李 鵬，劉 凱，辛敏成，趙 楠，鄒田驥，張海濤

（1.中國(guó)科學(xué)院 空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心，北京 100094； 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.北京國(guó)科環(huán)宇空間技術(shù)有限公司，北京 100190）

0 引言

硬盤作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)闹匾浇?，是航天電子產(chǎn)品中的關(guān)鍵重要部件。傳統(tǒng)機(jī)械硬盤（hard-disk drive,HDD）受制于機(jī)械架構(gòu)的影響，主軸轉(zhuǎn)速的提升空間極其有限，并且其活動(dòng)部件會(huì)出現(xiàn)磁頭磨損、介質(zhì)滑擦、主軸電機(jī)故障等可靠性問題，造成使用壽命不足。固態(tài)硬盤（solid state drive,SSD）憑借容量大、體積小、速度高、功耗低、無噪聲、掉電數(shù)據(jù)不丟失、抗振動(dòng)沖擊、溫度適應(yīng)范圍寬等優(yōu)勢(shì)，在航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，數(shù)量可觀，地位重要[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2016年，全球SSD的出貨量就超過1.3億塊，總?cè)萘考s為50艾字節(jié)（260字節(jié)）。隨著越來越多的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SSD中，尤其是隨著我國(guó)載人航天工程空間科學(xué)、空間應(yīng)用的發(fā)展需求，對(duì)空間應(yīng)用大容量存儲(chǔ)單元的功能性能要求越來越高，同時(shí)提出了低功耗、長(zhǎng)壽命和低成本的可靠性要求，因此研究其空間環(huán)境可靠性水平變得至關(guān)重要。

截至2017年年底，關(guān)于SSD可靠性的研究大多數(shù)局限在實(shí)驗(yàn)室少數(shù)芯片綜合工況試驗(yàn)，采用的辦法通?；诠虘B(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)（JEDEC）標(biāo)準(zhǔn)，通過反復(fù)讀寫循環(huán)加速磨損達(dá)到加速考核的目的。JEDEC在2008年聯(lián)合硬盤用戶、SSD生產(chǎn)商、NAND生產(chǎn)商聯(lián)合制定發(fā)布了SSD鑒定標(biāo)準(zhǔn)JESD218和JESD219，詳細(xì)規(guī)定了SSD壽命測(cè)試及數(shù)據(jù)保持測(cè)試規(guī)范[3-4]；Mielke等人針對(duì)SSD可靠性的爭(zhēng)議問題，闡述了如何通過合理設(shè)計(jì)規(guī)避NAND失效機(jī)理以提升SSD可靠性，還論證了如何依據(jù)JESD218規(guī)范以及其他基于NAND故障物理的方法，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)手段開展SSD全壽命周期可靠性驗(yàn)證[5]；Schroeder等人回顧了近兩年Facebook、Google、Microsoft三家公司的數(shù)據(jù)中心實(shí)際應(yīng)用SSD類產(chǎn)品的失效報(bào)告，分析了NAND閃存SSD在批量化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)使用工況下的可靠性問題，指出了目前學(xué)術(shù)界及工業(yè)界在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和某些基本假設(shè)上的不合理之處[6]；Compagnoni等人對(duì)NAND閃存技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行綜述，著重介紹了NAND閃存主要性能參數(shù)的演變，解釋了NAND閃存逐步侵蝕機(jī)械硬盤的市場(chǎng)份額，發(fā)展成為最重要的非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集成解決方案的要因[7]；Boyd等人為探究SSD相比于HDD的發(fā)展前景，提出了一種量化閃存生產(chǎn)過程環(huán)境影響的NAND閃存壽命周期評(píng)估方法，涵蓋了150、120、90、65和45 nm等5代產(chǎn)品[8]。

