USB 10Gbps多协议三盘盒 VL822 已更新Ver1.1
简介
基于VL822+ASM2362+ASM1352R的USB多协议三盘盒+USB HUB，支持双SATA（1*NGFF SATA+1*SATA 2.5）+NVME。当前已更新Ver. 1.1版本。
简介：基于VL822+ASM2362+ASM1352R的USB多协议三盘盒+USB HUB，支持双SATA（1*NGFF SATA+1*SATA 2.5）+NVME。当前已更新Ver. 1.1版本。开源协议
：CERN Open Hardware License
(未经作者授权，禁止转载)描述
手上盘有点多，于是打算做一个三盘盒整合一下。
我本人并不是什么速度党跑分党，只是我有这个需求所以才选型去做，雷电什么的没设备跑不起来，手上能跑的设备最高也才20Gbps，所以先选用了10Gbps的方案。20Gbps的进阶版目前视计划而定。
如果你对本项目有什么好的建议的话请在评论区提出来，或者在后台私信我。
产品展示视频指路：USB 10Gbps多协议三盘盒开箱&功能展示。
关于方案：
VL822：威盛科技（VIA Lab）的VL822是一款USB 3.1 Gen2集线器控制器，采用高度集成的专用设计。VL822 包含1个上行端口和4个/2个下行端口，所有端口均支持10Gbps的USB 3.1 Gen2运行。其下行端口可支持以下任意组合的设备：SuperSpeed Plus（10Gbps）、SuperSpeed（5Gbps）、HighSpeed（480Mbps）、FullSpeed（12Mbps）和LowSpeed（1.5Mbps）。VL822 集成的USB 2.0集线器配备多事务转换器（Multiple Transaction Translators），可在同时使用多个全速设备时提升带宽和性能。
ASM1352R：ASM1352R可将USB3.1接口转换为双SATA接口。它高度集成了ASMedia的SuperSpeedPlus、SuperSpeed和High-Speed方案以及祥硕科技自研的SATA PHY。ASM1352R拥有一个USB3.1接口和两个SATA设备接口，USB PHY可达到10Gbps并符合USB3.1规范，并同时支持最高6Gbps、符合SATA3.2规范的SATA PHY。
ASM1352R集成了祥硕科技专有的HydraTek技术，支持RAID0、RAID1、JBOD和Span模式，其具有低功耗和高效率的RAID操作，可通过图形界面轻松配置，且完全不占用系统CPU资源。ASM1352R非常适合用于USB转SATA端口扩展并带来性能提升，不仅适用于内部设计，也适合外部存储应用。ASM2362：ASM2362是祥硕科技首款支持PCI Express（下游端口）至USB3.1（UFP）的控制器，采用PCI Express Gen3 x2接口和单USB3.1 Gen2设备端口，可在PCI Express Gen3 x2总线与USB3.1 SuperSpeedPlus总线之间提供高达 10Gbps 的带宽。该控制器专为外置USB3.1 Gen2 NVM Express SSD应用设计，无需专用驱动程序即可实现超过1000MB/s的优异基准性能。其集成USB 10Gbps多路复用器（mux）和Type-C接口的配置通道总线，支持PCI Express M.2插槽和SSD U.2规格，并通过USB及PCI Express链路电源管理、芯片电源管理实现低功耗设计，符合NVM Express 1.2.1、PCI Express Base 3.1a、USB3.1和USB Type-C 1.3规范。
项目介绍：
本项目计划通过USB HUB级联组合不同协议的硬盘盒方案，以制作出多盘共用的移动便携多盘盒产品。
项目介绍以三盘盒增强版/Ver1.1版本为案例进行讲解。
方案图：
VL822-Q7通过上游端口与主机（Host Device）进行连接，并通过下游端口口连接到ASM2362和ASM1352R。
ASM2362扩展一个NVMe下游端口用于连接单个PCIE NVMe协议硬盘，ASM1352R扩展两个SATA下游端口用于连接两个SATA协议硬盘。
由于USB3与USB2的独特性，故在设计时将VL822第四下游端口的USB2.0单独级联GL852G USB2.0 HUB，GL852G所拓展的四个USB2.0端口可用于其他2.0下游端口的物理连接，并同时连接ESP32-S2以进行通信与控制。
