CN112863591B - 一种针对Open Block的测试及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种一种针对Open Block的测试方法，本方法对于一个block，从写入WL0开始，每写完一个WL的数据，就读取已经写过数据的所有WL，将所有读取的WL的数据错误位数记录下来，直至写满当前block。从WL0开始，分析从WL 0至WL N的写入过程中WL0的FBC变化情况，得到所有的N个WL在写入过程中的变化情况。根据上述过程得出要保证open block的k个WL数据稳定性与close block一致，需要从WL k开始向后写入至少s个WL。本方法测试得出Open Block的边缘页或边缘字线，根据测试方法得出的结果有针对性的对open block进行处理，避免因为open block问题带来的数据读取错误。
Description
技术领域
本发明涉及一种针对Open Block的测试及处理方法，属于nand flash测试技术领域。
背景技术
NAND Flash是目前被广泛应用的存储介质，NAND Flash以块（block）为擦除单位，页（page）为读写单位，在使用过程中极易出现某些块的页未写入数据的情况，这种没有写满数据的块我们称作开放块（open block）。Open block中保存的数据稳定性较差，尤其是读取边缘页时，大概率出现大量数据位错误，应用到系统中可能表现为数据纠错失败。
具体的，Open block指未被完全写满的块。NAND Flash以块（block）为擦除单位，以页（page）或字线（WL）为读写单位，在使用过程中，如果一个block的所有page或WL没有被全部写入数据，我们将其称为open block。Open block中最后写入数据的几个page或WL我们称为边缘page（WL）。与open block对应的是完全写满数据的block，我们称为closeblock。
一般来说，影响NAND Flash保存数据的因素主要有擦写次数（PE counts）、数据保存时间（data retention）、读取次数（read disturb）、温度变化，但是它们对于closeblock和open block的影响并不相同，所以如果对open block使用与close block同样的处理策略是无法保证open block中有效数据的读取正确性的，尤其是对边缘page（WL）而言，需要保护边缘page或字线的数据稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种针对Open Block的测试及处理方法，测试得出Open Block的边缘页或边缘字线，根据测试方法得出的结果有针对性的对open block进行处理，避免因为open block问题带来的数据读取错误。
为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种针对Open Block的测试方法，包括以下步骤：
S01）、选取一个block作为测试block，针对该block，从写入WL0开始，每写完一个WL的数据，就读取已经写过的所有WL，将所有读取的WL的数据错误位数记录下来，直至写满当前block，从而得到整个block写入过程中的所有FBC情况；
S02）、设block有N个WL，close block是N个WL全部写满数据，open block是只有k个WL写入数据，k ∈（0，N），对于测试的每个block，分析k以后的WL的数据错误位数，若从第s个WL之后，数据错误位数呈现相对稳定的振荡状态，说明open block的数据已经相对稳定，要保证open block的k个WL数据稳定性与close block一致，从WL k向后写入至少s个冗余WL，s∈（0，N-k]；与close block对比发现k个WL里面有m个边缘的WL FBC明显升高，这m个WL称作边缘WL。
进一步的，执行完步骤S02）之后执行步骤S03），S03）、将所有WL都写入数据，然后对m个边缘WL进行最优电压轴扫描，扫描完成后将m组最优电压轴分别用于m个边缘WL，找到一组让每个边缘WL的FBC都满足ECC纠错能力的电压轴，这就是m个边缘WL的最优电压轴。
进一步的，选取M个block重复步骤S01、S02，得到不同k值对应的s。
进一步的，将block的WL分为W组，编号1,2…，W，每组包含的WL数量分别为N/W，N/W*2…，N，选取测试的block，将第1组的WL都写入数据，然后对m个边缘WL进行最优电压轴扫描，扫描完成后将m组最优电压轴分别用于m个边缘WL，找到一组让每个边缘WL的FBC都满足ECC纠错能力的电压轴，这就是m个边缘WL的最优电压轴，然后擦除整个block，重复第1组WL的操作直至W组WL全部完成，最后就得到了所有W组open block边缘WL的最优电压轴。
进一步的，通过在不同擦写次数、不同数据保存时间、不同读取次数和温度变化情况下测试，进而获取每组情况对应的s。
进一步的，通过在不同擦写次数、不同数据保存时间、不同读取次数和温度变化情况下测试而获取每种情况对应的边缘WL的最优电压轴。
本发明还公开一种针对Open Block的处理方法，对于open block的边缘WL采取使用最优电压轴读取边缘WL数据；对于有m个边缘WL的Open Block，为了保证open block的k个WL数据稳定性与close block一致，从WL k向后写入至少s个冗余WL。
进一步的，s个冗余WL写入随机数据。
