机载存储设备测试系统的制作方法

本发明涉及航空电子系统机载存储测试领域，具体是一种对机载存储设备进行测试的测试系统。

背景技术：

机载存储设备是整个机载航电系统的关键设备之一，承担着机载数据存储的重要任务，其性能高低和可靠程度影响着机载数据记录的完整性和安全性。目前机载存储设备数据存储介质一般使用固态硬盘，相较于机械硬盘，固态硬盘体积小，容量大，读写速率尤其是随机读写速率远高于机械硬盘，其机械特性如抗震动能力亦明显占优。现阶段国产化趋势下，机载存储设备一般使用国产固态硬盘存储数据，但由于核心技术相对落后，固态硬盘性能及可靠性欠佳，进而影响整个存储设备的性能和可靠性。

除固态硬盘的影响外，存储设备的性能和可靠性影响因素还包括所使用的操作系统、文件系统、驱动软件及硬件可靠性等。目前机载存储设备的测试主要根据应用场景及存储设备与其他设备交互的数据结构设定相对简单的功能测试，并在windows或linux系统下通过测试软件如iometer进行固态硬盘的性能测试。上述测试仅能反映存储设备的功能和固态硬盘在某操作系统下的性能，而机载设备一般使用vxworks实时操作系统，配合使用通用或自定义的文件系统及对应存储介质驱动软件，其他操作系统下的测试结果不能真实反映实际机载存储设备的性能及可靠性。另外，机载测试设备及测试软件根据机载存储设备定制，价格昂贵，调试复杂，实际增加了存储设备的整体成本。因此，需要对现有的机载存储测试系统进行改进。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提出一种机载存储设备测试系统，验证机载存储设备的性能及可靠性，并实现机载存储设备自动化测试。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种机载存储设备测试系统，包含测试输入模块、测试软件模块和测试报告输出模块，其中：

所述测试软件模块将测试目标程序文件加载进机载存储设备；

所述测试输入模块将接收到的测试类型及相应的测试参数发送给测试目标程序文件；

所述测试目标程序文件在接收到测试类型及相应的测试参数后，根据测试类型产生激励数据并执行对应测试操作，将测试结果传输至测试报告输出模块；

测试报告输出模块用于解析接收到的测试结果，并生成测试报告。

本发明提供的机载存储设备测试系统可极大提高存储设备的测试验证的准确性和效率，暴露存储设备性能缺陷，提供完整的测试结果指标，指导设备改进。该系统中存储设备与测试主机交联少，可在各种测试环境如高低温箱中进行测试，充分验证不同环境下存储设备的性能。测试目标程序文件及测试类型可根据具体存储设备配置或根据工程实践中遇到的问题及故障有针对性的添加并回溯到测试软件中，极容易迭代并覆盖大部分故障，降低测试设备成本。该发明适用于各种存储设备，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为机载存储设备测试系统的结构示意图。

图2为测试类型示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

1.测试系统结构

本实施例所示的机载存储设备测试系统如下图1所示。

本测试系统主要由测试主机、机载存储设备及相应的软件组成。测试主机为通用的pc机，测试主机内配置的软件包含测试输入模块、测试软件模块和测试报告输出模块，与被测机载存储设备间通过以太网及串口进行连接；机载存储设备为标准机载产品，一般由母板、电源板、主控板、存储介质(固态硬盘等)及运行于主控板上的vxworks操作系统及相关软件组成。

测试主机中测试输入模块为图形化界面，供测试人员输入相关测试参数；测试软件模块用于生成测试目标程序文件，测试目标程序文件通过以太网加载至机载存储设备，运行于机载存储设备主控板之上；测试目标程序文件的测试结果通过以太网传输至测试报告输出模块，待所有测试完成，测试报告输出模块自动生成测试报告。

