一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统的制作方法

本发明涉及固态硬盘故障检测，具体而言，涉及一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统。

背景技术：

1、随着信息技术的飞速发展，数据存储需求呈现爆炸式增长，固态硬盘作为一种高性能、高可靠性的数据存储解决方案，已广泛应用于计算机、服务器、数据中心等领域。然而，随着使用时间的增长或不当使用，固态硬盘可能会出现各种性能下降或故障问题，如闪存芯片损坏、读写速度下降、数据丢失等。因此，开发一种高效的固态硬盘芯片闪存综合诊断系统显得尤为重要。

2、现有技术中，也有一些涉及到固态硬盘故障监测、诊断等相关解决方案，例如，中国专利号为cn2023117245541的一种固态硬盘的故障检测装置和方法的发明专利申请，其包括工作平台、可拆卸式连接在工作平台上的限位夹具、设于工作平台上的三轴运动平台、连接在三轴运动平台上的连接端子、连接在连接端子上的连接板以及连接在连接板上的预检测机构，可对每一组相邻金属引脚之间是否出现短接进行检测，且对出现短接的相邻金属引脚之间的区域进行擦拭，直至相邻金属引脚不再短接后再与相应检测设备电连接，可有效的降低因故障检测而导致的二次破损。

3、另外一件的中国专利号为cn2021106768698的ssd硬盘故障诊断与数据恢复工具的发明专利申请，其核心为一高性能控制处理器，集成多项高级功能模块于一体：实时监控ssd状态并通过智能化算法诊断故障类型，直观识别ssd接口并能高效提取坏块数据镜像，支持恢复已删除、格式化甚至执行过trim操作的ssd数据，启用硬件级ssd只读保护，确保数据安全，灵活控制ssd供电状态，加之智能电路保护机制，有效防范故障扩散，最终生成详细的ssd故障诊断报告，为维护与修复提供科学依据。

4、上述方案虽然提出了固态硬盘故障诊断的一些解决方法，但是现有技术还存在以下几种局限性表现，具体为：1、现有技术针对故障固态硬盘的诊断缺乏全方位的缘由排查，侧重于单一类型的故障检测，如专注于读写性能测试或简单的smart状态检查，缺乏对物理损伤、线路级故障、闪存芯片错误等多维度的综合分析，影响故障固态硬盘的诊断结果的可靠性、准确性和有效性。

5、2、现有技术存在故障固态硬盘的诊断结果细致指向性不足问题，多从宏观角度提出故障类型，未能进一步基于故障类型指出具体故障对象，使得用户或维修人员难以快速定位到故障发生的具体位置，使得故障点的识别仅停留在表面，缺乏对故障成因的深层次挖掘。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，包括：测试平台搭建模块、物理损伤检测模块、线路故障检测模块、闪存芯片故障检测模块、故障硬盘诊断报告反馈模块和云数据库。

3、所述测试平台搭建模块分别与物理损伤检测模块、线路故障检测模块、闪存芯片故障检测模块连接，所述物理损伤检测模块、线路故障检测模块、闪存芯片故障检测模块均与故障硬盘诊断报告反馈模块连接，所述云数据库分别与物理损伤检测模块、闪存芯片故障检测模块连接。

4、测试平台搭建模块，用于搭建包含限位夹具、万能表、闪存芯片接口适配器、电源设备和摄像组件的自动化测试平台，将移除壳体的故障硬盘固定在测试平台限位夹具上。

5、物理损伤检测模块，用于通过摄像组件采集故障硬盘的内部结构图像，诊断故障硬盘内部固件是否存在物理损伤现象并输出诊断结果。

6、线路故障检测模块，用于将故障硬盘的电源连接器接入电源设备，通过万能表对故障硬盘内部各线路进行电压测试，诊断故障硬盘内部线路是否存在连接失效现象并输出诊断结果。

7、闪存芯片故障检测模块，用于通过闪存芯片接口适配器将故障硬盘内部各闪存芯片接入电源设备，对故障硬盘内部各闪存芯片进行读写测试和擦写测试，诊断故障硬盘内部是否存在故障闪存芯片并输出其对应闪存故障类型。