本发明的有益效果：本发明所述测试方法能够快速获取open block存储的数据特性，通过获取的具体数据可以快速得出对应的参数数值，同时测试中可以很容易的增加擦写次数（PE counts）、数据保存时间（data retention）、读取次数（read disturb）和温度变化等影响NAND Flash数据稳定性的方法，最终根据测试结果确定对应的处理方法。另外根据本专利描述的open block边缘WL处理方法能够快速准确的读取多种情况下边缘WL的数据，降低open block边缘WL的数据错误风险。
附图说明
图1为测试得到边缘WL的流程图；
图2为得到边缘WL最优电压轴的流程图；
图3为read WL12对应的FBC曲线示意图；
图4为read WL49对应的FBC曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例公开一种针对Open Block的测试方法，本方法包括前部分，一部分是测试得到边缘WL，另一部分是测试得到边缘WL的最优电压轴。
本实施例以one-pass 3D TLC为例，说明一种open block的测试方法，并通过与close block的对比，给出open block的处理方法。假设3D TLC的每个block有N个WL，closeblock即N个WL全部写满数据，open block则是写入的WL数量只有k个，k ∈（0，N）。
测试得出边缘WL的过程为：
S01）、选取一个block作为测试block，针对该block，从写入WL0开始，每写完一个WL的数据，就读取已经写过的所有WL，将所有读取的WL的数据错误位数记录下来，直至写满当前block，从而得到整个block写入过程中的所有FBC情况；
S02）、设block有N个WL，close block是N个WL全部写满数据，open block是只有k个WL写入数据，k ∈（0，N），对于测试的每个block，分析k以后的WL的数据错误位数（FBC），若从第s个WL之后，数据错误位数呈现相对稳定的振荡状态，说明open block的数据已经相对稳定，要保证open block的k个WL数据稳定性与close block一致，从WL k向后写入至少s个WL，s∈（0，N-k]；与close block对比可以发现k个WL里面会有边缘的m个WL FBC明显升高，这m个WL称作边缘WL。
图3为read WL12对应的FBC曲线示意图，从图3可以看出WL 12的数据错误位数（FBC）随着向后顺序写入WL会呈现下降趋势，当WL 12后第4个，即当写入WL超过WL 16后，WL12的FBC呈现一个相对稳定的震荡状态，说明WL 12的数据已经相对稳定，因为16-12=4，故s等于4，要保护k=12个WL的数据，需要向后写入至少s=4个WL。
图4为read WL49对应的FBC曲线示意图，从图4可以看出，目前写到第53个WL，前49个WL数据比较稳定了，那么FBC比较高的边缘WL的就是50、51、52、53，即m个边缘WL，m=53-49=4。
为了使测试具有普遍性，选取M个block重复步骤S01、S02，对最终数据进行统计分析就可以得出边缘WL。也可以根据需求对block的WL分组，根据上面的测试找出每组对应的s。
步骤S01、S02通过在不同擦写次数（PE counts）、不同数据保存时间（dataretention）、不同读取次数（read disturb）和温度变化情况下测试而获取每种情况对应的s。
通过步骤S01、S02得出写入k个WL数据后会有m个边缘WL的数据稳定性明显不同于close block对应的WL，m即为open block的边缘脆弱WL，其数据稳定性要远差于closeblock。同时步骤S01、S02得出的另一个结论是：保证k个WL数据稳定性而写入的s个WL，我们称为冗余WL，写入的数据应为随机数。冗余WL的写入是需要时间的，并且准备这些数据也需要一定的buffer资源占用。为了减少这部分开销，我们提出第二部分，即获取边缘WL的最优电压轴。
获取边缘WL的最优电压轴的过程为：将所有WL都写入数据，然后对m个边缘WL进行最优电压轴扫描，扫描完成后将m组最优电压轴分别用于m个边缘WL，找到一组让每个边缘WL的FBC都满足ECC纠错能力的电压轴，这就是m个边缘WL的最优电压轴。
这是通过一个block得到一组边缘WL最优电压轴的过程，为了减少测试量级将block的WL分为W组，编号1,2…，W，每组包含的WL数量分别为N/W，N/W*2…，N，选取测试的block，将第1组的WL都写入数据，然后对m个边缘WL进行最优电压轴扫描，扫描完成后将m组最优电压轴分别用于m个边缘WL，找到一组让每个边缘WL的FBC都满足ECC纠错能力的电压轴，这就是m个边缘WL的最优电压轴，然后擦除整个block，重复第1组WL的操作直至W组WL全部完成，最后就得到了所有W组open block边缘WL的最优电压轴。
最优电压轴可以使当前的open block的边缘WL数据都能够有效的被读取。
可以通过在不同擦写次数（PE counts）、不同数据保存时间（data retention）、不同读取次数（read disturb）和温度变化情况下测试而获取每种情况对应的边缘WL的最优电压轴。
图1为测试得到边缘WL的流程图，具体实施步骤为：
1、选取需要测试的block，设置此时需要写入的WL为0，然后执行步骤2；
2、判断当前写WL是否已经超过最后一个WL，如果是则结束，如果不是则执行步骤3；
3、向当前需要写数据的WL写入随机数据，然后执行步骤4；
4、设置读取的WL编号为0，即从WL0开始，然后执行步骤5；
