JP2003271391A - Nandフラッシュメモリを利用したブートシステム及びその方法 - Google Patents
Nandフラッシュメモリを利用したブートシステム及びその方法Info
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Abstract
目的とする。 【解決手段】CPUコア、システムメモリ、前記CPU
コア及び前記システムメモリ間のデータ通信のためにイ
ンタフェースを有するシステムにおいて、少なくともブ
ートコードを貯蔵するNANDフラッシュメモリと、前
記NANDフラッシュメモリへの制御信号伝送を制御
し、前記NANDフラッシュメモリからのブートコード
を前記インタフェースを通じて受け入れるブートストラ
ッパと、前記NANDフラッシュメモリからアクセスさ
れた前記ブートコードを貯蔵するRAMとを含み、シス
テムブーティング動作は前記CPUコアによって前記R
AMから前記ブートコードを読み出す動作を含むことを
特徴とするシステム。
Description
装置をブーティングするシステムに関するものであり、
さらに具体的には、NANDフラッシュメモリ装置を利
用して駆動されるシステム及びそのブーティング方法に
関するものである。
ピューターまたはコンピューティング装置において、バ
イオス(Basic Input/Output Sy
stem :BIOS)に設けられたプログラムはパー
ソナルコンピュータまたはコンピューティング装置がO
Nする時に実行される。バイオスプログラムを実行する
ことによって、多い初期化機能が実行される。一般的
に、そのような機能は、カスタムセッティング設定(c
ustom settings)に対するCMOSセッ
トアップをチェックする機能、インタラプトハンドラー
及び装置ドライバをローディングする機能、レジスタと
装置管理を初期化する機能、ディスクドライブのように
設置された構成要素または周辺装置に対するパワーオン
セルフテスト(power−on−self−tes
t:POST)を実行する機能、システム設定を表示す
る機能、どのような構成要素が駆動可能であるかを決め
る機能、及びブートストラッパシーケンスをスタートす
る機能を含む。通常、バイオス(またはブーティング)
プログラムはROM、EPROMまたはNORフラッシ
ュメモリに貯蔵される。
れれば、ROMが不揮発性であるので、貯蔵されたプロ
グラムは変更することができない。貯蔵されたプログラ
ムの細かい変更さえも、ROMの交換を必要にする。ブ
ーティングプログラムがEPROMに貯蔵される場合
に、貯蔵されたプログラムを変更するためには、以前に
貯蔵されたプログラムが消去されなければならない。E
PROM消去は別個の構成要素または装置をさらに要求
する。ブーティングプログラムがROMまたはEPRO
Mに貯蔵されれば、ブーティングプログラムに要求され
るどのような変更または更新も容易には実行することが
できない。ブーティングプログラムがNORフラッシュ
メモリに貯蔵される場合に、貯蔵されたプログラムは消
去、または更新することができる。しかし、NANDフ
ラッシュメモリと比較すれば、NORフラッシュメモリ
は与えられたメモリ貯蔵容量に対して大きさがさらに大
きく、製造の費用がより高い。
モリを有するシステムの一例が図1に示している。これ
はU.S Patent No.5,535,357に
開示されている。図1を参照すれば、システム10はシ
ステムバス17、NANDフラッシュメモリ18と内部
インタフェースブロック15が含まれた複合チップ16
及び複合チップ16とシステムメモリ19を制御するた
めのコントローラ11を含む。コントローラ11は中央
処理装置CPUであり、これはコンピューティング機能
を実行するCPUコア12、メモリコントローラ14及
びコントローラ11内にある内部システムバス13を有
する。メモリコントローラ14はNANDフラッシュメ
モリ18とシステムメモリ19との間のメモリマップを
実行し、メモリマップに従って実行される機能をインタ
フェースするための内部インタフェースブロック15を
使用する。内部インタフェースブロック15はレジスタ
またはRAMのような貯蔵装置内のNANDフラッシュ
メモリのデータを一時的に貯蔵し、メモリコントローラ
14の制御下にシステムバス17を通じて一時的に貯蔵
されたデータをシステムメモリ19に伝達する。
Dフラッシュメモリ18とインタフェースするためのN
ANDインタフェースロジック28とシステムバス17
を通じてシステムメモリ19またはメモリコントローラ
14とインタフェースするためのNORインタフェース
ロジック29を含む。NORインタフェースロジック2
9はNORフラッシュメモリとメモリコントローラ及び
/またはシステムメモリの間でインタフェースするため
に、一般的に使用される回路である。フラッシュメモリ
がNORフラッシュメモリであれば、フラッシュメモリ
からの信号をNORインタフェース方式(当業者は“R
OMインタフェース方式”という)に一致させるため
に、NANDインタフェースロジック28は不要であ
る。NORインタフェース方式はバイト/ワード単位の
アドレスに従って、メモリのランダムアクセスが可能な
データ伝送方式である。一方、NANDインタフェース
方式によるデータ伝送は、ランダムアクセスではなく、
ブロック単位のデータがブロックアドレス及びコマンド
によって伝送される。
式を利用したNANDインタフェースロジック28を通
じてNANDフラッシュメモリ18のデータを内部イン
タフェースブロック15に伝達し、NORインタフェー
ス方式を利用したNORインタフェースロジック29を
通じて前記データをシステムメモリ19に伝達する。N
ANDフラッシュメモリ18からデータをアクセスする
ために、NANDインタフェース方式とNORインタフ
ェース方式を経由しなければならないので、データアク
セス速度が低下する。さらに、そのような装置のシステ
ム性能は最適化することができない。その理由は、メモ
リコントローラによってフラッシュメモリ内に貯蔵され
たブーティングコードをアクセスするのに必要な時間が
システム性能の一つの測定要素になるからである。
すべてのデータが内部インタフェースブロック15にロ
