TWI733964B

TWI733964B - 記憶體整體測試之系統及其方法

Info

Publication number: TWI733964B
Application number: TW106143817A
Authority: TW
Inventors: 李岩
Original assignee: 英業達股份有限公司
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2021-07-21
Also published as: TW201928981A

Abstract

一種記憶體整體測試之系統及其方法，其透過轉換記憶體模組之物理位址範圍為記憶體之邏輯位址範圍後，依據記憶體之邏輯位址範圍對記憶體進行讀寫測試，並在進行讀寫測試的過程中偵測與記憶體對應之錯誤訊息時，將錯誤訊息中的邏輯位址轉換為相對應之記憶體模組的物理位址之技術手段，可以提高測試記憶體的測試覆蓋率與有效性，也可以有效判斷發生錯誤的記憶體模組，並達成避免測試過程中被作業系統結束執行的技術功效。

Description

記憶體整體測試之系統及其方法

一種測試系統及其方法，特別係指一種記憶體整體測試之系統及其方法。

隨著半導體製程技術不斷提高，積體電路（IC）的設計規模越來越大，記憶體、處理器、南北橋等高度複雜的積體電路可能存在的缺陷類型越來越多。另一方面，隨著積體電路的複雜度的提高，積體電路產品，特別是記憶體，在伺服器、桌上型或筆記型電腦、行動裝置、以及消費性和商業電子的伺服器等計算裝置中被大量的使用。

在計算裝置運行的過程中，若發生記憶體錯誤，除了可能產生錯誤的結果之外，也可以造成應用程式關閉，甚至導致計算裝置當機的情況，尤其是伺服器等計算裝置的穩定性非常重要。由於記憶體的穩定性對於計算裝置的穩定性影像非常大，為了增加伺服器的穩定性，記憶體測試是一個必要的部分。

記憶體測試至少有單獨對記憶體模組進行測試，透過BIOS對安裝於計算裝置中的記憶體模組進行測試，以及在計算裝置的作業系統運行時測試所有記憶體。其中，在計算裝置的作業系統運行時測試記憶體的方式，目前各家廠商大多使用記憶體耐壓測試（RAM Stress Test, RST ）程式來進行。雖然目前的記憶體耐壓測試程式可測試記憶體的穩定度，但目前的記憶體耐壓測試程式相當耗時，且在作業系統中進行測試無法完整的測試所有記憶體，此外，目前的記憶體耐壓測試程式在測試的過程中發現錯誤時，只能取得錯誤的記憶體位址，但無法反映出發生錯誤的記憶體模組。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在記憶體耐壓測試程式的測試覆蓋率低、有效性差、無法有效判斷錯誤記憶體模組的問題，因此有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

有鑒於先前技術存在記憶體耐壓測試程式可能被作業系統結束執行的問題，本發明遂揭露一種記憶體整體測試之系統及其方法，其中：

本發明所揭露之記憶體整體測試之系統，應用於計算裝置所執行之作業系統中，且計算裝置包含做為記憶體的記憶體模組，本發明所揭露之系統至少包含：位址映射模組，用以建立映射資訊，映射資訊包含記憶體之邏輯位址範圍與記憶體模組之物理位址範圍的對應關係；資料存取模組，用以依據映射資訊轉換記憶體模組之物理位址範圍為記憶體之邏輯位址範圍，並依據記憶體之邏輯位址範圍對記憶體進行讀寫測試；錯誤偵測模組，用以偵測進行讀寫測試時所產生之與記憶體對應之錯誤訊息；錯誤報告模組，用以依據映射資訊將錯誤訊息中之邏輯位址轉換為相對應之記憶體模組之物理位址，並產生與邏輯位址對應之記憶體模組之模組資訊，及用以輸出物理位址及模組資訊。

本發明所揭露之記憶體整體測試之方法，應用於計算裝置所執行之作業系統中，且計算裝置包含做為記憶體的記憶體模組，本發明所揭露之方法的步驟至少包括：建立映射資訊，映射資訊包含記憶體模組之物理位址範圍與記憶體之邏輯位址範圍的對應關係；依據映射資訊轉換記憶體模組之物理位址範圍為記憶體之邏輯位址範圍，並依據記憶體之邏輯位址範圍對記憶體進行讀寫測試；偵測進行讀寫測試時所產生之與記憶體對應之錯誤訊息；依據映射資訊將錯誤訊息中之邏輯位址轉換為相對應之記憶體模組之物理位址，並產生與邏輯位址對應之記憶體模組之模組資訊；輸出物理位址及模組資訊。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術之間的差異在於本發明透過轉換記憶體模組之物理位址範圍為記憶體之邏輯位址範圍後，依據記憶體之邏輯位址範圍對記憶體進行讀寫測試，並在進行讀寫測試的過程中偵測與記憶體對應之錯誤訊息時，將錯誤訊息中的邏輯位址轉換為相對應之記憶體模組的物理位址，藉以解決先前技術所存在的問題，並可以達成避免測試過程中被作業系統結束執行的技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之特徵與實施方式，內容足以使任何熟習相關技藝者能夠輕易地充分理解本發明解決技術問題所應用的技術手段並據以實施，藉此實現本發明可達成的功效。

