CN110956997A

CN110956997A - 一种固态硬盘ber的测试方法、测试装置及测试设备

Info

Publication number: CN110956997A
Application number: CN201911088593.0A
Authority: CN
Inventors: 秦飞
Original assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2039-11-08
Also published as: CN110956997B

Abstract

本发明公开了一种固态硬盘BER的测试方法，先对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写，用以模拟待测试硬盘的实际运行环境，然后对待测试硬盘进行一次写操作，等待待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对待测试硬盘进行一次读操作，得到读取的数据，最后根据读取的数据确定待测试硬盘的BER测试结果，从而得到了符合待测试硬盘在实际运行环境中的BER指标，有利于对固态硬盘产品质量的准确评估。本发明还公开了一种固态硬盘BER的测试装置、测试设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

一种固态硬盘BER的测试方法、测试装置及测试设备

技术领域

本发明涉及硬盘测试技术领域，特别是涉及一种固态硬盘BER的测试方法、测试装置、测试设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目前市场上的大部分固态硬盘的存储模块都使用Nand Flash颗粒，Nand Flash颗粒随着时间的流逝会概率发生比特位翻转的错误，BER就是衡量Nand Flash这一特性的一项指标。BER全称Bit Error Rate，表示由于NAND Flash颗粒概率发生Bit位翻转导致的错误。目前大部分固态硬盘厂商一般直接使用Nand Flash厂商提供的这一指标，但其无法反映在实际固态硬盘应用环境中真实的BER指标，这不利于对固态硬盘质量的准确评估。

如何测试固态硬盘实际的BER指标，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种固态硬盘BER的测试方法、测试装置、测试设备及计算机可读存储介质，用于测试固态硬盘实际的BER指标。

为解决上述技术问题，本发明提供一种固态硬盘BER的测试方法，包括：

对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写；

对所述待测试硬盘进行写操作；

当所述待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对所述待测试硬盘进行读操作，得到读取的数据；

根据所述读取的数据确定所述待测试硬盘的BER测试结果。

可选的，对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写，具体包括：

将所述待测试硬盘的温度控制于第一温度后，对所述待测试硬盘进行x次的物理块的编程和擦写；

将所述待测试硬盘的温度控制于第二温度后，对所述待测试硬盘进行y次的物理块的编程和擦写；

其中，所述第一温度和所述第二温度均高于环境温度，x与y之和为所述预设次数。

可选的，对所述待测试硬盘进行写操作，具体为：

等待所述待测试硬盘冷却至所述环境温度后，对所述待测试硬盘进行写操作。

可选的，所述对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写，具体为：

对所述待测试硬盘进行所述预设次数的物理块的编程和擦写时，相邻的两次物理块的编程和擦写之间的时间间隔为30s。

可选的，所述当所述待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对所述待测试硬盘进行读操作，得到读取的数据，具体为：

将所述待测试硬盘的温度控制于第三温度并保持预设时间，以使所述待测试硬盘的BER趋于稳定后，对所述待测试硬盘进行读操作，得到所述读取的数据。

可选的，在所述对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写之前，还包括：

在包含多个测试次数的数组中选择所述预设次数；

相应的，在所述根据所述读取的数据确定所述待测试硬盘的BER测试结果之后，还包括：

判断是否存在未选择的测试次数；

如果是，则在所述数组中剔除所述预设次数后，选择另一所述待测试硬盘，返回所述在包含多个测试次数的数组中选择所述预设次数的步骤；

如果否，则结束测试。

可选的，所述根据所述读取的数据确定所述待测试硬盘的BER测试结果，具体为：

根据所述读取的数据及所述待测试硬盘中参与测试的Block，生成所述待测试硬盘的BER分布图。为解决上述技术问题，本发明还提供一种固态硬盘BER的测试装置，包括：

编程和擦写单元，用于对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写；

写操作单元，用于对所述待测试硬盘进行写操作；

读操作单元，用于当所述待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对所述待测试硬盘进行读操作，得到读取的数据；

分析单元，用于根据所述读取的数据确定所述待测试硬盘的BER测试结果。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种固态硬盘BER的测试设备，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项所述固态硬盘BER的测试方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述固态硬盘BER的测试方法的步骤。

本发明所提供的固态硬盘BER的测试方法，先对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写，用以模拟待测试硬盘的实际运行环境，然后对待测试硬盘进行一次写操作，等待待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对待测试硬盘进行一次读操作，得到读取的数据，最后根据读取的数据确定待测试硬盘的BER测试结果，从而得到了符合待测试硬盘在实际运行环境中的BER指标，有利于对固态硬盘产品质量的准确评估。本发明还提供一种固态硬盘BER的测试装置、测试设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种固态硬盘BER的测试方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种待测试硬盘的BER分布图；

图3为本发明实施例提供的第二种固态硬盘BER的测试方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的第三种固态硬盘BER的测试方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种固态硬盘BER的测试装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种固态硬盘BER的测试设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种固态硬盘BER的测试方法、测试装置、测试设备及计算机可读存储介质，用于测试固态硬盘实际的BER指标。

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，所描述的实施例仅仅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。

