CN111276179A

CN111276179A - 一种NAND Flash错误率的分组测试装置

Info

Publication number: CN111276179A
Application number: CN202010093606.XA
Authority: CN
Inventors: 王敏; 阚宏伟; 王彦伟
Original assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2040-02-14
Also published as: CN111276179B

Abstract

本申请公开了一种NAND Flash错误率的分组测试装置，从整个NAND Flash层面来讲，通过保证不同组之间的擦写总次数与时间间隔的乘积相等，缩短了各个组结束擦写的时间点的差值；从单个组层面来讲，每隔时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，缩短了同一组内不同Block结束擦写的时间点的差值；从单个Block层面来讲，每隔时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，保证了每个Block等时间间隔地进行擦写操作。因此，基于以上三个层面提升了擦写过程分布的均匀性，提高了错误率测试的准确性。本申请还提供了一种NANDFlash错误率的分组测试方法、设备及可读存储介质，其技术效果与上述装置的技术效果相对应。

Description

一种NAND Flash错误率的分组测试装置

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种NAND Flash错误率的分组测试装置、方法、设备及可读存储介质。

背景技术

NAND Flash是一种适用于大量数据存储的存储器，由Block构成。NAND Flash每一次擦写都会减少自身的寿命，如果一个Block寿命到了，Block里面数据就会出错，无法被可靠地继续使用，因此获得Block在被擦写若干次后的错误率(bit error rate)至关重要。

目前，一般通过循环操作的方式对NAND Flash进行衰减性测试，首先对多个Block进行分组，并设置每个组的总擦写次数，继而获得各个组在经过不同擦写次数后的错误率。例如，对于MLC的Block，若想要得知分别擦写了100、300、1K、3K、10K的错误率，就要通过分组的方式，在一定的时间内，对各组Block进行相应次数的擦写动作。当前的擦写过程的实现方案包括以下两种：

实现方案一：按照分组顺序，依次对每个Block进行擦写，对当前Block完成所有规定的总擦写次数后，再进行下一个Block的擦写动作。

实现方案二：分为内外循环两部分，如进行100、300、1K、3K、10K的分组测试，则内循环时各组分别做1、3、10、30、100次擦写操作，然后重复100次内循环。

对于上述实现方案一，虽然能够保证同一组的Block的擦写总次数一致，但是，从小的层面来说，同一组内各个Block结束擦写的时间点相差较多，每个Block闲置的时间差距较大；从大的层面来说，不同组结束擦写的时间相差更多，每个组闲置的时间差距更大。以上两点会造成测试结果的不准确。以Block为例，假设某个Block和另一个Block结束擦写的时间点分别为12点和14点，而整个测试结束在18点，那么这两个Block分别有6个小时和4个小时的时间闲置，会对最后的错误率造成影响。

对于上述实现方案二，虽然测试总数达标，但同一Block的擦写操作不是等时间间隔进行的。例如，对于10K分组的Block，在100次连续擦写完成后，需要等待其他分组完成擦写后，才进行下一次的擦写。这样也会造成测试结果的不准确。以上问题虽然在短时间内效果不明显，但是若测试时间较长，那么对测试结果的影响会非常明显。

可见，如何提供一种NAND Flash错误率的分组测试方案，避免擦写过程分布不均匀所导致的测试结果准确性较低的缺点，是亟待本领域技术人员解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种NAND Flash错误率的分组测试装置、方法、设备及可读存储介质，用以解决当前的NAND Flash错误率的分组测试方案的擦写过程分布不均匀，导致测试结果准确性较低的问题。其具体方案如下：

第一方面，本申请提供了一种NAND Flash错误率的分组测试装置，包括：

测试参数确定模块：用于根据测试指令，确定NAND Flash的分组信息以及各个组的擦写总次数；

时间间隔确定模块：用于根据所述分组信息和各个所述组的所述擦写总次数，确定各个所述组执行擦写操作的时间间隔，其中，不同所述组之间的所述擦写总次数与所述时间间隔的乘积相等；

擦写操作执行模块：用于每隔所述时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，直至各个所述组的擦写操作次数均达到相应的擦写总次数；

