热插拔的电路设计

发布网友发布时间：2022-04-22 09:17

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热心网友时间：2023-09-22 10:59

热插拔电路设计应用非常广泛，作用是对热插拔的设备的元器件、芯片的一种保护措施。通常热插拔采用对信号进行隔离缓冲处理，采用244，245等器件来处理。并且在输入信号增加限流电阻和0.1uF滤波电容，对于输出信号通常直接由 244，245输出即可。还有，除了过缓冲隔离之外，对于PCI接口等信号，通常还需要控制其上电，这也就是PCI总线的热插拔技术。
普通硬盘热插拔
以前的硬盘磁头不具备自动停靠的功能，在通电状态下磁头是“飞行”在盘片上面的，当系统断电之前，必须用一条叫“Park”的专用命令，来让磁头归位。否则，就有可能因为盘片瞬间停转而磁头来不及归位，造成盘片被磁头“铲伤”。
硬盘只有当读取数据的时候，磁头才会飞行在盘片表面。一读取动作结束，磁头立即自动归位停靠。同时，硬盘都具备延时断电的功能。即当系统供电突然丢失时，硬盘本身的控制器能自动探测到这个变化，然后强迫磁头停止当前读写指令的执行，并使磁头正常归位。这个设计大大加强了硬盘在意外断电情况下的安全系数。所以，盘片损伤的可能性其实是极低的。但这并不意味着热插拔硬盘是毫无危险的。因为开机状态下带电插拔硬盘，都会产生一个瞬时的冲击电流，过去我们认为这是造成硬盘带电插拔损坏的罪魁祸首。然而事实上，硬盘电源接口电路对这种瞬间电流的变化的宽容度是比较大的，绝大多数时候并不会导致硬盘电路板被烧毁。真正的危险来自于硬盘的数据线！在带电状态下插拔硬盘数据线，数据线上也会产生不正常的瞬间电流和压降，导致多个精密控制芯片被烧毁，这才是真正的“硬盘杀手”。
因此，只要我们能保证插拔电源线和数据线的顺序正确，即“插”硬盘的时候先接数据线，后接电源线；“拔”硬盘的时候正相反，先拔电源线，后拔数据线。这样，硬盘热插拔就不是天方夜谭！
应该感谢微软！是它把Windows操作系统的硬件在线识别和即时禁用功能做得如此完美，才让硬盘热插拔并且即插即用成为可能。首先，Windows系统可以绕过系统BIOS的设置，自行管理所有硬件，这是硬盘即插即用的第一要素。此外，在Windows设备管理器的“操作”菜单中，有一个“扫描检测硬件改动(A)”功能。当硬盘在开机状态下被插到系统中后，运行这个扫描检测功能，就能使新硬盘被操作系统识别并且正常使用。而在开机状态下拔出硬盘前，由于Windows会自动监测和向硬盘写数据，因此必须先将这个设备卸载，以使操作系统停止一切对该硬盘的操作，这时就可以安全地拔下硬盘了。
为验证以上观点，笔者亲手操作了一下，以下是操作步骤：将硬盘的跳线设置到CS(Cable Select，电缆选择)状态，插上硬盘数据线和电源线，在设备管理器的“操作”菜单中扫描检测硬件改动，完成之后，新硬盘即可以开始正常操作了。
热拔的步骤与此类似，先在设备管理器中找到该硬盘选择“卸载”，再将电源线拔下，确定硬盘已经停转后，即可拔下数据线。至此，硬盘被彻底热拔除。
由于是带电插拔，瞬间电流和电压的变化，有可能导致系统死机，但热插拔硬盘经笔者的长期操作验证从未导致过硬盘烧毁。不过这毕竟是非常规的硬盘安装和使用方法，硬盘存在热插拔和即插即用的可行性，但普通用户最好不要轻易模仿。
一般的外设，像软驱、光驱甚至是硬盘都可以使用热插拔，在安装时记住要先插数据线，后插电源线，拆下时刚好相反，只要您注意步骤正确，完全就可以把热插拔玩弄于股掌之间。
不过在硬盘热插拔时要注意，一定要使用同一个型号的硬盘，因为您硬盘的型号数据还存储在主板的BIOS里，这个是无法修改的，而软驱、光驱就没有这个问题了，您可以大胆的使用热插拔。