供电方案图：
硬盘盒可通过USB上游端口5V供电（USB_5V），也可通过外接的DC-ZXDN10（EXT_5V）降压供电，后者的供电能力更强。
USB_5V和EXT_5V通过具有优先级切换功能的多路电源复用器芯片TPS2117进行电源链路管理。TPS2117最大可输出4A电流。
GL852G使用硬盘盒5V供电。
ESP32使用TPS62A02单路DCDC降压芯片供电。
VL822使用MP2122双路DCDC降压芯片供电，ASM2362和ASM1352R使用EA3059四路DCDC降压PMIC降压供电。同时PCIE NVMe协议硬盘还会和ASM2362共享EA3059其中一路3.3V输出。
MP2122和EA3059上游均由MT9700-N限流保护芯片管理，起到限流和电源开关的作用。MT9700-N可通过ESP32-S2 GPIO进行上电控制。
SATA硬盘使用单独供电。SATA1（NGFF SATA）使用RY9050单路DCDC降压芯片供电，SATA2（2.5 SATA）使用硬盘盒5V供电。SATA1可直接通过ESP32-S2 GPIO控制EN引脚进行上电操作，SATA2通过ESP32-S2 GPIO控制一路MT9700-N进行上电操作。
2025.8.20 设计更新：
- Ver.1.1版本电源复用MUX已修改为TPS2121方案，最大支持5A电流。
- Ver.1.1版本中NVME供电为RY9050独立供电。
- Ver.1.1版本中外接供电由ZXDN10方案修改为MP8771方案。
ESP32-S2控制原理图：
通过编写固件将ESP32-S2设置为自定义HID通信设备，主机端通过软件与ESP32-S2通信以控制或获取ESP32-S2的GPIO状态，ESP32-S2根据通信内容控制下游的GPIO状态，从而控制整个硬盘盒。
更多详细内容可看文章：ESP-IDF开发USB HID设备记录（3）——ESP32开发自定义HID设备，通过HID报文通信
关于设计：
2025.6.17 设计更新：
- 优化走线和电路设计
- SATA封装已修改成正确的封装，推荐使用15.15H SATA母座。
- 为适配外壳修改了USB1固定脚，可以上13.7H的短体USB3.0母座。
- ASM1352R已完善RAID切换电路，在焊接的时候请务必焊接
R86以启用RAID切换按钮，R87不需要焊接。- NGFF的固定用通孔已缩小至3mm直径（原直径4mm）。
2025.8.6 设计更新：
- 新增ESP32-S2切换版本（第一代增强版），8051物理开关切换版本不再提供任何技术支持。
（接下来的所有更新内容均为第一代增强版内容）- NGFF SATA硬盘供电更换为RY9050 5A DCDC供电。NGFF NVME仍使用EA3059供电。
- VL822第四下游口改为GL852G级联以获得更好的扩展性，实测U2和U3无冲突。
- 新增上位控制软件R-SODIUM Ultra SSD Enclosure Manager，用于控制硬盘盒状态。
2025.8.20 设计更新：
- 硬件版本v1.1发布。第一代增强版与v1.1版本固件部分兼容，部分新功能仅v1.1硬件版本专属。
（接下来的所有更新内容均为v1.1硬件版本内容）- 重新布线，调整USB端口顺序，5V加大铺铜。
- ASM1352R调整硬盘端口顺序。
- 下方的USB母座已修改完成，可完美兼容13.7H的短体USB3.0母座/USB-301WD-ARY母座。
- NGFF NVMe硬盘供电更换为RY9050 5A DCDC供电。
- 外接供电由ZXDN10方案修改为MP8771方案，理论可输出最高17V 10A，实际设计最高可输出5V 5A。
- 2.5 SATA限流/电源开关更换为PW1555A。
- 电源复用MUX由TPS2117修改为TPS2121，支持5A供电输出。
- 新增硬盘DAS信号指示灯和ESP32 Process灯。
- 新增ESP32 VBUS DET信号。
- 新增HDDPC信号，可用于硬盘休眠功能。
USB3.0差分阻抗90Ω，SATA、PCIE差分阻抗100Ω。
阻抗管控标准：JLC04161H-3313。
打板时请选择板厚0.8，不然C口焊不上去。
推荐在白嫖沉金的基础上+22.45软妹币上生益TG140板材，纯白嫖沉金的板子质量完全就是抽奖。加钱上好板材很有必要。
在焊接的时候R74、R75务必不要焊接，可能会导致VL162的3.0握手失败。
