一种硬盘功耗的测试方法、系统及相关装置与流程

1.本技术涉及硬盘测试领域，特别涉及一种硬盘功耗的测试方法、系统及相关装置。


背景技术：

2.伴随短视频、大数据及云计算应用的发展，产生的数据也越来越多，对服务器的存储需求特越来越大。
3.由于存储需求的增加，硬盘的数目也越来越多，电流也越来越大。在硬盘正常工作与上电时，电流传输路径上的损耗将变得很大。目前，为了保证供电的可靠性，在用电设备端都进行实际的整机测试，验证其可靠性。但是，由于用电设备的差异性，没办法摸底设计的极限情况。
4.同时，研发阶段能验证的只是少量的产品，对于量产后大规模出货还会有不同的情况发生，容易给客户造成极差的体验。
5.因此，如何快速的衡量硬盘的功耗数据、评估当前设计的极限情况，成为工程师需要考虑的一个问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种硬盘功耗的测试方法、硬盘功耗的测试系统、计算机可读存储介质和电子设备，能够有效测量硬盘的功耗数据。
7.为解决上述技术问题，本技术提供一种硬盘功耗的测试方法，具体技术方案如下：
8.采集第一测试区中硬盘的第一电流数据，并采集第二测试区中硬盘的第二电流数据；所述第一测试区中包含一个处于正常工作状态的硬盘，所述第二测试区包含至少两个处于不同工作状态的硬盘；
9.分别对所述第一电流数据和所述第二电流数据进行傅里叶分解，得到电流参数与电流值的对应关系；所述电流参数包括频率和幅值；
10.对所述对应关系采用箱型图识别异常值，并对所述异常值进行替换；
11.比对所述第二电流数据和所述第一电流数据，确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。
12.优选地，采集第一测试区中硬盘的第一电流数据，以及第二测试区中硬盘的第二电流数据之后，还包括：
13.判断所述第一电流数据和所述第二电流数据是否存在脏数据；
14.若是，删除所述脏数据中的异常符号，或替换修复所述脏数据中的损坏数据。
15.优选地，还包括：
16.根据不同工作状态下硬盘功耗数据的权值确定硬盘链路上的电容值。
17.优选地，采集第一测试区中硬盘的第一电流数据包括：
18.在第一测试区中，建立上位机与硬盘的连接；
19.利用电流钳夹住硬盘的供电线，得到第一电流数据。
20.优选地，对所述异常值进行替换包括：
21.采用所述异常值左右相同预设数量的数据点的平均值作为替换纸对所述异常值进行替换。
22.优选地，比对所述第二电流数据和所述第一电流数据，确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值包括：
23.根据第二测试区采集到的第二电流数据，与第一测试区采集到的第一电流数据进行对比；
24.确定不同硬盘个数时功耗数据的倍数关系，与硬盘数量倍数关系进行相除，确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。
25.优选地，对所述异常值进行替换之后，还包括：
26.检测所述第二电流数据，当检测到目标时间点的数据缺失，采用所述目标时间点相邻时间点的数据进行插值处理；其中，所述第二电流数据中每个硬盘对应的电流数据之间的时间间隔相同，且每个工作状态下对应电流数据的数据时间长度相同。
27.本技术还提供一种硬盘功耗的测试系统，包括：
28.数据采集模块，用于采集第一测试区中硬盘的第一电流数据，并采集第二测试区中硬盘的第二电流数据；所述第一测试区中包含一个处于正常工作状态的硬盘，所述第二测试区包含至少两个处于不同工作状态的硬盘；
29.数据处理模块，用于分别对所述第一电流数据和所述第二电流数据进行傅里叶分解，得到电流参数与电流值的对应关系；所述电流参数包括频率和幅值；
30.异常检测模块，用于对所述对应关系采用箱型图识别异常值，并对所述异常值进行替换；
31.功耗确定模块，用于比对所述第二电流数据和所述第一电流数据，确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。
32.本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
33.本技术还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。
34.本技术提供一种硬盘功耗的测试方法，包括：采集第一测试区中硬盘的第一电流数据，并采集第二测试区中硬盘的第二电流数据；所述第一测试区中包含一个处于正常工作状态的硬盘，所述第二测试区包含至少两个处于不同工作状态的硬盘；分别对所述第一电流数据和所述第二电流数据进行傅里叶分解，得到电流参数与电流值的对应关系；所述电流参数包括频率和幅值；对所述对应关系采用箱型图识别异常值，并对所述异常值进行替换；比对所述第二电流数据和所述第一电流数据，确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。
35.本技术获取两组不同状态的硬盘电流数据，并对第一电流数据和第二电流数据进行数据处理，最终得到硬盘功耗数据的权值，以便能根据权值得到硬盘供电链路上的电容值的选取参考值，避免硬盘设计时因裕量不够导致系统掉盘，或者硬盘电流值不足，造成系统宕机等风险，保证硬盘安全运行，有助于提高产品竞争力。
