CN114496055A - 一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，包括一种硬盘驱动电源芯片测试方法以及该方法整体采用的硬盘驱动电源芯片系统，包括芯片测试系统模块、芯片测试电路模块以及待测硬盘模块，所述芯片测试系统用于提供对硬盘进行读取、写入测试的逻辑电平，所述芯片测试电路模块用于连接各模块的引脚，构成完整的测试电路，所述待测硬盘模块用于提供待测硬盘接口，所述芯片测试电路模块包括外围电路模块、外围滤波电容模块、电源输出模块、时钟信号模块、继电器模块、写入单元模块，所述外围电路模块用于完成对继电器线圈的控制，所述外围滤波电容模块用于滤除外围电路中电源的杂波与交流成分，本发明，具有测试精准和全面的特点。

Description

一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统

技术领域

本发明涉及硬盘测试技术领域，具体为一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统。

背景技术

硬盘作为计算机系统的数据存储器，主要用于存储数据，硬盘又分为机械硬盘和固态硬盘，机械硬盘是传统普通硬盘，主要由盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器等部分组成，磁头可沿着盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作，信息通过离磁性表面很近的磁头，由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，而固态硬盘相比传统机械硬盘结构上要简单得多，主要为一块PCB电路板，板上焊接有主控芯片、闪存颗粒和缓存颗粒，它的传输速度更快，也更不容易损坏。

随着信息化的发展，硬盘被应用于各式各类的电脑上，然而，由于硬盘必须带电带设备才能运行，所以需要装机后才能测试，且大多数时候内部损坏不明显，出现读写数据不流畅的问题，使用者难以察觉，等发现硬盘彻底损坏的时候数据已经丢失，造成不必要的损失。而目前缺少对硬盘的直接检测方法，因此，设计测试精准和全面的一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，所述一种硬盘驱动电源芯片测试系统包括芯片测试系统模块、芯片测试电路模块以及待测硬盘模块，所述芯片测试系统用于提供对硬盘进行读取、写入测试的逻辑电平，所述芯片测试电路模块用于连接各模块的引脚，构成完整的测试电路，所述待测硬盘模块用于提供待测硬盘接口，所述芯片测试系统模块与芯片测试电路模块电连接，所述芯片测试电路模块与待测硬盘模块电连接，所述芯片测试电路模块包括外围电路模块、外围滤波电容模块、电源输出模块、时钟信号模块、继电器模块、上拉电阻模块、写入单元模块，所述外围电路模块与外围滤波电容模块电连接，所述电源输出模块与上拉电阻模块、继电器模块电连接，所述继电器模块与写入单元模块电连接，所述外围电路模块用于完成对继电器线圈的控制，驱动继电器动作，所述外围滤波电容模块用于滤除外围电路中电源的杂波与交流成分，使电源线与地线之间为低阻抗，电源接近理想电源，所述电源输出模块用于提供电路中的直流电源驱动测试芯片，所述时钟信号模块用于为电路内部提供时钟信号，作为片内各部件协调工作的控制信号，所述继电器模块用于切换连接对象，检测待测芯片的各个管脚的二极管特性，所述上拉电阻模块用于改变电平的高低状态，同时对电路进行限流，所述写入单元模块用于通过电路接口把指定的数据写入寄存器中或从寄存器中读取数据。

根据上述技术方案，所述芯片测试系统模块包括外围电路引脚、电源引脚、时钟信号引脚，所述外围电路引脚用于为连接外围电路的外围滤波电容提供引脚，所述电源引脚用于连接电源输出模块与上拉电阻构成高低电平，所述时钟信号引脚用于连接时钟信号模块，所述外围电路引脚、电源引脚与时钟信号引脚电连接。

根据上述技术方案，所述待测硬盘模块包括外围电路接收引脚、写入引脚、时钟信号输入引脚，所述外围电路接收引脚用于连接待测硬盘与I2C外围电路，所述写入引脚用于连接继电器与待测硬盘，所述时钟信号输入引脚用于接收时钟信号，所述外围电路接收引脚、写入引脚与时钟信号输入引脚与待测硬盘电连接。

根据上述技术方案，所述一种硬盘驱动电源芯片测试方法包括以下步骤：

步骤S1：硬盘进行检测前，需安装进带有引脚接口的测试平台上，等待检测，不同类型、不同品牌的硬盘的接口不尽相同，为了方便检测，需将硬盘放置于带有多种连接接口的测试平台上，放置完毕后仅需对测试平台上的外置引脚进行连接测试即可，减少硬盘测试繁琐度，提高效率；