ードされなければならないし、NAND及びNORイン
タフェースを全部支援するロジック回路が要求されるの
で、内部インタフェースブロック15の大きさは大きく
なければならない。したがって、図1に示したようなシ
ステム10の場合は、費用が増加し、性能が低下する。
向上したシステムの性能を有するシステムを提供するこ
とである。
とができるシステムを提供することである。
上させることができるシステムブーティング方法を提供
することである。
とができるシステムブーティング方法を提供することで
ある。
モリ、前記CPUコア及び前記システムメモリ間のデー
タ通信のためのインタフェースを有するシステムは少な
くともブートコードを貯蔵するNANDフラッシュメモ
リと、前記NANDフラッシュメモリへの制御信号伝送
を制御し、前記NANDフラッシュメモリからのブート
コードを前記インタフェースを通じて受け入れるブート
ストラッパと、前記NANDフラッシュメモリからアク
セスされた前記ブートコードを貯蔵するRAMとを含
み、システムブーティング動作は前記CPUコアによっ
て前記RAMから前記ブートコードを読み出す動作を含
む。望ましくは、前記ブートコードはシステム初期化プ
ログラムとコピー命令プログラムとを含む。
ストラッパは前記NANDフラッシュメモリをインタフ
ェースするためのNANDインタフェースロジックを含
み、前記ブートコードを貯蔵するためのRAMは前記ブ
ートストラッパ内に集積される。
ブートストラッパの外部に位置する。
AMに貯蔵されるまで前記CPUコアの動作を遅延させ
るディレーをさらに含む。前記ディレーは前記ブートス
トラッパで実現され、前記インタフェースはメモリコン
トローラで実現される。前記メモリコントローラはNA
NDインタフェース方式で前記NANDフラッシュメモ
リをインタフェースするためのNANDインタフェース
ロジックを含む。
Mは第1ローカルバスを通じて前記CPUコアに連結さ
れたキャッシュメモリである。システムは前記ブートス
トラッパを前記キャッシュメモリに連結するためのラッ
パをさらに含む。第2ローカルバスは前記ブートストラ
ッパを前記キャッシュメモリに直接連結する。
テムバスを通じて前記NANDフラッシュメモリと前記
システムを制御するためにメモリコントローラをさらに
含み、前記インタフェースは前記メモリコントローラと
前記ブートストラッパによってシステムバスが同時にア
クセスされることを防止するための手段を含む。
ア、システムメモリ、前記CPUコア及び前記システム
メモリ間のデータ通信のためのインタフェースを有する
システムは少なくともOSプログラムを貯蔵するNAN
Dフラッシュメモリと、前記NANDフラッシュメモリ
に貯蔵されたデータが前記システムメモリにコピーされ
るようにするコードを貯蔵するRAMとを含む。望まし
くは、前記OSプログラムは初期化時に、前記システム
メモリにコピーされ、前記CPUコアは前記システムメ
モリをアクセスすることによって、前記OSプログラム
を実行する。
システムメモリ、前記CPUコア及び前記システムメモ
リ間のデータ通信のためのインタフェースを有するシス
テムは少なくともブートコードを貯蔵するNANDフラ
ッシュメモリと、システムバスを通じて前記NANDフ
ラッシュメモリに連結され、前記NANDフラッシュメ
モリから前記ブートコードを受け入れるブートストラッ
パとを含み、前記ブートストラッパは前記ブートコード
を貯蔵するためにRAMを含み、システムブーティング
動作は前記CPUコアによって前記RAMから前記ブー
トコードを読み出す動作を含む。
システムメモリ、前記CPUコア及び前記システムメモ
リ間のデータ通信のためのインタフェースを有するシス
テムは少なくともOSプログラムを貯蔵するNANDフ
ラッシュメモリと、初期化パラメータを設定するための
複数の連結ピンと、システム初期化信号の入力時に、前
記OSプログラムを前記システムメモリにコピーされる
ようにするコピーロック回路とを含み、前記CPUコア
は前記システムメモリをアクセスすることによって、前
記OSプログラムを実行し、システムブーティング動作
は前記CPUコアによって前記RAMからブートコード
を読み出す動作を含む。
ア、システムメモリ、前記CPUコア及びシステムメモ
リ間のデータ通信のためのインタフェースを有するシス
テムは少なくともブートコードを貯蔵するフラッシュメ
モリと、前記フラッシュメモリへの制御信号伝送を制御
し、前記インタフェースを通じて前記フラッシュメモリ
から前記ブートコードを受け入れるブートストラッパ
と、前記フラッシュメモリを選択的に制御する第1及び
第2メモリコントローラと、フラッシュメモリの種類に
従って前記第1及び第2メモリコントローラのうち一つ
の動作を選択する選択器とを含む。
Dフラッシュメモリのうち一つである。前記第1メモリ
コントローラはNORインタフェースロジックを含み、
前記第2メモリコントローラはNANDインタフェース
ロジックを含む。
ら入力された前記ブートコードを貯蔵するRAMをさら
に含むことが望ましい。前記選択器は前記第1及び第2
メモリコントローラのうち一つの動作を選択するための
選択ピンを含む。
コントローラを有するコンピューティング装置を駆動す
る方法は、NANDフラッシュメモリにブートコードを
予め貯蔵する段階と、システム初期化信号を受け入れる
段階と、前記ブートコードを前記NANDフラッシュメ
モリからRAMに伝達する段階と、前記CPUコアが前
記RAMに貯蔵された前記ブートコードを実行させる段
階とを含む。
化信号の入力時に、前記ブートコードを前記NANDフ
ラッシュメモリから前記RAMに伝達する段階が完了さ
れるまで前記CPUコアの実行をホールドさせる段階を
さらに含む。
フラッシュメモリを利用したシステムが図2に示されて
いる。
ステム20はコントローラ21、システムバス17、N
ANDフラッシュメモリ18及びシステムメモリ19を
含む。コンピューティングシステム20はPDA、パー
ムコンピューター、ラップトップ、パーソナルコンピュ
ーターまたはシステム初期化プログラム(一般的に、ブ
ートコードという)によってブーティングされるような
システムのコンピューティング装置の必須的な構成を含
