TWI387973B - 資料儲存裝置、資料儲存控制器及相關自動化測試的方法 - Google Patents

Description

資料儲存裝置、資料儲存控制器及相關自動化測試的方法

本發明係關於一種對資料儲存元件進行自動化測試(automated testing)之機制，尤指一種用以對資料儲存元件進行自動化測試的資料儲存控制器、資料儲存裝置及其相關自動化測試方法。

一般而言，傳統上對記憶體元件進行測試的方式係以人工不斷更改參數設定，逐一對不同的測試項目進行測試，舉例來說，測試人員依據自記憶體元件之製造商所得到的基本規格，不斷更改參數設定來進行測試，並以自身經驗判斷何種參數設定為最佳設定。然而，此種以人工經驗判斷來決定最佳參數設定的方式，其缺點除了耗時且容易出錯外，更有可能受限於該名測試人員本身的經驗而使測試流程不盡完善。

因此本發明的目的之一在於提供一種用以對資料儲存元件進行自動化測試的資料儲存控制器、資料儲存裝置及其相關自動化測試方法，以解決習知所遭遇的問題。

依據本發明的實施例，其係揭露一種用以控制一資料儲存元件之每一筆資料存取的資料儲存控制器。資料儲存控制器包含有 一處理單元與一儲存單元，其中該處理單元係用來執行一自動化測試程式以對該資料儲存元件進行自動化測試，以及該儲存單元係耦接於該處理單元，並用來儲存該自動化測試程式。

依據本發明的實施例，其另揭露一種資料儲存裝置。該資料儲存裝置包含有一資料儲存元件與一資料儲存控制器，該資料儲存控制器係耦接於該資料儲存元件，並用來控制該資料儲存元件的每一筆資料存取，以及執行一自動化測試程序(automated testing procedure)來對該資料儲存元件進行自動化測試。

依據本發明的實施例，其係揭露一種利用一資料儲存控制器對一資料儲存元件進行一自動化測試的方法。其中，該資料儲存元件的每一筆資料存取係由該資料儲存控制器所控制，以及該方法包含有：將一自動化測試程式儲存於該資料儲存控制器；以及使用該資料儲存控制器執行該自動化測試程式以對該資料儲存元件進行該自動化測試。

本發明之實施例藉由執行該自動化測試程式，可有效避免發生人工測試所產生的錯誤，並達到降低人力成本與縮短整體測試時間的目的。此外，本發明的實施例並不會受限於人工經驗的判斷，因此，本發明的測試流程將較為完善。

請參照第1圖，第1圖是本發明一實施例之資料儲存裝置100的示意圖。資料儲存裝置100包含有一殼體(未顯示於第1圖中)、一資料儲存元件105與一資料儲存控制器110，其中資料儲存元件105與資料儲存控制器110係設置於該殼體的內部，實作上，本實施例的資料儲存裝置100係一NAND型快閃記憶裝置(NAND flash apparatus)，例如快閃記憶卡，而資料儲存元件105係一NAND型快閃記憶體元件(NAND flash memory)，資料儲存控制器110則係一快閃記憶體控制器，一般而言，資料儲存控制器110係依據一主機(未顯示於第1圖中)之存取指令控制對於資料儲存元件105之存取，資料儲存控制器110係將存取指令之邏輯位址轉換為相對應的實體位址，並依據實體位址對資料儲存元件105進行存取。而在其他實施例中，資料儲存元件105亦可利用其他類型的記憶體來實作之，例如NOR型快閃記憶體元件或其他類型的記憶體元件，而此亦屬於本發明的範疇。

具體來說，資料儲存控制器110具有一處理單元1105與一儲存單元1110，其中，儲存單元1110可為一唯讀記憶體(ROM，Read Only Memory)，但不限於此，其係耦接於處理單元1105並用來預先儲存一自動化測試程式(automated testing program)，而處理單元1105係用以執行該自動化測試程式來對資料儲存元件105進行自動化測試，其中該自動化測試程式針對資料儲存元件105進行複數個不同參數設定值的測試，以得出複數個測試結果，接著再依該等測試結果中一特定測試結果所對應的一特定參數設定值來 決定資料儲存控制器110存取資料儲存元件105時的相關設定；實際上，在測試時資料儲存控制器110的處理單元1105會使用該自動化測試程式先對資料儲存元件105進行一預定參數設定值的測試，接著再以所設定的級距為單位對該預定參數值進行調整以得到至少一調整後的參數設定值，並對資料儲存元件105進行一或多個調整後參數設定值的測試，因此，藉由執行該自動化測試程式，本發明之實施例可有效避免發生人工測試時的錯誤，並達到降低人力成本與縮短整體測試時間的目的。

