MPT测试平台的研发及性能测试

2022-09-12

固态硬盘目前已经广泛应用于很多领域, 因此其性能的良好决定了发展的现状。固态硬盘在生产线生产出来后, 需要对其进行一系列的测试, 由专门的测试工具来完成。因此, 测试工具的性能以及准确性等就变得至关重要, 这样才能保证固态硬盘的质量达标。本文结合具体的项目, 探讨了固态硬盘测试平台MPT的研发过程, 并进行了固态硬盘的性能测试。

一、固态硬盘概述

固态硬盘简称SSD, 是以固态电子存储芯片为基础做成的硬盘, 主要有存储单元和控制单元。固态硬盘在外观上和普通机械硬盘基本一致, 并且在功能和接口等方面也相差不大。但是固态硬盘的读写速度比较快、能耗也比较低, 由此带来成本升高。固态硬盘的优点主要是读写速度快、防震抗摔性好、功耗低、无噪音、轻便以及工作温度范围大。固态硬盘的存储介质主要是闪存, 并且没有磁头, 因此寻道时间几乎为零, 读写速度比较快。读写速度快不仅体现在持续读写上, 还体现在随机读写速度上。固态硬盘主要是由闪存颗粒制作而成的, 因此内部没有任何机械部件, 这样硬盘在震荡或者碰撞之后才不会影响到正常的使用。固态硬盘内部没有机械部件, 也就没有传统硬盘中的风扇和马达, 因此几乎没有噪音。普通机械硬盘的工作环境温度只能在5到55摄氏度范围内, 但是固态硬盘的温度范围能够扩张到零下10摄氏度到70摄氏度, 因此应用的范围更加广泛[1]。

但是固态硬盘也存在一些明显的缺点, 比如容量小, 目前容量最大的固态硬盘是闪迪公司研制的擎天柱4TB固态硬盘。固态硬盘的寿命也比较短, 其擦写次数有一定的限制。对于影响比较大的是固态硬盘的售价比较高, 一般一个128G的固态硬盘价格与3TB的机械硬盘价格相当[2]。

二、MPT测试平台概述

MPT是多接口测试 (Multiple Port Test) 的简写, 主要应用于固态硬盘的研发和生产过程中。MPT测试平台与程序开发调试Visual C++编译器的原理基本相似, 并且这个编译平台中还有很多可以应用到固态硬盘的测试中的函数[3]。

固态硬盘测试平台研发过程中涉及到测试、以及程序修改, MPT测试平台主要是作为固态硬盘生产线的测试使用, 其内部具有芯片读写等专门的操作指令。MPT测试平台能够与固态硬盘生产测试系统相结合, 具有各种制成防呆的优点, 它能够对生产出的固态硬盘的状态进行检查, 并且记录测试过程中的各项参数, 将其上传给测试人员[4]。

三、MPT测试平台的研发

MPT测试平台在研发的过程中, 会经常遇到很多问题, 比较重大的问题有和生产管理系统进沟通问题、产品扫描的序列号和烧录到产品的序列号的不正确, 并且该测试平台在产线测试电脑上运行一段时间后, 电脑会蓝屏死机。

(一) MPT与生产管理系统的沟通问题

MPT测试系统在运行的过程中, 能够将测试程式发指令给产线测试管理系统, 并且测试系统接收和回传信息给MPT测试平台。某项目在研发检测MPT测试平台时会出现MPT不能与产线测试系统进行相互的沟通。经过IT技术部门的分析, 需要重新设一台Server并单独开发一套通过TPC/IP协议进行沟通的程序, 然后将测试电脑网卡的MACaddress和重新架设的server进行沟通。然后让其进行工作, 当同一个程序和两台电脑进行沟通时, 基本不会出现问题, 但是偶尔会出现不能回传资料的现象, 但是发生的概率比较小。经过长时间的测试, 通过程序release给产线做小批量验证, 就出现了很多问题, 首先是产线测试系统不能将信息传给MPT, 这样MPT就不能进行测试。但是只有一个测试程序与不同电脑进行沟通, 这样导致寻找BUG的过程变得十分复杂, 也就不能找出具体的原因。解决办法是将沟通程序修改为多个小的测试程序, 这样每个测试程序对应一台测试电脑同时修改为通过对测试电脑的统一编号并将其设定环境变量里面, 然后通过架设的Server ID和设置的编号进行沟通, 通过单个程式对测试电脑进行沟通。这样设计的模式, 调试程式比较有效方便和快捷, 能够有效地解决MPT与产线测试系统不能沟通的问题。

(二) 扫描产品序列号和烧录到产品的序列号不匹配问题

此问题的发生主要是在产线测试中, 由于产线测试人员的测试手法而造成的。产线在不忙的时候, 一个测试站有两个测试人员进行测试, 一个人在扫描, 扫描完成后传递给第二个人进行插入到测试机器上进行测试。但是第二个人还没有将产品插入到测试设备上时, 第一个人已经将下一台待测试的产品扫描完成, 等待第二个人插入该产品。这样就会导致扫描第二台的产品序列号将扫描的第一台产品的序列号覆盖, 只保留第二次扫描的序列号, 这样第二个人将第一台产品插入, 就会导致测试程序将扫描的第二台序列号烧录到第一台产品上面, 出现产品标签的序列号和产品烧录的序列号不符的现象。解决该问题的有效方式是将程序改为如果扫描第二台序列号时发现第一次扫描到程序的序列号还没有被用掉, 就将这两台序列号全部清除, 这样扫描序列号的栏位为空值。当有产品插入测试设备上时, 产品因测试程序无法分配序列号给报出异常。测试人员只需将产品拔掉后重新扫描就可以进行测试了。

