CN110610740A - 一种测试单元、方法、系统及控制器、存储设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及存储设备应用领域，公开了一种测试单元、方法、系统及控制器、存储设备。其中该测试单元，应用于测试系统，包括命令解析器、任务管理器以及缓存器，命令解析器转发解析后的测试命令到任务管理器，任务管理器接收命令解析器发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到存储介质控制器，以使存储介质控制器基于解析后的测试命令，对存储介质进行测试以生成测试结果，并将测试结果返回任务管理器，缓存器缓存存储介质控制器返回的测试结果，并通过主机接口将测试结果返回主机。通过在存储设备中内置测试单元实现测试功能，本发明能够降低开发成本，缩短开发周期。
Description
技术领域
本发明涉及存储设备应用领域，特别是涉及一种测试单元、方法、系统及控制器、存储设备。
背景技术
固态硬盘(Solid State Drives，SSD)，是采用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，固态硬盘会包括控制单元和存储单元(FLASH存储芯片以及DRAM存储芯片)。在固态硬盘中，所使用的存储介质NAND颗粒由于擦写磨损，存在寿命问题和性能问题。因此需要设计一个好的算法来平衡数据存储过程中对NAND颗粒的-擦写。在设计这样的算法之前，需要对存储介质，也就是NAND颗粒特性进行研究和建模。
在传统的固态硬盘开发中，如果要对固态存储介质进行建模，需要开发专门的软硬件，配合相应的上位机功能软件进行擦写读的操作，同时采集这个过程中固态存储介质的相关特性数据，进行后台分析处理建模。
但是，传统的方法过程需要开发专门的软硬件，或者购买现成的设备来进行测试并采集相关数据，进行建模分析，具有周期长，成本高的缺点。随着技术的不断推陈出新，对新技术在新产品上快速应用，加快产品更新换代，新技术快速推向市场的急迫性越来越重要，传统方法所具备的缺点越来越严重地限制了产品的开发，变得难以接受。
基于此，现有技术亟待改进。
发明内容
本发明实施例旨在提供一种测试单元、方法、系统及控制器、存储设备，其能够在存储设备中内置测试单元，通过测试单元实现测试功能，从而降低开发成本，缩短开发周期。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种测试单元，应用于测试系统，所述测试系统包括：主机、主机接口、存储介质以及存储介质控制器，所述测试单元包括：命令解析器、任务管理器以及缓存器，其中，
所述命令解析器，用于接收并解析所述主机发送的测试命令，并将解析后的测试命令转发到所述任务管理器；
所述任务管理器，连接所述命令解析器以及存储介质控制器，用于接收所述命令解析器发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到所述存储介质控制器，以使所述存储介质控制器基于所述解析后的测试命令，对所述存储介质进行测试以生成测试结果，并将所述测试结果返回所述任务管理器；
所述缓存器，连接所述主机接口以及所述任务管理器，用于缓存所述存储介质控制器返回的测试结果，并通过所述主机接口将所述测试结果返回所述主机。
在一些实施例中，所述测试单元还包括：
数据生成器，连接所述任务管理器，用于根据所述主机发送的测试命令，生成待测试的I/O数据，并将所述待测试的I/O数据发送到所述任务管理器，以使所述任务管理器将所述待测试的I/O数据发送到所述存储介质控制器。
第二方面，本发明实施例提供一种控制器，包括：主机接口、处理器、存储介质控制器以及上述的测试单元，其中，
所述主机接口，连接主机、所述处理器以及所述测试单元的缓存器，用于接收主机发送的测试命令，并将所述测试命令转发到所述处理器，所述主机接口还用于接收所述缓存器发送的测试结果；
所述处理器，连接所述主机接口以及所述命令解析器，用于驱动所述控制器；
所述存储介质控制器，连接所述任务管理器以及至少一个存储介质，用于接收所述任务管理器发送的解析后的测试命令，对所述至少一个存储介质进行测试。
在一些实施例中，所述处理器存储有固件，所述固件用于驱动所述控制器进行信号处理。
在一些实施例中，所述存储介质为Flash闪存芯片，所述存储介质控制器为Flash控制器。
第三方面，本发明实施例提供一种存储设备，包括：
上述的控制器；
至少一个存储介质，用于存储数据；
其中，所述存储介质包括闪存芯片，所述闪存芯片包括多个晶圆，每一所述晶圆包括多个分组，每一所述分组包括多个物理块，每一所述物理块包括多个物理页。
第四方面，本发明实施例提供一种测试系统，包括：
上述的存储设备；
主机，通信连接所述存储设备，用于向所述存储设备发送测试命令，并接收所述存储设备返回的测试结果。
第五方面，本发明实施例提供一种测试方法，应用于上述的测试系统，所述方法包括：
获取主机发送的测试命令；
根据所述测试命令，对所述存储介质进行所述测试命令对应的操作，所述操作包括擦除、写入和/或读取操作；
重复所述测试命令对应的操作，直至所述存储介质损坏；
获取测试结果，并将所述测试结果返回所述主机。
在一些实施例中，所述测试命令携带存储介质标识，所述存储介质标识用于指定待测试的存储介质。
在一些实施例中，所述存储介质标识为所述存储介质的物理地址。
