Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kleine Speicherplatine USB-Massenspeicher


von Norbert M. (Gast)


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Hallo,

bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, eine Speicherplatine für 
USB-Massenspeicher zu erstellen. Problem: das Teil soll ziemlich klein 
werden, insbesondere die Breite der Platine ist ziemlich begrenzt, 
maximal 4,5 mm). Die Länge ist nicht so kritisch, wenn möglich wäre es 
aber toll, wenn man das Ganze unter 15 oder maximal 20 mm bekommen 
könnte.

Das Problem ist, daß ich keine passenden Flashs gefunden habe für diesen 
Zweck. Und selbst wenn, bliebe ja immer noch das Problem, einen 
passenden Controller zu finden.

Klar, das Problem erledigt sich natärlich, wenn man bei Toshiba und co. 
anfrägt, die machen das Packageing natürlich, wenn man das entsprechende 
Kleingeld hat und/oder Hunderttausender-Stückzahlen bestellt. Allerdings 
handelt es sich hier um Nieschenanwendung, also Stückzahlen maximal 
zweistellig. Ich tu' mir schon schwer, einen passenden Flash-BGA zu 
finden. Und die Controllersuche scheint dann fast unlösbar.

Es kann auch ein Hybridschlatkreis sein, etc. Habe aber leider absolut 
keinen Plan, wie das Problem lösbar ist. Hintergrund ist der, daß die 
Schaltung in ein kleines Röhrchen mit Innendurchmesser von ~4.4 mm 
eingeführt werden muß. Kontaktierung erfolgt übrigens über einen 
Nadeladapter, nur zur Info, damit's dann nicht wieder heisst "Aber der 
Stecker ist doch fuennef Mal größer als die Schaltung".

Speichergröße hat übrigens nicht Priorität, > 4 GBit wäre natürlich 
schön, allerdings kann das Specihervolumen auch kleiner sein, wenn's 
dafür dann eine Lösung gibt.

Vielen Dank sagt N0R

von Schreiber (Gast)


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Norbert M. schrieb:
> Hintergrund ist der, daß die
> Schaltung in ein kleines Röhrchen mit Innendurchmesser von ~4.4 mm
> eingeführt werden muß.

und dann braucht die Platine ja auch noch platz :(

Ich fürchte, dass man da den DIE direkt auf die Platine bonden muss...

von Jim M. (turboj)


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Norbert M. schrieb:
> Hintergrund ist der, daß die
> Schaltung in ein kleines Röhrchen mit Innendurchmesser von ~4.4 mm
> eingeführt werden muß.

I²C EEProms gibts in SOT23-5, das könnte knapp passen. Speicherplatz 
wird da aber in KBit und nicht GBit gemessen.

> Kontaktierung erfolgt übrigens über einen
> Nadeladapter

Dann würde einen USB µC in diesem Adapter unterbringen und über die 
Nadeln  I²C Protokoll fahren.

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Es gibt einige PICs im 4x4mm QFN Gehäuse. Da kann man zwar 2 der 4 
Seiten/Pins vlt nicht so gut (überhaupt) nutzen, aber er passt drauf. 
Braucht man nur noch n nichtflüchtigen Speicher...

Sollen dann 4 PADs zum Verbinden da sein? Nen Stecker passt ja 
jedenfalls nicht drauf und auch zum direkt reinstecken ist die Platine 
nicht breit genug.


edit:
Hier gibts auch Flashs von Microchip:
http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=71201
Z.B. der SST26VF032 im WSON Gehäuse ist 5mm breit und hat 32MBit
oder der SST25WF080B im USON ist 2mm Breit und hat 8MBit.

Bei 4.5mm breite wird es denke ich eng mit 2 Lagen, es sei denn es passt 
alles gut zusammen.

von Arc N. (arc)


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Norbert M. schrieb:
> Das Problem ist, daß ich keine passenden Flashs gefunden habe für diesen
> Zweck. Und selbst wenn, bliebe ja immer noch das Problem, einen
> passenden Controller zu finden.

