CN112835777A

CN112835777A - 一种提高flash仿真准确性的方法、系统

Info

Publication number: CN112835777A
Application number: CN202110201575.XA
Authority: CN
Inventors: 王敏; 吴大畏; 罗挺
Original assignee: Yeestor Microelectronics Co ltd
Current assignee: Yeestor Microelectronics Co ltd
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2021-02-23
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2041-02-23
Also published as: CN112835777B

Abstract

本申请涉及仿真的技术领域，尤其是涉及一种提高flash仿真准确性的方法、系统，方法包括以下步骤：获取真实芯片的实际参数，实际参数包括写速度、读速度；获取仿真设备的环境参数，环境参数包括磁盘写速度、磁盘读速度；根据实际参数与环境参数的一一对应计算比例参数；通过脚本向仿真设备的仿真程序模拟数据量，生成模拟参数；根据模拟参数与比例参数计算仿真数据。本申请具有提高仿真的准确性的效果。

Description

一种提高flash仿真准确性的方法、系统

技术领域

本申请涉及仿真的技术领域，尤其是涉及一种提高flash仿真准确性的方法、系统。

背景技术

FTL(Flash Translation Layer)算法是SSD(Solid State Disk)固件的核心部分，为提高FTL算法的开发验证效率，首先需要具备验证环境。目前固件验证环境包括SSD主控、NAND Flash颗粒、DDR、PCIE、DStream等器件，这些硬件产品普遍价格较高，而且部分为易损耗的，在使用过程中也存在启动时间长，稳定性差的问题，这些因素会直接导致SSD固件的开发效率降低，开发成本增加。

NAND Flash的结构，DIE为可独立操作的单元，其间包括多个Block；Block为擦除单元，其间包括多个Page；Page为读写单元。NAND Flash作为SSD的存储介质，容量一般在128G-1T，Flash特性决定了其读写、擦除操作次数有限，因此NAND Flash的生命周期也有限，如果在固件开发过程中完全使用真实的NAND Flash必然会导致开发成本高、效率低。

目前FTL算法是通过仿真来进行准确性验证，读速度，写速度，擦速度，放大因子，逻辑数据，表格数据等，但是仿真是一种计算机程序，而FTL是嵌入式程序，如何让仿真的过程接近芯片的准确性，比如仿真的速度与真实芯片的速度保持一致，读写擦次数以及放大因子保持一致成为关键问题。

发明内容

为了提高仿真的准确性，本申请提供一种提高flash仿真准确性的方法、系统。

第一方面，本申请提供的一种提高flash仿真准确性的方法，采用如下的技术方案：

一种提高flash仿真准确性的方法，包括以下步骤：

获取真实芯片的实际参数，所述实际参数包括写速度、读速度；

获取仿真设备的环境参数，环境参数包括磁盘写速度、磁盘读速度；

根据实际参数与环境参数的一一对应计算比例参数；

通过脚本向仿真设备的仿真程序模拟数据量，生成模拟参数；

根据模拟参数与比例参数计算仿真数据。

通过采用上述技术方案，由真实芯片的实际参数与仿真设备的环境参数一一对应计算比例参数，然后由比例参数与模拟参数计算仿真数据，即可获得较为贴近真实芯片的仿真效果，具有提高flash仿真准确性的效果。

