CN113960391A - 存储介质异常掉电测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种存储介质异常掉电测试装置及方法的技术方案，包括：初始化测试系统，对测试电脑的测试程序执行初始化，对测试电脑与测试板连接、上电及掉电状态进行检测；获取测试板的上的存储介质历史掉电信息，根据历史掉电信息将对应的掉电次数录入测试电脑；向测试板发送用于读取的校验命令，读取历史掉电信息执行校验，将校验结果录入测试电脑；根据校验结果确定存储介质的异常掉电情况，根据异常掉电情况，执行掉电次数的记录或数据校验。本发明的有益效果为：解决传统的异常测试方法带来的效率低和准确性低的问题。

Description

存储介质异常掉电测试装置及方法

技术领域

本发明涉及计算机存储介质检测领域，具体涉及了一种存储介质异常掉电测试装置及方法。

背景技术

存储器件在使用的过程中，如果发生异常掉电，则有可能会给本来正常的数据带来不良的影响，甚至导致这些正常的数据发生错误或者丢失。异常掉电，指的是存储器件在向其最终存储数据的存储介质中写入数据的过程发生了掉电。为了验证所使用的存储器件在发生异常掉电后，产生不良影响的概率和后果，就需要对其进行异常掉电测试。

传统的异常掉电测试的实现方法是：在具有操作系统的测试板上，对存储器件循环进行写操作，并且在写操作的同时在随机时间内进行掉电，上电之后重新开始循环写数据并随机掉电，如此循环N轮，直到测试报错或者达到测试强度要求。

然而这种传统的测试方法的局限性是显而易见的：

(1)测试的效率低。测试程序通过操作系统提供的接口去完成对存储器件的写，是需要经过层层的调用和系统的调度才会最终写到存储器件上，此时完成一笔写的数据需要的时间包括系统调用的时间、系统调度的时间、存储器件往存储介质中写入数据的时间。也就是说虽然测试在循环的写数据，但时间很大一部分花在了调用和调度上，而我们需要掉电命中的窗口时间只有“存储器件往存储介质中写入数据的时间”这一小段时间，所以掉电发生在存储器件往存储介质中写入数据的阶段的几率很低，而掉电需要刚好发生在这个阶段才算命中一次异常掉电，所以总体的测试效率就会很低；

(2)测试的准确性低。传统的异常掉电测试无法对已经写入的数据进行校验，如果错误发生在测试数据上，而不对这些数据进行校验，极有可能将已经发生的错误忽略掉，导致测试的准确性低。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种存储介质异常掉电测试装置及方法，解决传统的异常测试方法带来的效率低和准确性低的问题。

本发明的技术方案包括一种存储介质异常掉电测试装置，其特征在于，包括测试电脑101、若干测试板105及电源控制板103，所述测试电脑101通过线缆102连接所述测试板105及所述电源控制板103，所述电源控制板103通过电源线106连接若干所述测试板105；所述测试板105用于为若干不同类型的存储介质104提供运行环境及测试环境，以及，对所述存储介质104处于不同供电情况时测试数据进行采集；所述测试电脑101用于向所述干测试板105及电源控制板103分别发送测试指令及电源控制指令，以及记录所述存储介质104的写入地址及测试结果；所述电源控制板103根据所述测试指令对对应的所述测试板105进行电源的上电或下电控制。

根据所述的存储介质异常掉电测试装置，其中测试电脑101与所述测试板105的通信交互包括：所述测试电脑101根据当前存储介质104测试所处的状态，通过所述线缆向测试板发送指定的测试命令，并接收测所述测试板105执行对应命令的反馈结果；所述数据帧通过所述线缆102对所述测试电脑101与所述测试板105交互的传输命令和反馈结果进行传输。

根据所述的存储介质异常掉电测试装置，其中传输命令和所述反馈结果以数据帧进行传输，所述传输命令和所述反馈结果根据协议约定，将所述数据帧中未使用的位添加所述测试命令和所述反馈结果，所述测试电脑101和测试板105根据协议约定完成对所述测试命令和所述反馈结果的解析。

