CN117457060A - 固态硬盘量产测试控制设备stb板 - Google Patents

固态硬盘量产测试控制设备stb板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了固态硬盘量产测试控制设备STB板，属于固态硬盘测试领域，包括分解软件，分解软件的设计模块如下：嵌入式操作系统模块、SATA接口LED显示控制模块、SATA接口电压通断控制和调整控制模块、SATA接口电压，电流监控采集模块、与上位机交互控制的串行通讯模块；本发明固态硬盘量产测试控制设备STB板，通过明确固态硬盘量产测试控制设备STB板产品设计规格需求、用户使用操作步骤和软件实现的详细流程，不仅能够优化测试流程和效果，提高工作效率，同时也能够对固态硬盘进行更全面的检测。

Description

固态硬盘量产测试控制设备STB板
技术领域
本发明属于固态硬盘测试领域，具体是固态硬盘量产测试控制设备STB板。
背景技术
固态硬盘是一种数据存储设备，在固态硬盘的生产之中，固态硬盘测试是一道重要的工序，能够验证和确保生产的固态硬盘达到规定的性能和质量，这项测试通常在固态硬盘的生产线上进行，以确保产品可以稳定的工作并达到预定的要求；
现有技术中的固态硬盘测试时，没有明确固态硬盘量产测试控制设备STB板产品设计规格需求，使得测试过程可能无法对固态硬盘的性能、稳定性和可靠性进行全面而准确的评估，同时没有将具体的使用操作步骤进行明确，缺乏使用操作步骤可能导致测试流程的不完善，使得测试结果的不确定性增加，因此提出固态硬盘量产测试控制设备STB板。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出固态硬盘量产测试控制设备STB板，使得用户能够更便捷地进行固态硬盘量产测试。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
固态硬盘量产测试控制设备STB板，包括分解软件，分解软件的设计模块如下：嵌入式操作系统模块、SATA接口LED显示控制模块、SATA接口电压通断控制和调整控制模块、SATA接口电压，电流监控采集模块、与上位机交互控制的串行通讯模块；
所述嵌入式操作系统模块用于监控和检测固态硬盘的健康状况和性能；
所述SATA接口LED显示控制模块用于显示硬固态盘状态信息，包括固态硬盘的型号、序列号、容量、温度、健康状况以及传输速率；
所述SATA接口电压通断控制和调整控制模块用于控制和调整固态硬盘的电压供应；
所述SATA接口电压，电流监控采集模块用于监测和采集连接在SATA接口上的如固态硬盘的电压和电流信息；
所述与上位机交互控制的串行通讯模块用于实现上位机与其他设备之间进行串行通信和数据交互。
进一步地，每片所述STB板具备6路独立的SATA接口，匹配主流计算机6个SATA端口设计：将每片STB板的6个SATA接口，分别连接主流计算机的6个SATA端口，确保连接稳固后开始下一步工作；
6路SATA接口电源控制独立控制：包括通断控制和电压调整控制：使用独立的通断控制和电压调整控制功能，对每一个SATA接口的电源进行控制，且电压值根据每个接口的要求进行调整；
6路SATA接口电压、电流独立监控：包括电压控制和电压、电流当前值采样监控：使用独立监控功能对每个SATA接口的电压和电流进行监控，并采样监控当前的电压和电流值；
6路SATA接口对应加热调温调独立监控：对每个SATA接口进行独立的加热调温控制，确保每个接口处于稳定工作状态；
6路SATA接口分别对应使用一位LED，指示本通道接口号和测试状态：包括运行，测试完成和故障状态指示：为每个SATA接口分别指定一位LED进行状态指示，用于指示本通道接口号和测试状态；
6路SATA接口显示、控制、监控信息通过串行接口进行控制或上传给上位计算机：将每一个SATA接口的显示、控制、监控信息上传给上位计算机，并确保信息上传稳定可靠。
进一步地，所述SATA接口整体软件各细分模块组成系统包括：ADC电压电流监控、LED 显示控制、供电电压温度调整、与上位计算机、级联同级端口串行通讯控制、时间片轮询调度。
