CN117079702A - 一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法及装置，其通过将温度循环和掉电测试相结合，使得本测试更加符合用户的实际使用场景，综合考虑了异常掉电和温度变化对数据安全的影响，提高了测试效率和效果。
Description
技术领域
本发明涉及固态硬盘测试相关技术领域，具体涉及一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法及装置。
背景技术
除了关注NVMe固态硬盘的可靠性，数据安全保护能力也是固态硬盘使用者关注的重点。在使用过程中，偶然发生重启、断电可能会出现数据读取问题，严重时还会造成数据丢失的后果。这些突发的情况，对数据存储安全有极大的风险。因为在NVMe固态硬盘工作时会利用随机存储器缓存数据，但随机存储器有易失性，如果是正常关机，系统会提前通知设备电源要中断，让固态硬盘有足够的时间处理还没完成的数据。但异常掉电是不会提前给设备通知和刷写时间，缓存的数据极大可能丢失，也可能导致闪存映射表来不及更新而丢失，从而出现NVMe固态硬盘无法被系统识别的故障。在读写过程中一旦发生异常断电，则对固态硬盘有致命的威胁。
特别是企业级NVMe固态硬盘，更加注重存储数据的安全性。在客户应用中，可能受到极热极寒的恶劣天气影响和突发异常电力中断，比如大面积供电中断，及电压不稳；或人为误操作等状况，一旦用户数据丢失或者错乱，都将给用户或企业造成巨大经济损失。
所以产品可靠的稳定性和保护数据安全性至关重要，也成为各制造商热衷的关注点。现有技术中对固态硬盘的读写掉电测试一般都是在同一温度（低温或者高温）下进行的，主要检测产品贮存和使用的适用性。但是NVMe固态硬盘内部担任储存数据的重要组件是NAND闪存，影响NAND闪存的数据保存，除了擦写次数，工作温度也可以直接对固态硬盘的速度和数据保存造成影响。在极端的条件下使用，不同的温度变化会对NAND闪存的数据保存造成影响。
因此基于用户的真实使用场景，需要综合考虑异常掉电和温度变化对数据安全的影响，所以当前亟需设计一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法及装置。
发明内容
为了解决上述内容中提到的问题，本发明提出了一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法及装置，其通过将温度循环和掉电测试相结合，使得本测试更加符合用户的实际使用场景，综合考虑了异常掉电和温度变化对数据安全的影响，提高了测试效率和效果。
其技术方案是这样的：
一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法，其特征在于：所述测试方法包括以下步骤：
步骤1、检查被测NVMe固态硬盘的健康状态是否良好，如果良好，则执行步骤2，否则结束测试；
步骤2、在第一温度下，往被测NVMe固态硬盘中写入预设数据；
步骤3、在通电的状态下静置一段时间；
步骤4、静置后进行掉电测试；
步骤5、检查被测NVMe固态硬盘的健康状态是否良好，如果良好，则执行步骤6，否则结束测试；
步骤6、在第二温度下，对被测NVMe固态硬盘执行读取比对操作；
步骤7、在通电的状态下静置一段时间；
步骤8、检查被测NVMe固态硬盘的健康状态是否良好，如果良好，则执行步骤9，否则结束测试；
步骤9、生产测试结果，完成测试。
进一步的，所述步骤1、步骤5和步骤8中，检查被测NVMe固态硬盘的健康状态的方法为：通过硬盘检测工具SMART(Self Monitoring Analysis and Reporting Technology)进行检测，测试结果显示通过，则说明固态硬盘健康状态良好，如果显示不良，则表示固态硬盘出现异常状况。
进一步的，所述步骤2和步骤6中，当所述第一温度为低温时，则第二温度为高温；当所述第一温度为高温时，则第二温度为低温；所述高温的温度范围为35~125℃，所述低温的温度范围为-40~0℃。
进一步的，所述步骤3和步骤7中，静置时间设置为24H，或者依据产品测试计划、客制需求来设置。
进一步的，所述步骤4中，掉电测试包括：若干次的正常掉电和异常掉电。
进一步的，正常掉电过程中不进行读写；异常掉电是在读写过程中进行掉电。
进一步的，所述步骤6中，读取比对操作包括：首先顺序读出已写入的数据，并与预设数据进行比较；然后随机选择一个预设数据的随机地址并在此地址读数据块，再到已写入的数据中找到其所在的位置，进行读比对。
本发明还提供了一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试装置，其特征在于：所述测试装置包括：主机模块、掉电控制模组、温控模组、电源模组、网络模组、输入输出模组；
所述掉电控制模组通过其插卡式掉电控制装置将被测NVMe固态硬盘和主机模块的测试模组相连接，所述掉电控制模组还通过串行总线或者串口管理直接与主机模块的控制模组连接。
进一步的，所述主机模块用于系统运行、程序执行、数据交互，以及控制模组、测试模组和存储模组之间相互通信。
进一步的，所述温控模块用于设定高低温区的温度和运行时间，进行装置自动升温和降温。
进一步的，所述电源模组用于给整个测试装置供电。
进一步的，所述网络模组用于进行在线监测及测试结果导出。