目前我國(guó)對(duì)SSD的空間環(huán)境效應(yīng)、失效機(jī)理模式、地面模擬試驗(yàn)方法和加速試驗(yàn)技術(shù)等幾個(gè)方面所開展的系統(tǒng)性研究還不多，尚未完全掌握SSD空間環(huán)境性能參數(shù)的變化規(guī)律，對(duì)SSD失效模式和失效機(jī)理不清，缺少相應(yīng)的空間環(huán)境性能和可靠性指標(biāo)。以至于在航天器的可靠性設(shè)計(jì)中，只能基于經(jīng)驗(yàn)對(duì)SSD采取冗余設(shè)計(jì)、降額使用，或增加空間環(huán)境地面模擬試驗(yàn)項(xiàng)目，限制了設(shè)計(jì)水平的提升。

為分析NAND閃存SSD的空間環(huán)境效應(yīng)，奠定后續(xù)商用SSD空間應(yīng)用的可靠性評(píng)估研究基礎(chǔ)，本文設(shè)計(jì)了一套可覆蓋熱循環(huán)、熱真空、空間輻射等典型空間環(huán)境效應(yīng)的SSD試驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)采集、處理、圖形化顯示、存儲(chǔ)、回放等功能，可監(jiān)測(cè)批量SSD的SATA接口供電電壓、電流、平均和實(shí)時(shí)讀/寫速率、平均讀/寫響應(yīng)時(shí)間、寫入數(shù)據(jù)量等性能參數(shù)，并定期檢查記錄SSD的磁盤容量情況，還能調(diào)節(jié)測(cè)試策略（讀寫比例、數(shù)據(jù)包大小、訪問模式），控制供電電壓。

1 SSD概況

1.1 結(jié)構(gòu)與工作原理

基于NAND閃存的SSD的基本功能是通過標(biāo)準(zhǔn)SATA接口與主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換，主要由主控芯片、緩存芯片、NAND閃存芯片、電源芯片和SATA接口組成[9]，如圖1所示，主控芯片作為支持SSD的定制化微處理器，負(fù)責(zé)NAND閃存與主機(jī)間的通信傳輸；緩存DRAM作為主控的工作內(nèi)存，并運(yùn)行固件；NAND閃存包含多塊NAND芯片，主要用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，占據(jù)了印制板大部分空間；電源芯片處理5 V直流電壓，為各功能單元供電。SATA接口為SSD與主機(jī)間數(shù)據(jù)和電源交互的接插件[10]。SSD的基本工作原理是：SSD通過SATA接口與計(jì)算機(jī)相連，數(shù)據(jù)和電源通過SATA接口分別接入主控芯片和電源芯片，電源芯片將電源降壓后向各功能單元供電；主控芯片將數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯地址和物理地址轉(zhuǎn)換后，分配到各NAND閃存上進(jìn)行讀寫操作，主控芯片與閃存之間的數(shù)據(jù)交互緩沖由緩存芯片完成，如圖2所示。

圖1 Intel S3500系列SSD開盒后芯片及器件全貌Fig.1 Intel S3500 series SSD with case removed and notable components identified

圖2 SSD基本結(jié)構(gòu)框圖Fig.2 Basic structural diagram of SSD

1.2 主要性能指標(biāo)及故障分析

SSD的主要工作性能指標(biāo)可以用工作電流、讀寫速度以及壞塊數(shù)量來進(jìn)行表征。

1）工作電流

工作電流包括寫入電流和讀取電流，主要取決于環(huán)境條件、操作平臺(tái)（計(jì)算機(jī)CPU、接口類型等）、讀寫數(shù)據(jù)包大小、閃存狀態(tài)等因素。工作電流不僅可以表征SSD穩(wěn)定工作的能力，還能反映其連續(xù)工作時(shí)性能的漂移特性和退化特性，是進(jìn)行可靠性分析的重要數(shù)據(jù)來源。

2）讀寫速度

SSD具有順序和隨機(jī)2種讀寫方式。順序讀寫方式主要用于傳輸大量連續(xù)數(shù)據(jù)的工況，該方式的關(guān)鍵衡量指標(biāo)是數(shù)據(jù)吞吐量，其單位為MByte/s；隨機(jī)讀寫方式主要用于頻繁傳輸小文件的工況，該方式的關(guān)鍵衡量指標(biāo)是單位時(shí)間（一般為每秒）內(nèi)系統(tǒng)能處理的I/O請(qǐng)求數(shù)量（input/output per second,IOPS）。SSD的讀寫速度主要取決于環(huán)境條件、操作平臺(tái)、讀寫數(shù)據(jù)包大小、閃存狀態(tài)、內(nèi)部算法等因素，反映了其是否故障的狀態(tài)。