根据所述的存储介质异常掉电测试装置，其中存储介质104包括NAND、EMMC、SD卡。

本发明的技术方案还包括一种根据上述任一装置的存储介质异常掉电测试方法，其特征在于，包括：S100，初始化测试系统，对所述测试电脑101的测试程序执行初始化，以及，对所述测试电脑101与所述测试板105连接、上电及掉电状态进行检测；S200，获取所述测试板105的上的存储介质104历史掉电信息，根据所述历史掉电信息将对应的掉电次数录入所述测试电脑101；S300，向所述测试板105发送用于读取的校验命令，读取所述历史掉电信息执行校验，将校验结果录入所述测试电脑101；S400，根据所述校验结果确定所述存储介质104的异常掉电情况，根据所述异常掉电情况，执行掉电次数的记录或数据校验。

根据所述的存储介质异常掉电测试方法，其中S400包括：S410，若所述存储介质104的一次掉电是异常掉电，测试命中异常掉电测试的次数加1，并记录至测试电脑101；S420，测试电脑101向测试板发送读校验命令，将上一次掉电之前已经成功写入的地址中的数据，读出来进行数据校验，通过测试板105根据需要校验的地址、地址生成序号写入来生成对应的随机数，并将所述存储介质104中对应地址中的数据进行读取，与对应的源数据进行校验，并将校验的结果反馈至所述测试电脑101。

根据所述的存储介质异常掉电测试方法，其中该方法还包括：S430，通过测试电脑101根据测试板反馈回来的信息，判断数据校验的结果，若校验出错，执行步骤S440；否则执行步骤S450；S440，若数据校验出错，说明上一次掉电之前写入的数据中，停止测试，保持对所述测试板105的供电；S450，判断是否达到测试标准，测试标准包括写入的数据量、发生掉电的次数、发生异常掉电的次数。

根据所述的存储介质异常掉电测试方法，其中该方法还包括：S460，若达到所述测试标准，测试停止，保持对测试板的供电；S470，通过测试电脑101判断测试板105的连接是否还在线，执行步骤S490；若还在线说明还未发生掉电，执行步骤S480；S480，发通过测试电脑101向测试板105发送写数据的命令，并且每一条命令只向一个地址写入数据，并且将数据成功写入后，将操作的结果反馈给测试电脑101。

根据所述的存储介质异常掉电测试方法，其中该方法还包括：检测到测试板断开连接时，重启上电之后执行所述S400进行查询；上电启动所述测试板105，向所述测试板105进行供电，重新开始掉电测试。

根据所述的存储介质异常掉电测试方法，其中该方法还包括：每个所述存储介质的掉电测试之间独立。

本发明的有益效果为：解决传统的异常测试方法带来的效率低和准确性低的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为根据本发明实施方式的装置连接图；

图2为根据本发明实施方式的测试电脑与测试板之间命令传输的示意图；

图3为根据本发明实施方式的测试板与待测试存储器材关系图；

图4为根据本发明实施方式的本测试的整体流程图；

图5为根据本发明实施方式的本测试的设计原理图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

在本发明的描述中，对方法步骤的连续标号是为了方便审查和理解，结合本发明的整体技术方案以及各个步骤之间的逻辑关系，调整步骤之间的实施顺序并不会影响本发明技术方案所达到的技术效果。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

图1所示为根据本发明实施方式的总体流程图，该流程包括：性能参数收集，对Unity3D游戏获取所需的游戏性能参数；性能参数分类，对游戏性能参数进行分类，得到分类结果；构建性能指标，根据Unity3D游戏所需的性能要求，创建性能指标并进行量化，并对量化指标进行分类；持续监控，根据Unity3D游戏项目进度，重复执行所述性能参数收集、所述性能参数分类及所述构建性能指标，完成性能指标的动态调整。

整套测试系统是由测试电脑、N块测试板、电源控制板构成。

图1是整套测试系统的构成，包含以下内容：

101是测试电脑，测试电脑主要是通过线缆连接测试板，通过线缆连接电源控制板，运行测试程序，而测试程序的主要功能是记录已经成功写入的地址，向测试板中发送测试命令(如写数据、读校验等)，控制电源控制板对测试板进行掉电上电，记录测试结果等。

102是线缆，是测试电脑与电源控制板之间的连接通道，包括但不限于USB线、串口线等。

103是电源控制板，电源控制板是多端口可控制的，能够同时向多块测试板供电，并且能够通过接受测试电脑的掉电/上电命令来控制对测试板的上电和掉电。

104是线缆，是测试电脑与测试板之间的连接通道，包括但不限于USB线、串口线等。也就是说测试电脑向测试板发送测试命令、测试板向测试电脑反馈执行结果都是该线缆通道进行交流。

