 |
|
Почему нужна электростатическая защита
Одним из направлений совершенствования интерфейса USB является повышение скорости передачи данных. В частности в стандарте USB 2.0 максимальная скорость передачи данных возросла до 480 Мбит/с, и, по всей видимости, это не предел. Повышение частоты при передаче данных не только повышает пропускную способность канала, но и повышает надежность соединения и улучшает такие показатели, как помехоустойчивость и ошибкоустойчивость. Однако при повышении скорости передачи данных размах сигналов на информационных линиях значительно уменьшается. Законы физики неумолимы – чем выше частота, тем меньше амплитуда сигнала. Таким образом, современные высокочастотные интерфейсы используют слаботочную, но более чувствительную аппаратуру, для который такие негативные факторы, как превышение напряжения и увеличение тока, могут иметь просто катастрофические последствия. Кроме того, последствия перенапряжений и токовых бросков могут воздействовать «скрытно», т.е. проявляться в виде неустойчивой связи, срывов при передаче данных, «зависаний» и т.п.
Основным источником бросков тока и напряжения являются, конечно же, процессы подключения и отключения устройств. Кроме того, не стоит забывать и такое явление, как накопление на устройстве, или на человеке, производящем подключение устройства, статического электричества, воздействие которого на электронные компоненты может быть просто ужасающим.
В результате всего вышеизложенного, можно сделать вывод о необходимости организации в USB-устройствах защиты от двух типов событий:
- защиты от перенапряжений;
- защиты от превышения токов.
Причинами, по которым USB-устройство должно оснащаться защитой от перенапряжений могут являться следующие соображения.
1) Общим источником большинства случаев перенапряжения является электростатический разряд (ESD). Производители современных микросхем, предусматривая возможность воздействия ESD на чип, обеспечивают свою продукцию встроенной защитой. Большинство современных чипов имеет встроенную защиту от ESD , величиной до 2000В. Этого вполне достаточно в условиях производства того, или иного устройства (производители оборудования, конечно же, обеспечивают технологический процесс антистатической защитой). Однако конечное устройство, попадая в самые различные условия эксплуатации, может подвергаться воздействию гораздо более высоковольтных разрядов.
2) Человек достаточно легко может накопить на себе электростатический потенциал, величиной до 15 кВ. Естественно, что при подключении USB-устройства, этим высоковольтным разрядом может быть поврежден USB-порт. Причем встроенная ESD-защита чипа не сможет предотвратить разрушения микросхемы.
Исходя из всего этого, можно сделать вывод, что производители различных устройств (системных плат, периферийных устройств, хабов и т.п.) поступают очень неосмотрительно, если не используют различные средства защиты USB от электростатических разрядов. К сожалению, хочется констатировать, что подавляющее большинство современных системных плат не имеют подобной защиты. Именно поэтому в компаниях, торгующих компьютерной техникой и заботящихся о своих клиентах, от продавцов-консультантов можно услышать весьма осторожные заявления, типа: «Лучше будет, если USB-устройства Вы будете подключать при обесточенном компьютере и периферийном устройстве». Именно то же самое могут сказать и сервисные специалисты этих компаний, практически каждый день сталкивающиеся с отказом системных плат именно в части USB. Разработчики USB, конечно же, предусмотрели возможность «горячего» и корректного подключения устройств, но это не является панацеей от всех бед, как, наверное, хотелось бы.