本發(fā)明屬于固態(tài)盤存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種閃存錯(cuò)誤模式的測(cè)試方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

基于閃存的固態(tài)盤(Solid State Disk,簡(jiǎn)稱SSD)具有存取速度快、抗震防摔、高性能、低功耗等被廣泛應(yīng)用于存儲(chǔ)解決方案中。隨著人們對(duì)存儲(chǔ)需求的不斷增大，SSD逐漸成為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的重要組成部分。

隨著SSD閃存中每個(gè)單元存儲(chǔ)的比特?cái)?shù)越來(lái)越多，SSD的存儲(chǔ)容量得以提升，然而與此同時(shí)，SSD的可靠性卻急劇下降，這使得當(dāng)前的糾錯(cuò)碼(例如BCH糾錯(cuò)碼)不能滿足保證SSD可靠性的需求。為了提供有效的糾錯(cuò)碼算法，以保證SSD的可靠性和使用壽命，需要對(duì)SSD的失效模式進(jìn)行深入的研究，然而，目前對(duì)閃存失效模式測(cè)試方法的研究存在以下兩個(gè)不足之處：(1)現(xiàn)有的閃存失效模式測(cè)試方法不能研究特定的數(shù)據(jù)模式對(duì)閃存失效模式的影響；(2)現(xiàn)有的閃存失效模式測(cè)試方法不能研究固態(tài)盤閃存頁(yè)面中特定位置的失效模式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種閃存錯(cuò)誤模式的測(cè)試方法和系統(tǒng)，其目的在于，通過(guò)對(duì)SSD的失效模式進(jìn)行分析，其分析結(jié)果可供糾錯(cuò)碼算法使用，從而保證SSD的可靠性和使用壽命。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種閃存錯(cuò)誤模式的測(cè)試方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)主機(jī)發(fā)出的寫入數(shù)據(jù)請(qǐng)求，根據(jù)該寫入數(shù)據(jù)請(qǐng)求為不同類型的數(shù)據(jù)分配對(duì)應(yīng)的緩存，所有的緩存組成數(shù)據(jù)池；

(2)接收來(lái)自用戶的順序?qū)懭胝?qǐng)求，并根據(jù)該順序?qū)懭胝?qǐng)求為緩存中的所有數(shù)據(jù)分配頁(yè)面地址；

(3)根據(jù)步驟(2)中分配的頁(yè)面地址將緩存中的所有數(shù)據(jù)寫入到閃存頁(yè)面中；

(4)根據(jù)步驟(2)中分配的第一個(gè)頁(yè)面地址將存儲(chǔ)在閃存頁(yè)面中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)讀出，并將讀出的數(shù)據(jù)與緩存中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以統(tǒng)計(jì)第一個(gè)數(shù)據(jù)的比特位的錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置；

(5)將統(tǒng)計(jì)出的第一個(gè)數(shù)據(jù)的比特位的錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置和對(duì)應(yīng)的頁(yè)面地址作為一個(gè)信息條目存儲(chǔ)在錯(cuò)誤信息列表中；

(6)重復(fù)步驟(4)和(5)，直到對(duì)緩存中所有數(shù)據(jù)執(zhí)行完對(duì)應(yīng)操作為止；

(7)將錯(cuò)誤信息列表中比特位的錯(cuò)誤信息包括比特位錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置、以及對(duì)應(yīng)的頁(yè)面地址通過(guò)統(tǒng)計(jì)信息操作存儲(chǔ)在日志文件中。

優(yōu)選地，步驟(1)中緩存的大小等于閃存的頁(yè)面大小，數(shù)據(jù)類型包括有隨機(jī)生成的數(shù)據(jù)，以及人為指定的數(shù)據(jù)。

按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種閃存錯(cuò)誤模式的測(cè)試系統(tǒng)，包括：

第一模塊，用于根據(jù)主機(jī)發(fā)出的寫入數(shù)據(jù)請(qǐng)求，根據(jù)該寫入數(shù)據(jù)請(qǐng)求為不同類型的數(shù)據(jù)分配對(duì)應(yīng)的緩存，所有的緩存組成數(shù)據(jù)池；

第二模塊，用于接收來(lái)自用戶的順序?qū)懭胝?qǐng)求，并根據(jù)該順序?qū)懭胝?qǐng)求為緩存中的所有數(shù)據(jù)分配頁(yè)面地址；

第三模塊，用于根據(jù)第二模塊中分配的頁(yè)面地址將緩存中的所有數(shù)據(jù)寫入到閃存頁(yè)面中；

第四模塊，用于根據(jù)第二模塊中分配的第一個(gè)頁(yè)面地址將存儲(chǔ)在閃存頁(yè)面中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)讀出，并將讀出的數(shù)據(jù)與緩存中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以統(tǒng)計(jì)第一個(gè)數(shù)據(jù)的比特位的錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置；

第五模塊，用于將統(tǒng)計(jì)出的第一個(gè)數(shù)據(jù)的比特位的錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置和對(duì)應(yīng)的頁(yè)面地址作為一個(gè)信息條目存儲(chǔ)在錯(cuò)誤信息列表中；

