更换ROCK 2A的USB Hub芯片为CH334F

开发板上带的居然是FE1.1s，也就是STT的USB Hub！
这么贵的板子你怎么好意思给我上这玩意的.jpg
好在厂家提供了原理图和位号图，换！

笔者最近在寻找一个性能较好、便于开发但价格低廉的SBC（单板机），选来选去选中了Radxa（深圳瑞莎）的ROCK 2A，基于RK3528A SOC。以下引用一段来自官网文档的介绍：（水字数就直说）

ROCK 2A 是一款功能强大且多功能的单板电脑(SBC)。它提供了卓越的性能和灵活性,使其适合于各种项目和应用。无论你是创客、物联网爱好者、业余爱好者还是普通 PC 用户,ROCK 2A 都能为你提供所需。凭借其紧凑的外形尺寸和高性能的处理器,它擅长处理各种任务,并为你的项目提供出色的性能和可靠性。

笔者购买了2GB+无eMMC的单板，对于跑小型的headless服务应该是足够了。
但是当笔者打算连接USB外设时，注意到其USB2.0是来自USB Hub的。由于许多SoC的USB接口都只有1至2个，使用USB Hub扩展接口数量是非常合理的，但不知道出于什么原因，厂家选择了STT（单事务翻译器）的USB Hub芯片FE1.1s。也许是成本？

STT & MTT：只有低速设备受伤的时间

对于USB HS（480Mbps）设备来说，STT和MTT（多事务翻译器） Hub的性能理论上接近；但如果连接了多个USB FS（12Mbps）或LS（1.5Mbps）设备，对于STT的Hub来说，所有下行接口将共享同一事务翻译器的带宽。
理论上来说STT的Hub所有下行口的非USB HS设备将只有最高12Mbps的总带宽，这对于许多常见MCU的USB设备来说毫无疑问会影响其性能表现（因为大部分MCU的USB外设是FS设备外设），对于USB FS的USB串口也会影响性能（如CH340、CH343等常用的方案）。
下图引用https://www.tomshardware.com/reviews/usb-technology,677-3.html的图片。

但是对于MTT的Hub，其每个下行口都有独立的事务翻译器，因此每个接口都有独享的12Mbps带宽（当然，下行接口的带宽之和是不会超出上行接口总带宽的），若连接多个非USB HS设备也不会互相抢占带宽。
下图引用https://www.tomshardware.com/reviews/usb-technology,677-3.html的图片。

查资料，确定修改方案

特别提醒：擅自改装、焊接该SBC将可能会导致失去Radxa的保修。请确保您有能力进行以下改造并明确可能的后果。笔者不为任何自行操作产生的后果负责。
鉴于Radxa提供了完整的原理图（radxa_rock_2a_v1.2_schematic.pdf），我们得以轻松确定原来USB Hub的外围电路：

经过一番资料搜索，找到了CH334F可以与此型号的FE1.1s兼容替换：
下图引用https://www.cnblogs.com/mj19971221/p/17022149.html的图片。

而对比CH334F的官方参考原理图后，我确定了最小修改范围：

• 将FE1.1s更换为CH334F：基本操作；
• 拆除R2009：此脚在CH334F上为NC，官方建议不要连接（也许不拆也可以？）；
• 短接CH334F的19、20脚：原供电方案为单3.3V独立供电，但CH334推荐在3.3V引脚上有100nF去耦电容，借用5V引脚上的电容；

开搞

垫好隔热垫，使用高温胶带遮盖周围塑胶件，热风枪预热板子。由于板子上有BGA器件，笔者担心只局部加热可能会引起热胀冷缩导致BGA脱焊，故整板全部使用热风枪低温预热数分钟。
为便于拆焊（原厂使用无铅高温锡），笔者在FE1.1s引脚上涂了少量BGA焊油。拆焊时需要充分加热，笔者将热风枪设置到350℃加热了约3分钟，使用镊子尖轻轻推动芯片，若可以流畅地推动则说明焊锡充分熔融，立即将原芯片取下。同时，趁焊锡熔融，将从外向内第二个电阻R2009（图中标注）拆下一边或推到右侧，断开电路连接。

随后，使用烙铁清理原焊盘上的残锡，在原焊盘上涂少量新的锡膏（一定要少，多了非常容易连锡，此处元件密集极难清理）将CH334F“贴上”。继续使用热风枪加热，直至CH334F四面的锡膏完全熔融，且CH334F可以用镊子流畅地推动，将其推至正确位置后等待冷却。

最后一步是短接CH334F的19、20脚，由于此处电容布局不便飞线，故直接在CH334F的引脚上人为制造连锡短路。使用尖头烙铁在CH334F的19、20脚处加锡，直到形成锡桥，注意不要连错引脚、不要短路其他引脚。

待板子冷却后，仔细检查CH334F有无焊接不良、短路、偏移等问题，并仔细检查背面器件是否移位、脱落。检查无问题即可上电测试。

可以看到，lsusb命令已经识别了新更换的CH334 USB Hub。经过测试，四个下行接口工作均正常。