CN107247636B - 一种固态硬盘中数据重建优化的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固态硬盘数据重建优化方法，包括在对所述固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测所述固态硬盘内记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型；从预设序列组中选取与所述故障类型对应的特征序列；根据所述特征序列内的配置参数依次调整读电压值，每次调整完成后，执行读取操作；若读取成功，返回读取结果，若读取失败，重复本操作，直至执行完全部特征序列，返回读取结果。本发明分析并统计导致读取异常的原因，采用相应的检测方法判断故障类型，进而有针对性的选取故障类型对应的特征序列进行调整，简化了优化过程，提高了准确率和效率。本发明还公开了一种固态硬盘数据重建优化的装置。
Description
技术领域
本发明涉及存储设备领域，特别涉及一种固态硬盘中数据重建优化的方法。本发明还涉及一种固态硬盘中数据重建优化的装置。
背景技术
随着互联网、云计算、物联网等技术的发展及广泛应用，在人类生活中，时时刻刻都会产生海量的数据需要处理及存储，信息技术的高速发展对存储系统的性能提出了更高的要求。固态硬盘(solid-state disk，SSD)，因其读写速度快、能耗较低，而在存储设备领域广泛采用。在SSD上除了主控芯片和缓存芯片以外，其余的大部分位置都是NAND Flash(储存型快闪记忆体)闪存芯片了。
但固态硬盘在使用一段时间之后，基于NAND的材质会因为长期的读写或不使用某块区域，导致存储的电荷不稳，出现读取数据异常问题，此时需要调整读电压值重新获得用户数据。
现有技术调整读电压值方法为当读取NAND中的数据异常时，需要逐一尝试序列特征值，没有区分由于不同原因导致的不同情况，因此针对性差，导致数据重建成功的准确率有限、效率低。
如何减少尝试序列特征值的次数，进而提高数据重建优化的针对性、准确性和效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种固态硬盘中数据重建优化的方法，提高了数据重建优化的效率和准确性；本发明的另一目的是提供一种固态硬盘中数据重建优化的装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种固态硬盘中数据重建优化的方法，包括：
步骤s1：在对所述固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测所述固态硬盘内记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型；
步骤s2：从预设序列组中选取与所述故障类型对应的特征序列；
步骤s3：根据所述特征序列内的配置参数依次调整读电压值，每次调整完成后，执行读取操作；若读取成功，返回读取结果，若读取失败，重复本操作，直至执行完全部特征序列，返回读取结果。
优选地，所述步骤s1中的检测所述固态硬盘内记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的过程包括：
按照若干个故障类型的优先级由高到低的顺序检测所述固态硬盘，判断是否出现相应的故障类型；
当检测到某种故障类型时，进行操作s2；
相应的，步骤s3中，若依据此种故障类型对应的特征序列内的全部配置参数调整后，均读取失败，则返回步骤s1检测下一优先级的故障类型。
优选地，所述故障类型包括读干扰；
所述检测所述固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取所述读取操作对应的区块的读取次数，判断所述读取次数是否到达读取门限，若是，则故障类型为读干扰。
优选地，所述故障类型包括写干扰；
所述检测所述固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取所述读取操作对应的区块的写入次数，判断所述写入次数是否达到写入门限，若是，则故障类型为写干扰。
优选地，所述故障类型包括数据保持；
所述检测所述固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取所述读取操作对应的区块的固态硬盘擦写次数，判断所述固态硬盘擦写次数与所述固态硬盘中各区块擦写次数的平均值的差值是否超过阈值，若是，则故障类型为数据保持。
优选地，所述故障类型包括区块开放故障；
所述检测所述固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取所述读取操作对应的区块是否包含未写入部分，当一个所述区块中未全写时，判定为区块开放。
