U盘的设计与开发.doc

摘要
本项目主要内容是开发一个U盘，要求能实现一个市场上U盘的基本功能：能够读取、能够保存、支持擦写。论文主要内容包括以下六个部分：
第一部分对U盘作一个初步的介绍，包括U盘、USB的发展历史，U盘、USB的应用领域等。
第二部分着重介绍了开发U盘的两个开发工具ORCAD与PADS软件，简单的介绍了其强大的功能、安装过程以及一些基本的使用，为在后期的U盘开发：画电路图、封装电路图、封装PCB做好前期准备。
第三部分详细介绍了U盘的运作原理、USB传输协议、组成原理、以及开发U盘要使用的芯片。
第四部分根据前面的基础画出电路图、制作电路板、锡焊芯片的过程、U盘的测试，完成一个U盘。
最后部分是致谢、参考文献以及附录。
关键字：PCB、主芯片、FLASH 、NAND FLASH、i5060、K9F5608、EDA。
目录
摘要 I
第一章U盘概述 1
§ 什么是U盘 1
§ U盘发展史 1
§ U盘的用途 2
§ U盘的发展趋势 2
第二章开发工具ORCAD与PADS的介绍 3
§ ORCAD讲解 3
§ PADS 讲解 4
第三章U盘原理及芯片 6
§ U盘原理 6
§ USB端口介绍 6
§ USB传输协议 6
§ U盘原理 7
§ U盘的文件系统与芯片 8
§ U盘文件系统（FOR C） 8
§ U盘芯片介绍 9
第四章U盘的封装与测试 14
§ 画电路图及封装电路图 14
§ 画PCB及封装PCB 15
§ 15
致谢 19
参考文献 20
附录 21
第一章 U盘概述
§ 什么是U盘
U盘即USB盘的简称，而优盘只是U盘的谐音称呼。U盘是闪存的一种，因此也叫闪盘。最大的特点就是：小巧便于携带、存储容量大、价格便宜。是移动存储设备之一。
§ U盘发展史
U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。但这五家推出的产品是有区别的，M－system、track、优盘以及Flashdriver的第一代闪存盘在各种操作系统下都必须要安装驱动程序才可使用，这并没有实现闪存盘真正的“移动存储”的特点，而且当时这些厂家推出的闪存盘价格非常高，朗科优盘的16M产品就卖到了1000左右。鲁文推出的第一代闪存盘———U盘就具有“无驱”功能。无驱是指用户除了在Windows98／SE操作系统外，其他的windows2000、windows xp等操作系统下都无需驱动程序，易盘可即插即用，让用户真正地实现移动存储。
随着无驱型易盘面市，其他品牌也紧接其后，朗科的第二代优盘也推出了无驱功能。随着消费者对闪存盘的认知度提高，消费者对闪存盘功能的需求也日益增多。鲁文公司在2002年初就推出了具有“无驱、启动、硬加密”功能三项功能于一体的“三合一”型U盘。此三合一U盘是指U盘除了具有无驱功能，还具有启动系统功能，可将U盘做为系统启动盘来启动系统，这项功能使得软盘没有存在的意义了；值得一提的是“硬加密”功能，此功能使得易盘具有私密性，用户必须键入正确的密码方可使用U盘，这样可以防止用户私密性的资料被其他人窃取。U盘已不仅仅具有存储功能，而具有了更多的个性化特色。
§ U盘的用途
从只有几家生产厂家到现在数以万计，从几M的存储空间到现在几G甚至更大，从几百上千的价格昂贵价格到现在几十元，从有驱动到无驱动，正真实现可移动存储，这些到现都只不过短短的几年时间；相信你手中拥有至少一个的U盘。
U盘是一种移动存储器,主要由flash闪存芯片和外壳组成。U盘除了存储文件方便随身携带数据之外，那 U盘还能做什么用呢？恐怕这也正是好多朋友经常思考的一个问题吧。最初U盘可作的是DOS启动盘，现在已经很少使用了，不过还有可用之处，比如做成DOS启动盘，放进去GHOST工具，来恢复ghost系统，也很实用的，这很适合小U盘，比如32MB以下的U盘。目前的好多主板都支持USB-HDD、USB-zip等启动，只要用专门的软件，如UltraISO工具，可以直接把ISO格式的镜像系统文件做成启动盘，安装操作系统。
§ U盘的发展趋势
目前最典型和主流的方向是：在U盘存储空间上专门辟出一块很小的区域，预装(Preload)一个软件系统，以其来实现系统引导、查杀病毒、信息加密等各类丰富的功能，甚至