CN111508551A - 固态硬盘多功能自动测试系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固态硬盘多功能自动测试系统及其方法。固态硬盘多功能自动测试系统及其方法，包括温度环境工作室、测试监控中心、程控直流稳压电源、交换机、控制中心及与其分别连接的交流供电系统；温度环境工作室包括用于设置固态硬盘的测试支架及环境监测装置；测试监控中心包括测试主机及与测试主机分别连接的高速信号处理板及多功能电源管理板；固态硬盘一方面依次通过测试支架、高速信号处理板连接测试主机，一方面依次通过测试支架、多功能电源管理板连接测试主机及程控直流稳压电源，程控直流稳压电源还连接控制中心；环境监测装置通过交换机连通测试主机；交换机与控制中心连接。本发明保证固态硬盘测试时的可靠性、安全性及准确性。
Description
技术领域
本发明涉及固态硬盘测试技术领域，具体地涉及一种固态硬盘多功能自动测试系统及其方法。
背景技术
随着信息社会的快速发展，数据以几何倍数增长。人们为了更快的获取并存储这些数据，提出了固态存储的概念乃至后来形成了较为完整的产业链。固态硬盘则属于固态存储的一个分支，该类硬盘优势突出，具有重量轻、体积小、传输速率高以及容量密度高等特点。以SATA、SAS以及PCIe接口为代表的固态硬盘，其读写速度、单位时间数据吞吐量相较传统机械式硬盘均有数倍至数百倍提升，而平均访问时间仅为后者的千分之一。同时伴随着存储介质FLASH制造工艺的进步和固件算法的优化，不仅固态硬盘单位GB的价格在加速下降，而且可靠性和耐久性稳步提升。因此，固态硬盘替代传统机械硬盘成为市场主流存储载体已是社会广泛共识。
然而由于国内固态存储行业起步晚，所以尽管固态硬盘的种类在市面上已较为丰富，但相应的调试、测试手段却较为原始和单一，均以人工为主，这就带来了效率低、可靠性低、安全隐患高、测试不准确等负面影响。对国防工业以及金融系统等可靠性要求高的行业来说，这种不利影响是不可接受的。因此行业内亟待需要一种可靠的、准确的、全面的、自动化的测试系统，使得固态硬盘的测试可以批量化和标准化，从而间接提高固态硬盘的自身品质并减轻生产企业的成本压力。
目前，国内相关的现有技术方案还停留在测试功能单一、测试固态硬盘数量少以及测试可靠性差的初级阶段，而本发明则同时解决了上述问题，极大幅度的提高了固态硬盘的测试效率和测试可靠性，满足国防、金融等行业的需求。
现有技术一：申请公布号为CN 109285583 A、名称为《NAND闪存固态硬盘空间环境效应测试系统及试验方法》的专利方案中介绍了一种对固态硬盘进行空间环境效应分析、空间环境地面模拟试验的测试系统和试验方法。该系统主要由测试机主板、测试机电源、程控电源和测试机显示器组成，需要在额外的模拟空间环境下对固态硬盘进行测试，记录其分别在温度试验环境、单粒子辐照试验环境、总剂量辐照试验环境下的性能表现，系统组成附图1所示。测试机上使用的软件为IOmeter。存在如下缺点：1)该测试系统的组成过于简单，仅包含性能测试的基本组件，固态硬盘的关键电气参数并不能单独测试并记录；2)该测试系统的测试环境属于另外配置，并不属于测试系统自身，因此测试环境的不确定性对测试结果带来了不确定因素，进而影响了测试结果的可靠性；3)该测试系统主要测试在温度、单粒子辐照、总剂量辐照环境下固态硬盘的性能，其面向对象仅为航天系统，不具有普遍适用性；4)由于测试机主板接口数量的限制，该测试系统每次测试固态硬盘数最多仅为5~6个，难以满足批量化要求；5)使用外部SATA连接线将测试系统与测试环境中的待测固态盘连接，在实际工作时存在因接触不可靠、导线过长造成的压降过大而对固态硬盘的状态产生误判的可能性；6)尽管测试软件为免费使用的IOmeter，但若将其作为测试系统的附带配件而出售的话，还存在版权的争议。
