CN111983301B - 一种固态硬盘测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固态硬盘测试装置，包括：输入输出扩展器，连接到背板，从背板获得内部集成电路总线信号，并根据内部集成电路总线信号生成和输出上下电信号、电压上拉信号、和电压下拉信号；电子熔断芯片，连接到背板并从背板获得输入电压，电子熔断芯片响应于工作电流过大而断路；升压降压转换器，连接到电子熔断芯片以在电子熔断芯片未断路时获得输入电压，并根据输入电压、和来自输入输出扩展器的上下电信号、电压上拉信号、电压下拉信号来生成输出电压以输出到被测固态硬盘；功耗监测器，连接到输出电压所在的回路以采集工作电流并测量被测固态硬盘的消耗功率。本发明能够对固态硬盘上下电和电压上下拉偏，同时检测固态硬盘功耗。

Description

一种固态硬盘测试装置
技术领域
本发明涉及设备测试领域，更具体地，特别是指一种固态硬盘测试装置。
背景技术
固态硬盘(SSD)是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都被永久性地密封固定在硬盘驱动器中，一般安装在背板上，背板在出厂前需要经过测试，才能流入市场。但通常固态硬盘的测试性能有限，不能满足实际需求，如上下电、电压上下拉偏或功耗。
针对现有技术中固态硬盘的上下电、电压上下拉偏、或功耗难以测试的问题，目前尚无有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种固态硬盘测试装置，能够对固态硬盘上下电和电压上下拉偏，同时检测固态硬盘功耗。
基于上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种固态硬盘测试装置，包括：
输入输出扩展器，连接到背板，从背板获得内部集成电路总线信号，并根据内部集成电路总线信号生成和输出上下电信号、电压上拉信号、和电压下拉信号；
电子熔断芯片，连接到背板并从背板获得输入电压，电子熔断芯片响应于工作电流过大而断路；
升压降压转换器，连接到电子熔断芯片以在电子熔断芯片未断路时获得输入电压，并根据输入电压、以及来自输入输出扩展器的上下电信号、电压上拉信号、电压下拉信号来生成输出电压以输出到被测固态硬盘；
功耗监测器，连接到输出电压所在的回路以采集工作电流并测量被测固态硬盘的消耗功率。
在一些实施方式中，装置还包括：
第一连接器，固定到背板，用于使固态硬盘测试装置和背板建立电力和通信连接；输入输出扩展器和电子熔断芯片通过第一连接器而连接到背板。
在一些实施方式中，装置还包括：
第二连接器，固定到被测固态硬盘，用于使固态硬盘测试装置和被测固态硬盘建立电力连接；升压降压转换器生成的输出电压通过第二连接器输出到被测固态硬盘。
在一些实施方式中，第一连接器和第二连接器分别为U.2连接器PSAS4M2130081TR和1511240001。
在一些实施方式中，装置还包括：
上拉场效应管，连接到电压上拉信号，并根据电压上拉信号而导通或切断；
下拉场效应管，连接到电压下拉信号，并根据电压下拉信号而导通或切断；
分压电阻集合，连接到上拉场效应管和下拉场效应管，并根据上拉场效应管和下拉场效应管的导通或切断状态来向升压降压转换器输出相应的分压信号，使得升压降压转换器生成输出电压。
在一些实施方式中，装置还包括：
测试电阻，串联在输出电压所在的回路上；功耗监测器并联在测试电阻两端以采集工作电流。
在一些实施方式中，输出电压在电压上拉信号和电压下拉信号均不生效时为12伏，在电压上拉信号生效时为13.2伏，在电压下拉信号生效时为10.8伏。
在一些实施方式中，第一连接器和第二连接器之间还有PCIE链路和辅助电源供电线路。
在一些实施方式中，装置还包括：
第二电子熔断芯片，位于辅助电源供电线路上，并配置为响应于辅助电源供电线路的电流过大而断路。
在一些实施方式中，升压降压转换器为SY9329C；电子熔断芯片为TPS25926；输入输出扩展器为PCA9555；功耗监测器为INA219。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的固态硬盘测试装置，通过使用输入输出扩展器连接到背板，从背板获得内部集成电路总线信号，并根据内部集成电路总线信号生成和输出上下电信号、电压上拉信号、和电压下拉信号；电子熔断芯片连接到背板并从背板获得输入电压，电子熔断芯片响应于工作电流过大而断路；升压降压转换器连接到电子熔断芯片以在电子熔断芯片未断路时获得输入电压，并根据输入电压、以及来自输入输出扩展器的上下电信号、电压上拉信号、电压下拉信号来生成输出电压以输出到被测固态硬盘；功耗监测器连接到输出电压所在的回路以采集工作电流并测量被测固态硬盘的消耗功率的技术方案，能够对固态硬盘上下电和电压上下拉偏，同时检测固态硬盘功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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为本发明提供的固态硬盘测试装置的结构示意图；
图2为本发明提供的固态硬盘测试装置的逻辑连接关系图；
图3为本发明提供的固态硬盘测试装置的部分电路原理图；