进一步地，所述6路SATA接口组成的STB板系统：STB板由6个SATA接口控制模块组成，分别对应1/2/3/4/5/6号SATA接口模块，6个SATA接口模块除自身SATA模块位置标号不同外，其模块实现的独立功能完全相同；
由此对STB板软件程序设计就简化成了只需对每个单一SATA接口模块进行设计，使得软件程序设计更加简化，提高工作效率。
进一步地，所述时间片轮询调度：基于嵌入式时间片轮询调度系统平台设计，将各个处理流程按时间片进行定时处理，模拟不同的任务处理单元，且各任务处理单元均独立处理自身任务，并通过全局变量来共享任务件的实时状态信息，同时按时间片轮询的频率来自动实现监控信息的监控间隔；
详细设计描述将以不同任务为基础进行分别描述：
选用通用ARM Cotex0 32位单片机，型号是：STM32F030C8T6，该单片机具备最多39个通用GPIO接口，内部有64K 用户重复编程Flash和8K SRAM，芯片硬件资源丰富，完全满足设计需求： 2路ADC电压/电流监控端口、1路供电电压通断电控制接口，2路UART串口、1路LED显示接口，1路PWM控制加热接口；
设计包括显示模块和控制模块，显示模块和控制模块独立运行，并严格按照设计时间片进行分割控制，简化了各个软件模块之间的设计依赖，能够独立地设计每个任务模块；
通过独立设计每个任务模块，使得任务模块可以独立地运行、执行并完成特定的任务，同时使得任务模块可以更加关注自身的功能逻辑，而任务切换管理则交由操作系统统一调度和管理。
进一步地，所述任务模块划分为：
Task1:SATA端口电压通断电压调节控制任务；
Task2：串口1通讯控制任务；
Task3：串口2通讯控制任务；
Task4：加热温控任务；
Task5：SATA端口电压电流监控采集任务。
进一步地，所述Task1:SATA端口电压通断电压调节控制任务：
SATA端口电压通断和电压调节控制任务主要负责对SATA端口电压进行控制，具体步骤包括：
按上行命令要求，对端口电压进行通电和断电控制；
按上行命令要求，对端口电压进行调节控制；
所述Task2：串口1通讯控制任务：
串口1通讯控制任务，在接收方向上，接收上行下发的命令，并对命令进行分拣处理；
在发送方向上，发送自身命令处理结果和下行端口需要代为透传的命令结果；
所述Task3：串口2通讯控制任务：
串口2通讯控制任务，在接收方向上，接收下行端口传输的命令回应数据，并将接收到的数据直接通过本端口的串口1接口的发送端口向上行透传；
在发送方向上，将串口1接收到的非本端口的命令，向下透传给下行端口；
所述Task4：加热温控任务：
加热温控任务，通过单片机芯片内部温度传感器采集到的温度，来控制端口对应的加热电阻条进行加热通断控制，达到局部温度控制在特点范围的效果。
所述Task5：SATA端口电压电流监控采集任务：
串口2通讯控制任务，在接收方向上，接收下行端口发过来的命令回应数据，并把接收到的数据直接通过本端口的串口1接口的发送端口向上行透传；在发送方向，把串口1接收到的非本端口的命令，进行向下透传给下行端口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过规整固态硬盘批量化生产测试环境，可以提高测试的效率和准确性，减少测试过程中的误差；
通过清晰展示测试对象的测试状态和测试结果，可以方便测试人员及时了解测试情况，及时对测试情况进行调整和纠正；
通过对测试结果的判断进行防呆设计，有明确的显示状态，确保测试结果的准确性，以避免由于人为误判导致的测试结果错误；
每通道独立设计可以确保在同一台测试计算机上进行测试时，使得不同被测对象之间不会相互干扰；
每个测试对象可以独立控制电源状态和供电电压，以确保每个测试对象的测试条件能够相互独立；
测试计算机可以对被测环境进行独立控制，为被测环境提供额外的加热温控功能，以确保测试环境的稳定性和测试准确性；
结构设计方便对被测对象进行保温处理，从而能够确保测试条件的一致性和可靠性；
测试计算机可以通过通信通道对STB板每个被测通道进行控制和信息采集，实现测试的自动化和规模化；
测试环境应该具备加密通道设计，以确保测试过程的安全性和隐私性；