む。
システムバス13、メモリコントローラ14、ブートス
トラッパ25及びインタフェース27を含む。コントロ
ーラ21は単一の半導体チップに実現することができ、
一般的に、システムメモリ17に連結されたNANDフ
ラッシュメモリ18とシステムメモリ19のようなどの
ようなメモリを制御して管理する。
ANDフラッシュメモリ18及びシステムメモリ19の
データ伝送のために使用される。
20をブーティングするためのブートコードを貯蔵し、
オペレーティングシステム(以下、OSという)及び他
のプログラムまたはデータをさらに貯蔵することができ
る。OSはMS−DOS(登録商標)またはWINDO
WS(登録商標)である。これはブーティングまたは初
期化過程の後に、システム20を動作するためのコント
ローラ21によって実行される。NANDフラッシュメ
モリ18に貯蔵されたデータは使用者の要求を基づいて
ユーザ貯蔵装置の構成コードと、どのように応用プログ
ラムを利用するかを示すソフトウェアコードであり得
る。
Mであり、これはデータ、命令及びそのようなことを貯
蔵するメインメモリとして動作する。
グラムを実行する。内部システムバス13はCPUコア
12に、そしてそれからのデータを伝達し、メモリコン
トローラ14とブートストラッパ25との間でデータを
伝達する。
は初期化の以前にNANDフラッシュメモリにまず貯蔵
される。初期化動作によれば、NANDフラッシュメモ
リ18に貯蔵されたブートコードはブートストラッパ2
5内の内部RAM26に伝達される。ブートコードの伝
達が完了された後に、システムの初期化コード及びコピ
ーループ命令コードを含むブートコードはCPUコア1
2によって実行される。システム初期化コードが実行さ
れる時に、コントローラ21、システムメモリ19及び
周辺装置が初期化される。コピーループ命令コードはO
Sまたは他の貯蔵されたデータがシステムメモリ19に
ロードされるようにする。OSまたは任意の時間にNA
NDフラッシュメモリから内部RAM26にロードされ
た他のデータの大きさはブートコードによって指定され
た値に従って決められるか、ブートストラッパ25内の
ハードウェアロジックによって決定される。NOR及び
NANDインタフェースロジック(図1参照)と比較す
れば、ブートストラッパ25が一つのNANDインタフ
ェースロジックのみを含むので、ブートストラッパ25
は図1のインタフェースブロック15と比較して大きさ
が小さい。さらに、内部RAM26がブートコードのみ
を貯蔵するので、ブートストラッパ25はNANDフラ
ッシュメモリ18のすべてのデータを貯蔵するインタフ
ェースブロック15と比較する時に、さらに小さい容量
を有する。したがって、本発明によるシステム20の価
格は図1のシステムのそれよりさらに低い。
御して管理し、メモリ動作はNANDフラッシュメモリ
18に貯蔵されたOSまたはデータをシステムバス17
を通じてシステムメモリ19に貯蔵する動作と、システ
ムメモリ19からデータを読み出す動作を含む。そのよ
うな動作において、メモリコントローラ14はNAND
フラッシュメモリ18とシステムメモリ19との間のメ
モリマッピング動作を実行する。
説明する。システム20がONする時に、ブートストラ
ッパ25はシステム初期化信号(例えば、パワーアップ
信号とシステムリセット信号)を受け入れ、NANDフ
ラッシュメモリ18に貯蔵されたブートコードをシステ
ムメモリ19に伝達する。ブートコードが内部RAM2
6に伝送される間、ブートストラッパ25はCPU12
の動作をホールドするための制御信号を発生する。ブー
トコードの伝送が完了された後に、制御信号はリセット
され、CPUコア12は活性化されてポストブーティン
グ(post−booting operation)
動作を実行する。
るために、コントローラ21内にディレー(図示せず)
が使用される。例えば、システム初期化信号(例えば、
パワーアップ信号とシステムリセット信号)はCPUコ
ア12に連結されたブートストラッパ25とディレーに
同時に印加される。ブートコードがNANDフラッシュ
メモリ18から内部RAM26に伝達された後までシス
テム初期化信号の到達時間が遅延される。ディレーは遅
延回路によって、またはソフトウェアによって実現され
る。ディレーはブートコード伝送に必要な時間と同一の
時間だけ、またはそれより若干長く遅延させるように設
定される。
AM26に貯蔵されたブートコードが実行される。ブー
トコード内のシステム初期化コードを実行することによ
って、システム20のハードウェアが初期化される。ブ
ートコードのコピーループ命令コードを実行することに
よって、CPUコア12はNANDフラッシュメモリ内
に貯蔵されたOSのようなプログラムまたは他のデータ
を読み出す。望ましくは、これはインタフェース27と
ブートストラッパ25のNANDインタフェースロジッ
ク28を通じてページ単位に実行される。以後、CPU
コア12は読み出されたデータまたはOSのようなプロ
グラムをメモリコントローラ14とインタフェース27
を通じてシステムメモリ19にコピーする。コピー動作
が完了した後に、OSが実行される。したがって、ブー
ティング過程が完了した時に、システム20はシステム
メモリ19からのOSによって駆動される。
ッシュメモリ18内に貯蔵されたブートコードを内部R
AM26にコピーし、その次に、OSをシステムメモリ
19に伝達することによって、実行されるブーティング
動作は単一のNANDインタフェースを通じて行われ
る。図1のシステムで示したように、二段インタフェー
ス方式(すなわち、NANDインタフェース方式とNO
Rインタフェース方式)と比較する時に、ブーティング
速度をより速く実現することができる。
ブートコードをブートストラッパ25によって読み出
し、読み出されたブートコードを内部RAM26に伝達
する動作は図2及び図3に基づいて以下詳細に説明され
る。図3は本発明の望ましい実施形態によるNANDフ
ラッシュメモリからブートコードを読み出す時のタイミ
ング図を示す。
号に応答してNANDフラッシュメモリに貯蔵されたブ
ートコードを読み出すための制御信号(例えば、CL
E、ALE、CE、WE、RE及びR/B)を出力す