在一些实施例中，所述测试系统包括第一主机和第二主机，所述获取主机发送的测试命令包括获取第一主机发送的测试命令，所述方法还包括：
将所述第一主机发送的测试命令对应的测试结果发送到所述第二主机。
第六方面，本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使存储设备能够执行如上所述的测试方法。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况下，本发明实施例提供的一种测试单元，应用于测试系统，所述测试系统包括：主机、主机接口、存储介质以及存储介质控制器，所述测试单元包括：命令解析器、任务管理器以及缓存器，其中，所述命令解析器，用于接收并解析所述主机发送的测试命令，并将解析后的测试命令转发到所述任务管理器；所述任务管理器，连接所述命令解析器以及存储介质控制器，用于接收所述命令解析器发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到所述存储介质控制器，以使所述存储介质控制器基于所述解析后的测试命令，对所述存储介质进行测试以生成测试结果，并将所述测试结果返回所述任务管理器；所述缓存器，连接所述主机接口以及所述任务管理器，用于缓存所述存储介质控制器返回的测试结果，并通过所述主机接口将所述测试结果返回所述主机。通过在存储设备中内置测试单元实现测试功能，本发明能够降低开发成本，缩短开发周期。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是现有技术的测试过程的流程示意图；
图2是本发明中的测试过程的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种存储设备的硬件结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种测试单元的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种测试系统的架构图；
图6是本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种存储设备的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种测试系统的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的一种测试方法的流程示意图；
图10是本发明实施例提供的一种测试方法的另一流程示意图；
图11是本发明实施例提供的一种测试装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例一
在本发明实施例中，存储设备包括非易失性存储设备，非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)是所有形式的固态(没有可动部分)存储器的一个一般的术语，它不用定期地刷新存储器内容。这包括所有形式的只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，例如：可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)、可擦可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、电可擦除只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、闪存(FlashMemory)以及电池供电的随机存取储存器(Random Access Memory，RAM)。
具体的，本发明实施例以存储设备为固态硬盘为例进行阐述，在固态硬盘中，所使用的存储介质NAND颗粒由于擦写磨损，存在寿命问题和性能问题。因此需要设计一个好的算法来平衡数据存储过程中对NAND颗粒的-擦写。在设计这样的算法之前，需要对存储介质，也就是NAND颗粒特性进行研究和建模。
在SSD固态硬盘中，存储介质由于操作类型的不同有着不同的限制条件。对于读写操作，最小操作单位是页(Page)，擦除操作的最小单位是块Block。一个块由若干个页组成，一个页由若干字节组成。一般来说一个固态硬盘由若干存储颗粒组成，每个存储颗粒包含有若干块。当一个块的擦写次数超过一定限制后，那么这个存储块的数据就不能保证正确性，即使通过一定的冗余算法也无法保证数据正确，也就是到了寿命结束。
随着技术发展，新技术不断得以发展推广，3D FLASH就是当前最流行的一种，存储容量得到极大提高，同时成本也迅速下降。但随之带来的存储介质寿命问题更加紧迫，如果没有一个好的擦除磨损平衡算法，将大大降低固态硬盘产品性能、寿命和稳定性。而擦数磨损平衡算法的开发，正是基于对NAND存储介质的建模与分析的基础上的。
在对NAND存储介质的建模分析中，主要关注各种操作在各种应用场景下的延时指标、失效特性，以及这些指标、特性随着擦写次数的增长的变化趋势及特性。
在传统的方法过程中，需要开发专门的软硬件，或者购买现成的设备来进行测试并采集相关数据，进行建模分析，具有周期长，成本高的缺点。随着技术的不断推陈出新，对新技术在新产品上快速应用，加快产品更新换代，新技术快速推向市场的急迫性越来越重要，传统方法所具备的缺点越来越严重地限制了产品的开发，变得难以接受。