STB板整板供电可以由计算机电源大4pin接口直接接入供电，以确保供电稳定性和测试准确性；
此固态硬盘量产测试控制设备STB板通过明确固态硬盘量产测试控制设备STB板产品设计规格需求、用户使用操作步骤和软件实现的详细流程，可以提高设计的准确性，提升用户体验，优化测试流程和效果，减少误判和错误，同时提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的单SATA端口整体软件结构框图。
图2为本发明的SATA端口整体通讯结构框图。
图3为本发明的按任务划分的系统任务框图。
图4为本发明的SATA端口电压通断和电压调节控制任务流程框图。
图5为本发明的串口1通讯控制任务流程框图。
图6为本发明的串口2通讯控制任务流程框图。
图7为本发明的加热温控任务流程框图。
图8为本发明的SATA端口电压电流监控采集任务流程框图。
实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-8所示，固态硬盘量产测试控制设备STB板，包括分解软件，分解软件的设计模块如下：嵌入式操作系统模块、SATA接口LED显示控制模块、SATA接口电压通断控制和调整控制模块、SATA接口电压，电流监控采集模块、与上位机交互控制的串行通讯模块；
嵌入式操作系统模块用于监控和检测固态硬盘的健康状况和性能；
SATA接口LED显示控制模块用于显示硬固态盘状态信息，包括固态硬盘的型号、序列号、容量、温度、健康状况以及传输速率；
SATA接口电压通断控制和调整控制模块用于控制和调整固态硬盘的电压供应；
SATA接口电压，电流监控采集模块用于监测和采集连接在SATA接口上的如固态硬盘的电压和电流信息；
与上位机交互控制的串行通讯模块用于实现上位机与其他设备之间进行串行通信和数据交互；
本实施例中，每片STB板具备6路独立的SATA接口，匹配主流计算机6个SATA端口设计：将每片STB板的6个SATA接口，分别连接主流计算机的6个SATA端口，确保连接稳固后开始下一步工作；
6路SATA接口电源控制独立控制：包括通断控制和电压调整控制：使用独立的通断控制和电压调整控制功能，对每一个SATA接口的电源进行控制，且电压值根据每个接口的要求进行调整；
6路SATA接口电压、电流独立监控：包括电压控制和电压、电流当前值采样监控：使用独立监控功能对每个SATA接口的电压和电流进行监控，并采样监控当前的电压和电流值；
6路SATA接口对应加热调温调独立监控：对每个SATA接口进行独立的加热调温控制，确保每个接口处于稳定工作状态；
6路SATA接口分别对应使用一位LED，指示本通道接口号和测试状态：包括运行，测试完成和故障状态指示：为每个SATA接口分别指定一位LED进行状态指示，用于指示本通道接口号和测试状态；
6路SATA接口显示、控制、监控信息通过串行接口进行控制或上传给上位计算机：将每一个SATA接口的显示、控制、监控信息上传给上位计算机，并确保信息上传稳定可靠；
6路SATA接口组成的STB板系统：STB板由6个SATA接口控制模块组成，分别对应1/2/3/4/5/6号SATA接口模块，6个SATA接口模块除自身SATA模块位置标号不同外，其模块实现的独立功能完全相同。
本实施例中，SATA接口整体软件各细分模块组成系统包括：ADC电压电流监控、LED显示控制、供电电压温度调整、与上位计算机、级联同级端口串行通讯控制、时间片轮询调度；
时间片轮询调度：
基于嵌入式时间片轮询调度系统平台设计，将各个处理流程按时间片进行定时处理，模拟不同的任务处理单元，且各任务处理单元均独立处理自身任务，并通过全局变量来共享任务件的实时状态信息，同时按时间片轮询的频率来自动实现监控信息的监控间隔；
详细设计描述将以不同任务为基础进行分别描述：
选用通用ARM Cotex0 32位单片机，型号是：STM32F030C8T6，该单片机具备最多39个通用GPIO接口，内部有64K 用户重复编程Flash和8K SRAM，芯片硬件资源丰富，完全满足设计需求： 2路ADC电压/电流监控端口、1路供电电压通断电控制接口，2路UART串口、1路LED显示接口，1路PWM控制加热接口；
