本申请要求题为“估计固态驱动设备的剩余寿命的方法”、于201 6年12月20日提交的韩国专利申请No.10-2016-0174493和2017年1月20 日提交的韩国专利申请No.2017-0009738的优先权，其全部内容通过 引用并入本文。
技术领域
本文所描述的一个或多个实施例涉及估计固态驱动设备的剩余寿 命的方法。
背景技术：
固态驱动(S即)设备已被用于各种系统和产品，包括但不限于 笔记本电脑、汽车、飞机和无人机。SSD设备中的错误频率可随时间而 增加。在某点，SSD设备将达到其使用寿命。但是，SSD设备的主机系 统仍然可以正常操作。这会引起主机设备中的严重错误。
技术实现要素：
根据一个或多个其他实施例，一种用于估计包括传感器的系统中 的固态驱动(SSD)设备的剩余寿命的方法，所述方法包括：由所述传 感器通过周期性地测量环境变量来产生感测值；由所述SSD设备基于所 述感测值以及所述传感器与所述SSD设备之间的距离来产生与所述SSD 设备相关联的负载值；由所述SSD设备基于所述负载值来计算施加于所 述SSD设备的应力；由所述SSD设备基于应力-寿命曲线和所述应力来计 算所述SSD设备的损坏，所述应力-寿命曲线表示所述应力与所述SSD 设备的寿命之间的关系；以及由所述SSD设备基于阈值和所述损坏之间 的差值来确定所述SSD设备的所述剩余寿命。
根据一个或多个其他实施例，一种用于估计包括第一传感器至第 n传感器的系统中的固态驱动(SSD)设备的剩余寿命的方法，其中n 是大于或等于2的正整数，所述方法包括：由所述第一传感器至第n传 感器通过周期性地测量第一环境变量至第n环境变量来产生第一感测 值至第n感测值；由所述SSD设备基于所述第一感测值至第n感测值以及 第一传感器至第n传感器与所述SSD设备之间的距离来产生与所述SSD 设备相关联的第一负载值至第n负载值；由所述SSD设备基于所述第一 负载值至第n负载值来计算施加于所述SSD设备的第一应力至第n应力； 由所述SSD设备基于第一应力-寿命曲线至第n应力-寿命曲线和所述第 一应力至第n应力来计算所述SSD设备的损坏，所述第一应力寿命曲线 至第n应力寿命曲线中的每一个表示所述第一应力至第n应力中相应的 一个与所述SSD设备的寿命之间的关系；以及由所述SSD设备基于阈值 和所述损坏之间的差值来确定所述SSD设备的所述剩余寿命。
根据一个或多个其他实施例，一种用于估计包括传感器的系统中 的固态驱动(SSD)设备的剩余寿命的方法，所述SSD设备包括第一组 件至第m组件，其中m是大于或等于2的正整数，所述方法包括：由所述 传感器通过周期性地测量环境变量来产生感测值；由所述SSD设备基于 所述感测值和所述传感器与所述SSD设备之间的距离来产生与所述SSD 设备相关联的负载值；由所述SSD设备基于所述负载值来计算施加于所 述第一组件至第m组件的第一应力至第m应力；由所述SSD设备基于第一 应力-寿命曲线至第m应力-寿命曲线和所述第一应力至第m应力来计算 所述第一组件至第m组件的第一损坏至第m损坏，所述第一应力-寿命曲 线至第m应力-寿命曲线中的每一个表示所述第一应力至第m应力中相 应的一个与所述SSD设备的寿命之间的关系；由所述SSD设备基于第一 阈值至第m阈值与所述第一损坏至第m损坏之间的差值来确定所述SSD 设备的第一候选剩余寿命至第m候选剩余寿命；以及由所述SSD设备确 定在所述第一候选剩余寿命至第m候选剩余寿命中的最小剩余寿命作 为所述SSD设备的所述剩余寿命。
根据一个或多个其他实施例，一种非暂时性计算机可读介质，所 述非暂时性计算机可读介质存储用于估计包括传感器的系统中的固态 驱动(SSD)设备的剩余寿命的程序，所述程序包括：第一代码，产生 与所述SSD设备相关联的负载值，所述负载值基于感测值和所述传感器 与所述SSD设备之间的距离，所述感测值基于周期性测量的环境变量； 第二代码，基于所述负载值来计算施加于所述SSD设备的应力；第三代 码，基于应力-寿命曲线和所述应力来计算所述SSD设备的损坏，所述 应力-寿命曲线表示所述应力和所述SSD设备和寿命之间的关系；以及 第四代码，基于阈值和所述损坏之间的差值来确定所述SSD设备的所述 剩余寿命。
附图说明
通过参考附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员 将变得显而易见，在附图中：
图1示出了系统的实施例；
图2示出了固态驱动(SSD)设备的实施例；
图3示出了用于估计SSD设备的剩余寿命的方法的实施例；
图4和图5示出了用于将感测值转换为负载值的操作的实施例；
图6示出了负载曲线的示例；
图7示出了负载-应力转换曲线的示例；
图8示出了计算SSD设备的损坏的实施例；
图9示出了应力-寿命曲线的示例；
图10示出了剩余寿命转换曲线的示例；
图11示出了用于估计SSD设备的剩余寿命的方法的另一实施例；
图12示出了系统的另一实施例；
图13示出了用于估计SSD设备的剩余寿命的方法的另一实施例；
图14示出了计算SSD设备的损坏的另一实施例；
图15示出了系统的另一实施例；以及
图16示出了用于估计SSD设备的剩余寿命的方法的另一实施例。
具体实施方式
图1示出了包括固态驱动(SSD)设备100和传感器(SEN)200的 系统10的实施例。在一些示例性实施例中，系统10可以是包括SSD设 备100的各种系统中的一个，例如膝上型计算机、汽车、飞机、无人机 等。在一些示例性实施例中，传感器200可以在SSD设备100的内部或S SD设备100的外部，如图1所示。