本發明可以在作業系統中執行，透過指定記憶體模組之物理地址範圍的方式將記憶體分為多個小單元進行讀寫測試，並在讀寫測試的過程中偵測與記憶體對應的錯誤訊息，藉以在偵測到錯誤訊息時依據錯誤訊息判斷發生讀寫錯誤的記憶體模組。

以下先以「第1圖」本發明所提之記憶體整體測試之系統架構圖來說明本發明的系統運作。如「第1圖」所示，本發明之系統含有位址映射模組111、資料存取模組113、錯誤偵測模組115、以及錯誤報告模組117。

位址映射模組111負責建立映射資訊。位址映射模組111所建立的映射資訊包含記憶體101之邏輯位址範圍與安裝於計算裝置100中的記憶體模組之物理位址範圍之間的對應關係。例如，計算裝置100中安裝有兩個記憶體模組，分別是4G與8G，則記憶體101的邏輯位址範圍是0x0至0xBFFFFFFFFF，第一個記憶體模組的物理位址範圍0x0至0xBFFFFFFFFF與記憶體101的邏輯位址範圍0x0至0x3FFFFFFFFF對應，第二個記憶體模組的物理位址範圍0x0至0x7FFFFFFFFF與記憶體101的邏輯位址範圍0xC000000000至0xBFFFFFFFFF對應。

一般而言，位址映射模組111可以依據記憶體模組上之串列存在探測（Serial Presence Detect, SPD）晶片中所記錄的資料、計算裝置100或作業系統110所記錄的系統設定、或是使用者的設定取得安裝於計算裝置100中之記憶體模組的容量，另外，位址映射模組111也可以取得記憶體模組被計算裝置100初始化的順序（通常是記憶體模組被安裝之記憶體插槽的插槽編號等，但本發明並不以此為限），並依據所取得之記憶體模組的容量與順序判斷各個記憶體模組的物理位址範圍，藉以建立映射資訊。

資料存取模組113負責對記憶體101進行讀寫測試。資料存取模組113可以先取得欲進行讀寫測試之記憶體模組的物理位址範圍，再依據位址映射模組111所建立的映射資訊將所取得之記憶體模組的物理位址範圍轉換為記憶體101的邏輯位址範圍，並對轉換出之記憶體101的邏輯位址範圍對記憶體101進行讀寫測試。其中，資料存取模組113進行讀寫測試之記憶體101的邏輯位址範圍在本發明中被稱為「測試位址範圍」。

為了增加讀寫測試的效率，資料存取模組113也可以將每一個記憶體模組的物理位址範圍分割為多個位址範圍較小的小單元，並依據位址映射模組111所建立的映射資訊將分割出來之每一個小單元的位址範圍轉換為記憶體101中相對應的測試位址範圍，同時，資料存取模組113也可以產生與計算裝置100之處理核心數相同數量的多個測試執行序，並可以將所有的測試位址範圍分配給各個測試執行序（thread），使得每一個測試執行序都可以被分配到一個或多個小單元，藉以對所分配到之小單元所對應的測試位址範圍進行讀寫測試。每一個測試執行序可以使用Match Pattern的方式對小單元所對應的位址範圍進行讀寫測試，例如：↑(W0)、↑(R0,W1)、↓(R1,W0)、↓(R0,W1)、↑(R1,W0)、↓(R0,W1)、↓(R1,W0)、↑(R0,W1)、↑R1，其中，「W」表示寫入資料，「R」表示讀出資料並比對，「↑」表示升序，「↓」表示降序，「0」表示0向量，「1」表示1向量，也就是說，「↑(W0)」表示升序寫入0向量，「↑(R0,W1)」表示升序讀取資料並比對資料是否與0向量相同後再升序寫入1向量，依此類推。另外，需要說明的是，0向量與1向量共有五組，第一组為「0000000000000000」與「FFFFFFFFFFFFFFFF」，第二组為「0F0F0F0F0F0F0F0F」與「F0F0F0F0F0F0F0F0」，第三组為「5555555555555555」與「AAAAAAAAAAAAAAAA」，第四组為「3333333333333333」與「CCCCCCCCCCCCCCCC」，第五组為「7777777777777777」與「8888888888888888」，測試執行序可以依序使用五組0向量與1向量對同一個小單元所對應的位址範圍進行讀寫測試。

