CN109030989B - 验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，包括获取硬件信号验证测试数据、获取系统功能验证测试数据和获取可靠性验证测试数据，并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤。本发明的有益效果在于：提供了一种通过多个验证测试流程快速验证固态硬盘掉电保护功能可靠性的方法，该方法具有流程简单、低时间复杂度和易于实现的优点，尤其适合当前固态硬盘测试项目比较多的测试环境。

Description

验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其是指一种验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法。

背景技术

为了提高电子盘的读写性能，大部分固态硬盘控制器通过内部集成RAM或外部扩展RAM方式增加缓存，每次计算机系统内存的数据写到固态硬盘时，都先写到固态硬盘的缓存中，固态硬盘控制器再将缓存中的数据写入到NAND Flash中。因此，在电源没有任何保护措施的情况下，如果固态硬盘突然掉电(即外部供电在突发意外情况下发生浪涌或断电)，将会造成缓存中的数据完全丢失，轻则丢失数据，重则导致系统崩溃。

为了防止这种情况发生，需要增加一种机制，称之为掉电保护，用于预防固态硬盘缓存中的数据丢失。

掉电保护增加了两部分功能，一部分是电压检测模块，用于检测外部电压过低时，向固态硬盘控制器产生中断；另一部分功能则是电源储能模块，用于在外部电压过低时能够给固态硬盘提供足够长时间的续航能力。当电压检测模块检测到外部电压过低时，将产生一个中断给固态硬盘控制器，同时电源储能模块启动供电，固态硬盘控制器接收到中断之后将固态硬盘缓存中的数据保存至NAND Flash中。整个过程中，电源储能模块的持续续航能力足以保证固态硬盘控制器将缓存中的数据完全保存至NAND Flash中，从而实现掉电保护。

增加掉电保护功能，将大大增加固态硬盘的使用安全性，可以满足对数据完整性要求较高的应用场合，如航空航天系统，国防军用系统，电力系统，银行证券系统等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种流程简单，可靠性高的验证固态硬盘掉电保护功能的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，包括获取硬件信号验证测试数据、获取系统功能验证测试数据和获取可靠性验证测试数据，并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤。

进一步的，所述硬件信号验证测试包括获取掉电保护IC上下电时序测试数据和获取掉电保护时备电时序测试数据的步骤；所述系统功能验证测试包括获取电容充放电时间数据和获取电容容量检测数据的步骤。

进一步的，所述可靠性验证测试包括获取电容常温寿命测试数据、获取电容低温寿命测试数据和获取电容高温寿命测试数据的步骤。

进一步的，在所述获取掉电保护IC上下电时序测试数据的步骤中，包括抓取固态硬盘上电时的上电信号波形及抓取固态硬盘异常断电时的断电信号波形,并判断所述信号波形是否符合预设条件的步骤。

进一步的，在所述获取掉电保护时备电时序测试数据的步骤中，包括抓取固态硬盘在异常断电时的时序波形,并判断波形是否符合预设值的步骤。

进一步的，在所述获取电容充放电时间数据的步骤中，包括测量电容从低电平到高电平所需的充电时间和从高电平到监测电压点的放电时间,并判断充电时间和放电时间是否符合预设值的步骤。

进一步的，在所述获取电容充放电时间数据的步骤之后，还包括获取模拟电容老化后备电时间测试数据，并判断备电时间是否符合预设条件的步骤。

进一步的，在所述获取电容容量检测数据的步骤中，包括获取电容容值检测精度，并判断精度是否符合预设条件的步骤。

进一步的，在所述获取掉电保护IC上下电时序测试数据的步骤中，还包括验证掉电保护电压监测点是否能触发掉电保护功能的步骤。

进一步的，在所述获取电容容量检测数据的步骤中，还包括验证电容检测功能测试的步骤。

本发明的有益效果在于：提供了一种通过多个验证测试流程快速验证固态硬盘掉电保护功能可靠性的方法，该方法具有流程简单、低时间复杂度和易于实现的优点，尤其适合当前固态硬盘测试项目比较多的测试环境。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构：

图1为本发明的测试流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例1

请参阅图1，一种验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，包括获取硬件信号验证测试数据、获取系统功能验证测试数据和获取可靠性验证测试数据，并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤。

其中，所述硬件信号验证测试包括获取掉电保护IC上下电时序测试数据和获取掉电保护时备电时序测试数据并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤；所述系统功能验证测试包括获取电容充放电时间数据和获取电容容量检测数据并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤。