第六模塊，用于重復(fù)第四模塊和第五模塊，直到對(duì)緩存中所有數(shù)據(jù)執(zhí)行完對(duì)應(yīng)操作為止；

第七模塊，用于將錯(cuò)誤信息列表中比特位的錯(cuò)誤信息包括比特位錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置、以及對(duì)應(yīng)的頁(yè)面地址通過(guò)統(tǒng)計(jì)信息操作存儲(chǔ)在日志文件中。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本發(fā)明提供了SSD的失效模式的分析結(jié)果，其能夠供糾錯(cuò)碼算法使用，從而保證SSD的可靠性和使用壽命；

(2)本發(fā)明方法能夠?qū)﹂W存中各種失效模式特征進(jìn)行研究和分析；

(3)本發(fā)明通過(guò)使用特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作能夠獲得存儲(chǔ)在閃存單元中的具體比特錯(cuò)誤行為特征，深刻的理解比特錯(cuò)誤特征，有利于設(shè)計(jì)相應(yīng)的糾錯(cuò)技術(shù)以保證數(shù)據(jù)可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明閃存錯(cuò)誤模式的測(cè)試方法的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明閃存錯(cuò)誤模式的測(cè)試方法的基本流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如附圖1所示，在對(duì)閃存的錯(cuò)誤模式進(jìn)行測(cè)試時(shí)，訪問(wèn)閃存的頁(yè)地址序列，一般稱為IO模式；訪問(wèn)閃存時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)塊中的“0”，“1”比特序列，一般稱為數(shù)據(jù)模式。為了有效地統(tǒng)計(jì)出在訪問(wèn)閃存的過(guò)程中，閃存介質(zhì)中出現(xiàn)的比特錯(cuò)誤，我們讀取閃存頁(yè)中的數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)繞過(guò)糾錯(cuò)碼操作，獲得存儲(chǔ)在單元中的原始數(shù)據(jù),因?yàn)樵陂W存測(cè)試系統(tǒng)中，如果有糾錯(cuò)碼模塊的存在，那么返回的數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)糾錯(cuò)碼糾正以后的數(shù)據(jù)，如果這樣我們就不能獲得存儲(chǔ)在底層單元中的最初的比特?cái)?shù)據(jù)，也就不能獲得相關(guān)的比特錯(cuò)誤特征信息。測(cè)試主要分為兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段：數(shù)據(jù)的寫入，第二階段：數(shù)據(jù)的讀出檢驗(yàn)。在數(shù)據(jù)寫入階段，在內(nèi)存中初始化一個(gè)大的數(shù)據(jù)池,用于提供被寫入到閃存物理頁(yè)中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)池中的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在相應(yīng)的緩存中，每一個(gè)緩存的大小與一個(gè)頁(yè)的大小相同。當(dāng)數(shù)據(jù)寫入閃存介質(zhì)時(shí)，會(huì)根據(jù)一定的規(guī)則計(jì)算出一個(gè)緩存索引，根據(jù)該索引，從緩存中提取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，將其中的數(shù)據(jù)寫入物理頁(yè)中。在數(shù)據(jù)檢驗(yàn)階段，先對(duì)該頁(yè)執(zhí)行繞過(guò)糾錯(cuò)碼操作，目的是提取出存儲(chǔ)在閃存單元中的原始數(shù)據(jù),根據(jù)同樣的規(guī)則計(jì)算緩存索引，將緩存中的數(shù)據(jù)與從閃存物理頁(yè)中讀出的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，統(tǒng)計(jì)介質(zhì)中產(chǎn)生的比特錯(cuò)誤數(shù)量和位置。在測(cè)試系統(tǒng)中，我們?cè)O(shè)計(jì)了兩個(gè)關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：用于存儲(chǔ)訪問(wèn)閃存地址序列的地址列表和用于存儲(chǔ)每一個(gè)頁(yè)對(duì)應(yīng)的比特錯(cuò)誤信息(比特錯(cuò)誤位置和數(shù)量)的錯(cuò)誤信息列表。在地址列表中，每一個(gè)條目對(duì)應(yīng)一個(gè)物理頁(yè)地址，地址結(jié)構(gòu)為(通道D、晶元C、塊B、頁(yè)P(yáng)),根據(jù)訪問(wèn)方式的不同，列表中的地址序列不同。在數(shù)據(jù)寫入階段，物理頁(yè)的寫入順序以及數(shù)據(jù)檢驗(yàn)階段物理頁(yè)的讀取順序都由地址列表中的地址指定。在錯(cuò)誤信息列表中，每一個(gè)條目存儲(chǔ)的信息包括兩個(gè)部分，物理頁(yè)的地址和對(duì)應(yīng)的比特錯(cuò)誤信息，錯(cuò)誤信息列表中的頁(yè)地址序列與地址列表中的地址保持一致。

