Универсальный аппаратно-программный комплекс для исследования различных типов флеш-памяти

Полезная модель относится к области физики и может быть использована для исследования микросхем флеш-памяти.
Известна система тестирования чип памяти (URL: https://patents.google.com/patent/CNl01727989А/еn, заявка № CN 200810121524, опубл. 09.06.2010), которая включает в себя блок управления, контроллер флеш-памяти и систему отображения на ЖК-дисплее.
Недостатками данного аналога является отсутствие возможности проводить тестирование флеш-памяти при различных внешних условиях, к примеру, при повышенной температуре или напряжении.
Известно устройство обнаружения данных в памяти (URL: https://patents.google.com/patent/CN202632785U/en, заявка № CN 201220306137, опубл. 26.12.2012), которое содержит флеш-память, контроллер памяти, блок управления, запоминающее устройство и дисплей.
Недостатками данного аналога является отсутствие возможности тестирования памяти в условиях повышенной температуры и повышенного или пониженного напряжения.
Известно устройство тестирования флеш памяти при различных температурах с функцией осушения (URL http://patents.google.com/patent/US20130133339A1/en, заявление № US 13558482, опубл. 30.05.2013), которое содержит гнездо флеш-памяти, термоэлектрический элемент и водяное охлаждение с вентилятора.
Недостатками данного аналога является отсутствие возможности тестировать память при различных значениях напряжения и отправлять данные в единый центр.
Наиболее близким из числа технических решений является "Платформа анализа отказов однослойной флеш памяти" (URL: https://code.google.com/archive/p/2007-uofu-micron-clinic/)
Платформа анализа отказов однослойной флеш памяти состоит из двух, соединенных между собой плат, основной и дочерней. На основной плате установлены и соединены между собой блок управления комплексом и блок передачи данных. На дочерней плате установлена флеш-память, которая подключена к блоку управления комплексом через блок соединения, причем блок соединения выполнен из двух соединенных между собой частей, одна из которых установлена на основной плате, а другая - на дочерней.
Недостатками прототипа является отсутствие возможности проводить тестирование микросхем памяти при повышенной температуре и различном напряжении, отсутствие мобильности, из-за проводной связи с персональным компьютером, а так же отсутствие возможности тестировать флеш-память от различных производителей.
Целью создания полезной модели является разработка системы для централизованного сбора и хранения информации об ошибках, возникающих в флеш-памяти при различных внешних факторах, по которой можно было бы установить способы повышения надежности флеш-памяти.
Техническим результатом является формирование информации об ошибках в флеш-памяти при различных внешних факторах.
Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее, соединенные между собой, основную и дочернюю платы, причем на основной плате установлены соединенные между собой блок управления комплексом и блок передачи данных, а на дочерней плате установлена флеш-память, подключенная через блок соединения к блоку управления комплексом, причем блок соединения выполненный из двух соединенных между собой частей, одна из которых установлена на основной плате, а другая - на дочерней, дополнительно установлены на основной плате блок внешней памяти, который подключен к блоку управления комплексом, блок управления и контроля температуры, который подключен к блоку управления комплексом и блоку соединения, блок управления и контроля напряжения, который соединен с блоком управления комплексом и флеш-памятью через блок соединения, а на дочерней плате - блок нагревательного элемента и блок температурного датчика, которые подключены через блок соединения к блоку управления и контроля температуры, блок температурного датчика размещен максимально близко к флеш-памяти, причем блок нагревательного элемента выполнен из термо-компонентов, размещенных на одинаковом расстоянии от блока флеш-памяти, а блок передачи данных выполнен в виде модуля беспроводной связи.
