KR100560802B1 - Flash memory device having partial copy back mode of operation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파셜 카피 백 동작 모드를 갖는 낸드 플래시 메모리에 관한 것으로, 단위 페이지들로 이루어지는 셀 어레이와; 상기 단위 페이지들에 각각 대응되는 단위 페이지 버퍼들로 이루어지며 데이타를 저장하는 페이지 버퍼와; 파셜 카피 백 동작시 상기 단위 페이지 버퍼들 중에서 초기화 하고자 하는 하나 또는 그 이상의 단위 페이지 버퍼들을 선택하는 선택회로와; 상기 페이지 버퍼 및 선택회로를 제어하는 신호들을 발생하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a NAND flash memory having a partial copy back mode of operation, comprising: a cell array consisting of unit pages; A page buffer comprising unit page buffers corresponding to the unit pages and storing data; A selection circuit for selecting one or more unit page buffers to be initialized among the unit page buffers during a partial copy back operation; And a controller for generating signals for controlling the page buffer and the selection circuit.
Description
도 1은 일반적인 카피 백 동작을 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a general copy back operation.
도 2는 본 발명에 따른 읽기 동작을 나타낸 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a read operation according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 파셜 카피 백 동작을 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a partial copy back operation according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 파셜 카피 백 동작 모드를 갖는 플래시 메모리 장치를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a flash memory device having a partial copy back operation mode according to the present invention.
도 5는 도 4의 페이지 버퍼를 나타낸 회로도이다.FIG. 5 is a circuit diagram illustrating the page buffer of FIG. 4.
도 6은 도 4의 선택회로를 나타낸 회로도이다.6 is a circuit diagram illustrating the selection circuit of FIG. 4.
도 7은 도 4의 입력장치를 나타낸 회로도이다.FIG. 7 is a circuit diagram illustrating the input device of FIG. 4.
도 8은 도 7의 제 1 입력버퍼의 출력신호를 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 8 is a timing diagram illustrating an output signal of the first input buffer of FIG. 7.
도 9는 도 7의 제 2 입력버퍼의 출력신호를 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 9 is a timing diagram illustrating an output signal of the second input buffer of FIG. 7.
도 10은 본 발명에 따른 파셜 카피 백 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.10 is a timing diagram illustrating a partial copy back operation according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 메모리 컨트롤러 200 : 플래시 메모리100: memory controller 200: flash memory
210 : 셀 어레이 220 : 페이지 버퍼210: cell array 220: page buffer
221, 222, 223, 224 : 단위 페이지 버퍼221, 222, 223, 224: unit page buffer
230 : 선택회로 240 : 입력장치230: selection circuit 240: input device
241, 242 : 입력버퍼 243 : 디코더241, 242: input buffer 243: decoder
250 : 페이지 버퍼 컨트롤러 300 : 칼럼 디코더250: page buffer controller 300: column decoder
본 발명은 플래시 메모리에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 파셜 카피 백 동작 모드를 갖는 플래시 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flash memory, and more particularly to a flash memory device having a partial copy back operation mode.
전기적으로 소거 및 프로그램이 가능한 불휘발성 반도체 메모리 장치는 이미 기록되어 있는 데이타를 전기적으로 소거하고 새로운 데이타를 프로그램할 수 있다. 특히, 낸드 플래시 메모리 장치는 잘 알려진 다른 타입들의 불휘발성 반도체 메모리 장치들 보다 더 높은 집적도를 제공한다.An electrically erasable and programmable nonvolatile semiconductor memory device can electrically erase already written data and program new data. In particular, NAND flash memory devices provide higher densities than other well-known types of nonvolatile semiconductor memory devices.
고집적 대용량에 유용한 낸드 플래시 메모리 장치는 현재 이동통신환경, 셋톱박스 또는 게임기 등에서 널리 사용되고 있으며, 그 응용범위가 점차 증가되고 있는 추세이다. 낸드 플래시 메모리 장치는 기본적으로 읽기, 쓰기(또는 프로그램) 및 소거 동작을 수행할 수 있으며, 새로운 응용에 부합하기 위하여 카피 백(copy back) 기능이 요구된다. NAND flash memory devices, which are useful for high-density and large capacity, are widely used in mobile communication environments, set-top boxes, or game machines, and their application range is gradually increasing. NAND flash memory devices can basically perform read, write (or program) and erase operations, and require a copy back function to meet new applications.
