SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法，包括：闪存块参数初始化；计算闪存块的第一概率值、第二概率值，并读取闪存块的实际数据错误率R，利用N值、M值计算经验数据错误率，将判断闪存块是否为待检测闪存块；利用中央处理器对待检测闪存块进行读取，并计算该闪存块的检测错误率，判断是否需对闪存块进行回收处理。本发明专利技术还提供一种SSD固态硬盘数据可靠性智能检测装置，包括中央处理器、闪存块状态管理模块、纠错模块。本发明专利技术通过对闪存进行智能监控与测试，可以在保证数据可靠性的同时，最大化减少对闪存上数据的影响以及减少对正常业务流程的影响。

SSD solid state hard disk data reliability intelligent detection method and detection device

The invention provides a SSD SSD data reliability intelligent detection method, including: flash memory block initialization parameters; calculation of probability value, the first flash memory block second probability value, and read the actual data memory block error rate of R, N and M values calculated by empirical data error rate, will determine whether the flash memory blocks to be detected flash; flash memory block is read by the test and calculation of the central processor, the memory block detection error rate, to determine whether the need for flash recycling. The invention also provides a SSD solid state hard disk data reliability intelligent detection device, which comprises a central processing unit, a flash memory state management module and an error correction module. By monitoring and testing the flash memory, the invention can reduce the influence on the data on the flash memory and reduce the influence on the normal business process at the same time as the data reliability is guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法及检测装置
本专利技术涉及一种检测方法及检测装置，尤其涉及一种对闪存进行智能检测的方法及检测装置。
技术介绍
闪存具有如下特性：(1)数据保持特性：保存在闪存上的数据并不是可以永久保存的。随着时间的推移，因闪存浮栅极(floatgate)中的电子会丢失或者增多，从而导致闪存上的数据发生错误。时间越长，发生错误的数据越多。另外该特性跟闪存的编程和擦除(program/erase)次数有很大关系，编程和擦除次数也称为读写/擦除次数，读写/擦除次数的值越大，相同时间内发生错误的数据越多；(2)读取干扰(Readdisturb)特性：当对闪存上的数据进行读取时，也有可能导致闪存上与读取位置相同的闪存块发生数据错误，当然这种错误通常都比较小，但在读取的次数累计到一定程度时，闪存上的数据也会超过纠错模块可纠正的范围。由于闪存具有以上两个特性，因此会导致存放在闪存上数据发生错误。闪存上的数据发生错误是一种正常的现象，通常固态硬盘主控都会自带纠错模块，用于对错误的数据进行纠正。但是纠错模块的纠错能力是有限的，当数据错误得超出其范围时，数据将发生真正的损坏。