步骤S2：根据电路图连接好外围电路后，通过控制继电器输入电压的电平状态对待测硬盘内部芯片引脚的二极管特性进行检测，本系统采用的继电器为双刀双掷继电器，该继电器共有十个引脚，其中5、6两个管脚悬空，1脚接+5V电源，3、8脚为公共端，当输入电压为高电平时，分别与2、9两脚相连，当输入电压为低电平时，分别与4、7两个脚相连，采用双刀双掷继电器，利用其可以切换连接对象的特点，在不用改变电路状态的情况下就可以检测芯片多个引脚对地的二极管特性，大大减少测试的复杂程度；

步骤S3：检测待测硬盘的读写能力前，需输入时钟信号，作为待测硬盘和测试系统内各个元器件协调工作的控制信号，硬盘与测试系统中均含有芯片，芯片需通过复杂的时序电路完成不同的指令功能，而由于其本身不带有振荡电路，无法生成统一的时钟信号，因此需从外部引入时钟信号，保证芯片协调工作；

步骤S4：测试平台接入直流电源后，产生相应的控制信号，并通过写入单元把指定的数据写入待测硬盘的寄存器地址中后，按原方式读取待测硬盘寄存器中的数据，经比对模块比对后，判断待测硬盘是否满足要求，写入的数据直接存入硬盘指定的寄存器地址中，并遵循栈的读取方式读取数据，减少数据在硬盘内其余电路之间的传输，检测更高效。

根据上述技术方案，所述步骤S4进一步包括以下步骤：

步骤S41：直流电源的电流经过上拉电阻后产生高电平输入信号，并由I2C外围电路的SDA引脚流入外围电路，产生控制信号到双刀双掷继电器，上拉电阻连接电源与器件引脚，对器件注入电流，提高电路稳定性，避免引起误动作，提高输出引脚的带载能力；

步骤S42：双刀双掷继电器接收到控制信号后，3、8脚分别与2、9两脚相连，此时2、9两脚同时接入待测硬盘的SCL与SDA引脚；

步骤S43：经外部时钟信号的作用，测试系统与待测硬盘的芯片同时工作，并由写入单元把指定的数据写入待测硬盘的寄存器地址中。

根据上述技术方案，所述步骤S43进一步包括以下步骤：

步骤S431：待测芯片的SDA引脚根据I2C协议需通过上拉电阻连接到直流电源，时钟信号从SCL引脚流入电路，并由待测硬盘的CLOCK引脚流入待测芯片；

步骤S432：测试系统与待测硬盘在时钟信号的作用下，内部芯片开始工作，并发送控制信号到写入单元，时钟信号模块通过内部的振荡器提供高频脉冲经过分频处理后，成为电路内部芯片之间的时钟信号，保证电路稳定；

步骤S433：写入单元接收到控制信号后，通过SDA引脚把数据量大小为D₁的数据写入待测硬盘的寄存器地址中，并记录写入完成的时间t₁，硬盘的写入速度与读取速度是测试硬盘质量的基本因素，通过将测试值与出厂标称值对比，判别硬盘是否符合要求；

步骤S434：写入完成后，根据先进后出的堆栈规则，再次读取待测硬盘的寄存器中的数据，读取完成后记录读取过程中耗费的时间t₂与读取的数据量D₂，硬盘读取的速度明显快与写入速度，因此需分别测试硬盘的读取与写入速度，综合判断硬盘质量；

步骤S435：通过对比写入与读取的数据量的大小，判断是否出现数据丢失，再分别计算单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V，与标准值进行对比，判断硬盘是否符合要求。

根据上述技术方案，所述步骤S435中，单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V的计算公式为：

其中，D_i为硬盘在测试过程中的写入数据量与读取数据量，单位为字节，t_i为硬盘在测试过程中的写入完成时间与读取完成时间，单位为秒，i取值为1时为写入状态，i取值为2时为读取状态，测试完成后将单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V与设计值比较，判断是否符合标准。

