CN101770414A - 故障仿真装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储存设备的故障仿真装置，适用于接收仿真命令而产生储存设备的对应故障，以测试待测系统在存取储存设备时的容错能力，故障仿真装置包含第一存取接口、第二存取接口、连接模块与控制单元。第一存取接口电性耦接待测系统。第二存取接口与第一存取接口对应并电性耦接储存设备。连接模块电性耦接第一存取接口与第二存取接口之间，连接模块被致动时，选择性地将第一存取接口电性耦接至与之对应的第二存取接口。控制单元承接仿真命令，依据仿真命令致动连接模块选择性地将第一存取接口与第二存取接口电性耦接或分离以产生对应故障。

Description

故障仿真装置

技术领域

本发明是关于一种故障仿真系统，特别是一种储存设备的故障仿真系统。

背景技术

硬盘(Hard Disk，HD)是计算机系统中最主要的储存设备，作为计算机用户的数据和信息的载体，硬盘上往往保存有大量重要数据。在一般的服务器中，由于服务器长时间不间断地运行，以及来自网络的巨大的数据访问量，服务器硬盘几乎是24小时不停地运转，承受着巨大的工作量，造成硬盘运行中发生不同程度的损坏。虽然大多数硬盘的平均无故障时间已达30000～50000小时以上，然而对于不少用户，特别是商业用户而言，一次普通的硬盘故障便足以造成灾难性的后果。

一般而言，各计算机制造厂商在计算机组装完成后，都必须检测计算机系统对硬盘存取过程中的容错能力，如压力测试与错误检测(例如硬盘掉电、数据线路短路或数据线路断路等等)。经由上述的各种容错能力的检测，可测试在错误发生时，计算机系统是否可以正常存取硬盘。然而上述容错能力的检测往往先挑出具有各种错误的硬盘，再经由人工一一进行测试，此种方式，除了特定错误的硬盘不易找寻外作业人员以手工方式将具有产生特定错误种类的硬盘，对数以千计的计算机或服务器进行检测，其作业方式不仅程序繁复，需耗费大量人力及时间，增加成本，并且所完成硬盘的错误检测也不尽可靠。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提供一种故障仿真装置，使用待测系统在存取储存设备的过程中，由故障仿真装置接收仿真命令而产生储存设备的对应故障，来对待测系统进行检测。

因此，本发明所公开的储存设备的故障仿真装置，设置于待测系统与储存设备之间，待测系统系存取储存设备，故障仿真装置适用于接收仿真命令而产生储存设备的对应故障。故障仿真装置包含：第一存取接口电性耦接于待测系统；第二存取接口与第一存取接口对应并电性耦接于储存设备；连接模块电性耦接于第一存取接口与第二存取接口之间，连接模块被致动时，选择性地将第一存取接口电性耦接至与之对应的第二存取接口；控制单元承接仿真命令，并依据仿真命令致动连接模块选择性地将第一存取接口与第二存取接口电性耦接或分离以产生对应故障。

其中，上述对应故障可为故障仿真装置依据接收到的仿真命令后，对连接模块进行设定以产生对应于仿真命令的故障。

另外，故障仿真装置更可包含控制主机，电性耦接于控制单元，控制单元系承接由控制主机传送过来的仿真命令。

此外，待测系统可电性耦接于控制主机并发出仿真命令给控制主机。

在此，待测系统可电性耦接于控制单元并发出仿真命令。

其中，第一存取接口包括：第一信号接头与第一电源接头，第二存取接口包括：第二信号接头与第二电源接头。连接模块被致动时，选择性地将第一信号接头与第二信号接头电性耦接或分离，或选择性地将第一电源接头与第二电源接头电性耦接或分离。

此外，连接模块将第一信号接头与第二信号接头分离时，可将第二信号接头电性连接至第一预定电位。

在此，第一预定电位可为第一接地电位、第一低电位或第一高电位。

另外，第一信号接头可包括第一差分接头，第二信号接头可包括第二差分接头，第一差分接头与第二差分接头对应，在连接模块将第一信号接头与第二信号接头分离时，可将第一差分接头与第二差分接头反向对接。