實作上，舉例來說，該自動化測試程式的測試方式先將一預定參數設定值(亦即第一組測試參數)設定為資料儲存控制器110用以存取資料儲存元件105之存取參數設定，再依據預定參數設定值寫入一筆測試資料至資料儲存元件105，再由資料儲存元件105中讀取出所寫入的資料，若所讀出的資料與原先寫入的測試資料相同，則表示此預定參數設定值的測試結果成功，而若不同，則表示測試結果失敗，一般來說，預定參數設定值的測試結果會成功(可將預定參數設定值設定為基本的參數設定值)，處理單元1105會接著調整該預定參數設定值並逐一以調整後的參數設定值來對資料儲存元件105進行上述的寫入/讀取測試。例如，預定參數設定值中包含將邏輯高電壓準位設為3.3V，而其相對應的測試結果亦成功，則接著可以調整參數設定值，將邏輯高電壓準位設成3.2V或3.1V等以進行測試。

因此，最後可得到多個分別相對應於不同的參數設定值的測試結果，而該自動化測試程式會依據某一特定測試結果所對應的特定參數設定值來決定存取資料儲存元件105的設定，一般而言，該自動化測試程式係由多個不同的成功測試結果中選出一特定成功測試結果，再以該特定成功測試結果所對應的特定參數設定值來作為存取資料儲存元件105的參數設定。例如，將邏輯高電壓準位設為3.3V、3.2V或3.1V均可得到成功的測試結果，則該自動化測試程式可將3.2V的邏輯高電壓準位作為存取資料儲存元件105的參數設定。

在另一實施例中，該等不同的參數設定值例如可以是資料儲存元件105與資料儲存控制器110之連接接腳(pin)上測試資料寫入/讀取時訊號脈波的不同寬度，處理單元1105係執行該自動化測試程式以一固定或非固定的級距由一預定訊號脈波寬度開始進行調整，例如預定訊號脈波寬度可為1微秒(μ second)，於每次調整時得出不同的訊號脈波寬度來進行測試資料的寫入或讀取，例如逐次將訊號脈波寬度調整為0.95微秒、0.9微秒、0.85微秒等。因而藉此可得到不同訊號脈波寬度所對應的不同測試結果，接著該自動化測試程式會由該些不同的測試結果中選出上述的特定測試結果，並將該特定測試結果所對應的特定訊號脈波寬度儲存於資料儲存控制器110中，以作為存取資料儲存元件105時的訊號脈波寬度設定。

而在上述實施例中，若所進行的測試項目為效能測試且測試參數為訊號脈波寬度，則該特定測試結果係代表一最佳效能的測試結果，舉例來說，該效能測試可係指測試資料儲存元件105寫入百萬位元組(Megabyte)之資料所需的時間，因此，該特定測試結果係為寫入百萬位元組資料所需的最短時間，此表示若使用該特定參數設定值(亦即特定訊號脈波寬度)來作為存取資料儲存元件105時其連接接腳上的訊號脈波寬度大小，資料儲存控制器110可達到最快將百萬位元組資料寫入至資料儲存元件105的功效。

此外，該等參數設定值並未被限定為不同的訊號脈波寬度，在另一實施例中，該等參數設定值亦可以是不同的時脈頻率(clock frequency)、不同的訊號電壓、不同的訊號電流或是不同的訊號穩定時間(signal setup/hold time)，換言之，本發明之該複數個不同參數設定值係訊號脈波寬度、時脈頻率、訊號電壓、訊號電流及訊號穩定時間中至少其中一個參數的不同參數值。