传感器200通过周期性地测量环境变量来产生感测值SV。在一些 示例性实施例中，传感器200可以周期性地测量环境变量以产生感测值 SV，环境变量与温度、湿度、应力、加速度、振动、机械应力、冲击、 辐射、灰尘或电应力中的至少一个相对应。在该示例中，传感器200 可以包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加速度传感器、振 动传感器、机械应力传感器、冲击传感器、辐射传感器、灰尘传感器 或电应力传感器中的至少一个。在一个实施例中，传感器200可以通过 测量各种环境变量中的至少一个来产生感测值SV。
SSD设备100基于从传感器200周期性地提供的感测值SV来估计SS D设备100的剩余寿命。在一些示例性实施例中，SSD设备100可以向累 积损坏定律施加从传感器200周期性地提供的感测值SV以估计SSD设备 100的剩余寿命。
图2示出了固态驱动(SSD)设备100的实施例，固态驱动(SSD) 设备100例如可以在图1的系统10中。参考图2，SSD设备100可以包括S SD控制器110和多个非易失性存储器件120-1、120-2、...、120-s，其 中s是正整数。多个非易失性存储器件120-1、120-2、...、120-s可以 用作SSD设备100的存储介质。在一些示例性实施例中，每个非易失性 存储器件120-1、120-2、...、120-s可以包括至少一个闪存器件。
SSD控制器110可以经由多个通道CH1、CH2、...CHs中的相应一 个连接到多个非易失性存储器件120-1、120-2、...、120-s中的每一 个。SSD控制器110可以控制非易失性存储器件120-1、120-2、...、1 20-s的总体操作。例如，SSD控制器110可以从外部主机接收命令信号 和地址信号，并且可以与外部主机交换数据。SSD控制器110可以将数 据写入(例如，编程或存储)到非易失性存储器件120-1、120-2、...、 120-s中，或者可以从非易失性存储器件读取(例如，检索)数据120 -1、120-2、...、120-s。
SSD控制器110可以周期性地从在SSD设备100的内部和/或外部的 传感器200接收感测值SV。SSD控制器110可以基于从传感器200周期性 地提供的感测值SV来估计SSD设备100的剩余寿命。
将参考图3详细描述由SSD控制器110执行的估计SSD设备100的剩 余寿命的方法。
图3示出了根据示例性实施例的用于估计SSD设备的剩余寿命的 方法的实施例。图3的方法可以例如由图1的系统10执行。将参照图1、 图2和图3描述用于估计系统10中的SSD设备100的剩余寿命的方法。
传感器200可以通过周期性地测量环境变量来产生感测值SV(操 作S110)。在一些示例性实施例中，传感器200可以周期性地测量环境 变量以产生感测值SV，环境变量与温度、湿度、应力、加速度、振动、 机械应力、冲击、辐射、灰尘或电应力中的至少一个相对应。在该示 例中，传感器200可以包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加 速度传感器、振动传感器、机械应力传感器、冲击传感器、辐射传感 器、灰尘传感器或电应力传感器中的至少一个。
SSD设备100可以接收从传感器200周期性地产生的感测值SV。SSD 设备100可以基于感测值SV和传感器200与SSD设备100之间的距离来产 生与SSD设备100相关联的负载值(操作S120)。
在一些示例性实施例中，传感器200可以在SSD设备100的内部。 在该示例中，由传感器200测量的环境变量可以与施加于(例如，影响 或起作用于)SSD设备100的环境变量和传感器200与SSD设备100之间 的距离基本相同并且可以为零。因此，SSD设备100可以提供感测值SV 作为负载值而不转换感测值SV。例如，SSD设备100可以通过对感测值 SV进行一对一转换来产生负载值。
在其他示例实施例中，传感器200可以在SSD设备100的外部。在 该示例中，由传感器200测量的环境变量可以不同于施加于(例如，影 响或起作用于)SSD设备100的环境变量。因此，SSD设备100可以基于 传感器200与SSD设备100之间的距离产生与感测值SV相对应的负载值。 例如，SSD设备100可以基于传感器200与SSD设备100之间的距离将感测 值SV转换为负载值。
例如，当传感器200相对接近SSD设备100时，SSD设备100可以将 感测值SV改变相对较小的值以产生负载值。对于另一示例，当传感器 200相对远离SSD设备100时，SSD设备100可以将感测值SV改变相对较大 的值以产生负载值。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于负载曲线产生与感 测值SV相对应的负载值。负载曲线可以例如基于传感器200与SSD设备 100之间的距离来定义。例如，负载曲线可以基于通过系统10的重复实 验获得的实验数据来预定义。
图4和图5示出了用于将感测值转换为由图1中的SSD设备执行的 负载值的操作的实施例。图6是示出用于产生负载值的负载曲线的示例 的曲线图。在图4和图5中，系统10中的传感器200可以与温度传感器(T EMP_SEN)210相对应，并且温度传感器210可以在SSD设备100的外部。 在图6中，横轴表示从温度传感器210产生的感测值SV。垂直轴表示与 SSD设备100相关联(例如，施加于，影响或起作用于SSD设备100)的 负载值。