る。読み出し命令はアドレスad0、ad1、ad2と
共に‘00h’で生成される。システム初期化信号はパ
ワーアップ信号(システムのパワーアップ時に生成され
る)、システムリセット信号、または再リセット信号を
含む。
命令がNANDフラッシュメモリ18に入力される時に
活性化される。アドレスラッチイネーブル信号ALEは
所定のアドレスがNANDフラッシュメモリ18に入力
される時に活性化される。
チイネーブル信号CLE、チップイネーブル信号CE
#、及び書き込みイネーブル信号WE#の活性化に応答
してシステムバス17を通じて読み出し命令00hを受
け入れる。ここで、“#”はアクティブロー状態を意味
する。
ラッチイネーブル信号ALE、チップイネーブル信号C
E#及び書き込みイネーブル信号WE#の活性化に応答
してシステムバス17を通じてアドレスを受け入れる。
生成されたアドレスの数はNANDフラッシュメモリア
ドレスステップ選択信号に従って設定される。
ッシュメモリ18の三段アドレス入力動作が図3に示さ
れているが、アドレス入力過程が図3に示したことに制
限されないことは、この分野の当業者に容易に理解する
ことができる。NANDフラッシュメモリアドレスステ
ップ選択信号に従って三段またはそれより多い段階から
なったアドレス入力過程が使用される。
NANDフラッシュメモリ18に貯蔵されたブートコー
ドを読み出すための読み出し命令00hを発生し、その
次に、アドレスad0、ad1、ad2を発生する。貯
蔵されたブートコードは読み出し命令00hとアドレス
ad0、ad1、ad2に従ってページ単位に読み出さ
れる。読み出されたデータはNANDフラッシュメモリ
18の内部バッファ(図示せず)に一時的に貯蔵され
る。
態時に、データ(例えば、ブートコード)を内部バッフ
ァにコピーする動作が完了する。制御信号R/B#の非
活性化(‘ハイ’)状態時に、データ(ブートコード:
ここで、D0、D1、D2、D3)のコピー動作は完了
しない。読み出しイネーブル信号RE#の活性化時に、
内部バッファに貯蔵されたデータD0、D1、D2、D
3はシステムバス17に伝達される。以後、システムバ
ス17上のデータD0、D1、D2、D3は内部RAM
26に伝達される。
トストラッパ25はシステム初期化信号に応答してCP
Uコア12の動作をホールド、または遅延させ、同時
に、NANDインタフェースロジック28とインタフェ
ース27を通じてNANDフラッシュメモリ18に制御
信号CE#、CLE、ALE、WE#、RE#、R/B
#を出力する。NANDフラッシュメモリ18から読み
出されたデータはCE#、CLE、ALE、WE#、R
E#及びR/B#のような制御信号に応答してNAND
インタフェースロジック28とインタフェース27を通
じてブートストラッパ25に伝達される。ブートストラ
ッパ25はブートコードを内部RAM26に貯蔵し、C
PUコア12のホールド状態を解除する。または、CP
Uコア12は内部RAM26にブートコードを貯蔵する
のに必要な時間よりさらに長い時間、遅延される。ディ
レーは調節可能なタイマでる。したがって、CPUコア
12がホールド状態に維持される間、NANDフラッシ
ュメモリ18に貯蔵されたブートコードは内部RAM2
6に伝達される。
トコード内のシステム初期化コードを実行することによ
って、システム20のハードウェアが初期化される。ブ
ートコード内のコピーループ命令コードを実行すること
によって、CPUコア2は、メモリコントローラ14と
インタフェース27を通じてNANDフラッシュメモリ
18からシステムメモリ19にOSが伝送されるように
することが望ましい。インタフェース27内のマルチプ
レクシングまたはデータ選択回路(図示せず)はメモリ
バス17へのアクセスをマルチプレクシングし、その結
果、メモリコントローラ14とブートストラッパ25が
同時にシステムバス17をアクセスすることを防止する
ことができる。
れた後に、システムメモリ19からのOSが実行され、
システム20はOSによって駆動される。
利用したブートシステムの第2実施形態が図4に示され
ている。この実施形態によれば、内部RAM33はブー
トストラッパ32の外部に配置される。ブートストラッ
パ32から内部RAM33へのアクセスは内部システム
バス13を通じて行われることが望ましい。それと異な
り、NANDフラッシュメモリ18からのデータ伝送動
作は先の説明と同一である。
利用したブートシステムの第3実施形態が図5に示され
ている。この実施形態によれば、ブートストラッパ32
から内部RAM33へのアクセスはバス34を通じて行
われることが望ましい。これと異なり、NANDフラッ
シュメモリ18からのデータ伝送動作は先の説明と同一
である。内部RAM34へのローディング動作のため
に、バス34を使用することによって、NANDフラッ
シュメモリ18からブートコードを伝達するのに必要な
時間が減り、その結果、システム性能が向上することが
できる。
利用したブートシステムの第4実施形態が図6に示され
ている。図6のシステム50はコントローラ51、NA
NDフラッシュメモリ18、システムバス17及びシス
テムメモリ19を含む。
2、CPUコア12、内部システムバス13、内部RA
M及びメモリコントローラ54を含み、メモリコントロ
ーラ54はNANDインタフェースロジック28を有す
る。図6に示したように、内部RAM53はブートスト
ラッパ52内に位置するが、図4及び図5に示したよう
に、ブートストラッパ52の外部に配置される。この実
施形態によれば、メモリコントローラ54はシステムメ
モリ19を制御し、NANDフラッシュメモリ18を直
接アクセスするのに使用される。したがって、この実施
形態によるメモリコントローラ54は図2に示したイン
タフェース27によって、以前に実行した機能を実行す
ることができる。
号に応答してCPUコア12の動作をホールドし、同時
に、NANDインタフェースロジック28によるNAN
Dインタフェース方式を使用して内部システムバス13
を通じてNANDフラッシュメモリ18に貯蔵されたブ
ートコードを読み出す。以後、ブートストラッパ52は
読み出されたブートコードを内部RAM53にロードす
る。システム初期化信号はパワーオン信号またはリセッ