낸드 플래시 메모리 장치에서 카피 백 동작은 소스 페이지에 저장된 데이타를 목표 페이지로 옮기는 것을 말한다. 즉, 카피 백 동작은 소스 페이지에 저장된 데이타를 페이지 버퍼에 임시로 저장한 다음, 메모리 외부로 읽어 내는 과정 없이 곧바로 목표 페이지에 다시 저장하는 것을 말한다. 카피 백 기능을 이용하면, 소스 페이지의 데이타를 외부로 독출해 내는 과정과 외부의 데이타를 로딩하는 과정을 생략할 수 있으므로 메모리 시스템의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.In a NAND flash memory device, a copy back operation refers to moving data stored in a source page to a target page. In other words, the copy back operation temporarily stores the data stored in the source page in the page buffer, and then immediately stores the data back in the target page without reading out of memory. By using the copyback function, the process of reading out the data of the source page to the outside and the loading of the external data can be omitted, thereby greatly improving the performance of the memory system.
한편, 낸드 플래시 메모리 장치는 메모리 구조상 겹쳐쓰기 동작(overwrite mode)을 지원할 수 없다. 따라서 특정 페이지에 데이타를 저장하기 위해서는 반드시 소거 상태에 있는 페이지를 선택하여야 한다. 따라서 이미 데이타가 쓰여져 있는 페이지에 쓰기 동작을 수행하기 위해서는 반드시 소거 동작이 선행되어야 한다. Meanwhile, the NAND flash memory device may not support an overwrite mode due to a memory structure. Therefore, in order to store data on a specific page, you must select a page that is in an erased state. Therefore, in order to perform a write operation on a page where data is already written, an erase operation must be preceded.
그러나 플래시 메모리 장치의 소거 시간은 일반적으로 수 msec 이므로, 상기와 같이 쓰기 동작 전에 매번 소거 동작을 수행한다면 성능이 저하되는 문제점이 있다. 그러므로 메모리 컨트롤러는 관리하고자 하는 페이지의 데이타를 소거 상태의 특정 어드레스로 카피하여 옮기고 그 원본 데이타가 포함된 영역을 여가 시간에 한꺼번에 블록 단위로 지우게 된다.However, since the erase time of the flash memory device is generally several msec, if the erase operation is performed before each write operation as described above, there is a problem in that performance is degraded. Therefore, the memory controller copies and moves the data of the page to be managed to a specific address in the erased state, and erases the area including the original data block by block at the time of spare time.
도 1은 잘 알려진 카피 백 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 1을 참조하면, 플래시 메모리 장치는 메모리 컨트롤러(10)와 플래시 메모리(20)로 구성된다. 상기 메모리 컨트롤러(10)는 동작모드에 따라 어드레스 및 제어신호 등을 상기 플래시 메모리(20)에 인가한다. 상기 플래시 메모리(20)는 데이타를 저장하는 셀 어레이(21)와 카피 백 동작시 상기 데이타를 임시로 저장하는 페이지 버퍼(22)를 포함한다. 1 is a conceptual diagram illustrating a well-known copy back operation. Referring to FIG. 1, a flash memory device includes a
상기 셀 어레이(21)는 복수개의 페이지들로 구성된다. 각각의 페이지는 동일한 워드 라인을 공유하는 셀들로 이루어진다. 하나의 페이지는 보통 512 바이트이 며, 최근에는 2k 바이트의 대용량 메모리들이 등장하고 있다. 상기 페이지는 읽기 및 쓰기 동작의 기본 단위가 된다. The
카피 백 동작은 소스 페이지(S)의 데이타를 페이지 버퍼(22)로 읽어 내는 동작과 상기 페이지 버퍼(22)에 저장된 데이타를 목표 페이지(D)에 프로그램하는 동작으로 이루어진다.The copy back operation consists of reading the data of the source page S into the
상기 메모리 컨트롤러(10)로부터 카피 커맨드(CMD)와 소스 페이지(S)에 해당하는 어드레스(Addr)가 입력되면, 상기 소스 페이지(S)에 저장된 데이타(Unit k)는 상기 페이지 버퍼(22)에 카피된다. 카피 백 커맨드(CMD)와 목표 페이지(D)에 해당하는 어드레스가 입력되면, 상기 페이지 버퍼(22)에 저장되어 있는 데이타(Unit k)는 상기 목표 페이지(D)에 카피 백 된다.When the copy command CMD and the address Addr corresponding to the source page S are input from the
한편, 최근에는 동작 속도를 빠르게 하고 칩 사이즈를 줄이기 위해 읽기 및 쓰기 동작의 기본 단위인 단위 페이지들을 합쳐서 하나의 큰 페이지 단위로 관리하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 즉, 카피 백 동작시, 복수개의 단위 페이지들의 데이타를 동시에 페이지 버퍼에 카피하고, 상기 페이지 버퍼에 저장된 데이타를 동시에 목표 페이지에 카피 백 한다. On the other hand, in recent years, research is being actively conducted to combine unit pages, which are basic units of read and write operations, into one large page unit in order to increase the operation speed and reduce the chip size. That is, in the copy back operation, data of a plurality of unit pages is simultaneously copied to the page buffer, and data stored in the page buffer is simultaneously copied back to the target page.
