一种闪存颗粒筛选分级方法与流程

本发明涉及闪存领域，更为具体的，涉及一种闪存颗粒筛选分级方法。

背景技术：

1、闪存颗粒一般分为消费级、企业级、工业级三类，其中消费级和企业级闪存颗粒一般是标温颗粒，即应用于0～70℃的温度范围，工业级闪存颗粒则是宽温颗粒，通常可应用于-40～85℃的宽温环境。而闪存厂商提供的宽温颗粒一般来说都是内部进行筛选测试而择出的更适应宽温环境的优等品，其材料、制造流程及工艺方面与其它颗粒并无不同，但其不仅规格单一、供货数量少，而且价格高昂，对于ssd厂商并不友好。并且，市面上的闪存颗粒，即使是同一类别，在可靠性方面仍然存在着较大的个体差异性。对于某一款闪存颗粒，我们期望通过一种筛选分级方法，将其划分为不同的等级（标温、准宽温、宽温、超宽温），并可将其应用于不同类型的ssd盘（企业级、工业级、车规级、航天级），既能保证其可靠性，又能将具有高可靠性的闪存颗粒的优势充分利用起来。

2、传统技术一般只在固定温度进行简单的读写测试，或者在选定温度环境下进行高低温读写测试，通过判别闪存的原始比特错误率来进行筛选，从测试结果判别闪存颗粒是否通过测试、可靠性是否满足在某个环境应用的条件。

3、而通常来说，闪存颗粒使用初期，其原始比特错误率处于较低水平，通过在某种温度环境下进行测试能增加其原始比特错误率，可以在一定程度放大闪存颗粒的个体差异性，但无法体现出闪存在读干扰/数据保持特性上的差异性。并且，即使是同一个数据页，在写入不同数据时仍然会表现出不同的原始比特错误率，即一轮简单的读写测试结果不具有代表性，存在一定误差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种闪存颗粒筛选分级方法，实现了对闪存颗粒进行一次筛选测试，即能够进行多级别的颗粒分级；同时，还解决了闪存颗粒分级准确性存在误差的问题。

2、本发明的目的是通过以下方案实现的：

3、一种闪存颗粒筛选分级方法，包括以下步骤：

4、通过在第一预设温度环境下进行数据写入，并结合闪存自身的特性，叠加读干扰/数据保持模拟测试；然后，在第二预设温度环境下进行数据读取；在所述测试的过程中收集颗粒坏块信息及擦写读的时延，用于配合原始比特错误率数据及筛选算法来更精确地把控颗粒的优良分级。

5、进一步地，所述通过在第一预设温度环境下进行数据写入，并结合闪存自身的特性，叠加读干扰/数据保持模拟测试；然后，在第二预设温度环境下进行数据读取；在所述测试的过程中收集颗粒坏块信息及擦写读的时延，用于配合原始比特错误率数据及筛选算法来更精确地把控颗粒的优良分级，具体包括子步骤：

6、s1，坏块初筛：对待测颗粒进行坏块扫描，得到每一片颗粒package的出厂坏块信息，并预设单晶粒die的坏块数阈值及单颗粒package的坏块数阈值；若闪存颗粒的每一个die中的坏块数量都不超过预设阈值，且颗粒的坏块总数也不超过单颗粒坏块阈值的情况下，初步将其列入level 1，其余则为level 2，完成坏块初筛；

7、s2，进入读写测试阶段：第一测试阶段，此时预设第一测试温度t1和第二测试温度t2，首先在t1温度环境下对闪存颗粒的所有块进行块擦除和页数据写入，统计并记录所有块的擦除时间以及所有字线的编程时间，然后在t2温度环境下进行读干扰测试；读干扰测试完成后，再对所有块的所有页进行读操作，收集并记录每个页的读操作耗时及原始比特错误率rber信息；

8、再进入第二测试阶段，先在t2温度环境下进行数据写入，然后在t1温度环境下进行读干扰测试，再进行数据读取，并收集相应的测试数据；

9、再进入第三测试阶段，第三测试阶段的测试在t3温度下进行，并且t3≧t1；首先在该温度下进行数据写入，此时同样需要收集块擦除时间和字线的编程时间，数据写入后将闪存颗粒在该温度下放置预设时长，模拟数据保持实验，加速电子流失，随后进行数据读取，保存页读取时间及rber信息；

