SSD 步入式智能化测试系统

SSD 步入式智能化测试系统

SSD的智能化测试系统采用Win7操作系统平台，通过开放式脚本模式，可以任意的修改高低温箱的温度及SATA产品的测试项目，通过LUNIX系统和路油器进行数据传输，实现一键式操作，网络化控制，节省人工，实现智能化数据管理，长久保留测试结果。

 

整机概述

1.1 整机主要有如下一些特性：

l支持SATAI/II/III的测试;l支持SATA的测试片数定制化，例如100片、150片、200片、400片等等;l支持研发微小型定制化，例如2片、6片等等;l支持(-70度~+180度)的测试;l支持异常断电测试和老化测试;l支持自动化温控测试;l支持全部采用软体进行智能化控制测试;l支持测试测试软体的定制化;l支持箱内风速与温度均衡;l支持快速升降温控制;l支持PCIE/EMMC/UFS/DRAM/Flash老化的定制化研发;l支持网络化控制，可以异地控制测试并看测试结果;l支持APP远程控制测试;

1.2 整机主要组成部分

整机测试系统主要包括高低温箱、PC主板、PM板和测试软体等等

1.3 硬体部分

硬件部分主要由如下几部分组成：

高低温箱外壳;| 压缩机;| PC主板;| PM板;| 电源控制部件;

1.4 软体部分

软体部分主要由如下部分组成：

Test PC：主要分为如下几种PCT、BIT、MDT与FDS;| Console：可以控制整个Test PC操作，是测试的控制接口，用于发送测试指令与配置脚本，是测试的指挥中心;| DMS：用于保存所有测试结果;| QMS：用于网络管控操作;| Linux操作系统;

二、SSD智能化测试系统概

SSD的智能化测试系统采用Win7操作系统平台，通过开放式脚本模式，可以任意的修改高低温箱的温度及SATA产品的测试项目，通过LUNIX系统和路油器进行数据传输，实现一键式操作，网络化控制，节省人工，实现智能化数据管理，保留测试结果。

 

2.1 SSD软硬一体测试系统架构

SSD的测试设备主要支持SSD产品功能与协议测试，其SSD产品测试单独一台高低温箱原理结构如下图所示：

其原理结构主要特性如下：

  1、Chamber可视用途来订制化大小型;

  2、控制电路板：每片PC主板上使用的是1托(6/22)形式，测试程序由公司自主研发及维护;

  3、测试项：测试项主要包括多种掉电测试、大量读写比对测试、协议测试等等;

  4、控制平台：通过Console采用脚本形式控制整个测试;

  5、QMS服务器：所有测试结果，实时传送回QMS，长久保存;

  6、 网络接口：可以通过网络异地控制，并且客户实时获得购买产品的生产测试状况;

  2.2自主研发软硬件部分

  我司是国内家专门研发SSD测试系统的公司，自主研发主要分为如下几部分：

  1、高低温试验箱：通常用于C-temp SSD(-70度~+180度)，在大量生产期间，可以分析生产不良率的分布状况，采用高低温测试方式，并由QA制定合理的抽检比例来进行Chamber测试以确认质量。

  2、SSD产品测试架：全铝合金CNC电脑锣加工，并且表面发黑阳极处理。

  3、计算机硬件：测试主板专门设计了一个后仓区，内置了36片电脑主板及36个电源及硬盘，搭建平台路油器5个，主板放置绝缘架5台。

  4、软件部分：主控SSD智能化操作平台，各种SSD的测试功能，后仓显示器1台，显示转换器1套。

  5、 PW及片板：订制SSD测试片板36块，PW板36块，订制密封硅胶72套。

  三、 定制型高低温试验箱

  平衡调温控制系统,以 PID 方式控制 SSR,使系统之加热量等于热损耗量,故能 长期稳定的使用.

