CN103514958A - 一种emmc芯片寿命检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种EMMC芯片寿命检测方法，所述方法包括步骤：当flash空闲存储块足够写入数据时，将数据写入EMMC芯片；上层应用程序通过对EMMC芯片写入不同大小的文件来获取底层反馈的实际写入大小，求出各种大小文件的数据缓冲率，再通过统计android系统中所有应用程序在单位时间内对EMMC存储的使用、每个应用写入文件大小及次数计算出EMMC芯片的寿命。本发明可以于检测应用对flash读写是否合理、系统中所有应用对EMMC的使用状况，同时测试不同文件系统对于文件写入的缓冲情况，提高系统的健壮性，对于EMMC芯片寿命的预测，可以在其寿命将要终止时提示用户更换芯片，防止设备读写出现问题及数据的安全。
Description
技术领域
本发明涉及移动设备存储芯片，尤其涉及一种EMMC芯片寿命检测方法。
背景技术
随着智能电视和移动终端设备的飞速发展，在这些设备上存储系统数据和用户数据的芯片大都采用flash芯片实现，因此flash芯片存储对整个设备的系统安全来说是极为重要的。
在目前主流应用android系统的设备中，flash存储包括两种方案，一种是flash+专用文件系统(YAFFS，Yet Another Flash File System)，另外一种是EMMC芯片（Embedded Multi Media Card）+传统文件系统。由于EMMC芯片具有接口统一，体积小，读写速度快，使用方便等优点，被越来越多用做智能电视，手机，MID等的存储芯片。EMMC芯片将控制器和flash存储封装在一块芯片中，因此，其可以直接使用传统文件系统。
现有技术EMMC芯片存储部分采用的是flash芯片，flash芯片的存储单元包括SLC（Single Level Cell单层单元）和MLC（Multi-Level Cell多层单元）两种架构的芯片，读写仍然有存储寿命限制，其寿命主要取决于对块的擦除次数。其中，SLC芯片的擦写周期有的高达100000次，而MLC芯片有的只有3000次，甚至更低的只有1000次的擦除寿命。在Android智能电视或移动终端设备的应用环境中，有时需要向EMMC芯片上保存一些数据或者更新一些数据，这样就涉及到flash芯片的擦写，频繁的擦写会缩短flash芯片的寿命进而会影响到整个设备的寿命。然而，在设备的具体使用过程中，系统应用对EMMC芯片访问的频率是多少，每次数据的存储量是多少，均无法直观看到。对于EMMC芯片的使用情况也无法得知，EMMC芯片的寿命也无法预知。系统中每个应用是独立开发的，可能会运行在各种不同的平台上，对存储的需求也是不一样的，因此对某个设备而言，存储的操作可能是复杂的。这样就有可能导致读写出现问题，进而丢失数据或造成不必要的损失。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明为解决现有技术缺陷和不足，提出一种改进的方案，在EMMC驱动程序中增加测试程序的监控代码，并提供接口给测试程序操作，测试程序可通过操作接口获知EMMC芯片被访问的相关信息，确定flash芯片的使用状况,从而更加有效、安全地使用EMMC存储设备。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种EMMC芯片寿命检测方法，包括如下步骤：
A、统计EMMC芯片的入口处需要写入EMMC芯片的请求总数据量；
B、写入数据到EMMC芯片，判断flash空闲存储块是否足够写入数据，当flash空闲存储块足够写入数据时，将数据写入EMMC芯片；
C、统计单位时间内写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的写入次数N1、小于2个连续块的写入次数N2，直至小于n个连续块的写入次数Nn；
D、统计单位时间内写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的数据缓冲率K1、小于2个块的数据缓冲率K2，直至小于n个连续块的数据缓冲率Kn；
E、根据EMMC芯片中flash的总块数m、每个flash块可被编程的次数P、所述N1 、N2、……Nn参数、数据缓冲率K1、K2……Kn参数计算出EMMC芯片的寿命为 
单位时间。
进一步地，步骤A中具体为，对所有需要写入EMMC芯片的程序及其请求数据量进行列表存储，以统计出需要写入EMMC芯片的请求总数据量。
所述步骤B中写入数据到EMMC芯片是测试程序或各应用程序根据需求写入数据到EMMC芯片。
步骤C中，统计写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的写入次数N1、小于2个连续块的写入次数N2，直至小于n个连续块的写入次数Nn是通过对EMMC芯片底层驱动程序监控读取EMMC驱动中的数据结构来实现的。
步骤D中，所述缓冲率等于实际写入EMMC芯片的数据量与需要写入EMMC芯片的请求总数据量的比值，数据缓冲率K1=写入flash空闲块小于1个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量，数据缓冲率K2=写入flash空闲块小于2个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量，以此类推，数据缓冲率Kn=写入flash空闲块小于n个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量。
所述实际写入EMMC芯片的数据量是通过对EMMC芯片底层驱动程序监控读取EMMC驱动中的数据结构来实现的。
所述每个flash块可被编程的次数为EMMC芯片生产厂商的标定值。
所述单位时间为24小时。
与现有技术相比较，本发明方法根据测试程序生成的写入EMMC芯片的数据以及各个应用程序需要写入EMMC芯片的数据，结合EMMC驱动层程序获得实际写入EMMC芯片中的数据计算出数据缓冲率。通过对系统所有应用对EMMC使用进行监控获得总的数据写入量，根据实际测试得到的数据缓冲率，计算出单位时间内的实际数据写入量，从而预测出具体平台环境下EMMC的使用寿命。在本测试过程中，可以保证系统正常运行不受影响。通过对EMMC的写入情况进行全面监测，可用于开发人员检测EMMC的读写是否合理，改善系统整体性能。对于明显违反规则的操作，能够进行强制终止，从而提高系统的健壮性。对于EMMC芯片寿命的预测，可以在其寿命将要终止时提示用户更换芯片，防止设备读写出现问题及数据的安全。
附图说明
图1是本发明一种EMMC芯片寿命检测方法的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
对于nand flash而言，其寿命是由flash块的擦除次数决定的，在采用EMMC芯片的应用android系统的智能设备中，包括目前主流的智能电视和智能移动终端等采用了EMMC芯片的设备，上层应用程序在写入flash块的操作在EMMC芯片的控制器中被做了均衡，也就是控制器把写操作尽可能平均的分配到每一个flash块上，理想状况是每一个flash块的写入次数相等，这样能够大大延长flash的使用寿命，然而，每种设备上运行的应用不同，写入flash的数据流和写入次数也不同，即使使用同一厂商生产的EMMC芯片，寿命也不相同。本发明方法通过一种EMMC芯片寿命检测方法来对flash块的读写进行检测，能够对EMMC芯片的使用寿命进行预测，防止EMMC芯片寿命将近而无法预知导致数据存储出错。本发明方法包括如下步骤：
S100、统计EMMC芯片的入口处需要写入EMMC芯片的请求总数据量；对于采用android系统的智能设备而言，在实际运行环境下，各种应用程序都会根据具体的应用情况请求将数据写入EMMC芯片，但是，并非所有请求写入EMMC芯片的数据都会最终被写入到EMMC芯片的flash存储块中，因此，在具体应用中，可以设置一个统计程序对各种应用准备写入EMMC芯片的数据量进行统计，以获得需要写入EMMC芯片的请求总数据量。具体而言，统计程序对所有需要写入EMMC芯片的程序及其请求数据量进行列表存储，以统计出需要写入EMMC芯片的请求总数据量。
S200、写入数据到EMMC芯片，判断flash空闲存储块是否足够写入数据，当flash空闲存储块足够写入数据时，将数据写入EMMC芯片；在具体应用环境下，为了保证单位时间内有数据持续写入EMMC芯片，除了各种应用程序写入数据到EMMC芯片外，还可以设置一个测试程序，通过将测试文件写入到EMMC芯片来实现数据写入的，以弥补各种应用程序没有数据写入EMMC芯片时能够有数据写入EMMC芯片，测试程序可以根据测试文件的大小及写入次数后生成配置文件，该配置文件使得用户能够根据flash块的空闲空间实现动态调整测试文件，即flash块的空闲空间较大的时候可以采用较大字节数的文件，反之则可以采用较小字节数的文件。应该说明的是，当测试程序将测试文件写入到EMMC芯片时，flash空闲存储块不足以写入数据时，可以通过配置文件来进行调整测试文件的大小，以便适应flash空闲存储块的空间大小。
S300、统计单位时间内写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的写入次数N1、小于2个连续块的写入次数N2，直至小于n个连续块的写入次数Nn；具体而言，根据步骤S100中设置的统计程序来统计写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的写入次数N1、小于2个连续块的写入次数N2，直至小于n个连续块的写入次数Nn是通过对EMMC芯片底层驱动程序监控读取EMMC驱动中的数据结构来实现的。同时，统计程序还可以将N1、N2、……Nn的参数形成测试报告存储到外部存储器中。
S400、统计单位时间内写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的数据缓冲率K1、小于2个块的数据缓冲率K2，直至小于n个连续块的数据缓冲率Kn；同样，本步骤可以通过统计程序来完成，这里的缓冲率等于实际写入EMMC芯片的数据量与需要写入EMMC芯片的请求总数据量的比值，如前所述，请求写入EMMC芯片的数据并非能够实际写入到EMMC芯片中，因此，根据EMMC芯片中的实际写入数据量与写入EMMC芯片的请求总数据量之比可以计算出数据的缓冲率，这里的写入EMMC芯片的请求总数据量是通过统计程序对测试程序及各种应用程序请求写入EMMC芯片的请求总数据量统计得到的，而实际写入EMMC芯片的数据量是通过对EMMC芯片底层驱动程序监控读取EMMC驱动中的数据结构来实现的。其中，数据缓冲率K1=写入flash空闲块小于1个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量，数据缓冲率K2=写入flash空闲块小于2个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量，以此类推，数据缓冲率Kn=写入flash空闲块小于n个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量。同理，统计程序可以将K1、K2、……Kn的参数形成测试报告存储到外部存储器中。
S500、根据EMMC芯片中flash的总块数m、每个flash块可被编程的次数P、所述N1 、N2、……Nn参数、数据缓冲率K1、K2……Kn参数计算出EMMC芯片的寿命为
单位时间。
其中flash的总块数是已知的。由于EMMC芯片有不同的生产厂商，因此，每个flash块可被编程的次数为EMMC芯片生产厂商的标定值。对于EMMC芯片的寿命，此处优选采用的单位时间为24小时，也即每天，预测的使用寿命更加符合一般的思维习惯，当然，此处采用24小时作为单位时间并非限定单位时间为24小时，也可以根据用户的需要以小时或其他时间段为单位时间来计算。
由上可见，本发明采用上层应用程序通过对EMMC芯片写入不同大小的文件来获取底层反馈的实际写入大小，求出各种大小文件的数据缓冲率，再通过统计android系统中所有应用程序在单位时间内对EMMC存储的使用、每个应用写入文件大小及次数计算出EMMC芯片的寿命。本发明可以于检测应用对flash读写是否合理、系统中所有应用对EMMC的使用状况，同时测试不同文件系统对于文件写入的缓冲情况，提高系统的健壮性，对于EMMC芯片寿命的预测，可以在其寿命将要终止时提示用户更换芯片，防止设备读写出现问题及数据的安全。
综上所述，本发明方法通过测试程序及各种应用程序将数据写入EMMC芯片的空闲flash块，并通过EMMC芯片的驱动程序来得到写入空闲flash块的相关参数，并将相关参数返回给测试程序。通过对系统空闲的flash块进行数据写入可以保证系统正常运行不受影响，测试文件可以根据其大小来确定写入次数，大文件的写入可以提高测试效率，缩短测试时间，小文件的写入可以灵活应对flash空闲空间较小的情形。通过大小文件的配置以及对flash空闲空间的动态获取，可以防止写入文件过程中空间不足导致的异常情况。通过对flash块的写入情况可以获得系统中所有应用程序对EMMC的使用状况，同时测试不同文件的缓冲情况，提高系统的健壮性，使开发人员能够检测flash的读写是否合理，改善flash读写的均衡，进而提高flash的寿命，并且可以在EMMC芯片寿命快要终止时提示用户更换，防止设备读写出现问题，保证数据的安全。
应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种EMMC芯片寿命检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、统计EMMC芯片的入口处需要写入EMMC芯片的请求总数据量；
B、写入数据到EMMC芯片，判断flash空闲存储块是否足够写入数据，当flash空闲存储块足够写入数据时，将数据写入EMMC芯片；
C、统计单位时间内写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的写入次数N1、小于2个连续块的写入次数N2，直至小于n个连续块的写入次数Nn；
D、统计单位时间内写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的数据缓冲率K1、小于2个块的数据缓冲率K2，直至小于n个连续块的数据缓冲率Kn；
E、根据EMMC芯片中flash的总块数m、每个flash块可被编程的次数P、所述N1 、N2、……Nn参数、数据缓冲率K1、K2……Kn参数计算出EMMC芯片的寿命为单 
位时间。
2.根据权利要求1所述的一种EMMC芯片寿命检测方法，其特征在于，步骤A中具体为，对所有需要写入EMMC芯片的程序及其请求数据量进行列表存储，以统计出需要写入EMMC芯片的请求总数据量。
3.根据权利要求1所述的一种EMMC芯片寿命检测方法，其特征在于，所述步骤B中写入数据到EMMC芯片是测试程序或各应用程序根据需求写入数据到EMMC芯片。
4.根据权利要求1所述的一种EMMC芯片寿命检测方法，其特征在于，步骤C中，统计写入EMMC芯片中flash空闲存储块小于1个块的写入次数N1、小于2个连续块的写入次数N2，直至小于n个连续块的写入次数Nn是通过对EMMC芯片底层驱动程序监控读取EMMC驱动中的数据结构来实现的。
5.根据权利要求1所述的一种EMMC芯片寿命检测方法，其特征在于，步骤D中，所述数据缓冲率等于实际写入EMMC芯片的数据量与需要写入EMMC芯片的请求总数据量的比值，数据缓冲率K1=写入flash空闲块小于1个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量，数据缓冲率K2=写入flash空闲块小于2个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量，以此类推，数据缓冲率Kn=写入flash空闲块小于n个块的数据量/需要写入EMMC芯片的请求总数据量。
6.根据权利要求5所述的一种EMMC芯片寿命检测方法，其特征在于，所述实际写入EMMC芯片的数据量是通过对EMMC芯片底层驱动程序监控读取EMMC驱动中的数据结构来实现的。
7.根据权利要求1所述的一种EMMC芯片寿命检测方法，其特征在于，所述每个flash块可被编程的次数为EMMC芯片生产厂商的标定值。
8.根据权利要求1所述的一种EMMC芯片寿命检测方法，其特征在于，所述单位时间为24小时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160210 |