参考图4和图5，系统10可以包括产生热的热源220。在图4的示例 中，SSD设备100可以位于温度传感器210的第一侧(例如，左侧)。热 源220可以位于温度传感器210的第二侧(例如，右侧)。例如，SSD设 备100和热源220可以在相对于温度传感器210的不同侧处。在该示例中， 由温度传感器210测量的温度可以高于向SSD设备100施加的温度。
图4的示例的负载曲线可以被定义为图6中的第一曲线G1。在该示 例中，SSD设备100可以将感测值SV减小预定值以产生负载值。
在图5的示例中，热源220可以位于SSD设备100的第一侧(例如， 左侧)处。温度传感器210可以位于SSD设备100的第二侧(例如，左侧)。 例如，热源220和温度传感器210可以位于相对于SSD设备100的不同侧 处。在该示例中，由温度传感器210测量的温度可以低于向SSD设备10 0施加的温度。
图5的示例的负载曲线可以被定义为图6中的第二曲线G2。在该示 例中，SSD设备100可以将感测值SV增加预定值以产生负载值。
尽管参照传感器200在SSD设备100的外部的示例以及基于传感器200和SSD设备100之间的距离预定的载荷曲线来产生与传感值SV相对 应的负载值的示例描述了图3中的操作S120。但是在一个实施例中，S SD设备100可以基于以各种方式预定义的负载曲线来产生与感测值SV 相对应的负载值。
返回参考图3，SSD设备100可以基于负载值来计算施加于(例如， 影响或起作用于)SSD设备100的应力(操作S130)。在一些示例性实施 例中，SSD设备100可以基于预定义的负载-应力转换曲线来计算与负载 值相对应的应力。
图7示出了用于计算应力的负载-应力转换曲线的示例。在图7中， 水平轴表示在操作S120中产生的负载值，纵轴表示施加于(例如，影 响或起作用于)SSD设备100的应力。
参考图7，施加于SSD设备100的应力可以随着负载值增加而增加， 并且施加于SSD设备100的应力可以随着负载值减小而减小。
如图7所示，施加于SSD设备100的应力可以与负载值非线性成比 例。在一些示例性实施例中，负载-应力转换曲线可以基于通过根据负 载值的变化测量施加于SSD设备100的应力获得的实验数据来预定义。
如上所述，SSD设备100可以基于负载-应力转换曲线获得与负载 值相对应的应力。例如，如图7所示，如果负载值与“ld1”相对应， 则SSD设备100可以获得与“st1”相对应的应力。
以上参考基于负载值计算施加于SSD设备100的应力的示例描述 图3中的操作S130。SSD设备100可以基于负载值计算施加于(例如，影 响或起作用于)SSD设备100的应变。在一个实施例中，使用负载-应变 转换曲线来计算应变，例如应力可以用应变代替。为了便于描述，稍 后将基于应力(非应变)来描述示例性实施例。
返回参考图3，SSD设备100可以基于应力-寿命曲线和应力来计算 SSD设备100的损坏(操作S140)。应力-寿命曲线可以表示SSD设备100 的应力和寿命之间的关系(例如，使用寿命或期望的使用期限)。在一 些示例性实施例中，SSD设备100可以基于累积损坏定律来计算与应力 相对应的损坏。例如，SSD设备100可以基于Miner规则计算与应力相对 应的损坏。
图8示出了计算图13中的SSD设备的损坏的实施例。在图8的示例 中，可以基于Miner规则由SSD设备100来计算与应力相对应的损坏。
图9示出了用于计算损坏的应力-寿命曲线的示例。在图9中，水 平轴表示应力的应力值(例如，水平或幅度)，纵轴表示在SSD设备10 0上发生错误或故障之前的每个应力值的最大循环次数。例如，图9中 的垂直轴可以表示向SSD设备100施加具有每个应力值的应力在SSD设 备100损坏之前的最大次数。
如图9所示，例如，当自SSD设备100在制造加工之后初始操作起 重复地向SSD设备100施加具有第一应力值st1的应力第一次数N1时，在 SSD设备100上可能发生错误或故障。类似地，自SSD设备100在制造加 工之后初始操作起重复地向SSD设备100施加具有第j应力值stj的应力 第j次数Nj时，其中j是正整数，在SSD设备100上可能发生错误或故障。
在一些示例性实施例中，应力-寿命曲线可以基于通过针对系统 10的重复实验而获得的实验数据来预定义。
当施加于SSD设备100的应力具有第一至第k应力值时，其中k是正 整数，可以由等式1定义Miner规则。
在方程1中，ni表示每个应力值的循环次数，Ni表示每个应力值 的最大循环次数。换句话说，ni表示自SSD设备100在制造加工之后初 始操作起向SSD设备100重复施加具有第i应力值的应力的次数。Ni表示 在SSD设备100上发生错误或故障之前可以向SSD设备100重复施加具有 第i应力值的应力的最大次数。在方程1中，C表示SSD设备100的损坏。
将参照图8和图9描述基于Miner规则和应力-寿命曲线来计算与 应力相对应的损坏的操作。
参考图8，SSD设备100可以计算应力的每个应力值的循环次数(操 作S141)。应力可以基于从传感器200周期性地产生的感测值SV而周期 性地产生，并且可以具有应力值中的一个。
SSD设备100可以基于应力-寿命曲线来获得针对应力的应力值中 的每一个在SSD设备上发生错误之前的最大循环次数(操作S143)。
SSD设备100可以通过计算多个除法结果之和来获得SSD设备100 的损坏(操作S145)。每个除法结果可以例如通过将每个应力值的循环 次数除以每个应力值的最大循环次数来获得。