8、故障硬盘诊断报告反馈模块，用于整合上述各检测模块的输出诊断结果，生成故障硬盘的诊断报告并进行反馈。

9、云数据库，用于存储各型号各规格固态硬盘的标准内部结构图像，存储各型号闪存芯片对应单位存储块的存储空间、擦写疲倦周期阈值、标准读写测试指标序列和标准擦写测试指标序列。

10、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）本发明通过搭建包含限位夹具、万能表、闪存芯片接口适配器、电源设备和摄像组件的自动化测试平台，实现从物理固定到电气检测的全自动化流程，显著提高故障硬盘诊断效率和准确性，减少人工干预带来的误差。

11、（2）本发明通过将故障硬盘的内部结构图像、标准内部结构图像进行比对，以固件区域的热损伤特征或者形损伤特征，诊断故障硬盘内部固件是否存在物理损伤现象，并在诊断存在物理损伤现象基础上输出各存在热损伤特征或者形损伤特征的固件编号，实现了高效、精确、自动化的故障硬盘内部固件物理损伤检测，有助于提高维修效率和保护故障硬盘的完整性。

12、（3）本发明通过万能表对故障硬盘内部各线路进行电压测试，依据电压测量的客观数据诊断故障硬盘内部线路是否存在连接失效现象，并在诊断存在连接失效现象基础上输出各异常线路代号，不仅帮助维修人员全面了解硬盘内部线路的状态，还保证线路检测的安全性和经济性。

13、（4）本发明通过对故障硬盘内部各闪存芯片进行读写测试和擦写测试，以故障硬盘内部各闪存芯片各存储块的读写期望偏差系数和擦写期望偏差系数，诊断故障硬盘内部是否存在故障闪存芯片并输出其对应闪存故障类型，不仅具有重要的实用性和准确性，还能够有效提高硬盘故障的诊断效率，实现闪存芯片自动化诊断的同时降低硬盘损坏的风险。

14、（5）本发明通过将物理损伤检测、线路故障检测和闪存芯片故障检测的输出诊断结果整合，生成故障硬盘的诊断报告并进行反馈，完善现有技术针对故障固态硬盘的诊断缺乏全方位的缘由排查缺陷，有效提升故障固态硬盘诊断流程全面化科学化，从而保证故障固态硬盘诊断结果的可靠性、准确性和有效性。

技术特征：

1.一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述诊断故障硬盘内部固件是否存在物理损伤现象，包括：识别故障硬盘的型号与规格，从云数据库检索相应型号规格固态硬盘的标准内部结构图像作为故障硬盘的标准内部结构图像，将故障硬盘的内部结构图像、标准内部结构图像分别作为第一、二图层导入matlab软件，确定故障硬盘内部各固件的中心位置，按照中心位置从上至下从左至右的顺序为故障硬盘内部各固件进行编号标记，以中心位置为圆点，以预设距离为半径构建各固件区域，分别比对第一、二图层各固件区域的背景子区域和硬件子区域，识别第一图层各固件区域是否存在热损伤特征或者形损伤特征，若识别第一图层内任一固件区域存在热损伤特征或者形损伤特征，则诊断故障硬盘内部固件存在物理损伤现象，并将各存在热损伤特征或者形损伤特征的固件编号联合是作为诊断结果输出，反之若第一图层内任一固件区域均不存在热损伤特征或者形损伤特征，则诊断故障硬盘内部固件不存在物理损伤现象，将否作为诊断结果输出。

3.根据权利要求2所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述识别第一图层各固件区域是否存在热损伤特征，包括：通过matlab软件工具获取第一、二图层各固件区域的背景子区域的差分绝对值均方误差和结构相似度指数，分别记为和，其中为各固件区域的编号，，识别第一图层中满足条件的各固件区域存在热损伤特征。

4.根据权利要求3所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述识别第一图层各固件区域是否存在形损伤特征，包括：勾勒第一、二图层各固件区域的硬件子区域边界轮廓，分析第一图层各固件区域的硬件子区域边界轮廓与第二图层对应固件区域的硬件子区域边界轮廓的尺寸差异度，若尺寸差异度大于预设合理尺寸差异度阈值，则表示第一图层固件区域存在形变特征，并将形变特征作为固件区域存在形损伤特征的判定条件1；

