NVM的故障注入方法及其存储设备技术

提供了NVM的故障注入方法及其存储设备。所提供的非易失存储器的故障注入方法，包括：获取访问非易失存储器的第一介质接口命令的处理结果；若所述处理结果指示第一介质接口命令执行成功，且所述第一介质接口命令同一个或多个触发故障注入的条件匹配，则修改所述处理结果，使所述处理结果指示所述第一介质接口命令的执行出现错误；执行同所述第一介质接口命令的执行出现的错误相对应的故障处理过程。令的执行出现的错误相对应的故障处理过程。令的执行出现的错误相对应的故障处理过程。

【技术实现步骤摘要】
NVM的故障注入方法及其存储设备


[0001]本申请涉及存储技术，尤其涉及对为模拟存储设备的NVM出现故障的注入故障方法及其存储设备。

技术介绍

[0002]图1展示了存储设备的框图。存储设备102同主机相耦合，用于为主机提供存储能力。主机同存储设备102之间可通过多种方式相耦合，耦合方式包括但不限于通过例如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)、SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)、SAS(Serial Attached SCSI，串行连接SCSI)、IDE(Integrated Drive Electronics，集成驱动器电子)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)、PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，PCIe，高速外围组件互联)、NVMe(NVM Express，高速非易失存储)、以太网、光纤通道、无线通信网络等连接主机与固态存储设备102。主机可以是能够通过上述方式同存储设备相通信的信息处理设备，例如，个人计算机、平板电脑、服务器、便携式计算机、网络交换机、路由器、蜂窝电话、个人数字助理等。存储设备102包括接口103、控制部件104、一个或多个NVM芯片105以及DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机访问存储器)110。
[0003]NAND闪存、相变存储器、FeRAM(Ferroelectric RAM，铁电存储器)、MRAM(Magnetic Random Access Memory，磁阻存储器)、RRAM(Resistive Random Access Memory，阻变存储器)、XPoint存储器等是常见的NVM。
[0004]接口103可适配于通过例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe(NVMExpress)、SAS、以太网、光纤通道等方式与主机交换数据。
[0005]控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM 110之间的数据传输，还用于存储管理、主机逻辑地址到闪存物理地址映射、擦除均衡、坏块管理等。控制部件104可通过软件、硬件、固件或其组合的多种方式实现，例如，控制部件104可以是FPGA(Field
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programmable gate array，现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，应用专用集成电路)或者其组合的形式。控制部件104也可以包括处理器或者控制器，在处理器或控制器中执行软件来操纵控制部件104的硬件来处理IO(Input/Output)命令。控制部件104还可以耦合到DRAM 110，并可访问DRAM 110的数据。在DRAM可存储FTL表和/或缓存的IO命令的数据。
[0006]控制部件104包括闪存接口控制器(或称为介质接口控制器、闪存通道控制器)，闪存接口控制器耦合到NVM芯片105，并以遵循NVM芯片105的接口协议的方式向NVM芯片105发出命令，以操作NVM芯片105，并接收从NVM芯片105输出的命令执行结果。已知的NVM芯片接口协议包括“Toggle”、“ONFI”等。
[0007]以NAND闪存为例，逻辑单元(LUN，Logic UNit)是NVM芯片独立执行命令并报告状态的最小单元。存储器目标(Target)是NMV芯片封装内的共享芯片使能(CE，Chip Enable)信号的一个或多个逻辑单元(LUN)。NAND闪存封装内可包括一个或多个管芯(Die)。典型地，
逻辑单元对应于单一的管芯。
[0008]逻辑单元可包括多个平面(Plane)。逻辑单元内的多个平面可以并行存取数据。在可从http://www.micron.com/～/media/Documents/Products/Other％20Documents/ONFI3 0Gold.ashx获得的“Open NAND Flash Interface Specification(Revision 3.0)”中，提供了关于目标(target)、逻辑单元、LUN、平面(Plane)的含义，其为现有技术的一部分。