R40、R41二选一进行焊接。这两颗电阻负责ASM2362不同的LED GPIO触发控制，具体看固件定义。
H1可不焊接，后续可用探针烧录固件。
R71、R72、R73为上电测试用电阻，不需要焊接。
USB Type-C建议在左右的阻焊暴露位置堆锡焊接至连接器外壳，这样可增强连接器的强度（纯靠夹板很容易给扯掉）。
推荐使用SMT贴好关键小料（手动一个个贴会非常的麻烦），或自行使用嘉立创钢网服务定制钢网，用于刷锡膏快速贴小料。
推荐M.2 M-key母座使用高度大于4.2mm并小于6.7mm的连接器，SATA 22P母座使用高度为15.15H的母座。
关于固件、软件：
附件中会提供VL822-Q7、ASM1352R和ASM2362的固件，以及STC8H1K17的默认固件。
请牢记一点：最新的固件并不一定是最好的。
2025.12.3更新：
- 更新ASM2362固件资料合集包，新增固件AS_PCIE_181031_81_08_83、AS_PCIE_180816_81_05_00和AS_PCIE_220906_81_0F_84固件。
- 更新ASM1352固件资料合集包，新增固件141224_B5_00_00、150922_B5_F2_00、160303_BF_2D_02、160328_B5_00_00、200416_D1_43_00、220908_B5_48_81固件。
VL822-Q7：
目前为止发现了VL822-Q7 A0批次、VL822-Q7 C0批次和VL822-Q7S三种不同的VL822-Q7版本。已知VL822-Q7 A0批次与C0批次除生产批次不同外并没有任何外观区别。
其中VL822-Q7 A0批次也是目前在网上卖的最多的。C0批次只在雷蛇USB4 HUB里见到过。
VL822-Q7 A0批次，左下角批次号为23开头：
VL822-Q7 C0批次，左下角批次号为24开头：
同样的，未烧录固件前的VL822-Q7，不同批次的默认固件版本也不同。
VL822-Q7 A0批次默认固件版本为0030：
VL822-Q7 C0批次默认固件版本为0080：
不同批次的VL822-Q7互相级联时会出现USB设备不识别、USB大容量存储设备识别慢、USB大容量存储设备速度慢等兼容性问题。
请注意，批次判断只是一种粗略的手段，不能保证绝对的情况符合。请以默认烧录的固件版本为准。
后续依旧以VL822-Q7 A0批次代称默认固件版本为0030的VL822-Q7，以VL822-Q7 C0批次代称默认固件版本为0080的VL822-Q7。
VL822-Q7固件文件目前有5个版本：
- VL822_Q7_5554（Hybrid类型）;
- VL822_Q7_9043（Phantom类型）;
- VL822_Q7_01A4（Hybrid类型）;
- VL822_Q7_01B3（Hybrid类型）;
- VL822_Q7S_01D3（Hybrid类型）
Phantom类型固件由于USB3.0 HUB/2.0 HUB的设计问题，当上游为USB2.0时，U2Hub和U3hub同时工作。但这时候上游USB3.0相当于NC，所以U3hub不会被识别。但下游的USB3.0设备优先握手USB3.0并成功握手到U3hub，故而导致USB2.0无法识别。Hybrid类型固件可以规避这个问题。
VL822-Q7 A0批次只能使用5554和9043版本固件，VL822-Q7 C0批次只能使用01A4和01D3版本固件。
如混刷固件则会出现USB设备不识别、USB大容量存储设备识别慢、USB大容量存储设备速度慢等兼容性问题。
固件刷写有两种方法。
- 通过附件中的
VL822_firmware_upgrade_tool.zip（纯命令行工具），双击start.bat以执行固件更新。（默认刷入9043） - 通过附件中的
VL822_firmware_upgrade_tool_GUI.zip（GUI工具），通过HUBIspTool.exe以执行固件更新。（默认刷入5554）
如果需要修改刷入的固件版本，打开纯命令行工具中的Setting.ini或者GUI工具中的SpiFlash.ini，将[HUBModule]下的NO.1HUBWantUpdateBinFile修改为你想要刷入的固件即可。
纯命令行工具只要是VL822-Q7的固件都可以刷入。GUI固件不同批次的适配固件不能互刷，会报错Tool do not find match bin file.