만약 메모리 컨트롤러(10)가 복수 개의 단위 페이지들에 저장된 데이타들( Unit k-3, Unit k-2, Unit k-1, Unit k)을 동시에 관리할 수 있으면, 상기 동작은 큰 문제가 되지 않는다. 그러나 상기 메모리 컨트롤러(10)가 단위 페이지만을 관리할 수 있다면 상기 동작은 불필요한 단위 페이지의 데이타도 함께 카피 백되는 문제점을 야기한다.If the
예를 들면, 페이지 버퍼에 저장된 단위 페이지들의 데이타 중에서 일부만을 카피 백 하고자 해도 플래시 메모리 장치의 동작 원리상 동일한 워드 라인을 공유하는 나머지 단위 페이지들의 데이타도 함께 카피 백 된다. For example, even if only part of the data of the unit pages stored in the page buffer is copied, the data of the remaining unit pages that share the same word line is also copied together due to the operation principle of the flash memory device.
특히, 근래에 들어와 낸드 플래시 메모리 장치의 한 페이지는 기존의 512 바이트에서 2k 바이트로 대형화되고 있다. 그러나 기존의 컨트롤러들은 대부분 512 바이트 단위로 데이타를 관리하고 있으므로 상기 문제점들을 현질적으로 직면하게 된다. In particular, a page of a NAND flash memory device has recently been enlarged from 512 bytes to 2k bytes. However, most of the existing controllers manage data in units of 512 bytes, and thus face the above problems.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 단위 페이지 단위로 카피 백 동작을 수행할 수 있는 플래시 메모리를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a flash memory capable of performing a copy back operation on a unit page basis.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치는, 소스 및 목표 페이지를 포함하는 페이지들로 구성된 셀 어레이와; 상기 소스 페이지의 데이타를 저장하는 페이지 버퍼와; 그리고 파셜 카피 백 동작시, 상기 페이지 버퍼에 저장된 데이타 중에서 초기화하는 데이타를 선택하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flash memory device including a cell array including pages including a source and a target page; A page buffer for storing data of the source page; And means for selecting data to be initialized among data stored in the page buffer during the partial copy back operation.
이 실시예에 있어서, 상기 페이지들 각각은 읽기 및 쓰기 동작의 기본 단위인 단위 페이지들로 구분 가능한 것을 특징으로 한다.In this embodiment, each of the pages may be divided into unit pages which are basic units of a read and write operation.
이 실시예에 있어서, 상기 페이지 버퍼는 상기 단위 페이지들에 각각 대응되며 초기화의 기본 단위인 단위 페이지 버퍼들로 구분되는 것을 특징으로 한다.In this exemplary embodiment, the page buffers may be divided into unit page buffers corresponding to the unit pages and being basic units of initialization.
본 발명에 따른 플래시 메모리 장치의 다른 일면은, 단위 페이지들로 이루어지는 셀 어레이와; 상기 단위 페이지들에 각각 대응되는 단위 페이지 버퍼들로 이루어지며, 데이타를 저장하는 페이지 버퍼와; 파셜 카피 백 동작시, 상기 단위 페이지 버퍼들 중에서 초기화 하고자 하는 하나 또는 그 이상의 단위 페이지 버퍼들을 선택하는 선택회로와; 그리고 상기 페이지 버퍼 및 선택회로를 제어하는 신호들을 발생하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Another aspect of the flash memory device according to the present invention includes a cell array consisting of unit pages; A page buffer comprising unit page buffers corresponding to the unit pages, and storing data; A selection circuit for selecting one or more unit page buffers to be initialized among the unit page buffers during a partial copy back operation; And a controller for generating signals for controlling the page buffer and the selection circuit.
이 실시예에 있어서, 상기 단위 페이지는, 읽기 및 쓰기 동작의 기본 단위인 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the unit page is a basic unit of read and write operations.
이 실시예에 있어서, 상기 페이지 버퍼는, 데이타를 저장하는 래치와; 상기 래치를 초기화하는 리셋회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the page buffer comprises: a latch for storing data; And a reset circuit for initializing the latch.