请参阅图1，图1是现有技术的测试过程的流程示意图；
如图1所示，现有技术的测试流程包括：
(1)开发专门的存储介质的建模软件及硬件；
(2)对存储介质测试，采集数据建模；
(3)获取存储介质模型参数；
(4)固态硬盘硬件开发；
(5)固态硬盘驱动及平台开发；
(6)固态硬盘算法开发优化迭代；
(7)固态硬盘产品量产出货；
其中，现有技术需要在固态硬盘驱动及平台开发之后，结合获取存储介质模型参数，对固态硬盘算法开发优化迭代，之后才对固态硬盘产品量产出货，由于需要开发专门的软硬件，进行测试并建模分析，因此现有的固态硬盘测试具有周期长、成本高的缺点，无法满足新的存储设备快速应用的需求。
有鉴于此，请再参阅图2，图2是本发明中的测试过程的流程示意图；
如图2所示，本发明通过在固态硬盘中内置具有测试功能的测试单元，并利用固态硬盘与主机高速接口进行存储介质的测试流程控制、特性数据采集等，从而实现建模与产品开发的同步，避免开发专门的软硬件，从而节约成本，并且还可以缩短产品的开发周期。
下面结合附图对该方法进行进一步的阐述。
请参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种存储设备的硬件结构示意图；
如图3所示，该存储设备300，包括：控制器100以及闪存芯片200，所述控制器100连接所述闪存芯片200；
具体的，所述控制器100，包括：一个或多个测试单元10、主机接口20、处理器30以及存储介质控制器40。其中，图3中以一个处理器30为例。
测试单元10、主机接口20、处理器30以及存储介质控制器40可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
其中，所述测试单元10包括缓存器，缓存器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器30通过运行存储在缓存器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行本发明实施例的基于块分级的垃圾回收方法的各种功能应用以及数据处理。
缓存器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，缓存器可选包括相对于处理器30远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器30。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。所述模块存储在所述缓存器中，当被所述一个或者多个处理器30执行时，执行本发明实施例中的测试方法。
具体的，所述闪存芯片200，包括多个晶圆(die)，每个晶圆由多个分组(plane)组成，每个分组由多个块(block)组成，即本发明中所述的物理块(block)，其中，块是闪存芯片200擦除的基本单位，每个块有多个页(page)，即物理页，物理页(page)是闪存芯片200读写的基本单位。
请再参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种测试单元的结构示意图；
如图4所示，该测试单元10，应用于测试系统，所述测试系统包括：主机、主机接口、存储介质以及存储介质控制器，所述测试单元10包括：命令解析器11、任务管理器12、缓存器13以及数据生成器14，其中，所述命令解析器11连接所述任务管理器12，所述任务管理器12连接所述缓存器13以及所述数据生成器14。
具体的，所述命令解析器11，用于获取主机发送的测试命令，并对所述测试命令进行解析，以使所述任务管理器12和数据生成器14等其他模块能够理解所述主机下发的测试命令。
具体的，所述任务管理器12，连接所述命令解析器11以及数据生成器14，用于接收所述命令解析器11下发的解析后的测试命令，若所述测试命令为写测试命令，则将所述写测试命令发送到所述数据生成器14，以使所述数据生成器14根据所述写测试命令，在存储设备内自动生成待测试的I/O数据，并将所述待测试的I/O数据发送到所述任务管理器12，所述任务管理器12的寄存器保存所述待测试的I/O数据。
在本发明实施例中，所述任务管理器12还连接存储介质控制器，用于接收所述命令解析器11发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到所述存储介质控制器，以使所述存储介质控制器基于所述解析后的测试命令，对所述存储介质进行测试以生成测试结果，并将所述测试结果返回所述任务管理器，其中，当所述测试命令为写测试命令时，则所述任务管理器12将所述数据生成器14生成的待测试的I/O数据发送到所述存储介质控制器，由所述存储介质控制器将所述待测试的I/O数据写入所述存储设备的存储空间中，其中，所述存储设备为固态硬盘，所述存储设备的存储空间包括闪存颗粒，亦即，将所述待测试的I/O数据写入到所述固态硬盘的闪存颗粒中。
具体的，所述缓存器13，连接所述任务管理器12，连接所述主机接口以及所述任务管理器，用于缓存所述存储介质控制器返回的测试结果，并通过所述主机接口将所述测试结果返回所述主机。其中，所述任务管理器在接收到所述存储介质控制器发送的测试结果时，将所述测试结果发送到所述缓存器13，所述缓存器13保存所述测试结果，所述缓存器13进一步将所述测试结果通过所述主机接口发送到所述主机。