105是测试板，测试板上有操作系统，操作系统中有待测试的存储器件的存储驱动，用于搭载待测试的存储器件。测试过程中，会在测试板上生成测试数据，执行底层存储驱动提供的读写操作，并将执行的结果反馈给测试电脑，一套测试系统可同时对多台测试板进行测试。

106是电源线，电源控制板通过电源线向测试板供电，也就是说电源控制板通过电源线控制测试板的掉电上电。

图2是测试电脑与测试板之间的传输信息实现：

201是测试电脑部分，在测试电脑上运行的测试程序会跟据当前测试所处的状态，通过线缆向测试板发送指定的测试命令，并接收测试板执行对应命令的反馈结果。

202是线缆通道，测试电脑与测试板之间通过该通道来传输命令和反馈结果。

203是传输的数据帧，数据帧中包含了测试系统约定的命令和反馈结果。

204是将传输的数据帧进行协议约定，利用其中未使用的位，扩展成测试命令和反馈的结果，测试电脑和测试板根据约定的协议完成对该扩展命令的解析。

205是测试板，接收到测试电脑传来的命令，执行命令对应的操作，如往存储器件中写数据、读数据、获取上一次掉电的情况等，执行结束后将执行的结果通过线缆通道反馈给测试电脑。

图3是测试板与待测试存储器件的关系：

301是测试板，测试板上的操作系统有对应的存储驱动，测试板外接需要测试的存储器件。

302是具体的需要测试的存储器件，包括但不限于nand、emmc、sdcard等。

303是存储器件的内部构造抽象图，这里以nand flash举例子，但不仅限于nandflash。

304是nand flash内部的高速缓冲区，大小一般是该存储器件一个页的大小，写入/读出数据时会先经过该缓冲区。

305存储核心区，也就是最终存储数据的存储介质，数据需要完整写入到这里才算写入成功。

306是从高速缓冲区向存储介质写入数据的过程，在这个时候内发生掉电才算是异常掉电，掉电发生在除这个过程以外的地方都不属于异常掉电，所以测试的要求就是尽可能地让掉电发生在这个过程中。

图4是完整的测试流程图，其流程包括步骤401～步骤411。

401是测试系统的初始化，指测试电脑上的测试程序进行初始化工作，如识别到测试板连接成功、电源控制板连接成功，将记录的测试信息如已经写入的地址、发生掉电的次数、发生异常掉电的次数、测试循环的次数进行初始化。

402是连接测试板，也就是测试电脑上的测试软件识别到测试板的连接，也就是说测试电脑是根据测试板的是否在线来判断测试板是否已经掉电/上电。

403是查询上一次掉电的情况，就是通过向测试板发送查询掉电情况的命令，测试板上的存储驱动根据自身记录的信息，获取到上一次掉电是否是异常掉电，并将此结果反馈给测试电脑。

404测试电脑获得测试板反馈回来的信息，判断上一次掉电是否是异常掉电，如果上一次发生了异常掉电，则执行步骤405；否则执行步骤406。

405经过判断发现上一次掉电是异常掉电，测试命中异常掉电测试的次数加1(如果是刚开始的首轮测试则异常掉电是发生在测试之外的，不需要记录)，并记录到测试电脑上，用于计算总体的测试情况。

406测试电脑向测试板发送读校验命令，将上一次掉电之前已经成功写入的地址中的数据，读出来进行数据校验(每成功写入一个地址就会将此地址记录到测试电脑中，如果记录的地址数为0说明是刚开始的首轮测试)，测试板将会根据需要校验的地址、该地址是第几次写入来生成对应的随机数，因为随机数都是根据线性同余法生成的，随机数种子一样，生成的随机数也就是一样的，并将存储器件中对应地址中的数据读出来，与这份源数据进行校验，并将校验的结果反馈给测试电脑。

407测试电脑根据测试板反馈回来的信息，判断数据校验的结果，如果校验出错，执行步骤408；否则执行409。

408判断发现数据校验出错，说明上一次掉电之前写入的数据中，读出来的数据与写入的数据不一致，可能出错发生在读的流程中，也可能存储器件中的数据本身就因为异常掉电的原因导致出错，此时需要停止测试，保持对测试板的供电(如果是多路测试同时进行，只将该路测试停止，其他正在正常测试的测试板则不受影响，继续进行测试)，保留现场，以便进行debug。