이 실시예에 있어서, 상기 리셋회로는, 상기 선택회로로부터 출력된 신호에 응답하여 상기 래치를 초기화하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the reset circuit is characterized in that the latch is initialized in response to a signal output from the selection circuit.
이 실시예에 있어서, 상기 리셋회로는, NMOS 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the reset circuit is constituted by an NMOS transistor.
이 실시예에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 페이지 버퍼로 입력되는 신호들을 제어하는 페이지 버퍼 컨트롤러와; 상기 선택회로로 입력되는 신호들을 제어하는 입력장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the control device, the page buffer controller for controlling the signals input to the page buffer; And an input device for controlling signals input to the selection circuit.
이 실시예에 있어서, 상기 페이지 버퍼 컨트롤러는, 동작모드에 따라 상기 페이지 버퍼를 초기화하는 제어신호(LAT)를 발생하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the page buffer controller is characterized in that for generating a control signal (LAT) for initializing the page buffer in accordance with the operation mode.
이 실시예에 있어서, 상기 제어신호(LAT)는, 상기 선택회로를 통해 상기 페 이지 버퍼로 공급되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the control signal LAT is supplied to the page buffer through the selection circuit.
이 실시예에 있어서, 상기 입력장치는, 제 1 및 제 2 커맨드 신호에 동기 되어 제 1 제어신호(SET)를 발생하는 제 1 입력버퍼와; 상기 제 1 커맨드 신호 후에 입력되는 어드레스를 감지하여 제 2 제어신호(ADDR2)를 발생하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the input device comprises: a first input buffer for generating a first control signal SET in synchronization with the first and second command signals; And means for detecting an address input after the first command signal and generating a second control signal ADDR2.
이 실시예에 있어서, 제 2 제어신호를 발생하는 수단은, 상기 단위 페이지를 구분하는 칼럼 어드레스를 감지하여 제어신호(ADDR)를 발생하는 제 2 입력버퍼와; 상기 제어신호(ADDR)를 디코딩하여 상기 제 2 제어신호(ADDR2)를 발생하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the means for generating the second control signal comprises: a second input buffer for generating a control signal ADDR by detecting a column address separating the unit page; And a decoder for decoding the control signal ADDR to generate the second control signal ADDR2.
이 실시예에 있어서, 상기 제어신호(ADDR)는, 쓰기 인에이블 신호에 동기 되어 감지되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the control signal ADDR is sensed in synchronization with the write enable signal.
본 발명에 따른 플래시 메모리 장치의 또 다른 일면은, 단위 페이지들로 이루어지는 셀 어레이와; 상기 단위 페이지들에 각각 대응되는 단위 페이지 버퍼들로 이루어지며, 각각의 단위 페이지 버퍼들은 데이타를 저장하는 래치와 상기 래치를 초기화하는 리셋회로를 포함하는 페이지 버퍼와; 상기 페이지 버퍼로 입력되는 신호들을 제어하는 페이지 버퍼 컨트롤러와; 파셜 카피 백 동작시, 초기화 하고자 하는 하나 또는 그 이상의 단위 페이지 버퍼들을 선택하여, 상기 선택된 단위 페이지 버퍼들의 리셋회로들을 인에이블 하는 선택회로와; 파셜 카피 백 동작시, 상기 선택회로로 입력되는 신호들을 제어하는 입력장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.Another aspect of a flash memory device according to the present invention includes a cell array consisting of unit pages; A page buffer comprising unit page buffers corresponding to the unit pages, each unit page buffer including a latch for storing data and a reset circuit for initializing the latch; A page buffer controller for controlling signals input to the page buffer; A selection circuit for selecting one or more unit page buffers to be initialized during a partial copy back operation and enabling reset circuits of the selected unit page buffers; In the partial copy back operation, it characterized in that it comprises an input device for controlling the signals input to the selection circuit.
이 실시예에 있어서, 상기 단위 페이지는, 읽기 및 쓰기 동작의 기본 단위인 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the unit page is a basic unit of read and write operations.
이 실시예에 있어서, 상기 리셋회로는, NMOS 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the reset circuit is constituted by an NMOS transistor.
이 실시예에 있어서, 상기 페이지 버퍼 컨트롤러는, 동작모드에 따라 상기 페이지 버퍼를 초기화하는 제어신호(LAT)를 발생하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the page buffer controller is characterized in that for generating a control signal (LAT) for initializing the page buffer in accordance with the operation mode.
이 실시예에 있어서, 상기 제어신호(LAT)는, 상기 선택회로를 통해 상기 페이지 버퍼로 공급되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the control signal LAT is supplied to the page buffer through the selection circuit.
