[发明专利]一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法

说明书

本发明属于闪存芯片寿命预测技术，尤其是涉及一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法。本发明首先通过闪存芯片测试系统收集样本闪存芯片的物理信息和寿命信息，然后用智能算法对测试获得的数据信息进行运算处理得到闪存芯片寿命预测模型，最后通过少量测试获得待预测闪存芯片的物理信息，将物理信息输入预测模型得到闪存芯片的预测寿命值。本发明中提出的闪存样本测试方法采用带约束的随机数据作为测试数据集合进行测试，能够更加有效地模拟闪存芯片实际使用过程中的数据操作，得到的闪存物理信息和寿命信息更具有价值。

技术领域

本发明属于闪存芯片寿命预测技术，尤其是涉及一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法。

背景技术

在现代电子信息产业中，存储器作为电子设备中存储数据的载体一直有着非常重要的地位。目前，市场上的存储器主要分为：易失性存储器和非易失性存储器。闪存芯片是一种非易失性存储器，它能够在掉电后长时间保存数据，并且有着数据传输速度快、生产成本低、存储容量大等优点，所以被广泛应用于电子设备之中。

目前，由于半导体制造工艺的不断进步，存储单元间距离的减小以及氧化层厚度的降低使闪存芯片中固有的错误越来越严重，传统的纠错码方法已无法满足闪存芯片的可靠性需求，闪存的可靠性问题已经成为当前存储器研究领域的重要课题。闪存的使用寿命代表闪存在失效前的能够执行的操作次数，是闪存芯片最重要的参数指标。预测闪存的剩余使用寿命，可以让闪存存储设备使用者在使用设备期间了解存储器的损耗状态，避免因存储器单元失效而造成的数据流失。同时，存储器用户还可根据预测得到的闪存剩余寿命信息，改变存储数据策略有效利用闪存芯片保存数据。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于数学模型的闪存芯片寿命预测方法，其特征在于，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；

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。

作为优选，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。

作为优选，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中块的编程时间、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。

作为优选，所述