5、读取当前读WL的数据，记录其错误位数，然后执行步骤6；
6、判断是否已经读完所有写WL，如果是则写WL编号加一，执行步骤2；如果否则读WL编号加一，执行步骤5。
图2为得到边缘WL最优电压轴的流程图，具体实施步骤为：
1、选取block，选取第一个WL组，执行步骤2；
2、将当前WL组的WL都写入数据，从而得到相应的open block，然后执行步骤3；
3、设置第一个需要扫描的边缘WL，然后执行步骤4；
4、扫描当前边缘WL的最优电压轴，即错误数最低时候使用的电压轴，并记录电压轴，然后执行步骤5；
5、判断当前边缘WL是否为最后一个边缘WL，如果否，则执行步骤6；如果是则执行步骤7；
6、选择下一个需要扫描的边缘WL，然后执行步骤4；
7、得到m个边缘WL对应的m组电压轴，然后执行步骤8；
8、从m组电压轴中选择第一组电压轴，然后执行步骤9；
9、使用当前电压轴依次读取m个边缘WL，然后执行步骤10；
10、判断m个边缘WL是否全部满足ECC要求，如果否执行步骤11，如果是执行步骤13；
11、判断是否为最后一组电压轴，如果否执行步骤9，如果是执行步骤12；
12、记录扫描失败，本次没有找到一组合适的最优电压轴，然后执行步骤13；
13、判断是否是最后一个WL组，如果否执行步骤14，如果是则结束测试过程；
14、切换到下一个WL组，然后执行步骤2。
实施例2
本实施例公开一种针对Open Block的处理方法，基于实施例1的测试结果，本方法对于open block的边缘WL采取使用最优电压轴读取边缘WL数据；对于有m个边缘WL的OpenBlock，为了保证open block的k个WL数据稳定性与close block一致，需要向后写入至少s个WL。其中s个冗余WL写入随机数据。
本发明描述的测试方法能够快速获取open block存储的数据特性，通过获取的具体数据可以快速得出对应的参数数值，同时测试中可以很容易的增加擦写次数（PEcounts）、数据保存时间（data retention）、读取次数（read disturb）和温度变化等影响NAND Flash数据稳定性的方法，最终根据测试结果确定对应的处理方法。另外根据本专利描述的open block边缘WL处理方法能够快速准确的读取多种情况下边缘WL的数据，降低open block边缘WL的数据错误风险。
以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种针对Open Block的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01）、选取一个block作为测试block，针对该block，从写入WL0开始，每写完一个WL的数据，就读取已经写过的所有WL，将所有读取的WL的数据错误位数记录下来，直至写满当前block，从而得到整个block写入过程中的所有数据错误位数FBC情况；
S02）、设block有N个WL，close block是N个WL全部写满数据，open block是只有k个WL写入数据，k ∈（0，N），对于测试的每个block，分析k以后的WL的数据错误位数，若从第s个WL之后，数据错误位数呈现相对稳定的振荡状态，说明open block的数据已经相对稳定，要保证open block的k个WL数据稳定性与close block一致，从WL k向后写入至少s个WL的冗余数据，s∈（0，N-k]；与close block对比，k个WL里面有m个边缘的WL FBC明显升高，这m个WL称作边缘WL；
执行完步骤S02）之后执行步骤S03），将所有WL都写入数据，然后对m个边缘WL进行最优电压轴扫描，扫描完成后将m组最优电压轴分别用于m个边缘WL，找到一组让每个边缘WL的FBC都满足ECC纠错能力的电压轴，这就是m个边缘WL的最优电压轴。
2.根据权利要求1所述的针对Open Block的测试方法，其特征在于：选取M个block重复步骤S01、S02，得到不同k值对应的s。
3.根据权利要求1所述的针对Open Block的测试方法，其特征在于：将block的WL分为W组，编号1,2…，W，每组包含的WL数量分别为N/W，N/W*2…，N，选取测试的block，将第1组的WL都写入数据，然后对m个边缘WL进行最优电压轴扫描，扫描完成后将m组最优电压轴分别用于m个边缘WL，找到一组让每个边缘WL的FBC都满足ECC纠错能力的电压轴，这就是m个边缘WL的最优电压轴，然后擦除整个block，重复第1组WL的操作直至W组WL全部完成，最后就得到了所有W组open block边缘WL的最优电压轴。
4.根据权利要求1所述的针对Open Block的测试方法，其特征在于：通过在不同擦写次数、不同数据保存时间、不同读取次数和温度变化情况下测试，进而获取每组情况对应的s。
5.根据权利要求1所述的针对Open Block的测试方法，其特征在于：通过在不同擦写次数、不同数据保存时间、不同读取次数和温度变化情况下测试而获取每种情况对应的边缘WL的最优电压轴。
6.一种针对Open Block的处理方法，其特征在于：对于open block的边缘WL采取使用权利要求1所得到的最优电压轴读取边缘WL数据；对于有m个边缘WL的Open Block，为了保证open block的k个WL数据稳定性与close block一致，从WL k向后写入至少s个冗余WL。
7.根据权利要求6所述的针对Open Block的处理方法，其特征在于：s个冗余WL写入随机数据。
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