10、s3，完成读写测试阶段测试后进入块级别划分第一阶段，首先进行块级别划分，对于每一个块block，在步骤s2中都完成了三轮读写；首先对block 0在三轮测试中的表现进行分析，block 0表示块地址为0的块；在第一轮测试中，统计其所有页page的rber信息，若是满足所有rber不超过预设第一阈值r1，且超过预设第二阈值r2的概率分布小于概率阈值p1，则认为该block可靠性较高；第二轮测试满足相应条件相应指标，第三轮测试满足相应条件指标，则都认为可靠性较高；若是三轮测试都满足条件，说明其可靠性、稳定性都高，则认定其为一等块；若是通过一两轮测试，且其余轮的测试满足rber不超过r7且超过r8的概率分布不超过p1，则认定其为二等块；若是三轮测试皆未通过或是其余情况，则认定其为三等块；依次对所有块进行该流程处理；

11、再进入块级别划分第二阶段，分析block的擦写读操作时延：预设块擦除时延阈值te1、字线编程时延阈值tp1、页读取时延阈值tr1，对块进行分析，要求三轮测试的块擦除时延不高于te1，所有编程时延不高于tp1，所有读取时延不高于tr1；若上一步判别该block是一等块，满足要求则不做改动，不满足要求则降级为二等块；若该block是二等块，满足要求则不做改动，不满足要求则降级为三等块；

12、s4，进行闪存颗粒级别划分：当某颗粒的三等块数量大于第一阈值时，则直接将其划分为四等颗粒；若该颗粒的二等与三等块数量之和小于第二阈值时，则将其划分为三等颗粒；若该颗粒的一等块数量大于第三阈值时，则将其划分为一等颗粒，其余情况的颗粒分级为二等颗粒。

13、进一步地，在步骤s1中，所述预设单晶粒die的坏块数阈值及单颗粒package的坏块数阈值具体为：单颗粒坏块阈值<单die坏块阈值*单颗粒die数。

14、进一步地，在步骤s2中，t1和t2取决于本次筛选测试的颗粒最高分级的应用环境需求。

15、进一步地，在步骤s2中，所述在t2温度环境下进行读干扰测试具体为：对所有块进行块级别读干扰测试，每个块的读干扰施加次数参考闪存颗粒规格自定义，满足保证测试时长在可控范围内即可。

16、进一步地，在步骤s2中，所述收集并记录每个页的读操作耗时及原始比特错误率rber信息中，原始比特错误率以页为单位或者以页的码字codeword为单位进行收集。

17、进一步地，在步骤s3中，r1>r2。

18、进一步地，在步骤s3中，所述第二轮测试满足相应条件相应指标具体为：在第二轮测试中，统计block 0的所有页page的rber信息，若是满足所有rber不超过预设第一阈值r3，且超过预设第二阈值r4的概率分布小于概率阈值p1，则认为该block 0可靠性较高；

19、所述第三轮测试满足相应条件相应指标具体为：在第三轮测试中，统计block 0的所有页page的rber信息，若是满足所有rber不超过预设第一阈值r5，且超过预设第二阈值r6的概率分布小于概率阈值p1，则认为该block 0可靠性较高。

20、进一步地，在步骤s3中，三轮测试的指标存在差异，根据实际情况进行调整配置。

21、进一步地，在步骤s4中，所述将其划分为一等颗粒具体为：仅限坏块初筛阶段颗粒分级为level 1的颗粒，若是分级为level 2的颗粒满足该条件仍然分级为二等颗粒。

22、本发明的有益效果包括：

23、（1）本发明可实现对闪存颗粒进行一次筛选测试，能够进行多级别的颗粒分级划分；

24、（2）本发明结合闪存颗粒特性进行测试，三轮测试结合了闪存颗粒写干扰、读干扰、数据保持、高低温方面的特性，层层把控，放大了颗粒个体差异性，使颗粒筛选分级更准确，并保证了颗粒可靠性；

25、（3）本发明筛选测试方法为无损测试，整个过程仅有少数几轮读写，对闪存颗粒无损伤；

26、（4）本发明筛选测试参数可配置，测试时长可控，可以高效、快速地完成测试；

27、（5）本发明对ssd厂商友好，应用于某些高可靠ssd盘上，能有效降低闪存颗粒成本，即ssd盘成本更可控。