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宋元浩 发布

10Gbps超高速NVMe/M.2移动硬盘盒-JMS583

 
设计简介

1.简介

JMS583是可以将PCIe Gen3x2 设备转 TYPE-C USB3.1 GEN2(10Gbps)的桥接芯片。

可以制作成固态硬盘盒,速度最快10Gbps,即1024MB/s

可用于XBOX的外挂硬盘存储

2.注意和可以改善的地方

做这个挺多坑的,不过我已经帮你们踩了。

固定M.2的铜柱,我使用的是这种

M.2电源部分,只需要焊接这里的0欧即可,其他不用焊接

踩过坑,焊接完无法读盘,因为上电时序不对,导致JMS583发送请求信号时M.2设备还未上电,M.2一直等待。是固件问题

推荐换成FB100/5A@100MHz的大电流磁珠或0欧,此处电流较大。

DCDC使用之前用开的TD1583,这个DCDC最高输出3A电流,实测使用致态TiPlus5000(3.3V 2.5A)测试会有啸叫

改进:

1.电感换大点的,当时测试时使用2.2uH,建议更换10uH以上(原理图已更新)

2.更换大电流DCDC

3.前后级增加大电解电容

 

建议主控贴上散热铝片,10Gbps时可能会顶不住而降速

3.阻抗匹配

板厚1.0mm

对于M.2 NVME需要走85欧阻抗匹配

对于USB-C需要走90欧阻抗匹配

4.实测

测试接口:PCIe 4.0 x4 | PCIe 4.0 x4

芯片组:B760芯片组

测试主板:华硕 ROG STRIX B760-A GAMING WIFI D4

处理器:13th Gen Intel Core i7-13700KF

板上测试源硬盘:ZHITAI TiPro7000 1TB 理论传输7500MB/s,6000MB/s

4.1 致态 TiPlus5000 512G NVME 固态硬盘

接口:PCIe Gen 3.0*4

标准:NVM Express1.4

理论读取:3500MB/s

理论写入:3200MB/s

缓存大小:未知

4.1.1 主板上速度:

接口:PCIe 4.0

主板上DiskMark速度,读取能比理论速度还快。

主板上实际文件写入速度

前面能上到3G/s,后面稳定2G/s以上

4.1.2 USB 3.0 5Gbps速度:

线材:USB对TYPE-C 10Gbps 线材

接口:USB3.0 5Gbps

移动硬盘盒中DiskMark速度

实际文件写入速度

4.1.3 USB 3.0 10Gbps速度:

线材:TYPE-C对TYPE-C 20Gbps 线材

接口:TYPE-C 20Gbps

移动硬盘盒中DiskMark速度,已经摸到10Gbps速率的天花板了

实际文件写入速度,会差点

4.2七彩虹CN600 256G NVME 固态硬盘

接口:PCIe Gen 3.0*4

标准:NVM Express1.3

理论读取:2000MB/s

理论写入:1500MB/s

缓存大小:未知

4.2.1主板上速度:

接口:板上PCIe 4.0

主板上DiskMark速度,基本上能跑到理论速度

主板上实际文件写入速度

前面应该是有缓存,后面稳定写入1.27G

4.2.2 USB 3.0 5Gbps速度:

线材:USB对TYPE-C 10Gbps 线材

接口:USB3.0 5Gbps

移动硬盘盒中DiskMark速度

实际文件写入速度

 

4.2.3 USB 3.0 10Gbps速度:

线材:TYPE-C对TYPE-C 20Gbps 线材

接口:TYPE-C 20Gbps

移动硬盘盒中DiskMark速度,写入也差不多摸到天花板了,对比致态的差了一点

实际文件写入速度

5.固件烧录

附件JMS583.bin

之前有同学在SATA硬盘的工程问我如何烧录,我这里放一下烧录过程

1.购买FLASH烧录器

2.下载好烧录软件

3.使用附送的烧录板将FLASH焊接到烧录板上

4.放入FLASH到烧录器,连接电脑

5.打开烧录软件(有些烧录器无免驱,需要下载驱动才能识别到烧录器)

选择FLASH芯片,智能检测大部分时候识别错误,不推荐使用

6.点击载入bin文件

7.对于空片,点击写入、烧录即可

对于FLASH内有内容的来说,选择读出看看是否有内容,再点击擦除,擦除后再点击写入即可

对于不确定的FLASH,或者说所有FLASH,无论是否空片(因为有些卖家会买你拆机FLASH),我更推荐都先擦除,擦除后读出来看看是否已经全部擦除,然后再写入bin,写入后可以再读取出来看看bin中内容是否已经都写入了,这是最保险的做法。

8.烧录器断电,拆出FLASH,焊接到主板中(此图非本工程图片)

不推荐使用烧录夹将已经焊接到主板的FLASH进行烧录,FLASH连接的主控会影响烧录,建议拆下来烧录!

6.总结

 

确实能跑上10Gbps,可以做成移动硬盘盒

我的PCB画那么大是因为能够白嫖四层板工艺,尺寸卡到99.5mm,做成条形的就要加长收费,而且M.2的座子不好焊接,因此元器件尽量都在正面可以方便大家用加热台铁板烧,因此画成了这种异型。

高速信号走线参考此处

RTL9210方案已经有大佬做了,我就不做了

https://oshwhub.com/kx111111/rtl9210_2230_typec

ASM2362方案本人已提上日程,目前本人没空搞,预计排期到今年下半年

ASM2362已经有大佬做了,我就不做了。指路:

https://oshwhub.com/xyzdiy/nvme-type-c-ying-pan-he

参考设计图片
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