测试结果确定模块：用于向各个所述组写入原始数据，并读出实际数据；通过对比所述原始数据和所述实际数据，确定各个所述组的错误率，以作为测试结果。

优选的，所述时间间隔确定模块包括：

第一时间确定单元：用于根据所述分组信息，分别确定各个所述组完成一次擦写操作的时间，以作为第一时间；

第二时间确定单元：用于根据各个所述组的所述第一时间，确定全部所述组均完成一次擦写操作的时间，以作为第二时间；其中，在同一时间节点进行擦写操作的组的数量不超过1；

第三时间确定单元：用于根据所述第二时间以及最大擦写次数，确定全部所述组均完成相应的擦写总次数的总时间，以作为第三时间；其中，所述最大擦写次数为所述各个所述组的擦写总次数中的最大值；

时间间隔确定单元：用于根据所述第三时间以及各个所述组的擦写总次数，确定各个所述组执行擦写操作的时间间隔。

优选的，所述第一时间确定单元用于：

根据单个Block完成一次擦写操作的时间以及各个所述组内部的Block数量，分别确定各个所述组完成一次擦写操作的时间，以作为第一时间；其中，在同一时间节点进行擦写操作的Block的数量不超过1。

优选的，所述第二时间确定单元用于：

确定各个所述组的所述第一时间的和，得到全部所述组完成一次擦写操作的时间，以作为第二时间。

优选的，还包括：

分组模块：用于根据分组指令，将NAND Flash均匀地划分为多个组，以保证各个所述组之间的Block的数量相等。

优选的，所述擦写操作执行模块包括：

目标组确定单元：用于每隔所述时间间隔，确定待执行擦写操作的目标组；

目标组数量判断单元：用于判断所述目标组的数量是否大于等于2；

第一擦写操作执行单元：用于在所述目标组的数量不大于等于2时，对所述目标组执行操作操作；

第二擦写操作执行单元：用于在所述目标组的数量大于等于2时，根据预先设置的各个所述组的优先级，依次对所述目标组执行一次擦写操作。

优选的，所述测试结果确定模块包括：

数据读写单元：用于向各个所述组写入原始数据，并读出实际数据，将所述原始数据和所述实际数据作为读写结果；

错误率确定单元：用于通过对比所述原始数据和所述实际数据，确定所述读写结果对应的错误率；

测试结果确定单元：用于根据多次所述读写结果对应的错误率，确定各个所述组的错误率均值，以作为测试结果。

第二方面，本申请提供了一种NAND Flash错误率的分组测试方法，包括：

根据测试指令，确定NAND Flash的分组信息以及各个组的擦写总次数；

确定各个所述组执行擦写操作的时间间隔，其中，不同所述组之间的所述擦写总次数与所述时间间隔的乘积相等；

每隔所述时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，直至各个所述组的擦写操作次数均达到相应的擦写总次数；

向各个所述组写入原始数据，并读出实际数据；通过对比所述原始数据和所述实际数据，确定各个所述组的错误率，以作为测试结果。

第三方面，本申请提供了一种NAND Flash错误率的分组测试设备，包括：

存储器：用于存储计算机程序；

处理器：用于执行所述计算机程序，以实现如上所述的NAND Flash错误率的分组测试方法的步骤。

第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如上所述的NAND Flash错误率的分组测试方法的步骤。

本申请所提供的一种NAND Flash错误率的分组测试装置，包括以下模块：测试参数确定模块、时间间隔确定模块、擦写操作执行模块、测试结果确定模块，各个模块分工合作用以实现以下过程：根据测试指令，确定NAND Flash的分组信息以及各个组的擦写总次数；根据分组信息和各个组的擦写总次数，确定各个组执行擦写操作的时间间隔，其中，不同组之间的擦写总次数与时间间隔的乘积相等；每隔时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，直至各个组的擦写操作次数均达到相应的擦写总次数；向各个组写入原始数据，并读出实际数据；通过对比原始数据和实际数据，确定各个组的错误率，以作为测试结果。

可见，从整个NAND Flash层面来讲，该装置通过保证不同组之间的擦写总次数与时间间隔的乘积相等，缩短了各个组结束擦写的时间点的差值；从单个组层面来讲，该装置每隔时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，缩短了同一组内不同Block结束擦写的时间点的差值；从单个Block层面来讲，该装置每隔时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，保证了每个Block等时间间隔地进行擦写操作。该装置基于以上三个层面提升了擦写过程分布的均匀性，从而提高了错误率分组测试的准确性。