根据上述技术方案，所述电源输出模块与继电器模块之间加装有稳压电路模块，所述稳压电路模块包括稳压电路，所述稳压电路用于在进行多个硬盘同时测量时，平衡电路中的输出电压保持稳定，在进行多个硬盘同时测试时，电源输出模块需要输出多段电压，而由于不同硬盘种类不同，所需电压大小也不同，当电路中出现多个电压时会产生波动，影响测试结果。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过设置有双刀双掷继电器，利用其可以改变连接对象的特点，在不改变电路状态的情况下测试多个器件的引脚对地二极管特性，简化了电路复杂程度，通过设置有稳压电路模块，保证在进行多硬盘同时测试时，电路电压稳定，不会产生异常发热、电压波动等情况影响测试结果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的系统模块组成示意图。

具体实施方式

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。

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，一种硬盘驱动电源芯片测试系统包括芯片测试系统模块、芯片测试电路模块以及待测硬盘模块，芯片测试系统用于提供对硬盘进行读取、写入测试的逻辑电平，芯片测试电路模块用于连接各模块的引脚，构成完整的测试电路，待测硬盘模块用于提供待测硬盘接口，芯片测试系统模块与芯片测试电路模块电连接，芯片测试电路模块与待测硬盘模块电连接，芯片测试电路模块包括外围电路模块、外围滤波电容模块、电源输出模块、时钟信号模块、继电器模块、上拉电阻模块、写入单元模块，外围电路模块与外围滤波电容模块电连接，电源输出模块与上拉电阻模块、继电器模块电连接，继电器模块与写入单元模块电连接，外围电路模块用于完成对继电器线圈的控制，驱动继电器动作，外围滤波电容模块用于滤除外围电路中电源的杂波与交流成分，使电源线与地线之间为低阻抗，电源接近理想电源，电源输出模块用于提供电路中的直流电源驱动测试芯片，时钟信号模块用于为电路内部提供时钟信号，作为片内各部件协调工作的控制信号，继电器模块用于切换连接对象，检测待测芯片的各个管脚的二极管特性，上拉电阻模块用于改变电平的高低状态，同时对电路进行限流，写入单元模块用于通过电路接口把指定的数据写入寄存器中或从寄存器中读取数据。

芯片测试系统模块包括外围电路引脚、电源引脚、时钟信号引脚，外围电路引脚用于为连接外围电路的外围滤波电容提供引脚，电源引脚用于连接电源输出模块与上拉电阻构成高低电平，时钟信号引脚用于连接时钟信号模块，外围电路引脚、电源引脚与时钟信号引脚电连接。

待测硬盘模块包括外围电路接收引脚、写入引脚、时钟信号输入引脚，外围电路接收引脚用于连接待测硬盘与I2C外围电路，写入引脚用于连接继电器与待测硬盘，时钟信号输入引脚用于接收时钟信号，外围电路接收引脚、写入引脚与时钟信号输入引脚与待测硬盘电连接。

一种硬盘驱动电源芯片测试方法包括以下步骤：

步骤S1：硬盘进行检测前，需安装进带有引脚接口的测试平台上，等待检测，不同类型、不同品牌的硬盘的接口不尽相同，为了方便检测，需将硬盘放置于带有多种连接接口的测试平台上，放置完毕后仅需对测试平台上的外置引脚进行连接测试即可，减少硬盘测试繁琐度，提高效率；

步骤S2：根据电路图连接好外围电路后，通过控制继电器输入电压的电平状态对待测硬盘内部芯片引脚的二极管特性进行检测，本系统采用的继电器为双刀双掷继电器，该继电器共有十个引脚，其中5、6两个管脚悬空，1脚接+5V电源，3、8脚为公共端，当输入电压为高电平时，分别与2、9两脚相连，当输入电压为低电平时，分别与4、7两个脚相连，采用双刀双掷继电器，利用其可以切换连接对象的特点，在不用改变电路状态的情况下就可以检测芯片多个引脚对地的二极管特性，大大减少测试的复杂程度；

步骤S3：检测待测硬盘的读写能力前，需输入时钟信号，作为待测硬盘和测试系统内各个元器件协调工作的控制信号，硬盘与测试系统中均含有芯片，芯片需通过复杂的时序电路完成不同的指令功能，而由于其本身不带有振荡电路，无法生成统一的时钟信号，因此需从外部引入时钟信号，保证芯片协调工作；

步骤S4：测试平台接入直流电源后，产生相应的控制信号，并通过写入单元把指定的数据写入待测硬盘的寄存器地址中后，按原方式读取待测硬盘寄存器中的数据，经比对模块比对后，判断待测硬盘是否满足要求，写入的数据直接存入硬盘指定的寄存器地址中，并遵循栈的读取方式读取数据，减少数据在硬盘内其余电路之间的传输，检测更高效。