具体的，所述数据生成器14，连接所述任务管理器12，用于接收所述任务管理器12发送的测试命令，具体的，接收所述任务管理器12发送的写测试命令，并根据所述写测试命令，生成待测试的I/O数据，并将所述待测试的I/O数据发送到所述任务管理器12，以使所述任务管理器12的寄存器保存所述待测试的I/O数据，并将所述待测试的I/O数据发送到所述存储介质控制器。
在本发明中，通过在固态硬盘内置测试单元以实现测试功能，复用了固态硬盘的大部分底层数据收发处理接口，实现对固态存储介质的擦写读操作及相关数据的采集，避免了开发单独的软硬件。从而节约成本，并且还可以缩短产品的开发周期。
请再参阅图5，图5是本发明实施例提供的一种测试系统的架构图；
如图5所示，该测试单元10连接主机接口20、处理器30以及存储介质控制器40，其中，所述主机接口20连接主机400，所述存储介质控制器40连接存储介质200，所述存储介质包括多个，例如：第一存储介质、第二存储介质，…，第N存储介质。
在本发明实施例中，通过提供一种测试单元，应用于测试系统，所述测试系统包括：主机、主机接口、存储介质以及存储介质控制器，所述测试单元包括：命令解析器、任务管理器以及缓存器，其中，所述命令解析器，用于接收并解析所述主机发送的测试命令，并将解析后的测试命令转发到所述任务管理器；所述任务管理器，连接所述命令解析器以及存储介质控制器，用于接收所述命令解析器发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到所述存储介质控制器，以使所述存储介质控制器基于所述解析后的测试命令，对所述存储介质进行测试以生成测试结果，并将所述测试结果返回所述任务管理器；所述缓存器，连接所述主机接口以及所述任务管理器，用于缓存所述存储介质控制器返回的测试结果，并通过所述主机接口将所述测试结果返回所述主机。通过在存储设备中内置测试单元实现测试功能，本发明能够降低开发成本，缩短开发周期。
实施例二
请参阅图6，图6是本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图；
如图6所示，该控制器100，包括：上述实施例一中的测试单元10、主机接口20、处理器30以及存储介质控制器40，其中，所述测试单元10连接所述主机接口20、所述处理器30以及所述存储介质控制器40，所述主机接口20连接主机。
具体的，所述测试单元10，包括：命令解析器11、任务管理器12、缓存器13以及数据生成器14，其中，
所述命令解析器11，用于接收并解析所述主机发送的测试命令，并将解析后的测试命令转发到所述任务管理器12；
所述任务管理器12，连接所述命令解析器11以及存储介质控制器40，用于接收所述命令解析器11发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到所述存储介质控制器40，以使所述存储介质控制器40基于所述解析后的测试命令，对所述存储介质进行测试以生成测试结果，并将所述测试结果返回所述任务管理器12；
其中，所述任务管理器包括寄存器，所述寄存器用于接收并保持所述数据生成器生成的待测试的I/O数据，或者，所述寄存器用于缓存所述命令解析器11发送的解析后的测试命令。
所述缓存器13，连接所述主机接口20以及所述任务管理器12，用于缓存所述存储介质控制器40返回的测试结果，并通过所述主机接口20将所述测试结果返回所述主机。
所述数据生成器14，连接所述任务管理器12，用于接收所述任务管理器12发送的测试命令，具体的，接收所述任务管理器12发送的写测试命令，并根据所述写测试命令，生成待测试的I/O数据，并将所述待测试的I/O数据发送到所述任务管理器12，以使所述任务管理器12的寄存器保存所述待测试的I/O数据，并将所述待测试的I/O数据发送到所述存储介质控制器。
优选地，所述数据生成器14还连接所述存储介质控制器40，用于直接向所述存储介质控制器40发送其生成的待测试的I/O数据，以使所述存储介质控制器40将所述待测试的I/O数据写入所述测试命令对应的存储介质。
具体的，所述主机接口20，连接所述缓存器13以及所述处理器30，用于将所述主机发送的测试命令转发到所述处理器30，以使所述处理器30将所述测试命令转发到所述命令解析器11，并且，所述主机接口20用于接收所述缓存器13发送的测试结果，并将所述测试结果发送到主机。
具体的，所述处理器30，连接所述主机接口20以及命令解析器11，所述处理器30存储有固件，所述固件包括固件算法，例如：磨损平衡算法、错误校正码ECC及坏块管理算法、FTL算法、垃圾回收算法GC，所述固件用于驱动所述控制器，以使所述控制器使用固件算法中国的控制程序，自动执行信号处理，确保固态硬盘的性能。
具体的，所述存储介质控制器40，连接至少一个存储介质以及任务管理器12，用于接收所述任务管理器12发送的解析后的测试命令，向所述存储介质执行所述测试命令，对所述至少一个存储介质进行测试，例如：若所述测试命令为写测试命令，则所述存储介质控制器40向所述存储介质写入待测试的I/O数据，若所述测试命令为读测试命令，则所述存储介质控制器40从所述存储介质中读取数据，若所述测试命令为擦除测试命令，则所述存储介质控制器40从所述存储介质中擦除数据。在本发明实施例中，所述存储介质为闪存芯片，所述存储介质控制器为闪存芯片控制器，例如：Flash控制器，所述Flash控制器用于NAND芯片的IO调度和NAND接口协议转换。