一般而言，資料存取模組113可以產生使用者程序以及核心程序。其中，使用者程序可以存取記憶體101的特定邏輯位址，例如，上述的測試執行序；核心程序則可以配置進行讀寫測試之記憶體模組的物理位址範圍，並依據位址映射模組111所建立的映射資訊將所配置之記憶體模組的物理位址範圍轉換為對應的邏輯位址範圍（也就是測試位址範圍），藉以提供使用者程序依據邏輯位置範圍進行讀寫測試，另外，核心程序也可以在使用者程序完成讀寫測試後，釋放（free）使用者程序進行讀寫測試的邏輯位址範圍，並釋放與使用者程序進行讀寫測試之邏輯位址範圍對應的物理位址範圍。

在部分的實施例中，資料存取模組113也可以關閉計算裝置100的記憶體快取（cache）機制，藉以讓讀寫測試可以確實地在記憶體101中進行。

錯誤偵測模組115負責在資料存取模組113進行讀寫測試的同時，偵測是否有與記憶體101對應的錯誤訊息被產生。

一般而言，錯誤偵測模組115可以監控記憶體101的錯誤檢查與糾正計數器（Error Checking & Correcting counter, ECC counter）、監控計算裝置100之基板管理控制器（Baseboard Management Controller, BMC）的事件記錄（System Event Log, SEL）、檢查作業系統110所產生的開機訊息、及/或監控作業系統110所產生的硬體診斷記錄，藉以偵測是否有與記憶體101對應的錯誤訊息被產生。

錯誤報告模組117負責依據位址映射模組111所建立的映射資訊，將錯誤偵測模組115所偵測到之錯誤訊息中的邏輯位址轉換為相對應之記憶體模組的物理位址。

錯誤報告模組117也負責產生與錯誤偵測模組115所偵測到之錯誤訊息中的邏輯位址對應之記憶體模組的模組資訊。其中，錯誤報告模組117所產生之模組資訊為方便確認記憶題模組的資料，例如，模組資訊可以包含記憶體模組的廠商訊息、型號、序號等可以由記憶體模組之串列存在探測晶片中取得的資料，模組資訊也可以包含記憶體模組所安裝之記憶體插槽的插槽編號及/或插槽位置。

錯誤報告模組117也負責輸出轉換出之物理位址以及所產生的模組資訊。

接著以一個實施例來解說本發明的運作系統與方法，並請參照「第2圖」本發明所提之記憶體整體測試之方法流程圖。在本實施例中，假設計算裝置100為伺服器，且計算裝置100中安裝有4條16G的記憶體模組。

在計算裝置100的作業系統110完成開機後，使用者可以在作業系統110中執行包含本發明的應用程式，如此，位址映射模組111可以建立各個記憶體模組之物理位址範圍與記憶體101之邏輯位址範圍的對應關係（步驟210）。

之後，資料存取模組113可以依據位址映射模組111所建立的映射資訊將各個記憶體模組的物理位址範圍分別轉換為記憶體101的邏輯位址範圍，並依據轉換後之記憶體101的邏輯位址範圍對對記憶體101進行讀寫測試（步驟220）。在本實施例中，假設資料存取模組113可以呼叫核心程序，核心程序在執行後，可以將每一個記憶體模組的物理位址範圍分割為多個小單元，也就是將記憶體101分割為多個小單元，並依據位址映射模組111所建立的映射資訊將各個小單元的位址範圍轉換為對應的邏輯位址範圍（也就是測試位址範圍），接著，資料存取模組113可以呼叫使用者程序，使用者程序在執行後，可以產生與計算裝置100之處理核心數相同數量的多個測試執行序，並可以將各個小單元平均分配給各個測試執行序，使得各個測試執行序分別對所分配到之小單元所對應的測試位址範圍進行讀寫測試。在每一個測試執行序完成一個小單元的讀寫測試後，核心程序可以先釋放（free）完成讀寫測試之小單元所對應的測試位址範圍（邏輯位址範圍），並釋放與完成讀寫測試之小單元的位址範圍（物理位址範圍）。

