Разработка электронной платы USB-накопителя THECA

1. Назначение устройства
Разработать электронную плату переносного накопителя THECA. Устройство должно определяться операционной системой как обычный внешний USB-диск и обеспечивать устойчивую запись, чтение и хранение пользовательских данных. Подключение к компьютерам и смартфонам — через USB-C.
Требуется надёжная энергонезависимая память с подтверждённым сроком хранения данных, низкое энергопотребление и отсутствие активного охлаждения. Конструкция платы должна быть пригодна для размещения в металлическом корпусе и заливки компаундом.
2. Режим работы и протоколы
Устройство работает как стандартный USB Mass Storage, не требует специальных драйверов. Разъём — USB-C. Целевой режим — USB 3.2 Gen 1, совместимость с USB 2.0 обязательна. Протокол USB MSC/BOT обязателен, UASP допускается как дополнительный режим.
3. Ёмкость и память
Полезное пространство — 128 ГБ. Желательна возможность выпуска вариантов на 64 и 256 ГБ без переразводки платы. Используется промышленная NAND, eMMC либо готовое managed-flash решение. Предпочтительны режимы повышенной надёжности, включая pSLC.
Срок хранения данных — не менее 10 лет при температуре +25 °C и условиях, указанных производителем памяти. Требование должно подтверждаться документацией на конкретный компонент.
4. Скоростные характеристики
На ПК с USB 3.0 последовательное чтение — не менее 100 МБ/с, запись — не менее 40 МБ/с.
5. Питание
Только от USB 5 В. Пиковый ток — строго менее 500 мА. Средний ток при активной работе — целевой до 150 мА.
6. Файловая система и совместимость
Тестовые образцы поставляются с одним разделом exFAT. Совместимость: Windows 10/11, macOS, Linux, Android, iPhone с USB-C, устройства на базе HarmonyOS. Работа с кабелем USB-C — USB-C и кабелем или переходником USB-A — USB-C.
7. Защита интерфейса USB
Необходима ESD-защита линий USB и питания, а также защита от нештатных режимов в пределах интерфейса USB.
8. Требования к схемотехнике и конструкции
Использовать серийно выпускаемый USB-контроллер или готовое USB-storage решение со штатной микропрограммой производителя. Разработка собственной прошивки не требуется. Если контроллер нуждается в заводской настройке, исполнитель передаёт файл конфигурации и инструкцию по программированию.
Компоненты должны быть доступны к закупке. Для каждого элемента указать точный артикул, производителя, статус жизненного цикла и допустимые замены.
Плата должна работать без вентилятора, не перегреваться при длительной записи и сохранять допустимые температуры после заливки теплопроводным компаундом.
Предусмотреть контрольные площадки для производства и диагностики. Не размещать переключатели, батареи и другие элементы, требующие доступа после заливки.
Габариты, положение USB-C и максимальная высота компонентов согласовать с разработчиком корпуса. Передать 3D-модель платы в формате STEP.
9. Состав передаваемой документации
Исполнитель передаёт:
- Принципиальную схему в редактируемом формате и PDF.
- Исходный проект PCB и библиотеки использованных компонентов.
- BOM с точными артикулами, допустимыми заменами и ориентировочной стоимостью.
- Gerber / ODB++, файлы сверловки, pick-and-place, сборочные чертежи и прочие файлы для производства.
- STEP-модель платы с установленными компонентами.
- Файл и инструкцию заводской конфигурации контроллера, если они требуются.
- Краткий отчёт об электрической проверке и результатах испытаний.
Все исходные файлы передаются заказчику без ограничений на последующее производство.
10. Критерии приёмки готового решения
- Плата стабильно определяется как USB-накопитель на всех согласованных устройствах.
- Файлы копируются в обе стороны без ошибок, контрольные суммы совпадают.
- Скорость чтения не ниже 100 МБ/с, записи — не ниже 40 МБ/с на тестовом ПК с USB 3.0.
- Пиковый ток менее 500 мА, устройство не вызывает отключение USB-порта смартфона.
- 60 минут непрерывной записи без сбросов, ошибок и выхода компонентов за допустимую температуру.
- После 100 отключений питания во время записи накопитель остаётся работоспособным, ранее записанные контрольные файлы не повреждены.
- Не менее 100 циклов подключения без потери контакта и отказов.
- Представлены документы производителя памяти, подтверждающие заявленный срок хранения для выбранного компонента.
11. Что не входит в работу
Мобильное и компьютерное приложение, металлический корпус, заливка компаундом и сертификационные испытания.
12. Что указать в предложении
- Стоимость и срок разработки схемы и PCB.
- Предлагаемые USB-контроллер и память с точными артикулами.
- Отдельную стоимость компонентов, изготовления и сборки пяти опытных плат.
- Перечень работ и материалов, не включённых в цену.