图2为本发明实施例提供的一种待测试硬盘的BER分布图。

如图1所示，本发明实施例提供的固态硬盘BER的测试方法包括：

S101：对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写。

对固态硬盘BER指标的测试这一问题，现有技术中主要采用Nand Flash厂商提供的Nand Flash颗粒在测试平台上的BER指标，与固态硬盘产品在实际运行的环境中真实的BER指标存在差异。为模拟固态硬盘的真实运行环境，首先对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写(Program and Erase，PE)。

在具体实施中，本发明实施例提供的方案可以通过预先编写的Python脚本实现，Python软件脚本运行在Linux系统的控制主机上，实现对固态硬盘的物理块的编程和擦写操作控制和Block数据读取。在进行测试时，通过PCIe总线连接待测试硬盘和控制主机，实现测试过程的自动执行。

物理块的编程和擦写的次数越多，数据保存期越短，待测试硬盘的BER指标会随着物理块的编程和擦写的次数的增加而升高。预设次数可以从1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000中选取，为避免待测试硬盘损坏，不应超过厂商提供的待测试硬盘中的Nand Flash颗粒所支持的最大物理块的编程和擦写的次数。

S102：对待测试硬盘进行写操作。

在具体实施中，对待测试硬盘的需要测试的Block进行一次写操作，写入预设数据。

S103：当待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对待测试硬盘进行读操作，得到读取的数据。

在进行写操作后，待测试硬盘的BER指标处于变化状态，等待待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，再对待测试硬盘进行读操作以获得能够准确表现待测试硬盘的BER指标的数据。

在具体实施中，为方便测试的自动化执行，可以根据厂商提供的数据设置等待时间，在等待时间之后认为待测试硬盘的BER指标已趋于稳定，此时开始对待测试硬盘进行的操作。也可以进行多次读操作，分析每次的BER测试结果，直至获得两次BER测试结果差异小于预设阈值的读取的数据。

S104：根据读取的数据确定待测试硬盘的BER测试结果。

BER为由于NAND Flash颗粒概率发生Bit位翻转导致的错误，在步骤S103对待测试硬盘进行读操作时，返回的数值(即为BER)就是对应具体的有多少个Bit位发生了翻转。对读取的数据进行预设的处理，得到待测试硬盘的BER测试结果，用以描述待测试硬盘的BER指标。

为方便测试人员查看，步骤S104具体可以为：

根据读取的数据及待测试硬盘中参与测试的Block，生成待测试硬盘的BER分布图。

在具体实施中，BER分布图具体为在参与测试的Block中，小于特定BER数值占的百分比的分布图。具体地，通过Python测试脚本将读取的数据保存到“.csv”格式的文件中，继而通过Python测试脚本对“.csv“文件进行分析，绘制出BER分布曲线如图2所示，其中横坐标表示错误的数量(Err Bit Num)，纵坐标表示错误比特数量累计出现的概率(CDF)，物理块的编程和擦写的次数为3000次。如待测试硬盘采用的是TLC类型的Nand Flash，TLC对应3个Page，对应图2中的lowerpage、middlepage、upperpage，BER分布图分别针对上述3个Page进行绘制。

本发明实施例提供的固态硬盘BER的测试方法，先对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写，用以模拟待测试硬盘的实际运行环境，然后对待测试硬盘进行一次写操作，等待待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对待测试硬盘进行一次读操作，得到读取的数据，最后根据读取的数据确定待测试硬盘的BER测试结果，从而得到了符合待测试硬盘在实际运行环境中的BER指标，有利于对固态硬盘产品质量的准确评估。

图3为本发明实施例提供的第二种固态硬盘BER的测试方法的流程图。

为使测试更符合Nand特性，在上述实施例的基础上，在本发明实施例提供的固态硬盘BER的测试方法中，如图3所示，步骤S101具体包括：

S301：将待测试硬盘的温度控制于第一温度后，对待测试硬盘进行x次的物理块的编程和擦写。

S302：将待测试硬盘的温度控制于第二温度后，对待测试硬盘进行y次的物理块的编程和擦写。

其中，第一温度和第二温度均高于环境温度，x与y之和为预设次数。

根据Nand特性划分测试阶段，参照Nand Flash厂家对Nand Flash颗粒的测试方法，将步骤S101中对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写分为两个阶段，以待测试硬盘的温度作为区分，同时，加温测试有助于加快测试进度，否则整个测试周期将非常漫长。

第一温度，第二温度，预设次数，x与y各自占预设次数的百分比根据待测试硬盘所使用的Nand Flash颗粒确定，可以参考厂家对Nand Flash颗粒的测试时采用的数值，也可以根据厂家提供的参数进行计算得到。如Nand Flash采用东芝提供的TH58LJT1V24BA8H颗粒，则第一温度为55℃，第二温度为85℃，x为预设次数的90％，y为预设次数的10％。

在上述实施例中提到，可以应用预先编写的Python软件脚本实现测试的自动执行，在此基础上，可以采用两个终端软件“Terminal01”、“Terminal02”执行不同的操作，其中，Terminal01用于获取待测试硬盘中Nand Flash的表面温度，用以观察待测试硬盘是否满足所需的温度；Terminal02用于进行对待测试硬盘进行物理块的编程和擦写操作，以及后续对待测试硬盘进行读写操作。

