根据多家已上市存储企业的2024年年报,嵌入式存储占比从2022到2024三年来一直处于增长趋势。未来入局UFS的厂商会越来越多。高效的产品研发、验证、导入将会成为竞争中的关键因素,这些都需要测试的支持和保证。所以,如何在在产品研发、验证、生产阶段,快速、高效地完成对UFS的全面测试,已经成为各大有志于投入UFS产品的各大厂商的重要挑战。
很多之前从事SSD研发和生产的企业,都在布局UFS。UFS和SSD虽然都属于基于NAND的存储产品,但是使用场景和业务背景区别很大,这也意味着两者的测试基础平台和测试框架也有巨大的差异。随便买一台PC机就可以测试SSD的测试逻辑已经在UFS上走不通。
两者的测试差异主要体现在以下几个方面:
1)测试平台:主流的X86平台并不支持UFS接口,无法用PC直接测试UFS,而一些厂家采用的fpga搭建bridge的方案成本过高,大批量铺开测试代价很高。当然,也有自研bridge芯片搭建UFS测试平台的案例,但是这意味着每次UFS接口的迭代就伴随着bridge芯片的更新,这样就存在“鸡生蛋,蛋生鸡”问题,支持PCIe转UFS的bridge芯片和正要验证的UFS芯片,到底是谁先有。
2)系统环境:消费级SSD的测试系统以Windows为主,配以一定比例的Linux(比如Ubuntu)和国产化操作系统(比如统信、麒麟等),这些操作系统都可以方便的安装在SSD上。而UFS的应用场景主要在手机等嵌入式产品,这类产品的系统以安卓为主,每个手机一般需要对应工具链支持才能把系统烧录进去,这个工具未必对外开放,而且即使从一些渠道获得了工具,把系统烧录到UFS了,手机也未必能正常启动,原因是手机CPU和UFS做了协议验证,没有手机厂家的进一步支持,系统无法正常启动,也就无从测试UFS。存储厂家最好是能用标准版本的Linux进行测试,比如ubuntu系列的系统版本。
3)系统盘 or 数据盘:在测试的初始阶段,一般将被测盘片作为数据盘,这样避免了系统行为对被测盘的读写影响。SSD的测试平台可以支持多个盘的同时使用,但是手机的CPU往往只支持一个UFS,这就需要将UFS以外的其他器件作为系统盘,比如emmc或者外挂SD/TF。这就需要编写操作系统的引导,从而实现从UFS之外的存储系统引导启动。而这部分代码是CPU厂家不对外开放的,挑战较大。
4)测试驱动:假设平台硬件已经ready,系统也能从UFS以外的存储器件启动了,那么如何测试?又是新的问题。首先要解决的就是自研驱动的,安卓系统虽然自带驱动,但是无法满足UFS器件测试的需求。主要体现在:(1)性能低,随机只能最多跑到不到300K,这不是UFS的问题,而是驱动能力不足。(2)协议测试等测试类别,需要注错,原生驱动并不会支持给器件下发错误命令,但这是测试UFS器件协议一致性以及错误处理能力的必要需求。(3)增加驱动log,在研发和验证测试阶段,需要驱动log、系统log、设备log的配合,便于更好的定位问题。难不成每个UFS的参与企业都要自己写一个UFS驱动?
5)测试框架:测试工程师更愿意研究测试场景,开发测试case,而不是去研究测试框架的底层实现。越是底层的越是繁琐,测试工程师也未必具备这样的coding能力。如果将脚本层以下的测试框架,都由专业的公司架构好,测试工程师才有精力集中在用例开发上。测试框架会针对每种测试对象,提供丰富的测试API接口,测试工程师了解API的功能,结合自身的case设计需求,就可以写出脚本,才是测试工程师最想要的。
6)测试用例:针对UFS的通用特性及测试需求,提供一套相对完善的测试脚本库,相信是相关测试团队梦寐以求的。积累的过程是漫长的,火箭升空需要足够的助力。
这些差异,也恰恰是想从事或者正在从事UFS开发和应用的厂家的痛点。
超高速测试性能
在 UFS 4.1的应用测试中,客户在T-Bird平台上实现了最高顺序读取速度达 4.3GB/s,随机读速接近 800K IOPS,而随机写速也高达近 650K IOPS,完美满足对高速数据传输的严苛需求。
多协议全覆盖
无论是 UFS 4.1/4.0、UFS 3.1 还是 UFS 2.2 协议,T-Bird都能轻松驾驭,确保各类嵌入式存储产品在测试过程中达到行业最新标准。
灵活的系统支持
兼容 Linux 与 Android 双系统启动,适应不同测试环境,极大地提升了测试的灵活性与适用范围。
自动化测试一键启动
内置全面的测试用例库和自动化测试功能,使用户能够通过一键操作,迅速启动测试流程,显著缩短测试周期。
丰富的二次开发接口
为开发者提供了便捷的二次开发接口,用户可根据实际需求快速定制测试方案,满足特殊场景测试要求。
覆盖消费级至车规级应用
不仅适用于智能手机、平板电脑等消费级产品的 UFS 存储测试,T-Bird还能应对车载信息娱乐系统等对可靠性要求更高的车规级应用测试。
严格遵循行业标准
T-Bird完全符合UFS 4.1/4.0、UFS 3.1 及 UFS 2.2 的协议标准,确保测试数据的权威性与一致性,为产品认证保驾护航。
全方位电源与信号测试
提供全面的 UFS 电源标准测试及丰富的信号测试接口,有效定位潜在问题,保障芯片和系统间的完美兼容。
稳定可靠的长时间运行
独特的散热设计和电源管理方案,保证平台在高强度测试条件下依然保持稳定高效的运行状态。
协议测试
快速验证产品对 UFS 4.1/4.0、UFS 3.1、UFS 2.2 协议标准的兼容性,确保产品顺利通过各项认证测试。
嵌入式应用测试
针对智能手机、平板电脑以及其他嵌入式系统的 UFS 存储组件,提供全面、精准的测试解决方案。
车规级可靠性测试
针对自动驾驶、车载娱乐等高要求应用场景,T-Bird能够满足宽温、抗振动等严苛环境测试需求,为车规级产品提供坚实支持。
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