一种基于读数据的电压分布分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于读数据的电压分布分析方法，应用于NAND Flash，包括：根据已知的标准电压分布图，确定待测电压的范围；在待测电压的范围内确定若干个待测电压档位，待测电压档位是指读取NAND Flash中原始数据时使用的电压阈值点的档位；将所有电压阈值点绑定一起调档，读取NAND Flash中的原始数据并保存；计算每个电压阈值点对应的每一个待测电压档位所判定的存储状态的相对个数，用CountX（i）表示；预画出电压分布图，基于预画出的电压分布图对CountX（i）进行处理，得到最终的电压分布图。本发明专利技术对所有电压阈值点绑定统一调档读取，且只基于读数据，就可以快速获得电压分布情况，从而判断测试的物理块的状态是否异常。从而判断测试的物理块的状态是否异常。从而判断测试的物理块的状态是否异常。

【技术实现步骤摘要】
一种基于读数据的电压分布分析方法


[0001]本专利技术涉及数据存储
，具体涉及一种基于读数据的电压分布分析方法。

技术介绍

[0002]固态驱动器（SSD），又称固态硬盘，是由固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，通常包含三个大的部分，即SSD主控芯片、存储数据的闪存颗粒阵列以及缓存芯片。与传统地机械硬盘比，固态硬盘具有读写速度快、质量轻、能耗低以及体积小等优点，使得其在消费级市场，数据中心和企业级市场中都得到了广泛的应用。
[0003]NAND闪存颗粒的判定电压会直接影响数据存储的有效性，如果测试人员能够直观的掌握电压分布的测试结果，那么就可以很轻易的找出当前物理块适用的最佳的判定电压，使用最佳的判定电压来读取数据，不仅可以提高数据存储的有效性，而且还可以为后续的纠错算法提供比较好的电压阈值参数。
[0004]NAND闪存颗粒的类型包括SLC（单层存储单元）、MLC（双层存储单元）、TLC（三层存储单元）和QLC（四层存储单元）。SLC芯片每一个存储单元存储一个二进制位，即“1和0”；MLC芯片每个存储单元存储两个二进制位，即有四个状态为“11、 01、00和10”；TLC芯片每一个存储单元存储三个二进制位，即有八个状态为“111、 101、100、110、000、001、010和011”；QLC芯片每一个存储单元存储四个二进制位，即有十六个状态为“1111、 1101、1100、1110、1000、1001、1010、1011、 0111、 0101、0100、0110、0000、0001、0010和0011”，与此对应的用于区分不同状态的电压阈值由低变高。
[0005]现有的NAND分析方法中，电压分布分析方法大多需要借助于写数据。但是在SSD固态硬盘开发过程中，在定位问题盘的时候，大多数情况下并不知道当前数据盘里的原始数据是什么。在这种情况下，如果想要通过电压分布曲线图来分析某一个物理块的状态是否正常，使用现有的NAND分析方法明显难以满足这个要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种基于读数据的电压分布分析方法。
[0007]目前，在SSD测试系统中，NAND闪存颗粒的判定电压会直接影响数据存储的有效性。然而，现有的NAND分析方法中，电压分布分析方法大多是需要对几个电压阈值点进行分别使用不同的档位进行读取，并且需要借助写数据，利用写数据和读数据之间的差异来分析电压分布。而实际的应用中，需要定位的数据盘是写数据缺失的情况，本专利技术提供一种非常实用地，对所有电压阈值点绑定统一调档读的，并且只基于读数据的电压分布分析方法，使用这种方法可以绘制出物理块的电压分布情况，判断测试的物理块的状态是否异常，并找出当前物理块的所有电压阈值点的最佳判定电压，这种方法不仅大大减少了从NAND Flash介质读取数据的次数，而且使得应用场景更加广泛。
[0008]本专利技术克服其技术问题所采用的技术方案是：一种基于读数据的电压分布分析方法，应用于NAND Flash，至少包括步骤：
步骤S1、根据已知的标准电压分布图，确定待测电压的范围；步骤S2、在待测电压的范围内确定若干个待测电压档位，其中，待测电压档位是指读取NAND Flash中原始数据时使用的电压阈值点的档位；步骤S3、将所有电压阈值点绑定一起调档，读取NAND Flash中的原始数据并保存；步骤S4、计算每个电压阈值点对应的每一个待测电压档位所判定的存储状态的相对个数，用CountX（i）表示，其中，i是选取档位中第i个待测电压档位，相对个数是指相邻两个待测电压档位之间的存储状态的变换个数；步骤S5、预画出电压分布图，基于预画出的电压分布图对CountX（i）进行处理，得到最终的电压分布图。
[0009]进一步地，步骤S2中，在待测电压的范围内确定若干个待测电压档位，包括：在待测电压的范围内，以相等间隔选择若干个待测电压档位。
[0010]进一步地，步骤S3具体包括：设电压阈值点为R且为n个，分别为R1、R2
……
Rn，其中n为正整数且取值根据不同的NAND Flash类型而不同；设电压阈值点的待测电压档位有m个，分别为offset1、offset2
……
offsetm，其中m不大于可用的电压档位个数；将R1~Rn绑定，同时对其进行调档，共m个档位，总共读取m次，并保存读取的NAND Flash中的原始数据。