36.本技术还提供一种硬盘功耗的测试系统、计算机可读存储介质和电子设备，具有
上述有益效果，此处不再赘述。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例所提供的一种硬盘功耗的测试方法的流程图；
39.图2为本技术实施例所提供的第一电流数据的获取结构示意图；
40.图3为本技术实施例所提供的一种硬盘功耗的测试系统的结构示意图。
具体实施方式
41.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.硬盘背板的供电通过线缆与主板相连，在时序设计时，考虑到主板及背板连接器的通流能力、整个链路的压降等。当后端的硬盘突然读写或工作时，为了保证硬盘的电压跌落较少，需要增加很多电容。因此，评估时采用的硬盘电流是设计的关键参数。
43.目前采用的硬盘电流主要有如下三种方法：
44.(1)采取硬盘的平均电流作为整个设计的参考电流。
45.(2)采用工作过程的硬盘的峰值电流作为整个设计的参考。
46.(3)以平均电流作为线缆的评估，以峰值电流作为链路压降的评估。
47.对于第一种方法：因平均电流相对较小，目前存在如下的缺点：
48.(1)全链路压降预估不足，硬盘端的电压会低于硬盘所要求的电压范围，容易造成掉盘问题，客户体验不佳。
49.(2)当功耗差距较大时，容易造成供电功率不足，系统宕机。
50.对于第二种方法：因峰值电流较大，目前主要存在如下缺点：
51.系统过设计，造成设计资源的浪费。因峰值电流出现的时间较短，采用此方法评估，设计余量较大，造成生产成本的提高，不利于产品的快速上市。
52.对于第三种方法：看似中和了前两种方法，但因采用的电流值颗粒度较大，对于其持续时间、不同阶段的电流值、盘处在不同工作状态时，其电流值是如何等信息均没有。
53.因此，在产品配置较多、需要降低电流值时，对于系统的风险无法把控。
54.为解决上述缺陷，请参考图1，图1为本技术实施例所提供的一种硬盘功耗的测试方法的流程图，
55.s101：采集第一测试区中硬盘的第一电流数据，并采集第二测试区中硬盘的第二电流数据；
56.本步骤旨在采集两组电流数据，第一测试区中包含一个处于正常工作状态的硬盘，第二测试区包含至少两个处于不同工作状态的硬盘。
57.采集第一测试区中硬盘的第一电流数据时，可以如图2所示，图2为本技术实施例所提供的第一电流数据的获取结构示意图，即在第一测试区中，建立上位机与硬盘的连接，利用电流钳夹住硬盘的供电线，得到第一电流数据。上位机系统与硬盘之间通过接口延长线相连，示波器通过电流钳夹住硬盘的供电线，从而量测硬盘的电流。上位机系统与示波器之间通过gpio线相连，从而上位机系统可以远程控制示波器进行读到数据的存储区。通过上位机系统控制硬盘工作在不同的状态，同时此时示波器对此时的电流数据进行保存，例如可以保存为.csv的格式，方便后续的数据处理。
58.采集第二测试区中各硬盘的第二电流数据时，上位系统通过功耗监控，读取到多个硬盘的在不同工作状态下的电流值，按照不同状态的方式进行分类保存，方便后面进行进一步处理。该工作状态可以包括随机读、随机写、顺序读、顺序写、启动瞬间中的至少两项。
59.在得到第一电流数据和第二电流数据后，即可执行数据处理。
60.优选地，采集第一测试区中硬盘的第一电流数据，以及第二测试区中硬盘的第二电流数据之后，还可以先判断第一电流数据和第二电流数据是否存在脏数据；若是，舍弃脏数据。脏数据是指原始数据中，不符合要求及不能直接用来分析的数据。脏数据包括：缺失值、不一致的值、异常值、重复数据及含有特殊符号(如&、#、％等)的数据。为了减少脏数据对于结果的影响，可以在执行本步骤后执行脏数据的检测。
61.s102：分别对所述第一电流数据和所述第二电流数据进行傅里叶分解，得到电流参数与电流值的对应关系；所述电流参数包括频率和幅值；
62.本步骤需要分别对于收集到的第一电流数据和第二电流数据进行傅里叶分解，根据傅里叶的相关变换，可以将其看做不同振幅，不同相位正弦波的叠加。因此可以对其进行傅里叶分解，分解出想要得到的不同频率及幅值的电流值，对其进行傅里叶的展开。
63.s103：对所述对应关系采用箱型图识别异常值，并对所述异常值进行替换；
64.本步骤旨在识别分解后的异常值。对于异常值的识别，常用箱型图(也称箱线图)来进行。异常值通常是指超出至q
u
1.5iqr之间的值。q
l
是指下四分位数，表示选取的数据中有四分之一的数据取值比它小。q
u
是指上四分位数，表示选取的数据中有四分之一的数据取值比它大。iqr是指四分位数间距，表示q
u
与q
l
的差值，占原始数据的一半。
65.对于识别出来的异常值，即奇异值，采用异常值左右相同预设数量的数据点的平均值作为替换纸对所述异常值进行替换，例如可以采用其左右各5个数据点的平均值进行替换处理。
66.s104：比对所述第二电流数据和所述第一电流数据，确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。
67.本步骤旨在确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。优选的，可以根据第二测试区采集到的第二电流数据，与第一测试区采集到的第一电流数据进行对比，确定不同硬盘个数时功耗数据的倍数关系，与硬盘数量倍数关系进行相除，从而确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。