5.根据权利要求2所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述诊断故障硬盘内部线路是否存在连接失效现象，包括：按照故障硬盘内部各固件的编号顺序，将故障硬盘内部编号1固件与编号2固件之间的各线路的代号表示为，将故障硬盘内部编号2固件与编号3固件之间的各线路的代号表示为，为相邻编号固件之间各线路的编号，，以此类推获取故障硬盘内部各线路的代号，并按照代号顺序利用万能表接触线路两端口进行电压值测量，若某线路的测量电压值处于预设一阶风险区间或预设二阶风险区间，则表示该线路存在短路或断路风险，记为异常线路，若故障硬盘内部存在异常线路，则诊断故障硬盘内部线路存在连接失效现象，并将各异常线路代号联合是作为诊断结果输出，反之将否作为诊断结果输出。

6.根据权利要求1所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述对故障硬盘内部各闪存芯片进行读写测试，包括：将电源设备测试软件设置随机读取模式，获取故障硬盘闪存芯片型号，从云数据库提取故障硬盘闪存芯片对应单位存储块的存储空间，设计相同存储空间的各格式类型的数据块，电源设备测试软件向故障硬盘内部各闪存芯片随机写入各格式类型的数据块，监测并生成故障硬盘内部各闪存芯片各存储块的读写测试指标序列，包括响应速度、读写速度、读写数据的内容错误率和格式错误率，实现故障硬盘内部各闪存芯片的读写测试。

7.根据权利要求6所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述对故障硬盘内部各闪存芯片进行擦写测试，包括：将电源设备测试软件设置连续读取模式，根据故障硬盘闪存芯片内单位存储块预设倍数的存储空间，设计相同存储空间的各格式类型的数据块，电源设备测试软件向故障硬盘内部各闪存芯片连续写入各格式类型的数据块，监测并生成故障硬盘内部各闪存芯片各存储块的擦写测试指标序列，包括有效擦写次数比和平均擦写时长，实现故障硬盘内部各闪存芯片的擦写测试。

8.根据权利要求7所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述诊断故障硬盘内部是否存在故障闪存芯片，包括：将故障硬盘内部各闪存芯片各存储块的读写测试指标序列与云数据库存储的故障硬盘闪存芯片对应单位存储块的标准读写测试指标序列一同输入读写期望偏差模型，输出故障硬盘内部各闪存芯片各存储块的读写期望偏差系数，若存储块的读写期望偏差系数大于预设读写期望偏差系数允许阈值，则将存储块记为读写异常块；

9.根据权利要求8所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述输出故障闪存芯片的闪存故障类型，包括：若故障闪存芯片存在读写异常块，通过电源设备测试软件向故障闪存芯片读写异常块输入ecc校正码进行存储编码校正，校正结束后，对读写异常块进行二次读写测试，若二次读写测试读写异常块恢复读写正常块，则输出故障闪存芯片的读写异常块的闪存故障类型为位翻转，反之输出为坏块。

10.根据权利要求8所述的一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，其特征在于：所述输出故障闪存芯片的闪存故障类型，还包括：若故障闪存芯片存在擦写异常块，通过电源设备测试软件向故障闪存芯片擦写异常块输入进行擦写周期查询，若擦写周期大于或等于云数据库存储的故障硬盘闪存芯片对应单位存储块的擦写疲倦周期阈值，则输出故障闪存芯片的擦写异常块的闪存故障类型为擦写疲倦，反之输出为坏块。

技术总结本发明涉及固态硬盘故障检测技术领域，具体而言，涉及一种固态硬盘芯片闪存综合诊断系统，通过设置测试平台搭建模块、物理损伤检测模块、线路故障检测模块、闪存芯片故障检测模块、故障硬盘诊断报告反馈模块和云数据库，本发明搭建自动化测试平台，在自动化测试平台上分别进行故障硬件的物理损伤检测、线路故障检测和闪存芯片故障检测，输出各次检测的诊断结果且细致性地提供对应故障位置，整合生成故障硬盘的诊断报告并进行反馈，完善现有技术针对故障固态硬盘的诊断缺乏全方位的缘由排查缺陷，有效提升故障固态硬盘诊断流程全面化科学化，从而保证故障固态硬盘诊断结果的可靠性、准确性和有效性。技术研发人员：李楚龙受保护的技术使用者：深圳市钜邦科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30