设计包括显示模块和控制模块，显示模块和控制模块独立运行，并严格按照设计时间片进行分割控制，简化了各个软件模块之间的设计依赖，能够独立地设计每个任务模块；
任务模块划分为：
Task1:SATA端口电压通断电压调节控制任务：
SATA端口电压通断和电压调节控制任务主要负责对SATA端口电压进行控制，具体步骤包括：
按上行命令要求，对端口电压进行通电和断电控制；
按上行命令要求，对端口电压进行调节控制
Task2：串口1通讯控制任务：
串口1通讯控制任务，在接收方向上，接收上行下发的命令，并对命令进行分拣处理；
在发送方向上，发送自身命令处理结果和下行端口需要代为透传的命令结果；
需要说明的是，6个不同的SATA接口，串口1通信控制任务除SATA接口号不同外，其他的通讯处理流程完全相同，最终使用的单片机固件加载文件也完全相同，并使用相同的固件文件；
Task3：串口2通讯控制任务：
串口2通讯控制任务，在接收方向上，接收下行端口传输的命令回应数据，并将接收到的数据直接通过本端口的串口1接口的发送端口向上行透传；
在发送方向上，将串口1接收到的非本端口的命令，向下透传给下行端口；
需要说明的是，6个不同的SATA接口，串口2通信控制任务处理流程完全相同，没有任何差异，对本端口的端口号也无需特别处理，最终使用的单片机固件加载文件也完全相同，并使用相同的固件文件；
Task4：加热温控任务：
加热温控任务，通过单片机芯片内部温度传感器采集到的温度，来控制端口对应的加热电阻条进行加热通断控制，达到局部温度控制在特点范围的效果。
需要说明的是，加热温控功能配合STB板外加的保温罩，可以控制保温罩内的温度范围为45~65℃，并用于模拟固态硬盘在计算机机箱或笔记本内部空间的高温温度环境，以便使老化环境和实际工作环境一致，更有效地进行固态硬盘批量老化需求；
Task5：SATA端口电压电流监控采集任务：串口2通讯控制任务，在接收方向上，接收下行端口发过来的命令回应数据，并把接收到的数据直接通过本端口的串口1接口的发送端口向上行透传；在发送方向，把串口1接收到的非本端口的命令，进行向下透传给下行端口；
需要说明的是，6个不同的SATA接口，串口2通信控制任务处理流程完全一致，没有任何差异，对本端口的端口号也无需特别处理，最终使用的单片机固件加载文件也是完全一致，并使用相同的固件文件。
需要说明的是，划分5个独立的任务模块，其中有2个串行端口控制任务，分别负责上行和下行级联通讯控制，这两个任务是组成STB板6个SATA端口的桥梁任务，一方面负责对上行端口下发的命令进行分拣，从中提取自身端口需要处理的命令，同时通过下行端口转发非自身端口需要处理的任务，另一方面负责对下行端口发来的命令返回数据进行透传，通过上行端口一直透传给主机Host端，另外三个任务分布是响应控制命令，对本端口的电压控制、加热条的温控和电压电流当前值进行监控采集。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (7)

1.固态硬盘量产测试控制设备STB板，其特征在于：包括分解软件，分解软件的设计模块如下：嵌入式操作系统模块、SATA接口LED显示控制模块、SATA接口电压通断控制和调整控制模块、SATA接口电压，电流监控采集模块、与上位机交互控制的串行通讯模块；
所述嵌入式操作系统模块用于监控和检测固态硬盘的健康状况和性能；
所述SATA接口LED显示控制模块用于显示硬固态盘状态信息，包括固态硬盘的型号、序列号、容量、温度、健康状况以及传输速率；
所述SATA接口电压通断控制和调整控制模块用于控制和调整固态硬盘的电压供应；
所述SATA接口电压，电流监控采集模块用于监测和采集连接在SATA接口上的如固态硬盘的电压和电流信息；
所述与上位机交互控制的串行通讯模块用于实现上位机与其他设备之间进行串行通信和数据交互。
2.根据权利要求1所述的固态硬盘量产测试控制设备STB板，其特征在于：每片所述STB板具备6路SATA接口，匹配主流计算机6个SATA端口设计，包括将每片STB板的6个SATA接口，分别连接主流计算机的6个SATA端口，确保连接稳固后开始下一步工作；
