CN111627491A - 一种基于USB3.0的Flash存储器测试模块及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于USB3.0的Flash存储器测试模块以及其测试方法。基于USB3.0的Flash存储器测试模块包括:用于连接待测Flash存储器以进行测试的FPGA最小***,以及与所述FPGA最小***通过USB3.0接口模块形成通信连接的上位机,所述USB3.0接口模块用于实现FPGA最小***与上位机之间的指令和数据传输。本发明提供的测试模块测在FPGA控制下,能实现Flash存储器擦除,读和写操作,操作的结果由FPGA处理后,通过USB3.0传输到上位机显示,用户可通过上位机控制等操存储器的测试。
Description
技术领域
本发明涉及Flash存储器测试技术领域,特别是涉及一种基于USB3.0的Flash存储器测试模块及其测试方法。
背景技术
Flash等非易失性存储介质中,可以根据芯片的技术架构分为不同的类型:Nor型和Nand型Flash芯片。基于Nand Flash的SSD具有快速,紧凑,重量轻,功耗低,可靠性高的特点。Nand Flash没有单独的地址和数据总线。在大容量数据存储中,它也被广泛使用。
由于Nand Flash的制造过程,存储器芯片中某些块的地址在出厂或使用过程中无法访问,这些块被称为无效块(即坏块)。当芯片出厂时,允许有一定数量的坏块,数量一般在2%到5%之间,且规定当执行Nand Flash擦除或写入操作时,坏块不能***作。因此,为了解决识别坏块的问题,制造商将在芯片出货时以不同的方式标记坏块。
为了标记坏块,就需要对Flash存储器测试,然而目前的测试手段尚不能更好满足要求,有待进一步改进。
发明内容
本发明的目的针对上述的问题,而提供一种基于USB3.0的Flash存储器测试模块及其测试方法,其可以测试大批量的存储器,并且该模块具有通用性,可用于测试所有类似的存储器。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
一种基于USB3.0的Flash存储器测试模块,包括:
用于连接待测Flash存储器以进行测试的FPGA最小***,以及与所述FPGA最小***通过USB3.0接口模块形成通信连接的上位机,所述USB3.0接口模块用于实现FPGA最小***与上位机之间的指令和数据传输。
进一步的,所述FPGA最小***包括有USB3.0通信模块、指令识别模块、Flash控制模块以及串口通讯模块,所述串口通讯模块通过控制总线、地址总线以及数据总数与待测Flash存储器通信连接,实现在待测Flash存储器中读写数据的操作。
进一步的,所述上位机具有操作显示界面,在操作显示界面上显示有功能菜单,包括启动监听、LED控制和按键监听;
当上位机与连接待测Flash存储器的FPGA最小***通信连接成功后,按下启动监听,即可开始测试;
LED控制下的三个按键分别为擦除操作、写操作和读取数据;
所述按键监听下有三个LED指示灯,分别为等待,操作成功以及操作失败。
优选的,所述FPGA最小***中使用的芯片是Xilinx Spartan 6系列FPGA,型号为XC6SLX16,324引脚FBGA封装。
优选的,所述USB3.0接口模块中使用的USB3.0芯片是CYUSB3014,内部控制器EZ-USB FX3是赛普拉近几年开发的的USB3.0外设控制器。
本发明的目的还在于提供一种基于USB3.0的Flash存储器测试模块的测试方法,步骤如下:
首先,进行擦除操作测试:通过上位机输出擦除操作指令,传送到FPGA最小***,对Flash存储器进行擦除操作;擦除完毕后,FPGA最小***读出Flash存储器中数据并对测试结果判断,将判断结果发给上位机显示;若读出数据为FFh,则代表操作成功;
其次,通过进行写操作测试:通过上位机输出写操作指令,传送到FPGA最小***,对Flash存储器进行擦除操作;数据写进Flash存储器后,FPGA最小***执行读取操作,将写入Flash存储器中数据读出来,然后与写入的数据比较;若相同,则代表操作成功,否则失败;比较结果会发给上位机显示。
其中,所述的FPGA最小***的工作过程如下:
擦除指令执行时,FPGA最小***向Flash存储器发送擦除控制字,Flash存储器内部执行擦除操作,擦除结束后,FPGA最小***会向Flash存储器发送读取控制字,读取Flash存储器内部数据,读出的数据在FPGA最小***内比较,比较结果传给上位机;
当写指令执行时,FPGA最小***内部会产生1到255的255个数,在FPGA最小***控制下,255个数传送给写FIFO;当写FIFO内部空间不为空时,写FIFO内部数据被读到FPGA最小***总线上并写入到Flash存储器中,数据写完后,FPGA最小***发送读取命令,将Flash存储器中数据读出,与1到255个数进行比较;FPGA最小***将比较结果发送给上位机,完成测试工作。
本发明提供的测试模块测在FPGA控制下,能实现Flash存储器擦除,读和写操作,操作的结果由FPGA处理后,通过USB3.0传输到上位机显示,用户可通过上位机控制等操存储器的测试。
附图说明
图1为基于USB3.0的Flash存储器测试模块的FPGA最小***电路图;
图2为基于USB3.0的Flash存储器测试模块的上位机操作显示界面。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明用于连接待测Flash存储器以进行测试的FPGA最小***,以及与所述FPGA最小***通过USB3.0接口模块形成通信连接的上位机,所述USB3.0接口模块用于实现FPGA最小***与上位机之间的指令和数据传输。
进一步的,所述FPGA最小***包括有USB3.0通信模块、指令识别模块、Flash控制模块以及串口通讯模块,所述串口通讯模块通过控制总线、地址总线以及数据总数与待测Flash存储器通信连接,实现在待测Flash存储器中读写数据的操作。
本发明中,上位机的软件控制显示界面,如图2所示,在器件信息菜单中,选中USB3.0设备,即上位机与测试模块连接成功。连接成功后,点击按键/LED控制菜单,菜单内分为三个部分:启动监听、LED控制和按键监听。当上位机与测试模块连接成功后,按下启动监听,即可开始测试。LED控制下的三个按键分别为擦除操作、写操作和读取数据。按下操作后,指令会通过USB3.0传输给FPGA,测试的过程和结果会通过按键监听下的三个LED灯来显示进程与结果。
若所述的上位机连接成功后并启动监听后的状态,代表等待状态的LED会一直闪烁,表示上位已准备就绪,可以开始执行测试。执行擦除操作或者写操作后,成功时,中间的代表成功的LED灯会闪烁,否则代表失败的LED灯会闪烁。
优选的,所述FPGA最小***中使用的芯片是Xilinx Spartan 6系列FPGA,型号为XC6SLX16,324引脚FBGA封装。
优选的,所述USB3.0接口模块中使用的USB3.0芯片是CYUSB3014,内部控制器EZ-USB FX3是赛普拉近几年开发的的USB3.0外设控制器。
本发明的测试模块,进行测试时分为两个步骤进行:
首先进行擦除测试,按下擦除操作键,开始进行擦除操作,当擦除完毕后,按下读取数据键,读出Flash存储器中的数据,测试的结果经过判断后,将判断的结果发给上位机;因为所选的Flash存储器擦除后,内部的数据会变成FFh,因此,如果读出的数据为FFh,则代表操作成功;
其中,上述的擦除操作的过程相当于对Flash存储器的擦除和读取进行了测试。
其次,进行Flash存储器的写数据的测试,按下与操作键,进行数据的定入,当数据写进Flash存储器后,按下读取数据键,执行读取操作,将写入的数据读出来,然后与写入的数据比较,如果相同,则代表操作成功,否则失败;比较的结果会发给上位机。
本发明中,所述的FPGA最小***的工作过程如下:
擦除指令执行时,FPGA向Flash存储器发送擦除控制字,Flash存储器内部会执行擦除操作,在擦除结束后,FPGA会向Flash存储器再发送读取控制字,读取Flash存储器内部的数据,读出的数据会在FPGA内进行比较,比较的结果会通过USB3.0传给上位机;当写指令执行时,FPGA内部会产生1到255的255个数,在FPGA控制下,255个数给传送给写FIFO。当写FIFO内部空间不为空时,写FIFO内部的数据会被读到FPGA总线上,这些数据将会写入到Flash存储器中,当数据写完后,FPGA发送读取命令,将从Flash中的数据读出,然后与1到255个数进行比较。FPGA会将比较的结果通过USB3.0芯片发送给上位机完成测试工作。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优势:
测试模块在测试速度和可靠性上有很大的优势,同时由于测试模块采用USB3.0大数据传输,可扩展多种功能,比如读写速率测试,读状态、读ID等等,应用范围也十分广泛。
FPGA最小***的FPGA逻辑功能模块主要是通过硬件描述语言Verilog HDL完成的,整个***分为两部分:USB3.0模块和Flash控制模块。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于USB3.0的Flash存储器测试模块,其特征在于,包括:
用于连接待测Flash存储器以进行测试的FPGA最小***,以及与所述FPGA最小***通过USB3.0接口模块形成通信连接的上位机,所述USB3.0接口模块用于实现FPGA最小***与上位机之间的指令和数据传输。
2.根据权利要求1所述基于USB3.0的Flash存储器测试模块,其特征在于,所述FPGA最小***包括有USB3.0通信模块、指令识别模块、Flash控制模块以及串口通讯模块,所述串口通讯模块通过控制总线、地址总线以及数据总数与待测Flash存储器通信连接,实现在待测Flash存储器中读写数据的操作。
3.根据权利要求1所述基于USB3.0的Flash存储器测试模块,其特征在于,所述上位机具有操作显示界面,在操作显示界面上显示有功能菜单,包括启动监听、LED控制和按键监听;
当上位机与连接待测Flash存储器的FPGA最小***通信连接成功后,按下启动监听,即可开始测试;
LED控制下的三个按键分别为擦除操作、写操作和读取数据;
所述按键监听下有三个LED指示灯,分别为等待,操作成功以及操作失败。
4.根据权利要求1所述基于USB3.0的Flash存储器测试模块,其特征在于,所述FPGA最小***中使用的芯片是Xilinx Spartan 6系列FPGA,型号为XC6SLX16,324引脚FBGA封装。
5.根据权利要求1所述基于USB3.0的Flash存储器测试模块,其特征在于,所述USB3.0接口模块中使用的USB3.0芯片是CYUSB3014,内部控制器EZ-USB FX3是赛普拉近几年开发的的USB3.0外设控制器。
6.一种基于USB3.0的Flash存储器测试模块的测试方法,其特征在于,步骤如下:
首先,进行擦除操作测试:通过上位机输出擦除操作指令,传送到FPGA最小***,对Flash存储器进行擦除操作;擦除完毕后,FPGA最小***读出Flash存储器中数据并对测试结果判断,将判断结果发给上位机显示;若读出数据为FFh,则代表操作成功;
其次,通过进行写操作测试:通过上位机输出写操作指令,传送到FPGA最小***,对Flash存储器进行擦除操作;数据写进Flash存储器后,FPGA最小***执行读取操作,将写入Flash存储器中数据读出来,然后与写入的数据比较;若相同,则代表操作成功,否则失败;比较结果会发给上位机显示。
7.根据权利要求6所述的基于USB3.0的Flash存储器测试模块的测试方法,其特征在于,所述的FPGA最小***的工作过程如下:
擦除指令执行时,FPGA最小***向Flash存储器发送擦除控制字,Flash存储器内部执行擦除操作,擦除结束后,FPGA最小***会向Flash存储器发送读取控制字,读取Flash存储器内部数据,读出的数据在FPGA最小***内比较,比较结果传给上位机;
当写指令执行时,FPGA最小***内部会产生1到255的255个数,在FPGA最小***控制下,255个数传送给写FIFO;当写FIFO内部空间不为空时,写FIFO内部数据被读到FPGA最小***总线上并写入到Flash存储器中,数据写完后,FPGA最小***发送读取命令,将Flash存储器中数据读出,与1到255个数进行比较;FPGA最小***将比较结果发送给上位机,完成测试工作。
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