ト信号に応答して生成された信号である。
実行することによって、システム20のハードウェアが
初期化される。ブートコード内のコピーループ命令コー
ドを実行することによって、CPUコア12はメモリコ
ントローラ54内に貯蔵されたOSを読み出し、そのO
Sをシステムメモリ19にロードする。システムメモリ
19へのOS伝送が完了された後に、システムメモリ1
9からのOSが実行される。
利用したブートシステムの第5実施形態が図7に示され
ている。コントローラ61はCPUコア12、ブートス
トラッパ62、内部システムバス13、メモリコントロ
ーラ54及び内部RAM63を含む。内部RAM63が
ブートストラッパ62の外部に配置されている。
号に応答してCPUコア12の動作をホールドし、同時
にメモリコントローラ54のNANDインタフェースロ
ジック28によるNANDインタフェース方式を利用し
てNANDフラッシュメモリ18内に貯蔵されたブート
コードを読み出す。以後、ブートストラッパ62は内部
システムバス13を通じて内部RAM63に読み出され
たブートコードをロードする。
利用したブートシステムの第6実施形態が図8に示され
ている。コントローラ71はCPUコア12、ローカル
バス75、キャッシュメモリ73、ラッパ72、内部シ
ステムバス13、メモリコントローラ54及びブートス
トラッパ74を含む。ラッパ72はソフトウェアプログ
ラムまたはハードウェアであることが望ましい。これは
キャッシュメモリ73への、またはそれからのアクセス
を選択的に制御するために実行される。キャッシュメモ
リ73は種々使用されたデータを一時的に貯蔵するため
にCPUコア12に隣接して配置される。キャッシュメ
モリ73のアクセス時間は図7の内部RAMのそれより
さらに短い。
13を通じてアクセスされる場合に、ブートストラッパ
74はシステム初期化信号に応答してCPUコア12の
動作を遅延、またはホールドし、同時に、NANDイン
タフェースロジック28によるNANDインタフェース
方式を利用してNANDフラッシュメモリ18内に貯蔵
されたブートコードを読み出す。以後、ブートストラッ
パ74は内部システムバス13を通じてキャッシュメモ
リ73に読み出されたブートコードを書き込む。
を通じてアクセスされる場合に、ブートストラッパ74
はシステム初期化信号に応答してCPUコア12の動作
をホールドし、同時に、NANDインタフェースロジッ
ク28を利用してNANDフラッシュメモリ18内に貯
蔵されたブートコードを読み出す。以後、ブートストラ
ッパ74はラッパ(wrapper)72及びローカル
バス75を通じてキャッシュメモリ73内に読み出され
たブートコードを書き込む。本発明によるブートシステ
ムを利用したシステムブーティング動作はより速く行わ
れ、その理由は、キャッシュメモリ73のアクセス時間
がさらに短いからである。
利用したブートシステムの第7実施形態が図9に示され
ている。コントローラ81はキャッシュメモリ73とブ
ートストラッパ74との間でデータを伝達するための第
2ローカルバス82を含む。図9のブートストラッパ7
4は図8のブートストラッパと同一の方式で動作する。
号に応答してCPUコア12の動作をホールドし、同時
に、メモリコントローラ54のNANDインタフェース
ロジック28を利用してNANDフラッシュメモリ18
内に貯蔵されたブートコードを読み出す。以後、ブート
ストラッパ74はバス82を通じてキャッシュメモリ7
3内に読み出されたブートコードを書き込(コピー、ロ
ード及び伝送)む。キャッシュメモリ73にブートコー
ドを貯蔵した後に、次の動作はバス82が使用されるこ
とを除いては図6の説明と同一である。
利用したブートシステムの第8実施形態が図10に示さ
れている。コントローラ91はCPUコア12、ローカ
ルバス75、キャッシュメモリ73、ラッパ72、内部
システムバス13、メモリコントローラ54及びキャッ
シュ及びブートストラッパ92を含む。キャッシュ及び
ブートストラッパ92は内蔵されたキャッシュメモリを
有するブートストラッパである。
ステム初期化信号に応答してCPUコア12の動作をホ
ールドし、同時に、NANDフラッシュメモリ18内に
貯蔵されたブートコードを読み出す。以後、キャッシュ
及びブートストラッパ92は内部システムバス13を通
じてストラッパ92内のキャッシュメモリに読み出され
たブートコードを書き込む。また、ラッパ72はローカ
ルバス75を通じてブートコードをロードするように設
定される。
利用したブートシステムの第9実施形態が図11に示さ
れている。コントローラ101はCPUコア12、メモ
リコントローラ54、コピーロジックブロック105、
内部システムバス13及びオプションピン106を含
む。オプションピンは電源電圧VCCまたは接地電圧G
NDに選択的に連結される。本発明の実施形態によれ
ば、コントローラ101はシステムメモリ19内のモー
ドレジスタMRS(図示せず)を設定することによっ
て、システムメモリが初期化される初期化動作を実行す
る。MRSはオプションピン106を使用して設定され
る。MRSは使用されるシステムメモリ19の動作モー
ド(例えば、CASレイターンシまたはバストの長さ)
に予め設定される。例えば、NANDフラッシュメモリ
内で一回にシステムメモリ19にロードされるデータの
大きさはバーストの長さに従って決められる。コピーロ
ジックブロック105はOSのようなデータまたはNA
NDフラッシュメモリ18に貯蔵された一般的なデータ
をシステムメモリ19にコピーする動作を指示し、コン
トローラ101で使用される一連の命令を含む。この実
施形態によれば、ブートコードは不要であり、NAND
フラッシュメモリ18に貯蔵される必要がない。CPU
コア12の動作は、システム初期化信号に応答してホー
ルドされる。同時に、コピーロジックブロック105は
OSのようなデータとNANDフラッシュメモリ18で
読み出されたデータをシステムメモリ19に貯蔵するよ
うに設定される。コピー動作が完了された後に、CPU
コア12は活性化され、システムメモリ19内のOSが
実行される。システム20はその次にOSに応答して駆
動される。
メモリ19を初期化するためのシステム初期化動作は、
