题:
改一下,发出制板。等待的这几天,调整了下程序。两个地方,一个是 MSC_MEDIA_PACKET,默认是 512,改大一些,另外就是堆栈,也改大一些,否则速度上不去。
项目干货资料下载
最后,因为涉及到朋友的利益,工程源文件就不分享了,分享一个 USB3300 的模块的原理图和 PCB,以及 HQDFM 工具的下载链接。
HQDFM 和 AD、阿狸狗一样,也是电脑端使用的哈。下载地址(请复制到电脑端浏览器下载):
https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/hqdfm_infoq.zip
其他的资料已经放在华秋 DFM 客户端的 D 分商城专区,下载登录华秋 DFM,在 D 分商城专区就能看到。
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