现有技术二：申请公布号为CN 104658611 A、名称为《一种对固态硬盘进行异常掉电测试的方法及系统》的专利中描述了一种可以对固态硬盘进行自动掉电测试的系统和方法，如图2所示。其主要过程如下：1)向待测固态盘写入一笔数据；2)通过上位机发送命令给掉电控制装置，断开待测固态盘的供电；3)通过上位机发送命令给掉电控制装置，恢复待测固态盘的供电；4)读取第1步写入的数据；5)校验写入和读取的数据，得到校验结果。其存在的缺点为：1)该系统仅能对固态硬盘进行异常掉电测试，校验掉电前后写入和读出数据的正确性、完整性，不能测试固态硬盘自身性能、功能、电气参数和环境适应性，不满足完整测试的要求；2)该测试系统需要手工排列待测固态盘的序列号，必须按照一定的测试顺序进行测试，不能满足测试时的随机性；3)该测试系统测试异常掉电时，必须先写入完整的一笔数据再读出然后进行校验，这与实际环境中固态硬盘异常掉电时的状态不完全符合。因为固态硬盘异常掉电时，有可能正在进行写操作，若此时固态硬盘自身无掉电保护措施，就有一定概率丢失正在写入固态硬盘的大部分数据甚至损坏固件中的FTL表，导致固态硬盘无法继续使用，必须返厂维修重新烧录固件。此系统不能进行该条件下的测试，表明其测试结果不完备、可信度较低；4)该测试系统不具备总掉电次数统计以及异常掉电再上电后固态硬盘确认为正常状态次数的统计；5)该测试系统掉电时长以及上电时长不能由非专业程序人员进行任意修改，不具备市场化和可推广的条件。
现有技术三：申请公布号为CN 107507649 A、名称为《一种适用于固态硬盘的全自动测试系统及其方法》的专利中描述了一种自动测试系统，主要包括终端控制系统、若干测试装置、若干测试座、测试线缆和高低温箱组成，结构如图3所示。其工作过程包括：1)终端控制装置启动；2)选择型号和数量；3)打印或烧录标签；4)按照顺序接盘；5)启动测试；6)进行测试；7)存储测试结果。其存在的缺点为：1)该测试系统没有电气参数测试功能；2)该测试系统没有故障处理及报警系统；3)该测试系统没有自主知识产权的全功能和性能测试软件以及上位机操作软件；4)该测试系统无法与高低温箱进行通讯并控制温度；5)该测试系统的测试座与测试装置依靠线缆连接，接触可靠性较低；6)该测试系统无法监控带有串口输出的固态硬盘的实时日志；7)该测试系统无法对固态硬盘进行各种功能测试，包括异常掉电测试、电压拉偏测试等；8)该测试系统无法同时对不同固态硬盘进行不同项目的测试。
发明内容
本发明旨在针对解决目前业内固态硬盘测试可靠性低、准确性差、全面性不足以及故障定位困难的难题，致力于提高自动化测试程度和测试效率、增加故障定位手段，以提升固态硬盘自身品质为导向，兼顾固态硬盘高效故障定位，进一步促进固态硬盘行业发展为最终目的，进行了本项发明。
本发明的技术方案在于：
一种固态硬盘多功能自动测试系统，包括温度环境工作室、测试监控中心、程控直流稳压电源、交换机、控制中心及与其分别连接的交流供电系统；所述温度环境工作室包括用于设置固态硬盘的测试支架及环境监测装置；测试监控中心包括测试主机及与测试主机分别连接的高速信号处理板及多功能电源管理板；其中，固态硬盘一方面依次通过测试支架、高速信号处理板连接测试主机，一方面依次通过测试支架、多功能电源管理板连接测试主机及程控直流稳压电源，程控直流稳压电源还连接控制中心；环境监测装置通过交换机连通测试主机；交换机与控制中心连接。
所述环境监测装置包括温度传感器、制热系统、风循环系统、制冷系统和温度失控报警装置；其中，温度控制系统一方面连接温度传感器，另一方面分别连接制热系统、风循环系统、制冷系统和温度失控报警装置。
所述测试支架为若干个，每一个测试支架上设置若干个固态硬盘，任意一个固态硬盘依次通过测试支架、连接器、固态硬盘信号线连接高速信号处理板或多功能电源管理板；其中，连接器为SATA连接器、mSATA连接器、RSATA连接器、PATA连接器、PCIe连接器或M.2连接器中的任意一种。
所述高速信号处理板通过高速信号线连接测试主机，多功能电源管理板通过低速信号线连接测试主机；
其中，高速信号处理板包括高速连接器VPX及与高速连接器VPX分别连接的若干个信号处理单元；所述信号处理单元包括依次连接的第一交流耦合电容、双通道高速信号均衡及中继器及第二交流耦合电容；第一交流耦合电容与高速连接器VPX连接，第二交流耦合电容与连接器连接；
其中，多功能电源管理板包括依次连接的电源输入连接器XT60-F、60A熔丝、TVS管1SMC14AT3、浪涌电流抑制器NTPAN3R0、LC滤波电路、DC/DC变换器LTM4620、电子保险丝阵列TPS24750、MOSFET阵列Si4177、电流/功率监测阵列INA216、SATA/SAS/PCIe电源插座阵列；还包括ARM处理器以及与ARM处理器分别连接的模拟开关ADG711及串口收发电路；其中，ARM处理器通过模拟开关ADG711连接DC/DC变换器LTM4620，ARM处理器通过GPIO引脚连接MOSFET阵列Si4177，通过IIC接口连接电流/功率监测阵列INA216及温度传感器PT100，ARM处理器通过串口收发电路连接低速信号线进而连通测试主机。