在本发明实施例中，通过提供一种控制器，包括：主机接口、处理器存储介质控制器以及上述的测试单元，所述主机接口，连接主机、所述处理器以及所述测试单元的缓存器，用于接收主机发送的测试命令，并将所述测试命令转发到所述处理器，所述主机接口还用于接收所述缓存器发送的测试结果；所述处理器，连接所述主机接口以及所述存储介质控制器，用于驱动所述存储介质控制器；存储介质控制器，用于控制至少一个存储介质，根据主机发送的测试命令，对所述至少一个存储介质进行测试。通过任务管理器向存储介质控制器发送测试命令，以使所述存储介质控制器根据所述测试命令，向存储介质执行相应的擦除、读取或写入操作，本发明能够降低开发成本，缩短开发周期。
实施例三
请参阅图7，图7是本发明实施例提供的一种存储设备的结构示意图；
如图7所示，该存储设备300包括：上述实施例二的控制器100以及存储介质200，所述控制器100连接所述存储介质200。
具体的，所述控制器100包括：测试单元10、主机接口20、处理器30以及存储介质控制器40，其中，所述测试单元10连接所述主机接口20、所述处理器30以及所述存储介质控制器40，所述主机接口20连接主机。
具体的，所述测试单元10，包括：命令解析器11、任务管理器12、缓存器13以及数据生成器14，其中，
所述命令解析器11，用于接收并解析所述主机发送的测试命令，并将解析后的测试命令转发到所述任务管理器12；
所述任务管理器12，连接所述命令解析器11以及存储介质控制器40，用于接收所述命令解析器11发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到所述存储介质控制器40，以使所述存储介质控制器40基于所述解析后的测试命令，对所述存储介质进行测试以生成测试结果，并将所述测试结果返回所述任务管理器12；
所述缓存器13，连接所述主机接口20以及所述任务管理器12，用于缓存所述存储介质控制器40返回的测试结果，并通过所述主机接口20将所述测试结果返回所述主机。
具体的，所述主机接口20，连接所述缓存器13以及所述处理器30，用于将所述主机发送的测试命令转发到所述处理器30，以使所述处理器30将所述测试命令转发到所述命令解析器11，并且，所述主机接口20用于接收所述缓存器13发送的测试结果，并将所述测试结果发送到主机。
具体的，所述处理器30，连接所述主机接口20以及命令解析器11，所述处理器30存储有固件，所述固件包括固件算法，例如：磨损平衡算法、错误校正码ECC及坏块管理算法、FTL算法、垃圾回收算法GC，所述固件用于驱动所述控制器，以使所述控制器使用固件算法中国的控制程序，自动执行信号处理，确保固态硬盘的性能。
具体的，所述存储介质控制器40，连接存储介质以及任务管理器12，用于接收所述任务管理器12发送的测试命令，向所述存储介质执行所述测试命令，例如：若所述测试命令为写测试命令，则所述存储介质控制器40向所述存储介质写入待测试的I/O数据，若所述测试命令为读测试命令，则所述存储介质控制器40从所述存储介质中读取数据，若所述测试命令为擦除测试命令，则所述存储介质控制器40从所述存储介质中擦除数据。在本发明实施例中，所述存储介质为闪存芯片，所述存储介质控制器为闪存芯片控制器，例如：Flash控制器。
具体的，所述存储介质为闪存芯片，其中，如图3所示，所述闪存芯片，包括多个晶圆(die)，每个晶圆由多个分组(plane)组成，每个分组由多个块(block)组成，即本发明中所述的物理块(block)，其中，块是闪存芯片200擦除的基本单位，每个块有多个页(page)，即物理页，物理页(page)是闪存芯片读写的基本单位。
其中，如图5所示，所述存储介质可以为多个，例如：第一存储介质、第二存储介质，…，第N存储介质，其中，每一所述存储介质均对应相应的存储介质标识，所述存储介质标识用于唯一地标识每一所述存储介质，所述存储介质标识可以为所述存储介质的物理地址，所述存储介质控制器40将测试命令发送至所述存储介质进行测试后，所述存储介质将测试结果反馈给所述存储介质控制器40，所述存储介质控制器40将所述测试结果发送到所述任务管理器12，所述任务管理器12将所述测试结果发送到所述缓存器13，以使所述缓存器13保存所述测试结果，所述缓存器13通过主机接口20将所述测试结果返回所述主机。
在本发明实施例中，通过提供一种存储设备，包括控制器和存储介质，所述控制器包括：主机接口、处理器、存储介质控制器以及测试单元，所述存储介质包括闪存芯片，所述闪存芯片包括多个晶圆，每一所述晶圆包括多个分组，每一所述分组包括多个物理块，每一所述物理块包括多个物理页，通过将测试命令转发到存储介质控制器，以使所述存储介质控制器向所述存储介质执行所述测试命令，并获取测试结果，将测试结果反馈到主机，本发明能够降低开发成本，缩短开发周期。
实施例四
请再参阅图8，图8是本发明实施例提供的一种测试系统的结构示意图；
如图8所示，该测试系统500，包括：主机400以及上述实施例三的存储设备300，其中，所述主机400连接所述存储设备300，所述存储设备300包括存储介质200以及控制器100。
具体的，所述主机400，用于向所述存储设备300发送测试命令，并接收所述存储设备反馈的测试结果，并根据所述测试结果进行处理和分析。在本发明实施例中，所述主机400安装有测试脚本或测试应用程序，通过所述测试脚本或测试应用程序向所述存储设备300发送测试命令，例如：读测试命令、写测试命令、擦除测试命令等。其中，所述测试命令中携带存储介质标识，所述存储介质标识用于标记所述存储介质的序号或位置，例如：所述存储介质标识为所述存储介质的物理地址，例如：物理页的地址，以更好地指定需要操作的存储介质。