目前市面上实现的固态硬盘主控一种情况是没有实现通过对闪存块进行监控，将即将发生损坏的闪存块上的数据进行回收的功能，认为数据发生错误的速度极慢，在数据还没有损坏之前主机就已经把它们改写到其它位置。这种做法是极其危险的，我们并不能保证用户的行为，并不能保证数据被真正损坏之前会被改写。在某些场景下，用户很可能在固态硬盘保存只读的数据，那么这些数据就会在固态硬盘上长时间不会被搬移到其它位置，时间久或者读取次数够多的情况下，就会发生不可修复的损坏。另一种情况是虽然实现了该功能，但是较为简单。基本做法就是设置一个较短的时间周期，定期的读取闪存上的数据，并对错误率进行统计，以此决定是否需要将数据回收搬移到其它地方。但是该方法的缺点就是有一定的盲目性，增加了不必要的底层开销，会对正常的数据流程产生一定影响，并且无形中提高了闪存的读取次数，增加了数据发生损坏的可能。综上，现存固态硬盘主控要么没有实现对闪存上即将发生不可纠正的情况进行处理，可能导致在一些特殊场景下，发生数据损坏；要么实现的较为简单，影响正常的数据流程，并进一步了增加数据发生损坏的可能。因此，现有SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法及检测装置无法满足需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是针对固态硬盘上的闪存读取业务较多的情况下现有技术中固态硬盘主控无法对闪存进行有效监控的问题，提出一种对闪存进行智能检测的方法及检测装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法，SSD固态硬盘中包括SSD固态硬盘主控制器、闪存；所述闪存包括闪存块，所述闪存块包括多个页面；所述SSD固态硬盘主控制器包括闪存块状态管理模块、纠错模块，所述闪存块状态管理模块中设置有定时器模块；所述SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法包括如下步骤：(1)在中央处理器设置各个闪存块的标号，并对闪存块是否有效、闪存块中编程完成的时间、闪存块的读取次数进行初始化，并初始化第一阈值Y1、第二阈值Y2；(2)在定时器模块的每一个定时器周期完成时，计算各个有效的闪存块的t1、t2及第一概率值M，其中，t1为闪存块编程完成后到当前时刻经历的时间，t2为闪存块编程完成之后，闪存中数据的理论保持时间；(3)中央处理器对有效的闪存块的读取完成后，读取纠错模块记录的该闪存块的实际数据错误率R，并计算该闪存块的k1、k2、第二概率值N，其中k1为当前的实际数据读取次数，k2为数据未发生错误的闪存块的理论最大数据读取次数；(4)根据步骤(3)中计算得到的N值、步骤(2)中计算得到的M值计算经验数据错误率P＝M+N；(5)对于各个闪存块，若P≥Y1或R≥Y1中至少有一项成立，则设置该闪存块为待检测闪存块，并跳转到步骤(6)，否则，跳转到步骤(2)；(6)中央处理器对待检测闪存块进行读取，并计算该闪存块的检测错误率Q；(7)判断Q≥Y2是否成立；若上式成立，则中央处理器对该闪存块进行回收处理，且闪存块状态管理模块将该闪存块的状态设置为无效。主控需要在数据不可纠正之前，将该闪存块上的有效数据通过回收的方式搬移到其它的闪存块上。本专利技术中，预判哪些闪存块需要进行检测以进行回收搬移处理。本专利技术中，闪存块状态管理模块根据各个闪存块的数据错误率信息，即通过将各个闪存块的经验数据错误率、实际数据错误率分别与第一阈值进行比较，决定是否需要对该闪存块进行检测，当闪存块中的数据错误率达到初始化的第一阈值时，闪存块状态管理模块请求中央处理器对该闪存块进行检测；中央处理器对待检测闪存块进行读取，计算该闪存块的检测错误率，通过将检测错误率与初始化的第二阈值进行比较，确定闪存块是否达到回收处理的条件。上述技术方案中，所述SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法，还包括如下步骤：(8)若Q≥Y2不成立，则增大第一阈值Y1。本专利技术中，若Q≥Y2不成立，说明待检测闪存块的检测错误率未超过第一阈值Y1，说明第一阈值Y1的设置值过小，将有效的闪存块误判为无效，因此通过增大第一阈值Y1可以避免误判，提高本专利技术中检测方法的检测效率。如果中央处理器对闪存块的检测没有达到回收处理的条件，还需要设置新的闪存块检测的数据错误率阈值。上述技术方案中，所述的步骤(1)中，Y2的初始值由闪存(2)的出厂数据或数据手册获得或由试验得到。上述技术方案中，所述的步骤(2)中，t2由闪存(2)的出厂数据或数据手册获得，或由读写/擦除次数与闪存中数据的理论保持时间的对应关系得到，其中读写/擦除次数表示闪存块的编程和擦除的总次数。