例如，SSD设备100可以向方程1施加每个应力值的循环次数ni(例 如，自SSD设备100在制造加工之后初始操作起可以向SSD设备100重复 施加具有第i应力值的应力的次数)和每个应力值的最大循环次数Ni (例如，在SSD设备上出现错误或故障之前可以向SSD设备100重复施加 具有第i应力值的应力的最大次数)，以获得损坏C。
再次参考图3，SSD设备100可以基于阈值和损坏之间的差值来确 定SSD设备100的剩余寿命(操作S150)。阈值可以是预定义的。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于剩余寿命转换曲线 来确定与损坏相对应的剩余寿命。剩余寿命转换曲线可以表示剩余寿 命和阈值与损坏之间的差值之间的关系。
当损坏达到阈值时，SSD设备100上可能发生错误或故障。因此， 随着阈值与损坏之间的差值增大，SSD设备100的剩余寿命可以相对较 长。类似地，随着阈值与损坏之间的差值减小，SSD设备100的剩余寿 命可以相对较短。
图10示出了用于确定剩余寿命的剩余寿命转换曲线的示例。在图 10中，横轴表示阈值与损坏之间的差值，纵轴表示SSD设备100的剩余 寿命。
如图10所示，SSD设备100的剩余寿命可以与阈值和损坏之间的差 成比例。例如，如果阈值和损坏之间的差值与“d1”相对应，则SSD 设备100可以确定SSD设备100的剩余寿命与“r1”相对应。在一些示例 性实施例中，剩余寿命转换曲线可以基于通过针对系统10的重复实验 而获得的实验数据来预定义。
如图1至图10所示，根据示例性实施例的系统10可以向累积损坏 定律施加从传感器200周期性地提供的感测值SV。因此，系统10可以有 效率地估计SSD设备100的剩余寿命。
图11示出了用于估计SSD设备的剩余寿命的方法的另一实施例。 图11的方法可以例如由图1的系统10执行。图11中的操作S110至S150 可以与图3中的操作S110至S150基本相同。
如参考图1至图10所述，SSD设备100可以基于从传感器200周期性 地提供的感测值SV来周期性地更新损坏。
参考图11，SSD设备100可以计算每单位时间的损坏的增加率(操 作S160)。然后，SSD设备100可以将每单位时间的损坏的增加率与阈值 增加率进行比较(操作S170)。当每单位时间的损坏的增加率大于阈值 增加率(操作S170：是)时，SSD设备100可以确定在SSD设备100上和/ 或系统10上发生意外碰撞和/或突然的损坏或冲击。例如，当系统10 是汽车时，由于车祸而使得每单位时间的损坏的增加率可以大于阈值 增加率。对于另一个例子，当系统10是无人机时，由于无人机坠毁而 使得每单位时间的损坏的增加率可以大于由阈值增加率。
因此，当每单位时间的损坏的增加率大于阈值增加率时(操作S1 70：是)，SSD设备100可以产生通知信号(操作S180)。
系统10的用户、管理者或管理员可以采取适当的动作，例如可以 备份SSD设备100中存储的数据，或者可以响应于通知信号而用新的SS D设备替换SSD设备100。
在一些示例性实施例中，在操作S150之后，可以向SSD设备100和 /或系统10的用户，开发者和/或工程师提供表示SSD设备100的剩余寿 命的寿命信息(操作S155)。寿命信息可以周期地或非周期地提供。
图12示出了包括固态驱动(SSD)设备100和第一传感器(SEN) 200-1至第n传感器(SEN)200-n的系统20的另一实施例，其中n是正整 数。在一些示例性实施例中，系统20可以是包括SSD设备100的各种系 统中的一个，例如膝上型计算机、汽车、飞机、无人机等。
第一传感器200-1至第n传感器200-n可以在SSD设备100内部和SS D设备100的外部。例如，如图12所示，第一传感器200-1至第k传感器 200-k可以在SSD设备100的外部，其中k是小于n的正整数。第(k+1) 传感器200-(k+1)至第n传感器200-n可以在SSD设备100的内。
第一传感器200-1至第n传感器200-n通过周期性地测量第一环境 变量至第n环境变量来产生第一至第n感测值SV1至SVk和SV(k+1)至S Vn。
在一些示例性实施例中，第一环境变量至第n环境变量中的每一 个可以与温度、湿度、压力、加速度、振动、机械应力、冲击、辐射、 灰尘或电应力中的至少一个相对应。在该示例中，第一传感器200-1 至第n传感器200-n中的每一个可以包括温度传感器、湿度传感器、压 力传感器、加速度传感器、振动传感器、机械应力传感器、冲击传感 器、辐射传感器、灰尘传感器或电应力传感器中的至少一个。
在一个实施例中，第一传感器200-1至第n传感器200-n可以通过 测量各种环境变量中的至少一个来产生第一感测值SV1至第n感测值SV n。
SSD设备100基于从第一传感器200-1至第n传感器200-n周期性地 提供的第一感测值SV1至第n感测值SVn来估计SSD设备100的剩余寿命。 在一些示例性实施例中，SSD设备100可以将从第一传感器200-1至第n 传感器200-n周期性地提供的第一感测值SV1至第n感测值SVn施加于累 积损坏定律以估计剩余寿命的SSD设备100。
图13示出了用于估计SSD设备的剩余寿命的方法的另一实施例。 估计图13的SSD设备的剩余寿命的方法可以由图12的系统20执行。
在下文中，将参照图12和图13描述估计系统20中包括的SSD设备100的 剩余寿命的方法。