オプションピン106の連結情報に従って完了される。
ブートコードをコントローラにコピーする動作が除去さ
れたので、システムブーティング速度が向上する。
利用したブートシステムの第10実施形態が図12に示
されている。コントローラ110はCPUコア12、メ
モリコントローラ54、内部システムバス13及びRO
Mブロック115を含む。ここで、ROMブロック11
5は図11のコピーロジックブロック105を代替す
る。システム初期化コード及びNANDフラッシュメモ
リ18に貯蔵されたデータがシステムメモリ19にコピ
ーされるようにする命令を含むROMデータはROMブ
ロック115に予め貯蔵される。ROMブロック115
はマスクROM、フラッシュメモリまたはそのようなも
のを含むものが望ましい。
ア12は活性化され、ROMブロック115に含まれた
システム初期化コードに従って初期化動作を実行し、N
ANDフラッシュメモリ18に貯蔵されたOSまたは一
般的なデータをシステムメモリ19にコピーする。コピ
ー動作が完了された後に、CPUコア12は活性化さ
れ、システムメモリ19内のOSが実行される。すなわ
ち、ブーティング動作が終了される時に、システム11
0はOSに応答して駆動される。
利用したブートシステムの第11実施形態が図13に示
されている。システム120はコントローラ121、ブ
ートストラッパ25、NANDフラッシュメモリ18及
びシステムメモリ19を含む。コントローラ121はC
PUコア12、内部システムバス13及びメモリコント
ローラ14を有する。本発明によれば、ブートストラッ
パ25はコントローラ121の外部に配置され、システ
ムバス17を通じてコントローラ121に選択的に連結
される。
信号に応答してホールドされ、ブートストラッパ25は
同時にNANDフラッシュメモリ18内のブートコード
をシステムバス17を通じてRAM26にロードする。
ブートコードを内部RAM26に貯蔵した後に、次の動
作は図2で説明したことと同一である。
利用したブートシステムの第12実施形態が図14に示
されている。システム130はコントローラ131、フ
ラッシュメモリ135、システムメモリ19及びシステ
ムバス17を含む。コントローラ131はCPUコア1
2、NORインタフェースロジック29を有する第1メ
モリコントローラ133、NANDインタフェースロジ
ックを有する第2メモリコントローラ134、選択回路
136及びオプションピン132を有する。第1及び第
2メモリコントローラ133、134はフラッシュメモ
リ135の種類に従って選択回路136によってシステ
ムバス17に選択的に連結される。オプションピン13
2は電源電圧VCまたは接地電圧GNDに連結される。
第1メモリコントローラ133または第2メモリコント
ローラ134はオプションピン132が電源電圧VCC
または接地電圧GNDに連結されたか否かを知らせる連
結情報に従って選択的に活性化される。
はNORフラッシュメモリ、NANDフラッシュメモリ
または他の形態のメモリである。NORフラッシュメモ
リがフラッシュメモリ135として使用されれば、第1
メモリコントローラ133はNORインタフェースロジ
ック29とシステムバス17を通じてNORフラッシュ
メモリに連結される。この場合に、第1メモリコントロ
ーラ133は第1メモリコントローラ133内の一般的
なNORインタフェース方式を使用してシステムバス1
7をNORフラッシュメモリと相互連結する。したがっ
て、システム130のコントローラ131はNORフラ
ッシュメモリのデータ(例えば、ブートコード、OS及
び一般的なデータ)を容易にアクセスすることができ
る。NANDフラッシュメモリがフラッシュメモリ13
5として使用されれば、第2メモリコントローラ134
はNANDインタフェースロジック28とシステムバス
17を通じてNANDフラッシュメモリに連結される。
この場合に、第2メモリコントローラ134はNAND
インタフェース方式を利用して、図2乃至図13で説明
した過程に従って、システムバス17をNANDフラッ
シュメモリと相互連結する。結果的に、システム130
のコントローラ131はフラッシュメモリ135の種類
に関係なしに、データ(例えば、ブートコード、OS及
び一般的なデータ)をアクセスすることができる。
れたブートコードをローディングする手順を示すフロー
チャートが図15に示されている。図2乃至図13を参
照すれば、各図面に示したブートストラッパの初期状態
は遊休状態(idle state)である(150段
階)。
トラッパはフラッシュメモリのページの大きさ、密度及
びデータの幅を検出し、同時に、システムのCPUをホ
ールドするために制御信号を出力する。または、システ
ムはブートコードが内部RAMにロードされるまでCP
Uをホールドさせるためのディレーを使用する(151
段階)。
従って、フラッシュメモリ内に貯蔵されたブートコード
をページ段位に読み出し、読み出されたデータを所定の
バスまたはインタフェースを通じて、コントローラの内
部に、または外部に位置した内部RAMにロードする
(152段階)。
れたブートコードの伝送大きさを検出する。伝送の大き
さが‘0’であれば、手順は152段階に戻す。
ち、フラッシュメモリに貯蔵されたブートコードが全部
内部RAMにロードされれば、ブートストラッパはブー
トコードをロードすることを終了し、システムのCPU
を活性化させる(154段階)。
ッシュメモリに貯蔵されたブートコードはCPUコアが
動作する前に、コントローラ内に、または外部に位置し
た内部RAMにロードされる。内部RAMに貯蔵された
ブートコードによって、フラッシュメモリに貯蔵された
所定のOSが外部システムメモリ19にコピーされる。
コピー動作が完了された後に、システムメモリ19内の
OSが実行される。
イルまたはデータがシステムメモリ19にロードされた
後に、システムはシステムメモリ19内のOSによって
駆動される。
上述の説明及び図面に従って示したが、これは例を挙げ
て説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想及び範囲
を逸脱しない範囲内で多様な変化及び変更が可能なこと
はもちろんである。