另外，本發明所進行的測試項目並非僅限於效能測試，在其他實施例中，測試項目亦可以是寫入/讀取的穩定性測試、省電測試或是其他測試；而對於穩定性測試來說，本發明的自動化測試程式係依據一特定穩定性標準來對資料儲存元件105進行測試，例如連續存取一萬筆資料均不得發生錯誤，而對於省電測試來說，本發明的自動化測試程式係依據一特定功率標準來對資料儲 存元件105進行測試，例如以一特定功率連續存取一萬筆資料均不得發生錯誤。以穩定性測試項目為例，該自動化測試程式藉由調整訊號脈波寬度、時脈頻率、訊號電壓、訊號電流及訊號穩定時間等不同類別的參數設定值，最後即可獲知為達到連續存取一萬筆資料均未發生錯誤的功效，存取資料儲存元件105時各參數設定值的最佳設定。

再者，雖然上述實施例係將該自動化測試程式預先儲存於資料儲存控制器110之儲存單元1110中，當欲對資料儲存元件105進行測試時，資料儲存控制器110之處理單元1105再由儲存單元1110載入該自動化測試程式以進行自動測試，然而，在其他實施例中，該自動化測試程式亦可儲存於資料儲存裝置100外的一外部電子裝置(例如個人電腦)中，當資料儲存裝置100開機時，處理單元1105先由該外部電子裝置下載該自動化測試程式，再將該自動化測試程式暫存於儲存單元1110中，因此，欲對資料儲存元件105進行測試時，處理單元1105可由儲存單元1110中載入上述所暫存的自動化測試程式以進行自動測試，之後再選擇是否將自動測試的測試結果回報至該外部電子裝置；甚至，在另一實施例中，係設計成將該自動化測試程式預先儲存於資料儲存元件105中，當資料儲存裝置100開機時，處理單元1105先由資料儲存元件105讀取出該自動化測試程式，再將該自動化測試程式暫存於儲存單元1110中，因此，欲對資料儲存元件105進行測試時，處理單元1105可由儲存單元1110中載入上述所讀出的自動化測 試程式以進行自動測試；以上針對自動化測試程式所設計之儲存方式的種種實施變化皆落入本發明的範疇。

請參照第2a圖與第2b圖，其所繪示為第1圖中資料儲存控制器110之自動化程式對資料儲存元件105進行自動測試的流程示意圖；請注意，倘若大體上可達到實質相同的結果，並不需要一定照第2a圖與第2b圖所示之流程中的步驟順序來進行，且第2a圖與第2b圖所示之步驟不一定要連續進行，亦即其他步驟亦可插入其中；詳細步驟說明則描述於下：步驟200：開始；步驟205：於資料儲存裝置100之使用者介面(例如顯示營幕)上顯示是否進行自動測試的訊息；步驟210：使用者是否按下開啟自動測試的按鈕？若是，則進行步驟215，反之，則進行步驟260；步驟215：決定此次自動測試時的參數設定值(例如訊號脈波寬度、時脈頻率、訊號電壓、訊號電流或是訊號穩定時間)，其中此步驟於第一次執行時係先將一預定參數設定值作為此次自動測試時的參數設定值，爾後再逐一調整預定參數設定值以產生自動測試時的參數設定值；步驟220：開啟資料儲存元件105的電源；步驟225：執行資料儲存元件105的初始化程序，其中初始化程序包括確認資料儲存元件105係為何種類型的記憶體元件(例 如讀取資料儲存元件105的識別碼來得知其型號)以及依據型號對其進行其他初始化測試；步驟230：以步驟215中所決定之參數設定值進行至少一特定測試項目的自動化測試，其中該特定測試項目包括效能測試、穩定性測試及省電測試等測試項目的至少其中之一；步驟235：測試結果是否成功？若是，則進行步驟240，反之，則進行步驟255；步驟240：記錄參數設定值與相關的測試結果；步驟245：是否已完成所有參數設定值的測試？若是，進行步驟250，反之，進行步驟215；步驟250：對於每一參數設定，由多個不同測試結果中挑選符合步驟230中之測試項目的一特定測試結果，並以該特定測試結果所對應的參數設定值來作為存取資料儲存元件105的相關設定；步驟255：記錄此次測試失敗的參數設定值，並再次進行步驟215；以及步驟260：結束。