优选的，步骤获取真实芯片的实际参数，所述实际参数包括写速度、读速度，包括以下子步骤：

向真实芯片写入或读取一定的数据量；

待数据量写入或读取完成，获取该真实芯片的实际参数。

通过采用上述技术方案，由现有设备启动真是芯片，使真实芯片获取的实际参数更为准确，提高仿真的准确性。

优选的，步骤根据实际参数与环境参数的一一对应计算比例参数，包括以下子步骤：

获取真实芯片多次运行产生的实际参数；

计算每次获取的实际参数与环境参数一一对应的比例参数；

根据对应关系与预定规则计算多个比例参数的均值作为平均比例参数。

通过上述技术方案，由多次计算的比例参数计算平均值获得平均比例参数，提高比例参数的可靠性，使仿真实验更为准确。

优选的，还包括：

获取真实芯片运行生成的真实数据；

将仿真数据与真实数据进行对比，生成对比结果，若对比结果在预设偏移范围外，重新计算比例参数。

通过上述技术方案，若是真实芯片运行的真实数据与模拟参数的比例

偏差较大，说明比例参数可能存在问题，需要重新计算，以提高仿真运行的正确性。

优选的，步骤将仿真数据与对于的真实数据进行对比，生成对比结果，若对比结果在预设偏移范围外，重新计算比例参数，包括：

根据模拟参数与真实数据的比例生成仿真数据的比较参数；

对比比较参数与比例参数的大小，生成对比结果，若对比结果在预设偏移范围外，重新计算比例参数。

通过上述技术方案，由真实数据与模拟参数计算比较参数，然后将比较参数与比例参数比较，以校验比例参数是否在合理范围内，从而提高仿真的准确性。

优选的，所述仿真数据包括仿真放大因子，所述实际数据包括实际放大因子，还包括：

比较仿真放大因子与实际放大因子；

若仿真放大因子小于实际放大因子，增大脚本写入仿真程序的数据量；若仿真放大因子大于实际放大因子，减少脚本写入仿真程序的数据量。

通过上述技术方案，有仿真数据与实际数据进行比较，通过比较结果反馈调整脚本数据的写入量，以获取实际数据与仿真数据的偏差，以提高仿真的准确性。

第二方面，本申请提供一种提高flash仿真准确性的系统，采用如下的技术方案：

一种提高flash仿真准确性的系统，包括：

真实数据获取模块，用于获取真实芯片的实际参数，所述实际参数包括写速度、读速度；

仿真参数获取模块，用于获取仿真设备的环境参数，环境参数包括磁盘写速度、磁盘读速度；

参数计算模块，用于根据实际参数与环境参数的一一对应计算比例参数；

数据量生成模块，用于通过脚本向仿真程序模拟数据量，生成模拟参数；

仿真数据计算模块，用于根据模拟参数与比例参数计算仿真数据。

通过采用上述技术方案，真实数据获取模块获取实际参数，仿真参数获取模块获取环境参数，参数计算模块计算比例参数，然后通过数据量生成模块生成数据量，通过比例参数计算防震数据，从而提高仿真的准确性。

第三方面，本申请提供一种电子设备，采用如下的技术方案：

一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如前述任一种方法的计算机程序。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如前述任一种方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.由真实芯片的实际参数与仿真设备的环境参数一一对应计算比例参数，然后由比例参数与模拟参数计算仿真数据，即可获得较为贴近真实芯片的仿真效果，具有提高flash仿真准确性的效果；

2.由真实数据与模拟参数计算比较参数，然后将比较参数与比例参数比较，以校验比例参数是否在合理范围内，从而提高仿真的准确性；

3.真实数据获取模块获取实际参数，仿真参数获取模块获取环境参数，参数计算模块计算比例参数，然后通过数据量生成模块生成数据量，通过比例参数计算防震数据，从而提高仿真的准确性。

附图说明

图1是本申请一实施例一种提高flash仿真准确性的方法的流程框图；

图2是本申请另一实施例一种提高flash仿真准确性的方法的流程框图；

图3是是本申请另一实施例一种提高flash仿真准确性的方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-3及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种提高flash仿真准确性的方法。参照图1，一种提高flash仿真准确性的方法包括以下步骤：

S1：获取真实芯片的实际参数，所述实际参数包括写速度、读速度。

S2：获取仿真设备的环境参数，环境参数包括磁盘写速度、磁盘读速度。

S3：根据实际参数与环境参数的一一对应计算比例参数。

S4：通过脚本向仿真设备的仿真程序模拟数据量，生成模拟参数。

S5：根据模拟参数与比例参数计算仿真数据。

具体的，本实施例中，包括存储预设软件程序的存储器以及调用存储器内软件程序的处理器；实际参数为芯片实际的参数，每一块flash都有固定的真实写速度、读速度、放大因子、磨损、以及温度因素，在真实芯片生产制作时即可获取，在本实施例中，仿真设备的环境参数是指存储器与处理器所在电子设备的磁盘读速度、磁盘写速度，具体的仿真设备可以为计算机。

实际参数与环境参数一一对应值，实际芯片的写速度对应磁盘写速度，实际芯片的读速度对应磁盘的读速度，比例参数的计算方式为，比例参数=实际参数/环境参数，即真实芯片每秒写1G数据，仿真设备每秒100M，那么对应写速度的比例参数为10。

在进行仿真时，通过脚本向仿真程序不断的写入数据量，并且获取每次写入数据后的模拟参数，具体的模拟参数为仿真程序的写速度、读速度，并且将仿真程序的写速度与读速度乘以比例参数生成仿真数据，即可获得在当下仿真的情况下，仿真程序应对不同数据量写入的写速度、读速度，从而知道仿真程序是否准确。

可选的，在另一实施例中，步骤S1包括一下子步骤：

S11：向真实芯片写入或读取一定的数据量。

S12：待数据量写入或读取完成，获取该真实芯片的实际参数。

具体的，可通过Mars等现有设备启动真是芯片，生成该芯片的一套实际参数，实际参数包括有该芯片的写速度、读速度、放大因子、磨损、温度因素等，处理器通过预定程序，通过通信接口连接现有设备获取现有设备生成的实际参数，并存储实际参数于存储器；向真实芯片写入相同的数据量，多次获取实际参数，通过将真实芯片安装于现有设备上，即可获取真实芯片运行中的实际参数，且还可以获取不同温度情况下的真实芯片的实际参数。