图4为本发明提供的固态硬盘测试装置的输入输出扩展器引脚示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够对固态硬盘上下电和电压上下拉偏，同时检测固态硬盘功耗的固态硬盘测试装置的一个实施例。图1示出的是本发明提供的固态硬盘测试装置的结构示意图。
所述的固态硬盘测试装置，如图1所示包括：
输入输出扩展器11，连接到背板，从背板获得内部集成电路总线信号，并根据内部集成电路总线信号生成和输出上下电信号、电压上拉信号、和电压下拉信号；
电子熔断芯片12，连接到背板并从背板获得输入电压，电子熔断芯片12响应于工作电流过大而断路；
升压降压转换器13，连接到电子熔断芯片12以在电子熔断芯片12未断路时获得输入电压，并根据输入电压、以及来自输入输出扩展器的上下电信号、电压上拉信号、电压下拉信号来生成输出电压以输出到被测固态硬盘；
功耗监测器14，连接到输出电压所在的回路以采集工作电流并测量被测固态硬盘的消耗功率。
在一些实施方式中，装置还包括：
第一连接器，固定到背板，用于使固态硬盘测试装置和背板建立电力和通信连接；输入输出扩展器11和电子熔断芯片12通过第一连接器而连接到背板。
在一些实施方式中，装置还包括：
第二连接器，固定到被测固态硬盘，用于使固态硬盘测试装置和被测固态硬盘建立电力连接；升压降压转换器13生成的输出电压通过第二连接器输出到被测固态硬盘。
在一些实施方式中，第一连接器和第二连接器分别为U.2连接器PSAS4M2130081TR和1511240001。
在一些实施方式中，装置还包括：
上拉场效应管，连接到电压上拉信号，并根据电压上拉信号而导通或切断；
下拉场效应管，连接到电压下拉信号，并根据电压下拉信号而导通或切断；
分压电阻集合，连接到上拉场效应管和下拉场效应管，并根据上拉场效应管和下拉场效应管的导通或切断状态来向升压降压转换器13输出相应的分压信号，使得升压降压转换器13生成输出电压。
在一些实施方式中，装置还包括：
测试电阻，串联在输出电压所在的回路上；功耗监测器14并联在测试电阻两端以采集工作电流。
在一些实施方式中，输出电压在电压上拉信号和电压下拉信号均不生效时为12伏，在电压上拉信号生效时为13.2伏，在电压下拉信号生效时为10.8伏。
在一些实施方式中，第一连接器和第二连接器之间还有PCIE链路和辅助电源供电线路。
在一些实施方式中，装置还包括：
第二电子熔断芯片12，位于辅助电源供电线路上，并配置为响应于辅助电源供电线路的电流过大而断路。
在一些实施方式中，升压降压转换器13为SY9329C；电子熔断芯片12为TPS25926；输入输出扩展器11为PCA9555；功耗监测器14为INA219。
下面根据图2所示的具体实施例进一步阐述本发明的具体实施方式。本发明实施例提出了一种对SSD盘进行上下电和电压上下拉偏的测试治具，可以对SSD盘的12V输入电压进行上下电操作，还可以对12V输入电压进行上下拉偏10％，其中上拉10％到13.2V，下拉10％到10.8V，并且可以实时监测SSD盘的整体功耗。在原本背板和SSD盘之间放置该测试治具，用于对SSD盘进行测试。
具体电路原理图见图3。P12V是背板输出到测试治具的电压；P12V_SSD是测试治具输出到SSD的12V工作电压，给SSD供电；通过背板的SMBUS(总线)来管理PCA9555，实现其GPIO(通用输入输出接口)高低电平的输出。输入输出扩展器11PCA9555的GPIO可以输出高、低电平，控制NMOS(N沟道场效应管)管的开断，进而控制升降压转换器SY9329C的FB引脚分压电阻值的大小，达到控制SY9329C的输出电压大小的目的。INA219是监测SSD整体功耗的监测器，SMBUS通过它可以直接读取输出到SSD的工作电压P12V_SSD的电压值和电流值。SY9329C在其EN管脚为高电平时使能，低电平时禁止；Q1、Q2在P10V8_EN、P13V2_EN分别为高电平时导通，低电平时断开。P10V8_EN、P13V2_EN的供应详见图4。
测试治具通过如下方式正常输出12V电压到SSD：
(1)SY9329C的EN管脚使能，即PCA9555的GPIO0(P12V_SSD_EN)输出高电平；
(2)Q1和Q2处于断开状态，即PCA9555的GPIO1(P10V8_EN)和GPIO2(P13V2_EN)输出低电平。
此时SY9329C的输出电压计算公式为：Vout＝1V*(R1+R2)/R2＝1V*(110+10)/10＝12V。
测试治具通过如下方式将输出电压上拉10％：
(1)SY9329C的EN管脚使能，即PCA9555的GPIO0(P12V_SSD_EN)输出高电平；
(2)Q1处于断开，Q2处于导通状态，即PCA9555的GPIO1(P10V8_EN)输出低电平，GPIO2(P13V2_EN)输出高电平。
此时SY9329C的输出电压计算公式为：Vout＝1V*(R1+(R2//R4))/(R2//R4)＝1V*(R1*(R2+R4)/R2R4+1)＝1V*(110*(10+91.6)/(10*91.6))+1＝13.2V。
测试治具通过如下方式将输出电压下拉10％：
(1)SY9329C的EN管脚使能，即PCA9555的GPIO0(P12V_SSD_EN)输出高电平；
(2)Q1处于导通，Q2处于断开状态，即PCA9555的GPIO1(P10V8_EN)输出高电平，GPIO2(P13V2_EN)输出低电平；