3）壞塊數(shù)量

在對(duì)SSD進(jìn)行讀寫操作時(shí)，閃存中的某些塊在數(shù)據(jù)寫入或擦除過程中會(huì)產(chǎn)生無法校正的錯(cuò)誤，此時(shí)主控芯片將這些塊標(biāo)記為壞塊，不再對(duì)其進(jìn)行讀寫操作。SSD的壞塊數(shù)量主要取決于環(huán)境條件、讀寫負(fù)荷、閃存狀態(tài)等因素。當(dāng)SSD長(zhǎng)期執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫和擦除后，隨著無法校正錯(cuò)誤的增加，其壞塊數(shù)量也將會(huì)增加，這反映了SSD長(zhǎng)時(shí)間工作的性能特征變化。

工業(yè)界對(duì)SSD可靠性及故障的研究主要集中在硬盤故障、無法校正的錯(cuò)誤、靜態(tài)錯(cuò)誤等3個(gè)方面。其中硬盤故障定義為硬盤功能失效或者性能衰退至用戶不再使用；無法校正的錯(cuò)誤定義為當(dāng)主機(jī)發(fā)出讀取指令時(shí)，硬盤響應(yīng)為數(shù)據(jù)不可恢復(fù)的信號(hào)；靜態(tài)錯(cuò)誤定義為當(dāng)硬盤向主機(jī)發(fā)送損壞數(shù)據(jù)時(shí)，未出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)信號(hào)。根據(jù)SSD的故障模式及影響分析（FMEA）結(jié)果，常見的SSD故障主要有3類：

1）NAND閃存單元故障，包括原始比特錯(cuò)誤（raw bit error）、寫入錯(cuò)誤（program error）、讀取干擾（read disturb）、數(shù)據(jù)保持發(fā)生錯(cuò)誤（data retention error）等。閃存有天然的數(shù)據(jù)比特翻轉(zhuǎn)率，大部分失效機(jī)理可歸因于氧化層陷阱效應(yīng)，因?yàn)镾iO2薄膜中的不完全原子鍵，例如隧道氧化物，可以捕獲負(fù)電荷或正電荷。

2）其他集成電路故障，例如金屬互聯(lián)絲腐蝕、制造缺陷、輻射軟失效等。JESD122H標(biāo)準(zhǔn)中列舉了集成電路常見的15種失效模式，主要是磨損失效?？梢酝ㄟ^加速試驗(yàn)的方法預(yù)計(jì)集成電路的正常壽命。

3）固件與裕度設(shè)計(jì)故障，無法進(jìn)行加速試驗(yàn)設(shè)計(jì)，須采用仿真或大樣本試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

2 SSD空間環(huán)境效應(yīng)分析

SSD在壽命周期內(nèi)需要經(jīng)歷地面環(huán)境、發(fā)射環(huán)境、空間環(huán)境和工作環(huán)境。地面環(huán)境包括在地面運(yùn)輸過程中所受到的振動(dòng)、沖擊環(huán)境，在貯存期間所經(jīng)歷的溫度、濕度環(huán)境；發(fā)射環(huán)境包括運(yùn)載器發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)、沖擊、噪聲及加速度等環(huán)境；空間環(huán)境包括真空、高低溫（交變）、微重力，以及電磁環(huán)境和空間高能粒子輻射等。本文所研究的空間環(huán)境聚焦SSD在軌工作應(yīng)力，具體可分為空間環(huán)境應(yīng)力、工作應(yīng)力和平臺(tái)環(huán)境應(yīng)力3類[11]。