  A:指标及要求：指气冷式在室温 20℃,空载时:

  1)温度范围: -60℃~+180℃

  2)温度稳定度: ±0.2℃

  3)温度分布均度: ±2℃(带载后3分钟内)

  4)温度极限: -70℃

  5)升温时间: 25℃升90℃，(5℃/min)

  6)降温时间: 90℃降-55℃，(1℃/min)

  7)常用试验温度点：-45、-40、-5、0、25、70、75、85、90

  8) 温度准确度：+/-2.0度，一般指中心点温度与设定温度的差值，以达温度平衡30分钟时测得结果判定，也可以多个采样点温度平均值与设定温度之差判定。本公司以其中较大者判定。

  9)温度波动：0.5度，指达到温度平衡这后，同一检测点温度与温度之差， 取差的点做判定。

  10)分布均匀度：2度，指达到温度平衡之后所有检测点同一时刻温度与点之差值，以温度平衡30分时的测量结果判定。

  11)平衡时间：30分，从显示到达到实际达到平衡所经过的时间。

  12)在常用试验温度下，过冲不超过3度(温控器显示值不超过2度)

  13)温度过冲：a)从一个试验温度变化到相近的一个试验温度(例如从70度升到75度)，过冲不超过3度;b)高温试验稳定后短暂开门后关门(85度试验，开门时间30s)，温度上升不超过3度。

  14)升温或降温过程，不应出现明显的平台过程。例如从常温升温到70度，不应在未到达70度前(68度左右)就明显减速。

  15)久置后开机压缩机不应有过度振动以及产生异响。

  16)交流接触器、继电器等不应有异常噪声。

  17)从低温升温时，观察窗、箱壁不能有结露现象

  备注：若温度准确度高，可以接受较大的温度分布均匀度

  B:指标定义及测量方法

  1.显示温度到达：指升降温过程，当温度控制器显示温度值始终落于设定温度+/-0.5度范围内，若有过冲，则只要其过冲之后没有再低于设定温度一度以上，则亦认为其已显示到达。

  2.温度平衡：实测各点温度落于设定温度+/-2度之内，且波动不超过0.5度，则认为箱内温度已达平衡。但若此时加热出力不稳定，有超过10%的变动则认为没有达到平衡或系统有振荡

  3.升温时间：以显示到达时间判定

  4.降温时间：以显示到达时间判定，但包括延迟时间。即从系统命令下达时间起算。

  C:能耗及功率因素

  Cycle能耗不接受180kWh/cycle标准(5小时高温、5小时低温),要求做到150kWh/cycle以内(profile：高温10小时、低温10小时)。功率因素>0.90，考核低温及降温过程，即中温压缩机运转或低温压缩机运转时。高温及高温压缩机工作的温度不作要求。

  D:机器外观及尺寸依照客户的要求来定制

  测试样品仓做成6行*6列，总共可测试216片U2.0SSD成品产品;

  1. 机械室散热与电控室分开，机械室(压缩机部分近似封闭循环，以避免压缩机严重结霜，及对外部环境的强烈除湿)。

机型	测试箱尺寸（W*H*D）	外部尺寸（W*H*D）
YC－216SSD	1200×1000×360㎜	1600×1920×1200㎜

  2.内箱材质:雾面不锈钢板(SUS#304)(1.2㎜厚)

  3.外箱材质:电解板烤漆涂装 (1.5㎜厚)

  4.保温材质:岩棉及硬质 polyurethane 发泡保温

  5.加热器:高效镍铬丝散热型电热丝，加热器总功率9kW，三相平衡;

