存储设备的掉电保护测试系统及其应用方法与流程

本发明涉及掉电保护设备，具体涉及一种存储设备的掉电保护测试系统及其应用方法。

背景技术：

1、非易失性存储器是存储设备在实现功能时必备的物理器件，用于存储各类重要数据和信息资产，其稳定性和可靠性在应用中至关重要。存储设备在使用过程中，因使用环境的复杂性和多样性，会因为各种意外而遭遇停电、断电、异常掉电等情况发生，如此时存储设备正在存储数据，将不可避免的对存储器尤其是非易失性存储器造成影响，导致数据丢失甚至存储器损坏的情况发生。

2、存储设备掉电导致数据丢失或者存储器受损，是因为主电源异常掉电时，正在进行数据的存储操作，特别是系统在写分区和文件列表时，主电源异常掉电，会导致系统突然终止分区和文件列表的更新，破坏系统分区和文件列表的完整性，造成文件系统损坏，导致数据丢失甚至存储器损坏。

3、通常情况下，emmc、f l ash等非易失性存储器具备掉电保护的功能，但这种掉电保护并不能针对所有的掉电情况进行保护，因此在存储设备的设计中，会增加硬件的掉电保护电路和软件的掉电保护程序设计来加强存储设备的掉电保护，因此，也需要合理有效的测试方法对存储设备的掉电保护功能进行评估。

4、现有的技术方案进行掉电保护功能测试一般为人为可控掉电模拟的状态，例如申请号为cn201910272298.4的专利通过模拟掉电信号的方式进行测试，无法测试掉电保护的全过程，测试不充分。

5、另有一些技术方案不测试备用电源的放电时长，反而测试存储数据的完整性，再来判断掉电保护功能是否有效，例如申请号为cn201910272298.4的专利需要通过文件校验的方式判断是否有数据丢失，进而判断掉电保护功能是否有效，测试用例相对复杂，测试效率低且测试不充分。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种存储设备的掉电保护测试系统及其应用方法，简单、高效，能对存储设备的掉电保护功能进行全面测试。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种存储设备的掉电保护测试系统，包括主电源、开关电路、控制模块、备用电源检测模块以及被测试的存储设备，所述主电源的输出端通过开关电路与存储设备的电源端相连，所述存储设备分别与控制模块、备用电源检测模块连接，所述开关电路的控制端与控制模块相连，所述备用电源检测模块的输入端与被测试的存储设备中备用电源的输出端相连，所述备用电源检测模块的输出端与控制模块相连。

4、进一步的，所述开关电路包括晶体管q1、晶体管q2、电容c1～电容c5和电阻r1～r3，主电源的输出端与晶体管q1的源极相连，所述晶体管q1的漏极与存储设备的电源端相连并同时通过电容c3和c4接地，所述电容c1和电阻r1两者均并联布置于晶体管q1的源极和栅极之间，所述电容c2并联布置于晶体管q1的栅极和漏极之间，所述晶体管q2的栅极与控制模块的输出端相连、漏极通过电阻r2与晶体管q1的栅极相连且源极接地gnd，电容c5和电阻r3均并联布置于晶体管q2的栅极与源极之间。

5、进一步的，所述晶体管q1为pmos管。

6、进一步的，所述晶体管q2为nmos管。

7、进一步的，所述备用电源检测模块包括电阻r4和r5和比较器u1，所述被测试的存储设备中备用电源的输出端通过电阻r4和r5接地gnd，且电阻r4和r5之间的中间节点作为分压输出端与比较器u1的负输入端相连，所述比较器u1的正输入端与比较器u1的参考电压ref引脚相连，当被测试的存储设备中备用电源通过电阻r4和r5分压后的电压高于参考电压ref时，比较器u1输出的信号c为低电平；当被测试的存储设备中备用电源通过电阻r4和r5分压后的电压低于参考电压ref时，比较器u1输出的信号c为高电平。

8、进一步的，所述存储设备中备用电源为超级电容，用于在检测到主电源掉电后给存储设备供电，使得存储设备启动掉电保护将正在存储的数据完成存储。

9、本发明还提出一种任意一项所述的带备用电源的存储设备的掉电保护测试系统的应用方法，包括：

10、s101，断开被测试存储设备的电源，确定被测试存储设备中备用电源开始放电时间t1；

11、s102，通过备用电源检测模块检测被测试存储设备中备用电源的电压v低于设定阈值v1时的时间t2；根据时间t2和被测试存储设备中备用电源开始放电时间t1计算备用电源的放电时长t，若备用电源的放电时长t大于预设的存储设备的掉电保护时间t，则被测试存储设备的掉电保护功能满足设计要求。

12、进一步的，步骤s101包括：

13、s201，通过控制模块接通开关电路，使得所述主电源的输出端通过开关电路为存储设备供电，存储设备开始工作，当存储设备存储数据时发送信号a给控制模块，跳转下一步；

14、s202，控制模块收到信号a后关闭开关电路，使得所述主电源的输出端停止通过开关电路为存储设备供电；

15、s203，存储设备在掉电后发送信号b给控制模块，控制模块在收到信号b后记录当前时间为被测试存储设备中备用电源开始放电时间t1；同时，存储设备启动掉电保护，将正在存储的数据完成存储。