2.1 空間環(huán)境應(yīng)力

空間引力場(chǎng)造成的失重，空間電磁干擾對(duì)SSD的影響不大；空間光輻射僅對(duì)材料造成老化、鍍層損傷；等離子體引發(fā)的充電放電通常作用于航天器表面包覆材料、涂層，而艙內(nèi)的SSD多位于機(jī)箱內(nèi)，且有外殼保護(hù)，故等離子體對(duì)SSD內(nèi)部芯片的影響可忽略不計(jì)；微流星體和軌道碎片造成的微振或沖擊，以及平臺(tái)的微振會(huì)使接插件接觸表面產(chǎn)生微小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成微動(dòng)磨損和微動(dòng)疲勞，引起鍍層剝落、接觸點(diǎn)斷裂等，但可通過防護(hù)設(shè)計(jì)減少此類失效。因此，溫度、真空、粒子輻射、供電環(huán)境、工作頻率是影響SSD可靠性的主要因素。

1）溫度變化影響

MLC（multi-level cell，多層單元）型閃存顆粒中每個(gè)cell需要存放2 bit 數(shù)據(jù)，即電平要被分為4檔，當(dāng)電平值漂移時(shí)會(huì)出現(xiàn)原始比特錯(cuò)誤，而電平的分布取決于已擦寫次數(shù)和溫度。NAND閃存的原始比特錯(cuò)誤率（RBER）會(huì)隨著擦寫次數(shù)增加而增加，高溫和溫度循環(huán)會(huì)造成NAND閃存在工作中讀寫性能逐漸下降，導(dǎo)致SSD無法正常工作，直至失效。

2）真空影響

真空出氣效應(yīng)會(huì)使芯片或電路板表面吸附的氣體從表面脫離，同時(shí)，溶解于內(nèi)部的氣體將從內(nèi)部向邊界擴(kuò)散，從而導(dǎo)致芯片物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分的改變，形成微孔、裂紋，使抗振動(dòng)沖擊性能下降。而且，材料釋放出的氣體重新黏附在其表面，可能會(huì)造成表面電阻增大。

3）粒子輻射影響

高能粒子輻射引起等離子體徑跡，產(chǎn)生電荷在徑跡內(nèi)流動(dòng)，芯片的寄生器件或薄弱環(huán)節(jié)被激活，從而造成芯片特性或功能的暫時(shí)性或永久性改變，引發(fā)位移損傷、單粒子效應(yīng)、總劑量效應(yīng)等空間輻射效應(yīng)。由宇宙射線產(chǎn)生或者封裝材料中微量放射性雜質(zhì)釋放出的高能粒子（高能質(zhì)子或重離子）擊中集成電路，會(huì)引發(fā)電路故障，造成輻射引起的軟錯(cuò)誤。而外部粒子輻射電荷積累形成總劑量效應(yīng)，可能導(dǎo)致芯片的性能漂移、功能衰退，嚴(yán)重時(shí)造成完全失效或損壞。

2.2 工作應(yīng)力

SSD需要在供電環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)讀、寫、擦工作，在軌工作時(shí)其受到的工作應(yīng)力為施加在SATA接口的電流和電壓，以及擦寫操作的次數(shù)，即工作頻率。

1）電壓影響

當(dāng)NAND中存在固有或外部缺陷時(shí)，電源芯片、主控芯片、緩存芯片、閃存芯片介質(zhì)擊穿的概率與施加的電壓呈指數(shù)關(guān)系[5]。

2）工作頻率影響

擦/寫操作會(huì)使隔離浮柵極的電化學(xué)鍵變?nèi)?，絕緣層效果變差，浮柵極電子容易逸出，致使NAND芯片上電壓升高，因此頻繁擦寫會(huì)增加芯片故障發(fā)生的概率。

2.3 平臺(tái)環(huán)境應(yīng)力

SSD安裝在艙內(nèi)，在軌工作會(huì)受到系統(tǒng)平臺(tái)和艙內(nèi)其他元件的影響，包括平臺(tái)微小振動(dòng)、其他元件的電磁干擾等，造成如插接件接觸不良、開路/短路等。

2.4 小結(jié)