本实施例中，根据固态硬盘的特点设计针对性的测试流程，可快速验证固态硬盘掉电保护功能的可靠性。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供了一种通过多个验证测试流程快速验证固态硬盘掉电保护功能可靠性的方法，该方法具有流程简单、低时间复杂度和易于实现的优点，尤其适合当前固态硬盘测试项目比较多的测试环境。

实施例2

在实施例1的基础上，所述可靠性验证测试包括获取电容常温寿命测试数据、获取电容低温寿命测试数据和获取电容高温寿命测试数据，并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤。

本实施例中，获取电容常温、低温和高温寿命测试数据的具体步骤包括：

A1、获取常温电容寿命测试数据的具体步骤如下：

在常温(25℃)下，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并能进行读写操作，待测固态硬盘的固件需要有调试窗口输出电容值。(若固件不支持，则将电容拆卸下来量测电容容值)。软硬件联合设计出掉电保护电容的初始值A。将待测固态硬盘在常温(25℃)环境下进行3000次上下电后，待测固态硬盘的固件电容检测出的电容值B，其中A-B的差值不超过A的10％。

A2、获取低温电容寿命测试数据的具体步骤如下：

在低温(0℃)环境下，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并能进行读写操作，待测固态硬盘的固件需要有调试窗口输出电容值。(若固件不支持，则将电容拆卸下来量测电容容值)。软硬件联合设计出掉电保护电容的初始值A。将待测固态硬盘在低温(0℃)环境下进行3000次上下电后，待测固态硬盘的固件电容检测出的电容值B，其中A-B的差值不超过A的10％。

A3、获取高温电容寿命测试数据的具体步骤如下：

在高温(60℃)环境下，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并能进行读写操作，待测固态硬盘的固件需要有调试窗口输出电容值。(若固件不支持，则将电容拆卸下来量测电容容值)。软硬件联合设计出掉电保护电容的初始值A。将待测固态硬盘在高温(60℃)环境下进行3000次上下电后，待测固态硬盘的固件电容检测出的电容值B，其中A-B的差值不超过A的10％。

实施例3

在实施例2的基础上，在所述获取掉电保护IC上下电时序测试数据的步骤中，包括抓取固态硬盘上电时的上电信号波形及抓取固态硬盘异常断电时的断电信号波形,并判断所述信号波形是否符合预设条件的步骤。

本实施例中，

B1、抓取固态硬盘上电时的上电信号波形的具体步骤如下：

在服务器上安装Linux系统，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上，校准示波器和探头及通道间的deskew(校正好后，不动示波器的设置，不换探头，就不用重新校正)，并设置好示波器的各参数，找到待测试点。测试点：VB、Vin、Vstorage、PGs。给待测固态硬盘上电，示波器设置为“Single”单次触发，抓取待测固态硬盘的上电波形，量测两两信号之间的时序，保证芯片的上电时序符合datasheet要求，判断各信号在上升过程中边沿无回沟、无台阶，如果无回沟无台阶，则通过该项测试。

B2、抓取固态硬盘异常断电时的断电信号波形的具体步骤如下：

在服务器上安装Linux系统，并安装IOzone或FIO(用于读写操作)，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并进行读写操作，校准示波器和探头及通道间的deskew(校正好后，不动示波器的设置，不换探头，就不用重新校正)，并设置好示波器的各参数，找到待测试点。测试点：VB、Vin、Vstorage、PGs。用Iozone或FIO软件对待测固态硬盘进行1M seqwtrite或是其他功耗最大时场景，示波器设置为“Single”单次触发，抓取待测固态硬盘的VB、Vin、Vstorage、PGs等信号在服务器异常断电时的时序波形，量测两两信号之间的时序，保证芯片的上电时序符合datasheet要求，判断各信号在上升过程中边沿无回沟、无台阶，如果无回沟无台阶，则通过该项测试。

实施例4

在实施例3的基础上，在所述获取掉电保护时备电时序测试数据的步骤中，包括抓取固态硬盘在异常断电时的备电时序波形,并判断波形是否符合预设值的步骤。

本实施例中，抓取固态硬盘在异常断电时的备电时序波形的具体步骤如下：

在服务器上安装Linux系统，并安装IOzone或FIO(用于读写操作)，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并进行读写操作，校准示波器和探头及通道间的deskew，并设置好示波器的各参数，找到待测试点。测试点：PD_INT、Vbackup、RSTN、FWP、VCC33、VCC15、VCC10等(不同待测固态硬盘设计的信号命名不同)。