所述交换机与测试主机、温度控制系统、控制中心之间均通过网线连接；温度控制系统与温度传感器、制热系统、风循环系统、制冷系统和温度失控报警装置之间均通过信号线连接；程控直流稳压电源与多功能电源管理板之间通过电源线缆连接，与控制中心通过信号线连接；交换机、控制中心、制热系统、风循环系统、制冷系统和温度控制系统、程控直流稳压电源及测试主机均通过交流供电系统与部动力电网连接。
固态硬盘多功能自动测试方法，使用如上所述固态硬盘多功能自动测试系统，该测试方法如下：
1)依次启动交流供电系统，程控直流稳压电源，测试监控中心，测试主机，等待启动完成；
2)将待测固态硬盘插入测试支架任意连接器；连接好线缆；
3)控制中心通过信号线控制程控直流稳压电源向多功能电源管理板输出指定电压；
4)待多功能电源管理板与待测固态硬盘通电完成，测试主机识别待测固态硬盘，并在测试主机上显示待测固态硬盘基本信息；
5)测试主机实现环境应力测试、待测固态硬盘性能测试及功能测试，并将相关测试结果在测试主机上实时显示进度及结果；
6）测试结束，测试主机控制程控直流稳压电源停止向多功能电源管理板输出指定电压供电，待测固态硬盘断电，拔掉待测固态硬盘，通过测试主机导出测试报告；依次关闭测试主机，程控直流稳压电源，最后关闭交流供电系统。
还包括手动终止5)环境应力测试、待测固态硬盘性能测试及功能测试。
还包括若环境应力测试、待测固态硬盘性能测试及功能测试过程中存在异常情况，测试自动终止。
还包括在测试自动终止后，利用测试主机找出问题。
所述环境应力测试过程中，在测试主机设置环境应力测试参数，温度环境工作室手动测试命令后改变测试环境，并在测试主机上实时显示测试环境状态；待测固态硬盘性能测试过程中，在测试主机设置性能测试参数，测试主机启动性能测试，并在测试主机上实时显示性能测试进度和状态；功能测试过程中，测试主机设置功能测试参数，并在在测试主机上实时显示功能测试进度和状态。
本发明的技术效果在于：
1)保证固态硬盘测试时的可靠性、安全性、准确性、全面性和普遍适用性；
2)大幅度提高固态硬盘测试时的效率和自动化程度；
3)提升固态硬盘的自身品质；
4)大幅度降低固态硬盘生产单位的人力成本、时间成本和维修成本等；
5)所有测试条件、测试过程和测试结果都可追溯，方便企业查找问题；
6)促进固态硬盘行业发展。
附图说明
图1为现有技术一的系统结构示意图。
图2为现有技术二的工作流程图。
图3为现有技术三的系统结构示意图。
图4本发明的工作原理图。
图5为高速信号处理板的原理图。
图6为多功能电源管理板的原理图。
图7为本发明技术方案的软件结构框图。
具体实施方式
实施例1--固态硬盘多功能自动测试系统
一种固态硬盘多功能自动测试系统，包括温度环境工作室、测试监控中心、程控直流稳压电源、交换机、控制中心及与其分别连接的交流供电系统；所述温度环境工作室包括用于设置待测固态硬盘的测试支架及环境监测装置；测试监控中心包括测试主机及与测试主机分别连接的高速信号处理板及多功能电源管理板；其中，待测固态硬盘一方面依次通过测试支架、高速信号处理板连接测试主机，一方面依次通过测试支架、多功能电源管理板连接测试主机及程控直流稳压电源，程控直流稳压电源还连接控制中心；环境监测装置通过交换机连通测试主机；交换机与控制中心连接。
所述环境监测装置包括温度传感器PT100、制热系统DN200、风循环系统DF-5.5KW、制冷系统4YD-12.2-120和温度失控报警装置HD070；其中，温度控制系统一方面连接温度传感器，另一方面分别连接制热系统、风循环系统、制冷系统和温度失控报警装置。
所述测试支架为若干个，每一个测试支架上设置若干个待测固态硬盘，任意一个待测固态硬盘依次通过测试支架、连接器、待测固态硬盘信号线连通高速信号处理板或多功能电源管理板；其中，连接器为SATA连接器、mSATA连接器、RSATA连接器、PATA连接器、PCIe连接器或M.2连接器中的任意一种。