이 실시예에 있어서, 상기 입력장치는, 제 1 및 제 2 커맨드 신호에 동기 되어 제 1 제어신호(SET)를 발생하는 제 1 입력버퍼와; 상기 제 1 커맨드 신호 후에 입력되는 어드레스를 감지하여 제 2 제어신호(ADDR2)를 발생하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the input device comprises: a first input buffer for generating a first control signal SET in synchronization with the first and second command signals; And means for detecting an address input after the first command signal and generating a second control signal ADDR2.
이 실시예에 있어서, 제 2 제어신호를 발생하는 수단은, 상기 단위 페이지를 구분하는 칼럼 어드레스를 감지하여 제어신호(ADDR)를 발생하는 제 2 입력버퍼와; 상기 제어신호(ADDR)를 디코딩하여 상기 제 2 제어신호(ADDR2)를 발생하는 디코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the means for generating the second control signal comprises: a second input buffer for generating a control signal ADDR by detecting a column address separating the unit page; And a decoder for decoding the control signal ADDR to generate the second control signal ADDR2.
이 실시예에 있어서, 상기 제어신호(ADDR)는, 쓰기 인에이블 신호에 동기 되어 감지되는 것을 특징으로 한다. In this embodiment, the control signal ADDR is sensed in synchronization with the write enable signal.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.
도 2는 소스 페이지의 데이타를 페이지 버퍼에 카피하는 것을 나타내는 개념도이다. 도 2를 참조하면, 플래시 메모리 장치는 메모리 컨트롤러(100)와 플래시 메모리(200)로 구성된다. 상기 플래시 메모리(200)는 데이타를 저장하는 셀 어레이(210)와 카피 백 동작시 상기 셀 어레이(210)의 데이타를 임시로 저장하는 페이지 버퍼(220)를 포함한다.2 is a conceptual diagram illustrating copying data of a source page into a page buffer. Referring to FIG. 2, a flash memory device includes a
상기 셀 어레이(210)는 잘 알려진 바와 같이 동일한 워드라인을 공유하는 복수개의 페이지들로 구성된다. 상기 페이지들 중에는 소스 페이지(S)와 목표 페이지(D)가 포함되어 있다. 한편, 본 발명에서 하나의 페이지는 읽기 및 쓰기 동작의 기본 단위를 이루는 복수개의 단위 페이지들로 구성된다. 도 2에서 하나의 페이지는 4개의 단위 페이지들로 이루어져 있다. The
상기 페이지 버퍼(220)는 카피 동작시 소스 페이지(S)의 데이타를 임시로 저장한다. 상기 페이지 버퍼(220)에 저장된 데이타는 카피 백 동작에 의해 목표 페이지(D)에 옮겨진다. The
상기 메모리 컨트롤러(100)로부터 카피 동작을 명하는 커맨드(CMD0)와 소스 페이지(S)에 해당하는 어드레스(Addr(S))가 인가되면, 상기 소스 페이지(S)에 저장된 데이타(Unit k-3, Unit k-2, Unit k-1, Unit k)는 상기 페이지 버퍼(220)에 카피된다.When a command CMD0 for commanding a copy operation and an address Addr (S) corresponding to the source page S are applied from the
도 3은 페이지 버퍼에 저장된 데이타를 목표 페이지에 카피 백 하는 것을 나타내는 개념도이다. 본 발명의 핵심은 목표 페이지(D)에 카피 백 하기 전에 상기 페이지 버퍼(220)에 카피된 데이타(Unit k-3, Unit k-2, Unit k-1, Unit k) 중에서 카피 백 하기를 원치 않는 데이타(Unit k-1, Unit k)를 초기화 한 다음에 카피 백이 이루어지는데 있다. 그 결과 목표 페이지(D)에는 데이타(Unit k-3, Unit k-2)만 카피 백 되고, 이전 데이타(Unit l-1, Unit l)는 그대로 유지된다. 따라서 상기 페이지 버퍼(220)에서 카피 백 하고자 하는 데이타와 초기화 하고자 하는 데이타를 선택할 수만 있다면 단위 페이지 별로 카피 백 동작을 수행할 수 있게 된다. 3 is a conceptual diagram illustrating copying data stored in a page buffer to a target page. The core of the present invention is to copy back from the data (Unit k-3, Unit k-2, Unit k-1, Unit k) copied to the
카피 백 하기를 원하지 않는 데이타를 초기화 한 다음에, 상기 메모리 컨트롤러(100)로부터 카피 백 동작을 명하는 커맨드(CMD1)와 목표 페이지(D)에 해당하는 어드레스(Addr(D))가 입력된다. 상기 커맨드(CMD1)와 어드레스(Addr(D))는 반복될 수 있으며 반복되는 횟수에 따라 카피 백 되는 단위 페이지의 수가 결정된다. 상기 카피 백 동작에 의하여 상기 페이지 버퍼(220)에 저장된 데이타(Unit k-3, Unit k-2)는 상기 목표 페이지(D)에 카피 백 된다.After initializing data that is not desired to be copied, a command CMD1 for commanding a copy back operation and an address Addr (D) corresponding to a target page D are input from the
