CN110459259A - 存储设备写错误纠错能力的测试方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了存储设备写错误纠错能力的测试方法、系统及存储介质，其中测试方法包括：挑选空白或是被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块的数据页中写入数据；读取写入数据的闪存块的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据；对被擦除的数据块的数据页进行再写入操作；对被再次写入数据的数据块的数据页进行检验，根据报错的数据位的数量大小与写入数据的数据位的数量大小进行对比得到第一对比结果，以及报错的数据块的地址、数据页的地址与写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比得到第二对比结果，上述第一、二对比结果即为该存储设备的写错误纠错能力的测试结果。

Description

存储设备写错误纠错能力的测试方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及存储系统中的纠错能力测试技术，具体涉及一种存储设备写错误纠错能力的测试方法。

背景技术

闪存芯片是一种利用闪存技术达到存储电子信息的存储介质，由于其具有快速存入和断电后数据不消失等特征，并且具有体积较小、存储容量大等优优势，越来越多的存储设备选择使用闪存芯片作为存储介质。然而，闪存芯片由于其本身的物理特性，写进去的数据在读出来的时候会发生一定量的数据位的翻转错误，从而导致存储数据的准确性降低。为了减少或避免这类问题产生，在以闪存芯片作为存储介质的存储设备控制器上，就必须加上冗余纠错以及错误处理程序来保证存储数据的正确性。

在使用闪存技术的存储设备中，闪存的写入操作必须在目标区域处于空白状态即没有数据的条件下进行，如果目标区域已被写入数据，就必须先擦除后才能写入，因此擦除操作是闪存的基本操作。其中闪存芯片是按块为单位擦除，按页为单位写读，一个块里包含多个页，并且每一个块在写入之前必须先擦除。为了保证数据的正确性，闪存控制器在写入数据的时候会根据数据生成冗余纠错码数据并把冗余纠错码数据一并写入到闪存页里，在从闪存页里读取数据的时候，冗余纠错码数据会一并读入闪存控制器里并进行冗余校验以及纠错，如果错误的位数超过了纠错算法的阈值，就会触发错误处理程序来做后续处理，否则就会返回正确数据给调用者。

目前闪存的错误处理能力渐渐成为评价整个基于闪存芯片的存储设备的可靠性的重要指标之一。然而现有技术中对存储设备中写错误纠错能力进行测试和评价的方法有待改进。

发明内容

本发明是为了解决上述还没有较为合适的方法来对存储设备中写错误纠错能力进行测试和评价的问题而进行的，目的在于提供一种存储设备写错误纠错能力的测试方法、系统及存储介质。

本发明主要针对这一问题，提出一种在研发期间人为插入一些预定义好的闪存的写错误，来检验存储设备本身处理错误的能力，以提高产品最终的可靠性。

本发明提供了一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其特征在于，包括：

S0、挑选空白或是被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块中的数据页中写入数据；

S1、读取写入数据的闪存块上的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据；

S2、对被擦除数据的闪存块的数据页进行再写入操作；

S3、对被再次写入数据的数据块的数据页进行检验，根据报错的数据位的数量大小与所述步骤S0中写入数据的数据位的数量大小进行对比，得到第一对比结果，并将所述第一对比结果写入所述存储设备的写错误纠错能力的测试结果。

本发明提供的一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其还具有这样的特征，在所述步骤S2之后，还包括：

根据报错的数据块的地址、数据页的地址与所述步骤S0中写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比，得到第二对比结果，并将所述第二对比结果写入所述存储设备的写错误纠错能力的测试结果。

本发明提供的一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其中所述第一对比结果用来准确判断在待检测的存储芯片或是存储设备中写入的数据是否存在写错误，所述第二对比结果用来确定所纠错的数据页的地址是不是预设的写错误的数据页，从而避免遇到非预期的错误。

本发明提供了一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其中所述步骤S0中挑选的空白或是已被擦除数据的闪存块是随机的，可以是多个，并且被选中的数据块在存储设备的存储芯片中的地址是连续的或是间隔的或是连续与间隔并存的。

本发明提供了一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其中挑选的闪存块中的数据页可以是多个，其中数据页是最小的写入单位。

本发明提供了一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其中在挑选的闪存块中写入的数据是随机的。

本发明提供了一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其中所述再写入步骤中进行写操作的数据块是随机的，当有效数据页写到所述写入步骤中的造错数据页时，由于闪存擦后只能写一次的特性，闪存芯片就会报写出错，而存储设备就会触发后续的错误处理程序。