上述技术方案中，所述的步骤(3)中，k2由闪存(2)的出厂数据或数据手册获得或由试验得到。上述技术方案中，所述的步骤(6)中，中央处理器(14)选取待检测闪存块中的多个页面进行读取，该闪存块的检测错误率Q为待检测闪存块中所选取的的多个页面的总错误率。在对闪存块进行检测的时候，通常不需要对闪存块全部读取，抽取闪存块中的部分页面即可。具体选取哪些页面以及选取页面的个数，由实际情况确定即可。本专利技术还提出一种实现上述任一项所述的SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法的SSD固态硬盘数据可靠性智能检测装置，包括闪存、对闪存进行控制的SSD固态硬盘主控制器，其特征在于：所述SSD固态硬盘主控制器包括闪存块状态管理模块、纠错模块、中央处理器，所述闪存块状态管理模块中设置有定时器模块，所述SSD固态硬盘主控制器与闪存连接，所述闪存块状态管理模块、纠错模块均与所述中央处理器连接。进一步地，所述闪存为NAND闪存。本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术提出一种提高SSD固态硬盘数据可靠性的智能检测方法，从导致闪存上数据发生损坏的根本入手，监控闪存的使用状态，能够及时有效的将即将发生损坏的数据搬移到其它地方；通过对闪存进行智能监控与测试，可以在保证数据可靠性的同时，最大化减少对闪存上数据的影响以及减少对正常业务流程的影响。本专利技术通过统计正常业务流程中读业务的错误率，更加及时准确监控到需要检测的闪存块；本专利技术通过对待检测闪存块抽样读取页面的数据内容，并统计总的错误率判断一个闪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法，SSD固态硬盘(4)中包括SSD固态硬盘主控制器(1)、闪存(2)；所述闪存(2)包括闪存块，所述闪存块包括多个页面，其特征在于：所述SSD固态硬盘主控制器包括闪存块状态管理模块(11)、纠错模块(13)，所述闪存块状态管理模块(11)中设置有定时器模块(12)；所述SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法包括如下步骤：(1)在中央处理器(14)设置各个闪存块的标号，并对闪存块是否有效、闪存块中编程完成的时间、闪存块的读取次数进行初始化，并初始化第一阈值Y

【技术特征摘要】
1.一种SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法，SSD固态硬盘(4)中包括SSD固态硬盘主控制器(1)、闪存(2)；所述闪存(2)包括闪存块，所述闪存块包括多个页面，其特征在于：所述SSD固态硬盘主控制器包括闪存块状态管理模块(11)、纠错模块(13)，所述闪存块状态管理模块(11)中设置有定时器模块(12)；所述SSD固态硬盘数据可靠性智能检测方法包括如下步骤：(1)在中央处理器(14)设置各个闪存块的标号，并对闪存块是否有效、闪存块中编程完成的时间、闪存块的读取次数进行初始化，并初始化第一阈值Y1、第二阈值Y2；(2)在定时器模块(12)的每一个定时器周期完成时，计算各个有效的闪存块的t1、t2及第一概率值M其中，t1为闪存块编程完成后到当前时刻经历的时间，t2为闪存块编程完成之后，闪存(2)中数据的理论保持时间；(3)中央处理器(14)对有效的闪存块的读取完成后，读取纠错模块(13)记录的该闪存块的实际数据错误率R，并计算该闪存块的k1、k2、第二概率值N，其中k1为当前的实际数据读取次数，k2为数据未发生错误的闪存块的理论最大数据读取次数；(4)根据步骤(3)中计算得到的N值、步骤(2)中计算得到的M值计算经验数据错误率P＝M+N；(5)对于各个闪存块，若P≥Y1或R≥Y1中至少有一项成立，则设置该闪存块为待检测闪存块，并跳转到步骤(6)，否则，跳转到步骤(2)；(6)中央处理器(14)对待检测闪存块进行读取，并计算该闪存块的检测错误率Q；(7)判断Q≥Y2是否成立；若上式成立，则中央处理器(14)对该闪存块进行回收处理，且闪存块状态管理模块(11)将该闪存块的状态设置为无效。2.根据权利要求1所述的SSD固态硬盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈湖广，杨万云，周士兵，彭鹏，马翼，田达海，
申请(专利权)人：湖南国科微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43