此外，第一信号接头可包括第一差分接头，第二信号接头可包括第二差分接头，第一差分接头与第二差分接头对应，在连接模块将第一信号接头与第二信号接头分离时，可将第一差分接头与第二差分接头连接成悬空状态。

其中，连接模块被致动时，可选择性将第一电源接头与第二电源接头电性耦接或分离。

在此，连接模块将第一电源接头与第二电源接头分离时，可将第二电源接头电性连接至一第二预定电位。

最后，第二预定电位可为第二接地电位、第二低电位或第二高电位。

根据本发明所提供的故障仿真装置，可依据故障仿真装置接收仿真命令，产生各种不同对应故障，并由不同故障对待测系统在存取储存设备的过程中进行容错能力检测。

有关本发明的技术特征和具体实施例，参照附图详细地对最佳实施例进行如下说明。

附图说明

图1为依据本发明的一实施例的架构示意图。

图2为依据本发明的另一实施例的架构示意图。

图3为依据本发明的次一实施例的架构示意图。

图4为依据本发明的再一实施例的架构示意图。

图5为依据本发明实施例的流程图。

图6为依据本发明实施例的信号短路检测流程图。

图7为依据本发明实施例的信号短路检测流程图。

图8为依据本发明实施例的信号短路检测流程图。

图9为依据本发明实施例的信号短路检测流程图。

图10为依据本发明实施例的信号断路检测流程图。

图11为依据本发明实施例的信号断路检测流程图。

图12为依据本发明实施例的电源断电检测流程图。

其中，附图标记

10     故障仿真装置

12     第一存取接口

122    第一信号接头

124    第一差分接头

126    第一电源接头

14     第二存取接口

142    第二信号接头

144    第二差分接头

146    第二电源接头

16     连接模块

18    控制单元

19    控制主机

20    SATA硬盘

30    待测系统

具体实施方式

请参考图1所示，其为依据本发明的一实施例的架构示意图。本发明所公开的一种故障仿真装置其设置于SATA硬盘之间，待测系统存取SATA硬盘，故障仿真装置适用于接收仿真命令而产生SATA硬盘的对应故障。故障仿真装置10包含：第一存取接口12、第二存取接口14、连接模块16与控制单元18。其中，第一存取接口12电性耦接于待测系统30。第二存取接口14与第一存取接口12对应并电性耦接于SATA硬盘20。连接模块16电性耦接于第一存取接口12与第二存取接口14之间，连接模块16被致动时，选择性地将第一存取接口12电性耦接至与之对应的第二存取接口14。控制单元18承接仿真命令，并依据仿真命令致动连接模块16选择性地将第一存取接口12与第二存取接口14电性耦接或分离以产生对应故障。

前述的待测系统为任何需向储存设备进行存取作业的系统，此待测系统可以是但不限于个人计算机(Personal Computer，PC)、服务器、或磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disks，RAID)系统，但本领域技术人员应可应用于其它待测系统，所以不逐一列举。储存设备一般而言可以是，但不限于具有微控序列先进技术连接装置(Serial Advanced TechnologyAttachment，以下简称SATA硬盘)硬盘、固态硬盘(Solid State Disk，SSD)。储存设备的传输接口可为整合电子式驱动(Integrated Drive Electronics，IDE)接口、SATA接口、IEEE1394(Institute of Electronical and electronicengineers，IEEE)接口、外接式SATA(External Serial ATA，eSATA)接口、通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)接口等等。

其中，上述对应故障可为故障仿真装置10依据接收到的仿真命令后，对连接模块16进行设定以产生对应于仿真命令的故障。

此外，所述的控制单元18，一般而言可以是但不限于微控制器(MicroController Unit，MCU)，所述的第一存取接口12与第二存取接口14，一般而言可以是但不限于SATA接口。控制单元18在此可具有多个故障仿真按键，这些故障仿真按键可依据实际需求产生各种故障仿真命令。当故障仿真按键被致动后(即被按下时)，即可传送仿真命令至控制单元18。第一存取接口12与第二存取接口14的信号传输方式可为有线传输或无线传输。