根據(jù)SSD的結(jié)構(gòu)、材料和功能，以及空間環(huán)境效應(yīng)的分析結(jié)果，初步確定可能影響SSD可靠性的敏感應(yīng)力源為溫度、真空、粒子輻射、電壓和工作頻率。因此為開展相應(yīng)空間環(huán)境地面模擬試驗(yàn)，分析各敏感應(yīng)力變化對(duì)芯片性能特性的影響，以及綜合應(yīng)力下芯片性能特性隨時(shí)間的變化規(guī)律，為商用SSD的空間應(yīng)用提供可靠依據(jù)，同時(shí)考慮試驗(yàn)可行性，應(yīng)開展溫度、輻照（總劑量效應(yīng)、單粒子效應(yīng)）、熱真空等3類試驗(yàn)，且均同時(shí)施加電壓和工作頻率應(yīng)力。

3 SSD測(cè)試系統(tǒng)搭建

3.1 方案概述

整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)基于工業(yè)加固硬件和商用測(cè)試軟件，其核心是1塊加固型主板，主板上提供4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)SATA接口。主板運(yùn)行Windows桌面系統(tǒng)，使用開源的商用測(cè)試軟件Iometer，通過SATA數(shù)據(jù)接口監(jiān)測(cè)SSD平均讀/寫速率、實(shí)時(shí)讀/寫速率、平均讀/寫響應(yīng)時(shí)間、寫入數(shù)據(jù)量以及容量等性能參數(shù)。通過電源內(nèi)置的監(jiān)測(cè)模塊Keysight對(duì)電壓和電流進(jìn)行記錄，數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)導(dǎo)入主板中，由軟件進(jìn)行讀取。

試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括測(cè)試機(jī)、SSD、測(cè)試機(jī)電源、程控電源、外接設(shè)備以及相關(guān)線纜。在開展溫度試驗(yàn)或輻照試驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示，只有待測(cè)SSD置于試驗(yàn)環(huán)境中，程控電源、測(cè)試機(jī)電源，測(cè)試機(jī)及其鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器等外設(shè)均位于試驗(yàn)環(huán)境外。在開展熱真空試驗(yàn)時(shí)，測(cè)試機(jī)和SSD置于試驗(yàn)環(huán)境中，程控電源、測(cè)試機(jī)電源以及測(cè)試機(jī)的鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器等外設(shè)位于試驗(yàn)環(huán)境外，系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

圖3 溫度試驗(yàn)或輻照試驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)Fig.3 System diagram for temperature testing or space radiation testing

圖4 熱真空試驗(yàn)系統(tǒng)架構(gòu)Fig.4 System diagram for thermal vacuum testing

3.2 硬件設(shè)計(jì)

測(cè)試機(jī)選用工業(yè)加固型成熟計(jì)算機(jī)主板，通過電纜從外部電源取電。測(cè)試機(jī)通過SATA數(shù)據(jù)接口連接SSD，控制、監(jiān)測(cè)SSD相關(guān)性能特性參數(shù)。測(cè)試機(jī)SATA電源接口無法實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓和電流的監(jiān)測(cè)，因此SSD供電采用單獨(dú)的供電線，連接到外部的輸出電源，程控電源在試驗(yàn)過程中通過SATA電源接口為SSD提供可調(diào)節(jié)電壓5×(1±5%) V，并利用內(nèi)置功能模塊記錄電壓和電流情況。

為了避免試驗(yàn)環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響，必須對(duì)系統(tǒng)采取防護(hù)措施。在溫度循環(huán)試驗(yàn)時(shí)，由于溫箱側(cè)壁有線纜開口，且距離不長(zhǎng)，可將測(cè)試機(jī)放置在溫箱外，通過線纜和內(nèi)部的SSD連接（建議線纜長(zhǎng)度不超過0.5 m），此時(shí)測(cè)試設(shè)備可不受測(cè)試環(huán)境的影響；在脈沖激光單粒子試驗(yàn)時(shí)，開封后的SSD置于激光脈沖發(fā)生器試驗(yàn)臺(tái)上，其他與溫度循環(huán)試驗(yàn)類似；在總劑量試驗(yàn)時(shí)，為避免輻射源對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)的影響，采用鉛磚進(jìn)行遮擋；在熱真空試驗(yàn)時(shí)，由于需要較長(zhǎng)的走線距離，且需要通過專門的密封接插件實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部的信號(hào)通信，而普通真空罐所用的92芯連接器一般只用于供電和低速通信，SATA接口的高速信號(hào)無法引出，因此，測(cè)試機(jī)需要和SSD一同置于試驗(yàn)環(huán)境內(nèi)，再將分析處理后的結(jié)果通過RS-232低速通信接口引出至試驗(yàn)環(huán)境外。