Дополнительно установленные блоки и их взаимоположение позволяет повысить надежность хранения информации в флеш-памяти как при нормальных, так и при предельно возможных условиях эксплуатирования, за счет проведении детального тестирования и создания более хорошего алгоритма кодирования информации.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена функциональная схема и введены следующие обозначения:
1. Основная плата
1.1 Блок управления комплексом
1.2 Блок передачи данных
1.3 Блок внешней памяти
1.4 Блок управления и контроля напряжения
1.5 Блок управления и контроля температуры
1.6 Блок соединения
2. Дочерняя плата
2.1 Блок соединения
2.2 Флеш-память
2.3 Блок температурного датчика
2.4 Блок нагревательного элемента
Универсальный аппаратно-программный комплекс для исследования различных типов флеш-памяти содержит: соединенные между собой основную плату 1 и дочернюю плату 2. На основной плате 1 установлен блок управления комплексом 1.1 к которому подключены блок передачи данных 1.2, блок внешней памяти 1.3, блок управления и контроля напряжения 1.4, блок управления и контроля температуры 1.5 и блок соединения 1.6. Блок управления и контроля напряжения 1.4 и блок управления и контроля температуры 1.5 соединены с блоком соединения 1.6. В свою очередь, блок соединения 1.6 соединен с блоком соединения 2.1 на дочерней плате 2. Флеш-память 2.2 подключена через блок соединения 1.6 и блок соединения 2.1 к блоку управления комплексом 1.1 и блоку управления и контроля напряжения 1.4. Блок температурного датчика 2.3 и блок нагревательного элемента 2.4 подключены через блок соединения 1.6 и блок соединения 2.1 к блоку управления и контроля температуры 1.5.
Блок управления 1.1 выполнен, например, на базе микроконтроллера Microchip PIC16F1825. [1]
Блок передачи данных 1.2 выполнен, например, на базе модуля беспроводной связи Espessif ESP8266. [2]
Блок внешней памяти 1.3, выполнен, например, на базе энергонезависимой микросхемы Microchip 24LC256. [3]
Блок управления и контроля напряжения 1.4 выполнен, например, из стабилизатора напряжения, фильтров питания и делителей напряжения.
Блок управления и контроля температуры 1.5 выполнен, например, из нескольких транзисторов и фильтров питания.
Блок соединения 1.6 выполнен, например, из двух, параллельно расположенных, гнезд.
Блок соединения 2.1 выполнен, например, из двух рядов штыревых вилок.
Флеш-память 2.2, выполнена, например, на базе микросхемы Samsung K9G8G08U0A. [4]
Блок температурного датчика 2.3 выполнен, например, на базе термометра Dallas Semiconductor DS18B20. [5]
Блок нагревательного элемента, выполнен, например, из двух параллельно подключенных резисторов.
Универсальный комплекс работает следующим образом: после подачи питания, блок управления комплексом 1.1 отправляет сигнал блоку управления и контроля напряжения 1.4, который подает необходимое напряжение питания на флеш-память 2.2 через блок соединения 1.6 и блок соединения 2.1. Затем блок управления комплексом 1.1 отправляет сигнал блоку управления и контроля температуры 1.5, который управляет блоком нагревательного элемента 2.4 при помощи выходного напряжения. После чего блок управления комплексом 1.1 отправляет сигнал блоку температурного датчика 2.3 через блок управления и контроля температуры 1.5, а блок температурного датчика 2.3 в ответ отправляет сигнал блоку управления 1.1, в котором закодирована информация о температуре на флеш-памяти 2.2, так происходит пока не будет достигнута необходимая температура. В случае медленного изменения температуры, блок управления комплексом 1.1 отправляет сигнал блоку управления и контроля температуры 1.5, и тот, в свою очередь, увеличивает напряжения, поступающее на блок нагревательного элемента 2.4. После чего блок управления комплексом 1.1 начинает циклически отдавать команды флеш-памяти 2.2 на ее перезапись и чтение. В случае, если при чтении блок управления комплексом 1.1 обнаруживает ошибку (считаны не те данные, которые записаны), то отправляет сигнал блоку передачи данных 1.2 на отправку исследователям информацию, характеризующую ошибку, а так же информацию, хранящуюся в блоке внешней памяти 1.3, если сигнал не доходит до исследователей, то блок управления комплексом 1.1 сохраняет эти данные в блок внешней памяти 1.3. После чего блок управления комплексом 1.1 продолжает тестировать флеш-память 2.2 до полного ее отказа с постепенным изменением напряжения питания и температуры флеш-памяти 2.2 при помощи блоков управления и контроля напряжения 1.4 и управления и контроля температуры 1.5.
На основании вышесказанного видно, что предлагаемая полезная модель позволяет проводить тестирование различных микросхем памяти на их предельных условиях работы и собирать данные в едином центре хранения для создания алгоритмов, повышающих надежность хранения информации.
Используемая литература:
1. URL: http://www.microchip.com/wwwproducts/en/PIC16F1825
2. URL: http://espressif.com/products/hardware/esp8266ex/overview
3. URL: http://www.microchip.com/wwwproducts/en/24LC256
4. URL: http://www.arm9.net/datasheet/K9G8G08U0A.pdf
5. URL: https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf