CN100517259C

CN100517259C - 用于数据存储装置的功能测试方法和功能测试设备

Info

Publication number: CN100517259C
Application number: CNB2006101420176A
Authority: CN
Inventors: 桑岛正树; 武田信雄; 津山雅史; 高桥贤
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Current assignee: HGST Netherlands BV
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2006-09-30
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2026-09-30
Also published as: US7587550B2; JP2007102653A; CN1945548A; US20070083705A1

Abstract

为了提供一种在不使用大的存储器资源的条件下通过增加每个命令的传输量可以在较短的时间内测试HDD的HDD功能测试设备。一种数据存储装置测试设备，其包括：存储原始数据的存储部分；数据产生部分，其通过重复地使用原始数据为每个命令产生大小比原始数据更大的传输数据到数据存储装置；以及传输该产生的传输数据到数据存储装置的传输部分。

Description

用于数据存储装置的功能测试方法和功能测试设备

技术领域

本发明涉及一种用于数据存储装置的功能测试方法和功能测试设备。

背景技术

众所周知，各种数据存储装置使用不同类型的介质如光盘和磁带。在它们当中，硬盘驱动器(HDD)变得如此普及，以至是当今计算机系统不可缺少的存储设备之一。此外，不局限于计算机，硬盘驱动器由于优越的性能越来越扩大其应用范围，覆盖移动图片记录/再现设备、汽车导航系统、用于数字照相机等的可移动存储器。

此外，为了提供更高容量和更高速度的数据存储装置已经开发了各种技术。与新接口如SAS(串行SCSI技术)和FG4G(4Gbps光纤信道)适应的是针对更高速度的例子。新接口的研制需要一种能够根据这些新接口测试数据存储装置的功能测试设备。此外，对于可以较廉价地和更迅速地测试数据存储设备的功能测试设备一直有强烈的需要。

在数据存储装置的功能测试中，通常使用PC。在图10中示出了典型用于HDD的使用PC的功能测试方法。在该HDD的典型功能测试中，使用PC 91和HBA(主机总线适配器)92。HBA 92通过电缆94与HDD 93连接。在PC 91中设置的存储器911、PCI总线桥路912和CPU 913分别被连接到CPU总线914。此外，HBA 92具有在其中设置的接口控制器921。

在如上所述配置的功能测试设备中，如下执行HDD的功能测试：

1、在存储器911如DRAM中准备写数据931。此外，为读数据932保留一区域。

2、CPU 913发送写指令到HDD 93。通过接口控制器921，HDD 93指示PCI总线915发送希望的数据。然后，存储器911中的写数据931通过PCI总线桥路912发送给接口控制器921。

3、接口控制器921根据HDD 93的接口，发送写数据931到HDD93。HDD 93写/存储该写数据931。

4、在从HDD 93发送表示在HDD 93中写入该数据的信号之后，CPU 913发送读指令到HDD 93。接口控制器921根据HDD接口从HDD93接收该读数据932。

5、通过PCI总线桥912，在存储器911中写入来自接口控制器921的读数据932。

6、CPU 913将存储器911中的写数据931与其中的读数据932相比较。

但是，由于高性能PC和HBA是非常昂贵的，该方法是高成本的。由于该问题，不使用PC和HBA的方法正在开发中。使用测试CPU板代替PC和使用接口板代替HBA的这些方法正在开发中。

在图11中示出了用于HDD的功能测试方法。在该功能测试方法中，使用CPU板95代替PC和使用接口板96代替HBA。在CPU板95中，设置存储器951如DRAM、PCI总线桥路952以及CPU 953。存储器951、PCI总线桥路952以及CPU 953分别被连接到CPU总线954。此外，PCI总线桥路952具有在其中设置的数据比较器电路。

该接口板96具有在其中设置的接口控制器961。CPU板95中的PCI总线桥路952以及接口板96中的接口控制器961被连接到PCI总线955。此外，通过HDD接口962连接该接口板96和HDD 93。

1、在存储器951如DRAM中准备写数据931。

2、CPU 953发送写指令到HDD 93。HDD 93发送指令到PCI总线956，以指示它发送希望的数据。然后，存储器911中的写数据931通过PCI总线桥路952被发送给接口控制器961。