  6.送风循环系统:

  a:中国台湾 YUTIAN 马达120W 3台

  b:不锈钢加长轴心

  c:多翼式风叶(SIROCCO FAN)

  d:风速可调(采用3相异步变频电机调速，风速小从1m/s~7m/s可调，误差10%

  7.箱门:单片门,单窗口,左开,把手在右手边

  a:窗口2 层真空玻璃层(可高温自动除雾除霜)

  b:把手嵌入式平面门扣

  c:箱内灯 DC 12V 3W(高亮 PL 灯耐高温)，分上下两个

  d:后仓灯 DC 12V 3W，一个

  8.冷冻系统:全密闭式二元压缩机组

  a:中温压缩机采用全密闭式法国泰康1.5HP压缩机;环保冷媒R404A

  b:低温压缩机采用全密闭式法国泰康1.5HP压缩机;环保冷媒R23A

  c:冷凝器:TAIWAN 品牌鳍片式风冷式冷凝器和散热马达2台，

  d:热交换器：采用2HP进口热交换器;

  e:蒸发器:鳍片式多段式自动负载容量调整

  f:其他附件:干燥剂,修理阀,高压保护开关

  g:膨胀系统:节流冷媒容量控制之冷冻系统

  附注：压缩机工作条件

  a) 中温压缩机可用于辅助降温，但低温平衡时其不应工作，可单用于常温平衡。

  b) 低温压缩机若用于温度平衡则在温度-5度及以上为单级工作，低于-8度温度始为二元串连级连;0度以下平衡温度采用压缩机本身热量平衡;不采用发热丝平衡，起到节能作用;减少电损耗

  c) 刹车温度与设定目标温度的差值不大于3度

  d) 三相功率因素补偿电容5kVar 两只，分别并连于中温和低温压缩机的电源进线侧;

  e)低温-45度试验，平衡时加热出力10%左右(不大于20%)

  9.可程序温度控制器:韩国TEMP系列型液晶显示触摸式控制器中英文转换，240х320 点广视角,高对比度附背光功能之大型 LCD 显示器,

  1200Steps/120Parrerns.计算机联机 RS485,RS232 接口/USB接口,温度试验曲线显示,远程监控

  控制器规格:

  a.控制精度:温度±0.1℃

  b.分辨率:温度 0.01℃

  c.温度斜率:0.1～9.9℃可设定

  d.具有上下限待机及警报功能

  e.两种温度入力信号选择 PT 100Ω或 mv 二种选择

  f.温度变换出力:10mv/1℃

  g.9 组 P.I.D 控制参数设定,P.I.D 自动演算，PID参数划分高温、中温、低温三段压缩机启停温度：升温低于设定温度2~3度，降温高于设定温度2~3度

  h.采画面对谈式,无须击键,屏幕直接触摸选项

  i.温度设定(SV)与实际(PV)值直接显示

  j.可显示目前执行程序号码,段次,剩余时间及回圈次数

  k.运转累计时间功能

  l.温度程序设定值以图形曲线显示,具实时显示程序曲线执行功能

  m.具单独程序编辑画面,每页可输入 5 个段次温度,时间

  n.定点或程序动作状态显示

  o.中文显示

  p.屏幕可作背光调整

  q.屏幕显示保护功能可做定时,TIMER 或手动关闭设定

  10程序容量及控制功能:

  a.可使用的程序量: 120 组

  b.可使用的记忆容量:1200 段

  c.可重复执行命令:每一个命令可达 9999 次

  d.程序之制作采对谈式,具有编辑,,插入等功能

  e.具 2 组时间信号输出控制(可控制待测物 ON/OFF 动作)

  f.程序执行中具有跳文件,保持功能

  g.时间设定 0～99Hr59min

  h.具有断电程序记忆,复电后自动启动并接续执行 程序功能

  i.具 RS-232C 通讯接口，可通过RS485通讯来控制机器运行停止功能

  j.程行时可实时显示图形曲线

  k.具有预约启动及关机功能

  l.具有日期,时间调整功能

  m.按键及画面锁定(LOCK)功能10.控制面板:工作状态指示灯-人性化设计电源开关，室内照明开关，通讯接口 ,超温保护，急停开关，运转指示灯

  11.测试孔:测试箱与后仓连接部分依据brick-1 图纸制作背板安rick区域平整度小于2mm，可以机器发泡后组装;平面平行度小于5mm。

  12..安全保护装置:

  a:过零点闸流体功率控制器 1 组(温度 1 组,SSR 模块为日产)