进一步的，所述输入输出模组与主机模块相连，用于输入预设条件参数，输出测试报告数据。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过将从低温（高温）写入、高温（低温）读取比对的转化过程，与掉电方案相结合，使得本测试更加符合用户的实际使用场景，综合考虑了异常掉电和温度变化对数据安全的影响，提高了测试效率和效果；并且从低温到高温转化过程中，环境中结霜变水珠，本发明能够检测产品的有效防护性，在高温到低温转化过程中，加速了产品老化，本发明能够检测产品可靠性，保障了测试覆盖面，进一步提高了测试效率和效果。
2、本发明的测试方法和装置，一方面是模拟客户在极端环境下，来检测产品的稳定性和数据安全性能；另一方面能够为产品迅速找出极限点，并从所提供的详细测试报告中改善产品弱点；进而保障了NVMe固态硬盘能在严苛的条件中执行存取任务，完整保留数据，维持数据正确性；同时能够根据客户需求，针对温度和时间进行客制化，进一步提升了测试效率和效果，提高了产品质量。
附图说明
图1为本发明第一种温度变化的方法流程示意图。
图2为本发明第二种温度变化的方法流程示意图。
图3为本发明测试装置的实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。
本发明的系统运行环境为Linux系统。Linux系统工具需要配置安装，如mke2fs、fdisk、mount、SMART(Self Monitoring Analysis and Reporting Technology)等。
实施例1、
本发明测试方法的流程图如图1和图2所示，包括以下步骤。
S1、准备开始测试
将待测NVMe固态硬盘1卡入主机模块2的插槽，开启电源模组5上电，给主机模块2和NVMe固态硬盘1通电。当主机模块2正常启动后，与NVMe固态硬盘1保持正常通信。在输入输出模组4中配置程序待执行，点击开始运行。
S2、装置初始化
初始化NVMe固态硬盘1，依照EXT文件系统设定，进行初始化运行并挂载。格式化文件系统和挂载操作完成后，显示信息中可以看到当前文件系统和挂载点。
S3、检查装置健康状况
检查NVMe固态硬盘是否良好；通过硬盘检测工具SMART(Self MonitoringAnalysis and Reporting Technology)，测试结果显示通过，则说明硬盘健康状态良好，如果显示不良，表示出现异常状况，进行警示。
S4、低温（高温）写入满盘
当温控模组3温度达到预设值（低温或高温）；主机模块2的测试模组将执行写入数据操作，往,NVMe固态硬盘1写入，写入数据内容依据JESD219A 工作负载计算，包含从512bytes到64K，不同权重IO分布的组合；也可依据用户端自定义在输入输出模组4的设置页面可提前做配置设定。
S5、静置
在通电的状态下进行静置，常规时间设置为24H，也可以依据产品测试计划或客制需求。
S6、掉电测试
静置后，开始掉电测试，分别进行正常掉电和异常掉电，完成预设次数后，再次检查NVMe固态硬盘1的健康状况是否良好。
其中，正常掉电过程不做读写；异常掉电是在读写过程中进行掉电。
正常掉电：正常掉电模式开启后，根据系统下电预设时间,掉电控制模组7发送断电信号，对NVMe固态硬盘1掉电，再根据系统上电预设时间，对NVMe固态硬盘1上电，确认成功恢复识别装置。
异常掉电：异常掉电模式开启后，主机模块2的测试模组先对NVMe固态硬盘1进行检查，确认被测分区及其文件系统，再执行随机读取复写，根据系统下电预设时间,掉电控制模组7发送断电信号，对NVMe固态硬盘1掉电，再根据系统上电预设时间，对NVMe固态硬盘1上电，确认成功恢复识别装置，主机模块2的测试模组根据前次断电保存进度再次进行随机读取复写。
重复上述正常掉电和异常掉电步骤直到完成预设的次数（loop）。测试完成后会弹出测试结果对话框，测试结果包括成功和失败二种状态，分别使用不同的颜色进行标识。
S7、检查装置健康状况
检查NVMe固态硬盘1是否良好；通过硬盘检测工具SMART，测试结果显示通过，则硬盘健康状态良好，如果显示不良，表示出现异常状况，进行警示。
S8、高温（低温）读取比对
待温控模组3温度达到预设值（高温或低温）；NVMe固态硬盘1执行读取比对操作，包括两个步骤：（1）已写入完成的数据，先顺序读与设定的数据进行比较；（2）所有写入数据读校验完成后，主机模块2的测试模组将随机选择一个测试数据的随机地址并在此地址读数据块，然后主机模块2的测试模组再到已写入测试装置NVMe固态硬盘1的测试数据中找到它所在的位置，进行读比对。
S9、静置
在通电的状态下进行静置，常规时间设置为24H，也可以依据产品测试计划或客制需求。
S10、检查装置健康状况
检查NVMe固态硬盘1是否良好；通过硬盘检测工具SMART，测试结果显示通过，则硬盘健康状态良好，如果显示不良，表示出现异常状况，进行警示。
最后，测试报告由主机模块解析运算后传输给输入输出模组4，显示出测试结果是通过或判不良，同时也将数据做存储。通过连接配置网络模组进行在线监测和远程监控。
实施例2、
本发明的测试装置结构如图3所示，包括以下部分：主机模块2、掉电控制模组7、温控模组3、电源模组5、网络模组6、输入输出模组4。
主机模块2用于系统运行、程序执行、数据交互，以及控制模组、测试模组和存储模组之间相互通信。