第一传感器200-1至第n传感器200-n中的每一个可以通过周期性 地测量第一环境变量至第n环境变量中的相应的一个来产生第一感测 值SV1至第n感测值SVn中的相应的一个(操作S210)。
在一些示例性实施例中，第一环境变量至第n环境变量中的每一 个可以与温度、湿度、压力、加速度、振动、机械应力、冲击、辐射、 灰尘或电应力中的至少一个相对应。在该示例中，第一传感器200-1 至第n传感器200-n中的每一个可以包括温度传感器、湿度传感器、压 力传感器、加速度传感器、振动传感器、机械应力传感器、冲击传感 器、辐射传感器、灰尘传感器或电应力传感器中的至少一个。
SSD设备100可以接收从第1传感器200-1至第n传感器200-n周期 性地产生的第1感测值SV1至第n感测值SVn。SSD设备100可以基于第一 感测值SV1至第n感测值SVn和第一传感器200-1至第n传感器200-n与SS D设备100的距离来产生与SSD设备100相关联的第一负载值至第n负载 值(操作S220)。
在一些示例实施例中，由第(k+1)传感器200-(k+1)至第n传 感器200-n测量的第(k+1)环境变量至第n环境变量可以基本上与施加 于(例如，影响或起作用于)SSD设备100的环境变量相同，因为第(k +1)传感器200-(k+1)至第n传感器200-n在SSD设备100内。因此，S SD设备100可以将第(k+1)感测值SV(k+1)至第n感测值SVn提供为第 (k+1)至第n负载值，而不转换第(k+1)感测值SV(k+1)至第n感 测值Svn。例如，SSD设备100可以通过对第(k+1)感测值SV(k+1)至 第n感测值SVN执行一对一转换来产生第(k+1)负载值至第n负载值。
在其他示例实施例中，由第一传感器200-1至第k传感器200-k测 量的第一环境变量至第k环境变量可以不同于施加于SSD设备100(例如， 影响或起作用于)的环境变量。这是因为第一传感器200-1至第k传感 器200-k在SSD设备100的外部。因此，SSD设备100可以基于第一传感器 200-1至第k传感器200-k与SSD设备100之间的距离，产生与第1感测值 SV1至第k感测值SVk相对应的第1负载值至第k负载值。例如，SSD设备 100可以基于第一传感器200-1至第k传感器200-k与SSD设备100之间的 距离将第一感测值SV1至第k感测值SVk转换为第一负载值至第k负载值。
例如，当第一传感器200-1至第k传感器200-k中的一个相对接近 SSD设备100时，SSD设备100可以将第一感测值SV1至第k感测值SVk中的 相应的一个改变相对较小的值来产生第一负载值至第k负载值中的相 应的一个。在另一示例中，当第一传感器200-1至第k传感器200-k中的 一个相对远离SSD设备100时，SSD设备100可以将第一感测值SV1至第k 感测值SVk中的相应的一个改变相对较大的值来产生第一负载值至第k 负载值中的相应的一个。
在一些示例实施例中，SSD设备100可以基于第一负载曲线至第k 负载曲线中的相应一个来产生与第一感测值SV1至第k感测值SVk中的 相应一个相对应的第一负载值至第k负载值中的每一个。可以基于第一 传感器200-1至第k传感器200-k中的相应一个和SSD设备100之间的距 离来定义第一负载曲线至第k负载曲线中的每一个。例如，可以基于通 过针对系统20的重复实验而获得的实验数据来预定义第一负载曲线至 第k负载曲线中的每一个。
SSD设备100可以以与参考图4、图5和图6所描述的类似的方式产 生第一负载值至第k负载值中的每一个。
然后，SSD设备100可以基于第一负载值至第n负载值来计算施加 于(例如，影响或起作用于)SSD设备的第一应力至第n应力(操作S2 30)。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于预定义的第一负载 应力转换曲线至第n负载应力转换曲线中的相应一个来计算与第一负 载值至第n负载值中的相应一个相对应的第一应力至第n应力中的每一 个。SSD设备100可以以与参考图7所描述的类似的方式计算第一应力至 第m应力中的每一个。
然后，SSD设备100可以基于第一应力寿命曲线至第n应力寿命曲 线和第一应力至第n应力来计算SSD设备的损坏(操作S240)。第一至第 n应力-寿命曲线中的每一个可以表示第一应力至第n应力中的相应一 个和SSD设备100的寿命(例如，使用寿命或期望的使用期限)之间的 关系。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于累积损坏定律来计 算与第一应力至第n应力相对应的损坏。例如，SSD设备100可以基于M iner规则来计算与第一应力至第n应力相对应的损坏。
图14示出了用于计算图13中的SSD设备的损坏的实施例。第一应 力寿命曲线至第n应力寿命曲线中的每一个可以以与参考图9所述的类 似方式来定义。
参考图14，SSD设备100可以计算针对第一应力的应力值中的每一 个的循环次数(操作S243)。可以基于从第一传感器200-1周期性地产 生的第一感测值SV1周期性地产生第一应力，并且可以具有应力值中的 一个。
SSD设备100可以基于应力-寿命曲线获得针对第一应力的应力值 中的每一个在SSD设备上发生错误之前的最大循环次数(操作S245)。
SSD设备100可以通过计算多个除法结果之和来获得第一子损坏 (操作S247)。每个除法结果可以通过将针对第一应力的每个应力值的 循环次数除以针对第一应力的每个应力值的最大循环次数来获得。