本發(fā)明的測(cè)試方法主要包括數(shù)據(jù)寫入到閃存中和數(shù)據(jù)從閃存中讀出檢驗(yàn)錯(cuò)誤兩個(gè)階段，結(jié)合圖1來(lái)說(shuō)明該測(cè)試方法在具體實(shí)施時(shí)，主要的步驟如下：

(1)根據(jù)主機(jī)發(fā)出的寫入數(shù)據(jù)請(qǐng)求，根據(jù)該寫入數(shù)據(jù)請(qǐng)求為不同類型的數(shù)據(jù)分配對(duì)應(yīng)的緩存，所有的緩存組成數(shù)據(jù)池；具體而言，該緩存的大小等于閃存的頁(yè)面大小，數(shù)據(jù)類型包括有隨機(jī)生成的數(shù)據(jù)，以及人為指定的數(shù)據(jù)(比如全0數(shù)據(jù)，以及全1數(shù)據(jù)等)；

如圖1所示，該不同類型的數(shù)據(jù)根據(jù)主機(jī)發(fā)出的寫入數(shù)據(jù)請(qǐng)求由數(shù)據(jù)模式生成器提供；

本步驟的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠根據(jù)主機(jī)發(fā)出的寫入數(shù)據(jù)請(qǐng)求，生成各種類型的數(shù)據(jù)，這為研究各種數(shù)據(jù)寫入閃存時(shí)的失效模式研究提供保證；

(2)接收來(lái)自用戶的順序?qū)懭胝?qǐng)求，并根據(jù)該順序?qū)懭胝?qǐng)求為緩存中的所有數(shù)據(jù)分配頁(yè)面地址；

如圖3所示，該地址根據(jù)用戶發(fā)出的順序?qū)懭胝?qǐng)求由IO模式生成器分配，其中Ci,Di,Bi,Pi,代表SSD中的地址結(jié)構(gòu)，意思是SSD中第i個(gè)通道、第i個(gè)通道中的第i閃存芯片的第i個(gè)晶元、閃存第i個(gè)晶元的第i個(gè)塊，閃存第i個(gè)塊中第i個(gè)頁(yè)；

本步驟的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠?yàn)榫彺嬷械臄?shù)據(jù)指定一個(gè)對(duì)應(yīng)的寫入閃存中的地址，清楚的指定寫入的數(shù)據(jù)的類型；

(3)根據(jù)步驟(2)中分配的頁(yè)面地址將緩存中的所有數(shù)據(jù)寫入到閃存頁(yè)面中；

如圖1所示，通過(guò)數(shù)據(jù)寫入閃存操作和對(duì)應(yīng)的閃存頁(yè)地址能夠?qū)⒕彺嬷械臄?shù)據(jù)寫到閃存中；

本步驟的優(yōu)點(diǎn)在于：能夠地址將數(shù)據(jù)寫到閃存中的特定位置，從而研究該特定位置的失效模式；

(4)根據(jù)步驟(2)中分配的第一個(gè)頁(yè)面地址將存儲(chǔ)在閃存頁(yè)面中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)讀出，并將讀出的數(shù)據(jù)與緩存中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以統(tǒng)計(jì)第一個(gè)數(shù)據(jù)的比特位的錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置；

如圖1所示，通過(guò)繞過(guò)糾錯(cuò)碼操作能夠讀取閃存中的原始數(shù)據(jù)，從而將從緩存中讀出的原始數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；

本步驟的優(yōu)點(diǎn)在于：能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地統(tǒng)計(jì)出比特錯(cuò)誤數(shù)量和位置，高效地研究閃存的失效模式；

(5)將統(tǒng)計(jì)出的第一個(gè)數(shù)據(jù)的比特位的錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置和對(duì)應(yīng)的頁(yè)面地址作為一個(gè)信息條目存儲(chǔ)在錯(cuò)誤信息列表中；

本步驟的優(yōu)點(diǎn)在于：能夠統(tǒng)計(jì)出閃存頁(yè)中對(duì)應(yīng)的比特錯(cuò)誤信息(包括比特錯(cuò)誤的數(shù)量和位置)，能夠重點(diǎn)的對(duì)閃存中某一個(gè)頁(yè)中的失效模式進(jìn)行研究和分析；

(6)重復(fù)步驟(4)和(5)，直到對(duì)緩存中所有數(shù)據(jù)執(zhí)行完對(duì)應(yīng)操作為止；

(7)將錯(cuò)誤信息列表中比特位的錯(cuò)誤信息包括比特位錯(cuò)誤數(shù)量和錯(cuò)誤位置、以及對(duì)應(yīng)的頁(yè)面地址通過(guò)統(tǒng)計(jì)信息操作存儲(chǔ)在日志文件中(如圖1所示)以供對(duì)閃存的失效模式進(jìn)行研究和分析；

本步驟的優(yōu)點(diǎn)在于：能夠?qū)Λ@得的比特錯(cuò)誤信息進(jìn)行管理以備對(duì)閃存的失效模式進(jìn)行分析，為制定有效的糾錯(cuò)碼算法提供依據(jù)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。