浅谈U盘常见故障诊断及其数据恢复

蔡向阳

（黄冈职业技术学院计算机科学与技术系，湖北 黄冈 438002）

浅谈U盘常见故障诊断及其数据恢复

蔡向阳

（黄冈职业技术学院计算机科学与技术系，湖北 黄冈 438002）

U盘是一种以其体积小、便于携带等优点被广大用户普遍选用的移动存储介质，但由于其使用频率高，易于出现故障造成数据的丢失或损坏，给使用者带来了很大的不便，针对U盘使用过程中常出现的一些故障进行诊断，并尝试着进行数据恢复。

U盘；常见故障；诊断；数据恢复

U盘以其小巧便于携带、存储容量大、价格便宜、性能可靠等优势而被众多用户所采用。但由于U盘使用频率高难免会损坏或出现故障，给使用者带来不便。因此，探究U盘在使用过程中故障率比较高的故障及其维修方法、数据恢复技巧等内容，可以为我们的工作与生活带来很大的方便。

1 U盘的存储原理

计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号（加入分配、核对、堆栈等指令）读写到USB芯片适配接口，通过芯片处理信号分配给EPROM2存储芯片的相应地址存储二进制数据，实现数据的存储。EPROM2数据存储器，其控制原理是电压控制栅晶体管的电压高低值，栅晶体管的结电容可长时间保存电压值，也就是为什么USB断电后能保存数据的原因。

2 U盘常见的故障现象及可能引起的原因

U盘常见故障分为两类，一类是电路故障，二类是软件故障。其中电路故障有USB接口脱焊、晶振损坏、主控芯片损坏等；软件故障基本与硬盘的软件故障类似，有误删除，误格式化，分区信息丢失、U盘加密故障等。一般来说U盘的软件故障采用相关的工具可以将数据恢复出来。由于U盘的故障成因是多种多样的，从而导致其故障现象也有所差别。下面针对出现的各种故障现象予以分析可能引起该故障的原因，并提出排除故障的基本思路。

2.1 U盘插到机器上没有任何反应

故障原因分析：出现这种故障现象主要是由于U盘没有工作。究其原因主要有二：一是U盘本身的硬件质量问题，二是BIOS中的相关选项是否已经打开(注：由于主板差异性大，各主板的BIOS设置选项可能略有出入)：

OnChip USB设成Enabled；USBController设成Enabled；在确保BIOS的相关选项设置正确的情况下，再来检查U盘的硬件质量问题。一般来说U盘想要工作都必须具备以下几个硬件条件：

（1）供电，分为主控所需的供电和FLASH所需的供电，这两个是关键，而U盘电路非常的简单，如没有供电一般都是保险电感损坏或稳压器损坏。稳压器有三个引脚，分别是电源输入（5 V）、地、电源输出（3.3），工作原理就是当输入脚输入一个5V电压时，输出脚就会输出一个稳定的3.3V。只要查到哪里是没有供电的根源，问题就会很好解决了。

（2）时钟，因主控要在一定频率下才能工作，FLASH通信也要靠时钟信号进行传输，所以如果时钟信号没有，主控一定不会工作的。而在检查这方面电路的时候，只需要检查晶振及其外围电路即可，因晶振怕摔而U盘小巧很容易掉在地上造成晶振损坏，只要更换相同的晶振即可。（晶振的检测可参考时钟电路检修的方法）

（3）主控芯片，如果上述两个条件都正常，那就是主控芯片损坏了。检测主控芯片的供电，并重新加焊芯片，如果不行，只有更换主控了。

2.2 U盘插入机器，提示“无法识别的设备”

鉴于此现象，能确定U盘的电路基本正常，而只是跟电脑通信方面电路有故障，如接口问题等，这时只需检查以下几点：

（1）U盘接口电路，就是两根数据线D+和D-，所以在检查此电路时只要测量数据线到主控之间的线路是否正常即可，一般都在数据线与主控电路之间会串接两个小阻值的电阻，以起到保护的作用，所以要检查这两个电阻的阻值是否正常。

（2）时钟电路，因U盘与电脑进行通信要在一定的频率下进行，如果U盘的工作频率和电脑不能同步，那么系统就会认为这是一个“无法识别的设备”了。这时就要换晶振了。而实际维修中真的有很多晶振损坏的实例！

（3）主控，如果上述两点检查都正常，那就可以判断主控损坏了。检测主控芯片的供电，并重新加焊芯片，如果不行，更换主控芯片。

2.3 可以识别U盘，但访问出错

这类故障现象在U盘使用中比较普遍，常表现的情况为：打开U盘时提示“磁盘还没有格式化”，但又无法对其进行格式化；或提示“请插入磁盘”；或打开U盘里面都是乱码、磁盘的容量与实际不符等。

既然能够识别U盘就可以判断出U盘本身硬件没有质量问题，只是软件问题。此时只要从网上找到该种U盘主控方案的修复工具（也就是量产工具）修复一下就可以了，这个要根据故障U盘的主控是什么方案来决定，通常的做法就是低级格式化。