掉电控制模组7通过其插卡式掉电控制装置将被测NVMe固态硬盘1和主机模块2的测试模组相连接，掉电控制模组7还通过串行总线或者串口管理直接与主机模块2的控制模组连接。
当掉电控制模组7启动后，会自动扫描主机系统中所有的NVMe固态硬盘装置，并在输入输出模组4界面显示。自动扫描时间可预设，如5s、10s等等，也可通过输入输出模组4界面扫描按钮手动触发扫描。在显示的界面选中待测试NVMe固态硬盘1的端口，就可找到对应总线和接口的地址信息。端口确定后就会显示NVMe固态硬盘1的信息，依照验测计划或客制需求，选取相应掉电模式（正常、异常）来完成测试流程。在执行测试前在输入输出模组4的设置页面预设上电、下电等待时间,测试次数（loop）等参数。
温控模块3用于设定高低温区的温度和运行时间，进行装置自动升温和降温。高温的温度范围是35~125℃，低温环境的温度是-40~0℃，恒温的温度是10~25℃。
电源模组5用于给整个测试装置供电。网络模组6用于进行在线监测及测试结果导出。输入输出模组4与主机模块2相连，用于输入预设条件参数，输出测试报告数据。输出报告可表单及图形文件，依用户端自定义需求。
尽管已经出示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法，其特征在于：所述测试方法包括以下步骤：
步骤1、检查被测NVMe固态硬盘的健康状态是否良好，如果良好，则执行步骤2，否则结束测试；
步骤2、在第一温度下，往被测NVMe固态硬盘中写入预设数据；
步骤3、在通电的状态下静置一段时间；
步骤4、静置后进行掉电测试；
步骤5、检查被测NVMe固态硬盘的健康状态是否良好，如果良好，则执行步骤6，否则结束测试；
步骤6、在第二温度下，对被测NVMe固态硬盘执行读取比对操作；
步骤7、在通电的状态下静置一段时间；
步骤8、检查被测NVMe固态硬盘的健康状态是否良好，如果良好，则执行步骤9，否则结束测试；
步骤9、生产测试结果，完成测试。
2.根据权利要求1所述的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法，其特征在于：所述步骤1、步骤5和步骤8中，检查被测NVMe固态硬盘的健康状态的方法为：通过硬盘检测工具SMART进行检测，测试结果显示通过，则说明固态硬盘健康状态良好，如果显示不良，则表示固态硬盘出现异常状况。
3.根据权利要求1所述的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法，其特征在于：所述步骤2和步骤6中，当所述第一温度为低温时，则第二温度为高温；当所述第一温度为高温时，则第二温度为低温；所述高温的温度范围为35~125℃，所述低温的温度范围为-40~0℃。
4.根据权利要求1所述的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法，其特征在于：所述步骤3和步骤7中，静置时间设置为24H，或者依据产品测试计划、客制需求来设置。
5.根据权利要求1所述的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法，其特征在于：所述步骤4中，掉电测试包括：若干次的正常掉电和异常掉电。
6.根据权利要求5所述的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法，其特征在于：正常掉电过程中不进行读写；异常掉电是在读写过程中进行掉电。
7.根据权利要求1所述的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试方法，其特征在于：所述步骤6中，读取比对操作包括：首先顺序读出已写入的数据，并与预设数据进行比较；然后随机选择一个预设数据的随机地址并在此地址读数据块，再到已写入的数据中找到其所在的位置，进行读比对。
8.基于权利要求1-7中任意一项所述方法的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试装置，其特征在于：所述测试装置包括：主机模块、掉电控制模组、温控模组、电源模组、网络模组、输入输出模组；
所述掉电控制模组通过其插卡式掉电控制装置将被测NVMe固态硬盘和主机模块的测试模组相连接，所述掉电控制模组还通过串行总线或者串口管理直接与主机模块的控制模组连接。
9.根据权利要求8所述的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试装置，其特征在于：所述主机模块用于系统运行、程序执行、数据交互，以及控制模组、测试模组和存储模组之间相互通信。
10.根据权利要求8所述的一种NVMe固态硬盘温度循环读写掉电测试装置，其特征在于：所述温控模块用于设定高低温区的温度和运行时间，进行装置自动升温和降温；
所述电源模组用于给整个测试装置供电；
所述网络模组用于进行在线监测及测试结果导出；
所述输入输出模组与主机模块相连，用于输入预设条件参数，输出测试报告数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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