CN110619918B

CN110619918B - 一种ftl掉电测试方法、***、装置及存储介质

Info

Publication number: CN110619918B
Application number: CN201910710229.7A
Authority: CN
Inventors: 周坤
Original assignee: Guangzhou Jiangxinchuang Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Jiangxinchuang Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2021-05-04
Anticipated expiration: 2039-08-02
Also published as: CN110619918A

Abstract

本发明涉及一种FTL掉电测试方法、***、装置及存储介质，通过将FTL划分成用于写入逻辑数据的数据覆写区和用于写入特征数据的信息记录区，通过将信息记录区划分成两个子分区，将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入所述信息记录区的两个子区间，起到备份作用，在校验时从所述信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，将该子区间的特征数据、数据地址和数据长度作为校验数据，使得在校验时仅仅丢失了掉电时写的数据，有效提高了校验数据的完整性，提高关键数据的安全性，提高测试效率。

Description

一种FTL掉电测试方法、***、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及闪存领域，特别是一种FTL掉电测试方法、***、装置及存储介质。

背景技术

NAND Flash作为一种非易失性的存储设备，受到越来越广泛的应用。受限于自身的物理特性和产品应用领域，NAND Flash算法的设计需要充分考虑掉电场景。使用NANDFlash的电子产品允许掉电时正在编程的page数据丢失。但下次上电后如果FTL对该page继续编程，其数据将无法保证正确。NAND Flash FTL算法能否正确处理掉电时编程的page，将直接影响产品的数据安全。

NAND Flash特性仅支持连续的page编程，并且page内的每个cell在下次擦除之前仅可被编程一次。编程过程中如果发生掉电，FTL一般的做法是下次启动时对该页填入无效数据，从下一个没有被编程的page继续使用。对于SLC NAND或TLC NAND的SLC模式异常掉电时NAND Flash最多只会丢失当前编程的page的数据。现有的FTL掉电测试一般采用产品级文件测试或PC端模拟测试。现有的方案缺乏针对性，PC端模拟测试无法验证真实掉电场景下的NAND特性，另外，产品级掉电测试由于加入了文件***的校验功能，无法第一时间测出FTL的问题，FTL在掉电时，容易出现关键数据丢失的现象，使得FTL的掉电测试受到影响。

发明内容

本发明提供一种FTL掉电测试方法、***、装置及存储介质，能够提高关键数据的安全性，提高测试效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种FTL掉电测试方法，所述方法包括以下步骤：

将FTL划分成数据覆写区和信息记录区，将所述信息记录区划分成两个子区间；

生成数据地址和数据长度，，根据所述数据地址和数据长度在数据覆写区内写入逻辑数据；

生成特征数据；

将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入所述信息记录区的两个子区间；

在任意时间点掉电并重新上电，从所述信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，依次读取每次写入的特征数据、数据地址和数据长度，与数据覆写区内对应的逻辑数据进行校验。

进一步，所述逻辑数据包括扇区编号和掉电次数。

进一步，所述特征数据包括写操作次数和掉电次数。

进一步，FTL还被划分成静态数据区，在初次上电时在整个逻辑空间中写满逻辑数据。

进一步，每隔固定的掉电次数对所述静态数据区的逻辑数据进行校验。

第二方面，本发明实施例还提供了一种FTL掉电测试***，包括：

划分单元，用于将FTL划分成数据覆写区和信息记录区，以及将所述信息记录区划分成两个子区间；

生成单元，用于生成数据地址和数据长度，以及生成特征数据；

写入单元，用于在数据覆写区内写入逻辑数据，以及将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入所述信息记录区的两个子区间；

校验单元，用于从所述信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，依次读取每次写入的特征数据、数据地址和数据长度，与数据覆写区内对应的逻辑数据进行校验。

进一步，所述划分单元还将FTL划分成静态数据区，所述写入单元在初次上电时在整个逻辑空间中写满逻辑数据。

进一步，所述校验单元每隔固定的掉电次数对所述静态数据区的逻辑数据进行校验。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器及储存在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明第一方面所述的FTL掉电测试方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上储存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面所述的FTL掉电测试方法。