所述高速信号处理板通过高速信号线连接测试主机，原理图如图5所示。该高速信号处理板的主要功能是对固态硬盘与测试主机之间的信号进行均衡及中继，保证信号传输的质量。
其中，高速信号处理板包括高速连接器VPX及与高速连接器VPX分别连接的若干个信号处理单元；所述信号处理单元包括依次连接的第一交流耦合电容、双通道高速信号均衡及中继器及第二交流耦合电容。第一交流耦合电容与高速连接器VPX连接，第二交流耦合电容与连接器连接。
其工作原理为：待测固态硬盘（1~n）分别通过各自信号线与高速信号处理板的高速连接器VPX相连接，此时高速信号（1~n）经过第一交流耦合电容（1A~nA）去除共模分量后分别进入到双通道高速信号均衡及中继器（1~n）SN75LVPE802中。高速信号（1~n）经过均衡或者去加重处理后，可以进行远距离传输且信号质量较好。此外，均衡增益、去加重增益以及去加重脉宽均可以根据不同场景进行调整，以便适应各种环境条件。从双通道高速信号均衡及中继器（1~n）输出的高速信号（1~n）再次经过第二交流耦合电容（1B~nB）去除共模分量，分别与SATA/SAS/PCIe连接器（1~n）相连，经过高速信号线传输后与测试主机连接。
所述多功能电源管理板通过低速信号线连接测试主机，原理图如图6所示。
该多功能电源管理板主要完成输入电源EMI滤波、固态硬盘供电电源分配、电压拉偏、电压电流功率采集、板级温度采集以及串口收发等功能。
其中，多功能电源管理板包括依次连接的电源输入连接器XT60-F、60A熔丝、TVS管1SMC14AT3、浪涌电流抑制器NTPAN3R0、LC滤波电路、DC/DC变换器LTM4620、电子保险丝阵列TPS24750、MOSFET阵列Si4177、电流/功率监测阵列INA216、SATA/SAS/PCIe电源插座阵列；还包括ARM处理器以及与ARM处理器分别连接的模拟开关ADG711及串口收发电路；其中，ARM处理器通过模拟开关ADG711连接DC/DC变换器LTM4620，ARM处理器通过GPIO引脚连接MOSFET阵列Si4177，通过IIC接口连接电流/功率监测阵列INA216及温度传感器PT100，ARM处理器通过串口收发电路连接低速信号线进而连通测试主机。
其工作原理为：将程控直流稳压电源的输出电压通过电源线缆接入多功能电源管理板上电源输入连接器XT60-F，输入电源此时按照功率走线分别经过60A熔丝、TVS管1SMC14AT3、浪涌电流抑制器NTPAN3R0、LC滤波电路进行过流保护、浪涌电压抑制、浪涌电流抑制以及EMI滤波，然后继续通过功率走线进入DC/DC变换器LTM4620中，将输入电压转换为固态硬盘的额定工作电压。该额定工作电压按照功率走线先后经过电子保险丝阵列TPS24750、MOSFET阵列Si4177、电流/功率监测阵列INA216、SATA/SAS/PCIe电源插座阵列，再通过固态硬盘电源线阵列对固态硬盘进行供电。
电子保险丝阵列TPS24750用来对负载过流或短路进行快速硬件保护；MOSFET阵列Si4177受ARM控制器STM32F103的GPIO引脚控制，用来对固态硬盘进行上电或下电；电流/功率监测阵列INA216监测流经其上的电流和功率，并将监测到的信息通过IIC接口传递给ARM控制器；板级温度传感器TMP122将采集到的板上温度通过IIC接口传递给ARM控制器；ARM控制器通过GPIO引脚控制模拟开关ADG711的通道选择进而影响DC/DC变换器的输出电压，进行电压拉偏。ARM控制器通过串口收发电路MAX3232、低速信号线与测试主机进行通讯，接收测试主机的控制指令以及将收集到的电流/功率、温度等数据发送回测试主机。
所述交换机与测试主机PRIMEZ270-K、温度控制系统PLCFX2N-48MR-32、控制中心DT-610之间均通过网线连接；温度控制系统与温度传感器、制热系统、风循环系统、制冷系统和温度失控报警装置之间均通过信号线连接；程控直流稳压电源PPS1213与多功能电源管理板之间通过电源线缆连接，与控制中心通过信号线连接；交换机TL-SF1016D、控制中心、制热系统、风循环系统、制冷系统和温度控制系统、程控直流稳压电源及测试主机均通过交流供电系统与部动力电网连接。
实施例2--固态硬盘多功能自动测试方法
固态硬盘多功能自动测试方法，该测试方法如下：