测试时，用IOzone或FIO软件对待测固态硬盘进行1M seq wtrite的操作，示波器设置为“Single”单次触发，抓取待测固态硬盘的PD_INT、Vbackup、RSTN、FWP、VCC33等信号在服务器异常断电时的时序波形，保证产品的的各个信号间的时序符合产品设计要求，判断各信号在上升过程中边沿无回沟、无台阶，如果无回沟无台阶，则通过该项测试。

其中，获取掉电保护时备电时序的步骤中，包括对新盘测试和稳态盘测试的步骤。

实施例5

在实施例4的基础上，在所述获取电容充放电时间数据的步骤中，包括测量电容从低电平到高电平所需的充电时间和从高电平到监测电压点的放电时间,并判断充电时间和放电时间是否符合预设值的步骤。

本实施例中，包括：

C1、测量电容从低电平到高电平所需的充电时间的具体步骤如下：

在服务器上安装Linux系统，并安装IOzone或FIO(用于读写操作)，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并进行读写操作。校准示波器和探头及通道间的deskew，并设置好示波器的各参数，找到待测试点。(测试点：Vbackup)将待测固态硬盘上电，示波器设置为“Single”单次触发，抓取待测固态硬盘的Vbackup从低电平到高电平的波形；用Cursor量测Vbackup从低电平到高电平的时间，保证产品的的各个信号间的时序符合产品设计要求，判断各信号在上升过程中边沿无回沟、无台阶，如果无回沟无台阶，则通过该项测试。

C2、测量电容从高电平到监测电压点的放电时间的具体步骤如下：

在服务器上安装Linux系统，并安装IOzone或FIO(用于读写操作)，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并进行读写操作，校准示波器和探头及通道间的deskew，并设置好示波器的各参数，找到待测试点。(测试点：Vbackup)

测试时，用Iozone或是FIO软件对待测固态硬盘进行1M seq wtrite的操作或是其他功耗最大的场景，示波器设置为“Single”单次触发，抓取待测固态硬盘的Vbackup信号在服务器异常断电时的时序波形；用Cursor量测Vbackup支持到监测电压点的时间，保证产品的的各个信号间的时序符合产品设计要求，判断各信号在上升过程中边沿无回沟、无台阶，如果无回沟无台阶，则通过该项测试。

其中，获取电容备电时间的步骤中，包括对新盘测试和稳态盘测试的步骤。

实施例6

在实施例5的基础上，在所述获取电容充放电时间数据的步骤之后，还包括获取模拟电容老化后备电时间测试数据，并判断备电时间是否符合预设条件的步骤。

本实施例中，获取模拟电容老化后备电时间测试数据的步骤如下：

在服务器上安装Linux系统，并安装IOzone或FIO(用于读写操作)待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并进行读写操作。

校准示波器和探头及通道间的deskew，并设置好示波器的各参数，找到待测试点。(测试点：Vbackup)

根据电容寿命曲线推算出电容老化5年后的电容值，拆掉N颗电容使待测固态硬盘剩余的电容值近似电容老化5年后的电容值后进行测试。

用Iozone或是FIO软件对待测固态硬盘进行1M seq wtrite的操作或是其他功耗最大的场景，示波器设置为“Single”单次触发，抓取待测固态硬盘的Vbackup信号在服务器异常断电时的时序波形。用Cursor量测Vbackup支持到监测电压点的时间。

备注：若备电电容只有1、2颗，则将新电容换成老化失效后的旧电容。

保证产品的各个信号间的时序符合产品设计要求。保证各信号在上升、下降过程中边沿无回沟、无台阶，如果无回沟无台阶，则通过该项测试。

实施例7

在实施例6的基础上，在所述获取电容容量检测数据的步骤中，包括获取电容容值检测精度数据，并判断精度数据是否符合预设条件的步骤。

获取电容容值检测精度数据的具体步骤如下：

在服务器上安装Linux系统，将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并能进行读写操作，待测固态硬盘的固件需要有调试窗口输出电容值。(若固件不支持，则将电容拆卸下来量测电容容值)

假设待测固态硬盘上有N颗备电电容，测量单颗电容的初始值为A。软硬件联合设计出掉电保护电容的初始值N*A。

新待测固态硬盘的固件电容检测出的电容值应接近：

N*A

拆掉1颗电容后待测固态硬盘的固件电容检测出的电容值应接近：

(N-1)*A

拆掉M(M<N)颗电容后待测固态硬盘的电容检测出的电容值应接近：

(N-M)*A

若备电电容只有1、2颗，则将新电容换成老化失效后的旧电容。

保证设计能达到电容检测的目的，固件检测出的电容值与实际理论值的误差不超过+-5％，则通过该项测试。

实施例8

在实施例7的基础上，在所述获取掉电保护IC上下电时序测试数据的步骤中，还包括验证掉电保护电压监测点是否能触发掉电保护功能的步骤。

本实施例中，验证掉电保护电压监测点的具体步骤如下：

在服务器上安装Linux系统，并安装IOzone或FIO(用于读写操作)，待测固态硬盘做为从盘外挂在服务器上并进行读写操作，校准示波器和探头及通道间的deskew，并设置好示波器的各参数，找到待测试点。