如果VL822-Q7中间有级联其他HUB，记得只在Bin文件夹留下你想刷的固件，其他的全部删掉。
如果你想备份固件，打开GUI工具中的SpiFlash.ini，将[HUBModule]下的BackUpSPIOnly修改为1后，打开HUBIspTool.exe点击Upgrade FW即可。软件根目录下会生成备份的bin文件。
ASM2362：
ASM2362固件集合包已上传至附件，末尾非00_00为厂家自定义固件。
ASM2362桥接的刷写方法与ASM235CM超小转接板一致。在USB2.0下，桥接不会被认到，需要USB3.0操作。或者先刷入VL822-Q7 Hybrid固件后再在2.0环境下操作。
仅AS_PCIE_210527_81_3A_20、AS_PCIE_210527_81_3A_00、AS_PCIE_200609_81_2B_22不能自定义信息。其他版本均可。
ASM2362目前最新的固件是AS_PCIE_210527_81_00_00，但据百度贴吧测评190815_81_10_06固件版本综合性能更优。具体请自行测试。
2025.8.22 更新：
- 190815_81_10_06没有TRIM功能，具体需要使用哪个固件请自行决断。
- 可以通过工具ini配置文件中
[PCIE_USB_Config]下修改以下配置以获得更好的使用体验：
eup_enable=1
WTG_enable=1
U1U2_enable=1
low_power_mode_enable=1
2TB_enable=1提示：
- USBRemovable_enable不要改成1，读写速度至少暴降200MB/S。
- 如果上大功耗盘应将low_power_mode_enable设为0，否则会卡POST BOOT和系统BOOT阶段。
ASM1352R：
ASM1352R固件集合包已上传至附件。
ASM1352R桥接的刷写方法与ASM235CM超小转接板一致。在USB2.0下，桥接不会被认到，需要USB3.0操作。或者先刷入VL822-Q7 Hybrid固件后再在2.0环境下操作。
ASM1352R的最新固件是220908_B5_48_81，强力推荐这个固件，带TRIM、GPIO切换模式、可以开卡、认盘还飞快，简直就是传说中的黄金固件。
个人测试下来170505_B5_27_82和161028_B5_04_4B的认盘速度较快。但是这两个固件没有TRIM，其他有TRIM的固件认盘大多都很慢。
161018_B5_0C_40认盘较快并且有TRIM，但是led功能可能会失效。这个固件切换RAID模式可能会有bug（异常容量），并且不安全弹出可能会触发磁盘修复。
170505_B5_44_21可以被GUI工具识别到，但是不能通过GUI工具切换模式，只能以SATA PM模式运行或者用GPIO切换模式。
170505_B5_27_82会有ERR灯亮的问题。亮哪个盘的ERR灯就优先显示哪个盘的名称。
160303_BF_2D_02比较特殊，这个固件支持部分使用ASM1352R+ASM1092R的硬盘柜产品，四个盘全都能识别到。其他固件只能在每个SATA Port下认到一个盘。
有些固件可能不能用GPIO和GUI切换模式，只能以SATA PM模式运行。
如果在切换RAID模式后出现bug（异常容量），可以先刷一个最高版本固件，然后在控制台视图中初始化并格式化盘。接着在powershell中Get-Disk获取磁盘信息，再用 Clear-Disk -Number 硬盘序号 -RemoveData -Confirm:$false清除分区表，最后再刷回原固件。
在使用ASM1352R工具刷写固件时，工具中识别到的USB VID/PID有概率会显示的是ASM2362，显示bug可以不用管，直接烧录即可。
2025.8.6 设计更新：
认盘慢的情况经后续实测为使用的硬盘吃电需求过大，而EA3059不能满足需求，增强版更换RY9050后解决。2025.8.20 设计更新：
部分企业级NGFF SATA/2.5 SATA可能存在认盘慢的情况。2025.8.22 更新：
- 190815_81_10_06没有TRIM功能，具体需要使用哪个固件请自行决断。
- 可以通过工具ini配置文件中
[usb_config]下修改以下配置以获得更好的使用体验：
Win8WTG=1
HDDPC=1
U1U2=1
low_power_mode=1
2TB=1
eup_enable=1
QD32=1
STC8H1K17：
下载附件中的ultra-ssdbox.hex，并使用AIapp-ISP和USB串口硬件烧录。可直接使用USB转串口设备，如CH340/CH341系列编程器进行固件烧录。
烧录参数如下图所示：
ESP32-S2:
2925.9.18更新：
v1.3版本固件开始提供dfu固件，可通过ESP32-S2 Web flasher通过ESP32-S2的原生USB PHY进行固件烧录，无需额外的CH340C小板。
后缀无DFU为正常固件，可通过USB串口工具烧录。
后缀有DFU为DFU固件，通过ESP32-S2 Web flasher烧录。
可使用项目中的CH340C烧录小板进行配套烧录。