测试人员首先启动机载存储设备及测试主机中模块，然后通过串口输入指令将测试目标程序文件加载至机载存储设备并启动测试目标程序文件，此时测试目标程序文件运行于机载存储设备的内存中并等待接收测试类型和相关测试参数；测试人员通过测试输入模块输入待测试类型、测试周期、测试数据类型、测试次数等相关测试参数并确认执行，可同时输入多种测试类型及相关参数，测试过程按照测试类型输入顺序执行；测试目标程序文件接收到待执行的测试类型及相关参数后，根据测试类型产生激励数据并执行对应测试操作，每种测试类型执行完成后，测试目标程序将测试结果通过以太网传输至测试报告输出模块；测试报告输出模块接收完所有测试类型的执行结果信息，解析信息并生成测试报告。

2.测试类型及方法

本发明的关键在于测试目标程序文件，其接收测试参数并解析，产生相应的激励数据并执行对应的测试操作，并把测试结果通过以太网输出至测试报告输出模块。测试类型可根据项目或实验中遇到的问题或故障动态添加，此时只需要更新测试目标程序文件即可，增加测试覆盖率的同时也方便测试目标程序文件迭代。

本实施例作为举例说明，测试类型可以包含可靠性测试、挂盘测试、性能测试三大项，每项包含若干小项：可靠性测试包含读盘测试、写盘测试、数据完整性测试、异常掉电测试、硬盘寿命测试；挂盘测试包含上电挂盘测试、热插拔测试；性能测试包含文件系统层和驱动层的单线程及多线程读写速度测试、iops测试、dma及内存拷贝速率测试。基本的测试类型分层如图2所示：

测试过程如上节所述，各测试类型的测试内容如下：

(1)可靠性测试

a.读盘验证

验证固态硬盘所有逻辑扇区可读；

任意扇区或扇区段多次读操作，读取数据一致。

b.写盘验证

验证固态硬盘所有逻辑扇区可写；

任意扇区或扇区段多次写操作并回读数据，数据对比一致。

c.数据完整性验证

按不同单次操作扇区数写入数据，直至写满5gb数据，分别执行刷固态硬盘cache和不刷cache两种操作，执行完成后立即对存储设备下电，等待10秒再次上电，比对写入数据是否丢失并统计丢失率。

d.异常掉电验证

按不同单次操作扇区数写入数据，写过程中控制存储设备下电，等待10秒再次上电，比对写入数据是否丢失并统计丢失率。

e.寿命验证

连续写入固态硬盘容量大小的数据，每次写完成后读取固态硬盘smart相关信息并记录，直至固态硬盘无法写入。

(2)挂盘测试

a.上电挂盘测试

周期控制存储设备上电、下电，验证存储设备上电后固态硬盘挂载成功率。

b.热插拔测试

持续对固态硬盘进行读写操作，周期控制存固态硬盘上电、下电，验证固态硬盘热插拔挂载成功率。

(3)性能测试

a.文件系统层

①测试单线程读、写速率；

②测试多线程读、写速率。

b.驱动层

①测试单线程读、写速率；

②测试多线程读、写速率。

c.iops

测试目标程序文件产生随机激励数据，测试存储设备iops。

d.dma速率

分别按单字节、双字节、四字节对齐及不对齐方式测试存储设备dma传输速率。

e.内存拷贝速率

分别按单字节、双字节、四字节对齐及不对齐方式测试存储设备内存拷贝传输速率。

以读盘验证中验证任意扇区或扇区段多次读操作，读取数据一致为例，详细说明测试步骤如下：

a.测试人员打开测试主机及相关模块，开启待测存储设备，确保以太网与串口连通；

b.测试人员通过串口输入相关指令将测试目标程序文件通过以太网加载进待测设备中；

c.在测试输入界面输入测试参数，包括测试扇区范围(如0x0～0x100000)，单次测试扇区数(如0x10)，重复读取次数(如0x1)，重复测试次数(如0x5)，输入完成后确认，测试参数通过以太网传输至存储设备并被运行的测试目标程序文件捕获；

d.运行的测试目标程序文件解析测试数据，并产生相应的数据激励，根据测试参数执行扇区读操作，并对前后两次读取的数据进行一致性检查，记录一致性检查结果；

e.待重复测试次数完成后，运行的测试目标程序文件将测试参数及测试结果一并通过以太网传输至测试报告输出模块；

f.测试报告输出模块根据测试参数及结果自动生成对应测试类型的测试报告，若有多种测试类型，合并生成一份完整测试报告。