在資料存取模組113對記憶體101進行讀寫測試的同時，錯誤偵測模組115可以持續的偵測是否有與記憶體101對應的錯誤訊息被產生（步驟230），直到資料存取模組113對記憶體101完成讀寫測試為止。在本實施例中，假設錯誤偵測模組115可以監控記憶體101的錯誤檢查與糾正計數器、監控計算裝置100之基板管理控制器的事件記錄、使用dmesg指令檢查作業系統110所產生的開機訊息、及/或監控作業系統110所產生的硬體診斷記錄檔（如mcelog）。

若錯誤偵測模組115在資料存取模組113對記憶體101進行讀寫測試的過程中都沒有偵測到任何與記憶體101對應的錯誤訊息，則錯誤報告模組117將可以不執行。而若錯誤偵測模組115在資料存取模組113對記憶體101進行讀寫測試的過程中偵測到與記憶體101對應的錯誤訊息，則錯誤報告模組117可以依據位址映射模組111所建立的映射資訊，將所偵測到之錯誤訊息中的邏輯位址轉換為其中一個記憶體模組的物理位址，並可以產生與錯誤訊息中之邏輯位址對應的記憶體模組的模組資訊（步驟250），以及可以輸出所產生之模組資訊以及轉換出之記憶體模組的物理位址（步驟260）。

如此，透過本發明，可以逐一依據記憶體模組中的物理位址範圍進行讀寫測試，藉以完整測試除作業系統110占用的所有記憶體101，避免現有記憶體測試程序在測試時占用大量記憶體導致作業系統110在讀寫測試的過程中判斷記憶體不足而刪除記憶體測試程序的問題。

上述的實施例中，在資料存取模組113對記憶體101進行讀寫測試（步驟220）時，更詳細的說，在測試執行序對所分配到的測試位址範圍進行讀寫測試前，核心程序可以先關閉計算裝置100的記憶體快取機制，並可以在測試執行序完成讀寫測試後開啟計算裝置100的記憶體快取機制。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於具有轉換記憶體模組之物理位址範圍為記憶體之邏輯位址範圍後，依據記憶體之邏輯位址範圍對記憶體進行讀寫測試，並在進行讀寫測試的過程中偵測與記憶體對應之錯誤訊息時，將錯誤訊息中的邏輯位址轉換為相對應之記憶體模組的物理位址之技術手段，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在記憶體耐壓測試程式的測試覆蓋率低、有效性差、無法有效判斷錯誤記憶體模組的問題，進而達成避免測試過程中被作業系統結束執行的技術功效。

再者，本發明之記憶體整體測試之方法，可實現於硬體、軟體或硬體與軟體之組合中，亦可在電腦系統中以集中方式實現或以不同元件散佈於若干互連之電腦系統的分散方式實現。

雖然本發明所揭露之實施方式如上，惟所述之內容並非用以直接限定本發明之專利保護範圍。任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之精神和範圍的前提下，對本發明之實施的形式上及細節上作些許之更動潤飾，均屬於本發明之專利保護範圍。本發明之專利保護範圍，仍須以所附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧計算裝置101‧‧‧記憶體110‧‧‧作業系統111‧‧‧位址映射模組113‧‧‧資料存取模組115‧‧‧錯誤偵測模組117‧‧‧錯誤報告模組步驟210‧‧‧建立映射資訊，映射資訊包含記憶體模組之物理位址範圍與記憶體之邏輯位址範圍的對應關係步驟220‧‧‧依據映射資訊轉換記憶體模組之物理位址範圍為記憶體之邏輯位址範圍，並依據記憶體之邏輯位址範圍對記憶體進行讀寫測試步驟230‧‧‧偵測是否產生與記憶體對應之錯誤訊息步驟250‧‧‧依據映射資訊將錯誤訊息中之邏輯位址轉換為記憶體模組之物理位址，並產生與邏輯位址對應之記憶體模組之模組資訊步驟260‧‧‧輸出物理位址及模組資訊