在实际中，对真实芯片写入一定的数据量，对仿真设备中的仿真程序同步写入相同的数据量，且记录芯片此时的放大因子、磨损、温度因素，并在存储器中存储的实际参数中标记对应的放大因子、磨损以及温度因素，使该实际参数对应芯片的某一状态，并且计算在该状态下的实际参数与环境参数的比例且生成比例参数，比例参数的影响因素更为真实且全面，进一步提高仿真程序的准确性。

可选的，在另一实施例中，步骤S3还包括以下子步骤：

S31：获取真实芯片多次运行产生的实际参数。

S32：计算每次获取的实际参数与环境参数一一对应的比例参数。

S33：根据对应关系与预定规则计算多个比例参数的均值作为平均比例参数。

具体的，在计算比例参数时，在同样的运行环境下，多次向真实芯片写入、读取同样的数据量，从而获取真实芯片在同样的环境下产生的实际参数，将实际参数与环境参数一一对应具体可以为，真实芯片的写速度对应仿真程序的写速度，真实芯片的读速度对应仿真程序的读速度，通过将多个实际参数与环境参数计算生成多个比例参数，计算所有比例参数的平均值作为平均比例参数，减少误差。

具体的，在计算比例参数的平均值前，可对真实芯片运行生成的实际参数进行排序，对应写速度、读速度等设定实际参数的偏差值，比如出厂测定的真实芯片读速度为1G/S，读速度的偏差值在1G增减20M每秒，将每秒读速度超出1G的偏移量大于20M或小于1G的偏移量20M的数据删除，并且将排序的最大值与最小值删除，再计算平均比例参数，减少突发外因的干扰，提高仿真的准确性。

参照图2，可选的，在另一实施例中，还包括以下步骤：

S6：获取真实芯片运行生成的真实数据。

S7：将仿真数据与真实数据进行对比，生成对比结果，若对比结果在预设偏移范围外，重新计算比例参数。

即在预定时间内，预定时间即为在进行真实仿真之前的参数校正环节，同步运行真是芯片以及仿真程序，计算在写入相同的数据量的情况下，通过计算生成的仿真数据与真实数据之间的偏差，预设偏移范围即根据真实芯片的特性计算获得的数据可靠性偏移范围，比如真实数据写速度为1G每秒，偏差值在增加20M的范围内，真实数据与仿真数据之间的差值超出预设偏移范围，则FTL获取其代码中写速度、读速度以及放大因子等的，根据比较结果调整代码，直至FTL代码处于正常的水平，比如写速度、读速度、放大因子接近真实设备的写速度、读速度、放大因子，且处理器调用设于存储器内的预定程序，重新计算比例参数。

参照图3，可选的，在另一实施例中，步骤S7还包括以下步骤：

S71：根据模拟参数与真实数据的比例生成仿真数据的比较参数。

S72：对比比较参数与比例参数的大小，生成对比结果，若对比结果在预设偏移范围外，重新计算比例参数。

具体的，仿真数据包括模拟参数、比例参数以及模拟参数与比例参数计算后的结果，通过计算比较参数与比例参数的大小，可以实现错误校验的效果，即校验本实施例存储器在存取数据时是否发生误码，但是计算仿真数据时，使仿真数据计算错误。

可选的，在另一实施例中，仿真数据包括仿真放大因子，所述实际数据包括实际放大因子，还包括：

S8：比较仿真放大因子与实际放大因子。

S9：若仿真放大因子小于实际放大因子，增大脚本写入仿真程序的数据量；若仿真放大因子大于实际放大因子，减少脚本写入仿真程序的数据量。

放大因子也称写入放大（WA），是闪存和固态硬盘之间相关联的一个属性，因为闪存必须先删除才能改写，在执行这些操作的时候，移动或重写用户数据和元数据(metadata)不止一次。多次的操作，不但增加了写入数据量，减少了SSD的使用寿命。