  b:空焚防止开关 2 组

  c:压缩机高压保护开关

  d:压缩机过热保护开关

  e:压缩机过电流保护开关

  f:线路保险丝及全护套式端子

  g:超温超断电保护,温度极限保护

  13.其他附属配件及功能:

  a:测温体:DIN 规格 A 级4.8mmSUS#304L,白金温度感应探头 PT100Ω2支

  b:电源线低阻抗橡胶线 5m 长 1条

  c:可窗口灯: 高亮 LED PL-3W 3只

  d:维护仓顶部靠仓门位置安装日光灯照明

  e:仓内照明采取每个仓左右各安一盏长日光灯，也能接受上下放置短日光灯

  f:程序运行时压缩机启动停止可以由RS485接口控制，可以控制压缩机在常温升高温以及低温回常温过程中不启动以降低能耗。

  14.门封:硅胶发泡迫紧 2 条

  15.周围环境:可容许使用温度范围 0~35℃ 性能保证范围:5~30℃(降温时间及达到温度参考性能 1~6 段)

  16.使用电源:AC 3ψ 380V 60/50HZ 整机额定功率：12KW

  四、SDD测试系统硬件：

  4.1 测试系统架子：

  SSD产品的测试架子如下图所示：

测试架子的主要组成部分如下：

  | SSD测试治具36套，材质采用耐高低温进口电木及进口纤维材料制做，制作工艺全部采用电脑链锣加工而成;

  | 前后仓背板12件，采用进口纤维板精细加工而成;

  | 后仓CPU及电源放置架一套采用进口电木板精细加工而成(依照产品图纸来做);

  | CPU及SW板和电源管理板散热风道6组;

  | CPU板卡固定座36套，SW板卡固定座36套,电源管理板卡固定座36套;

  | AIC板卡连接座36套(依AIC板卡尺寸设计定做);

  | DC12V1500W直流电源36套(附带控制电路)，采用明纬电源模块，SE-1500-12，输出电压12V 125A，纹波150mVp-p。

  4.2 测试系统前仓

  测试系统的前仓如下图所示：

4.3 测试系统后仓

  测试系统的后仓如下图所示：

       | 后仓主板架2件，采用进口绝缘板精细加工而成，分6行6列。

  | 后仓电脑主板36套，电源36套，硬盘36套。

  | 后仓恒温空高1组。

  | 网络连接路油器5套。

  | 后仓连接开关10组，可控制每组电源。

  五、 SSD智能化测试软件部分

  5.1 测试系统概述

  SSD智能化测试系统软件主要包括Test PC、Console、DMS、QMS和Windows 与Linux等等。

  5.1.1 Test PC概述

  Test PC主要用于测试SSD的断电、大量读/写比对、全盘读/写、指定Pattern对媒介的老化测试、新增坏块的统计和协议测试等等;Test PCT主要分为如下几种PCT、BIT、MDT与FDS。

  PCT (Power Cycling Test)：各种Pattern 异常断电测试，测试SSD算法的断电处理和重建，验证异常断电时对数据的完整性。

  BIT(Burn-In Test)：验证各种Pattern 顺序或随机读/写 是否正常，以及各种Pattern 对媒介的影响。

  MDT(Multi-Drive Test)：验证SSD是否支持ATA1-8规格的命令，将对SSD发送所支持命令，并确认结果有无问题。

  FDS(Full Drive Scan)：对SSD进行的全盘读写操作，验证映射表是否正确;

  5.1.1.1 Test PC详细功能

  Test PC的详细功能分为如下四部分

  一、 PCT(Power Cycling Test)

  Ø 各种Pattern的配置;

  Ø 读/写 数据大小的配置;

  Ø 顺序与随机读写比对配置;

  Ø 验证异常断电与正常断电数据完整性;

  Ø 脚本控制上电与断电时间;

  Ø 指定LBA的数据读/写操作;

  Ø 测试SSD算法的断电处理与重建;

  Ø 测试UPS稳定性与电容负载需求值;

