SSD测试专题（一）

硬件测试详解

电源测试

电源作为电子设备及产品最为主要的部分，在硬件测试上有着极高的优先级，在电源测试部分，主要回关注于时序，精度，纹波，噪音，功耗
以及相位裕量幅值裕量。

时序测试

 通常在单板设计时，硬件工程师就会根据单板架构来进行时序设计，有集成度较高的PMIC，通过定制来实现电源时序控制，也有通过MOS
管来进行的时序设计。通常时序需求来自于单板上的主控制芯片的时序需求，要求core 电压，IO电压，复位信号按照一定的时间要求上电，以
达成单板的初始化。在SSD单板上，电源信号较为简单，以消费类普通的SATA为例，外接5V电源为主电源供电，通过DC-DC转换成其他芯片
或主控制器所需电源常见的1.2V的Dram电源，1.1V的core电源，1.8V的Nand IO 电源等（M.2以3.3V为主电源），SATA目前在热拔插功能
上及协议支持上做的比较好，且会做上电恢复，因此在电源时序测试上，关注的上下电时序测试也较简单，通过示波器手动去抓取即可。而在企业级SSD上，以常见的NVME 2.5寸硬盘和HHHL硬盘为例，12V为主电源供电，单板上通常会多出一路12V_Flash_VPP，还
有部分Nand的特殊电源，如美光少见的2.5/2.9V的IO电源，功能上设计有PLP及PLD，因此时序测试上会涉及到此功能模块。通常在单板设计阶段
就会考虑PLP模块支持的最大功耗模式下的保持时间，毫秒级内的，因此在测试掉电时序上，与普通消费类有所区别，需要同步通过压力工具给SSD
最大IO压力。下图是某一芯片的datasheet中时序介绍，以此为例，具体的单路电源时序，通常会有一张时序表标注。同时在时序测试中，需要关注单路电源的上升时间，下降时间，是否存在过冲等现象。

精度与纹波、噪声测试

电源精度测试，主要是衡量电源质量。如果电源精度不高，又或者波动太大，在压力下容易出现器件工作异常，如IO err bit等现象，又再如
直接IC复位。测试工具仍然以示波器为主，但在示波器探头选择上，就会有比较多的讲究。无源探头与有源探头，差分探头的使用，探头的带宽
放大倍数，等等都是硬件测试工程师所需要学习的。当然在电源精度测试上，常见的无源探头即可满足。但在纹波和噪声测试上，通常差分探头
的优势会更明显，通过隔直板接入，能够更精确的测量到纹波与噪声的大小。

PLP/PLD

在企业级SSD上，M.2通常以钽电容来进行PLP的硬件组成，而2.5及HHHL的，较为常见的会有超级铝电容来作为PLP的硬件组成。通常会有定制的
PMIC来做这一模块，在上电时，需要将主电源升压或分流来给到备电电容进行充电，而在掉电时，PLD走掉电流程，备电电容则需要进行放电，
将储存的电能提供给单盘上的器件，将未写入的数据或表，以及某些寄存器状态及时进行写入保存，来进行数据可靠性保护。通常备电的电能在掉电流程中，会根据
设计时的参考功耗来进行权衡保持时间，大部分空载都在十个毫秒左右。

环路测试

环路测试主要是为DC-DC 开关电源设计的测试case，熟悉硬件Boost/Buck 开关电源原理的应该都会知道在开关电源中，采用PWM方式来做电源输
出调节，用RC电路来进行FeedBack 及稳压模块，在这个动态的一阶或更高阶的系统中，相位裕量和幅值裕量，是权衡这一系统稳定性的重要依据
因此环路测试针对单板上的开关电源而言，测试时非常有价值的。
在硬件设计初期，便会在单板上开关电源输出线路上预留0欧电阻，以方便环路测试中的刺激和响应节点的接入。环路测试需要用到环路测试仪，
常见的如keysight的环路测试仪，只需将电流电压测试的线按照测试原理图接入单板，通过电脑端的软件来设定测试配置即可自动化完成测试
并输出测试结果，因此在此不做过多赘述。环路测试的标准，也由各个常见的硬件设计团队而定，单板上常见的还是一阶RC电路设计。线性电源则
无需进行环路测试。

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