例如，SSD设备100可以向等式1施加针对第一应力的每个应力值 的循环次数(例如，自SSD设备100在制造架构之后初始操作起向SSD 设备100重复施加具有第i应力值的第一应力于的次数)以及针对第一 应力的每个应力值的最大循环次数N(例如，在SSD设备上发生错误或 故障之前可以向SSD设备100重复施加具有第i应力值的第一应力的最 大次数)以获得第一子损坏。
如图14所示，SSD设备100可以通过对第二应力至第n应力重复执 行S243、S245和S247来获得第二子损坏至第n子损坏(操作S241)。
然后，SSD设备100可以通过计算第一子损坏至第n子损坏的和来 获得SSD设备100的损坏(操作S249)。
再次参考图13，SSD设备100可以基于阈值和损坏之间的差值来确 定SSD设备100的剩余寿命(操作S250)。阈值可以是预定义的。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于剩余寿命转换曲线 来确定与损坏相对应的剩余寿命。剩余寿命转换曲线可以表示剩余寿 命和阈值与损坏之间的差值之间的关系。SSD设备100可以以与参考图 10所描述的类似方式基于剩余寿命转换曲线来确定剩余寿命。
当损坏达到阈值时，在SSD设备100上可能发生错误或故障。因此， 随着阈值和损坏之间的差值增加，SSD设备100的剩余寿命可以相对较 长。类似地，随着阈值和损坏之间的差值减小，SSD设备100的剩余寿 命可以相对较短。
如参考图12至图14所描述，系统20可以向累积损坏定律施加从第 1传感器200-1至第n传感器200-n周期性地提供的第1感测值SV1至第n 感测值SVn。因此，系统20可以有效率地估计SSD设备100的剩余寿命。 图11中的操作S155、S160、S170和S180中的至少一个可以根据示例实 施例的在图13中的操作S250之后进一步执行。
图15示出了包括固态驱动(SSD)设备100和传感器(SEN)200的 系统30的实施例。在一些示例性实施例中，系统30可以是包括SSD设备100的各种系统中的一个，例如膝上型计算机、汽车、飞机、无人机等。
在一些示例性实施例中，传感器200可以在SSD设备100的内部或 SSD设备100的外部，如图15所示。传感器200通过周期性地测量环境 变量来产生感测值SV。
在一些示例性实施例中，传感器200可以周期性地测量环境变量 以产生感测值SV，环境变量与温度、湿度、压力、加速度、振动、机 械应力、冲击、辐射、灰尘或电应力中的至少一个相对应。在该示例 中，传感器200可以包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加速 度传感器、振动传感器、机械应力传感器、冲击传感器、辐射传感器、 灰尘传感器或电应力传感器中的至少一个。在一个实施例中，传感器 200可以通过测量各种环境变量中的至少一个来产生感测值SV。
如图15所示，SSD设备100可以包括第一组件(CP1)150-1至第m 组件(CPm)150-m，其中m是大于或等于2的正整数。
第一组件150-1至第m组件150-m中的每一个可以是包括在SSD设 备100中的各种组件或元件中的一个。在一些示例性实施例中，第一组 件150-1至第m组件150-m中的每一个可以与诸如半导体封装、半导体芯 片、印刷电路板(PCB)等电子电路相对应。例如，第一组件150-1至 第m组件150-m中的每一个可以与图2中的SSD控制器110、图2中的非易 失性存储器件120-1、120-2、...、120-s和安装有图2中SSD控制器11 0和非易失性存储器件120-1、120-2、...、120-s的PCB中的至少一个 相对应。
在其他示例性实施例中，第一组件150-1至第m组件150-m中的每 一个可以与电连接构件(例如焊接接头、焊球、焊料等)相对应。例 如，第一组件150-1至第m组件150-m中的每一个可以与包括在图2中的 SSD控制器110中的焊料接头、焊球或焊料)、图2中的非易失性存储器 件120-1、120-2、...、120-s和安装有图2中的SSD控制器110和非易失 性存储器件120-1、120-2、...、120-s的PCB中的至少一个相对应。在 一个实施例中，第一组件150-1至第m组件150-m中的每一个可以与包括 在SSD设备100中的任何组件或元件相对应。
SSD设备100基于从传感器200周期性地提供的感测值SV来估计SS D设备100的剩余寿命。在一些示例性实施例中，SSD设备100可以向累 积损坏定律施加从传感器200周期性地提供的感测值SV以估计SSD设备 100的剩余寿命。
例如，SSD设备100可以向累积损坏定律施加从传感器200周期性 地提供的感测值SV，并且可以确定第一组件150-1至第m组件150-m的第 一候选剩余寿命至第m候选剩余寿命。SSD设备100可以确定在第一候 选剩余寿命至第m候选剩余寿命中的最小剩余寿命作为SSD设备的剩余 寿命。
图16示出了用于估计SSD设备的剩余寿命的方法的另一实施例。 估计图16的SSD设备的剩余寿命的方法可以例如由图15的系统30执行。 下文中，将参照图15和16描述用于估计系统30中的SSD设备100的剩余 寿命的方法。
