一种固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法与流程

本发明涉及固态硬盘测试相关技术领域，尤其涉及一种固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法。

背景技术：

固态硬盘凭借其容量大、访问速度快等特点，在航空航天领域得到了越来越广泛的应用；然而，应用于航空航天等恶劣辐射环境的固态硬盘会受到单粒子翻转效应（single-eventupset，seu）的影响而发生错误，造成不可估量的损失；

随着工艺水平的进步，固态硬盘的容量越来越大，访问速度越来越快，其内部闪存单元和控制芯片的晶体管尺寸越来越小，对单粒子翻转效应的敏感性快速上升，极易由于单粒子翻转效应而出现软错误，对固态硬盘的空间应用造成不利影响；因此，准确评估固态硬盘对单粒子效应的敏感程度尤为重要；

固态硬盘对单粒子翻转效应的敏感程度一般用“单粒子翻转截面”来表示；所谓单粒子翻转截面（c）是指固态硬盘在具有一定let（linearenergytransfer，传能线密度）的高能粒子轰击下会发生软错误的区域的面积；设高能离子总注量（即轰击到单位面积固态硬盘的高能粒子个数）为q，在这些高能粒子的轰击下固态硬盘发生的软错误数为k，则c=k/q；高能粒子一般采用高能粒子加速器产生；

如申请号为201811053571.6的中国发明专利公开了一种nand闪存固态硬盘空间环境效应测试系统及试验方法，其公开的技术方案可以在单粒子辐射环境下测量固态硬盘的电压电流数据、平均实时读写速度数据、平均读写响应时间数据、写入数据量数据和磁盘容量数据，但难以准确评估固态硬盘对单粒子效应的敏感程度；该方法未对单粒子辐射下发生的软错误数量进行计数，不能获取单粒子翻转截面的定量数据，也就无法定量准确评估固态硬盘对单粒子效应的敏感程度；

目前技术人员对固态硬盘等存储器的单粒子翻转效应的测试，会首先对存储器所有单元写入初始值；然后在单粒子辐射环境下读取每一位存储的数据，判断与初始值是否相同，如果不同则对软错误数加1；然而，由于固态硬盘容量特别大，在尚未完成固态硬盘所有闪存单元数据的读取以采集全部软错误数量时，固态硬盘的内部控制芯片就往往发生软错误，因此造成无法完成全部闪存单元数据的读取，或者会返回非访问地址对应存储的数据，导致软错误计数准确性下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法，以解决上述背景技术中提出的目前固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法不能准确反映固态硬盘对单粒子效应敏感程度的问题。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法，包括：

被测闪存单元的单粒子翻转与内部控制芯片的单粒子翻转分离计数，仅对被测闪存单元的单粒子翻转计数（而非所有单粒子翻转计数）乘以固态硬盘容量与被测闪存单元容量的比；

加上内部控制芯片的单粒子翻转计数，最终作为固态硬盘整体的单粒子翻转计数；

用高能粒子辐照被测固态硬盘并开始统计总注量q，结合依据步骤s2得到的固态硬盘整体的单粒子翻转计数，计算被测固态硬盘的单粒子翻转截面。

进一步的，所述固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法，包括：

所述步骤s1：构建单粒子翻转测试系统；

所述步骤s2：根据被测固态硬盘的单粒子翻转效应敏感程度，确定单粒子翻转效应测试时访问的固态硬盘存储空间w；

所述步骤s3：初始化闪存单元单粒子翻转计数变量k1为0，内部控制芯片单粒子翻转计数变量k2为0，用高能粒子辐照被测固态硬盘并开始统计总注量q；

所述步骤s4：单粒子翻转测试系统启动被测固态硬盘，将被测固态硬盘中的存储空间w初始化为一种数据组合样式，即对w写入一种数据组合样式；

所述步骤s5：初始化地址变量j=a，连续错误地址计数变量h=0，连续错误计数变量g=0，循环次数计数变量f=0；

所述步骤s6：通过单粒子翻转测试系统读取地址j存储的数据，并检查数据是否正确；如果发现地址j存储的数据中有p位数据不正确，则k1值增p，h值增1，g值增p，转步骤s7，否则h值置0，g值置0，转步骤s10；

所述步骤s7：如果j>j0，则判断固态硬盘的内部控制芯片发生软错误，转步骤s8，否则转步骤s10；

所述步骤s8：如果f<e，则判断单粒子翻转效应测试时访问的固态硬盘存储空间w设置过大，则减小w的容量n，转步骤s3重新开始测试；否则转步骤s9；

所述步骤s9：k1值减g，k2值加1，单粒子翻转测试系统复位被测固态硬盘，转步骤s4；

所述步骤s10：如果j=b，则f值增1，j=a，否则j值增1；

所述步骤s11：如果高能粒子总注量q达到预定值，预定值满足qj10005a-2018中对高能粒子总注量的要求，则转步骤s12；否则转步骤s6；

所述步骤s12：停止高能粒子辐照，通过下式计算被测固态硬盘的单粒子翻转截面：c=(k1·m/n k2)/q。

进一步的，所述步骤s1中，所述单粒子翻转测试系统用来连接被测固态硬盘，控制固态硬盘启动和复位，读写固态硬盘数据，检查读取的数据，进行变量操作、逻辑判断和计算，统计单粒子翻转数量，并进行计时。

