[发明专利]一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法

权利要求书

1.一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法，其特征在于，根据闪存芯片的一种物理量或几种物理量的组合预测闪存芯片的寿命预测值；所述闪存芯片物理量包括：闪存存储芯片的编程时间、读取时间、擦除时间、编程电流、读取电流、擦除电流、阈值电压分布和错误率；所述方法的具体步骤包括：

步骤1，从闪存产品集合中抽取样本作为样本闪存，闪存产品集合中除样本闪存外为待测试闪存，并将样本闪存芯片与闪存测试系统连接开始测试收集建立闪存芯片寿命预测模型所需的闪存芯片物理信息与闪存芯片寿命信息；同时将待测试闪存芯片与闪存测试系统连接开始测试收集预测模型所需的闪存芯片物理信息与闪存芯片寿命信息；

所述步骤1中，测试收集闪存芯片物理信息与闪存芯片寿命信息的具体步骤包括：

步骤5.1、从闪存芯片集合中随机抽取样本芯片，将样本闪存芯片与测试系统连接；

步骤5.2、从每个样本闪存芯片中随机选择存储块，通过测试系统向闪存存储块发送测试数据集合，对闪存存储块执行写入数据操作；

步骤5.3、发送完测试数据向量之后，保持闪存存储块中存储的数据一段时间，保存时间长短根据闪存芯片的类型确定；通过测试系统对闪存芯片执行读数据操作，测试系统将读出数据与发送的测试数据进行比较，记录并保存出错数据信息，若未出错则不保存；保存完出错信息后，通过测试系统对闪存芯片执行擦除数据操作；

步骤5.4、重复执行步骤5.2和步骤5.3的操作，记录步骤5.2和步骤5.3操作的次数；当操作次数达到设定值时，测试系统记录最近一次步骤5.2操作中样本闪存各个存储块写入数据操作的持续时间并保存所记录的持续时间信息；同时，测试系统记录最近一次步骤5.3操作中样本闪存各个存储块擦除数据操作的持续时间并保存所记录的持续时间信息；

步骤5.5、通过测试系统测量闪存芯片单元的阈值电压分布，记录并存储单元的阈值电压分布信息；该步骤为可选步骤，若预测对象不具有READ-RETRY功能则测试步骤中不包括该步骤；

步骤5.6、测试系统统计并保存闪存芯片各个存储块的数据错误率信息；

步骤5.7、重复步骤步骤5.4到步骤5.6，直到闪存芯片到达寿命极限；测试系统统计闪存芯片的编程/擦除操作周期数；

步骤2，将测试得到的一种物理信息或几种物理信息的组合作为算法中数学映射关系的输入变量，闪存芯片寿命预测值作为数学映射关系的输出变量，通过智能算法处理数据建立数学模型；

步骤3，测试闪存寿命预测模型，将预测模型所需的闪存芯片物理量作为寿命预测模型的输入，计算寿命预测模型的输出值预测目标闪存产品的剩余寿命值。

2.根据权利要求1所述的一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法，其特征在于，所述步骤1中，样本闪存必须为同一制造工艺下相同类型的闪存芯片；从不同批次的芯片中随机抽取相同数量的芯片样本，以确保样本的多样性；其中，抽样的批次为随机选取，样本数量可以为被抽样批次闪存芯片总量的百分之一，并且，闪存测试系统包括上位机测试控制系统和闪存控制模块；其中，上位机测试系统通过计算机语言编写程序系统实现；闪存控制模块通过FPGA实现。

3.根据权利要求1所述的一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法，其特征在于，所述步骤1中，闪存芯片物理信息包括：闪存芯片从开始使用到无法正常使用期间内闪存存储芯片的编程时间、读取时间、擦除时间、编程电流、读取电流、擦除电流、阈值电压分布和错误率数据信息；所述步骤2中，闪存寿命预测数学映射关系的输入变量为上述物理信息的一种或几种的组合；所述步骤1中，闪存芯片寿命信息为闪存芯片从开始使用到无法正常使用期间内经历的编程/擦除操作周期数。

4.根据权利要求3所述的一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法，其特征在于，所述

闪存芯片存储块编程时间的获取方式为：在闪存测试系统中设置编程时间记录模块；编程时间记录模块在闪存开始写入数据操作的同时记录经过的时钟周期在收到闪存芯片返回数据编程完成标志后停止记录时钟周期数；编程时间值为时钟周期持续时间乘以编程时钟周期数；

闪存芯片存储块擦除时间的获取方式与编程时间获取方式为：由测试系统中的擦除时间记录模块记录擦除操作持续的时钟周期数，擦除时间值为时钟周期持续时间乘以擦除时钟周期数；闪存芯片存储单元阈值电压分布的获取方式为：测试系统向闪存芯片发送READRETRY命令集逐步改变闪存的读参考电压同时读出数据根据读数据值统计阈值电压分布；

闪存芯片存储块错误率的获取方式为：测试系统对闪存芯片执行读数据操作从闪存中读出数据，测试系统将读出的数据与写入的测试数据进行对比统计错误数据个数，错误率为错误个数除以总的数据个数。