本发明实施例至少具有以下有益效果：本发明实施例提供的一种FTL掉电测试方法、***、装置及存储介质，通过将FTL划分成用于写入逻辑数据的数据覆写区和用于写入特征数据的信息记录区，通过读取信息记录区的数据与数据覆写区的数据进行校验，不经过其他IO通路，直接调用FTL接口进行测试，可排除其他干扰因素，并保证校验数据的独立性，提升测试准确率；同时，将信息记录区划分成两个子分区，将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入所述信息记录区的两个子区间，起到备份作用，在校验时从所述信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，将该子区间的特征数据、数据地址和数据长度作为校验数据，使得在校验时仅仅丢失了掉电时写的数据，有效提高了校验数据的完整性，提高关键数据的安全性，提高测试效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例中FTL掉电测试方法的流程图；

图2为本发明第二实施例中FTL掉电测试方法的流程图；

图3为本发明第三实施例和第四实施例中FTL掉电测试***的架构图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

参考图1，本发明的第一实施例提供了一种FTL掉电测试方法，方法包括但不限于以下步骤：

S110:将FTL划分成数据覆写区和信息记录区，将信息记录区划分成两个子区间；

S120:生成数据地址和数据长度，根据数据地址和数据长度在数据覆写区内写入逻辑数据；

S130:生成特征数据；

S140:将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入信息记录区的两个子区间；

S150:在任意时间点掉电并重新上电，从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，依次读取每次写入的特征数据、数据地址和数据长度，与数据覆写区内对应的逻辑数据进行校验。

其中，逻辑数据包括扇区编号和掉电次数，特征数据包括写操作次数和掉电次数。

在本实施中，逻辑数据以及特征数据的具体数据结构，可以通过简单组合的方式，例如：扇区编号为X，掉电次数为Y，写操作次数为Z，则逻辑数据可以为XY，特征数据可以为YZ，在特征数据中加入写操作次数，是为了后面便于判断读取信息记录区中哪个子区间的数据。当然，逻辑数据及特征数据所包含的要素不限于本实施例中所列举的，在其他实施例中可以根据实际情况自由增减。并且，逻辑数据及特征数据的数据结构也不限于简单组合，也可以采用简单运算的方式，在本实施例中仅利用简单组合这种相对便捷的方式进行说明。

具体地，在S140中，将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入信息记录区的两个子区间，指的是每次向信息记录区写入数据时，都包括了当次生成的特征数据、数据地址和数据长度以及之前生成的所有特征数据、数据地址和数据长度，并且循环选择两个子区间交替写入，例如：

第一次生成，用1代表要写入信息记录区的数据集，此时将1写入子区间A，写操作的次数为1次；

第二次生成，用2代表要写入信息记录区的数据集，此时将1和2同时写入子区间B，写操作的次数为2次；

第三次生成，用3代表要写入信息记录区的数据集，此时将1、2和3同时写入子区间A，写操作的次数为3次；

第四次生成，用4代表要写入信息记录区的数据集，此时将1、2、3和4同时写入子区间B，写操作的次数为4次；

以此类推……

因此，假如在第四次写入信息记录区时掉电，往子区间B写入的数据将会丢失，则子区间B中仅保存了第二次写入时的数据集，即1和2，子区间A仍然保存着前三次写入的数据，即1、2和3，因此读取子区间A中的数据集即可，使得在校验时仅仅丢失了掉电时写的数据，有效提高了校验数据的完整性，提高关键数据的安全性，提高测试效率。

而在校验时从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，可以通过写操作的次数进行判别，例如，假如在第四次写入信息记录区时掉电，重新上电后读取子区间A和子区间B的写操作次数，此时子区间A的写操作次数为3次，子区间B的写操作次数为2次，此时选取写操作次数较大的子区间，即子区间A，读取子区间A中的数据集，即可得到在掉电前几次向信息记录区写入的所有数据集，即1、2和3，从而实现仅仅丢失了掉电时写的数据。

