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(一)背景

因为flash价格变动,以及设备存储空间大小的需求变更,经常需要引入新的flash型号,以以往的项目开发经验,新flash引入后,较容易出现异常,具体异常可见《nor flash 问题记录列表》。其中问题原因有可能是flash本身原因,也有可能是我们设备存在干扰,还有可能是我们设备主控与flash器件之间存在兼容性问题。为避免将该类问题流到设备量产阶段,需要对新引入的flash器件进行可靠性测试。

所谓低功耗设备,也就是设备是接电池的,不是直接接常电的设备。该类设备的特点就是:电压容易波动,经常需要开关机,设备有时候还会处于低电量运行。

(二)测试目的

  1. 将flash器件问题暴露在选型阶段

  2. 降低新flash器件型号批量生产风险

(三)可能的影响因素

一般flash器件出现异常,可能的影响因素有下面几种:

A、用户代码对Flash的误操作不当引起程序丢失或被错误改写

  1. 这种情况一般出现在需要经常对flash进行增删改操作的情况

  2. 对于低功耗设备,或是设备经常需要开关机的设备,出现的概率会更高

B、电源失效

电源电压的异常可能会导致系统工作异常的现象,如输出电压小于芯片系统工作所需的最小电压,输出电压不干净,噪音严重等,这些很容易引起芯片内部电路的逻辑紊乱,Flash的读写信号处于不稳定状态。可能产生满足Flash的写操作,从而给系统带来严重的损害。

  1. 这类问题在低功耗设备上比较经常出现,因为用户经常忘记充电,电池电压经常放电到设备不能运行,这中间就有一个不稳定的过渡状态。

  2. 这类问题有个解决方案,就是电池电压掉到某个电压值,设备就进入低电模式,这可以避免这类问题的出现。但这可能会引入另外一个问题,就是设备电池电量检测不是很准,导致设备异常进入低电模式。在电池容量比较小,同时设备功耗波动比较大的条件下,电池的容量是比较难测量准确的。

C、系统时钟不稳定

无论对于内部Flash还是外部Flash,系统时钟的不稳定,都将导致主控得不到可靠的工作时序信号,从而在读写Flash时产生不可预料的后果。

  1. 系统时钟的不稳定,主要是出现在设备上电和下电的这个过程,如果是板子有干扰,也可能一直存在。

  2. 该问题更多的可能需要硬件去处理

D、环境干扰

环境干扰的可能原因很多,如生产过程中的高温焊接、静电、使用环境的温湿度,强磁场等,都可能影响到Flash或整个系统的稳定。

E、磨损平衡

flash 器件存在一个擦写数据次数的限制,nor flash 一般的最小擦写次数为10万次,正常器件应该超过该次数。

  1. 这里说的是最小擦写次数,实际在办公室环境测试,有可能可以擦写到七八十万次。

(四)测试方法设计

A、擦写次数测试(磨损平衡)

  1. 以文件的形式,将文件系统放到flash上,进行文件创建,写入数据,校验数据,擦除数据操作

  2. 直接对flash 的设备块进行擦写数据校验操作

  3. 读写操作至少10万次,每次设备起来校验上次写入数据是否正常

    1. 以每次5秒时间计算,正常一个测试周期时间至少510000/(6060*24) = 5.79天

B、电源影响测试

  1. 每操作完成A一次之后,MCU给主控和flash进行下电,延时2S之后重新上电

  2. 测试过程中,需要测试设备电池一个完整周期从额定电压放电至设备不能启动

C、环境因素

  1. 对设备进行高温低温环境测试

    1. 高温8小时(80度)

    2. 低温8小时(-30度)

    3. 高低温循环16小时(-30~80度循环)



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