JP4819301B2 - 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
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピューティング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。
【0002】
【従来の技術】
PDAのような一般的なパーソナルコン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 System :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ON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(custom 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−test: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。
【0003】
ブーティングプログラムがROMに貯蔵されれば、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。EPROM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EPROM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。
【0004】
バイオスを貯蔵するNANDフラッシュメ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。
【0005】
内部インタフェースブロック15はNANDフラッシュメモリ18とインタフェースするための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29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“ROM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。
【0006】
システム10はNANDインタフェース方式を利用した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。NAND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。
【0007】
さらに、NANDフラッシュメモリ18の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。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第1目的は、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。
【0009】
本発明の第2目的は、製造費用を低めることができるシステムを提供することである。
【0010】
本発明の第3目的は、システムの性能を向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。
【0011】
本発明の第4目的は、製造費用を低め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。
【0012】
【課題を解決するための手段】
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。
【0013】
本発明の一実施形態によれば、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。
【0014】
他の実施形態において、前記RAMは前記ブートストラッパの外部に位置する。
【0015】
前記システムは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。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NAND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。
【0016】
本発明の他の実施形態によれば、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。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。
【0017】
前記システムは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。
【0018】
本発明の他の実施形態によれば、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、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。
【0019】
また他の実施形態によれば、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。
【0020】
本発明の他の特徴において、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。
【0021】
本発明のまた他の特徴において、CPUコア、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。
【0022】
前記フラッシュメモリはNOR及びNAND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。
【0023】
前記システムは、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。
【0024】
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。
【0025】
このような駆動方法は、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。
【0026】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態によるNAND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。
【0027】
図2を参照すれば、コンピューティングシステム20はコントローラ21、システムバス17、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。
【0028】
コントローラ21はCPUコア12、内部システムバス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。
【0029】
システムバス17はコントローラ21、NAND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。
【0030】
NANDフラッシュメモリ18はシステム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WINDOWS(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。
【0031】
望ましくは、システムメモリ19はDRAM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。
【0032】
CPUコア12はOSと応用及び動作プログラムを実行する。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。
【0033】
本発明の実施形態によれば、ブートコードは初期化の以前に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25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12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OS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NAND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。
【0034】
メモリコントローラ14はメモリ動作を制御して管理し、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。
【0035】
次に、図2に示したシステム20の動作を説明する。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RAM26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。
【0036】
また、CPUコア12の動作をホールドするために、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。
【0037】
CPUコア12の活性化によって、内部RAM26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。
【0038】
本発明の実施形態によれば、NANDフラッシュメモリ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NOR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。
【0039】
NANDフラッシュメモリ内に貯蔵された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。
【0040】
ブートストラッパ25はシステム初期化信号に応答して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、CLE、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。
【0041】
命令ラッチイネーブル信号CLEは所定の命令が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。
【0042】
NANDフラッシュメモリ18は命令ラッチイネーブル信号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。
【0043】
NANDフラッシュメモリ18はアドレスラッチイネーブル信号ALE、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。
【0044】
本発明の実施形態によれば、NANDフラッシュメモリ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。
【0045】
本発明によれば、ブートストラッパ25は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。
【0046】
制御信号R/B#の活性化(‘ロー’)状態時に、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、D3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RAM26に伝達される。
【0047】
本発明の望ましい実施形態によれば、ブートストラッパ25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、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#、RE#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、CPUコア12のホールド状態を解除する。または、CPU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RAM26に伝達される。
【0048】
以後、内部RAM26にロードされた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。
【0049】
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。
【0050】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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。
【0051】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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。
【0052】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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、NAND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。
【0053】
コントローラ51はブートストラッパ52、CPUコア12、内部システムバス13、内部RAM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。
【0054】
ブートストラッパ52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によるNAND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。
【0055】
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OS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19からのOSが実行される。
【0056】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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。
【0057】
ブートストラッパ62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。
【0058】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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。
【0059】
キャッシュメモリ73が内部システムバス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。
【0060】
キャッシュメモリ73がローカルバス75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。
【0061】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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74は図8のブートストラッパと同一の方式で動作する。
【0062】
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、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73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。
【0063】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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。
【0064】
キャッシュ及びブートストラッパ92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。
【0065】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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GND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NAND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。
【0066】
そのような装置100において、システムメモリ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。
【0067】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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ROMブロック115を含む。ここで、ROMブロック115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。
【0068】
システム初期化信号に応答して、CPUコア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、NAND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110はOSに応答して駆動される。
【0069】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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CPU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。
【0070】
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、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。
【0071】
本発明によるNANDフラッシュメモリを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12、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132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。
【0072】
本発明によれば、フラッシュメモリ135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17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135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。
【0073】
本発明によるフラッシュメモリ内に貯蔵さ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)。
【0074】
システム初期化信号に応答して、ブートス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CPUをホールドさせるためのディレーを使用する(151段階)。
【0075】
ブートストラッパは図3で説明した方法に従って、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)。
【0076】
153段階、ブートストラッパはロードさ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。
【0077】
伝送の大きさが‘0’であれば、すなわち、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)。
【0078】
システムブーティング方法によると、フラ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。
【0079】
OSと関連したすべてのプログラム、ファ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。
【0080】
以上、本発明による回路の構成及び動作を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。
【0081】
【発明の効果】
本発明の実施形態によれば、NANDフラッシュメモリ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NOR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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一般的なNANDフラッシュメモリを有するコンピューティングシステムを示す図面。
【図2】 本発明の望ましい実施形態によるNANDフラッシュメモリを利用したシステムを示す図面。
【図3】 フラッシュメモリからのブートコードを伝達する過程を説明するためのタイミング図。
【図4】 本発明によるコンピューティングシステムの他の実施形態。
【図5】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図6】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図7】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図8】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図9】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図10】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図11】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図12】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図13】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図14】 本発明によるコンピューティングシステムのまた他の実施形態。
【図15】 本発明によるフラッシュメモリ内に貯蔵さ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。
【符号の説明】
12 CPUコア
13 内部システムバス
14 メモリコントローラ
17 システムバス
18 NANDフラッシュメモリ
19 システムメモリ
20 システム
21 コントローラ
25 ブートストラッパ
26 内部RAM
27 インタフェース
28 NANDインタフェースロジック
Claims (7)
- CPUコア、システムメモリ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制御信号を伝送することによって、前記NANDフラッシュメモリからブートコードを読み出すブートストラッパと、
前記NANDフラッシュメモリから読み出された前記ブートコードを貯蔵するRAMとを含み、
前記CPUコアは、前記RAMから、貯蔵された前記ブートコードを読み出し、読み出した前記ブートコードを実行することによって、前記NANDフラッシュメモリからOSを読み出し、読み出したOSを前記システムメモリに貯蔵し、
前記ブートストラッパは前記RAMを含むことを特徴とするシステム。 - 前記ブートコードはシステム初期化プログラムと、前記NANDフラッシュメモリから前記システムメモリへのデータまたはプログラムのコピーを指示する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。
- 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。
- 前記ブートストラッパは前記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。
- CPUコア、システムメモリ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、
前記CPUコアは、前記RAMから前記ブートコードを読み出し、読み出した前記ブートコードを実行することによって、前記NANDフラッシュメモリからOSを読み出し、読み出したOSを前記システムメモリに貯蔵することを特徴とするシステム。 - 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、
ブートストラッパが、前記ブートコードを前記NANDフラッシュメモリから前記システムメモリ以外の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
を含み、
前記ブートストラッパは前記RAMを含むことを特徴とする方法。 - 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6に記載の方法。
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