ラッシュメモリ18内に貯蔵されたブートコードを内部
RAM26にコピーし、その次に、OSをシステムメモ
リ19に伝達することによって実行されるブーティング
動作は単一のNANDインタフェースを通じて行われ
る。図1のシステムで見られたように、二段インタフェ
ース方式すなわち、NANDインタフェース方式とNO
Rインタフェース方式)と比較する時に、本発明による
システムのブーティング速度をより速く実現することが
できる。
コンピューティングシステムを示す図面。
ラッシュメモリを利用したシステムを示す図面。
する過程を説明するためのタイミング図。
他の実施形態。
また他の実施形態。
また他の実施形態。
また他の実施形態。
また他の実施形態。
また他の実施形態。
のまた他の実施形態。
のまた他の実施形態。
のまた他の実施形態。
のまた他の実施形態。
のまた他の実施形態。
れたブートコードをローディングする手順を示すフロー
チャートである。
Claims (40)
- 【請求項1】 CPUコア、システムメモリ、前記CP
Uコア及び前記システムメモリ間のデータ通信のために
インタフェースを有するシステムにおいて、 少なくともブートコードを貯蔵するNANDフラッシュ
メモリと、 前記NANDフラッシュメモリへの制御信号伝送を制御
し、前記NANDフラッシュメモリからのブートコード
を前記インタフェースを通じて受け入れるブートストラ
ッパと、 前記NANDフラッシュメモリからアクセスされた前記
ブートコードを貯蔵するRAMとを含み、 システムブーティング動作は前記CPUコアによって前
記RAMから前記ブートコードを読み出す動作を含むこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項2】 前記ブートコードはシステム初期化プロ
グラムとコピー命令プログラムを含むことを特徴とする
請求項1に記載のシステム。 - 【請求項3】 前記ブートストラッパは前記NANDフ
ラッシュメモリをインタフェースするためにNANDイ
ンタフェースロジックを含むことを特徴とする請求項1
に記載のシステム。 - 【請求項4】 前記ブートストラッパは前記ブートコー
ドを貯蔵するためのRAMを含むことを特徴とする請求
項1に記載のシステム。 - 【請求項5】 前記RAMは前記ブートストラッパの外
部に位置することを特徴とする請求項1に記載のシステ
ム。 - 【請求項6】 前記ブートコードが前記RAMに貯蔵さ
れるまで前記CPUコアの動作を遅延させるディレーを
さらに含むことを特徴とする請求項1に記載のシステ
ム。 - 【請求項7】 前記ディレーは前記ブートストラッパで
実現されることを特徴とする請求項6に記載のシステ
ム。 - 【請求項8】 前記インタフェースはメモリコントロー
ラで実現されることを特徴とする請求項1に記載のシス
テム。 - 【請求項9】 前記メモリコントローラはNANDイン
タフェースロジックを含むことを特徴とする請求項8に
記載のシステム。 - 【請求項10】 前記ブートストラッパは前記ブートコ
ードを貯蔵するための前記RAMを含むことを特徴とす
る請求項9に記載のシステム。 - 【請求項11】 前記RAMは前記ブートストラッパの
外部に位置することを特徴とする請求項9に記載のシス
テム。 - 【請求項12】 前記RAMは第1ローカルバスを通じ
て前記CPUコアに連結されたキャッシュメモリである
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項13】 前記ブートストラッパを前記キャッシ
ュメモリに連結するためのラッパをさらに含むことを特
徴とする請求項12に記載のシステム。 - 【請求項14】 前記ブートストラッパを前記キャッシ
ュメモリに直接連結するための第2ローカルバスをさら
に含むことを特徴とする請求項12に記載のシステム。 - 【請求項15】 前記インタフェースはメモリコントロ
ーラで実現されることを特徴とする請求項14に記載の
システム。 - 【請求項16】 前記メモリコントローラはNANDイ
ンタフェースロジックを含むことを特徴とする請求項1
4に記載のシステム。 - 【請求項17】 前記ブートストラッパは前記ブートコ
ードを貯蔵するための前記RAMを含み、前記RAMは
ローカルバスを通じて前記CPUコアに連結されたキャ
ッシュメモリであることを特徴とする請求項1に記載の
システム。 - 【請求項18】 前記インタフェースとシステムバスを
通じて前記NANDフラッシュメモリと前記システムを
制御するためのメモリコントローラとをさらに含み、前
記インタフェースは前記メモリコントローラと前記ブー
トストラッパによってシステムバスが同時にアクセスさ
れることを防止するための手段を含むことを特徴とする
請求項1に記載のシステム。 - 【請求項19】 前記メモリコントローラはNANDイ
ンタフェースロジックを含むことを特徴とする請求項1
8に記載のシステム。 - 【請求項20】 CPUコア、システムメモリ、前記C
PUコア及び前記システムメモリ間のデータ通信のため
のインタフェースを有するシステムにおいて、 少なくともOSプログラムを貯蔵するNANDフラッシ
ュメモリと、 前記NANDフラッシュメモリに貯蔵されたデータが前
記システムメモリにコピーされるようにするコードを貯
蔵するRAMとを含むことを特徴とするシステム。 - 【請求項21】 前記OSプログラムは初期化時に、前
記システムメモリにコピーされ、前記CPUコアーは前
記システムメモリにアクセスすることによって、前記O
Sプログラムを実行することを特徴とする請求項20に
記載のシステム。 - 【請求項22】 前記インタフェースとシステムバスを
通じて前記NANDフラッシュメモリと前記システムを
制御するメモリコントローラをさらに含み、前記インタ
フェースは前記メモリコントローラ及びブートストラッ
パによって前記システムバスが同時にアクセスされるこ
と防止する手段を含むことを特徴とする請求項21に記
載のシステム。 - 【請求項23】 前記メモリコントローラはNANDイ
ンタフェースロジックを含むことを特徴とする請求項2
2に記載のシステム。 - 【請求項24】 CPUコア、システムメモリ、前記C
PUコア及び前記システムメモリ間のデータ通信のため