3、接口控制器961根据HDD接口962，发送写数据931到HDD93。HDD 93写/存储该写数据931。

4、CPU 953发送写指令到HDD 93。接口控制器961根据HDD接口962从HDD 93接收读数据932。

5、PCI总线桥952从存储器951读取写数据931并将它与来自接口控制器961的读数据相比较。

6、CPU 953从PCI总线桥952获得比较结果。

通常，通过使用存储器中存储的写数据，通过对数据存储装置重复写操作，执行数据存储装置的功能测试，直到存储装置的所有存储区被检查(如专利文献1所公开)。

[专利文献1]日本专利特-开No 5-257824

发明内容

本发明解决的问题

在HDD的功能测试中，通常在HDD和存储器如DRAM之间执行数据传输。具体地，在HDD中写入存储器中的数据和读出该写数据，并与存储器中的数据相比较。但是，需要高速和大容量存储器来传输大的数据。由于这种高速和大容量存储器是昂贵的，这使之不可能迅速地和廉价地执行HDD的功能测试。

为了解决上述问题进行本发明。本发明的目的是提供一种，在不使用大的存储器资源的情况下，通过增加每个命令的传输数据量，用于HDD的高速功能测试设备。

解决问题的方法

根据本发明的一个方面，提供一种数据存储装置功能测试设备，其包括：存储部分，用于存储原始数据；数据产生部分，对每个针对所述存储装置的命令，通过重复地使用所述原始数据产生较之原始数据尺寸更大的传输数据；传输部分，用于传输所产生的所述传输数据到所述数据存储装置；以及比较电路。其中，对所述数据存储装置中的地址执行写操作，然后从所述数据存储装置中的该地址执行读操作，所述比较电路把所述写操作要写到所述数据存储装置中地址的写数据与从该地址读出的读数据相比较。并且其中，所述数据产生部分通过使用所述原始数据和可变数据产生所述传输数据，所述可变数据依照所述数据存储装置的目标地址而变化。由于通过重复地使用原始数据可以增加每个CPU命令的传输数据大小，可以充分地减小测试数据存储装置的功能花费的时间，而不增加存储器的容量。

由于每个传输数据包括原始数据和可变数据，不同的数据被写到数据存储装置中的每个地址。作为可变数据，还优选使用与数据存储装置中的特定地址相关的值。这种值可以通过计数器来产生。此外优选对于每个扇区产生不同的可变数据。这里，“扇区”是存储器的数据存储装置的最小存储单元。作为可变数据，还优选使用与可变数据相关的数据存储装置中的地址。

优选，对于数据产生部分还优选产生与从其执行读操作的地址相关的写数据，允许比较电路将从该地址读出的读数据与该地址相关的写数据相比较。还优选在存储部分准备地址与可变数据的相关列表。在此情况下，根据该相关列表产生与从其执行读操作的地址相关的写数据。

根据本发明的另一方面，提供一种数据存储装置功能测试方法，包括以下步骤：通过重复地使用原始数据，产生尺寸比原始数据更大的传输数据；通过传输该传输数据到数据存储装置执行写操作；在完成写操作之后，从数据存储装置执行读操作；以及将从地址读出的读数据与读操作要写入该地址的写数据比较，其中通过使用所述原始数据和可变数据，由数据产生部分得到所述传输数据，该可变数据依照所述数据存储装置的目标地址而变化。

发明效果

根据本发明的HDD功能测试设备，由于重复地使用HDD测试ASIC中存储的小数据，因此通过在不使用高速和大容量存储器的条件下传输大的数据，可以减小测试时间。

附图说明

图1是根据第一实施例配置的HDD功能测试设备的框图。

图2是该HDD测试ASIC的详细框图。

图3示出了该HDD测试ASIC中的信号流的第一示意图。

图4示出了该HDD测试ASIC中的信号流的第二示意图。

图5示出了该HDD测试ASIC中的信号流的第三示意图。

图6示出了该HDD测试ASIC中的信号流的第四示意图。

图7示出了该HDD测试ASIC中的信号流的第五示意图。

图8示出了该HDD测试ASIC中的信号流的第六示意图。

图9是根据第一实施例的HDD功能测试设备的测试时间比较表。

图10示出了使用PC的常规HDD功能测试设备的框图。

图11示出了没有使用PC的常规HDD功能测试设备的框图。

具体实施方式

下面将参考附图提供本发明的特定实施例的详细描述。这是用于数据存储装置的本发明的功能测试设备/方法实施例。作为数据存储装置的例子，本实施例假定HDD。该功能测试方法通过写数据到整个磁盘表面，从磁盘读取数据和将对于每个地址将读数据与用于每个地址的写数据相比较，执行误差检查。

为了执行该功能测试方法，根据本实施例的数据存储装置功能测试设备产生用于每个数据将要写入的地址的写数据。通过使用所有地址所共有的原始数据和可变数据产生每个写数据，该可变数据取决于将被写入数据的地址而变化。

此外，根据本实施例的HDD功能测试方法由于通过重复地使用原始数据产生写数据，因此通过一个命令，可以传输比原始数据更大尺寸的数据。这使之可以传输大的数据，而不需要大的存储器。由于可以增加每个命令的传输数据量，在HDD的功能测试中可以减小命令的数目，因此急速地减小HDD的功能测试中花费的时间。

此外，根据本实施例的HDD功能测试方法使用测试CPU板代替PC以及使用接口板代替HBA。PCI总线桥路在连接CPU的CPU总线和连接接口板的PCI总线之间提供桥接。包含在HDD测试ASIC(专用集成电路)中，PCI总线桥路实现根据本发明的HDD功能测试方法。HDD测试ASIC的使用，在其中集成PCI总线桥路，使之可以增加新的功能到PCI总线桥路，而不安装另外的芯片。

首先，下面描述在CPU板、接口板和HDD的每个内怎样发送和接收数据和信号。图1示出了根据本实施例配置的HDD功能测试设备的框图。CPU板11具有在其中设置的存储器111如DRAM和CPU 112。存储器111和CPU 112通过CPU总线14连接。此外，在CPU板11和接口板12之间存在PCI总线16。此外，设置PCI总线桥路作为CPU总线14和PCI总线16之间的桥路。通过HDD测试ASIC 151实现该PCI总线桥路15。

接口板12具有在其中设置的接口控制器121。该接口控制器121通过PCI总线16连接到CPU板11中的PCI总线桥路15。此外，在接口板12和HDD 13之间布置HDD接口17。

在根据本实施例的HDD功能测试中，CPU 112最初通过CPU总线14、PCI总线桥路15、PCI总线16以及接口板12发送写指令到HDD13。在写指令之后，准备好写入将被发送的数据时，HDD 13通过接口板12发送信号到HDD测试ASIC 151，以表示它准备接收用于执行写操作的写数据。

当从CPU 112发出的写指令通过PCI桥路15到HDD 13时，它被HDD测试ASIC 151接收。当从HDD 13发送表示HDD 13准备接收写数据的信号时，HDD测试ASIC 151传输该写数据。在HDD测试ASIC151中产生该写数据并通过PCI总线16传输到HDD 13，用于在其中写入。当传输的数据到达每个命令的传输的数据量时，HDD 13发送信号到CPU 112，以表示该数据被发送。通过重复这些工作，对HDD 13中的整个磁盘表面完成写入。

在写入HDD 13中的整个磁盘表面之后，执行磁盘读操作。CPU112最初通过CPU总线14、PCI总线桥路15、PCI总线16以及接口板12发送读命令到HDD 13。HDD 13中读出的数据通过接口板12和PCI总线16发送给HDD测试ASIC 151。在HDD测试ASIC 151中，通过对于每个读地址的数据比较执行误差检查。如果探测到误差，那么在HDD测试ASIC 151中的缓冲器中存储引起该误差的地址。

图2示出了HDD测试ASIC 151的详细框图。在图2中，包含HDD测试电路的PCI总线桥路15示出有CPU总线14和PCI总线16。在HDD测试ASIC 151中，设置了：寄存器21，其存储原始数据；计数器电路22，其产生计数器值；数据产生部分23，通过使用来自计数器电路22的计数器值和来自寄存器21的原始数据产生写数据；第一缓冲器24，临时地存储由数据产生部分23产生的写数据以及通过CPU总线14输入的命令并通过PCI总线时钟时控发送它们；以及主控制器25，在HDD测试ASIC 151中控制数据传输和接收时间。

此外，该HDD测试ASIC包含：比较电路26，其将已经进行写操作的写数据与从HDD读出的相应读数据相比较；第二缓冲器27，其存储来自比较电路26的比较结果；数据传输判断电路28，其从PCI总线16把数据传送到比较电路26或第二缓冲器27。数据传输判断电路28把来自PCI总线的数据传送到它们中哪个是通过HDD测试ASIC 151中的主控制器25来控制。

