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拆解多端口USB-C集线器——兼具Thunderbolt 3功能?

2023-12-20 13:44:08 Brian Dipert 阅读:
能同时处理USB-C和Thunderbolt 3协议的设备端口相当罕见,尤其是五年前设计的、二十来美元的那些产品。但这正是鹰格龙所声称的——上方指向外界的USB-C端口具有双重功能,可以处理Thunderbolt 3的40Gbps速度和各种显示接口。下面就来拆拆看它是如何做到的。

早在2018年10月,我就意识到多年来苹果在其各代笔记本电脑上集成丰富端口的日子即将结束,因此我决定立即购买一台多端口集线器,用作我下一代苹果笔记本电脑的配件。我在亚马逊网站上看到一款在售产品,售价为22.49美元。诚然,它来自一家我从未听说过的公司Ingelon(鹰格龙),并且该公司现已不再列在亚马逊网站上(可能是受到几年后亚马逊永久封禁多个存在虚假评论的中国品牌行动的影响),但我在其他地方找到了一张常用照片:mISednc

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鹰格龙将其称为“7-in-1”(7合1)集线器,其中的“7”指的是以下外部接口:mISednc

  • USB-A(2个)
  • HDMI
  • Thunderbolt 3
  • USB-C
  • SD卡
  • microSD卡

然而,这个命名并不标准,因为正如照片中所看到的,它夹在2016年或更新版MacBook Pro侧面的两个USB-C连接器上。此类设备通常被称为“x-in-2”集线器。相反,“x-in-1”集线器通常采用“加密狗”的形式,就像我也拥有的这个产品一样:mISednc

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总之,套用Charlton Heston(编者注:美国已故演员兼美国步枪协会前主席)的话说,“想从我手中夺走我2015年初版的13英寸Retina MacBook Pro (RMBP),毋宁死。”我依然坚持使用我具有丰富集成端口的苹果笔记本电脑直到现在,甚至期间出现过电池膨胀的问题,也没有让我产生换机的念头。但可惜的是,明年,它将从苹果软件支持的产品列表中跌落到底部,即使它仍能良好地运行,但我也将被迫迁移到更新的系统。mISednc

因此,我最近购买了两款后继候选产品,其中一款将用作备份,两者都是从Small Dog Electronics电子产品商店购买的开箱状态产品:mISednc

  • 去年秋天购买的2020款13英寸RMBP,基于2.3GHz四核Intel Core i7 CPU,配有16GB RAM和512GB SSD;
  • 今年夏天购买的同年款MacBook Air,基于Apple Silicon M1 SoC(8个CPU内核,7个GPU内核),具有相同的RAM和SSD分配。

两个系统都在左侧提供了前面提到的双USB-C端口,因此我从仓库中找出了鹰格龙集线器并进行了尝试。但是,我把它弄坏了。mISednc

我没有直观地意识到,而且也没有说明书能帮我辨别(我提到该产品随后从亚马逊网站消失了),虽然可以以“正常”方式(标签朝上,触点朝下)将microSD卡插入上部插槽,但下部插槽中的标准SD卡的方向相反。我试图将SD卡强行插入插槽中,但是被内部组件中的某个东西卡住了,因此该插槽无法再容纳SD卡。也就是说,甚至在我遇到灾难之前,我就已经注意到,每当我插入集线器时,两台笔记本电脑都会做出反应,就好像我有第二个显示器连接到集线器的HDMI端口一样,即使我没有这样做——我在其他地方还没有遇到过的这种令人恼火的小故障。但是,我总是有一个拆解的“B计划”。mISednc

说到这,让我们先来看下外包装:mISednc

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它是“太空灰色”的:mISednc

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最后一个盒子视角对我来说是最有趣的(不仅仅是因为它包含最多的字眼,重要的是所说的内容):mISednc