步骤S4进一步包括以下步骤：

步骤S41：直流电源的电流经过上拉电阻后产生高电平输入信号，并由I2C外围电路的SDA引脚流入外围电路，产生控制信号到双刀双掷继电器，上拉电阻连接电源与器件引脚，对器件注入电流，提高电路稳定性，避免引起误动作，提高输出引脚的带载能力；

步骤S42：双刀双掷继电器接收到控制信号后，3、8脚分别与2、9两脚相连，此时2、9两脚同时接入待测硬盘的SCL与SDA引脚；

步骤S43：经外部时钟信号的作用，测试系统与待测硬盘的芯片同时工作，并由写入单元把指定的数据写入待测硬盘的寄存器地址中。

步骤S43进一步包括以下步骤：

步骤S431：待测芯片的SDA引脚根据I2C协议需通过上拉电阻连接到直流电源，时钟信号从SCL引脚流入电路，并由待测硬盘的CLOCK引脚流入待测芯片；

步骤S432：测试系统与待测硬盘在时钟信号的作用下，内部芯片开始工作，并发送控制信号到写入单元，时钟信号模块通过内部的振荡器提供高频脉冲经过分频处理后，成为电路内部芯片之间的时钟信号，保证电路稳定；

步骤S433：写入单元接收到控制信号后，通过SDA引脚把数据量大小为D₁的数据写入待测硬盘的寄存器地址中，并记录写入完成的时间t₁，硬盘的写入速度与读取速度是测试硬盘质量的基本因素，通过将测试值与出厂标称值对比，判别硬盘是否符合要求；

步骤S434：写入完成后，根据先进后出的堆栈规则，再次读取待测硬盘的寄存器中的数据，读取完成后记录读取过程中耗费的时间t₂与读取的数据量D₂，硬盘读取的速度明显快与写入速度，因此需分别测试硬盘的读取与写入速度，综合判断硬盘质量；

步骤S435：通过对比写入与读取的数据量的大小，判断是否出现数据丢失，再分别计算单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V，与标准值进行对比，判断硬盘是否符合要求。

步骤S435中，单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V的计算公式为：

其中，D_i为硬盘在测试过程中的写入数据量与读取数据量，单位为字节，t_i为硬盘在测试过程中的写入完成时间与读取完成时间，单位为秒，i取值为1时为写入状态，i取值为2时为读取状态，测试完成后将单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V与设计值比较，判断是否符合标准。

电源输出模块与继电器模块之间加装有稳压电路模块，所述稳压电路模块包括稳压电路，所述稳压电路用于在进行多个硬盘同时测量时，平衡电路中的输出电压保持稳定，在进行多个硬盘同时测试时，电源输出模块需要输出多段电压，而由于不同硬盘种类不同，所需电压大小也不同，当电路中出现多个电压时会产生波动，影响测试结果。

需要说明的是，在本文中，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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，包括一种硬盘驱动电源芯片测试方法以及该方法整体采用的硬盘驱动电源芯片系统，其特征在于：所述一种硬盘驱动电源芯片测试系统包括芯片测试系统模块、芯片测试电路模块以及待测硬盘模块，所述芯片测试系统用于提供对硬盘进行读取、写入测试的逻辑电平，所述芯片测试电路模块用于连接各模块的引脚，构成完整的测试电路，所述待测硬盘模块用于提供待测硬盘接口，所述芯片测试系统模块与芯片测试电路模块电连接，所述芯片测试电路模块与待测硬盘模块电连接，所述芯片测试电路模块包括外围电路模块、外围滤波电容模块、电源输出模块、时钟信号模块、继电器模块、上拉电阻模块、写入单元模块、稳压电路模块，所述外围电路模块与外围滤波电容模块电连接，所述电源输出模块与上拉电阻模块、继电器模块电连接，所述继电器模块与写入单元模块电连接，所述外围电路模块用于完成对继电器线圈的控制，驱动继电器动作，所述外围滤波电容模块用于滤除外围电路中电源的杂波与交流成分，使电源线与地线之间为低阻抗，电源接近理想电源，所述电源输出模块用于提供电路中的直流电源驱动测试芯片，所述时钟信号模块用于为电路内部提供时钟信号，作为片内各部件协调工作的控制信号，所述继电器模块用于切换连接对象，检测待测芯片的各个管脚的二极管特性，所述上拉电阻模块用于改变电平的高低状态，同时对电路进行限流，所述写入单元模块用于通过电路接口把指定的数据写入寄存器中或从寄存器中读取数据。