[0009]存储介质上通常按页来存储和读取数据。而按块来擦除数据。块(也称物理块)包含多个页。存储介质上的页(称为物理页)具有指定的尺寸，例如17664字节。物理页也可以具有其他的尺寸。
[0010]在存储设备中，利用FTL(Flash Translation Layer，闪存转换层)来维护从逻辑地址到物理地址的映射信息。FTL由例如运行在控制部件的CPU中的软件、固件和/或作为ASIC的部分的硬件实现。
[0011]图2是FTL的示意图。
[0012]存储设备向主机提供逻辑地址空间。主机使用逻辑地址访问存储设备。FTL将主机提供的逻辑地址映射为物理地址。
[0013]逻辑地址构成了操作系统等上层软件所感知到的固态存储设备的存储空间。逻辑地址可寻址的最小单元，被称为例如逻辑块(LogicalBlock)或扇区(sector)(为了简便，如非特别指出，下文中逻辑块与扇区的使用可互换)，将寻址了逻辑块的逻辑地址也称为逻辑块地址(LBA，LogicalBlockAddress)。逻辑块具有指定的大小，例如，512B(字节)、2KB、4KB或16KB等。物理地址是用于访问存储设备的NVM的物理存储单元(例如，物理页)的地址。在相关技术中还可利用中间地址形态实施地址映射。例如将逻辑地址映射为中间地址，进而将中间地址进一步映射为物理地址。
[0014]用例如L2P表记录逻辑地址到物理地址的映射关系。L2P表是存储设备中的重要元数据。通常L2P表的条目记录了存储设备中以逻辑块为单位的地址映射关系。可选地，L2P表的每个条目代表多个逻辑块，以在L2P表的尺寸与存储空间的管理粒度之前权衡，例如，8个逻辑地址连续的逻辑块。
[0015]L2P表包括例如多个L2P表条目，每个L2P表条目对应一个或多个连续的逻辑块，L2P表条目的值记录了为该一个或多个连续的逻辑块提供的存储空间的地址(为了清楚，将该存储空间称为NVM数据帧，将该存储空间的地址称为NVM数据帧地址)。
[0016]L2P表被存储在例如DRAM 110(也参看图1)或SRAM中。根据访问的逻辑地址，获得对应的FTL条目的索引，并从L2P表条目中得到为逻辑块提供存储空间的NVM数据帧。
[0017]NVM数据帧地址，是例如访问NVM芯片的物理页的物理地址、访问NVM芯片的多个组合的物理页的物理地址(组合的物理页是例如，位于相同或不同逻辑单元(LUN)的多个平面(Plane)上的物理页)、访问NVM芯片的物理页内的部分数据单元的物理地址。
[0018]一些存储设备的FTL由存储设备所耦合的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非易失存储器的故障注入方法，包括：获取访问非易失存储器的第一介质接口命令的处理结果；若所述处理结果指示第一介质接口命令执行成功，且所述第一介质接口命令同一个或多个触发故障注入的条件匹配，则修改所述处理结果，使所述处理结果指示所述第一介质接口命令的执行出现错误；执行同所述第一介质接口命令的执行出现的错误相对应的故障处理过程。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：获取所述第一介质接口命令所访问的非易失存储器的地址；若所述第一介质接口命令所访问的非易失存储器的地址，同记录的一个或多个触发故障注入的第一条件的地址匹配，则识别出所述第一介质接口命令同一个或多个触发故障注入的条件匹配。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：获取访问非易失存储器的第二介质接口命令的处理结果；根据第二介质接口命令所访问的非易失存储器的地址同所述第一介质接口命令所访问的非易失存储器的地址匹配，识别同所述第一介质接口命令的执行出现的错误相对应的故障处理过程完成。4.根据权利要求1
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3之一所述的方法，还包括：获取第一用户定制命令，第一用户定制命令指示第一地址；根据第一地址获取非易失存储器的第一物理地址；记录第一物理地址作为触发故障注入的条件。5.根据权利要求4所述的方法，其中在获取第一用户定制命令之前，还执行一个或多个IO命令；其中为执行所述一个或多个IO命令，分配访问非易失存储器的一个或多个物理地址，所述一个或多个物理地址包括所述第一物理地址。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中提供故障表，故障表的每个条目记录触发故障注入的条件之一；所述方法还包括：根据第一用户定制命令，在故障表的第一条目的故障地址字段中记录所述第一物理地址。7.根据权利要求6所述的方法，其中根据第一用户定制命令，还更新所述第一条目的地址掩码字段、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德领，徐凯，王德权，
申请(专利权)人：上海曼卜信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：