在根据本发明的HDD功能测试方法中，数据产生部分23通过使用可变数据和原始数据产生写数据，可变数据是磁盘地址-相关的，原始数据被存储在数据产生部分23中。在根据本发明的HDD功能测试方法中，优选来自计数器电路22的计数器值被用作可变数据。这是因为计数器值一个接一个地与写数据和写入该写数据的磁盘地址相关。

还优选，在与计数器值相同的磁盘地址处写入写数据，因为这消除存储计数器值到存储器中的磁盘地址关联(disk address association)。还优选使每个写数据的大小等于每个扇区的数据量，因为这样使得易于将地址与计数器值相关联。

在根据本实施例的HDD功能测试方法中，每当执行写指令时，数据产生部分23重复地产生用于传输到HDD 13的一个写数据。除固定的原始数据之外，每个写数据包含取决于计数器值变化的可变数据。因此，在每个地址处可以写入不同的数据。此外，这对于主控制器控制每个命令传输的数据量成为可能。

图3、4、5、6、7和8示意地示出了上述设备怎样执行HDD 13的功能测试。在HDD 13的功能测试中，来自CPU 112的写指令通过CPU总线14、PCI总线桥路15中的缓冲器24(HDD测试ASIC 151)、PCI总线16和接口板12发送给HDD 13。该写指令还被发送给主控制器25(参见图3)。在写指令之后准备好将被发送的写数据时，HDD 13发送信号到HDD测试ASIC 151中的主控制器25，以表示它准备接收该写数据(参见图4)。

接收从HDD 13发送的信号表示它准备接收写数据，主控制器25发送数据产生开始信号到数据产生部分23。该数据产生部分23从寄存器21读出写数据量和来自计数器电路22的计数器值。在通过数据产生部分23取出计数器值之后，该计数器电路22将计数器值增加1。数据产生部分23通过使用经由CPU总线14在其中已经存储的原始数据和来自计数器电路22的计数器值产生写数据(参见图5)。

产生的写数据被存储在缓冲器24中并通过PCI总线时钟发送给PCI总线16。这行为被重复，直到传输的数据量到达从主控制器25给出数据量。通过主控制器25预先产生用来写地址关联列表的计数器值并存储在其内部存储器中。可选择的，该关联列表可以被存储在存储器和寄存器21中，该存储器是与主控制器25分开地制备的存储器。由于关联列表不包含很多数据，因此该存储器不必如此大。此外，如果计数器值被认为是将写入写数据的磁盘地址，那么该关联列表不是必需的。

当对HDD 13的整个磁盘表面执行上述写操作时，从HDD 13发出写完成信号(参见图6)。在写操作完成之后，执行读操作。首先，CPU 112通过CPU总线14、第一缓冲器24、PCI总线15以及接口板12(参见图7)发送读命令到HDD 13。

然后，主控制器25发送数据产生开始信号到数据产生部分23。该数据产生部分23读出来自寄存器21的数据传输量和来自计数器电路22的计数器值。然后，数据产生部分23取出原始数据，以产生要写入到从中读出数据的地址的写数据(参见图8)。

数据产生部分23发送该产生的写数据到缓冲器24。缓冲器24通过PCI总线时钟发送该产生的写数据到比较电路26。同样，从HDD 13读出的数据通过接口板12发送到PCI总线16。用于发送给PCI总线16的读数据的PCI地址被发送给数据传输判断电路28。数据传输判断电路28决定数据将传输到比较电路26和第二缓冲器27的哪个。根据该判断结果，来自PCI总线16的数据被传送到比较电路26。因此，从HDD 13读出的数据通过数据传输判断电路28发送给比较电路26。

来自第一缓冲器24的写数据和来自数据传输判断电路28的读数据被输入比较电路26。比较电路26将输入的读数据与输入的写数据相比较。如果该比较结果示出没有差异，那么由于在HDD 13中该寻址存储单元是正常的，对于该地址的HDD功能测试完成。另一方面，如果在读数据和写数据之间有差异，那么由于HDD 13中的寻址存贮单元是有缺陷的，针对该地址的读数据被发送给第二缓冲器27并存储在其中。可选择的，该数据可以从第二缓冲器27通过CPU总线14发送到存储器111。由记录在存储器111处的该数据，当为了读或写试着访问有缺陷的地址时，可以准备使用备份扇区。

图9中的列表示出了测试结果。测试的HDD是HITACHI GST18GB FC-2GB HDD(IC35L018F2DY10-0)。通过使用q′logiccorporationISP 2300作为接口控制器，使用HITACHI(Renesas)SH-356.75MHz作为CPU，GreenHills C Compiler和64位(BIT)/56.75MHzPCI总线测试该HDD。