在本发明实施例中，所述主机400包括第一主机和第二主机，所述第一主机用于向所述存储设备300发送测试命令，所述第一主机和第二主机均可以用于接收所述存储设备300反馈的测试结果，具体的，所述第一主机和第二主机通过所述主机接口20通信连接，优选地，所述第一主机用于接收所述存储设备300反馈的测试结果，并且，所述第一主机可以通过所述主机接口20，向所述第二主机发送所述测试结果，以使所述第二主机根据所述测试结果，进行分析，进一步用于确定所述第一主机是否发生故障，以保证主机的正常运行。
具体的，所述存储设备300，包括：控制器100以及存储介质200，所述控制器100连接所述存储介质200。
具体的，所述控制器100包括：测试单元10、主机接口20、处理器30以及存储介质控制器40，其中，所述测试单元10连接所述主机接口20、所述处理器30以及所述存储介质控制器40，所述主机接口20连接主机。
具体的，所述测试单元10，包括：命令解析器11、任务管理器12、缓存器13以及数据生成器14，其中，
所述命令解析器11，用于接收并解析所述主机发送的测试命令，并将解析后的测试命令转发到所述任务管理器12；
所述任务管理器12，连接所述命令解析器11以及存储介质控制器40，用于接收所述命令解析器11发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到所述存储介质控制器40，以使所述存储介质控制器40基于所述解析后的测试命令，对所述存储介质进行测试以生成测试结果，并将所述测试结果返回所述任务管理器12；
所述缓存器13，连接所述主机接口20以及所述任务管理器12，用于缓存所述存储介质控制器40返回的测试结果，并通过所述主机接口20将所述测试结果返回所述主机。
具体的，所述主机接口20，连接所述缓存器13以及所述处理器30，用于将所述主机发送的测试命令转发到所述处理器30，以使所述处理器30将所述测试命令转发到所述命令解析器11，并且，所述主机接口20用于接收所述缓存器13发送的测试结果，并将所述测试结果发送到主机。
具体的，所述处理器30，连接所述主机接口20以及命令解析器11，所述处理器30存储有固件，所述固件包括固件算法，例如：磨损平衡算法、错误校正码ECC及坏块管理算法、FTL算法、垃圾回收算法GC，所述固件用于驱动所述控制器，以使所述控制器使用固件算法中国的控制程序，自动执行信号处理，确保固态硬盘的性能。
具体的，所述存储介质控制器40，连接至少一个存储介质以及任务管理器12，用于接收所述任务管理器12发送的测试命令，向所述存储介质执行所述测试命令，例如：若所述测试命令为写测试命令，则所述存储介质控制器40向所述存储介质写入待测试的I/O数据，若所述测试命令为读测试命令，则所述存储介质控制器40从所述存储介质中读取数据，若所述测试命令为擦除测试命令，则所述存储介质控制器40从所述存储介质中擦除数据。在本发明实施例中，所述存储介质为闪存芯片，所述存储介质控制器为闪存芯片控制器，例如：Flash控制器。
具体的，所述存储介质为闪存芯片，其中，如图3所示，所述闪存芯片，包括多个晶圆(die)，每个晶圆由多个分组(plane)组成，每个分组由多个块(block)组成，即本发明中所述的物理块(block)，其中，块是闪存芯片200擦除的基本单位，每个块有多个页(page)，即物理页，物理页(page)是闪存芯片读写的基本单位。
其中，如图5所示，所述存储介质可以为多个，例如：第一存储介质、第二存储介质，…，第N存储介质，其中，每一所述存储介质均对应相应的存储介质标识，所述存储介质标识用于唯一地标识每一所述存储介质，所述存储介质标识可以为所述存储介质的物理地址，所述存储介质控制器40将测试命令发送至所述存储介质进行测试后，所述存储介质将测试结果反馈给所述存储介质控制器40，所述存储介质控制器40将所述测试结果发送到所述任务管理器12，所述任务管理器12将所述测试结果发送到所述缓存器13，以使所述缓存器13保存所述测试结果，所述缓存器13通过主机接口20将所述测试结果返回所述主机。
可以理解的是，本发明实施例中的主机发送的测试命令可以携带至少一个存储介质标识，用于对至少一个存储介质进行测试，例如：所述测试命令携带多个存储介质标识，以使存储介质控制器接收到所述测试命令后，根据所述测试命令中携带的存储介质标识，对所述多个存储介质标识对应的存储介质进行测试，例如：执行读取操作、写入操作和/或擦除操作。
在本发明实施例中，通过提供一种测试系统，包括：存储设备和主机，所述主机通信连接所述存储设备，用于向所述存储设备发送测试命令，并接收所述存储设备返回的测试结果，通过上述方式，本发明实施例能够降低开发成本，缩短开发周期。
实施例五
请参阅图9，图9是本发明实施例提供的一种测试方法的流程示意图；
其中，该测试方法，应用于上述实施例的测试系统，所述测试系统包括：主机以及存储设备，所述存储设备包括：存储介质以及控制器，所述控制器包括：测试单元、主机接口、处理器以及存储介质控制器，所述测试单元包括命令解析器、任务管理器、缓存器以及数据生成器。
如图9所示，所述方法包括：
步骤S10：获取主机发送的测试命令；