のインタフェースを有するシステムにおいて、 少なくともブートコードを貯蔵するNANDフラッシュ
メモリと、 システムバスを通じて前記NANDフラッシュメモリに
連結され、前記NANDフラッシュメモリから前記ブー
トコードを受け入れるブートストラッパとを含み、 前記ブートストラッパは前記ブートコードを貯蔵するた
めのRAMを含み、システムブーティング動作は前記C
PUコアによって前記RAMから前記ブートコードを読
み出す動作を含むことを特徴とする請求項22に記載の
システム。 - 【請求項25】 前記インタフェースとシステムバスを
通じて前記NANDフラッシュメモリと前記システムを
制御するメモリコントローラをさらに含み、前記インタ
フェースは前記メモリコントローラ及びブートストラッ
パによって前記システムバスが同時にアクセスされるこ
とを防止する手段を含むことを特徴とする請求項24に
記載のシステム。 - 【請求項26】 前記メモリコントローラはNANDイ
ンタフェースロジックを含むことを特徴とする請求項2
4に記載のシステム。 - 【請求項27】 CPUコア、システムメモリ、前記C
PUコア及び前記システムメモリ間のデータ通信のため
のインタフェースを有するシステムにおいて、 少なくともOSプログラムを貯蔵するNANDフラッシ
ュメモリと、 システム初期化信号の入力時に、前記OSプログラムを
前記システムメモリにコピーされるようにするコピーロ
ジック回路とを含み、 前記CPUコアは前記システムメモリをアクセスするこ
とによって、前記OSプログラムを実行することを特徴
とするシステム。 - 【請求項28】 前記インタフェースとシステムバスを
通じて前記NANDフラッシュメモリと前記システムを
制御するメモリコントローラをさらに含み、前記インタ
フェースは前記メモリコントローラ及びブートストラッ
パによって前記システムバスが同時にアクセスされるこ
とを防止する手段を含むことを特徴とする請求項27に
記載のシステム。 - 【請求項29】 前記メモリコントローラはNANDイ
ンタフェースロジックを含むことを特徴とする請求項2
8に記載のシステム。 - 【請求項30】 CPUコア、システムメモリ、前記C
PUコア及び前記システムメモリ間のデータ通信のため
のインタフェースを有するシステムにおいて、 少なくともブートコードを貯蔵するフラッシュメモリ
と、 前記フラッシュメモリへの制御信号伝送を制御し、前記
インタフェースを通じて前記フラッシュメモリから前記
ブートコードを受け入れるブートストラッパと、 前記フラッシュメモリを選択的に制御する第1及び第2
メモリコントローラと、 フラッシュメモリの種類に従って前記第1及び第2メモ
リコントローラのうち一つの動作を選択する選択器とを
含むことを特徴とするシステム。 - 【請求項31】 前記フラッシュメモリはNOR及びN
ANDフラッシュメモリのうち一つであることを特徴と
する請求項30に記載のシステム。 - 【請求項32】 前記第1メモリコントローラはNOR
インタフェースロジックを含み、前記第2メモリコント
ローラはNANDインタフェースロジックを含むことを
特徴とする請求項31に記載のシステム。 - 【請求項33】 前記フラッシュメモリから入力された
前記ブートコードを貯蔵するRAMをさらに含むことを
特徴とする請求項30に記載のシステム。 - 【請求項34】 前記選択器は前記第1及び第2メモリ
コントローラのうち一つの動作を選択するための選択ピ
ンを含むことを特徴とする請求項30に記載のシステ
ム。 - 【請求項35】 CPUコア、システムメモリ及びメモ
リコントローラを有するコンピューティング装置を駆動
する方法において、 NANDフラッシュメモリにブートコードを予め貯蔵す
る段階と、 システム初期化信号を受け入れる段階と、 前記ブートコードを前記NANDフラッシュメモリから
RAMに伝達する段階と、 前記CPUコアが前記RAMに貯蔵された前記ブートコ
ードを実行するようにする段階とを含むことを特徴とす
る方法。 - 【請求項36】 前記システム初期化信号の入力時に、
前記ブートコードを前記NANDフラッシュメモリから
前記RAMに伝達する段階が完了されるまで前記CPU
コアの実行をホールドさせる段階をさらに含むことを特
徴とする請求項35に記載の方法。 - 【請求項37】 CPUコア、システムメモリ及びメモ
リコントローラを有するコンピューティング装置を駆動
する方法において、 少なくとも一つの連結ピンに初期化パラミットを設定す
る段階と、 システム初期化信号を受け入れる段階と、 NANDフラッシュメモリから前記システムメモリにO
Sプログラムを伝達する段階と、 前記CPUコアが前記システムメモリからの前記OSプ
ログラムを実行するようにする段階とを含むことを特徴
とする方法。 - 【請求項38】 前記OSプログラムを実行する以前
に、前記少なくとも一つの連結ピンからの初期化パラミ
ットを利用して前記システムメモリ内のモードレジスタ
を設定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項3
7に記載の方法。 - 【請求項39】 CPUコア、システムメモリ及びメモ
リコントローラを有するコンピューティング装置を駆動
する方法において、 NANDフラッシュメモリ内にOSプログラムを予め貯
蔵する段階と、 前記NANDフラッシュメモリからのデータ伝送を起こ
すための制御データを含むデータをROMに予め貯蔵す
る段階と、 システム初期化信号を受け入れる段階と、 前記ROMからの前記制御データを使用して前記NAN
DフラッシュメモリからのOSプログラムが前記システ
ムメモリに伝達されるようにする段階と、 前記CPUコアが前記システムメモリからの前記OSプ
ログラムを実行するようにする段階とを含むことを特徴
とする方法。 - 【請求項40】 前記システムの初期化信号の入力時
に、前記OSプログラムを前記NANDフラッシュメモ
リから前記RAMに伝達する段階が完了されるまで前記
CPUコアの実行をホールドさせる段階をさらに含むこ
とを特徴とする請求項39に記載の方法。
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