内存容限测试的分析及优化方案
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随着计算机系统的运算速度的日新月异，如何更好地评估信号数量众多、时序复杂的内存总线越来越成为主板厂商亟待解决的问题。本文提出并实现了一种内存容限测试系统的优化方案，较好地解决了现有测试系统在测试时间、测试准确度和测试可扩展性等方面的问题。现有的容限测试系统，类似于对内存条本身的评估一样，采用了RST Pro/Pro2card测试系统中的所有物理内存地址空间，导致压力测试的时间过长。其采用的单一步进的电压调节策略，不能较好地解决电压调节次数和测试精度的矛盾，既增加了容限测试的测试用时，测试精度和稳定性又需要提升。同时现有测试系统还受限于主机系统与测试主板的串口连接，并行测试的主机数量有限，也无法实现远程控制和远程调试等较高级的操作。本文实现的优化方案，采用了边界定位的策略，利用内存映射将最易出错的边界区域作为目标测试区域，通过减少内存测试范围大大降低了压力测试的时间；多阶段的电压调节策略结合多处理器核测试技术既减少了电压调节次数又提高了测试精度和稳定性；基于TCP/IP的网络化测试环境增加了测试的可扩展性。实验结果证明该优化方案大幅度改善了内存容限测试的并行性和测试用时，其加速比分别达到了3倍与5倍左右，实现了预期目标。
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 第一章 绪论 | 第12-20页 |
| 1.1 内存测试的概述 | 第12-14页 |
| 1.1.1 内存错误的分类与原因分析 | 第12-13页 |
| 1.1.2 测试的意义、复杂性与要求 | 第13-14页 |
| 1.2 内存测试的分类 | 第14-15页 |
| 1.2.1 芯片级（chip-level）测试 | 第14页 |
| 1.2.2 系统级（system-level）测试 | 第14-15页 |
| 1.3 内存测试算法 | 第15-18页 |
| 1.3.1 算法的定义与作用 | 第15-16页 |
| 1.3.2 主要的内存测试算法 | 第16-17页 |
| 1.3.3 对现有算法的总结 | 第17-18页 |
| 1.4 论文结构 | 第18-19页 |
| 1.5 本章小结 | 第19-20页 |
| 第二章 现行的内存容限测试系统的分析和研究 | 第20-32页 |
| 2.1 内存容限测试的原理与分类 | 第20-24页 |
| 2.1.1 SSTL 接口标准 | 第20-24页 |
| 2.1.2 电压容限测试 | 第24页 |
| 2.1.3 频率容限测试 | 第24页 |
| 2.2 现行的容限测试系统简介 | 第24-26页 |
| 2.2.1 测试系统的组成和连接 | 第24-25页 |
| 2.2.2 工作机制 | 第25-26页 |
| 2.3 现行的容限测试系统的关键技术 | 第26-29页 |
| 2.3.1 控制软件配置 | 第26-27页 |
| 2.3.2 Data Pattern Generator | 第27-28页 |
| 2.3.3 单一步进的电压调节策略 | 第28-29页 |
| 2.3.4 电压和频率控制器 | 第29页 |
| 2.4 现行的容限测试系统的缺陷分析 | 第29-31页 |
| 2.4.1 测试时间问题 | 第29-30页 |
| 2.4.2 测试准确度问题 | 第30-31页 |
| 2.4.3 测试的可扩展性问题 | 第31页 |
| 2.5 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 内存容限测试系统优化方案的设计和实现 | 第32-51页 |
| 3.1 系统整体结构 | 第32-33页 |
| 3.1.1 优化系统的组成和连接 | 第32页 |
| 3.1.2 功能模块和层次结构 | 第32-33页 |
| 3.2 Boundary Location 边界定位策略 | 第33-38页 |
| 3.2.1 内存映射 | 第33-35页 |
| 3.2.2 边界定位 | 第35-36页 |
| 3.2.3 实现过程 | 第36-38页 |
| 3.3 多阶段电压调节策略 | 第38-42页 |
| 3.3.1 原理分析 | 第39-40页 |
| 3.3.2 实现过程 | 第40-42页 |
| 3.4 基于 APIC 的多处理器核测试 | 第42-46页 |
| 3.4.1 MP Service 和 APIC | 第42-43页 |
| 3.4.2 多处理器核测试的实现过程 | 第43-46页 |
| 3.5 任务模板设计 | 第46-49页 |
| 3.5.1 自动特性控制软件 | 第46-47页 |
| 3.5.2 Control Flow Usage Model | 第47-48页 |
| 3.5.3 定义 Task type 任务类型 | 第48页 |
| 3.5.4 Test template 设计 | 第48-49页 |
| 3.6 本章小结 | 第49-51页 |
| 第四章 性能评估及实验调试 | 第51-66页 |
| 4.1 内存容限测试优化方案的评估 | 第51-54页 |
| 4.1.1 实验样例简介 | 第51页 |
| 4.1.2 主机系统的配置 | 第51-52页 |
| 4.1.3 电压/频率控制器和硬件调试工具的硬件配置 | 第52-53页 |
| 4.1.4 实验参数设置和任务执行 | 第53-54页 |
| 4.1.5 测试监控和调试 | 第54页 |
| 4.2 重要性能评价、性能分析和数据结果分析 | 第54-65页 |
| 4.2.1 实验测试组合和评测标准 | 第54-56页 |
| 4.2.2 测试用时(Test Duration) | 第56-59页 |
| 4.2.3 测试并行性(Test Parallelism) | 第59-61页 |
| 4.2.4 测试准确性和稳定性 | 第61-64页 |
| 4.2.5 总结 | 第64-65页 |
| 4.3 本章小结 | 第65-66页 |
| 第五章 总结 | 第66-68页 |
| 5.1 主要工作及创新点 | 第66页 |
| 5.2 工作不足及后续工作安排 | 第66-68页 |
| 参考文献 | 第68-71页 |
| 附录 1 日志文件中的内存映射部分 | 第71-73页 |
| 附录 2 日志文件中的多阶段电压调节结果部分 | 第73-74页 |
| 附录 3 优化系统和现行系统的 24 组配置下的数据标准差 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第76-79页 |
| 附件 | 第79页 |
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