于此在此，除上述由控制单元的故障仿真按键，产生对应的仿真命令。亦可由控制主机产生仿真命令至控制单元、或由待测主机产生仿真命令至控制单元、或由待测主机通过控制主机产生仿真命令至控制单元。以下分别就上述架构进行说明。

首先，说明由控制主机产生仿真命令至控制单元，请参考图2所示，其为依据本发明的另一实施例的架构示意图。本发明所公开的一种故障仿真装置其设置于SATA硬盘之间，待测系统存取SATA硬盘，故障仿真装置适用于接收仿真命令而产生SATA硬盘的对应故障。故障仿真装置10包含：第一存取接口12、第二存取接口14、连接模块16、控制单元18与控制主机19。其中，第一存取接口12电性耦接于待测系统30。第二存取接口14与第一存取接口12对应并电性耦接于SATA硬盘20。连接模块16电性耦接于第一存取接口12与第二存取接口14之间，连接模块16被致动时，选择性地将第一存取接口12电性耦接至与之对应的第二存取接口14。控制主机19电性耦接于控制单元18。控制单元18是承接由控制主机19传送过来的仿真命令，并依据仿真命令致动连接模块16选择性地将第一存取接口12与第二存取接口14电性耦接或分离以产生对应故障。

其中控制主机19与控制单元18之间的电性耦接可通过RS232端口连结，以传输仿真命令。其中，上述对应故障可为故障仿真装置10依据接收到的仿真命令后，对连接模块16进行设定以产生对应于仿真命令的故障。

此外，所述的控制单元18，一般而言可以是但不限于微控制器(MicroController Unit，MCU)。所述的第一存取接口12与第二存取接口14，一般而言可以是但不限于SATA接口。第一存取接口12与第二存取接口14的信号传输方式可为有线传输或无线传输。

然后，说明由待测主机产生仿真命令至控制单元，请参考图3所示，其为依据本发明的次一实施例的架构示意图。本发明所公开的一种故障仿真装置其设置于SATA硬盘之间，待测系统存取SATA硬盘，故障仿真装置适用于接收仿真命令而产生SATA硬盘的对应故障。故障仿真装置10包含：第一存取接口12、第二存取接口14、连接模块16、控制单元18与控制主机19。其中，第一存取接口12电性耦接于待测系统30。第二存取接口14与第一存取接口12对应并电性耦接于SATA硬盘20。连接模块16电性耦接于第一存取接口12与第二存取接口14之间，连接模块16被致动时，选择性地将第一存取接口12电性耦接至与之对应的第二存取接口14。待测系统30是电性耦接于控制主机19并发出仿真命令给控制主机19，控制主机19电性耦接于控制单元18。控制单元18承接仿真命令，并依据仿真命令致动连接模块16选择性地将第一存取接口12与第二存取接口14电性耦接或分离以产生对应故障。

其中，待测系统30与控制主机19之间的电性耦接、控制主机19与控制单元18之间的电性耦接可通过RS232端口连结，以传输仿真命令。此外，所述的控制单元18，一般而言可以是但不限于微控制器(Micro ControllerUnit，MCU)。所述的第一存取接口12与第二存取接口14，一般而言可以是但不限于SATA接口。第一存取接口12与第二存取接口14的信号传输方式可为有线传输或无线传输。

然后，说明由待测主机通过控制主机产生仿真命令至控制单元，请参考图4所示，其为依据本发明的再一实施例的架构示意图。本发明所公开的一种故障仿真装置其设置于SATA硬盘之间，待测系统存取SATA硬盘，故障仿真装置适用于接收仿真命令而产生SATA硬盘的对应故障。故障仿真装置10包含：第一存取接口12、第二存取接口14、连接模块16与控制单元18。其中，第一存取接口12电性耦接于待测系统30。第二存取接口14与第一存取接口12对应并电性耦接于SATA硬盘20。连接模块16电性耦接于第一存取接口12与第二存取接口14之间，连接模块16被致动时，选择性地将第一存取接口12电性耦接至与之对应的第二存取接口14。待测系统30电性耦接于控制单元18并发出仿真命令。控制单元18承接仿真命令，并依据仿真命令致动连接模块16选择性地将第一存取接口12与第二存取接口14电性耦接或分离以产生对应故障。

其中，待测系统30与控制单元18之间的电性耦接可通过RS232端口连结，以传输仿真命令。此外，所述的控制单元18，一般而言可以是但不限于微控制器(Micro Controller Unit，MCU)。所述的第一存取接口12与第二存取接口14，一般而言可以是但不限于SATA接口。第一存取接口12与第二存取接口14的信号传输方式可为有线传输或无线传输。

另外，请配合参考图1、2、3与4所示，其中第一存取接口12，可包括：第一信号接头122与第一电源接头126，第二存取接口14可包括：第二信号接头142与第二电源接头146。当连接模块16被致动时，选择性地将第一信号接头122与第二信号接头142电性耦接或分离，或选择性地将第一电源接头126与第二电源接头146电性耦接或分离。其中，当第一信号接头122与第二信号接头142耦接时，会产生信号基本电位。另外，分别于第一信号接头122与第二信号接头142各加入一个继电单元，以控制第一信号接头122与第二信号接头142电性耦接或分离。在此，继电单元一般而言可以是但不限于信号继电器(Signal Relay)。

其中，连接模块16将第一信号接头122与第二信号接头142分离时，可将第二信号接头142电性连接至第一预定电位。

于此在此，第一预定电位可为第一接地电位、第一低电位或第一高电位。其中第一接地电位为信号基本电位为零，第一低电位为电位低于信号基本电位，第一高电位为电位高于信号基本电位。

另外，第一信号接头122包括第一差分接头124，第二信号接头142包括第二差分接头144。第一差分接头124与第二差分接头144对应，在连接模块16将第一信号接头122与第二信号接头142分离时，将第一差分接头124与第二差分接头144反向对接。

此外，第一信号接头122包括第一差分接头124，第二信号接头142包括第二差分接头144。第一差分接头124系与第二差分接头144对应，在连接模块16将第一信号接头122与第二信号接头142分离时，将第一差分接头124与第二差分接头144接成悬空状态。此处的悬空状态可为第一信号接头122与第二信号接头142保留多余未使用的接脚，将第一差分接头124连接至与未使用的接脚连接悬空状态，或是将第二差分接头144连接至与未使用的接脚连接悬空状态。

于此在此，使用高频切换芯片分别电性连接至第一信号接头122与第二信号接头142，以使信号传输率超过3.0Gbps并可控制第一差分接头124与第二差分接头144中信号接脚的连接关系。其中，高频切换芯片一般而言可以是但不限于DS25CP104芯片、DS25CP102芯片、或DS25CP152芯片。

其中，上述第一差分接头124与第二差分接头144，更可分别包含：正相差分接收信号接脚(positive differential signal receiver，RxP)、反相差分接收信号接脚(negative differential signal receiver，RxN)、正相差分输出信号接脚(positive differential signal transfer，TxP)、反相差分输出信号接脚(negative differential signal transfer，TxN)与多个接地接脚(GND)。其中，RxP与RxN用来接收差分信号，TxP与TxN用来输出差分信号；第一差分接头与第二差分接头对应为分别将第一差分接头的RxP、RxN、TxP与TxN对应至第二差分接头的RxP、RxN、TxP与TxN。上述反向对接为将第一差分接头的TxP、TxN、RxP与RxN对应至第二差分接头的RxP、RxN、TxP与TxN。

另外，连接模块16被致动时，是选择性地将第一电源接头126与第二电源接头146电性耦接或分离。其中，当第一信号接头122与第二信号接头142耦接时，会产生电源基本电位。

于此在此，使用电源控制单元电性连接于第一电源接头126与第二电源接头146，以电源控制单元控制第一电源接头126与第二电源接头146电性耦接或分离。在此，电源控制单元一般而言可以是但不限于金氧半晶体管(metal-oxide-semiconductor transistor，MOSFET)。

其中，上述第一电源接头126与第二电源接头146，更可分别包含：3.3伏特电源接脚、5伏特电源接脚、12伏特电源接脚与多个接地接脚(GND)。

此外，连接模块16将第一电源接头126与第二电源接头146分离时，系将第二电源接头146电性连接至第二预定电位。

于此在此，第二预定电位可为第二接地电位、第二低电位或第二高电位。其中第二接地电位为电源基本电位为零，第二低电位为电位低于电源基本电位，第二高电位为电位高于电源基本电位。

另外，依据控制命令使第一存取接口与第二存取接口电性分离，可依据实际情况由控制主机发出各种不同的控制命令来进行检测。以下列举信号短路、信号断路与电源断电三种不同控制命令进行说明，但并非用来限定本发明。

请参考图5所示，其为依据本发明实施例的流程图。首先，控制单元承接仿真命令，并依据仿真命令致动连接模块使第一存取接口电性耦接至第二存取接口(步骤S100)。此时连接模块内产生信号基本电位和电源基本电位，且第一差分接头与第二差分接头正向对接。然后，待测系统发出存取命令，并侦测是否可正常存取储存设备(步骤S200)。另外，控制主机再发出仿真命令，使第一存取接口与第二存取接口电性分离(步骤S300)。然后，待测系统再发出存取命令0并侦测是否可正常存取储存设备(步骤S400)。

请参考图6所示，其为依据本发明实施例的信号短路检测流程图。在此，对于步骤S300可包括以下实施步骤。依据仿真命令将第二差分接头中RxP、RxN、TxP与TxN其中任意一个接脚电性连接至第一预定电位，并使信号基本电位等于第一预定电位(步骤S310)，其中第一预定电位可为第一接地电位、第一低电位或第一高电位。

请参考图7所示，其为依据本发明实施例的信号短路检测流程图。在此，对于步骤S300可包括以下实施步骤。依据仿真命令将第二差分接头中RxP、RxN、TxP与TxN其中任意两个接脚电性连接至第一预定电位，并使信号基本电位等于第一预定电位(步骤S320)，其中第一预定电位可为第一接地电位、第一低电位或第一高电位。

请参考图8所示，其为依据本发明实施例的信号短路检测流程图。在此，对于步骤S300可包括以下实施步骤。依据仿真命令将第二差分接头中RxP、RxN、TxP与TxN其中任意三个接脚电性连接至第一预定电位，并使信号基本电位等于第一预定电位(步骤S330)，其中第一预定电位可为第一接地电位、第一低电位或第一高电位。

请参考图9所示，其为依据本发明实施例的信号短路检测流程图。在此，对于步骤S300可包括以下实施步骤。依据仿真命令将第二差分接头中RxP、RxN、TxP与TxN其中四个接脚电性连接至第一预定电位，并使信号基本电位等于第一预定电位(步骤S340)，其中第一预定电位可为第一接地电位、第一低电位或第一高电位。

请参考图10所示，其为依据本发明实施例的信号断路检测流程图。在此，对于步骤S300可包括以下实施步骤。依据仿真命令将第一信号接头与第二信号接头分离(步骤S350)，并使第一差分接头与第二差分接头反向对接(步骤S352)，在此反向对接为将第一差分接头的TxP、TxN、RxP与RxN对应至第二差分接头的RxP、RxN、TxP与TxN。

