ОПТИМИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ ТЕСТИРОВАНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ И МИКРОСХЕМ FLASH-ПАМЯТИ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ВЛИЯНИЯ НАКОПЛЕННОЙ ДОЗЫ НА СОХРАННОСТЬ ИНФОРМАЦИИ

Сергей Б. Шмаков

Аннотация


Тестирование всего объёма накопителя при оценке влияния ионизирующего излучения космического пространства на параметры флэш-памяти может занимать неприемлемое время при радиационных исследованиях. Оптимизация времени тестирования возможна путём уменьшения тестируемого объёма памяти с прогнозируемой потерей в точности определения уровня стойкости. В работе описан характер проявления ошибок сохранности информации при дозовом воздействии. Проанализированы экспериментальные зависимости числа ошибок в накопителе от относительного изменения накопленной дозы на примере результатов испытаний девяти типов микросхем. Приведена расчетная оценка объёма тестируемой памяти, достаточного для выявления ошибок в ячейках памяти всего накопителя с заданной вероятностью. С учетом результатов анализа экспериментальных данных показано, что при тестировании 10% накопителя оценка значения уровня стойкости завышается не более чем на 20%. Предложен алгоритм выявления областей адресного пространства твердотельных накопителей информации и микросхем флэш-памяти с потенциально наименьшим уровнем стойкости, знание которых позволяет обоснованно выбрать или дополнительного уменьшить тестируемый объем памяти.

Ключевые слова


твердотельный накопитель, флэш-память, стойкость, микросхема, оптимизация времени тестирования, накопленная доза, алгоритм выявления критичных областей.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Петров А.Г. Функциональные отказы в микросхемах флэш-памяти от воздействия ионизирующих излучений космического пространства. М.: НИЯУ МИФИ, 2014. – 22 с.
URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30416686 (дата обращения: 29.07.2020).

2. Takeuchi K. Novel Co-Design of NAND Flash Memory and NAND Flash Controller Circuits for Sub-30 nm Low-Power High-Speed Solid-State Drives (SSD). IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 44, no. 4, April 2009, p. 1227–1234.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2009.2014027.

3. Kosuge A. et al. An Inductively Powered Wireless Solid-State Drive System With Merged Error Correction of High-Speed Wireless Data Links and NAND Flash Memories. IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 51,
no. 4, April 2016, p. 1041–1050.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/JSSC.2015.2512959.

4. Wang J. et al. Combine Flash-Based FPGA TID and Long-Term Retention Reliabilities Through VT Shift. IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 63, no. 4, Aug. 2016, p. 2129–2136.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TNS.2016.2524692.

5. Bagatin M. et al. Sample-to-Sample Variability and Bit Errors Induced by Total Dose in Advanced NAND Flash Memories. IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 61, no. 6, Dec. 2014, p. 2889–2895.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TNS.2014.2367813.

6. Korkotsides S., Bikas G., Eftaxiadis E. and Antonakopoulos T. BER analysis of MLC NAND Flash memories based on an asymmetric PAM model. International Symposium on Communications, Control and Signal Processing (ISCCSP). 2014, p. 558–561. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/ISCCSP.2014.6877936.

7. Federica Ferrarese. Statistical analysis of Total Ionizing Dose response in 25-nm NAND Flash memory, 2014. URL: http://hdl.handle.net/20.500.12608/18303 (дата обращения: 29.07.2020).

8. Harry Veendrick. Bits on Chips, Springer International Publishing AG, part of Springer Nature, 2019. – 282 p.
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-76096-4.

9. Вадзинский Р.Н. Справочник по вероятностным распределениям: справочное издание. СПб.: Наука. 2001. – 295 c. ISBN: 5-02-024919-X.

10. Некрасов П.В. Методы и средства прогнозирования радиационной стойкости микропроцессорных СБИС. М.: НИЯУ МИФИ, 2010. – 127 с. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19230620 (дата обращения: 05.05.2022).

11. Бобровский Д.В. Методы и средства прогнозирования стойкости ПЛИС к воздействию радиационных факторов космического пространства. М.: НИЯУ МИФИ, 2011 – 18 с.
URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19353917 (дата обращения: 05.05.2022).

12. Buddhanoy M., Kumari P., Surendranathan U., Wasiolek M., Hattar K. and Ray B. Total Ionizing Dose Effects on Long-Term Data Retention Characteristics of Commercial 3-D NAND Memories. IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 69, no. 3, p. 390–396, March 2022. DOI: https://doi.org/10.1109/TNS.2021.3124484.

13. Chepov V.A., Shmakov S.B., Shvetsov-Shiovsky I.I., Petrov A.G. and Kalashnikov V.D. Solid-State Drives Parameters Control System For Ionizing Radiation Tests. International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). 2021, p. 1–4.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/SIBCON50419.2021.9438860.
 




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2022.2.06

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.