本发明提供了一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其中在挑选的闪存块中写入的数据位的数量可以根据存储设备的纠错算法的阈值来定，其中写入大于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第一检测结果；或者，写入等于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第二检测结果；或者，写入小于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第三检测结果。

本发明还提供了一种存储设备写错误纠错能力的测试系统，其特征在于，包括：

写入模块，其用于在待检测的存储芯片或存储设备上挑选一空白或是已被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块中的数据页上写入数据；

读取擦除模块，其用于读取所述写入模块中写入数据的闪存块上的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据；

再写入模块，其用于对所述读取擦除模块中被擦除的数据块数据页进行写操作；

读取检验模块，其用于对被再次写入数据的数据块的数据页进行读取检验，根据报错的数据位的数量大小与所述写入模块中写入数据的数据位的数量大小进行对比，得到第一对比结果，并将所述第一对比结果写入所述存储设备的写错误纠错能力的测试结果。

本发明提供的一种存储设备写错误纠错能力的测试系统，其还具有这样的特征：

所述读取检验模块还根据报错的数据块的地址、数据页的地址与写入数据步骤中写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比，得到第二对比结果，并将所述第二对比结果写入所述存储设备的写错误纠错能力的测试结果。

本发明提供的一种存储设备写错误纠错能力的测试系统，该测试系统中挑选的空白或是已被擦除数据的闪存块是随机的，可以是多个，被选中的数据块在存储设备中的地址是连续的或是间隔的或是连续与间隔并存的。

本发明提供的一种存储设备写错误纠错能力的测试系统，其中按照预设的存储地址将随机数据写入到待检测的存储设备中，其中所述存储地址遍布于所述挑选空白或是被擦除数据的闪存块中的每一个数据块，但在每一个数据块的数据页的地址是随机分布的。

本发明还提供了一种存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的存储设备写错误纠错能力的测试方法中的步骤。

本发明还提供了一种存储介质，其中所述存储介质为闪存芯片。

发明的作用和效果

根据本发明所涉及的存储设备写错误纠错能力的测试方法、系统及存储介质，因为其中测试方法具有写入步骤，能够挑选空白或是被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块中的数据页中写入数据；具有读取擦除步骤，能够读取写入数据的闪存块上的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据；具有再写入步骤，能够对读取擦除步骤中被擦除的数据块的数据页进行写操作；还具有读取检验步骤，能够对被再次写入数据的数据块的数据页进行检验，并根据报错的数据位的数量大小与写入数据步骤中写入数据的数据位的数量大小进行对比得到第一对比结果，以及根据报错的数据块的地址、数据页的地址与写入数据步骤中写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比并得到第二对比结果，上述第一和第二对比结果均被写入该存储设备的写错误纠错能力的测试结果，所以通过在预定的位置上预先插入写错误数据，来写入存储芯片或存储设备上的数据页中，再进行写操作和读取检验，最终读取到的数据就是经过了存储芯片的纠错电路和算法、程序处理后的数据，对比该数据与预先插入的写错误数据进行比对，比对的结果就代表了具有存储芯片的存储设备的写错误纠错能力。

附图说明

图1是本发明的实施例中所述存储设备的结构框架示意图；

图2是本发明的上述实施例中所述存储设备写错误纠错能力的测试方法的步骤示意图；

图3是本发明的上述实施例中闪存芯片中数据块、数据页的结构框架示意图；以及

图4是本发明的上述实施例中存储设备写错误纠错能力的测试系统的模块框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所述存储设备的写错误纠错能力的测试方法、系统及存储介质作具体阐述。

如附图中图1所示，本发明所述的存储设备具有存储芯片10、控制芯片20以及用于所述存储设备与外部的数据源相插拔连接的接口30以及PCB板40，其中所述存储芯片10可以存储被写入的数据，其中所述控制芯片20中存储有控制程序，以确保所述存储设备对错误的及时处理，从而提高存储的可靠性，并且所述控制芯片20和所述接口30能绕过所述存储设备的纠错电路而直接与所述存储设备上的闪存块连接通信并进行读写操作。

如附图中图2所示，显示了本发明所述的存储设备写错误纠错能力的测试方法，包括以下步骤：

S0、挑选空白或是被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块中的数据页中写入数据；

S1、读取写入数据的闪存块上的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据；

S2、对被擦除数据的闪存块的数据页进行再写入操作；

S3、对被再次写入数据的数据块的数据页进行检验，根据报错的数据位的数量大小与所述步骤S0中写入数据的数据位的数量大小进行对比，得到第一对比结果，并将所述第一对比结果写入所述存储设备的写错误纠错能力的测试结果。

