菊花链式USB总线的可靠性如何？有哪些风险，如何将其最小化？

介绍

USB已经存在了很长一段时间，甚至在某种程度上广泛用于汽车，船舶和太空工业。但是，在以下方面，某些通信方式比其他方式更可靠：

• 热冗余的可能性

• 保护连接的设备免受其他连接（电涌，短路，行为不当[数据，电压电平，定时...] ...）或集线器/交换机本身故障的影响

• 故障前较长的平均时间（“冻结”或硬件故障）

通常，错误率不太重要，因为协议库/堆栈会处理检测和纠正（可能需要重传）。

题

我想知道基于USB集线器（例如16个端口，无论是否菊花链）的系统的可靠性。通常会发生什么问题，以及可以采取哪些措施（保护/拓扑...）来防止单点故障蔓延（理想情况下，我只需要交换有故障的设备就可以使用了）。

具体问题

对于正在工作的特定设备，我需要将16台设备同时连接到主PC和冗余PC（如果另一台崩溃，则接管）。75％的设备同时具有以太网和USB，而25％的设备仅具有USB，我想知道是否应该单独使用USB简化所有功能（这也可能提高可靠性），还是同时使用USB来最大化可靠性。对于USB，将使用手动开关在两台计算机之间进行切换。

为了说明这一点，我正在考虑的集线器就是这个，可处理<350W的电涌，但似乎并不是孤立的。我直觉他们会过度使用“工业”一词，因此我可以将其切换为几个菊花链式7端口。连接的设备是一堆工业PID温度控制器，一个UPS和一个精密温度计。但是，这个问题更笼统。

你是正确的，因为电涌是级联故障的关注点。同样的，默认情况下USB也不是电气隔离的，事实上，由于其半双工，双向，差分但不总是（炸开SE0！）特性，很难隔离。值得庆幸的是，ADI公司的好人加紧了ADuM4160的组装，以处理USB隔离的所有真正困难的部分-尽管它仅支持低速或全速操作，而不能传递低速/全速协商信号，这意味着没有帮助就无法将其内置到通用的隔离USB“块”中，它仍然是与通用USB隔离器最接近的东西。

假设为集线器提供了可靠的5V电源，并且每个集线器最好有一个5V电源（不难！），我将集线器分成四个端口，并隔离每个集线器的上游端口-在这里选择您喜欢的集线器芯片组。除了具有良好的每端口电涌抑制能力外，我还将为它们指定一对与D + / D-串联的Bourns TBU器件以及除MOV和TVSS钳位+限流器之外的并联低电容，高能量抑制器对于Vbus则使用PPTC，对于D + / D-则必须使用TVSS / clamp网络，这将限制电涌在USB网络中的传播。

我在工作场所的IT部门工作，许多工作人员在六端口USB集线器上一次运行多个设备。无论是在家中还是在我工作场所中的其他任何人，我从未对他们有任何投诉或问题。我们可以毫无问题地热交换集线器上的任何设备。但是要考虑的一件事是，带宽将在集线器上的所有设备之间共享。这意味着，如果在集线器上运行的两个漂亮的USB 3.0（理论上为5 Gbit / s）硬盘驱动器之间相互传输信息，则它们将仅以2.5 Gbit / s的速度传输（在最佳理论条件下）。