此时SY9329C的输出电压计算公式为：Vout＝1V*((R1//R3)+R2)/R2＝1V*(R1*R3/(R2*(R1+R3)+1)＝1V*(110*898/(10*(110+898)+1)＝10.8V。
另外，背板通过SMBUS可以实时读取到INA219监测到P12V_SSD的电压、电流和功耗，包括上下拉偏后的值也能读取到。通过上述手段，测试治具可以对SSD盘进行长时间的、循环不断的上下电压和上下拉偏10％的测试。
从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的固态硬盘测试装置，通过使用输入输出扩展器连接到背板，从背板获得内部集成电路总线信号，并根据内部集成电路总线信号生成和输出上下电信号、电压上拉信号、和电压下拉信号；电子熔断芯片连接到背板并从背板获得输入电压，电子熔断芯片响应于工作电流过大而断路；升压降压转换器连接到电子熔断芯片以在电子熔断芯片未断路时获得输入电压，并根据输入电压、以及来自输入输出扩展器的上下电信号、电压上拉信号、电压下拉信号来生成输出电压以输出到被测固态硬盘；功耗监测器连接到输出电压所在的回路以采集工作电流并测量被测固态硬盘的消耗功率的技术方案，能够对固态硬盘上下电和电压上下拉偏，同时检测固态硬盘功耗。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的装置权利要求的功能、形状和/或连接关系不需任何特定顺序。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，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，并存在如上所述的本发明实施例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。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固态硬盘测试装置，其特征在于，包括：
输入输出扩展器，连接到背板，从所述背板获得内部集成电路总线信号，并根据所述内部集成电路总线信号生成和输出上下电信号、电压上拉信号、和电压下拉信号；
电子熔断芯片，连接到背板并从所述背板获得输入电压，所述电子熔断芯片响应于工作电流过大而断路；
升压降压转换器，连接到所述电子熔断芯片以在所述电子熔断芯片未断路时获得所述输入电压，并根据所述输入电压、以及来自所述输入输出扩展器的所述上下电信号、电压上拉信号、电压下拉信号来生成输出电压以输出到被测固态硬盘；
功耗监测器，连接到所述输出电压所在的回路以采集工作电流并测量所述被测固态硬盘的消耗功率。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
第一连接器，固定到所述背板，用于使固态硬盘测试装置和所述背板建立电力和通信连接；所述输入输出扩展器和所述电子熔断芯片通过所述第一连接器而连接到所述背板。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
第二连接器，固定到所述被测固态硬盘，用于使固态硬盘测试装置和所述被测固态硬盘建立电力连接；所述升压降压转换器生成的输出电压通过所述第二连接器输出到所述被测固态硬盘。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一连接器和所述第二连接器分别为U.2连接器PSAS4M2130081TR和1511240001。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
上拉场效应管，连接到所述电压上拉信号，并根据所述电压上拉信号而导通或切断；
下拉场效应管，连接到所述电压下拉信号，并根据所述电压下拉信号而导通或切断；
分压电阻集合，连接到所述上拉场效应管和所述下拉场效应管，并根据所述上拉场效应管和所述下拉场效应管的导通或切断状态来向所述升压降压转换器输出相应的分压信号，使得所述升压降压转换器生成所述输出电压。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
测试电阻，串联在所述输出电压所在的回路上；所述功耗监测器并联在测试电阻两端以采集工作电流。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输出电压在所述电压上拉信号和所述电压下拉信号均不生效时为12伏，在所述电压上拉信号生效时为13.2伏，在所述电压下拉信号生效时为10.8伏。
8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一连接器和第二连接器之间还有PCIE链路和辅助电源供电线路。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第二电子熔断芯片，位于所述辅助电源供电线路上，并配置为响应于所述辅助电源供电线路的电流过大而断路。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述升压降压转换器为SY9329C；所述电子熔断芯片为TPS25926；所述输入输出扩展器为PCA9555；所述功耗监测器为INA219。
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