  Ø 测试盘启动的时间;

  Ø 测试产品电源管理功能的稳定性;

  Ø 测试盘的UPS老化测试;

  Ø 高低温下测试板级电子元器件焊接情况;

  Ø 可以用于验证市面上断电保护SSD产品的情况;

  Ø 验证SSD对各种主板的兼容性;

  Ø Trim的验证;

  Ø 自动保存测试Log并且定时上传;

  二、 BIT(Burn-In Test)

  Ø 验证各种Patten的顺序读/写比对与性能;

  Ø 验证各种Patten的随机读/写比对与性能;

  Ø 统计各种Pattern对媒介的影响;

  Ø 产品各种Patten的老化测试;

  Ø 全盘并且所有Pattern自动测试;

  Ø Sector数和Pattern可以脚本配置;

  Ø 可以设定时间来测试读/写比对验证;

  Ø 测试过程中统计新增坏块;

  Ø 指定Frame大小，测试产品功能的性;

  Ø 验证DDR、Flash与接口的数据通路;

  Ø 验证SSD的随机读/写性能稳定性;

  Ø 自动保存测试Log并且定时上传;

  三、 MDT(Multi Drive Test)

  Ø Sector 数可配置;

  Ø LBA28 与LBA48可配置;

  Ø 验证产品接口协议的兼容性;

  Ø 验证产品对协议规定命令支持情况，并对其进行统计;

  Ø 可以指定命令对产品进行相关测试;

  Ø 验证DATA 命令的读/写操作，并且对数据进行比对;

  Ø 验证No-Data命令支持的情况;

  Ø 自动保存测试Log并且定时上传;

  四、 FDS(Full Drive Scan)

  Ø 全盘读写操作，验证盘映射表的正确性，并进行比对操作;

  Ø Pattern 和 Sector 数可配置;

  Ø 可配置时间进行读/写操作;

  Ø 筛出Flash的坏块与Weak Block;

  Ø 验证DDR与Flash的所有Block;

  Ø 验证SSD算法映射表是否正确;

  Ø 自动保存测试Log并且定时上传;

  5.1.1.2 Test PC的图形界面

  5.1.1.2Test PC的图形界面有一台PC托6/22等几种;

  (一) 一托六图形界面

(二) 一托六图形界面

5.1.1.3 Test PC的特性

  Test PC是SSD测试系统的模块，通过其可以验证产品的性、完整性、兼容性等等。为产品的质量保驾护航。

  1. Test PC可分离性： Test PC可以单独分离给研发人员做产品的调试和验证;

  2. Test PC 自定义参数检测公式：

  用户自定义SMART信息,自定义SMART检测公式;

  用户自定义Identify数据检测公式;

  3. Test PC可在线升级

  与Console连接，通过Console发送升级包，升级到版本。

  5.1.2 Console的概述

  Console可以控制整个Test PC操作，是测试的控制接口，用于发送测试指令与配置脚本，是测试的指挥中心。

  5.1.2.1 Console的操作接口

  Console的操作接口如下图所示：

5.1.2.2 Console的功能介绍

  Console的功能介绍如下：

  Ø 控制高底温箱的温度;

  Ø 通过脚本控制多个Test PC运行;

  Ø Console 和Test PC传送数据;

  Ø 远程监控Test PC运行状态;

  Ø Console 和DMS通讯，传送数据;

  Ø 智能化检测网络的通信状况;

  可以打印相关的测试报告;

  5.1.3 DMS

  DMS主要用于保存所有的测试结果信息，有利于追溯查询产品的所有信息、料号、测试结果、FW版本号和出货记录等等。

  5.1.3.1 DMS操作界面

  DMS的操作界面如下图所示：

5.1.3.2 DMS功能介绍

  DMS的功能概述如下：

  Ø 记录所有Test PC运行数据;

  Ø 自定义流程，控制生产测试过程;

  Ø 提供SPEC分析;

  Ø 提供产品信息追溯查询;

  Ø 提供产品测试报告;