2025.8.20 设计更新：
自1.2版本固件开始，由于适配硬件版本Ver.1.1的问题，老款增强版可使用但仅部分兼容。
R-SODIUM Ultra SSD Enclosure Manager 硬盘盒控制软件：
基于Pyside6开发，使用Inno Setup Compiler打包为安装程序。
部分系统中可能会报毒，这个是正常现象（
2925.9.18更新：
自v1.3版本开始提供DFU Updater功能，可使ESP32进入DFU下载模式，无需拆出外壳使用USB转串口工具更新。
关于使用：
旧版三盘盒有三种模式，分别为三盘级联模式、单ASM2362模式和单ASM1352R模式，可通过左下角的拨动开关切换。
左下同时有有额外的两个USB Type-A接口，用于连接其他USB设备。
增强版/Ver1.1版三盘盒使用配套的控制软件R-SODIUM Ultra SSD Enclosure Manager进行控制。
ASM1352R双盘工作时一定要外接供电，不然会出现写盘卡死无法写盘的情况。
ASM2362建议不要上太大功耗的盘。功耗太大的盘普通的硬盘盒也带不动。
2025.8.20 设计更新：
Ver.1.1版本已将NVMe的供电切换为RY9050独立供电，最大5A输出，实测多种Drambased硬盘可正常使用。
功耗大的硬盘依旧建议外接供电使用。
推荐通过R-SODIUM Ultra SSD Enclosure Manager以管理不同电源状态下的硬盘上电状态。
ASM1352R在之前的方案验证板中实测目前通过GUI切换RAID方式暂不可行，但可通过特定的GPIO调整RAID状态。
注意：需要支持RAID切换的固件才能切换ASM1352R的运行模式。
旧版通过拨动对应的拨码开关以配置GPIO状态，长按RAID按钮五秒后即可切换RAID模式。
GPIO状态对应的模式如下：
新版增强版/Ver1.1版本可通过R-SODIUM Ultra SSD Enclosure Manager设置ASM1352R运行模式以及SATA延时上电选项。
外壳正在CNC打样中
已验证部分外壳。
已验证全部外壳文件。外壳使用SolidWorks 2024建模。
外壳文件已上传至附件。
外壳可用铨洲6.8打样（总共255.05软妹币）或使用3D打印。
设计图：
外壳设计为使用6.7mm的NGFF M-Key连接器。
实物图在下方实物展示放出。
实物/测试图：
测试平台：
主板：MSI B660M Mortar WiFi MAX DDR4
CPU：Genuine Intel 0000 16C24T，P5.0G E4.3G（12900HX ES）
内存：Asgard Valkyrie DDR4 3600 16G*2
测试用系统：Windows 11 Workstation Pro 26100.4061
测试盘1（NVMe）：MAP1202 JGS群联白片 1T（自制）
测试盘2（SATA1）：SM2271 JGS企业级正片 1T（企业OEM定制）
测试盘3（SATA2）：MX500 500G（朋友出借）
测试盘4（VL822 USB 3端口）： SM2259XT2 单贴B16正片 256G（自制）以上测试均采用40Gbps USB4数据线测试。
在测试之前感谢嘉立创星火计划对本人垃圾计划的大力支持，没有他们的SMT服务我大抵会放弃验证。
实物图：
裸板图：
带外壳图：
三 盘 归 一 盒：
USB：活爹
ChipGenius:
R-SODIUM Technology Ultra SSD Enclosure Controller:
VL822 USB2.0：
VL822 USB3.0：
ASM2362：
ASM1352R：
R-SODIUM Ultra SSD Enclosure Manager:
CDI：
MAP1202 JGS：
SM2271 JGS：
MX500：
测速图：
MAP1202 JGS测速：
SM2271 JGS测速：
MX500测速，读取略低：
SM2259XT2 B16测速，写入太低是因为单贴颗粒的限制：
ASM1352R RAID测速：
鸣谢：
本项目的顺利完成离不开以下伙伴的鼎力支持：
- 嘉立创星火计划。
- 网友 @MOYU Studio，特别感谢您慷慨提供的测试ASM2362，这对我的早期选型和验证环节具有决定性意义。
- 网友 @残梦新生，承蒙惠借的MX500，为硬件调试提供了关键支持。
设计图
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暂无BOM
克隆工程知识产权声明&复刻说明
本项目为开源硬件项目，其相关的知识产权归创作者所有。创作者在本平台上传该硬件项目仅供平台用户用于学习交流及研究，不包括任何商业性使用，请勿用于商业售卖或其他盈利性的用途；如您认为本项目涉嫌侵犯了您的相关权益，请点击上方“侵权投诉”按钮，我们将按照嘉立创《侵权投诉与申诉规则》进行处理。
请在进行项目复刻时自行验证电路的可行性，并自行辨别该项目是否对您适用。您对复刻项目的任何后果负责，无论何种情况，本平台将不对您在复刻项目时，遇到的任何因开源项目电路设计问题所导致的直接、间接等损害负责。