其中，在所述步骤S3中，所述第一对比结果用来准确判断在待检测的存储芯片或是存储设备中写入的数据是否存在写错误。

另外，在所述测试方法的步骤S2之后还包括：根据报错的数据块的地址、数据页的地址与所述步骤S0中写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比，得到第二对比结果，并将所述第二对比结果写入所述存储设备的写错误纠错能力的测试结果。

其中所述第二对比结果用来确定所纠错的数据页的地址是不是预设的写错误的数据页，从而避免遇到非预期的错误。

在所述步骤S0中，挑选的闪存块中的数据页可以是多个，其中数据页是最小的写入单位，并且所述步骤S0中，按照预设的存储地址将随机数据写入到待检测的存储芯片或是存储设备中，其中所述存储地址遍布于所述挑选空白或是被擦除数据的闪存块中的每一个数据块，但在每一个数据块的数据页的地址是随机分布的。

这样在这个被写入数据的数据块被后面正常的挑选来使用的时候，在所述步骤S2中进行再写入操作时，有效数据页被写到所述步骤S0中造错的页上的时候，由于闪存擦后只能写一次的特性，闪存芯片就会报写出错，而存储设备就会触发后续的错误处理程序。

举例来说，在所述步骤S0中挑选数据块中的8个数据页，分别写入15、15、30、30、45、45、60、60共300bit，然后经擦除并通过所述步骤S2再次写入后，结果通过纠错电路以及算法、程序反馈得到289bit错误并得到纠错，则通过比较预设的写错误300bit与纠错发现的错误289bit就可以定量评估该被测试的存储芯片的写错误纠错能力。进一步地，在知道具体的数据块和数据页的地址的条件下，纠错电路的检验程序、算法可以根据上述反馈得到的纠错的289bit的结果来做准确判断：所纠错的数据页的地址是不是预设的写错误的数据页，从而避免遇到非预期的错误。

为实现通过本发明上述测试方法来测试存储设备写错误纠错能力，本发明还提供一种存储设备写错误纠错能力的测试系统，其包括写入模块100、读取擦除模块200、再写入模块300以及读取检验模块400，其中所述写入模块100用于在待检测的存储芯片10或存储设备上挑选一空白或已被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块中的数据页上写入数据，其中所述读取擦除模块200读取所述写入模块100中写入数据的闪存块上的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据，其中所述再写入模块300对读取擦除步骤中被擦除的数据块数据页进行再写入操作，其中所述读取检验模块400用于对被再次写入数据的数据块的数据页进行检验，根据报错的数据位的数量大小与所述写入模块100写入数据的数据位的数量大小进行对比得到第一对比结果，以及根据报错的数据块的地址、数据页的地址与写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比并得到第二对比结果，上述第一和第二对比结果均被写入该存储设备的写错误的纠错能力的测试结果。

本实施例进一步提供一种存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述存储设备写错误纠错能力的测试方法，其中所述存储介质优选为闪存芯片。

如附图中的图3所示，闪存芯片(Flash Memory Chip)包括多个数据块，每个数据块又具有多个数据页，其工作是按数据块为单位擦除，按数据页为单位写读，一个块里包含多个页，每一个块在写入之前必须先擦除。

值得注意的是，选择并读取写入有效数据的数据块是随机的，被选中的数据块在闪存芯片中的地址是连续的或是间隔的或是连续与间隔并存的。数据块可以是多个，其地址可以是连续的，也可以是间隔选取。间隔跟连续两种方案并不影响结果，效果并没有实质性的区别，为了提高检测方法的代表性，发明人建议使用连续与间隔并存的数据块地址进行数据块的选取。另外，数据页可以挑选多个。一般来说所述控制芯片20对于数据的保护单位都小于等于一个数据页，所以通常都是对每个数据页做独立保护的。

为了全面试探出存储芯片在各种错误容量下的纠错实际表现，在挑选的闪存块的数据页中写入数据的数据位的大小根据存储设备的纠错算法的阈值来确定，分别设置为大于存储设备的纠错阈值、小于存储设备的纠错阈值以及等于存储设备的纠错阈值，对应得到三种测试结果。显然，此处的纠错阈值是芯片制造厂商标识的纠错阈值。