需注意的是，在步驟215中，決定自動測試時的參數設定值在每次執行時可僅決定一單一參數設定值的數值，例如可僅決定出訊號脈波寬度的大小數值，然而，在實作上該步驟在每次執行時亦可決定多個參數設定值的數值以供後續測試項目的測試，例如步驟215分別決定訊號脈波寬度、時脈頻率、訊號電壓、訊號 電流與訊號穩定時間之測試時的數值；而此亦符合本發明的精神。此外，在步驟225中，確認資料儲存元件105為何種類型之記憶體元件的操作係為了在自動測試完成之後可將資料儲存元件105的型號與相關的存取設定記錄於資料儲存控制器110中，因此，若下次使用者欲立即使用資料儲存裝置100，則可直接依據型號來獲知相關的參數設定值，而不需再次執行該自動化測試程式。而本發明之資料儲存裝置100的另一優勢在於，即便日後溫度、電壓、使用環境或其他因素造成原先依據該自動化測試程式所決定的參數設定值已不合用，處理單元1105仍可再執行該自動化測試程式來取得存取資料儲存元件105時適合的參數設定值，因此，一般使用者(並非資料儲存控制器110的製造商)亦可自行對資料儲存元件105進行測試，並依據測試結果設定存取資料儲存元件105的各種參數，因而可使用具備省電、高效能及高穩定性優勢的資料儲存裝置100，故在使用上與先前記憶卡相較，更具便利性。

此外，本發明之上述實施例可應用於使資料儲存裝置的製造商製造更符合客製化需求的產品，舉例來說，若客戶所要求的產品著眼於同時具有高效能與低成本優勢的資料儲存裝置，則在資料儲存裝置100出廠前，資料儲存控制器110可利用自動化測試程式針對不同類型的記憶體元件進行自動測試，以便從中找出通過效能測試且具備高效能優勢的多個記憶體元件及相對應的參數設定值，接著再由該些記憶體元件選擇具有低成本優勢的記憶體 元件作為資料儲存元件105，換言之，本發明第2a圖與第2b圖所示之流程步驟可擴展應用於對各式各樣的記憶體元件(例如各種NAND型的快閃記憶體元件)進行自動測試，因此，出廠後的資料儲存裝置100可更貼近客戶的需求。

甚至，在資料儲存裝置100封裝之後，即便封裝之前未得知資料儲存元件105的規格或型號，資料儲存控制器110可於資料儲存裝置100開機啟動時執行該自動化測試程式先對資料儲存元件105進行測試，而在該自動化測試程式完成測試後，即可獲知存取資料儲存元件105的相關設定，故本發明在封裝之前未得知資料儲存元件105的規格或型號下仍可運作。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100‧‧‧資料儲存裝置

105‧‧‧資料儲存元件

110‧‧‧資料儲存控制器

1105‧‧‧處理單元

1110‧‧‧儲存單元

第1圖為本發明一實施例之資料儲存裝置的示意圖。

第2a圖與第2b圖為第1圖所示之資料儲存控制器之自動化測試程式對資料儲存元件進行自動測試的流程圖。

100‧‧‧資料儲存裝置

105‧‧‧資料儲存元件

110‧‧‧資料儲存控制器

1105‧‧‧處理單元

1110‧‧‧儲存單元

Claims (22)