具体的，所述主机安装有测试脚本或测试应用程序，用户通过所述测试脚本或测试应用程序向所述存储设备发送测试命令，所述存储设备通过主机接口接收所述测试命令。
步骤S20：根据所述测试命令，对所述存储介质进行所述测试命令对应的操作，所述操作包括擦除、写入和/或读取操作；
具体的，所述存储设备接收到所述测试命令后，通过所述存储设备的处理器对所述测试命令进行协议转换，将所述测试命令发送到所述命令解析器，所述命令解析器对所述测试命令进行解析，并将解析后的测试命令发送到所述任务管理器，所述任务管理器根据所述测试命令，确定所述测试命令对应的操作，例如：若所述测试命令为读测试命令，则向所述存储介质进行读取操作，若所述测试命令为写测试命令，则向所述存储介质进行写入操作，若所述测试命令为擦测试命令，则向所述存储介质进行擦除操作。
可以理解的是，所述测试命令中包含存储介质标识，所述存储介质标识用于标记所述存储介质，指定待测试的存储介质，优选地，所述存储介质标识为所述存储介质的物理地址，例如：若所述存储介质为闪存芯片，则所述存储介质标识为闪存颗粒地址，通过在所述测试命令中携带存储介质标识，从而能够更详细地指定要操作的存储介质，有利于更好地确定测试结果。
步骤S30：重复所述测试命令对应的操作，直至所述存储介质损坏；
具体的，通过重复所述测试命令对应的操作，例如：读取操作、写入操作、擦除操作，对存储介质进行读取操作、写入操作或擦除操作，循环一定次数后直至所述存储介质损坏。
步骤S40：获取测试结果，并将所述测试结果返回所述主机。
具体的，通过对存储介质进行擦除、写入、读取操作，记录操作过程中的坏块表、延时以及误码率，并循环预设次数，直至所述存储介质不可用，对所述操作过程中的坏块表、延时以及误码率进行分析，获取测试结果，所述存储介质控制器获取到所述存储介质的测试结果后，将所述测试结果发送到所述任务管理器，所述任务管理器再将所述测试结果发送到所述缓存器进行缓存，由所述缓存器通过所述主机接口向所述主机发送所述测试结果。
请再参阅图10，图10是本发明实施例提供的一种测试方法的另一流程示意图；
其中，该测试方法应用于上述实施例的测试系统，所述测试系统包括主机和存储设备，所述主机包括第一主机和第二主机；
如图10所示，该测试方法，包括：
步骤S101：获取第一主机发送的测试命令；
步骤S102：根据所述测试命令，对所述存储介质进行所述测试命令对应的操作，所述操作包括擦除、写入和/或读取操作；
步骤S103：判断所述存储介质是否损坏；
具体的，通过判断所述存储介质是否进入生命末期直至不可用报废，从而确定所述存储介质是否损坏，若所述存储介质损坏，则进入步骤S104；若所述存储介质没有损坏，则返回步骤S102；
步骤S104：设置不同的环境参数；
具体的，选择不同的温度、湿度、上下电状态，对所述存储介质进行重复测试，如读取操作、写入操作、擦除操作，从而记录操作过程中的坏块表、延时、误码率等参数。
步骤S105：采集数据，进行分析得出测试结果；
具体的，通过整理分析所述操作过程中采集到的数据，例如：坏块表、延时、误码率等参数，根据所述数据，进行分析得出测试结果。
步骤S106：将所述测试结果发送到第二主机；
具体的，将所述测试结果发送到所述第二主机，以使所述主机对所述测试结果进行进一步分析，通过设置第一主机和第二主机，将发送测试结果的主机和接收测试结果的主机进行分离，从而实现当发送测试命令的第一主机发生崩溃时，第二主机同样可以接收测试结果，并分析所述测试结果，同时还可以通过对所述测试结果进行分析，获取所述第一主机发生崩溃的原因，有利于维护测试系统的稳定性。
在本发明实施例中，通过提供一种测试方法，应用于测试系统，所述方法包括：获取主机发送的测试命令；根据所述测试命令，对所述存储介质进行所述测试命令对应的操作，所述操作包括擦除、写入和/或读取操作；重复所述测试命令对应的操作，直至所述存储介质损坏；获取测试结果，并将所述测试结果返回所述主机。通过在存储设备中内置测试单元对存储介质进行测试，本发明实施例能够降低开发成本，缩短开发周期。
实施例六
请再参阅图11，图11是本发明实施例提供的一种测试装置的结构示意图；其中，该测试装置，应用于上述实施例的测试系统。
如图11所示，该测试装置110，包括：
测试命令获取模块111，用于获取主机发送的测试命令；
在本发明实施例中，所述主机安装有测试脚本或测试应用程序，用户通过所述测试脚本或测试应用程序向所述存储设备发送测试命令，所述存储设备通过主机接口接收所述测试命令。
测试命令执行模块112，用于根据所述测试命令，对所述存储介质进行所述测试命令对应的操作，所述操作包括擦除、写入和/或读取操作；
在本发明实施例中，所述存储设备接收到所述测试命令后，通过所述存储设备的处理器对所述测试命令进行协议转换，将所述测试命令发送到所述命令解析器，所述命令解析器对所述测试命令进行解析，并将解析后的测试命令发送到所述任务管理器，所述任务管理器根据所述测试命令，确定所述测试命令对应的操作，例如：若所述测试命令为读测试命令，则向所述存储介质进行读取操作，若所述测试命令为写测试命令，则向所述存储介质进行写入操作，若所述测试命令为擦测试命令，则向所述存储介质进行擦除操作。
可以理解的是，所述测试命令中包含存储介质标识，所述存储介质标识用于标记所述存储介质，指定待测试的存储介质，优选地，所述存储介质标识为所述存储介质的物理地址，例如：若所述存储介质为闪存芯片，则所述存储介质标识为闪存颗粒地址，通过在所述测试命令中携带存储介质标识，从而能够更详细地指定要操作的存储介质，有利于更好地确定测试结果。