1)依次启动交流供电系统，程控直流稳压电源，测试监控中心，测试主机，等待启动完成；
2)将待测固态硬盘插入测试支架任意连接器；连接好线缆；
3)控制中心通过信号线控制程控直流稳压电源向多功能电源管理板输出指定电压；
4)待多功能电源管理板与待测固态硬盘通电完成，测试主机识别待测固态硬盘，并在测试主机上显示待测固态硬盘基本信息；
5)测试主机实现环境应力测试、待测固态硬盘性能测试及功能测试，并将相关测试结果在测试主机上实时显示进度及结果；
过程如下所示：所述环境应力测试过程中，在测试主机设置环境应力测试参数，温度环境工作室手动测试命令后改变测试环境，并在测试主机上实时显示测试环境状态；待测固态硬盘性能测试过程中，在测试主机设置性能测试参数，测试主机启动性能测试，并在测试主机上实时显示性能测试进度和状态；功能测试过程中，测试主机设置功能测试参数，并在在测试主机上实时显示功能测试进度和状态。环境应力测试、性能测试、功能测试各自独立运行，相互协同、互不干扰，既可以单独运行，也可以灵活组合运行，全面考察待测固态硬盘在模拟真实环境以及极限条件下的稳定性。测试主机在运行过程中会周期性主动上报当前各通路供电状态、待测固态硬盘在位状态、待测固态硬盘性能测试状态、待测固态硬盘功能测试状态，测试主机会自动收集所有信息并实时更新。其中，供电状态包括电压、电流、开关状态、电压异常状态、电流异常状态、功率异常状态。待测固态硬盘在位状态是指是否插入并识别待测固态硬盘。待测固态硬盘性能测试包括读速度、写速度、读IOPS、写IOPS、已测试时长、预计剩余时长。待测固态硬盘功能测试包括计划掉电次数、已完成掉电次数、掉电故障次数；
6)在5)测试过程中，若需手动终止测试，由测试主机下发停止命令；若出现异常情况，测试过程会自动终止；
7)若出现异常情况，利用测试主机找出问题；
8)测试结束，测试主机控制程控直流稳压电源停止向多功能电源管理板输出指定电压供电，待测固态硬盘断电，拔掉待测固态硬盘，通过测试主机导出测试报告；依次关闭测试主机，程控直流稳压电源，最后关闭交流供电系统。
实现环境应力测试的过程具体为：用户操作测试主机设定温度环境工作室的温度，用以模拟测试固态硬盘运行的环境；同时用户可设置温度报警阈值，当出现温度异常时，自动停止测试，保护测试系统和测试固态硬盘的安全，并报警。
还包括：用户操作测试主机设定程控直流稳压电源输出电压、最大电流以及控制开关。程控直流稳压电源为多功能电源管理板供电，关闭时多功能电源管理板无法工作，系统启动不完全，无法进行测试工作。
用户操作测试主机控制多功能电源控制板，用于设置多功能电源控制板每一路的输出电压，最大电流以及控制开关。此处多功能电源控制板为每一个待测固态硬盘单独供电，关闭时测试主机无法检测到固态硬盘的存在，开启时如果电压电流检测异常，多功能电源控制板将自动切断故障通路电源，自动停止测试，保护测试主机和待测固态硬盘的安全，并产生报警。另外，当设定电压与标准工作电压不同(偏高、偏低)时，称为电压拉偏；当设定电压在一定范围内快速变化时，称为电压抖动。
用户操作测试主机，通过测试主机查询待测固态硬盘的运行日志，用于快速定位固态硬盘故障。
实施例3--固态硬盘多功能自动测试原理。
1) 读性能（顺序读、随机读）测试原理：
a) 当需要进行读性能测试时，测试者操作控制中心，使用图形化界面选择和设置读性能测试参数，并点击开始测试；
b)控制中心自动将读性能测试参数转化成性能测试命令结构（其中mode使用顺序读或随机读），通过监控中心软件的网络数据收发模块1下发到测试主机软件的网络数据收发模块；
c) 测试主机收到性能测试命令结构后，通过tmid和tmsid索引到指定测试主机的指定测试盘，创建和启动测试线程开始测试；
d)测试线程根据性能测试命令结构进行读性能测试，其中，读数据命令每一次的读数据长度为blksize/512个LBA（LBA是固态硬盘的访问地址，每个LBA表示的大小是512字节）；当mode为顺序读时，从性能测试命令结构指定的LBA开始，每次下发的LBA地址等于上一次的LBA地址+(blksize/512)，直到最后一个LBA地址，再从0开始；当mode为随机读时，每次下发的LBA地址是从0开始到最后一个LBA地址的某个随机LBA，与上一次读的LBA地址无关；