도 4는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 나타내는 플래시 메모리 장치의 블록도이다. 도 4를 참조하면, 파셜 카피 백 동작을 수행하는 플래시 메모리 장치는 셀 어레이(210), 페이지 버퍼(220), 페이지 버퍼 컨트롤러(250) 외에 파셜 카피 백 동작시 카피 백 하고자 하는 데이타와 초기화 하고자 데이타를 고르는 선택회로(230)와 상기 선택회로(230)에 입력되는 신호들을 제어하는 입력장치(240)를 더 포함한다.4 is a block diagram of a flash memory device showing the most preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a flash memory device performing a partial copy back operation may include data to be backed up and initialized during a partial copy back operation in addition to the
상기 셀 어레이(210)는 복수개의 페이지들로 구성되며, 각각의 페이지는 동일한 워드라인을 공유하며 읽기 및 쓰기 동작의 기본 단위를 이루는 단위 페이지들로 구성된다. 예로서, 하나의 페이지는 2k 바이트의 메모리 용량을 가지며, 하나의 단위 페이지는 512 바이트의 메모리 용량을 가진다.The
상기 페이지 버퍼(220)는 상기 단위 페이지들에 각각 대응되는 단위 페이지 버퍼들로 이루어진다. 하나의 단위 페이지 버퍼(221)는 데이타를 저장하는 래치와 상기 래치를 초기화하는 리셋회로를 포함한다. 상기 페이지 버퍼(220)의 구성 및 동작원리는 후술되는 도 5를 참조하여 설명한다. The
상기 페이지 버퍼 컨트롤러(250)는 상기 페이지 버퍼(220)로 입력되는 신호들(PLOAD, BLSHF, BLSLT)과 상기 선택회로(230)를 통해 상기 페이지 버퍼(220)로 입력되는 신호(LAT)를 제어한다. 상기 제어신호들에 대한 타이밍도가 도 10에 도시되어 있다. 상기 페이지 버퍼 컨트롤러(250)의 동작 및 상기 제어신호들에 대한 사항은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하므로 생략하기로 한다.The
상기 선택회로(230)는 본 발명의 핵심을 이루는 파셜 카피 백 동작시 카피 백 하는 데이타와 초기화 하는 데이타를 선택하는 수단을 제공한다. 상기 선택회로(230)는 카피 백 하는 데이타를 저장하는 단위 페이지 버퍼와 초기화 하는 데이타를 저장하는 단위 페이지 버퍼에 각각 상응하는 신호들을 제공한다. 상기 선택회로(230)의 구성 및 동작원리는 후술되는 도 6을 참조하여 설명한다.The
상기 입력장치(240)는 상기 선택회로(230)와 더불어 본 발명의 핵심을 이루며 파셜 카피 백 동작시 상기 선택회로(230)를 제어하는 신호들을 발생한다. 상기 입력장치(240)는 상기 메모리 컨트롤러(100)로부터 커맨드(CMD), 어드레스(Addr), 그리고 제어신호(ctrl)를 입력받아 동작하며, 상기 선택회로(230)로 입력되는 신호들(SET, ADDR2)을 제어하는 기능을 한다. 상기 입력장치(240)의 구성 및 동작원리 는 후술되는 도 7을 참조하여 설명한다.The
도 5는 도 4의 페이지 버퍼에 대한 일실시예를 나타낸 회로도이다. 도 5에서는 예로서 4개의 단위 페이지 버퍼들만을 도시하였으며, 각각의 단위 페이지 버퍼(221~224)에는 하나의 비트라인에 연결되는 페이지 버퍼만을 도시하였다. 그러나, 실제로는 하나의 단위 페이지 버퍼(221)에는 보다 많은 수의 페이지 버퍼들이 존재하며 이들은 모두 동일한 구조를 가진다는 사실은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the page buffer of FIG. 4. In FIG. 5, only four unit page buffers are illustrated as an example, and only the page buffers connected to one bit line are illustrated in each
상기 단위 페이지 버퍼(221)는 프리차지 수단과, 데이타를 임시로 저장하는 래치와, 비트 라인을 제어하기 위한 제어 트랜지스터와, 그리고 래치의 상태를 초기화 하기 위한 리셋회로를 포함한다. 상기 래치에 임시로 저장되어 있는 데이타는, 상기 프리차지 수단의 게이트에 입력되는 PLOAD 신호가 'L' 인 상태에서 선택신호(Sel0)가 'H' 로 되면 초기화 된다. 상기 래치의 데이타가 초기화 되면 카피 백 동작시 프로그램 되지 않고 이전 데이타가 그대로 유지된다. The
그러나 선택신호(Sel0)가 'L' 이면 리셋회로를 구성하는 NMOS 트랜지스터가 턴-오프 되어 상기 래치에 저장되어 있는 데이타는 그대로 유지된다. 그래서 카피 백 동작시 상기 래치에 저장되어 있는 데이타가 목표 페이지에 프로그램 된다. However, when the selection signal Sel0 is 'L', the NMOS transistors constituting the reset circuit are turned off, and the data stored in the latch is retained. Thus, in the copy back operation, data stored in the latch is programmed in the target page.