此外，本申请还提供了一种NAND Flash错误率的分组测试方法、设备及可读存储介质，其技术效果与上述装置的技术效果相对应，这里不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的一种NAND Flash错误率的分组测试装置实施例一的功能框图；

图2为本申请所提供的一种NAND Flash错误率的分组测试装置实施例二的功能框图；

图3为本申请所提供的一种NAND Flash错误率的分组测试方法实施例的实现流程图；

图4为本申请所提供的一种NAND Flash错误率的分组测试设备实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

当前的NAND Flash错误率的分组方案，在对NAND Flash的分组进行擦写的过程中，要么存在各个分组结束擦写的时间点相差甚远的问题；要么存在同一分组内不同Block结束擦写的时间点相差甚远的问题，或者同一Block非等时间间隔地进行擦写操作的问题。以上问题均是擦写过程分布不均匀的体现，在测试时间较长时，这些问题会严重影响测试结果的准确性。

针对该问题，本申请的核心是提供一种NAND Flash错误率的分组测试装置、方法、设备及可读存储介质，提升擦写过程分布的均匀性，提高了错误率分组测试的准确性。

下面对本申请提供的一种NAND Flash错误率的分组测试装置实施例一进行介绍，参见图1，实施例一包括：

测试参数确定模块11：用于根据测试指令，确定NAND Flash的分组信息以及各个组的擦写总次数；

上述NAND Flash是存储器的一种，特别适用于大量数据存储，其中Block是NANDflash擦除操作的最小单位，而Page是NAND flash写操作的最小单位。上述分组信息包括但不限于分得的组的总数量和各个组所包含的Block的数量。

本申请所提及的擦写操作，是指对NAND Flash进行写操作和擦除操作。上述擦写总次数与组一一对应，是根据测试需求确定的相应组需要执行擦写操作的总次数。可以理解的是，各个组的擦写总次数不等。

上述测试指令可以是根据用户操作被动生成的，也可以是在自动检测到当前环境满足预设触发条件时，自动生成的。例如，该预设触发条件在实际应用中可以为测试时间节点，通过预先设置测试时间节点，在达到该测试时间节点时自动生成测试指令，以便本实施例的装置根据测试指令执行后续的测试过程。

时间间隔确定模块12：用于根据所述分组信息和各个所述组的所述擦写总次数，确定各个所述组执行擦写操作的时间间隔，其中，不同所述组之间的所述擦写总次数与所述时间间隔的乘积相等；

上述时间间隔是指一个组的相邻两次擦写操作的执行时间点之间的时间差，对于同一个组来说，该时间间隔为固定值。

本实施例中，各个组的擦写总次数和时间间隔的乘积相等，这样设置的目的在于缩短不同组结束擦写的时间点的差值。基于上述条件，本实施例能够达到以下目标：各个组结束擦写的时间点的差值均小于等于各个组的时间间隔中的最大值。

擦写操作执行模块13：用于每隔所述时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，直至各个所述组的擦写操作次数均达到相应的擦写总次数；

如前文所述，本实施例的组均设置有其对应的时间间隔，上述S103中“相应的组”即指与当前的时间间隔相对应的组。

具体的，在确定各个组的时间间隔之后，本实施例的装置每隔时间间隔就对相应的组执行一次擦写操作。例如，假设现在有3个组，分别记为组1、组2、组3，这3个组各自的时间间隔分别为T1、T2、T3，记测试开始时间为0，则在测试过程中，本实施例的装置实时检测当前时间是否为T1、T2或T3的整数倍，若检测到当前时间是T2的整数倍，则对组2执行擦写操作。

测试结果确定模块14：用于向各个所述组写入原始数据，并读出实际数据；通过对比所述原始数据和所述实际数据，确定各个所述组的错误率，以作为测试结果。

作为一种具体的实施方式，上述原始数据可以为N个比特，错误率的确定方式即：确定相对于原始数据，实际数据中有多少个比特发送翻转，假设有M个发生翻转，则错误率为M/N。