409判断是否达到测试标准，测试标准包括但不限于写入的数据量、发生掉电的次数、发生异常掉电的次数等。如果达到了设定的测试标准，则执行步骤410；否则执行步骤411。

410说明存储器件完成了测试，测试停止，保持对测试板的供电(如果是多路测试同时进行，只将该路测试停止，其他正在正常测试的测试板则不受影响，继续进行测试)，保留现场，以便检查存储器件的使用情况。

411测试电脑判断测试板的连接是否还在线，如果测试板断开连接，说明已经发生了掉电，执行步骤413；如果还在线说明还未发生掉电，执行步骤412。

412发送写数据命令，测试电脑向测试板发送写数据的命令(与此同时，测试电脑控制电源控制板开始计时，并在随机时间内进行掉电)，并且每一条命令只向一个地址写入数据，测试板接受到命令，并且将数据成功写入后，将操作的结果反馈给测试电脑，此时测试电脑更新已经成功写入的地址数(以便在下一轮上电之后读出来进行校验)，保证每个写入成功的地址都能被测试电脑记录到。测试电脑接收到测试板执行结果的反馈后，执行步骤411。

413检测到测试板断开连接，说明此时测试板已经发生了掉电，但是还未知道是正常掉电还是异常掉电，需要在上电之后执行步骤404进行查询。

414上电启动测试板，也就是电源控制板开始向测试板进行供电，此时新一次的掉电测试开始，执行步骤402。

参考图5，测试电脑通过步骤501获取存储介质的历史数据，测试板通过步骤502及步骤503完成异常掉电的测试。

结合实施例的图1～图5，本发明的技术方案具备以下有益效果：

1、测试电脑通过线缆与测试板连接，将测试使用的命令放在能在线缆中传输的数据帧进行传输，测试中只传输命令和地址，数据量很小，减少了命令传输上的时间开销。

2、测试电脑通过线缆与测试板连接，连接方法包括但不限于USB、串口等方式，这就意味着整套测试系统与测试电脑有很高的兼容性，测试电脑通常有多个端口，一台测试能同时对多个测试板进行测试，提高测试效率。

3、测试所用的数据是根据每个地址和该地址第几次写入两个因素生成作为随机种子，利用线性同余法生成的伪随机数，保证每个地址每次写入都是不同的测试数据，确保测试数据可以复现，并且不会出现误判，提高测试的准确性。

4、测试数据是在测试板中生成，这就意味着测试电脑发送命令时只需要将将命令和地址发送到测试板中即可，而不需要将测试数据也发送到测试板中，减少了命令传输的时间。

5、测试板接收到测试电脑传来的命令，直接调用操作系统底层存储驱动中的读写接口进行读写数据，避免了由于系统调用和系统调度带来的开销。这里以nand flash存储器件为例子(但不仅限于nand flash)，如图5所示，也就是说此时写入一笔数据只需要501传输命令的时间，加上502将数据写入高速缓冲区的时间，加上503将数据写入到存储介质中的时间，并且命令传输时仅传输命令和地址，数据量很小，传输速度很快，消耗时间少，此时循环进行写数据，循环中写入一笔数据的总时间变小了，掉电需要命中的窗口时间【存储器件向存储介质中写入数据】没变，也就是说测试中发生异常掉电的概率大大增了。

6、测试电脑上记录了已经成功写入数据的地址，在上电之后将已经写入的地址中的数据读出来校验，确保已经写入的数据如果出错也能够被发现，提高测试的准确性。

7、所用的电源控制板是多端口可控制的，能够根据测试电脑的命令进行随机时间范围内的上电和掉电操作，并且多端口供电可以一套测试系统可以向多块测试板进行供电，提高测试的效率。

应当认识到，本发明实施例中的方法步骤可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如消费者。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括消费者上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种存储介质异常掉电测试装置，其特征在于，包括测试电脑(101)、若干测试板(105)及电源控制板(103)，所述测试电脑(101)通过线缆(102)连接所述测试板(105)及所述电源控制板(103)，所述电源控制板(103)通过电源线(106)连接若干所述测试板(105)；