重复操作模块113，用于重复所述测试命令对应的操作，直至所述存储介质损坏；
在本发明实施例中，通过重复所述测试命令对应的操作，例如：读取操作、写入操作、擦除操作，对存储介质进行读取操作、写入操作或擦除操作，循环一定次数后直至所述存储介质损坏。
测试结果模块114，用于获取测试结果，并将所述测试结果返回所述主机。
在本发明实施例中，通过对存储介质进行擦除、写入、读取操作，记录操作过程中的坏块表、延时以及误码率，并循环预设次数，直至所述存储介质不可用，对所述操作过程中的坏块表、延时以及误码率进行分析，获取测试结果，所述存储介质控制器获取到所述存储介质的测试结果后，将所述测试结果发送到所述任务管理器，所述任务管理器再将所述测试结果发送到所述缓存器进行缓存，由所述缓存器通过所述主机接口向所述主机发送所述测试结果。
在本发明实施例中，通过提供一种测试装置，包括：测试命令获取模块、测试命令执行模块、重复操作模块以及测试结果模块，其中，测试命令获取模块，用于获取主机发送的测试命令；测试命令执行模块，用于根据所述测试命令，对所述存储介质进行所述测试命令对应的操作，所述操作包括擦除、写入和/或读取操作；重复操作模块，用于重复所述测试命令对应的操作，直至所述存储介质损坏；测试结果模块，用于获取测试结果，并将所述测试结果返回所述主机。通过在存储设备中内置测试单元对存储介质进行测试，本发明实施例能够降低开发成本，缩短开发周期。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的测试方法。
以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用直至得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种测试单元，其特征在于，应用于测试系统，所述测试系统包括：主机、主机接口、存储介质以及存储介质控制器，所述测试单元包括：命令解析器、任务管理器以及缓存器，其中，
所述命令解析器，用于接收并解析所述主机发送的测试命令，并将解析后的测试命令转发到所述任务管理器；
所述任务管理器，连接所述命令解析器以及存储介质控制器，用于接收所述命令解析器发送的解析后的测试命令，并将解析后的测试命令发送到所述存储介质控制器，以使所述存储介质控制器基于所述解析后的测试命令，对所述存储介质进行测试以生成测试结果，并将所述测试结果返回所述任务管理器；
所述缓存器，连接所述主机接口以及所述任务管理器，用于缓存所述存储介质控制器返回的测试结果，并通过所述主机接口将所述测试结果返回所述主机。
2.根据权利要求1所述的测试单元，其特征在于，所述测试单元还包括：
数据生成器，连接所述任务管理器，用于根据所述主机发送的测试命令，生成待测试的I/O数据，并将所述待测试的I/O数据发送到所述任务管理器，以使所述任务管理器将所述待测试的I/O数据发送到所述存储介质控制器。
3.一种控制器，其特征在于，包括：主机接口、处理器、存储介质控制器以及如权利要求1或2所述的测试单元，其中，
所述主机接口，连接主机、所述处理器以及所述测试单元的缓存器，用于接收主机发送的测试命令，并将所述测试命令转发到所述处理器，所述主机接口还用于接收所述缓存器发送的测试结果；
所述处理器，连接所述主机接口以及所述命令解析器，用于驱动所述控制器；
所述存储介质控制器，连接所述任务管理器以及至少一个存储介质，用于接收所述任务管理器发送的解析后的测试命令，对所述至少一个存储介质进行测试。
4.根据权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述处理器存储有固件，所述固件用于驱动所述控制器进行信号处理。
5.根据权利要求3或4所述的控制器，其特征在于，所述存储介质包括闪存芯片，所述存储介质控制器包括闪存芯片控制器。
6.一种存储设备，其特征在于，包括：
如权利要求3-5任一项所述的控制器；
至少一个存储介质，用于存储数据；
其中，所述存储介质包括闪存芯片，所述闪存芯片包括多个晶圆，每一所述晶圆包括多个分组，每一所述分组包括多个物理块，每一所述物理块包括多个物理页。
7.一种测试系统，其特征在于，包括：
如权利要求6所述的存储设备；
主机，通信连接所述存储设备，用于向所述存储设备发送测试命令，并接收所述存储设备返回的测试结果。
8.一种测试方法，其特征在于，应用于如权利要求7所述的测试系统，所述方法包括：
获取主机发送的测试命令；
根据所述测试命令，对所述存储介质进行所述测试命令对应的操作，所述操作包括擦除、写入和/或读取操作；
重复所述测试命令对应的操作，直至所述存储介质损坏；
获取测试结果，并将所述测试结果返回所述主机。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述测试命令携带存储介质标识，所述存储介质标识用于指定待测试的存储介质。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述测试系统包括第一主机和第二主机，所述获取主机发送的测试命令包括获取第一主机发送的测试命令，所述方法还包括：
将所述第一主机发送的测试命令对应的测试结果发送到所述第二主机。
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