(三) 测试电脑频繁蓝屏死机问题

使用MTP测试程序进行大批量生产时, 会出现测试电脑频繁蓝屏死机的现象, 但是电脑重启后, 就可以正常测试, 并且这个现象在实验室和产线小批量测试时均没有发生过。测试人员重新写记录电脑内存的程序, 并且在测试时记录电脑消耗内存情况。通过内存记录结果看, 每测试一片产品, 测试电脑的内存被消耗增加一些。当测试到一定数量, 测试电脑消耗的内存接近电脑的物理内存时, 电脑就会出现蓝屏死机的现象。但是通过该程序只能看到测试电脑蓝屏死机的原因, 不能找出测试产品导致电脑内存增加的原因。将测试电脑的内存由4G增加到8G, 能够缓解电脑的蓝屏死机的问题, 但是找不到内存增加的根本原因。测试人员在实验室里对每一台产品测试过程进行调试, 最终发现测试程序对固态硬盘进行开卡时, 会消耗一些测试电脑的内存, 但是后面没有释放该内存, 所以每测试一片产品测试电脑的内存会增加一些。由于一直都没有释放这些内存, 最终导致电脑蓝屏死机。测试人员把程序修改为每测试完一片产品, 就释放该内存, 验证时偶尔会出现测试程序未响应现象。经过多次验证和观察, 最终发现在开卡前fail的产品没有消耗该内存, 后面测试结束时, 程序要释放内存, 该产品没有消耗该内存, 导致程序因无法释放该内存出现未响应现象。测试人员最终将其修改为产品测试结束时, 检查该产品有没有消耗内存, 如果有消耗该内存, 就进行释放, 否则无需释放。用这种方案修改与调试程序后, 能够彻底解决测试电脑蓝屏死机的问题。

MPT测试程序研发发过程中, 除了以上几类重大问题, 在调试和生产过程中还有很多小问题。比如如不同测试电脑的时间不统一导致测试记录死机错误的问题;测试程序上传产线生产系统的问题;关键测试参数上传系统的问题等等, 都需要研发人员进行解决, 最终研发出合格的MPT测试程序。

四、固态硬盘性能测试

衡量固态硬盘性能的指标主要有读写速率、突发数据传输速度、随机存取时间、平均传输速率、最低传输速度以及最高传输速度。

(一) 使用MPT测试系统

通过运行MPT测试系统对生产出的固态硬盘进行测试, 软件运行的过程中, 不能进行其余的操作。经过对某一块硬盘的测试发现, 其最大传输速度达到了84.8MB/S, 而最小传输速度也有81.4MB/S, 两者之间的差距只有3.4MB/S。固态硬盘的稳定传输速率在79.8MB/S, 突发传输速率达到了87.7MB/S。同时固态硬盘的寻道时间只有0.1ms, 这样使的其随机读取时间大大提升。

(二) 使用CDM软件进行测试

CDM软件能够测试各种存储设备, 并且其操作比较简单, 能够选择测试数字以及测试存储设备的大小, 并且能够测试读写速度。固态硬盘的连续数据传输的数据越大, 证明其越好。使用CDM软件测试存储大小为500M的两块固态硬盘, 并将其编号。经过测试发现, 1号固态硬盘的读取速度是13.5~13.6MB/S, 写入速度是8.1~8.3MB/S。而2号固态硬盘的读取速度大约为9.2~9.3MB/S, 写入速度是4.3~4.4MB/S, 这样其在读写速度上就与1号固态硬盘存在一些差距。

(三) 使用HDTune软件进行测试

比较常见的固态硬盘测试软件还有HDTune, 它能够将不同数据的容量拷贝到硬盘中进行测试。其能够测试出硬盘的突发数据传输率、随机存取时间以及硬盘的传输速率等参数。它除了能对硬盘进行测试之外, 还可以对ZIP驱动器以及软驱进行测试, 同时能够检测硬盘的容量、序列号等信息。如果硬盘的随机存取时间的数值比较小, 代表硬盘的寻道速度就比较快, 而突发数据传输速率则是越高越好。根据对两块固态硬盘的测试发现, 两块硬盘的最大传输速度和平均传输速度都随着基准块的增大而逐渐增大, 当时到一定数值之后, 传输速度就不会增加, 保持在一个合理的范围内。但是1号盘的传输速度比2号盘的传输速度要快。因此两者之间存在着一定的性能差距。判断固态硬盘性能的重要指标之一是最低传输速度, 但是固态硬盘受环境因素的影响比较大, 测试系统存在问题, 因此在同一条件下进行测试时数据也存在一些差异。

(四) 文件读取速度测试

对固态硬盘文件读取速度进行测试时, 主要是使用一定大小的MP3格式数据, 对U盘和固态硬盘传输过程的速度进行测试, 并且两者之间的相互传输都要测试。通过传输的时间能够计算出硬盘的平均传输速度。经过实际的测试, 发现两者之间的性能依然存在着一定的差距。

五、结束语

随着科学技术的不断发展, 用到固态硬盘的领域越来越多, 固态硬盘的传输速度快、防震抗摔性好、功耗低、无噪音并且工作温度范围大, 但是其还有一些缺点。MPT测试平台主要是用于固态硬盘的生产线中, 并且能够与测试系统结合起来进行使用。MPT测试平台在研发的过程中会遇到一些问题, 研发人员要及时的采取相关的对策解决问题, 提高测试平台的性能。

摘要：随着计算机技术的不断发展, 传统的机械硬盘已经无法满足人们的需要, 因此就出现了固态硬盘。固态硬盘在出厂时都需要经过测试, 保证其具有良好的性能。本文主要探讨了固态硬盘测试平台MPT的研发和性能测试。

关键词：MPT,测试平台,研发,性能测试