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正如我今年写的苹果发布会分析文章中提到的,能同时处理USB-C和Thunderbolt 3协议的设备端口相当罕见,尤其是五年前设计的、二十来美元的那些产品。但这正是鹰格龙所声称的——上方指向外界的USB-C端口具有双重功能,可以处理Thunderbolt 3的40Gbps速度和各种显示接口。或许他们的意思是仅Thunderbolt 3有效,很难确定。我没有测试传输速率或显示连接选项来明确确认或否认这一点,但无论如何,它能够双向传输电力并且只需要一个充电电源就可以实现为笔记本电脑充电,这本身就很好。mISednc

让我们看看里面有什么:mISednc

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除了该设备本身及几个计算机端口保护器和保护性泡沫外壳之外,里面没有太多其他东西:mISednc

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以下是待拆解设备的一些外部视图,像往常一样附有一枚直径为0.75in(19.1mm)的美国便士,用于尺寸比较:mISednc

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最后一个镜头给出了通往内部的提示:mISednc

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注意到下边缘的两颗六角螺丝了吗?下面开始拆解。mISednc

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围绕集线器顶部、底部和外侧的铝制支架现在即可滑落下去:mISednc

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也就让我们第一次看到了内部:mISednc

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下一步是将PCB轻轻地从底座中推出:mISednc

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PCB终于脱离出来(这是我处理过的最简单的拆解之一!):mISednc

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无可否认,这一坚固又时尚的外壳给我留下了深刻的印象,尤其是在这个价位上:mISednc

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PCB顶部无源器件丰富,而IC相对较少:mISednc

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此处可以看到两个IC,分别是位于中间的瑞昱半导体(Realtek Semiconductor)的RTS5452 Type-C供电控制器,以及位于其下方和图像底部的普冉半导体(Puya Semiconductor)的P25Q40H 4Mb SPI NOR闪存。这家位于中国上海的普冉半导体确实是一家我以前从未听说过的公司!后一个芯片的其左侧是microSD连接器。左上角是两个用于连接外设的USB-C母连接器,右上角则是用于插入计算机的USB-C公连接器,顶部是HDMI连接器:mISednc

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PCB顶部的下半部分没有什么吸引力,只有两个USB-A连接器。mISednc

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现在把PCB翻转过来……mISednc

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这次看到了更多IC!总的来说,我很惊讶设计中包含了如此多的IC,特别是考虑到它的价格点。mISednc

由于我是把PCB垂直旋转过来来看它的背面,因此HDMI连接器现在位于底部。上面是谱瑞科技(Parade Technologies)的DisplayPort转HDMI收发器PS176HDM,这是另一家我以前没有遇到过的公司。往上和往右的一颗IC我无法识别出来,它带有以下三行标记:mISednc

FE8.1mISednc

MD31018mISednc

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上面是创惟科技(Genesys Logic)的GL3225 USB 3.1 Gen1双/单LUN(逻辑单元号)读卡器控制器。说到卡,后两个IC的左侧是我不小心弄坏的SD卡插槽。mISednc

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最后但并非最不重要的一部分是PCB背面的底部(同样位于该方向的顶部)。两个USB-A连接器之间是工作的“大脑”,即瑞昱的RTS5411 USB3.2 Gen1 4端口集线器控制器:mISednc

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我将以PCB顶部的一些侧面照片作为结束:mISednc

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底面“朝上”:mISednc

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至此,这次的拆解就完成了!由于我没有剥离掉任何法拉第笼或类似的东西,我确信我可以将设备重新组装到之前的状态,但由于它之前功能已经受损,我想我后续不会再把它捐赠出去。mISednc

(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Peering inside a multiport USB-C (and Thunderbolt 3?) hub,由Franklin Zhao编译。)mISednc

本文为《电子技术设计》2023年11月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里mISednc

责编:Ricardo
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Brian Dipert
EDN资深博客作者。Brian Dipert是前EDN杂志的高级技术编辑。 他是BDTi的高级分析师,嵌入式视觉联盟的主编,以及AnandTech、EDN杂志和《低功耗设计》的特约编辑。 他也是Sierra Media的创始人。
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