测试Nand位反转方案

测试NandFlash位反转方案NandFlash由于本身硬件的内在特性，极其偶尔的会导致出现位反转的现象。所谓的位反转，指的是原先NandFlash中的某个位，变化了，即要么从1变成0了，要么从0变成1了。一位反转现象及原因NandFlash的位反转现象，主要是由以下一些原因/效应所导致：1.漂移效应（DriftingEffects）漂移效应指的是，NandFlash中cell的电压值，慢慢地变了，变的和原始值不一样了。2.编程干扰所产生的错误（Program-DisturbErrors）此现象有时候也叫做，过度编程效应（over-programeffect）。对于某个页面的编程操作，即写操作，引起非相关的其他的页面的某个位跳变了。3.读操作干扰产生的错误（Read-DisturbErrors）此效应是，对一个页进行数据读取操作，却使得对应的某个位的数据，产生了永久性的变化，即NandFlash上的该位的值变了。如果只是对于单个位的跳变，也许问题看起来并不是很严重。然而，如果恰巧是某个重要文件的某位变化了，那么问题就严重了。二方案分析如果位反转，只是读取数据出来时候报告出来的位反转，那么很简单，只需要重新再去读取一次数据，即可解决此问题。但是，如果是NandFlash物理上的某个位真正的翻转了，那么需要通过对应的ECC校验去解决。相对NorFlash来说，NandFlash中，位反转的现象，相对更加容易发生。因此，NandFlash厂家都推荐，在使用NandFlash的时候，最好要应用ECC算法。为了发现NandFlash位反转的现象，希望通过对NandFlash的某一块或者几块的区域频繁的进行erase、write和read操作，以这种频繁的操作程度对NandFlash的影响可以增加NandFlash产生位反转的机会，从而可以对NandFlash造成的上述的几个位反转的原因进行进一步的研究。为了发现NandFlash位反转的现象，测试此问题需要解决几个问题：1、操作flash区域应该是多大，使这个选择的区域既能代表NandFlash的典型应用，又能很容易的实现测试功；2、erase、write和写功能的实现，NandFlash在write前需要以块为单位进行擦除，而write后又需要对写入的数据进行验证；3、是否出现位反转现象后问题分析分析。三方案确定1确定测试NandFlash块的大小当NandFlash应用于多媒体信息，比如存储音视频文件，那么位反转所造成的问题，并不严重。当用于存储操作系统，配置文件和其他敏感信息的时候，即使发生一位NandFlash位反转的现象也会造成整个系统的瘫痪。所以我们选择测试的NandFlash的块就以存储的uboot、kernel或者文件系统的大小来确定。一般ubl和uboot它们是开发板最早启动的两个阶段，它们的重要地位可想而知。ubl和uboot的一共大小也就500K左右，也就是4个块的大小，所以测试的大小就初步定为4块。还有一个问题就是确保测试时间是可以被我们所接受的，通过阅读H27U1G8F2BR的datasheet发现此芯片的块擦除时间为2ms,块写的时间是12.8ms，块读的时间是1.6ms，也就是一个块完成块erase、write和read的理论需要时间是（2+12.8+1.6）ms=16.4ms。那四个块完成一次完整的erase、write和read的操作需要的时间是65.6ms。理论上时间是可以接受的。2块erase、write和read函数的实现为了完成对测试块多次重复性的进行erase、write和read的操作，以增加对nandflash位反转的几率。需要完成一个综合功能的函数，而这一个函数需要包含erase、write和read的总体功能。对确定的测试块继续上万次的重复操作。初步确定这样的还是还是通过增加uboot下命令来实现，只是这样的一个命令需要完成的是以前三个命令的工作。3是否出现位反转结果分析这一步其实的第二考虑环节的一个组成部分，之所以拿出来单独分析，是因为这部分很重要。其实这一项是我们本方案的重要部分，也是整个测试的目的。如果出现位反转的现象，我们就可以通过这些现象找到出现位反转的原因，从而可以进一步的制定出应对问题的解决方法。所以对出现位反转的问题分析的过程是一个需要全反面考虑和重要考虑的环节。首先我们对操作的结果进行两种分析，一种就是操作都是正常的，不存在位反转的现象，还有一种就是出现了位反转的现象。不出现位反转的现象比较好解决，就是整个操作继续进行，直到完成需要擦除的次数为止，接下来重点分析出现位反转的情况。★出现位反转一旦这种体现nandflash不稳定的现象出现了，首先就是要记录此次出现位反转的nandflash的位置，如果已经有过位反转的现象出现，需要比较两次的出现一样情况的位置是否相同，相同的话记录相同的次数，不相同侧需要比较两位置的距离，并再次记录此位置到位置存储区。处理完出现问题的位置后，需要解决的就是此字节有几个位出现了位反转，并且要确定此次的位反转到底是从0反转到1还是从1反转到0。从而可以为后来的分析找到一定的规律。