【摘 要】文章基于固态硬盘公司产线的真实应用场景与行业需求，设计了闪存自动化测试分选机系统，系统具有将自检固件自动化烧录于闪存芯片，并按测试结果将闪存芯片分类的功能。系统包括Flash Memory芯片测试结果捕获、键盘监听、上位机客户端、上下位机通信、下位机龙门非标机械结构、串行高级技术附件转通用串行总线印刷电路板等模块。上位机采用Python开发，负责芯片测试结果获取、与下位机通信执行相应操作、键盘快捷键监听。下位机以Arduino UNO及计算机数字控制（Computer Numerical Control，CNC）拓展板为主控板，控制步进电机、伺服舵机等完成取放芯片的功能。此外，串行高级技术附件转通用串行总线印刷电路板（Serial Advanced Technology Attachment to Universal Serial Bus Printed Circuit Board，SATA to USB PCB）模块可提高芯片并行测试效率。为中小型存储企业提供了一种低成本、高灵活性的闪存芯片自动化测试与分选解决方案。

【关键词】闪存自动化测试；存储器测试设备；Flash Memory芯片；SATA to USB PCB

引言

数字经济推动了存储市场的扩张，目前芯片测试市场被国外企业垄断，国内中小固态硬盘公司多采用人工检测，成本高、误差大。为此，本文设计了闪存自动化测试分选机系统，可自动烧录固件、捕获结果、分类芯片，助力企业降本增效，推动国内相关设备的自主化。

一、研究背景

目前国内中小型固态硬盘公司的闪存芯片测试产线基本采用人工检测，并未进行自动化升级，而人工检测的成本高，主观性操作失误等将直接影响厂家的产品质量和品牌口碑。

研发闪存芯片自动化测试分选机系统的意义表现在以下几个方面。

（1）提高生产效率。传统的闪存芯片测试通常需要大量人力和时间，而自动化测试分选机系统能够实现对芯片的快速、准确测试，大大提高了生产效率。

（2）保证产品质量。通过自动化测试系统，可以确保每个芯片都经过了严格的测试，避免人为因素或误操作而导致的测试错误，提高了产品质量和可靠性。

（3）节省成本。自动化测试系统可以减少人力成本和测试周期，同时降低废品率，从而降低生产成本。

（4）适应市场需求。随着闪存芯片容量和性能的不断提高，市场对于芯片测试的要求越来越高，自动化测试系统可以更快速地适应市场需求的变化，提高企业的竞争力。

二、国内外研究现状

（一）国外研究现状

闪存技术最早于19世纪80年代问世，由于存储容量和读写速度的限制，早期的闪存芯片测试侧重于功能性测试和基本性能评估。

2000年以后，随着自动化技术的进步和成本的降低，闪存芯片自动化测试系统开始得到广泛应用。系统涵盖从样品输入到数据分析的整个测试过程，大大提高了测试效率和准确性[1]。

（二）国内研究现状

21世纪前，在闪存芯片技术刚刚兴起的时期，国内主要依赖引进技术和设备。国内大型企业采用国外先进的测试设备，进行基本的功能测试和性能评估。

随着国内电子制造业的发展，一些企业开始引进和消化吸收国外先进的测试技术，逐步建立起了自己的测试系统[2]。

三、研究内容

本文设计了一套自动化程度高、价格较低、结构简单的闪存芯片自动化测试分选机系统。其主要研究内容如下。

1.上位机

（1）客户端界面：软件启动和注销等功能的界面设计。

（2）信息捕获模块：获取屏幕关键点的RGB（RedGreenBlue）值形成矩阵，判断测试结果。

（3）通信模块：与下位机完成通信功能。

（4）键盘监听模块：键盘快捷键完成开始或暂停功能。

2.下位机

（1）SATA to USB PCB：拓展主机串行高级技术附件（Serial Advanced Technology Attachment，SATA）接口，提高测试效率。

（2）龙门非标机械结构：完成机械吸盘X、Y、Z三轴移动。

（3）Sensor模块：负责与上位机通信，执行上位机的指令；垂直方向伺服舵机控制；完成吸盘吸取芯片功能。

（4）CNC模块：控制两个步进电机完成龙门舵机前后二维移动。

四、系统技术方案与实现基础

系统使用Arduino UNO+CNC拓展板、Arduino UNO+Sensor拓展板作为硬件平台，二者在功能上分别承担运动控制与传感数据采集，协同工作逻辑清晰。Arduino UNO作为主流开源硬件，拥有庞大的用户群与完善的社区支持；CNC拓展板虽使用相对小众，但在开源数控领域仍具较高流行度，学习成本低、文档与案例丰富，技术实现风险可控[3]。