对待测试硬盘的加温操作可以在温箱中进行，在完成待测试硬盘与控制主机的连接后，将待测试硬盘置于温箱中，关闭箱门，设置温度，当通过Terminal01获取的待测试硬盘的温度达到所需温度时进行保持。

此外，在进行对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写时，相邻的两次物理块的编程和擦写之间的时间间隔可以为30s。

相应的，步骤S102具体为：

S303：等待待测试硬盘冷却至环境温度后，对待测试硬盘进行写操作。

在上述实施例的基础上，为进一步加快测试进度，步骤S103可以为：

将待测试硬盘的温度控制于第三温度并保持预设时间，以使待测试硬盘的BER趋于稳定，对待测试硬盘进行读操作，得到读取的数据。

上述实施例中列举了一些物理块的编程和擦写可以选择的次数，在此基础上，可以选择不同的预设次数进行多组测试，从而得到不同的物理块的编程和擦写次数对应的BER分布情况，有利于固态硬盘程序的优化与产品性能的提升。

图4为本发明实施例提供的第三种固态硬盘BER的测试方法的流程图。

如图4所示，在步骤S101之前，还包括：

S401：在包含多个测试次数的数组中选择预设次数。

相应的，在步骤S104之后，还包括：

S402：判断是否存在未选择的测试次数；如果是，则进入步骤S403；如果否，则结束测试。

S403：在数组中剔除预设次数后，选择另一待测试硬盘，返回步骤S101；

在具体实施中，数组中可以包括1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000和9000，需要说明的是，在不同的物理块的编程和擦写的次数的测试中，采用不同的待测试硬盘，但为了彼此对照，不同的待测试硬盘的基本参数应相同。

上文详述了固态硬盘BER的测试方法对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述方法对应的固态硬盘BER的测试装置、测试设备及计算机可读存储介质。

图5为本发明实施例提供的一种固态硬盘BER的测试装置的结构示意图。

如图5所示，本发明实施例提供的固态硬盘BER的测试装置包括：

编程和擦写单元501，用于对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写；

写操作单元502，用于对待测试硬盘进行写操作；

读操作单元503，用于当待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对待测试硬盘进行读操作，得到读取的数据；

分析单元504，用于根据读取的数据确定待测试硬盘的BER测试结果。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图6为发明实施例提供的一种固态硬盘BER的测试设备的结构图。

如图6所示，发明实施例提供的固态硬盘BER的测试设备包括：

存储器610，用于存储指令，所述指令包括上述任意一项实施例所述的固态硬盘BER的测试方法的步骤；

处理器620，用于执行所述指令。

其中，处理器620可以包括一个或多个处理核心，比如3核心处理器、8核心处理器等。处理器620可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器620也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器620可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器620还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器610可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器610还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器610至少用于存储以下计算机程序611，其中，该计算机程序611被处理器620加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的固态硬盘BER的测试方法中的相关步骤。另外，存储器610所存储的资源还可以包括操作系统612和数据613等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统612可以为Windows。数据613可以包括但不限于上述方法所涉及到的数据。

在一些实施例中，固态硬盘BER的测试设备还可包括有显示屏630、电源640、通信接口650、输入输出接口660、传感器670以及通信总线680。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构并不构成对固态硬盘BER的测试设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。

本申请实施例提供的固态硬盘BER的测试设备，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如上所述的固态硬盘BER的测试方法，效果同上。

需要说明的是，以上所描述的装置、设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。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。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

为此，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如固态硬盘BER的测试方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本实施例中提供的计算机可读存储介质所包含的计算机程序能够在被处理器执行时实现如上所述的固态硬盘BER的测试方法的步骤，效果同上。

以上对本发明所提供的一种固态硬盘BER的测试方法、测试装置、测试设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种固态硬盘BER的测试方法，其特征在于，包括：

对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写；

对所述待测试硬盘进行写操作；

根据所述读取的数据确定所述待测试硬盘的BER测试结果。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写，具体包括：

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，对所述待测试硬盘进行写操作，具体为：

4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写，具体为：

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述当所述待测试硬盘的BER指标趋于稳定后，对所述待测试硬盘进行读操作，得到读取的数据，具体为：

6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在所述对待测试硬盘进行预设次数的物理块的编程和擦写之前，还包括：

在包含多个测试次数的数组中选择所述预设次数；

判断是否存在未选择的测试次数；

如果否，则结束测试。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述根据所述读取的数据确定所述待测试硬盘的BER测试结果，具体为：

根据所述读取的数据及所述待测试硬盘中参与测试的Block，生成所述待测试硬盘的BER分布图。

8.一种固态硬盘BER的测试装置，其特征在于，包括：

写操作单元，用于对所述待测试硬盘进行写操作；

9.一种固态硬盘BER的测试设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括权利要求1至7任意一项所述固态硬盘BER的测试方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述固态硬盘BER的测试方法的步骤。