请参考图11所示，其为依据本发明实施例的信号断路检测流程图。在此，对于步骤S300可包括以下实施步骤。依据仿真命令将第一信号接头与第二信号接头分离(步骤S360)，并使第一差分接头与第二差分接头接成悬空状态(步骤S362)。在此悬空状态可为将第一差分接头的TxP、TxN、RxP与RxN或第二差分接头的RxP、RxN、TxP与TxN中，任何一个或多个信号接脚连接至未使用的多余接脚以成为悬空状态。

请参考图12所示，其为依据本发明实施例的电源断电检测流程图。在此，对于步骤S300可包括以下实施步骤。依据仿真命令将第一电源接头与第二电源接头分离(步骤S370)，并使信号基本电位等于第二预定电位(步骤S372)，其中第二预定电位可为第二接地电位、第二低电位或第二高电位。

根据本发明所提供的故障仿真装置，可依据故障仿真装置接收仿真命令，产生各种不同对应故障，并由不同故障对待测系统于存取储存设备的过程中进行容错能力检测。

Claims (10)

1.一种故障仿真装置，其设置于一待测系统与一储存设备之间，该待测系统是存取该储存设备，该故障仿真装置适用于接收一仿真命令而产生该储存设备的一对应故障，其特征在于，该故障仿真装置包含：

一第一存取接口，是电性耦接于该待测系统；

一第二存取接口，与该第一存取接口对应并电性耦接于该储存设备；

一连接模块，是电性耦接于该第一存取接口与该第二存取接口之间，该连接模块被致动时，是选择性地将该第一存取接口电性耦接至与之对应的该第二存取接口；以及

一控制单元，承接该仿真命令，并依据该仿真命令致动该连接模块选择性地将该第一存取接口与该第二存取接口电性耦接或分离以产生该对应故障。

2.根据权利要求1所述的故障仿真装置，其特征在于，该故障仿真装置更包含一控制主机，电性耦接于该控制单元，该控制单元是承接由该控制主机传送过来的该仿真命令。

3.根据权利要求2所述的故障仿真装置，其特征在于，该待测系统是电性耦接于该控制主机并发出该仿真命令给该控制主机。

4.根据权利要求1所述的故障仿真装置，其特征在于，该待测系统电性耦接于该控制单元并发出该仿真命令。

5.根据权利要求1所述的故障仿真装置，其特征在于，该第一存取接口包括一第一信号接头与一第一电源接头，该第二存取接口包括一第二信号接头与一第二电源接头，该连接模块被致动时，是选择性地将该第一信号接头与该第二信号接头电性耦接或分离，或是选择性地将该第一电源接头与该第二电源接头电性耦接或分离。

6.根据权利要求5所述的故障仿真装置，其特征在于，该连接模块将该第一信号接头与该第二信号接头分离时，将该第二信号接头电性连接至一第一预定电位，该第一预定电位为一第一接地电位、一第一低电位或一第一高电位。

7.根据权利要求5所述的故障仿真装置，其特征在于，该第一信号接头包括至少一对第一差分接头，该第二信号接头包括至少一对第二差分接头，该对第一差分接头是与该对第二差分接头对应，在该连接模块将该第一信号接头与该第二信号接头分离时，将该对第一差分接头与该对第二差分接头反向对接。

8.根据权利要求5所述的故障仿真装置，其特征在于，该第一信号接头包括至少一对第一差分接头，该第二信号接头包括至少一对第二差分接头，该对第一差分接头是与该对第二差分接头对应，在该连接模块将该第一信号接头与该第二信号接头分离时，将该对第一差分接头与该对第二差分接头接成悬空状态。

9.根据权利要求5所述的故障仿真装置，其特征在于，该连接模块被致动时，是选择性地将该第一电源接头与该第二电源接头电性耦接或分离。

10.根据权利要求9所述的故障仿真装置，其特征在于，该连接模块将该第一电源接头与该第二电源接头分离时，是将该第二电源接头电性连接至一第二预定电位，该第二预定电位为一第二接地电位、一第二低电位或一第二高电位。

Images