16、进一步的，步骤s101包括：

17、s301，控制模块接通开关电路后，延时随机时间再关闭开关电路，使得所述主电源的输出端停止通过开关电路为存储设备供电；

18、s302，存储设备在掉电后发送信号b给控制模块，控制模块在收到信号b后记录当前时间为被测试存储设备中备用电源开始放电时间t1；同时，存储设备在掉电后启动掉电保护，将正在存储的数据完成存储。

19、进一步的，步骤s102中根据时间t2和被测试存储设备中备用电源开始放电时间t1计算备用电源的放电时长t是指：将时间t2减去备用电源开始放电时间t1得到备用电源的放电时长t。

20、本发明具有以下优点：

21、本发明通过备用电源检测模块连接被测试的存储设备中备用电源的输出端，以测试备用电源的放电时长是否满足设计要求的方式来对掉电保护功能进行测试，相比校验数据是否丢失，本发明判断掉电保护功能是否有效的方法更为简单，更符合设计原理；此外，本发明的开关电路由晶体管构成，通过切换控制模块输出高/低电平，可触发主电源重新上电，实现自动循环测试，测试效率高。

技术特征：

1.一种存储设备的掉电保护测试系统，其特征在于，包括主电源(1)、开关电路(2)、控制模块(3)、备用电源检测模块(4)以及被测试的存储设备(5)，所述主电源(1)的输出端通过开关电路(2)与存储设备(5)的电源端相连，所述存储设备(5)分别与控制模块(3)、备用电源检测模块(4)连接，所述开关电路(2)的控制端与控制模块(3)相连，所述备用电源检测模块(4)的输入端与被测试的存储设备(5)中备用电源的输出端相连，所述备用电源检测模块(4)的输出端与控制模块(3)相连。

2.根据权利要求1所述的存储设备的掉电保护测试系统，其特征在于，所述开关电路(2)包括晶体管q1、晶体管q2、电容c1～电容c5和电阻r1～r3，主电源(1)的输出端与晶体管q1的源极相连，所述晶体管q1的漏极与存储设备(5)的电源端相连并同时通过电容c3和c4接地，所述电容c1和电阻r1两者均并联布置于晶体管q1的源极和栅极之间，所述电容c2并联布置于晶体管q1的栅极和漏极之间，所述晶体管q2的栅极与控制模块(3)的输出端相连、漏极通过电阻r2与晶体管q1的栅极相连且源极接地gnd，电容c5和电阻r3均并联布置于晶体管q2的栅极与源极之间。

3.根据权利要求2所述的存储设备的掉电保护测试系统，其特征在于，所述晶体管q1为pmos管。

4.根据权利要求3所述的存储设备的掉电保护测试系统，其特征在于，所述晶体管q2为nmos管。

5.根据权利要求4所述的存储设备的掉电保护测试系统，其特征在于，所述备用电源检测模块(4)包括电阻r4和r5和比较器u1，所述被测试的存储设备(5)中备用电源的输出端通过电阻r4和r5接地gnd，且电阻r4和r5之间的中间节点作为分压输出端与比较器u1的负输入端相连，所述比较器u1的正输入端与比较器u1的参考电压ref引脚相连，当被测试的存储设备(5)中备用电源通过电阻r4和r5分压后的电压高于参考电压ref时，比较器u1输出的信号c为低电平；当被测试的存储设备(5)中备用电源通过电阻r4和r5分压后的电压低于参考电压ref时，比较器u1输出的信号c为高电平。

6.根据权利要求5所述的存储设备的掉电保护测试系统，其特征在于，所述存储设备(5)中备用电源为超级电容，用于在检测到主电源(1)掉电后给存储设备供电，使得存储设备启动掉电保护将正在存储的数据完成存储。

7.一种权利要求1～6中任意一项所述的存储设备的掉电保护测试系统的应用方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的存储设备的掉电保护测试系统的应用方法，其特征在于，步骤s101包括：

9.根据权利要求7所述的存储设备的掉电保护测试系统的应用方法，其特征在于，步骤s101包括：

10.根据权利要求7所述的存储设备的掉电保护测试系统的应用方法，其特征在于，步骤s102中根据时间t2和被测试存储设备(5)中备用电源开始放电时间t1计算备用电源的放电时长t是指：将时间t2减去备用电源开始放电时间t1得到备用电源的放电时长t。

技术总结
本发明公开了一种存储设备的掉电保护测试系统及其应用方法，系统包括主电源、开关电路、控制模块、备用电源检测模块以及被测试的存储设备，主电源的输出端通过开关电路与存储设备的电源端相连，控制模块分别与开关电路、存储设备、备用电源检测模块有信号连接，备用电源检测模块与存储设备中的备用电源相连。方法包括：断开存储设备的电源，确定存储设备中备用电源开始放电时间T1；通过备用电源检测模块检测存储设备中备用电源的电压V低于设定阈值V1时的时间T2；根据时间T2和时间T1计算备用电源的放电时长T；若T大于预设的存储设备的掉电保护时间t，则掉电保护功能满足设计要求。本发明简单、高效，能全面测试掉电保护功能。

技术研发人员：谢树平,章敏,王萌
受保护的技术使用者：湖南艾科诺维科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13