优选地，所述配置参数为电压偏移值。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种固态硬盘数据重建优化装置，包括：
检测模块，用于在对所述固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测所述固态硬盘，判断出现读取异常的故障类型；
特征序列选取模块，用于从预设序列组中选取与所述故障类型对应的特征序列；
调整模块，用于根据所述特征序列内的配置参数依次调整读电压值，调整完一次后，执行读取操作，若读取成功，返回读取结果，若读取失败，重复本操作，直至执行完全部特征序列，返回读取结果。
优选地，所述检测模块中还包括：
优先级设置单元，用于为若干各故障类型设置优先级顺序；
检验单元，用于按照所述若干个故障类型的优先级由高到低的顺序检测所述固态硬盘内记录的状态参数；
判断单元，用于根据所述固态硬盘中记录的状态参数，判断是否出现相应的故障类型，每检测到一种故障类型后，就触发所述特征序列选取模块选取与该故障类型对应的特征序列；
相应的，所述调整模块依据此种故障类型对应的特征序列内的全部配置参数调整后，若均调整失败，则触发所述检验单元，检验下一优先级的故障类型。
优选地，所述检测模块具体包括：
读取次数检测单元，用于获取所述读取操作对应的区块的读取次数；
读干扰判断单元，用于判断所述读取次数是否到达读取门限，若是，则故障类型为读干扰；若不是，触发下一优先级的判断单元；
写入次数检测单元，用于获取所述读取操作对应的区块的写入次数；
写干扰判断单元，用于获取所述写入次数是否到达写入门限，若是，则故障类型为写干扰；若不是，触发下一优先级的判断单元；
固态硬盘擦写次数检测单元，获取所述读取操作对应的区块的固态硬盘擦写次数；
数据保持判断单元，判断所述固态硬盘擦写次数与所述固态硬盘中各区块擦写次数的平均值的差值是否超过阈值，若是，则故障类型为数据保持；若不是，触发下一优先级的判断单元；
区块全写检测单元，获取所述读取操作对应的区块是否包含未写入部分；
区块开放故障判断单元，当一个所述区块中未全写时，判定为区块开放；若不是，触发下一优先级的判断单元。
本发明提供了一种固态硬盘中数据重建优化的方法及装置，在对固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测所述固态硬盘内记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型，从预设序列组中选取与故障类型对应的特征序列。由于本发明对导致固态硬盘读取异常的原因进行了分类，仅依据判断出的故障类型选取对应的特征序列调整读电压值，提高了调整过程的针对性，所以在实际操作中不需要漫无目的的逐个尝试电压序列的值，简化了数据重建过程，且提高了准确率和效率。
附图说明
图1为发明提供的一种固态硬盘中数据重建优化方法的过程的流程图；
图2为本发明提供的一种固态硬盘中数据重建优化方法的具体实施方式的流程图；
图3为本发明提供的一种固态硬盘中数据重建优化的装置的结构示意图；
图4为本发明提供的一种固态硬盘中数据重建优化具体实施方式的装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种固态硬盘中数据重建优化的方法，提高了优化过程的准确率和效率；本发明的另一核心是提供一种固态硬盘中数据重建优化的装置。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种固态硬盘中数据重建优化的方法。
参照图1，图1为发明提供的一种固态硬盘中数据重建优化方法的过程的流程图，该方法的具体流程为：
步骤s1：在对固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测固态硬盘内记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型；
步骤s2：从预设序列组中选取与故障类型对应的特征序列；
步骤s3：根据特征序列内的配置参数依次调整读电压值，每次调整完成后，执行读取操作；若读取成功，返回读取结果，若读取失败，重复本操作，直至执行完全部特征序列，返回读取结果。
其中，特征序列中包含多个按照特定顺序排列的配置参数。
参照图2，图2为本发明提供的一种固态硬盘中数据重建优化方法的具体实施方式的流程图。
在本具体实施方式中，本发明预先设置各个故障类型的优先级顺序，每次使用时调用优先级顺序，则该方法的具体步骤为：
步骤s11：对固态硬盘进行读取操作；
步骤s12：判断是否出现读取异常；
其中，可以通过判断retry参数是否＝0的过程得知读取是否异常，如果读取正常，retry参数＝0；当读取异常时，retry参数＝1，不为0。另外，retry参数在读取成功后清零。