本实施例所提供的一种NAND Flash错误率的分组测试装置，从整个NAND Flash层面来讲，该装置通过保证不同组之间的擦写总次数与时间间隔的乘积相等，缩短了各个组结束擦写的时间点的差值；从单个组层面来讲，该装置每隔时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，缩短了同一组内不同Block结束擦写的时间点的差值；从单个Block层面来讲，该装置每隔时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，保证了每个Block等时间间隔地进行擦写操作。该装置基于以上三个层面提升了擦写过程分布的均匀性，从而提高了错误率分组测试的准确性。

下面开始详细介绍本申请提供的一种NAND Flash错误率的分组测试装置实施例二，实施例二基于前述实施例一实现，并在实施例一的基础上进行了一定程度上的拓展。

参见图2，实施例二具体包括：测试参数确定模块11、时间间隔确定模块12、擦写操作执行模块13、测试结果确定模块14。这些模块的作用可以参照实施例一的相应描述，此处不再展开介绍。下面对本实施例相对于实施例一的拓展内容进行说明。

本实施例中，如图2所示，所述时间间隔确定模块12包括：

第一时间确定单元121：用于根据所述分组信息，分别确定各个所述组完成一次擦写操作的时间，以作为第一时间；

第二时间确定单元122：用于根据各个所述组的所述第一时间，确定全部所述组均完成一次擦写操作的时间，以作为第二时间；其中，在同一时间节点进行擦写操作的组的数量不超过1；

第三时间确定单元123：用于根据所述第二时间以及最大擦写次数，确定全部所述组均完成相应的擦写总次数的总时间，以作为第三时间；其中，所述最大擦写次数为所述各个所述组的擦写总次数中的最大值；

时间间隔确定单元124：用于根据所述第三时间以及各个所述组的擦写总次数，确定各个所述组执行擦写操作的时间间隔。

作为一种具体的实现方式，所述第一时间确定单元121具体用于：根据单个Block完成一次擦写操作的时间以及各个所述组内部的Block数量，分别确定各个所述组完成一次擦写操作的时间，以作为第一时间；其中，在同一时间节点进行擦写操作的Block的数量不超过1。

作为一种具体的实现方式，所述第二时间确定单元122具体用于：确定各个所述组的所述第一时间的和，得到全部所述组完成一次擦写操作的时间，以作为第二时间。

作为一种具体的实现方式，如图2所示，本实施例的装置还包括：

作为一种具体的实现方式，所述擦写操作执行模块13包括：

目标组确定单元131：用于每隔所述时间间隔，确定待执行擦写操作的目标组；

目标组数量判断单元132：用于判断所述目标组的数量是否大于等于2；

第一擦写操作执行单元133：用于在所述目标组的数量不大于等于2时，对所述目标组执行操作操作；

第二擦写操作执行单元134：用于在所述目标组的数量大于等于2时，根据预先设置的各个所述组的优先级，依次对所述目标组执行一次擦写操作。

作为一种具体的实现方式，所述测试结果确定模块14包括：

数据读写单元141：用于向各个所述组写入原始数据，并读出实际数据，将所述原始数据和所述实际数据作为读写结果；

错误率确定单元142：用于通过对比所述原始数据和所述实际数据，确定所述读写结果对应的错误率；

测试结果确定单元143：用于根据多次所述读写结果对应的错误率，确定各个所述组的错误率均值，以作为测试结果。

综上，相对于实施例一，首先，本实施例说明了擦写过程的前提，即同一时间节点仅能够对一个组内的一个Block进行擦写操作。此外，本实施例对NAND Flash进行均匀划分，以保证各个组之间的Block的数量相等，以节省计算各个组时间间隔的计算量。还有，本实施例对各个组的时间间隔的确定过程进行了限定，从而尽量缩短测试时间，其中，第一时间为单个Block完成一次擦写操作的时间与组内Block的数量的乘积；第二时间为各个组的第一时间的和；第三时间为第二时间与各个组的擦写总次数的最大值的乘积或该乘积的整数倍；每个组的时间间隔为第三时间除以该组的擦写总次数。最后，本实施例考虑到在某个时间节点需要进行擦写的组可能有多个的情况，预先设置了各个组的优先级，依据优先级依次对各个组执行擦写操作。