测试点：PD_INT、Vbackup、RSTN、VIN。(不同待测固态硬盘设计的信号命名不同。)使用直流电源给输入电源供电，待测固态硬盘接到测试设备上，找到对应盘符，用IOzone或FIO软件对待测固态硬盘进行1M seq wtri te的操作。

直流电源调整VIN的电压值，从初始值逐渐调到监测点电压值。根据PD_INT电平变化，确定待测固态硬盘是否成功触发掉电保护功能。示波器全程用“Single”单次触发，抓取待测固态硬盘的PD_INT、Vbackup、RSTN、VIN等信号的波形。

保证待测固态硬盘在掉电保护监测电压掉电监测点时能触发掉电保护。实际触发电压值偏差不超过+-2％；当VIN到监测点时，PD_INT由高变低，触发掉电保护，由Vbackup给待测固态硬盘供电。当Vbackup电压降至监测点电压值时，RSTN等掉电，则通过该项测试。

实施例9

在实施例8的基础上，在所述获取电容容量检测数据的步骤中，还包括验证电容检测功能测试的步骤。

本实施例中，验证电容检测功能测试的步骤如下：

在服务器上安装Linux系统。将待测固态硬盘作为从盘外挂在服务器上并能进行读写操作。待测固态硬盘固件需要有调试窗口输出电容值。(若固件不支持，则将电容拆卸下来量测电容容值)根据产品手册，获得电容检测告警门限为B，

测量单颗电容的初始值为A，计算B对应的电容颗数(B/A向上取整＝N)，

拆掉多余电容，剩余N颗后，待测固态硬盘的固件电容检测出的电容值C(C略大于B)，软件无告警。

再拆掉1颗电容后，待测固态硬盘的固件电容检测出的电容值D(使D略小于B)，软件会发出警告。

备注：若备电电容只有1、2颗，则将新电容换成老化失效后的旧电容。

保证设计的电容检测的功能正常，能输出电容值，当电容放电时间无法满足掉电保护需要的时间时，软件会发出报警。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，其特征在于:包括获取硬件信号验证测试数据、获取系统功能验证测试数据和获取可靠性验证测试数据，并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤，

所述硬件信号验证测试包括获取掉电保护IC上下电时序测试数据和获取掉电保护时备电时序测试数据并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤；

所述系统功能验证测试包括获取电容充放电时间数据和获取电容容量检测数据并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤；

所述可靠性验证测试包括获取电容常温寿命测试数据、获取电容低温寿命测试数据和获取电容高温寿命测试数据，并判断相应测试数据是否满足预设条件的步骤。

2.如权利要求1所述的验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，其特征在于：在所述获取掉电保护IC上下电时序测试数据的步骤中，包括抓取固态硬盘上电时的上电信号波形及抓取固态硬盘异常断电时的断电信号波形,并判断所述信号波形是否符合预设条件的步骤。

3.如权利要求2所述的验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，其特征在于：在所述获取掉电保护时备电时序测试数据的步骤中，包括抓取固态硬盘在异常断电时的时序波形,并判断波形是否符合预设值的步骤。

4.如权利要求3所述的验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，其特征在于：在所述获取电容充放电时间数据的步骤中，包括测量电容从低电平到高电平所需的充电时间和从高电平到监测电压点的放电时间,并判断充电时间和放电时间是否符合预设值的步骤。

5.如权利要求4所述的验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，其特征在于：在所述获取电容充放电时间数据的步骤之后，还包括获取模拟电容老化后备电时间测试数据，并判断备电时间是否符合预设条件的步骤。

6.如权利要求5所述的验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，其特征在于：在所述获取电容容量检测数据的步骤中，包括获取电容容值检测精度，并判断精度是否符合预设条件的步骤。

7.如权利要求6所述的验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，其特征在于：在所述获取掉电保护IC上下电时序测试数据的步骤中，还包括验证掉电保护电压监测点是否能触发掉电保护功能的步骤。

8.如权利要求7所述的验证固态硬盘掉电保护功能的测试方法，其特征在于：在所述获取电容容量检测数据的步骤中，还包括验证电容检测功能测试的步骤。

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