在图9图表的左列，示出了测试条件。在图表的右列，示出了花费的测试时间。在一种情况下，使用存储器来传输数据。在另一情况下，在HDD测试ASIC中产生数据。在存储器传输的情况下，每个命令传输496个扇区。在后一情况下，每个命令传输FFFFh个扇区，在根据本发明的HDD测试ASIC中产生数据。在“效果”行，基于存储器传输的测试的结果与根据本发明的测试结果相比较。

如图9所示，与基于存储器传输的测试相比较测试时间可以被减小至约一半。

如上所述，由于在HDD测试ASIC中设置的存储器和缓冲器不需要存储超过该计数器值到地址关联列表，因此该方法仅仅使用非常小的存储区。通过增加每个命令的数据传输量，因此可以通过使用小的存储器资源迅速地执行HDD功能测试。

注意本发明不局限于上述实施例。不用说，在不脱离本发明的精神的条件下，可以进行各种改变。例如，尽管上述实施例假定HDD，但是本发明可应用于其他数据存储装置。此外，尽管在上述HDD功能测试中，为整个磁盘表面完成写操作之后执行读操作，但是可以为每个预定区连贯地执行写操作和读操作。

参考数字的描述

11：CPU板

12：接口板

13：HDD

14：CPU总线

15：PCI总线桥路

16：PCI总线

17：HDD接口

21：寄存器

22：计数器电路

23：数据产生部分

24：第一缓冲器

25：主控制器

26：比较电路

27：第二缓冲器

28：数据传输判断电路

111、存储器

112：CPU

121：接口控制器

151：HDD测试ASIC

91：PC

92：HBA

93：HDD

94：电缆

95：CPU板

96：接口板

911：存储器

912：PCI总线桥路

913：CPU

914：CPU总线

915：PCI总线

921：接口控制器

931：些数据

932：读数据

951：存储器

952：PCI总线桥路

953：CPU

954：CPU总线

955：PCI总线

956：PCI总线

961：接口控制器

962：HDD接口

Claims

1.一种数据存储装置功能测试设备，其包括：

存储部分，用于存储原始数据；

数据产生部分，对每个针对所述存储装置的命令，通过重复地使用所述原始数据来产生较之原始数据尺寸更大的传输数据；

传输部分，用于传输所产生的所述传输数据到所述数据存储装置；以及

比较电路，

其中，对所述数据存储装置中的地址执行写操作，然后从所述数据存储装置中的该地址执行读操作，所述比较电路把所述写操作要写到所述数据存储装置中地址的写数据与从该地址读出的读数据相比较，

其中，所述数据产生部分通过使用所述原始数据和可变数据产生所述传输数据，所述可变数据依照所述数据存储装置的目标地址而变化。

2.根据权利要求1的数据存储装置功能测试设备，其中所述可变数据是与所述数据存储装置中的地址相关的计数器值，并且进一步提供计数器以产生该计数器值。

3.根据权利要求1的数据存储装置功能测试设备，其中为每个扇区改变所述可变数据。

4.根据权利要求1的数据存储装置功能测试设备，其中，所述可变数据的值被设置成与所述可变数据相关的所述数据存储装置中的地址。

5.根据权利要求1的数据存储装置功能测试设备，其中所述数据产生部分产生与地址相关的写数据，从该地址将执行读操作，并且所述比较电路把从与该地址读出的读数据与该地址相关的所述写数据相比较。

6.根据权利要求5的数据存储装置功能测试设备，其中，在所述存储部分中提供地址与可变数据的关联列表；以及根据该关联列表产生与地址有关的写数据，从该地址将执行读操作。

7.一种数据存储装置功能测试方法，包括以下步骤：

通过重复地使用原始数据，产生比所述原始数据的尺寸更大的传输数据；

通过传输该传输数据到所述数据存储装置执行写操作；

在写操作完成之后从所述数据存储装置执行读操作；以及

把从地址读出的读数据与写操作要写入该地址的写数据比较，

其中通过使用所述原始数据和可变数据，由数据产生部分得到所述传输数据，该可变数据依照所述数据存储装置的目标地址而变化。

8.根据权利要求7的数据存储装置功能测试方法，其中通过计数器产生所述可变数据。

9.根据权利要求7的数据存储装置功能测试方法，其中，所述可变数据的值被设置成与所述可变数据相关的所述数据存储装置中的地址。