Passender Controller für (NAND-)Flash kann eigentlich fast alles sein 
(abhängig von den Anforderungen an die Übertragungsrate etc.), da die 
Ansteuerung der "normalen" so gut wie jeder Controller mit ext. 
Speicherschnittstelle kann. Zur Not könnte das auch mit Port-IO in 
Software gemacht werden.

> wenn man das entsprechende
> Kleingeld hat und/oder Hunderttausender-Stückzahlen bestellt. Allerdings
> handelt es sich hier um Nieschenanwendung, also Stückzahlen maximal
> zweistellig. Ich tu' mir schon schwer, einen passenden Flash-BGA zu
> finden.

Nischenanwendung heißt aber meist auch entsprechend hoher Preis...
dann könnte es sich u.U. rechnen nach KGD (Known-Good-Die) zu suchen...
ohne Packaging... falls das eine Option ist.

> Speichergröße hat übrigens nicht Priorität, > 4 GBit wäre natürlich
> schön, allerdings kann das Specihervolumen auch kleiner sein, wenn's
> dafür dann eine Lösung gibt.

Wenn grob z.B. die Mindestspeichergröße bekannt wäre, wäre das schon 
hilfreich...

von Norbert M. (Gast)


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Schreiber schrieb:
> Norbert M. schrieb:
>> Hintergrund ist der, daß die Schaltung in ein kleines Röhrchen mit
>> Innendurchmesser von ~4.4 mm eingeführt werden muß.
> und dann braucht die Platine ja auch noch platz :(
> Ich fürchte, dass man da den DIE direkt auf die Platine bonden muss...

Prinzipiell wäre das auch kein Problen, aber irektes Bonding auf's PCB 
gibt's nur in Stückzahlen. Haben wir eben leider nicht. :-(
Die Platine an sich wär' ja kein Problem, sicher, zweiseitig wäre ein 
Hit, aber das geht wohl kaum. Multilayer muß es da schon sein, nehme ich 
an.
Aber wie gesagt, die Platine ist nicht so das Problem, der Speicher und 
der dazupassende Controller stellt eigentlich die Schwierigkeit dar.

Jim Meba schrieb:
> Norbert M. schrieb:
>> Hintergrund ist der, daß die Schaltung in ein kleines Röhrchen mit
>> Innendurchmesser von ~4.4 mm eingeführt werden muß.
> I²C EEProms gibts in SOT23-5, das könnte knapp passen. Speicherplatz
> wird da aber in KBit und nicht GBit gemessen.

SOT-23-X ginge sogar, nur die Grössenordnung k-Bit ist schon ein 
bisschen Mau, wenn ich ehrlich bin. Am liebsten wäre mir irgendso ein 
Mini-BGA mit ein paar MBit und dazu einen gleich kleinen Controller.

>> Kontaktierung erfolgt übrigens über einen Nadeladapter
> Dann würde einen USB µC in diesem Adapter unterbringen und über die
> Nadeln  I²C Protokoll fahren.

Das Interface nach aussen ist eben vorgegeben USB-Massenspeicher. Wenn 
das anders ginge, dann könnten wir ja gleich seriell nach einem Chip 
reinfahren, zum Beispiel auf irgendeinen kleinen BGA-Flash.

Michael Skropski schrieb:
> Es gibt einige PICs im 4x4mm QFN Gehäuse. Da kann man zwar 2 der 4
> Seiten/Pins vlt nicht so gut (überhaupt) nutzen, aber er passt drauf.
> Braucht man nur noch n nichtflüchtigen Speicher...

Das klingt schon mal gut.

> Sollen dann 4 PADs zum Verbinden da sein?

Genau, 4 Pads auf der Platine zum Kontaktieren. Entfernung zum "Host" 
kleiner 1 cm.

> Nen Stecker passt ja jedenfalls nicht drauf und auch zum direkt
> reinstecken ist die Platine nicht breit genug.

Wie gesagt, das Steckerzeugs ist uns eigentlich egal ;-p

> Hier gibts auch Flashs von Microchip:
> http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=71201
> Z.B. der SST26VF032 im WSON Gehäuse ist 5mm breit und hat 32MBit
> oder der SST25WF080B im USON ist 2mm Breit und hat 8MBit.