一旦数据覆写区的数据与信息记录区对应地址的数据不一致，证明FTL异常。

通过将FTL划分成用于写入逻辑数据的数据覆写区和用于写入特征数据的信息记录区，通过读取信息记录区的数据与数据覆写区的数据进行校验，不经过其他IO通路，直接调用FTL接口进行测试，可排除其他干扰因素，并保证校验数据的独立性，提升测试准确率；同时，将信息记录区划分成两个子分区，将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入信息记录区的两个子区间，起到备份作用，在校验时从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，将该子区间的特征数据、数据地址和数据长度作为校验数据，使得在校验时仅仅丢失了掉电时写的数据，有效提高了校验数据的完整性，提高关键数据的安全性，提高测试效率。

参照图2，在第一实施例的基础上，本发明的第二实施例提供了一种FTL掉电测试方法，方法包括但不限于以下步骤：

S1:将FTL划分成数据覆写区、信息记录区和静态数据区，将信息记录区划分成子区间A和子区间B；

S2:上电启动，判断是否初次上电，若是初次上电，则跳转S3，若不是初次上电，则跳转S4；

S3:在整个逻辑空间中写满逻辑数据，跳转S6；

S4:从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，依次读取每次写入的特征数据、数据地址和数据长度，与数据覆写区内对应的逻辑数据进行校验；

S5:每隔固定的掉电次数对静态数据区的逻辑数据进行校验；

S6:生成数据地址和数据长度，根据数据地址和数据长度在数据覆写区内写入逻辑数据，生成特征数据；

S7:将生成的特征数据、数据地址和数据长度写入信息记录区的子区间A；

S8:再次生成数据地址和数据长度，根据数据地址和数据长度在数据覆写区内写入逻辑数据，生成特征数据；

S9:将生成的特征数据、数据地址和数据长度写入信息记录区的子区间B；

循环执行S6-S9，在任意时间段掉电并重新上电后跳转S2。

其中，在S3中，整个逻辑空间包括了数据覆写区、信息记录区和静态数据区，逻辑数据包括扇区编号和掉电次数，在整个逻辑空间中写满逻辑数据，作用是如果FTL运行出错，可以知道映射表指向了哪个错误地址。

在S4中，特征数据包括写操作次数和掉电次数，加入写操作次数，目的是为了便于在读取信息记录区数据时识别最新的数据。

在S5中，静态数据区是用来校验冷数据的正确性，其中冷数据就是只读不写的逻辑地址。校验的原理就是每隔一定的掉电次数读一次完整的静态数据区，判断数据的前后变化。另外，由于静态数据区的数据是初次上电写的，可以是扇区编号和0的组合，其中0代表掉电次数。

在S6中，数据地址和数据长度每一次都是随机生成的，其中，数据地址和数据长度作为格式，扇区编号和掉电次数作为具体内容。同样地，逻辑数据与特征数据的具体数据结构，可以通过简单组合的方式，但并不仅限于简单组合的方式。

一旦数据覆写区的数据与信息记录区对应地址的数据不一致，或者静态数据区的数据不一致，证明FTL异常。

在第一实施例的基础上，本实施例在初次上电时在整个逻辑空间中写满逻辑数据，便于在FTL运行出错时找出错误地址，提高测试效率；并且进一步引入了静态数据区，每隔固定的掉电次数对静态数据区的逻辑数据进行校验，既可以对FTL动态数据进行测试，也可以对FTL静态数据进行测试，提高了测试的可靠性。而通过读取信息记录区的数据与数据覆写区的数据进行校验，不经过其他IO通路，直接调用FTL接口进行测试，可排除其他干扰因素，并保证校验数据的独立性，提升测试准确率；同时，将信息记录区划分成两个子分区，将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入信息记录区的两个子区间，起到备份作用，在校验时从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，将该子区间的特征数据、数据地址和数据长度作为校验数据，使得在校验时仅仅丢失了掉电时写的数据，有效提高了校验数据的完整性，提高关键数据的安全性，提高测试效率。

参照图3，本发明的第三实施例还提供了一种FTL掉电测试***，包括：

划分单元100，用于将FTL划分成数据覆写区和信息记录区，以及将信息记录区划分成两个子区间；

生成单元200，用于生成数据地址和数据长度，以及生成特征数据；

写入单元300，用于在数据覆写区内写入逻辑数据，以及将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入信息记录区的两个子区间；