熱真空環(huán)境對(duì)測(cè)試機(jī)的影響主要體現(xiàn)在氣壓和溫度2方面，主板上電解電容等器件在低氣壓時(shí)可能損壞，因此擬使用密封盒將主板進(jìn)行密封隔離處理，密封盒上開走線孔，供線纜穿行，并在走線后對(duì)開孔處進(jìn)行密封處理。另外，在真空條件下主板散熱會(huì)受到影響，一旦過熱，主板會(huì)自動(dòng)進(jìn)行斷電保護(hù)。因此，整個(gè)測(cè)試需要嚴(yán)格控制主板工作時(shí)間，無法長(zhǎng)期持續(xù)工作，只能進(jìn)行間斷測(cè)試，每次測(cè)試完成后關(guān)機(jī)，以控制主板發(fā)熱情況。

3.3 軟件開發(fā)

試驗(yàn)系統(tǒng)軟件由Iometer軟件、SSDTS軟件、Access數(shù)據(jù)庫3部分集成。其中，Iometer軟件負(fù)責(zé)部署、執(zhí)行對(duì)SSD讀寫指標(biāo)的測(cè)試，實(shí)時(shí)將平均讀/寫速率、實(shí)時(shí)讀/寫速率、平均讀/寫響應(yīng)時(shí)間、寫入數(shù)據(jù)量等相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給SSDTS軟件。SSDTS軟件負(fù)責(zé)接收Iometer軟件發(fā)送的SSD讀寫測(cè)試數(shù)據(jù)，執(zhí)行SSD電壓、電流及硬盤容量測(cè)試，以表格及曲線形式顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并記錄至數(shù)據(jù)庫，便于查詢、管理，同時(shí)還支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能。其主體界面主要包括實(shí)時(shí)視圖和歷史視圖，實(shí)時(shí)視圖顯示測(cè)試數(shù)據(jù)及曲線，歷史視圖包括篩選條件和過濾后的數(shù)據(jù)列表。Access數(shù)據(jù)庫用于保存SSD測(cè)試數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)系統(tǒng)軟件先基于VS對(duì)專業(yè)SSD測(cè)試軟件Iometer-1.1.0版本進(jìn)行改版，將實(shí)時(shí)獲取的SSD讀寫測(cè)試數(shù)據(jù)放至共享內(nèi)存，再由基于QT5.8開發(fā)的SSDTS軟件進(jìn)行讀取?？傮w架構(gòu)如圖5所示。

圖5 試驗(yàn)系統(tǒng)軟件總體架構(gòu)Fig.5 Overall software architect for the test system

軟件可設(shè)置硬盤工作組、試驗(yàn)策略；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各SATA接口參數(shù)，包括電壓、電流、讀寫速度以及SSD容量等；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄、分析、圖形化顯示。SSD各參數(shù)測(cè)試流程分別見圖6～圖8。

圖6 電壓、電流測(cè)試流程Fig.6 Flow chart of voltage and current test

圖7 讀寫速度測(cè)試流程圖Fig.7 Flow chart of Read/Write speed test

圖8 磁盤容量測(cè)試流程Fig.8 Flow chart of disk capacity test

4 結(jié)束語

本文基于SSD的故障和空間環(huán)境效應(yīng)分析，從現(xiàn)有的地面模擬試驗(yàn)技術(shù)出發(fā)，分析了芯片測(cè)試試驗(yàn)須包含的環(huán)境效應(yīng)，提出了SSD空間環(huán)境地面模擬試驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)了SSD空間環(huán)境效應(yīng)試驗(yàn)系統(tǒng)，為研究SSD的空間環(huán)境可靠性提供了支持，為分析SSD性能特性及其變化規(guī)律、建立空間環(huán)境加速退化模型、研究加速退化試驗(yàn)評(píng)估方法、探索商用SSD的空間應(yīng)用可行性奠定了基礎(chǔ)。