传感器200可以通过周期性地测量环境变量来产生感测值SV(操 作S310)。在一些示例性实施例中，传感器200可以周期性地测量环境 变量以产生感测值SV，环境变量与温度、湿度、压力、加速度、振动、 机械应力、冲击、辐射、灰尘或电应力中的至少一个相对应。在该示 例中，传感器200可以包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加 速度传感器、振动传感器、机械应力传感器、冲击传感器、辐射传感 器、灰尘传感器或电应力传感器中的至少一个。
SSD设备100可以接收从传感器200周期性地产生的感测值SV。SSD 设备100可以基于感测值SV和传感器200与SSD设备100之间的距离来产 生与SSD设备100相关联的负载值(操作S320)。
在一些示例性实施例中，传感器200可以在SSD设备100的内部。 在该示例中，由传感器200测量的环境变量可以与施加于(例如，影响 或起作用于)SSD设备100的环境变量基本相同。传感器200和SSD设备 100之间的距离可以为零。因此，SSD设备100可以提供感测值SV作为负 载值而不转换感测值SV。例如，SSD设备100可以通过对感测值SV执行 一对一转换来产生负载值。
在其他示例实施例中，传感器200可以在SSD设备100的外部。在 该示例中，由传感器200测量的环境变量可以不同于施加于(例如，影 响或起作用于)SSD设备100的环境变量。因此，SSD设备100可以基于 传感器200和SSD设备100之间的距离产生与感测值SV相对应的负载值。 例如，SSD设备100可以基于传感器200和SSD设备100之间的距离将感测 值SV转换为负载值。
例如，当传感器200相对接近SSD设备100时，SSD设备100可以将 感测值SV改变相对较小的值以产生负载值。对于另一示例，当传感器 200相对远离SSD设备100时，SSD设备100可以将感测值SV改变相对较大 的值以产生负载值。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于负载曲线产生与感 测值SV相对应的负载值。例如，负载曲线可以基于传感器200与SSD设 备100之间的距离来定义。例如，可以基于通过中的系统10的重复实验 而获得的实验数据来预定义负载曲线。
SSD设备100可以以与参考图4、图5和图6所描述的相同的方式产 生负载值。
然后，SSD设备100可以基于负载值来计算施加于(例如，影响或 起作用于)第一组件150-1至第m组件150-m的第一应力至第m应力(操 作S330)。
当向SSD设备100施加与负载值相对应的负载时，施加于第一组件 150-1至第m组件150-m的应力可以彼此不同。因此，当将与负载值相对 应的负载施加于SSD设备100时，SSD设备100可以单独且独立地计算施 加于第一组件150-1至第m组件150-m的第一应力至第m应力。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于预定义的第一至第 m负载应力转换曲线中的相应一个来计算与负载值相对应的第一应力 至第m应力中的每一个。第一至第m负载-应力转换曲线中的每一个可以 与第一组件150-1至第m组件150-m中的相应一个相对应。
第一至第m负载-应力转换曲线中的每一个可以以与参考图7所述 的类似方式来定义。SSD设备100可以以与参考图7所描述的类似的方 式计算第一应力至第m应力中的每一个。
然后，SSD设备100可以基于第一应力-寿命曲线至第m应力-寿命 曲线和第一应力至第m应力来计算第一组件150-1至第m组件150-m的第 一损坏至第m损坏(操作S340)。第一至第m应力-寿命曲线中的每一个 可以表示第一应力至第m应力中的相应一个和SSD设备100的寿命(例如， 使用寿命或期望的使用期限)之间的关系。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于累积损坏定律来计 算与第一应力至第m应力中的相应一个相对应的第一损坏至第m损坏中 的每一个。例如，SSD设备100可以基于Miner规则来计算与第一应力至 第m应力中的相应一个相对应的第一损坏至第m损坏中的每一个。第一 至第m应力-寿命曲线中的每一个可以以与参考图9所述的类似方式来 定义。
SSD设备100可以以与参照图8和图9所述相似的方式基于第一至 第m应力-寿命曲线中的相应的一个来计算第一损坏至第m损坏中的每 一个。当向SSD设备100施加与负载值相对应的负载时，第一损坏至第 m损坏中的每一个可以与第一组件150-1至第m组件150-m中的相应的一 个的损坏相对应。
然后，SSD设备100可以基于第一阈值至第m阈值和第一损失至第m 损失之间的差值来确定SSD设备100的第一候选剩余寿命至第m候选剩 余寿命(操作S350)。可以预定义第一阈值至第m阈值。第一候选剩余 寿命至第m候选剩余寿命中的每一个可以与第一组件150-1至第m组件1 50-m中的相应一个的剩余寿命相对应。
在一些示例性实施例中，SSD设备100可以基于第一剩余寿命转换 曲线至第m剩余寿命转换曲线中的相应一个来确定与第一损坏至第m损 坏中的相应一个相对应的第一候选剩余寿命至第m候选剩余寿命中的 每一个。第一剩余寿命转换曲线至第m剩余寿命转换曲线中的每一个可 以表示剩余寿命和第一阈值至第m阈值中的相应一个与第一损坏至第m 损坏中的相应一个之间的差值的关系。
第一至第m负载-应力转换曲线中的每一个可以以与参考图10所 述的类似方式来定义。
