Flash存储器测试方法：从功能验证到坏块检测
Flash存储器分为NOR Flash和NAND Flash两种，NOR的特点是可以按字节随机读，速度快，适合存程序代码；NAND的特点是容量大、便宜，但必须按页（通常2KB或者4KB）读写、按块（通常128KB或者256KB）擦除，擦写次数也有限（SLC约10万次，MLC约1万次，TLC约3000次）。不管是NOR还是NAND，量产之前都需要做测试验证，今天就聊聊Flash存储器的常用测试方法。
首先是基础功能测试。NOR Flash的测试相对简单，因为可以随机读写，用MCU或者测试台往每个地址写入特定数据（比如0xAA、0x55、0xFF、0x00这种交替模式），读回来对比是否一致，再读回整个存储区域做数据校验（CRC或者MD5）。NAND Flash因为读写有按页和按块的限制，测试稍微麻烦点，要先擦块，再写页，再读出来验证。
坏块检测是NAND Flash测试的重中之重。NAND Flash出厂时就可能有少量坏块（SLC一般每颗不超过3个，MLC/TLC会多一些），这是正常现象，制造商也会在坏块标记区（一般是每个块最后一页的OOB区或者块的第一个页的特殊标记）做好标记。在使用之前，必须先扫描一遍所有块，读每个块的坏块标记，如果标记位不是0xFF就说明这个块是坏的，要跳过不用。
除了出厂坏块，Flash在使用过程中还会产生新的坏块，叫运行坏块。检测运行坏块的方法是在擦除或者写入的时候检测状态寄存器，如果状态寄存器显示操作失败，就把这个块标记为坏块。另外读数据的时候如果ECC纠错也纠正不了错误，也说明这个块可能坏了。所以Flash的驱动程序里必须有坏块管理的逻辑，不能假定所有块都是好的。
擦写寿命测试。不同类型的Flash擦写次数上限不同，实际寿命测试不可能真的擦写10万次然后等一年，所以通常做加速测试。方法是在高温（比如85℃）下循环擦写，高温会加速Flash的老化，然后根据Arrhenius模型换算出常温下的寿命。也可以用硬件测试台自动循环擦写，比如连续擦写10000次然后检测是否有新坏块产生。
数据保持力测试。Flash是非易失性存储器，断电后数据应该能保持几年甚至几十年。测试方法是把Flash放在高温高湿的老化箱里（比如85℃/85%RH）烤1000小时，然后读回数据看是否有错误。高温加速了电荷的泄露过程，1000小时的85℃老化大概相当于常温下10年的数据保持力。
对于使用Flash的系统来说，还有一个重要的测试是掉电保护测试。Flash的写入或者擦除操作需要一定时间（几毫秒），如果在操作过程中突然断电，可能会导致数据损坏甚至产生新的坏块。测试方法是在Flash正在擦写的瞬间切断电源，然后上电检测数据是否正确、Flash是否还能正常工作。好的驱动程序应该有掉电恢复机制，比如写之前先写个标志位，上电后检查标志位来判断上次操作是否完成。
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