2.根据权利要求1所述的一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，其特征在于：所述芯片测试系统模块包括外围电路引脚、电源引脚、时钟信号引脚，所述外围电路引脚用于为连接外围电路的外围滤波电容提供引脚，所述电源引脚用于连接电源输出模块与上拉电阻构成高低电平，所述时钟信号引脚用于连接时钟信号模块，所述外围电路引脚、电源引脚与时钟信号引脚电连接。

3.根据权利要求2所述的一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，其特征在于：所述待测硬盘模块包括外围电路接收引脚、写入引脚、时钟信号输入引脚，所述外围电路接收引脚用于连接待测硬盘与I2C外围电路，所述写入引脚用于连接继电器与待测硬盘，所述时钟信号输入引脚用于接收时钟信号，所述外围电路接收引脚、写入引脚与时钟信号输入引脚与待测硬盘电连接。

4.根据权利要求3所述的一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，其特征在于：所述一种硬盘驱动电源芯片测试方法包括以下步骤：

步骤S1：硬盘进行检测前，需安装进带有引脚接口的测试平台上，等待检测；

步骤S2：根据电路图连接好外围电路后，通过控制继电器输入电压的电平状态对待测硬盘内部芯片引脚的二极管特性进行检测；

步骤S3：检测待测硬盘的读写能力前，需输入时钟信号，作为待测硬盘和测试系统内各个元器件协调工作的控制信号；

步骤S4：测试平台接入直流电源后，产生相应的控制信号，并通过写入单元把指定的数据写入待测硬盘的寄存器地址中后，按原方式读取待测硬盘寄存器中的数据，经比对模块比对后，判断待测硬盘是否满足要求。

5.根据权利要求4所述的一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，其特征在于：所述步骤S4进一步包括以下步骤：

步骤S41：直流电源的电流经过上拉电阻后产生高电平输入信号，并由I2C外围电路的SDA引脚流入外围电路，产生控制信号到双刀双掷继电器；

步骤S42：双刀双掷继电器接收到控制信号后，3、8脚分别与2、9两脚相连，此时2、9两脚同时接入待测硬盘的SCL与SDA引脚；

步骤S43：经外部时钟信号的作用，测试系统与待测硬盘的芯片同时工作，并由写入单元把指定的数据写入待测硬盘的寄存器地址中。

6.根据权利要求5所述的一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，其特征在于：所述步骤S43进一步包括以下步骤：

步骤S431：待测芯片的SDA引脚根据I2C协议需通过上拉电阻连接到直流电源，时钟信号从SCL引脚流入电路，并由待测硬盘的CLOCK引脚流入待测芯片；

步骤S432：测试系统与待测硬盘在时钟信号的作用下，内部芯片开始工作，并发送控制信号到写入单元；

步骤S433：写入单元接收到控制信号后，通过SDA引脚把数据量大小为D₁的数据写入待测硬盘的寄存器地址中，并记录写入完成的时间t₁；

步骤S434：写入完成后，根据先进后出的堆栈规则，再次读取待测硬盘的寄存器中的数据，读取完成后记录读取过程中耗费的时间t₂与读取的数据量D₂；

步骤S435：通过对比写入与读取的数据量的大小，判断是否出现数据丢失，再分别计算单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V，与标准值进行对比，判断硬盘是否符合要求。

7.根据权利要求6所述的一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，其特征在于：所述步骤S435中，单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V的计算公式为：

其中，D_i为硬盘在测试过程中的写入数据量与读取数据量，单位为字节，t_i为硬盘在测试过程中的写入完成时间与读取完成时间，单位为秒，i取值为1时为写入状态，i取值为2时为读取状态，测试完成后将单位时间的硬盘写入与读取数据的速度V与设计值比较，判断是否符合标准。

8.根据权利要求书7所述的一种硬盘驱动电源芯片测试方法及系统，其特征在于：所述电源输出模块与继电器模块之间加装有稳压电路模块，所述稳压电路模块包括稳压电路，所述稳压电路用于在进行多个硬盘同时测量时，平衡电路中的输出电压保持稳定。

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