判断retry参数是否为0只是判断读取是否异常的一种具体手段，本发明对判断读取异常的操作不作限定。
步骤s13：检测固态硬盘内记录的状态参数；
其中，状态参数是与所检测的故障类型的判断方法相对应的，具体包括固态硬盘的读取次数、写入次数以及固态硬盘擦写次数等。
步骤s14：调用预先设置的故障类型的优先级顺序；
其中，故障类型可以为一个或多个，故障类型间的顺序可由检验者自行设置，也可由生产厂家设置。本发明对故障类型的优先级不作限制。
步骤s15：按照若干个故障类型的优先级由高到低的顺序检测固态硬盘，判定是否出现相应的故障类型，当检测到某种故障类型时，进行步骤s2；
步骤s2：从预设序列组中选取与故障类型对应的特征序列；
其中，配置参数为电压偏移值，例如±5V，也可以是偏移量，例如±5％；配置参数也可以是具体的电压值，当然本发明不限制配置参数的具体类型。
步骤s31：判断特征序列内是否包含未用作调整的配置参数，若有，进入步骤s32；若没有，则返回步骤s15，进入下一优先级的故障类型的判定；
步骤s32：根据特征序列内的配置参数依次调整读电压值；
步骤s33：执行读取操作；
步骤s34：将读电压值调整至初始状态值；
此过程是为了使读电压值恢复初始值，以方便下一次调整读电压值。比如步骤s2中选取的配置参数为+5％，那么电压值的恢复则可以将现有的读电压值/(1+5％)得到初始的读电压值。
此处对如何将读电压值调整至调整前的状态的具体过程不作限定。
步骤s35：判断是否读取成功，如果成功，返回读取结果；如果失败，返回步骤s31。
其中，可以通过判断retry参数是否＝0的过程得知读取是否成功，如果读取成功，retry参数＝0；当读取失败时，retry参数＝1，不为0。retry参数在读取成功后清零；也可以根据判断EccErr的状态得出相同的结论。在本领域中，判断读取成功的操作不止上述两种，本发明对此也不作限定。
具体的，故障类型包括读干扰(read disturb)。
则步骤s1中检测固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取读取操作对应的区块的读取次数，判断读取次数是否到达读取门限，若是，则故障类型为读干扰。
读取门限可以为5次，针对不同实施环境，读取门限也会有不同数值。本发明对该数值不作具体限制。
另外，故障类型包括写干扰(program disturb)。
那么步骤s1中检测固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取读取操作对应的区块的写入次数，判断写入次数是否达到写入门限，若是，则故障类型为写干扰。
写入门限可为3次，同理于读取门限，对写入门限的具体数值亦不加以限定。
具体来说，故障类型包括数据保持(data retention)。
那么步骤s1中检测固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取读取操作对应的区块的固态硬盘擦写次数(program erase，PE)，判断固态硬盘擦写次数与固态硬盘中各区块擦写次数的平均值的差值是否超过阈值，若是，则故障类型为数据保持。
这里的固态硬盘擦写次数以及阈值与NAND材质有关系，本发明对此不加以限定。
具体的，故障类型包括区块开放故障(open block)。
则步骤s1中检测固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取读取操作对应的区块是否包含未写入部分，当一个区块中未全写时，判定为区块开放故障。
就以上列举的四种故障模式举例，优先级顺序可以为“读干扰-写干扰-数据保持-开放故障”，例如，当检测到读取次数未超过读取特定门限时，判定不是读干扰，并检测下一优先级的故障类型即写干扰是否存在。
本实施例与是实施例一相比，预先设置故障类型的优先级顺序，并按照顺序进行检测，该顺序可以按照故障类型发生的可能性排列，这种方法可以减少不常见故障类型的检测，减少检测的次数，大大提高检测效率进而优化数据重建。
在本发明的另一个实施例中，不预先设置故障类型的优先级，而是分别判断是否出现各种故障类型，当出现多个故障类型时，同时分别选取各故障类型对应的特征序列，再按照特定的优选顺序选取配置参数。
其中，根据不同的需求也可随机设置各故障类型的检测顺序以及配置顺序。本发明对此不加以限制。
本实施例与实施例一相比，同时进行各故障类型的检测，缩短了检测所用的时间，并按照优选顺序配置特征参数，减少了实现读取成功所需要的调整次数，大大缩短了数据重建所需要的时间，提高了效率。
以上的两种具体实施方式仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