具体地，所述挑选的闪存块的数据页中写入大于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第一检测结果；或者，所述挑选的闪存块的数据页中写入等于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第二检测结果；或者，所述挑选的闪存块的数据页中写入小于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第三检测结果。

显然该存储介质可以是光盘、优盘或者磁盘、软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(Memory Stick)、xD卡、磁带、磁光盘等，将对应上述方法的计算机程序存储或是刻录在该存储介质上，用户获得该存储介质后进行安装或运行即可以在对应的存储装置上执行本发明的上述写错误纠错能力的测试方法。

实施例的作用与效果

本发明所涉及的存储设备写错误纠错能力的测试方法、系统及存储介质，因为其中测试方法具有写入步骤，能够挑选空白或是被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块中的数据页中写入数据；具有读取擦除步骤，能够读取写入数据的闪存块上的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据；具有再写入步骤，能够对读取擦除步骤中被擦除的数据块的数据页进行写操作；还具有读取检验步骤，能够对被再次写入数据的数据块的数据页进行检验，并根据报错的数据位的数量大小与写入数据步骤中写入数据的数据位的数量大小进行对比得到第一对比结果，以及根据报错的数据块的地址、数据页的地址与写入数据步骤中写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比并得到第二对比结果，上述第一和第二对比结果均可被写入该存储设备的写错误的纠错能力的测试结果，所以通过在预定的位置上预先插入写错误数据，来写入存储芯片或存储设备上的数据页中，再进行写操作和读取检验，最终读取到的数据就是经过了存储芯片的纠错电路和算法、程序处理后的数据，对比该数据与预先插入的写错误数据进行比对，比对的结果就代表了具有存储芯片的存储设备的写错误纠错能力。

本发明不局限于上述实施方式，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和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种存储设备写错误纠错能力的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S0、挑选空白或是被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块中的数据页中写入数据；

S1、读取写入数据的闪存块上的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据；

S2、对被擦除数据的闪存块的数据页进行再写入操作；

S3、对被再次写入数据的数据块的数据页进行检验，根据报错的数据位的数量大小与所述步骤S0中写入数据的数据位的数量大小进行对比，得到第一对比结果，并将所述第一对比结果写入测试结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2之后，还包括：

根据报错的数据块的地址、数据页的地址与所述步骤S0中写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比，得到第二对比结果，并将所述第二对比结果写入测试结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S0中的所述挑选空白或是被擦除数据的闪存块包括：

随机在存储芯片中选择多个空白或者被擦除数据的闪存块，且多个所述闪存块的地址是连续的、间隔的或连续与间隔并存的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

在所述步骤S0中，随机在所述挑选空白或是被擦除数据的闪存块中写入数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

在步骤S0中，写入大于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第一检测结果；或者，

在步骤S0中，写入等于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第二检测结果；或者，

在步骤S0中，写入小于存储设备的纠错阈值的数据，将步骤S3中的所述测试结果记为第三检测结果。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

随机在待检测的存储设备中按照预设的存储地址写入数据，其中所述存储地址遍布于所述挑选空白或是被擦除数据的闪存块中的每一个数据块，但在每一个数据块的数据页的地址是随机分布的。

7.一种存储设备写错误纠错能力的测试系统，其特征在于，包括：

写入模块，其用于在待检测的存储芯片或存储设备上挑选空白或是已被擦除数据的闪存块，并在挑选的闪存块中的数据页上写入数据；

读取擦除模块，其用于读取所述写入模块中写入数据的闪存块上的所有数据页上的数据并保存在缓存中，然后擦除该闪存块中的数据；

再写入模块，其用于对所述读取擦除模块中被擦除的数据块的数据页进行再写入操作；

读取检验模块，其用于对被再次写入数据的数据块的数据页进行读取检验，根据报错的数据位的数量大小与所述写入模块中写入数据的数据位的数量大小进行对比，得到第一对比结果，并将所述第一对比结果写入测试结果。

8.根据权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述读取检验模块还根据报错的数据块的地址、数据页的地址与所述写入模块中写入数据的数据位对应的数据块的地址、数据页的地址进行对比，得到第二对比结果，并将所述第二对比结果写入测试结果。

9.根据权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

随机在待检测的存储设备中按照预设的存储地址写入数据，其中所述存储地址遍布于所述挑选空白或是被擦除数据的闪存块中的每一个数据块，但在每一个数据块的数据页的地址是随机分布的。

10.一种存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于：

所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1至6中任一项所述的存储设备写错误纠错能力的测试方法中的步骤。