进一步的，所述步骤s3中，设单粒子翻转效应测试时访问的固态硬盘存储空间起始地址为a，结束地址为b，则存储空间w的容量n=（b-a）×c。上式中，a和b为大于0的整数，a≤b，c为被测固态硬盘每个地址存储数据的位数。设某固态硬盘的总存储容量为m位，则应满足n<m。

进一步的，所述步骤s4中，数据组合样式包括全0、全1、棋盘格等。

进一步的，所述步骤s7中，在具体应用实例中，优选地，j0为2至20之间的整数。

进一步的，所述步骤s8中，w=w/2。

进一步的，所述步骤s8中，e为1至10的整数。

本发明的有益效果为：

1.本发明的固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法，是针对目前固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法不能准确反映固态硬盘对单粒子效应敏感程度的问题，本发明能够提高固态硬盘单粒子效应测试的准确度，准确反映固态硬盘对单粒子效应的敏感程度；

2.本发明的固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法，是利用固态硬盘中闪存颗粒各单元的均一性，通过测试固态硬盘中一部分闪存单元而非所有闪存单元的单粒子翻转效应来推算所有闪存单元的单粒子翻转截面，从而减少了遍历被测存储单元的时间，降低了固态硬盘内部控制芯片发生软错误时可能掩盖的闪存单元中的单粒子翻转效应，进而提高了固态硬盘对单粒子效应的敏感程度评估的准确度

3.本发明的固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法，将被测闪存单元的单粒子翻转与内部控制芯片的单粒子翻转分离计数，仅对被测闪存单元的单粒子翻转计数而非所有单粒子翻转计数乘以固态硬盘容量与被测闪存单元容量的比，然后再加上内部控制芯片的单粒子翻转计数，最终作为固态硬盘整体的单粒子翻转计数，进一步提高了固态硬盘对单粒子效应的敏感程度评估的准确度。

附图说明

图1为本发明一种固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法，包括：

被测闪存单元的单粒子翻转与内部控制芯片的单粒子翻转分离计数，仅对被测闪存单元的单粒子翻转计数（而非所有单粒子翻转计数）乘以固态硬盘容量与被测闪存单元容量的比；

加上内部控制芯片的单粒子翻转计数，最终作为固态硬盘整体的单粒子翻转计数；

用高能粒子辐照被测固态硬盘并开始统计总注量q，结合依据步骤s2得到的固态硬盘整体的单粒子翻转计数，计算被测固态硬盘的单粒子翻转截面

优选的，所述固态硬盘单粒子翻转截面的测试方法，包括：

所述步骤s1：构建单粒子翻转测试系统；

所述步骤s2：根据被测固态硬盘的单粒子翻转效应敏感程度，确定单粒子翻转效应测试时访问的固态硬盘存储空间w；

所述步骤s3：初始化闪存单元单粒子翻转计数变量k1为0，内部控制芯片单粒子翻转计数变量k2为0，用高能粒子辐照被测固态硬盘并开始统计总注量q；

所述步骤s4：单粒子翻转测试系统启动被测固态硬盘，将被测固态硬盘中的存储空间w初始化为一种数据组合样式，即对w写入一种数据组合样式；

所述步骤s5：初始化地址变量j=a，连续错误地址计数变量h=0，连续错误计数变量g=0，循环次数计数变量f=0；

所述步骤s6：通过单粒子翻转测试系统读取地址j存储的数据，并检查数据是否正确；如果发现地址j存储的数据中有p位数据不正确，则k1值增p，h值增1，g值增p，转步骤s7，否则h值置0，g值置0，转步骤s10；

所述步骤s7：如果j>j0，则判断固态硬盘的内部控制芯片发生软错误，转步骤s8，否则转步骤s10；

所述步骤s8：如果f<e，则判断单粒子翻转效应测试时访问的固态硬盘存储空间w设置过大，则减小w的容量n，转步骤s3重新开始测试；否则转步骤s9；

所述步骤s9：k1值减g，k2值加1，单粒子翻转测试系统复位被测固态硬盘，转步骤s4；

所述步骤s10：如果j=b，则f值增1，j=a，否则j值增1；

所述步骤s11：如果高能粒子总注量q达到预定值，预定值满足qj10005a-2018中对高能粒子总注量的要求，则转步骤s12；否则转步骤s6；

所述步骤s12：停止高能粒子辐照，通过下式计算被测固态硬盘的单粒子翻转截面：c=(k1·m/n k2)/q。

优选的，所述步骤s1中，所述单粒子翻转测试系统用来连接被测固态硬盘，控制固态硬盘启动和复位，读写固态硬盘数据，检查读取的数据，进行变量操作、逻辑判断和计算，统计单粒子翻转数量，并进行计时。

优选的，所述步骤s3中，设单粒子翻转效应测试时访问的固态硬盘存储空间起始地址为a，结束地址为b，则存储空间w的容量n=（b-a）×c。上式中，a和b为大于0的整数，a≤b，c为被测固态硬盘每个地址存储数据的位数。设某固态硬盘的总存储容量为m位，则应满足n<m。

优选的，所述步骤s4中，数据组合样式包括全0、全1、棋盘格等。

优选的，所述步骤s7中，在具体应用实例中，优选地，j0为2至20之间的整数。

优选的，所述步骤s8中，w=w/2。

优选的，所述步骤s8中，e为1至10的整数

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。