결과적으로 선택신호(Sel0)에 의해 상기 래치에 저장된 데이타가 유지되는지 아니면 초기화되는지 결정된다.As a result, the selection signal Sel0 determines whether the data stored in the latch is held or initialized.
도 6은 도 5의 선택회로에 대한 일실시예를 나타낸 회로도이다. 도 6을 참조하면, 상기 선택회로(230)는 상기 페이지 버퍼 컨트롤러(250)로부터 발생된 제어신 호(LAT) 및 상기 입력장치(240)로부터 발생된 제 1 및 제 2 제어신호(SET, ADDR2)에 응답하여 동작한다. 6 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the selection circuit of FIG. 5. Referring to FIG. 6, the
상기 제어신호(LAT)는 동작모드에 따라 상기 페이지 버퍼(220)를 초기화하는 신호이다. 상기 제어신호(LAT)는 상기 선택회로(230)를 통해 상기 페이지 버퍼(220)로 공급된다. The control signal LAT is a signal for initializing the
상기 제 1 제어신호(SET)는 도8에서 보는 바와 같이 제 1 및 제 2 커맨드 신호에 동기 되어 발생된다. 파셜 카피 백 커맨드(CMD1)가 인에이블된 상태에서 프로그램 커맨드(CMD2)가 인에이블되면 상기 제 1 제어신호(SET)가 발생된다. 상기 제 2 제어신호(ADDR2)는 후술되는 도 7과 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.As shown in FIG. 8, the first control signal SET is generated in synchronization with the first and second command signals. When the program command CMD2 is enabled while the partial copy back command CMD1 is enabled, the first control signal SET is generated. The second control signal ADDR2 will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 9 to be described later.
도 6을 참조하면, 디코딩된 제 2 제어신호(ADDR2)는 16개의 입력수단을 가진다. 제어신호(LAT)가 디스에이블되고 제 1 제어신호(SET)가 인에이블된 상태에서, ADDR[1:0]=00 이면 nADDR_0[0] 및 nADDR_0[1]이 동시에 인가되어 선택신호(Sel0)는 'L' 가 되고, 나머지 선택신호(Selk; k=1~3)는 'H' 로 된다. 동일한 원리에 의해 ADDR[1:0]=01 이면 선택신호(Sel1)만 'L' 가 되고, ADDR[1:0]=10 이면 선택신호(Sel2)만 'L' 가 되고, ADDR[1:0]=11 이면 선택신호(Sel3)만 'L' 가 된다.Referring to FIG. 6, the decoded second control signal ADDR2 has 16 input means. In a state where the control signal LAT is disabled and the first control signal SET is enabled, when ADDR [1: 0] = 00, nADDR_0 [0] and nADDR_0 [1] are simultaneously applied to select signal Sel0. Becomes 'L', and the remaining selection signals Selk (k = 1 to 3) become 'H'. By the same principle, when ADDR [1: 0] = 01, only the selection signal Sel1 becomes 'L'. When ADDR [1: 0] = 10, only the selection signal Sel2 becomes 'L', and ADDR [1: If 0] = 11, only the selection signal Sel3 becomes 'L'.