校验单元400，用于从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，依次读取每次写入的特征数据、数据地址和数据长度，与数据覆写区内对应的逻辑数据进行校验。

本实施例中的掉电测试***与第一实施例基于相同的发明构思，其原理不再展开说明，划分单元100通过将FTL划分成用于写入逻辑数据的数据覆写区和用于写入特征数据的信息记录区，校验单元400通过读取信息记录区的数据与数据覆写区的数据进行校验，不经过其他IO通路，直接调用FTL接口进行测试，可排除其他干扰因素，并保证校验数据的独立性，提升测试准确率；同时，将信息记录区划分成两个子分区，将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入信息记录区的两个子区间，起到备份作用，在校验时从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，将该子区间的特征数据、数据地址和数据长度作为校验数据，使得在校验时仅仅丢失了掉电时写的数据，有效提高了校验数据的完整性，提高关键数据的安全性，提高测试效率。

本发明的第四实施例还提供了一种FTL掉电测试***，包括：

划分单元100，用于将FTL划分成数据覆写区、信息记录区和静态数据区，以及将信息记录区划分成两个子区间；

生成单元200，用于在初次上电时在整个逻辑空间中写满逻辑数据，并生成数据地址和数据长度，以及生成特征数据；

校验单元400，用于从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，依次读取每次写入的特征数据、数据地址和数据长度，与数据覆写区内对应的逻辑数据进行校验，并且每隔固定的掉电次数对静态数据区的逻辑数据进行校验。

本实施例中的掉电测试***与第二实施例基于相同的发明构思，其原理不再展开说明，写入单元300在初次上电时在整个逻辑空间中写满逻辑数据，便于在FTL运行出错时找出错误地址，提高测试效率；并且划分单元100将FTL划分成数据覆写区、信息记录区和静态数据区，校验单元400每隔固定的掉电次数对静态数据区的逻辑数据进行校验，既可以对FTL动态数据进行测试，也可以对FTL静态数据进行测试，提高了测试的可靠性。而校验单元400通过读取信息记录区的数据与数据覆写区的数据进行校验，不经过其他IO通路，直接调用FTL接口进行测试，可排除其他干扰因素，并保证校验数据的独立性，提升测试准确率；同时，将信息记录区划分成两个子分区，将每次生成的特征数据、数据地址和数据长度累积并交替写入信息记录区的两个子区间，起到备份作用，在校验时从信息记录区的两个子区间中选取最近一次写入数据的子区间，将该子区间的特征数据、数据地址和数据长度作为校验数据，使得在校验时仅仅丢失了掉电时写的数据，有效提高了校验数据的完整性，提高关键数据的安全性，提高测试效率。

应当认识到，本发明实施例中的方法步骤可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机***通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机***的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims

1.一种FTL掉电测试方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

生成数据地址和数据长度，根据所述数据地址和数据长度在数据覆写区内写入逻辑数据；

生成特征数据；

2.根据权利要求1所述的一种FTL掉电测试方法，其特征在于：所述逻辑数据包括扇区编号和掉电次数。

3.根据权利要求1所述的一种FTL掉电测试方法，其特征在于：所述特征数据包括写操作次数和掉电次数。

4.根据权利要求1所述的一种FTL掉电测试方法，其特征在于：FTL还被划分成静态数据区，在初次上电时在整个逻辑空间中写满逻辑数据。

5.根据权利要求4所述的一种FTL掉电测试方法，其特征在于，还包括：每隔固定的掉电次数对所述静态数据区的逻辑数据进行校验。

6.一种FTL掉电测试***，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的一种FTL掉电测试***，其特征在于：所述划分单元还将FTL划分成静态数据区，所述写入单元在初次上电时在整个逻辑空间中写满逻辑数据。

8.根据权利要求7所述的一种FTL掉电测试***，其特征在于：所述校验单元每隔固定的掉电次数对所述静态数据区的逻辑数据进行校验。

9.一种计算机装置，包括存储器、处理器及储存在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一所述的FTL掉电测试方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上储存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的FTL掉电测试方法。