SSD设备100可以以与参考图10所描述的类似方式基于第一剩余 寿命转换曲线至第m剩余寿命转换曲线中的相应一个来确定第一候选 剩余寿命至第m候选剩余寿命中的每一个。
当第t损坏达到第t阈值时，其中t是小于或等于m的正整数，则可 以在第t组件上发生错误或故障。因此，随着第t阈值与第t损坏之间的 差值增加，与第t分量的剩余寿命相对应的第t候选剩余寿命可以相对 较长。类似地，随着第t阈值与第t损坏之间的差值减小，第t候选剩余 寿命可以相对较短。
然后，SSD设备100可以确定第一候选剩余寿命至第m候选剩余寿 命中的最小剩余寿命作为SSD设备100的剩余寿命(操作S360)。
如上所述，第一候选剩余寿命至第m候选剩余寿命中的每一个可 以与第一组件150-1至第m组件150-m中的相应一个的剩余寿命相对应。
当由于其预定寿命结束而在第一组件150-1至第m组件150-m中的 一个上发生错误或故障时，也可以在SSD设备100上发生错误或故障。
因此，SSD设备100可以确定与第一组件150-1至第m组件150-m的 剩余寿命相对应的第一候选剩余寿命至第m候选剩余寿命中的最小剩 余寿命作为SSD设备100的剩余寿命。
如图15和图16所示，根据示例性实施例的系统30可以向累积损坏 定律施加从传感器200周期性地提供的感测值SV，可以确定与第一组件 150-1至第m组件150-m的第一剩余寿命至第m剩余寿命相对应的第一候 选剩余寿命至第m候选剩余寿命，并且可以将第一候选剩余寿命至第m 候选剩余寿命中的最小剩余寿命确定为SSD设备100的剩余寿命。因此， 系统30可以有效率地估计SSD设备100的剩余寿命。
根据示例实施例，图11中的操作S155、S160、S170或S180中的至 少一个可以在图16中的操作S360之后进一步执行。本公开可以使用在 包括固态驱动(SSD)设备的各种系统中。
另一个实施例可以包括用于存储上述代码或指令的计算机可读 介质，例如非暂时计算机可读介质。计算机可读介质可以是易失性或 非易失性存储器或其他存储器件，可移除地或固定地耦合到用于执行 本文描述的方法实施例的代码或指令的计算机、处理器、控制器或其 他信号处理设备。
代码或指令可以例如存储在位于或耦合到SSD控制器110的存储 器121中(例如，参见图2)，并且可以实现本文描述的实施例的操作。 例如，非暂时性计算机可读介质将程序存储在存储器121中，用于估计 包括传感器的系统中的固态驱动(SSD)设备的剩余寿命。
该程序包括：第一代码，用于产生与SSD设备相关联的负载值的， 所述负载值基于感测值的负载值和传感器与SSD设备之间的距离，所述 感测值基于周期性测量的环境变量；第二代码，用于基于负载值计算 施加于SSD设备的应力；第三代码，用于基于应力-寿命曲线和应力来 计算SSD设备的损坏，所述应力-寿命曲线表示SSD设备的应力和寿命之 间的关系；以及第四代码，用于基于阈值和损坏之间的差值来确定SS D设备的剩余寿命。环境变量与温度、湿度、压力、加速度、振动、机 械应力、冲击、辐射、灰尘或电应力中的至少一个相对应。
第一代码可以基于负载曲线产生负载值，并且负载曲线可以基于 传感器和SSD设备之间的距离。第二代码可以基于预定义的负载-应力 转换曲线来计算与负载值相对应的应力。第三代码可以基于累积损坏 定律计算损坏。
本文所述的方法、处理和/或操作可以通过要由计算机、处理器、 控制器或其他信号处理设备执行的代码或指令来执行。计算机、处理 器、控制器或其他信号处理设备可以是本文中所描述的元件或除了本 文中所描述的元件之外的元件。因为详细描述了形成方法(或计算机、 处理器、控制器或其他信号处理设备的操作)的基础的算法，所以用 于实现方法实施例的操作的代码或指令可以将计算机、处理器、控制 器或其他信号处理设备转换成用于执行本文中的方法的专用处理器。
本文中所公开的实施例的控制器、计算器、信号产生特征和信号 处理特征可以以例如可以包括硬件、软件或这二者的逻辑来实现。当 至少部分地在硬件中实现时，控制器、计算器、信号产生特征和信号 处理特征可以是例如多种集成电路中的任何一种，包括但不限于专用 集成电路、现场可编程门阵列、逻辑门的组合、片上系统、微处理器 或另一类型的处理或控制电路。
当至少部分地在软件中实现时，控制器、计算器、信号产生特征 和信号处理特征可以包括例如存储器或其他存储设备，用于存储要由 例如计算机、处理器、微处理器、控制器或其他信号处理设备执行的 代码或指令。计算机、处理器、微处理器、控制器或其他信号处理设 备可以是本文中所描述的元件或除了本文中所描述的元件之外的元件。 因为详细描述了形成方法(或计算机、处理器、微处理器、控制器或 其他信号处理设备的操作)的基础的算法，所以用于实现方法实施例 的操作的代码或指令可以将计算机、处理器、控制器或其他信号处理 设备转换为用于执行本文中所描述的方法的专用处理器。
本文已经公开了示例实施例，并且尽管采用了特定术语，但是它 们仅用于且将被解释为一般的描述性意义，而不是为了限制的目的。 在一些情况下，如本领域普通技术人员在提交本申请时将清楚的，除 非另有说明，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单 独地使用，或与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件相组合地 使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离权利要求中阐述的实 施例的精神和范围的情况下可以进行形式和细节上的各种改变。