6路SATA接口电源控制独立控制，包括通断控制和电压调整控制，使用独立的通断控制和电压调整控制功能，对每一个SATA接口的电源进行控制，且电压值根据每个接口的要求进行调整；
6路SATA接口电压、电流独立监控，包括电压控制和电压、电流当前值采样监控：使用独立监控功能对每个SATA接口的电压和电流进行监控，并采样监控当前的电压和电流值；
6路SATA接口对应加热调温调独立监控，对每个SATA接口进行独立的加热调温控制，确保每个接口处于稳定工作状态；
6路SATA接口分别对应使用一位LED，指示本通道接口号和测试状态，包括运行、测试完成和故障状态指示，进一步包括：为每个SATA接口分别指定一位LED进行状态指示，用于指示本通道接口号和测试状态；
6路SATA接口显示、控制、监控信息通过串行接口进行控制或上传给上位计算机，包括：将每一个SATA接口的显示、控制、监控信息上传给上位计算机。
3.根据权利要求1所述的固态硬盘量产测试控制设备STB板，其特征在于：所述SATA接口整体软件各细分模块组成系统包括：ADC电压电流监控、LED 显示控制、供电电压温度调整、与上位计算机、级联同级端口串行通讯控制和时间片轮询调度。
4.根据权利要求2所述的固态硬盘量产测试控制设备STB板，其特征在于：所述6路SATA接口组成的STB板系统，包括：STB板由6个SATA接口控制模块组成，分别对应1/2/3/4/5/6号SATA接口模块。
5.根据权利要求3所述的固态硬盘量产测试控制设备STB板，其特征在于：所述时间片轮询调度包括：
基于嵌入式时间片轮询调度系统平台设计，将各个处理流程按时间片进行定时处理，模拟不同的任务处理单元，且各任务处理单元均独立处理自身任务，并通过全局变量来共享任务件的实时状态信息，同时按时间片轮询的频率来自动实现监控信息的监控间隔；
选用通用ARM Cotex0 32位单片机，型号是：STM32F030C8T6；
包括显示模块和控制模块，显示模块和控制模块独立运行，并按照设计时间片进行分割控制，以及独立设计每个任务模块。
6.根据权利要求5所述的固态硬盘量产测试控制设备STB板，其特征在于：所述任务模块划分为：
Task1：SATA端口电压通断电压调节控制任务；
Task2：串口1通讯控制任务；
Task3：串口2通讯控制任务；
Task4：加热温控任务；
Task5：SATA端口电压电流监控采集任务。
7.根据权利要求6所述的固态硬盘量产测试控制设备STB板，其特征在于：
所述Task1:SATA端口电压通断电压调节控制任务；
SATA端口电压通断和电压调节控制任务主要负责对SATA端口电压进行控制，具体步骤包括：
按上行命令要求，对端口电压进行通电和断电控制；
按上行命令要求，对端口电压进行调节控制；
所述Task2：串口1通讯控制任务，具体包括：
串口1通讯控制任务，在接收方向上，接收上行下发的命令，并对命令进行分拣处理；
在发送方向上，发送自身命令处理结果和下行端口需要代为透传的命令结果；
所述Task3：串口2通讯控制任务，具体包括：
串口2通讯控制任务，在接收方向上，接收下行端口传输的命令回应数据，并将接收到的数据直接通过本端口的串口1接口的发送端口向上行透传；
在发送方向上，将串口1接收到的非本端口的命令，向下透传给下行端口；
所述Task4：加热温控任务；
加热温控任务包括：通过单片机芯片内部温度传感器采集到的温度，来控制端口对应的加热电阻条进行加热通断控制；
所述Task5：SATA端口电压电流监控采集任务，具体包括：
串口2通讯控制任务，在接收方向上，接收下行端口发过来的命令回应数据，并把接收到的数据直接通过本端口的串口1接口的发送端口向上行透传；
在发送方向，把串口1接收到的非本端口的命令，进行向下透传给下行端口。
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CN104300676A (zh) * 2014-09-02 2015-01-21 国网安徽省电力公司阜阳供电公司 一种适用于智能变电站电容性设备的在线监测系统
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