68.在上一步骤奇异值处理完成后，本步骤还可以检测第二电流数据，当检测到目标时间点的数据缺失，采用目标时间点相邻时间点的数据进行插值处理；其中，第二电流数据中每个硬盘对应的电流数据之间的时间间隔相同，且每个工作状态下对应电流数据的数据
时间长度相同。这样做的目的是对存储的数据进行时间同步处理。在进行时间同步处理的过程中，若发现某个时间点的数据缺失，则采用相邻时间点的数据进行插值处理。即保证每个数据之间的时间间隔是相同的。同时，每个不同工作状态留下的数据时间长度是相同的。
69.此后，可以将数据同步处理得到数据采用基于特征状态的方式进行融合。根据第二测试区采集到的不同状态的值，与第一数据去采集的第一电流数据进行对比，寻找不同硬盘个数时，功耗数据的倍数关系，与原始的硬盘倍数关系进行相除，即可得到不同工作状态的权值。作为后期设计的参考值从而输出。
70.在本实施例的基础上，还可以根据不同工作状态下硬盘功耗数据的权值确定硬盘链路上的电容值。即根据项目的需求，选择不同背板及项目的硬盘数目，根据数据融合区的结果，计算出各个背板的设计参考值。同时，根据数据融合区的值，计算出不同状态切换时电流变化的情况，从而推荐出链路上合适的电容值。
71.本技术实施例获取两组不同状态的硬盘电流数据，并对第一电流数据和第二电流数据进行数据处理，最终得到硬盘功耗数据的权值，以便能根据权值得到硬盘供电链路上的电容值的选取参考值，避免硬盘设计时因裕量不够导致系统掉盘，或者硬盘电流值不足，造成系统宕机等风险，保证硬盘安全运行，有助于提高产品竞争力。
72.下面对本技术实施例提供的硬盘功耗的测试系统进行介绍，下文描述的测试系统与上文描述的硬盘功耗的测试方法可相互对应参照。
73.请参考图3，图3为本技术实施例所提供的一种硬盘功耗的测试系统的结构示意图，该测试系统包括：
74.数据采集模块100，用于采集第一测试区中硬盘的第一电流数据，并采集第二测试区中硬盘的第二电流数据；所述第一测试区中包含一个处于正常工作状态的硬盘，所述第二测试区包含至少两个处于不同工作状态的硬盘；
75.数据处理模块200，用于分别对所述第一电流数据和所述第二电流数据进行傅里叶分解，得到电流参数与电流值的对应关系；所述电流参数包括频率和幅值；
76.异常检测模块300，用于对所述对应关系采用箱型图识别异常值，并对所述异常值进行替换；
77.功耗确定模块400，用于比对所述第二电流数据和所述第一电流数据，确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。
78.基于上述实施例，作为优选的实施例，还包括：
79.采集模块，用于采集第一测试区中硬盘的第一电流数据，以及第二测试区中硬盘的第二电流数据之后，还包括：
80.判断模块，用于判断所述第一电流数据和所述第二电流数据是否存在脏数据；
81.舍弃模块，用于所述判断模块的判断结果为是时，删除所述脏数据中的异常符号，或替换修复所述脏数据中的损坏数据。
82.基于上述实施例，作为优选的实施例，还包括：
83.确定模块，用于根据不同工作状态下硬盘功耗数据的权值确定硬盘链路上的电容值。
84.基于上述实施例，作为优选的实施例，所述数据采集模块包括：
85.建立单元，用于在第一测试区中，建立上位机与硬盘的连接；
86.获取单元，用于利用电流钳夹住硬盘的供电线，得到第一电流数据。
87.基于上述实施例，作为优选的实施例，所述异常检测模块包括：
88.替换单元，用于采用所述异常值左右相同预设数量的数据点的平均值作为替换纸对所述异常值进行替换。
89.基于上述实施例，作为优选的实施例，所述功耗确定模块包括：
90.对比单元，用于根据第二测试区采集到的第二电流数据，与第一测试区采集到的第一电流数据进行对比；
91.确定单元，用于确定不同硬盘个数时功耗数据的倍数关系，与硬盘数量倍数关系进行相除，确定不同工作状态下硬盘功耗数据的权值。
92.基于上述实施例，作为优选的实施例，还包括：
93.检测模块，用于检测所述第二电流数据，当检测到目标时间点的数据缺失，采用所述目标时间点相邻时间点的数据进行插值处理；其中，所述第二电流数据中每个硬盘对应的电流数据之间的时间间隔相同，且每个工作状态下对应电流数据的数据时间长度相同。
94.本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read
‑
only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
95.本技术还提供了一种电子设备，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述电子设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。
96.说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
97.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
98.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。