所述测试板(105)用于为若干不同类型的存储介质(104)提供运行环境及测试环境，以及，对所述存储介质(104)处于不同供电情况时测试数据进行采集；

所述测试电脑(101)用于向所述干测试板(105)及电源控制板(103)分别发送测试指令及电源控制指令，以及记录所述存储介质(104)的写入地址及测试结果；

所述电源控制板(103)根据所述测试指令对对应的所述测试板(105)进行电源的上电或下电控制。

2.根据权利要求1所述的存储介质异常掉电测试装置，其特征在于，所述测试电脑(101)与所述测试板(105)的通信交互包括：

所述测试电脑(101)根据当前存储介质(104)测试所处的状态，通过所述线缆向测试板发送指定的测试命令，并接收测所述测试板(105)执行对应命令的反馈结果；所述数据帧通过所述线缆(102)对所述测试电脑(101)与所述测试板(105)交互的传输命令和反馈结果进行传输。

3.根据权利要求1所述的存储介质异常掉电测试装置，其特征在于，所述传输命令和所述反馈结果以数据帧进行传输，所述传输命令和所述反馈结果根据协议约定，将所述数据帧中未使用的位添加所述测试命令和所述反馈结果，所述测试电脑(101)和测试板(105)根据协议约定完成对所述测试命令和所述反馈结果的解析。

4.根据权利要求1所述的存储介质异常掉电测试装置，其特征在于，所述存储介质(104)包括NAND、EMMC、SD卡。

5.一种根据权利要求1-4任一所述装置的存储介质异常掉电测试方法，其特征在于，包括：

S100，初始化测试系统，对所述测试电脑(101)的测试程序执行初始化，以及，对所述测试电脑(101)与所述测试板(105)连接、上电及掉电状态进行检测；

S200，获取所述测试板(105)的上的存储介质(104)历史掉电信息，根据所述历史掉电信息将对应的掉电次数录入所述测试电脑(101)；

S300，向所述测试板(105)发送用于读取的校验命令，读取所述历史掉电信息执行校验，将校验结果录入所述测试电脑(101)；

S400，根据所述校验结果确定所述存储介质(104)的异常掉电情况，根据所述异常掉电情况，执行掉电次数的记录或数据校验。

6.根据权利要求5所述的存储介质异常掉电测试方法，其特征在于，所述S400包括：

S410，若所述存储介质(104)的一次掉电是异常掉电，测试命中异常掉电测试的次数加1，并记录至测试电脑(101)；

S420，测试电脑(101)向测试板发送读校验命令，将上一次掉电之前已经成功写入的地址中的数据，读出来进行数据校验，通过测试板(105)根据需要校验的地址、地址生成序号写入来生成对应的随机数，并将所述存储介质(104)中对应地址中的数据进行读取，与对应的源数据进行校验，并将校验的结果反馈至所述测试电脑(101)。

7.根据权利要求6所述的存储介质异常掉电测试方法，其特征在于，该方法还包括：

S430，通过测试电脑(101)根据测试板反馈回来的信息，判断数据校验的结果，若校验出错，执行步骤S440；否则执行步骤S450；

S440，若数据校验出错，说明上一次掉电之前写入的数据中，停止测试，保持对所述测试板(105)的供电；

S450，判断是否达到测试标准，测试标准包括写入的数据量、发生掉电的次数、发生异常掉电的次数。

8.根据权利要求7所述的存储介质异常掉电测试方法，其特征在于，该方法还包括：

S460，若达到所述测试标准，测试停止，保持对测试板的供电；

S470，通过测试电脑(101)判断测试板(105)的连接是否还在线，执行步骤S490；若还在线说明还未发生掉电，执行步骤S480；

S480，发通过测试电脑(101)向测试板(105)发送写数据的命令，并且每一条命令只向一个地址写入数据，并且将数据成功写入后，将操作的结果反馈给测试电脑(101)。

9.根据权利要求8所述的存储介质异常掉电测试方法，其特征在于，该方法还包括：

检测到测试板断开连接时，重启上电之后执行所述S400进行查询；

上电启动所述测试板(105)，向所述测试板(105)进行供电，重新开始掉电测试。

10.根据权利要求5所述的存储介质异常掉电测试方法，其特征在于，该方法还包括：

每个所述存储介质的掉电测试之间独立。

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