e)测试线程开始测试后，测试主机软件统计1秒内读数据总大小和读命令发送个数，并以1秒间隔使用性能测试结果上报命令结构，通过网络数据收发模块上报给测试监控中心软件的网络数据收发模块1；
f) 测试监控中心软件收到测试状态上报命令结构后，根据tmid和tmsid索引到指定盘并更新显示测试数据；
g) 测试线程开始测试后，测试主机软件统计所有读数据总大小，总大小大于等于性能测试命令结构指定的测试总量iosize时，测试结束，停止步骤e的统计和上报。
2)写性能（顺序写、随机写）测试原理：
a) 当需要进行写性能测试时，测试者操作控制中心，使用图形化界面选择和设置写性能测试参数，并点击开始测试；
b)控制中心自动将写性能测试参数转化成性能测试命令结构（其中mode使用顺序写或随机写），通过监控中心软件的网络数据收发模块1下发到测试主机软件的网络数据收发模块；
c) 测试主机收到性能测试命令结构后，通过tmid和tmsid索引到指定测试主机的指定测试盘，创建和启动测试线程开始测试；
d) 测试线程根据性能测试命令结构进行写性能测试，其中，写数据命令每一次的写数据长度为blksize/512个LBA（LBA是固态硬盘的访问地址，每个LBA表示的大小是512字节）；当mode为顺序写时，从性能测试命令结构指定的LBA开始，每次下发的LBA地址等于上一次的LBA地址+(blksize/512)，直到最后一个LBA地址，再从0开始；当mode为随机写时，每次下发的LBA地址是从0开始到最后一个LBA地址的某个随机LBA，与上一次写的LBA地址无关；
e)测试线程开始测试后，测试主机软件统计1秒内写数据总大小和写命令发送个数，并以1秒间隔使用性能测试结果上报命令结构，通过网络数据收发模块上报给测试监控中心软件的网络数据收发模块1；
f)测试监控中心软件收到测试状态上报命令结构后，根据tmid和tmsid索引到指定盘并更新显示测试数据；
g)测试线程开始测试后，测试主机软件统计所有写数据总大小，总大小大于等于性能测试命令结构指定的测试总量iosize时，测试结束，停止步骤e的统计和上报。
3) 数据一致性测试原理：
a)当需要进行数据一致性测试时，测试者操作控制中心，使用图形化界面选择和设置数据一致性测试参数，并点击开始测试；
b) 控制中心自动将数据一致性测试参数转化成性能测试命令结构（其中mode使用数据一致性测试），通过监控中心软件的网络数据收发模块1下发到测试主机软件的网络数据收发模块；
c) 测试主机收到性能测试命令结构后，通过tmid和tmsid索引到指定测试主机的指定测试盘，创建和启动测试线程开始测试；
d)测试线程根据性能测试命令使用写性能测试中的顺序写方式将测试数据模型pattern写入指定LBA地址，写入大小为blksize；
e)测试线程根据性能测试命令使用读性能测试中的顺序读方式从步骤d写入的LBA地址读取写入的数据，读取大小为blksize；
f) 测试线程将读取的数据与写入的数据模型进行比对，查找数据不一致位置，如果查找到数据不一致位置，则使用数据不一致结果上报结构，通过网络数据收发模块上报给测试监控中心软件的网络数据收发模块1；如果未查找到，则表示数据全部一致，无需上报；
g) 测试线程开始测试后，每完成一个blksize的数据一致性测试，累计blksize到已完成总大小，如果已完成总大小小于性能测试命令指定的测试总大小iosize，测试线程更新测试LBA为LBA+blksize/512（LBA是固态硬盘的访问地址，每个LBA表示的大小是512字节），从步骤d开始下一轮测试，如果已完成总大小大于等于性能测试命令指定的测试总大小iosize，则测试结束；
h) 测试线程开始测试后，在测试数据写入期间，测试主机软件统计1秒内写数据总大小和写命令发送个数，并以1秒间隔使用性能测试结果上报命令结构，通过网络数据收发模块上报给测试监控中心软件的网络数据收发模块1；
i) 测试线程开始测试后，在测试数据读取期间，测试主机软件统计1秒内读数据总大小和读命令发送个数，并以1秒间隔使用性能测试结果上报命令结构，通过网络数据收发模块上报给测试监控中心软件的网络数据收发模块1；
j) 测试监控中心软件收到测试状态上报命令结构后，根据tmid和tmsid索引到指定盘并更新显示测试数据；
k) 测试监控中心软件收到数据一不一致结果上报命令结构后，根据tmid和tmsid索引到指定盘并更新显示测试数据。
4) 掉电测试原理：
a) 当需要进行掉电测试时，测试者操作控制中心，使用图形化界面选择和设置掉电测试参数，并点击开始测试；
b) 控制中心自动将掉电测试参数转化成掉电测试命令结构，通过监控中心软件的网络数据收发模块1下发到测试主机软件的网络数据收发模块；
c) 测试主机收到掉电测试命令结构后，通过tmid和tmsid索引到指定测试主机的指定测试盘，创建和启动测试线程开始测试；
d)测试线程根据掉电测试命令保持供电droppwonsec秒；
e) 测试线程通过测试主机软件的串口数据收发模块发送tmsid盘断电命令到多功能电源管理板的串口数据收发模块；
f) 多功能电源管理板软件收到tmsid盘断电命令后，关闭tmsid盘的供电；
g) 测试线程根据掉电测试命令保持断电droppwdownsec秒；
h) 测试线程通过测试主机软件的串口数据收发模块发送tmsid盘供电命令到多功能电源管理板的串口数据收发模块；
i) 多功能电源管理板软件收到tmsid盘供电命令后，打开tmsid盘的供电；
j) 测试线程读取tmsid盘的基本信息，已完成测试总数dropcurrnum加一，如果读取失败，读取失败测试总数droperrnum加一；
k) 测试线程使用掉电测试结果上报命令结构，通过网络数据收发模块上报给测试监控中心软件的网络数据收发模块1；
l) 测试监控中心软件收到掉电测试结果上报命令结构后，根据tmid和tmsid索引到指定盘并更新显示测试数据；
m) 测试线程比较已完成测试总数dropcurrnum和总测试次数dropnum，如果dropcurrnum大于等于dropnum，则结束测试；如果dropcurrnum小于dropnum，则回到步骤d，继续测试。
5) 电压拉偏测试原理，电压抖动测试原理：
a)当需要进行电压拉偏测试或电压抖动测试时，测试者操作控制中心，使用图形化界面修改电源供电参数，并点击开始测试；
b) 控制中心自动将电源供电参数转化成供电设置命令结构，通过监控中心软件的网络数据收发模块1下发到测试主机软件的网络数据收发模块；
c) 测试主机收到供电设置命令结构后，通过tmid和tmsid索引到指定测试主机的指定测试盘，更新设置供电参数；
d)测试主机通过测试主机软件的串口数据收发模块发送tmsid盘的供电电压设置命令到多功能电源管理板的串口数据收发模块；
e)多功能电源管理板软件收到tmsid盘的供电电压设置命令后，设置tmsid盘的供电电压；
f) 测试主机通过测试主机软件的串口数据收发模块发送tmsid盘的电压抖动开关命令到多功能电源管理板的串口数据收发模块；
g) 多功能电源管理板软件收到tmsid盘的电压抖动开关命令后，启动（shake值为1）或停止（shake值为0）tmsid盘的电压抖动。
6) 环境测试原理：
a) 监控中心软件每隔1秒查询一次当前温度，并显示在监控中心软件界面；
b) 当需要进行环境测试时，测试者操作控制中心，使用图形化界面设置环境测试参数，并点击开始测试；
c) 控制中心自动将环境测试参数转化成环境温箱控制系统定义的环境设置命令，通过监控中心软件的网络数据收发模块2下发到环境温箱控制系统；
d)环境温箱控制系统收到环境设置命令后，根据环境设置参数中的温度启动和当前温度，控制制热系统、风循环系统、制冷系统将当前温度逐步调整到环境设置参数中的温度；
温度变化过程中，监控中心软件保持每隔1秒查询一次当前温度，并显示在监控中心软件界面。
Claims (10)
1.一种固态硬盘多功能自动测试系统，包括温度环境工作室、测试监控中心、程控直流稳压电源、交换机、控制中心及与其分别连接的交流供电系统；其特征在于：所述温度环境工作室包括用于设置固态硬盘的测试支架及环境监测装置；测试监控中心包括测试主机及与测试主机分别连接的高速信号处理板及多功能电源管理板；其中，固态硬盘一方面依次通过测试支架、高速信号处理板连接测试主机，一方面依次通过测试支架、多功能电源管理板连接测试主机及程控直流稳压电源，程控直流稳压电源还连接控制中心；环境监测装置通过交换机连通测试主机；交换机与控制中心连接。
2.根据权利要求1所述固态硬盘多功能自动测试系统，其特征在于：所述环境监测装置包括温度传感器、制热系统、风循环系统、制冷系统和温度失控报警装置；其中，温度控制系统一方面连接温度传感器，另一方面分别连接制热系统、风循环系统、制冷系统和温度失控报警装置。
3.根据权利要求2所述固态硬盘多功能自动测试系统，其特征在于：所述测试支架为若干个，每一个测试支架上设置若干个固态硬盘，任意一个固态硬盘依次通过测试支架、连接器、固态硬盘信号线连接高速信号处理板或多功能电源管理板；其中，连接器为SATA连接器、mSATA连接器、RSATA连接器、PATA连接器、PCIe连接器或M.2连接器中的任意一种。
4.根据权利要求3所述固态硬盘多功能自动测试系统，其特征在于：所述高速信号处理板通过高速信号线连接测试主机，多功能电源管理板通过低速信号线连接测试主机；
其中，高速信号处理板包括高速连接器VPX及与高速连接器VPX分别连接的若干个信号处理单元；所述信号处理单元包括依次连接的第一交流耦合电容、双通道高速信号均衡及中继器及第二交流耦合电容；第一交流耦合电容与高速连接器VPX连接，第二交流耦合电容与连接器连接；
其中，多功能电源管理板包括依次连接的电源输入连接器XT60-F、60A熔丝、TVS管1SMC14AT3、浪涌电流抑制器NTPAN3R0、LC滤波电路、DC/DC变换器LTM4620、电子保险丝阵列TPS24750、MOSFET阵列Si4177、电流/功率监测阵列INA216、SATA/SAS/PCIe电源插座阵列；还包括ARM处理器以及与ARM处理器分别连接的模拟开关ADG711及串口收发电路；其中，ARM处理器通过模拟开关ADG711连接DC/DC变换器LTM4620，ARM处理器通过GPIO引脚连接MOSFET阵列Si4177，通过IIC接口连接电流/功率监测阵列INA216及温度传感器PT100，ARM处理器通过串口收发电路连接低速信号线进而连通测试主机。
5.根据权利要求4所述固态硬盘多功能自动测试系统，其特征在于：所述交换机与测试主机、温度控制系统、控制中心之间均通过网线连接；温度控制系统与温度传感器、制热系统、风循环系统、制冷系统和温度失控报警装置之间均通过信号线连接；程控直流稳压电源与多功能电源管理板之间通过电源线缆连接，与控制中心通过信号线连接；交换机、控制中心、制热系统、风循环系统、制冷系统和温度控制系统、程控直流稳压电源及测试主机均通过交流供电系统与部动力电网连接。
6.固态硬盘多功能自动测试方法，其特征在于：使用如上权利要求1所述固态硬盘多功能自动测试系统，该测试方法如下：
1)依次启动交流供电系统，程控直流稳压电源，测试监控中心，测试主机，等待启动完成；
2)将待测固态硬盘插入测试支架任意连接器；连接好线缆；
3)控制中心通过信号线控制程控直流稳压电源向多功能电源管理板输出指定电压；
4)待多功能电源管理板与待测固态硬盘通电完成，测试主机识别待测固态硬盘，并在测试主机上显示待测固态硬盘基本信息；
5)测试主机实现环境应力测试、待测固态硬盘性能测试及功能测试，并将相关测试结果在测试主机上实时显示进度及结果；
6）测试结束，测试主机控制程控直流稳压电源停止向多功能电源管理板输出指定电压供电，待测固态硬盘断电，拔掉待测固态硬盘，通过测试主机导出测试报告；依次关闭测试主机，程控直流稳压电源，最后关闭交流供电系统。
7.根据权利要求6所述固态硬盘多功能自动测试方法，其特征在于：还包括手动终止5)环境应力测试、待测固态硬盘性能测试及功能测试。
8.根据权利要求7所述固态硬盘多功能自动测试方法，其特征在于：还包括若环境应力测试、待测固态硬盘性能测试及功能测试过程中存在异常情况，测试自动终止。
9.根据权利要求8所述固态硬盘多功能自动测试方法，其特征在于：还包括在测试自动终止后，利用测试主机找出问题。
10.根据权利要求9所述固态硬盘多功能自动测试方法，其特征在于：所述环境应力测试过程中，在测试主机设置环境应力测试参数，温度环境工作室手动测试命令后改变测试环境，并在测试主机上实时显示测试环境状态；待测固态硬盘性能测试过程中，在测试主机设置性能测试参数，测试主机启动性能测试，并在测试主机上实时显示性能测试进度和状态；功能测试过程中，测试主机设置功能测试参数，并在在测试主机上实时显示功能测试进度和状态。
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