第1圖為本發明所提之記憶體整體測試之系統架構圖。第2圖為本發明所提之記憶體整體測試之方法流程圖。

步驟210‧‧‧建立映射資訊，映射資訊包含記憶體模組之物理位址範圍與記憶體之邏輯位址範圍的對應關係

步驟220‧‧‧依據映射資訊轉換記憶體模組之物理位址範圍為記憶體之邏輯位址範圍，並依據記憶體之邏輯位址範圍對記憶體進行讀寫測試

步驟230‧‧‧偵測是否產生與記憶體對應之錯誤訊息

步驟250‧‧‧依據映射資訊將錯誤訊息中之邏輯位址轉換為記憶體模組之物理位址，並產生與邏輯位址對應之記憶體模組之模組資訊

步驟260‧‧‧輸出物理位址及模組資訊

Claims

一種記憶體整體測試之系統，係應用於一計算裝置所執行之一作業系統中，該計算裝置包含至少一記憶體模組，該些記憶體模組做為該計算裝置之一記憶體，該系統至少包含：一位址映射模組，用以建立一映射資訊，該映射資訊包含該記憶體之邏輯位址範圍與各該記憶體模組之物理位址範圍的對應關係；一資料存取模組，用以將各該記憶體模組之物理位址範圍分割為多個小單元，並依據該映射資訊轉換各該小單元之位址範圍為對應之測試位址範圍，及用以產生與該計算裝置之處理核心數相同數量之多個測試執行序，並分配每一該測試執行序對至少一該小單元所對應之測試位址範圍進行讀寫測試。一錯誤偵測模組，用以偵測進行該讀寫測試時所產生之與該記憶體對應之一錯誤訊息；及一錯誤報告模組，用以依據該映射資訊將該錯誤訊息中之一邏輯位址轉換為相對應之一該記憶體模組之一物理位址，並產生與該邏輯位址對應之記憶體模組之一模組資訊，及用以輸出該物理位址及該模組資訊。
如申請專利範圍第1項所述之記憶體整體測試之系統，其中該錯誤偵測模組是監控該記憶體的錯誤檢查與糾正計數器(Error Checking & Correcting counter,ECC counter)、監控該計算裝置之基板管理控制器(Baseboard Management Controller,BMC)的事件記錄(System Event Log,SEL)、檢查該作業系統的開機訊息、及/或監控該作業系統的硬體診斷記錄，藉以偵測該錯誤訊息。
如申請專利範圍第1項所述之記憶體整體測試之系統，其中該資料存取模組更用以關閉該計算裝置之記憶體快取(cache)機制。
如申請專利範圍第1項所述之記憶體整體測試之系統，其中該位址映射模組是依據各該記憶體模組上之串列存在探測(Serial Presence Detect,SPD)晶片中所記錄的資料、該計算裝置或該作業系統所記錄的設定、或是使用者設定取得各該記憶體模組之物理位址範圍。
如申請專利範圍第1項所述之記憶體整體測試之系統，其中該模組資訊包含廠商訊息、型號、序號、及/或插槽位置。
一種記憶體整體測試之方法，係應用於一計算裝置所執行之一作業系統中，該計算裝置包含至少一記憶體模組，該些記憶體模組做為該計算裝置之一記憶體，該方法至少包含下列步驟：建立一映射資訊，該映射資訊包含各該記憶體模組之物理位址範圍與該記憶體之邏輯位址範圍的對應關係；依據該映射資訊轉換各該記憶體模組之物理位址範圍為該記憶體之邏輯位址範圍，並依據該記憶體之邏輯位址範圍對該記憶體進行一讀寫測試；偵測進行該讀寫測試時所產生之與該記憶體對應之一錯誤訊息；依據該映射資訊將該錯誤訊息中之一邏輯位址轉換為相對應之一該記憶體模組之一物理位址，並產生與該邏輯位址對應之記憶體模組之一模組資訊；及輸出該物理位址及該模組資訊。
如申請專利範圍第6項所述之記憶體整體測試之方法，其中依據該映射資訊轉換各該記憶體模組之物理位址範圍為該記憶體之邏輯位址範圍，並依據該記憶體之邏輯位址範圍對該記憶體進行該讀寫測試之步驟為分割各該記憶體模組之物理位址範圍為多個小單元，依據該映射資訊轉換各該小單元之位址範圍為對應之測試位址範圍，產生與該計算裝置之處理核心數相同數量之多個測試執行序，並分配每一該測試執行序對至少一該小單元所對應之測試位址範圍進行讀寫測試。
如申請專利範圍第6項所述之記憶體整體測試之方法，其中偵測進行該讀寫測試時所產生之與該記憶體對應之該錯誤訊息之步驟為監控該記憶體的錯誤檢查與糾正計數器、監控該計算裝置之基板管理控制器的事件記錄、檢查該作業系統的開機訊息、及/或監控該作業系統的硬體診斷記錄。
如申請專利範圍第6項所述之記憶體整體測試之方法，其中該方法於對該記憶體進行該讀寫測試之步驟中，更包含關閉該計算裝置之記憶體快取機制之步驟。
如申請專利範圍第6項所述之記憶體整體測試之方法，其中建立該映射資訊之步驟，更包含依據各該記憶體模組上之串列存在探測晶片中所記錄的資料、該計算裝置或該作業系統所記錄的設定、或是使用者設定取得各該記憶體模組之物理位址範圍之步驟。