1. 一種用以控制一資料儲存元件之資料存取之資料儲存控制器，其包含有：一處理單元，用來執行一自動化測試程式以對該資料儲存元件進行自動化測試；以及一儲存單元，耦接於該處理單元，用來儲存該自動化測試程式；其中該處理單元係執行該自動化測試程式來對該資料儲存元件分別進行複數個不同參數設定值之測試，以得出複數個測試結果，以及依據該複數個測試結果中一特定測試結果所對應之一特定參數設定值來決定該資料儲存控制器存取該資料儲存元件時之設定。
2. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存控制器，其中該資料儲存元件係一快閃記憶體元件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存控制器，其中該複數個不同參數設定值係訊號脈波寬度、時脈頻率(clock frequency)、訊號電壓、訊號電流及訊號穩定時間(setup/hold time)中至少其一之不同參數值。
4. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存控制器，其中該處理單元係先對該資料儲存元件進行一預定參數設定值之測試，再調整 該預定參數設定值以得出至少一調整後參數設定值並對該資料儲存元件進行該至少一調整後參數設定值之測試。
5. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存控制器，其中該處理單元係分別依據複數個不同測試項目執行該自動化測試程式來對該資料儲存元件進行該複數個參數設定值之測試，其中該複數個不同測試項目包含有穩定性測試、效能測試或省電測試。
6. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存控制器，其中該處理單元係先由一外部電子裝置下載該自動化測試程式，再將該自動化測試程式暫存於該儲存單元中。
7. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存控制器，其中該處理單元係先由該資料儲存元件中取得該自動化測試程式，再將該自動化測試程式暫存於該儲存單元中。
8. 一種資料儲存裝置，其包含有：一資料儲存元件；以及一資料儲存控制器，耦接於該資料儲存元件，用來控制該資料儲存元件之每一筆資料存取，並執行一自動化測試程序(automated testing procedure)來對該資料儲存元件進行自動化測試；其中該資料儲存控制器係執行該自動化測試程序來對該資料 儲存元件分別進行複數個不同參數設定值之測試，以得出複數個測試結果，以及依據該複數個測試結果中一特定測試結果所對應之一特定參數設定值來決定該資料儲存控制器存取該資料儲存元件時之設定。
9. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中該資料儲存控制器另儲存有一自動化測試程式，並執行所儲存之該自動化測試程式來對該資料儲存元件進行自動化測試。
10. 如申請專利範圍第9項所述之資料儲存裝置，其中該資料儲存控制器係由一外部電子裝置中下載該自動化測試程式以進行該自動化測試程序。
11. 如申請專利範圍第9項所述之資料儲存裝置，其中該資料儲存控制器係由該資料儲存元件中取得該自動化測試程式以進行該自動化測試程序。
12. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，另包含有一殼體，其中該資料儲存元件與該資料儲存控制器係設置於該殼體內。
13. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中該資料儲存元件係一快閃記憶體元件。
14. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中該複數個不同參數設定值係訊號脈波寬度、時脈頻率(clock frequency)、訊號電壓、訊號電流與訊號穩定時間(setup/hold time)中至少其一之不同參數值。
15. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中該資料儲存控制器係先對該資料儲存元件進行一預定參數設定值之測試，再調整該預定參數設定值以得出至少一調整後參數設定值並對該資料儲存元件進行該至少一調整後參數設定值之測試。
16. 如申請專利範圍第8項所述之資料儲存裝置，其中該資料儲存控制器係分別依據複數個不同測試項目執行該自動化測試程式來對該資料儲存元件進行該複數個參數設定值之測試，其中該複數個不同測試項目包含有穩定性測試、效能測試或省電測試。
17. 一種利用一資料儲存控制器對一資料儲存元件進行一自動化測試之方法，其中該資料儲存元件之每一筆資料存取係由該資料儲存控制器所控制，該方法包含有：將一自動化測試程式儲存於該資料儲存控制器；以及使用該資料儲存控制器執行該自動化測試程式以對該資料儲存元件進行該自動化測試，以及對該資料儲存元件進行該自動化測試之步驟包含有： 執行該自動化測試程式來對該資料儲存元件分別進行複數個不同參數設定值之測試，以得出複數個測試結果；以及依據該複數個測試結果中一特定測試結果所對應之一特定參數設定值來決定存取該資料儲存元件時之設定。
18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中該複數個不同參數設定值係訊號脈波寬度、時脈頻率(clock frequency)、訊號電壓、訊號電流與訊號穩定時間(setup/hold time)中至少其一之不同參數值。
19. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中對該資料儲存元件分別進行該複數個不同參數設定值之測試的步驟包含有：對該資料儲存元件進行一預定參數設定值之測試；調整該預定參數設定值以得出至少一調整後參數設定值；以及對該資料儲存元件進行該至少一調整後參數設定值之測試。
20. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中對該資料儲存元件分別進行該複數個不同參數設定值之測試的步驟包含有：分別依據複數個不同測試項目執行該自動化測試程式來對該資料儲存元件進行該複數個參數設定值之測試，其中該複數個不同測試項目包含有穩定性測試、效能測試或省電測試。
21. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中將該自動化測試程式儲存於該資料儲存控制器的步驟包含有：由一外部電子裝置下載該自動化測試程式，再將該自動化測試程式暫存於該資料儲存控制器中。
22. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中將該自動化測試程式儲存於該資料儲存控制器的步驟包含有：先由該資料儲存元件中取得該自動化測試程式，再將該自動化測試程式暫存於該資料儲存控制器中。