Das würde dann schon passen. Die Frage wäre dann halt, ob der PIC 
USB-Massenspeciher emulieren kann. Die Architektur ist auch scheissegal, 
egal ob PIC, ob Atmel, ob Motorolla oder 8051er, solange es für umass 
eine Library gibt soll es recht sein. Gesucht ist auch nicht der 
Controller des Herzens, Haupotsache ist, daß es eine funktionierende 
Lösung gibt.

> Bei 4.5mm breite wird es denke ich eng mit 2 Lagen, es sei denn es passt
> alles gut zusammen.

Wenn es sich Vierlagig ausgeht wäre es schon gut.

Arc Net schrieb:
> Norbert M. schrieb:
>> Das Problem ist, daß ich keine passenden Flashs gefunden habe für diesen
>> Zweck. Und selbst wenn, bliebe ja immer noch das Problem, einen
>> passenden Controller zu finden.
> Passender Controller für (NAND-)Flash kann eigentlich fast alles sein
> (abhängig von den Anforderungen an die Übertragungsrate etc.), da die
> Ansteuerung der "normalen" so gut wie jeder Controller mit ext.
> Speicherschnittstelle kann. Zur Not könnte das auch mit Port-IO in
> Software gemacht werden.

Ob das jetzt über ein dezitiertes Speicher-Interface geht oder der 
Controller von mir aus Bit-Banging auf das Speicher-IC macht ist uns 
eigentlich herzlich egal. Die Hauptsache ist, daß die ganze Konstruktion 
für einen Computer dann eben wie ein USB-Massenspeichergerät aussieht 
und daß es in das Röhrchen passt.

>> wenn man das entsprechende Kleingeld hat und/oder Hunderttausender-
>> Stückzahlen bestellt. Allerdings handelt es sich hier um
>> Nieschenanwendung, also Stückzahlen maximal zweistellig. Ich tu' mir
>> schon schwer, einen passenden Flash-BGA zu finden.
> Nischenanwendung heißt aber meist auch entsprechend hoher Preis...

Sicher, der Preis wird relativ hoch sein. Aber...

> dann könnte es sich u.U. rechnen nach KGD (Known-Good-Die) zu suchen...
> ohne Packaging... falls das eine Option ist.

... sowas wäre eben definitiv zu teuer, leider :-(

>> Speichergröße hat übrigens nicht Priorität, > 4 GBit wäre natürlich
>> schön, allerdings kann das Specihervolumen auch kleiner sein, wenn's
>> dafür dann eine Lösung gibt.
> Wenn grob z.B. die Mindestspeichergröße bekannt wäre, wäre das schon
> hilfreich...

Ich sag' mal so, wenn's eine Lösung mit 512 Mbit gibt, dann könnte ich 
mich damit auch anfreunden, das wäre so die unterste Grenze. Grösser 
wäre jedenfalls gerne bevorzugt.

LG und Danke, n0r

von Michael S. (rbs_phoenix)


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Norbert M. schrieb:
> Michael Skropski schrieb:
>> Hier gibts auch Flashs von Microchip:
>> http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.as...
>> Z.B. der SST26VF032 im WSON Gehäuse ist 5mm breit und hat 32MBit
>> oder der SST25WF080B im USON ist 2mm Breit und hat 8MBit.
>
> Das würde dann schon passen. Die Frage wäre dann halt, ob der PIC
> USB-Massenspeciher emulieren kann. Die Architektur ist auch scheissegal,
> egal ob PIC, ob Atmel, ob Motorolla oder 8051er, solange es für umass
> eine Library gibt soll es recht sein. Gesucht ist auch nicht der
> Controller des Herzens, Haupotsache ist, daß es eine funktionierende
> Lösung gibt.

Ja, in der MLA (oder MAL) gibt es Massenspeicherlibs. Das ist nicht das 
Problem.


>> Bei 4.5mm breite wird es denke ich eng mit 2 Lagen, es sei denn es passt
>> alles gut zusammen.
>
> Wenn es sich Vierlagig ausgeht wäre es schon gut.