许多因素会影响到SSD的写入放大，由于闪存的运作特性，数据不能像在普通机械硬盘里那样被直接覆盖。当数据第一次写入SSD的时候，由于SSD内所有的颗粒都为已擦除状态，所以数据能够以页为最小单位直接写入进去（一般是4K，参考颗粒资料），SSD上的主控制器，使用了逻辑和物理的映射系统来管理着闪存。当有新的数据写入，需要替换旧的数据时，SSD主控制器将把新的数据写入到另外的空白的闪存空间上（已擦除状态）然后更新逻辑LBA地址来指向到新的物理FTL地址。而旧的地址内容就变成了无效的数据，但是要在上面再次写入的话，就需要首先擦除掉这个无效数据，闪存有编程和擦除的次数限制，这样每次的编程/擦除就叫做1个P/E(program/erase cycles)周期，写入放大越低，P/E周期就越少，闪存寿命就越久。

简单的放大因子计算公式为

，举例来说，要写入一个4KB的数据，一个块里没有干净的空间，但是存在有无效数据可以擦除，则主控需要将块内所有的数据读出来，在擦除块，再将数据与这个4KB的新数据读回去，形成实际需要写入 4KB数据，但是造成了整个快512KB的数据写入操作，则形成了128倍的放大。

在实际运算中，计算获得仿真程序的放大因子与实际芯片的放大因子进行比较，根据放大因子的比较结果调整FTL，且增减脚本写入的数据量，进而减少不确定因素对反正程序的影响。

本实施例还公开一种提高flash仿真准确性的系统，包括：

真实数据获取模块，用于获取真实芯片的实际参数，所述实际参数包括写速度、读速度。

仿真参数获取模块，用于获取仿真设备的环境参数，环境参数包括磁盘写速度、磁盘读速度。

参数计算模块，用于根据实际参数与环境参数的一一对应计算比例参数。

数据量生成模块，用于通过脚本向仿真程序模拟数据量，生成模拟参数。

可选的，在一实施例中，真实数据获取模块包括以下子模块：

真实数据输入子模块，用于向真实芯片写入或读取一定的数据量。

真实参数获取子模块，用于待数据量写入或读取完成，获取该真实芯片的实际参数。

可选的，在另一实施例中，参数计算模块还包括以下子模块：

真实参数获取子模块，用于获取真实芯片多次运行产生的实际参数。

计算子模块，用于计算每次获取的实际参数与环境参数一一对应的比例参数。

平均数计算子模块，用于根据对应关系与预定规则计算多个比例参数的均值作为平均比例参数。

可选的，在一实施例中，还包括以下模块：

真实参数获取模块，用于获取真实芯片运行生成的真实数据。

参数对比模块，用于将仿真数据与真实数据进行对比，生成对比结果，若对比结果在预设偏移范围外，重新计算比例参数。

可选的，在一实施例中，参数对比模块，包括以下子模块：

比较参数计算子模块，用于根据模拟参数与真实数据的比例生成仿真数据的比较参数。

对比、计算子模块，用于对比比较参数与比例参数的大小，生成对比结果，若对比结果在预设偏移范围外，重新计算比例参数。

可选的，在另一实施例中，还包括以下模块：

放大因子比较模块，用于比较仿真放大因子与实际放大因子。

放大因子判断模块，用于若仿真放大因子小于实际放大因子，增大脚本写入仿真程序的数据量；若仿真放大因子大于实际放大因子，减少脚本写入仿真程序的数据量。

本实施例还公开一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行如前述方法的计算机程序。

本实施例还公开一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如前述方法的计算机程序。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

Claims

1.一种提高flash仿真准确性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据实际参数与环境参数的一一对应计算比例参数；

根据模拟参数与比例参数计算仿真数据。

2.根据权利要求1所述的一种提高flash仿真准确性的方法，其特征在于，步骤获取真实芯片的实际参数，所述实际参数包括写速度、读速度，包括以下子步骤：

向真实芯片写入或读取一定的数据量；

待数据量写入或读取完成，获取该真实芯片的实际参数。

3.根据权利要求1所述的一种提高flash仿真准确性的方法，其特征在于，步骤根据实际参数与环境参数的一一对应计算比例参数，包括以下子步骤：

获取真实芯片多次运行产生的实际参数；

计算每次获取的实际参数与环境参数一一对应的比例参数；

4.根据权利要求1所述的一种提高flash仿真准确性的方法，其特征在于，还包括：

获取真实芯片运行生成的真实数据；

5.根据权利要求4所述的一种提高flash仿真准确性的方法，其特征在于，步骤将仿真数据与真实数据进行对比，生成对比结果，若对比结果在预设偏移范围外，重新计算比例参数，包括：

根据模拟参数与真实数据的比例生成仿真数据的比较参数；

6.根据权利要求1所述的一种提高flash仿真准确性的方法，其特征在于，所述仿真数据包括仿真放大因子，所述实际数据包括实际放大因子，还包括：

比较仿真放大因子与实际放大因子；

7.一种提高flash仿真准确性的系统，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6中任一种方法的计算机程序。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至6中任一种方法的计算机程序。