下面以实施例二为基础，就具体场景中的应用进行说明。

根据前文可知，将第三时间作为时间轴，让每组的擦写操作在时间轴上均匀分布，便可保证整个擦写过程是均匀进行的。

第三时间的取值应该满足以下几点：

(1)是全部组的擦写总次数的公倍数，即能够整除每个组的擦写总次数，假设当前有5个组，这5个组的擦写总次数分别为100、300、1k、3k、10k，则第三时间可以设置为30K或60K等。表1所示为第三时间设置为30K的示意图。

(2)需要考虑到在某些时间节点上，可能需要对多个组进行擦写动作。

表1

可以发现，在测试时间达到300秒时，所有的组都会进行一次擦写操作，那么此时就有优先级的问题存在，这就要根据需求规定各个组执行擦写操作的先后顺序。此外，还需要考虑在300～303秒(303是第5组下一次擦写操作的时间点)之间的3秒内，是否可以完成所有的组的擦写动作，若可以完成，那么第三时间设置为30K即可满足要求；如若不可，则需要加大第三时间，如设置为30K的整数倍。

以Micron L04A MLC NAND为例，假设单个Block完成一次擦写操作的时间为1秒，分为五个组，每个组包括80个Block，各个组的擦写总次数分别设置为100、300、1k、3k、10k。那么，每组完成一次擦写操作的时间为80秒，全部组完成一次擦写操作的时间为80*5＝400秒，测试总时间(即前文所述的第三时间)为10k*400＝4000k秒，约为46天，如表2所示。

表2

在规定的时间内，所有的组都是均匀进行擦写的。可见，本申请将所有的组的擦鞋操作均匀地分布在时间轴上，关键点在于选择时间轴长度以保证测试总时间最短。继而，循环擦写操作结束后，便可对每个组的错误率进行分析，这样得到的BIT ERROR RIT也会比较准确可靠。

下面对本申请提供的一种NAND Flash错误率的分组测试方法实施例进行介绍，下文描述的一种NAND Flash错误率的分组测试方法与上文描述的一种NAND Flash错误率的分组测试装置可相互对应参照。

如图3所示，该方法实施例包括：

S301、根据测试指令，确定NAND Flash的分组信息以及各个组的擦写总次数；

S302、确定各个所述组执行擦写操作的时间间隔，其中，不同所述组之间的所述擦写总次数与所述时间间隔的乘积相等；

S303、每隔所述时间间隔对相应的组执行一次擦写操作，直至各个所述组的擦写操作次数均达到相应的擦写总次数；

S304、向各个所述组写入原始数据，并读出实际数据；通过对比所述原始数据和所述实际数据，确定各个所述组的错误率，以作为测试结果。

本实施例的NAND Flash错误率的分组测试方法基于前述的NAND Flash错误率的分组测试装置实现，因此该方法的具体实施方式可见前文中的NAND Flash错误率的分组测试装置的实施例部分，例如，S301、S302、S303、S304，分别基于上述NAND Flash错误率的分组测试装置中的测试参数确定模块11、时间间隔确定模块12、擦写操作执行模块13和测试结果确定模块14实现。所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。

另外，由于本实施例的NAND Flash错误率的分组测试方法基于前述的NAND Flash错误率的分组测试装置实现，因此其作用与上述装置的作用相对应，这里不再赘述。

此外，本申请还提供了一种NAND Flash错误率的分组测试设备，如图4所示，包括：

存储器100：用于存储计算机程序；

处理器200：用于执行所述计算机程序，以实现如上文所述的NAND Flash错误率的分组测试方法的步骤。

最后，本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如上所述的NAND Flash错误率的分组测试方法的步骤。

本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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种NAND Flash错误率的分组测试装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间间隔确定模块包括：

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一时间确定单元用于：

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二时间确定单元用于：

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：

6.如权利要求1-5任意一项所述的装置，其特征在于，所述擦写操作执行模块包括：

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述测试结果确定模块包括：

8.一种NAND Flash错误率的分组测试方法，其特征在于，包括：

9.一种NAND Flash错误率的分组测试设备，其特征在于，包括：

存储器：用于存储计算机程序；

处理器：用于执行所述计算机程序，以实现如权利要求8所述的NAND Flash错误率的分组测试方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如权利要求8所述的NAND Flash错误率的分组测试方法的步骤。