本发明提供的数据重建的方法在对固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测固态硬盘内记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型，从预设序列组中选取与故障类型对应的特征序列。由于本发明对导致固态硬盘读取异常的原因进行了分类，仅依据判断出的故障类型选取对应的特征序列调整读电压值，提高了调整过程的针对性，所以在实际操作中不需要漫无目的的逐个尝试电压序列的值，简化了数据重建过程，且提高了准确率和效率。
本发明还提供了一种固态硬盘中数据重建优化的装置，参照图3，图3位本发明提供的一种固态硬盘中数据重建优化的装置的结构示意图。
该装置包括：
检测模块100，用于在对固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测固态硬盘，判断出现读取异常的故障类型；
特征序列选取模块200，用于从预设序列组中选取与故障类型对应的特征序列；
调整模块300，用于根据特征序列内的配置参数依次调整读电压值，调整完一次后，执行读取操作，若读取成功，返回读取结果，若读取失败，重复本操作，直至执行完全部特征序列，返回读取结果。
在优选实施例中，如图4所示，图4为本发明提供的一种固态硬盘中数据重建优化具体实施方式的装置的结构示意图。检测模块100中具体包括：
优先级设置单元110，用于为若干各故障类型设置优先级顺序；
获取单元120，用于获取固态硬盘中记录的状态参数；
检验单元130，用于按照若干个故障类型的优先级由高到低的顺序检测固态硬盘内记录的状态参数；
判断单元140，用于根据固态硬盘中记录的状态参数，判断是否出现相应的故障类型，每检测到一种故障类型后，就触发依次特征序列选取模块200选取与该故障类型对应的特征序列；
相应的，选取模块300依据此种故障类型对应的特征序列内的全部配置参数调整后，若均调整失败，则触发检验单元130，检验下一优先级的故障类型。
其中，在第三种具体实施中，检测模块100具体包括：
读取次数检测单元，用于获取读取操作对应的区块的读取次数；
读干扰判断单元，用于判断读取次数是否到达读取门限，若是，则故障类型为读干扰；
写入次数检测单元，用于获取读取操作对应的区块的写入次数；
写干扰判断单元，用于获取写入次数是否到达写入门限，若是，则故障类型为写干扰；
固态硬盘擦写次数检测单元，获取读取操作对应的区块的写入次数；
数据保持判断单元，判断写入次数是否达到写入门限，若是，则故障类型为写干扰；
区块全写检测单元，获取读取操作对应的区块的固态硬盘擦写次数；
区块开放判断单元，判断固态硬盘擦写次数与固态硬盘中各区块擦写次数的平均值的差值是否超过阈值，若是，则故障类型为数据保持。
进一步可知，在检测模块100需要按照优先级顺序检测故障类型时，以上各个故障检测单元在判断结果不是本类型的故障时，触发下一优先级的检测单元。
当然，当检测模块100不按照优先级顺序检测时，以上各个故障类型对应的检测单元可以并发进行检测。
本发明提供的数据重建的装置在对固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测固态硬盘内记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型，从预设序列组中选取与故障类型对应的特征序列。由于本发明对导致固态硬盘读取异常的原因进行了分类，仅依据判断出的故障类型选取对应的特征序列调整读电压值，提高了调整过程的针对性，所以在实际操作中不需要漫无目的的逐个尝试电压序列的值，简化了数据重建过程，且提高了准确率和效率。
以上对本发明所提供的固态硬盘中数据重建的方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明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发明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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种固态硬盘数据重建优化方法，其特征在于，包括：
步骤s1：在对所述固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测所述固态硬盘内记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型；
步骤s2：从预设序列组中选取与所述故障类型对应的特征序列；
步骤s3：根据所述特征序列内的配置参数依次调整读电压值，每次调整完成后，执行读取操作；若读取成功，返回读取结果，若读取失败，重复本操作，直至执行完全部特征序列，返回读取结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中的检测所述固态硬盘内记录的状态参数，判定出现读取异常的故障类型的过程包括：