[0011]进一步地，在步骤S3之后，还包括步骤S3＇：针对读取并保存的NAND Flash中的原始数据，按照当前测试的NAND Flash类型的存储单元所存储的状态进行重新排列。
[0012]进一步地，步骤S3＇具体包括：从NAND Flash中读取的原始数据，是按照每个页的顺序进行存储的，将从NAND Flash中读取的十六进制的原始数据，转换为二进制数据；根据不同NAND Flash类型的存储单元所存储的状态，对获得的二进制数据进行重新排列，得到与存储单元所存储的状态相同的数据表示方式。
[0013]进一步地，步骤S4具体包括：CountX（i）= N（state B at offseti
→
state A at offset（i+1））上式中，N表示的是个数，Number的简称；state A和state B分别表示电压阈值点R对应的距离最近的相邻的两个状态，左边状态为状态A、右边状态为状态B；X表示的是第X个电压阈值点，其中，1≤X≤n；CountX（i）表示第i个待测电压档位和第i+1个待测电压档位之间的状态变换个数，即，电压阈值点R用第i个待测电压档位读取时数据为状态B，用第i+1个待测电压档位读取时为状态A的存储单元的个数；offseti表示选取的待测电压档位的第i个电压档位；其中，1≤i≤m
‑
1；CountX表示一个数组，数组中元素个数为m
‑
1；不同的NAND Flash类型，有不同个数的CountX，CountX的个数与电压阈值点R的个数相同。
[0014]进一步地，步骤S5具体包括：基于所有电压阈值点的待测电压档位对应的CountX（i），预画出电压分布图；将预画出的电压分布图与已知的标准电压分布图对比，获得每两个相邻的电压阈值点之间的重叠档位；
对于不同的NAND Flash，根据每两个相邻的电压阈值点之间的重叠档位，获得每一个电压阈值点的参数，包括左偏x和右偏 y，其中，x代表距离默认读取电压档位的左偏档位个数，y代表距离默认读取电压档位的右偏档位个数；去掉每一个电压阈值点与左右两边相邻的电压阈值点的重叠档位，得到每一个电压阈值点的有效的待测电压档位；将所有电压阈值点的有效的待测电压档位对应的Count X（i）按照电压从低到高的顺序排列，绘制得到最终的电压分布图。
[0015]进一步地，还包括：确定每一个电压阈值点的最佳判定电压档位。更进一步地，确定每一个电压阈值点的最佳判定电压档位，通过以下两种方式中的任一种均可实现：（本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于读数据的电压分布分析方法，应用于NAND Flash，其特征在于，至少包括步骤：步骤S1、根据已知的标准电压分布图，确定待测电压的范围；步骤S2、在待测电压的范围内确定若干个待测电压档位，其中，待测电压档位是指读取NAND Flash中原始数据时使用的电压阈值点的档位；步骤S3、将所有电压阈值点绑定一起调档，读取NAND Flash中的原始数据并保存；步骤S4、计算每个电压阈值点对应的每一个待测电压档位所判定的存储状态的相对个数，用CountX（i）表示，其中，i是选取档位中第i个待测电压档位，相对个数是指相邻两个待测电压档位之间的存储状态的变换个数；步骤S5、预画出电压分布图，基于预画出的电压分布图对CountX（i）进行处理，得到最终的电压分布图。2.根据权利要求1所述的基于读数据的电压分布分析方法，其特征在于，步骤S2中，在待测电压的范围内确定若干个待测电压档位，包括：在待测电压的范围内，以相等间隔选择若干个待测电压档位。3.根据权利要求1所述的基于读数据的电压分布分析方法，其特征在于，步骤S3具体包括：设电压阈值点为R且为n个，分别为R1、R2
……
Rn，其中n为正整数且取值根据不同的NAND Flash类型而不同；设电压阈值点的待测电压档位有m个，分别为offset1、offset2
……
offsetm，其中m不大于可用的电压档位个数；将R1~Rn绑定，同时对其进行调档，共m个档位，总共读取m次，并保存读取的NAND Flash中的原始数据。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的基于读数据的电压分布分析方法，其特征在于，在步骤S3之后，还包括步骤S3＇：针对读取并保存的NAND Flash中的原始数据，按照当前测试的NAND Flash类型的存储单元所存储的状态进行重新排列。5.根据权利要求4所述的基于读数据的电压分布分析方法，其特征在于，步骤S3＇具体包括：从NAND Flash中读取的原始数据，是按照每个页的顺序进行存储的，将从NAND Flash中读取的十六进制的原始数据，转换为二进制数据；根据不同NAND Flash类型的存储单元所存储的状态，对获得的二进制数据进行重新排列，得到与存储单元所存储的状态相同的数据表示方式。6.根据权利要求3所述的基于读数据的电压分布分析方法，其特征在于，步骤S4具体包括：CountX（i）= N（state B at offseti
→
state A...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷莉，冯立晖，廖莎，
申请(专利权)人：杭州阿姆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：