2.4 其他情况

U盘在工作时，可能还会出现一些异常情况，这些情况有的与U盘自身的稳定性有关，比如有时候会卡机，或有时识别不正常。有的情况跟系统程序或设置有关，如“无法停止通用卷设备”等。总之，U盘的使用环境很复杂，如温度、洁净度、个人的使用习惯等，还有病毒或木马专门攻击U盘造成U盘无法正常工作或性能不稳定，因此我们一定要选择质量可靠的U盘，正常地使用和维护，这样才能确保U盘中存储数据的安全。

3 U盘常见故障的数据恢复

3.1 U盘接上电脑无反应的数据恢复

通过上面的分析可知此种故障主要是由U盘的硬件质量引起的，此时只需要依次检查供电电路、时钟电路和主控。

操作方法与步骤：

（1）拆开外壳后，首先检查供电电路，检查Vcc主供电电压正常（Vcc=3.3V供电是U盘是否工作的关键电压）。

（2）然后检查时钟电路，通过测量时钟晶振两脚有0.8V左右的电压，初步判断时钟电路正常，采用代换法换掉晶振故障依旧（时钟信号是主控工作的必然条件）

（3）通过对以上两点的测量，初步判断供电和时钟都正常，再检查通信线路是否正常，检查D+和D-到主控的线路也正常。

（4）通过以上几点的测量，可以初步判断主控的工作条件全部具备，剩下的就是主控问题了。可是这里却不能简单的更换主控来达到恢复数据的目的，这是因为U盘主控芯片内部有控制程序，当更换一块新的主控时是不会对FLASH芯片进行识别控制的，必须要经过量产工具初始化（低格）后才可以，但这样又会破坏FLASH中存储的数据！

（5）根据数据恢复工程师常用的经验，主控损坏多数是因为内部DC-DC转换器漏电，使其对主控内部供电电压低引起不工作的情况。解决方法如下：

把U盘的稳压管拆下来，在其3.3V输出端外接一个可调电压的电源，初始调整为3V电压，以每次0.1V的方式进行调高电压，当U盘可以正常识别的时候停止加电压，这样就可把U盘的数据进行读取出来了。原理就是因为主控内部DC-DC转换器漏电，使正常的Vcc=3.3V电压不能满足主控工作，这时可以人为的调整其供电电压来补偿漏电损失！当把电压调到3.5V时电脑可以正常识别U盘，迅速把U盘内的数据进行复制保存，数据恢复完成。

3.2 U盘提示需要格式化的数据恢复

通过上面的分析可知此类故障可以判断U盘硬件方面没有问题，但又不能对U盘格式化，所以尝试采用更换U盘组件的方式。

操作方法与步骤：

（1）把U盘的FLASH拆下来保护数据。

（2）重新装入一个相同型号的FLASH，接入电脑后仍然提示需要格式化，因新换FLASH内没有数据，格式化后可以正常存取数据，但换上有数据的FLASH还会提示需要格式化。

（3）不装FLASH把U盘接入电脑，系统提示格式化，对U盘本身格式化后在属性中看到容量为16KB，装入有数据的FLASH，接入电脑，系统已不提示格式化，顺利读出内部数据；U盘修复完成。

3.3 U盘提示“可以识别U盘，但访问出错”的数据恢复

U盘故障对于无法读写文件、不存储等现象，一般都是由于FLASH性能不良或有坏块而引起的。U盘没有固件，但有些厂家会把自己的软件预设存放到里面，低格之后数据都会丢失。因此在恢复数据时注意了，不能进行格式化操作。

要恢复U盘中的数据，另外有一个简单的方法，就是在碰到主控损坏或找不到相应的修复工具时，可以用U盘套件来重新制作一个新的U盘。方法就是把故障U盘的FLASH芯片拆下来，放到新的PCB板上就可以了。U盘套件包括PCB带主控（1.1/2.0）及外壳一套，操作起来较为方便，也便于做数据恢复工作。

4 小结

对U盘的维修，若不需要恢复数据，就比较简单，主控和闪存芯片损坏的几率比较小，一般都是周边电路故障的问题，或是闪存有部分坏块。只要FLASH芯片没有损坏，则数据就还在FLASH里面，此时不必惊慌，可以进行各种尝试，就是千万不要对其进行格式化操作。如果有条件和技术的话还可以使用编程器，将FLASH芯片中的内容全部读出。不过所读出的信息都是二进制代码，还需要对这些信息进行重组和分析，显然没有直接修复的方式来得容易。

[1]马连志.闪存盘的常见故障及修复[J].电脑知识与技术,2009(29).

[2]北京金洪恩电脑有限公司.电脑医生[M].天津：天津电子出版社,2003.

[3]李顶松,于文强.计算机组装与维修[M].北京：清华大学出版社,2005.

The Common Fault Diagnosis and Data Recovery of U Disk

CAI Xiang-yang
(Huanggang Polytechnic College，Huanggang 438002 Hubei)

U disk is a mobile storage media with the advantages of small size and portability which is commonly used by the majority of users.But because of its high frequency of use,easy-to-failure causes data loss or damage,it also brings great inconvenience to the users.Aiming at some faults existed in the process of usage of the U disks,the author gave it a diagnosis and tried to recover the data.

U disk;Common fault;Diagnosis;Data recovery

A

1672－1047（2010）06－0020-0 3

10.3969/j.issn.1672－1047.2010.06.06

2010-09-18

蔡向阳，女，副教授。E-mail：cxy74@hgpu.edu.cn.

［责任审校：金为民］