Wenn es in eine Röhre muss, dann sollte es auch eine 0,8mm oder dünnere 
Platine sein. Da bleibt nur noch 3,7mm über, sprich 1,85mm max. Höhe der 
Bauteile. Zudem musst du am besten mal aufmalen und gucken, ob der 4x4mm 
PIC mit der Höhe nicht zu groß ist. Wird nach oben ja immer schmaler.

>> Wenn grob z.B. die Mindestspeichergröße bekannt wäre, wäre das schon
>> hilfreich...
>
> Ich sag' mal so, wenn's eine Lösung mit 512 Mbit gibt, dann könnte ich
> mich damit auch anfreunden, das wäre so die unterste Grenze. Grösser
> wäre jedenfalls gerne bevorzugt.
>
> LG und Danke, n0r

Egal bei welchem Händler ich gucke, in ausreichend kleinen Packages gibt 
es max. 16MBit. Ich weiß nicht, in wiefern bei der Speichergröße der Die 
alleine schon größer ist...

Mich würde es interessieren, wieso das in eine 4,5mm Röhre muss.

Du kannst selber ja mal bei digikey gucken. Da kann man in der letzten 
Spalte nach Packages <4.5mm Filtern. Nach meinem Ergebnis ist das ein 
"N25Q016A11E5140F", im 2x2.8mm BGA mit 16MBit. Nach dem Kriterium 
"512MBit oder mehr" ist bei Packages mit 6mm Schluss (nach unten) und 
nur 512MBit bei den Speichern. Einen 1GBit im 24LBGA Gehäuse gibt es, 
ist aber momentan nicht auf Lager.

Aus meiner Sicht also: Entweder du gibst dich mit 16 oder vlt 32MBit (2 
SpeicherICs) zufrieden, oder aber du musst ein größeres Röhrchen nehmen.

Wozu soll es denn überhaupt so klein sein? Die einzigen Anwendungsfälle 
wären: Sticks zum Schmuggeln von Daten, so dass sie nicht entdeckt 
werden oder geocaching. Bei beiden wäre es aber möglich, ein größeres 
Röhrchen zu nehmen.

von Irgendwer (Gast)


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Vielleicht mal so einen auseinanderbauen und schauen wie Groß die 
Platine darin ist. Ohne Gehäuse und ohne Stecker dürfte der schon recht 
klein sein, aber vermutlich immer noch etwas zu groß (bei 8,4mm Dicke 
und ca. 1mm Plastik dürfte das Innenleben wohl so um die 6mm haben). 
Aber vielleicht finden sich darin ja Anregungen was man nehmen könnte.

http://www.kingston.com/datasheets/dtmc_en.pdf

von Norbert M. (Gast)


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Michael Skropski schrieb:
> Egal bei welchem Händler ich gucke, in ausreichend kleinen Packages gibt
> es max. 16MBit. Ich weiß nicht, in wiefern bei der Speichergröße der Die
> alleine schon größer ist...

Leider, eben, das haben wir auch gefunden. Vom Die würde es sich wohl 
ausgehen, aber mit package haut's nicht hin.

> Mich würde es interessieren, wieso das in eine 4,5mm Röhre muss.

Der ursprüngliche Plan war, daß es in eine Standard-Kugelschreibermine 
von Parker passt.

> Aus meiner Sicht also: Entweder du gibst dich mit 16 oder vlt 32MBit (2
> SpeicherICs) zufrieden, oder aber du musst ein größeres Röhrchen nehmen.

Wahrscheinlich werde ich das Projekt begraben, war sowiso irgendwie 
hirnrissig. War eben nur so eine Idee...

> Wozu soll es denn überhaupt so klein sein? Die einzigen Anwendungsfälle
> wären: Sticks zum Schmuggeln von Daten,...

Danke jedenfalls für Deine Hilfe, und auch allen Anderen, die sich hier 
beteiligt habe.

LG, Norbert

von Rudolph (Gast)


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Irgendwer schrieb:
> http://www.kingston.com/datasheets/dtmc_en.pdf

Der Trick bei den mini-Dingern ist, dass die Platine in der 
USB-Stecker-Zunge liegt und nicht etwa in dem Knubbel hinten dran.

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