按照若干个故障类型的优先级由高到低的顺序检测所述固态硬盘，判定是否出现相应的故障类型；
当检测到某种故障类型时，进行步骤s2；
相应的，步骤s3中，若依据此种故障类型对应的特征序列内的全部配置参数调整后，均读取失败，则返回步骤s1检测下一优先级的故障类型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障类型包括读干扰；
所述检测所述固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取所述读取操作对应的区块的读取次数，判断所述读取次数是否到达读取门限，若是，则故障类型为读干扰；若不是，故障类型不为读干扰，判断下一优先级的故障类型。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障类型包括写干扰；
所述检测所述固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取所述读取操作对应的区块的写入次数，判断所述写入次数是否达到写入门限，若是，则故障类型为写干扰；若不是，故障类型不为写干扰，判断下一优先级的故障类型。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障类型包括数据保持；
所述检测所述固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取所述读取操作对应的区块的固态硬盘擦写次数，判断所述固态硬盘擦写次数与所述固态硬盘中各区块擦写次数的平均值的差值是否超过阈值，若是，则故障类型为数据保持；若不是，故障类型不为数据保持，判断下一优先级的故障类型。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障类型包括区块开放故障；
所述检测所述固态硬盘记录的状态参数，判断出现读取异常的故障类型的步骤为：
获取所述读取操作对应的区块是否包含未写入部分，当一个所述区块中未全写时，判定为区块开放；若不是，故障类型不为区块开放故障，判断下一优先级的故障类型。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述配置参数为电压偏移值。
8.一种固态硬盘数据重建优化装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于在对所述固态硬盘进行读取操作时，若出现读取异常，检测所述固态硬盘，判断出现读取异常的故障类型；
特征序列选取模块，用于从预设序列组中选取与所述故障类型对应的特征序列；
调整模块，用于根据所述特征序列内的配置参数依次调整读电压值，每调整完一次后，执行读取操作，若读取成功，返回读取结果，若读取失败，重复本操作，直至执行完全部特征序列，返回读取结果。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测模块具体包括：
优先级设置单元，用于为若干个故障类型设置优先级顺序；
获取单元，用于获取所述固态硬盘中记录的状态参数；
检验单元，用于按照所述优先级设置单元设置的顺序检测所述获取单元获取的状态参数；
判断单元，用于根据所述固态硬盘中记录的状态参数，判断是否出现相应的故障类型，每检测到一种故障类型后，就触发所述特征序列选取模块选取与该故障类型对应的特征序列；
相应的，所述调整模块依据此种故障类型对应的特征序列内的全部配置参数调整后，若均调整失败，则触发所述检验单元，检验下一优先级的故障类型。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测模块具体包括：
读取次数检测单元，用于获取所述读取操作对应的区块的读取次数；
读干扰判断单元，用于判断所述读取次数是否到达读取门限，若是，则故障类型为读干扰；若不是，触发下一优先级的判断单元；
写入次数检测单元，用于获取所述读取操作对应的区块的写入次数；
写干扰判断单元，用于获取所述写入次数是否到达写入门限，若是，则故障类型为写干扰；若不是，触发下一优先级的判断单元；
固态硬盘擦写次数检测单元，获取所述读取操作对应的区块的固态硬盘擦写次数；
数据保持判断单元，判断所述固态硬盘擦写次数与所述固态硬盘中各区块擦写次数的平均值的差值是否超过阈值，若是，则故障类型为数据保持；若不是，触发下一优先级的判断单元；
区块全写检测单元，获取所述读取操作对应的区块是否包含未写入部分；
区块开放故障判断单元，当一个所述区块中未全写时，判定为区块开放；若不是，触发下一优先级的判断单元。
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