예로서, 단위 페이지 버퍼(223, 224)만을 초기화 하고자 한다면, 선택신호(Sel0, Sel1)는 'L' 가 되도록 하고, 선택신호(Sel2, Sel3)는 'H' 가 되도록 하면 된다. 'H' 로 선택된 단위 페이지 버퍼는 모두 초기화된다. For example, when only the unit page buffers 223 and 224 are to be initialized, the selection signals Sel0 and Sel1 may be 'L', and the selection signals Sel2 and Sel3 may be 'H'. All unit page buffers selected by 'H' are initialized.
도 7은 도 4의 입력장치에 대한 블록도이다. 도 7을 참조하면, 상기 입력장치(240)는 제 1 및 제 2 커맨드 신호(CMD1, CMD2)에 동기 되어 제 1 제어신호(SET) 를 발생하는 제 1 입력버퍼(241)와, 상기 제 1 커맨드 신호(CMD1) 후에 입력되는 어드레스(Addr(D1))를 감지하여 제어신호(ADDR)를 발생하는 제 2 입력버퍼(242)와, 그리고 상기 제어신호(ADDR)를 디코딩하는 디코더(243)를 포함한다.FIG. 7 is a block diagram of the input device of FIG. 4. Referring to FIG. 7, the
상기 제 1 제어신호(SET)는 도8에서 보는 바와 같이 제 1 및 제 2 커맨드 신호에 동기 되어 발생된다. 파셜 카피 백 커맨드(CMD1)가 인에이블된 상태에서 프로그램 커맨드(CMD2)가 인에이블되면 상기 제 1 제어신호(SET)가 발생된다. 상기 제 1 제어신호는 파셜 카피 백 동작시 상기 선택회로(230)로 공급된다.As shown in FIG. 8, the first control signal SET is generated in synchronization with the first and second command signals. When the program command CMD2 is enabled while the partial copy back command CMD1 is enabled, the first control signal SET is generated. The first control signal is supplied to the
상기 제어신호(ADDR)는 도 9에서 보는 바와 같이 ALE 신호가 활성화된 상태에서 nWE 신호가 움직이면, 상기 nWE 신호의 상승에 맞추어 목표 페이지의 어드레스들(예를 들면, A0~A7, A8~A16, A17~A
24, A25~X, 여기서 X는 high 또는 low가 될 수 있다)이 4 사이클에 걸쳐 순차적으로 발생한다. 여기서 상기 ALE, nWE는 상기 메모리 컨트롤러(100)로부터 공급되는 제어신호(ctrl)들이다.As shown in FIG. 9, when the nWE signal is moved while the ALE signal is activated, the control signal ADDR corresponds to the address of the target page (for example, A 0 to A 7 , in response to the rising of the nWE signal). A 8 to A 16 , A 17 to A 24 , and A 25 to X, where X can be high or low) occur sequentially over four cycles. The ALE and nWE are control signals ctrl supplied from the
일반적으로 4 사이클로 입력되는 어드레스인 경우에, 제 1 및 2 사이클은 칼럼 어드레스를 지정해주고, 제 3 및 제 4 사이클은 로우 어드레스를 지정해준다. 상기 제 1 및 제 2 사이클에는 메인 영역과 스페어 영역을 지정해주는 컬럼 어드레스와, 단위 페이지를 지정해주는 컬럼 어드레스와, 각각의 비트라인들을 지정해주는 컬럼 어드레스 등에 대한 정보가 저장되어 있다.In general, in the case of an address input in four cycles, the first and second cycles designate a column address, and the third and fourth cycles designate a row address. The first and second cycles store information about a column address specifying a main area and a spare area, a column address specifying a unit page, a column address specifying each bit line, and the like.
본 발명에서는 실시예로서 상기 제어신호(ADDR)는 제 2 사이클에 해당하는 단위 페이지를 지정해주는 컬럼 어드레스에 따라 결정된다. 한 페이지당 단위 페이 지가 4개인 경우에는 2비트의 어드레스 필요하다. 상기 2비트의 어드레스(ADDR[1:0])는 상기 디코더(243)에 입력된다. 디코딩된 신호는 상술한 바와 같이 상기 선택회로(230)로 입력된다.According to an embodiment of the present invention, the control signal ADDR is determined according to a column address that designates a unit page corresponding to the second cycle. If there are four unit pages per page, two bits of address are required. The two-bit address ADDR [1: 0] is input to the
도 10은 카피 백 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 10 is a timing diagram for explaining a copy back operation.
도 10을 참조하면, 먼저 소스 페이지(S)의 데이타를 읽는 과정이 선행된다. 커맨드 래치 인에이블 신호(Command Latch Enable; CLE)가 인에이블된 상태에서 입출력 라인(IO)을 통해 카피 동작을 명하는 커맨드(CMD0; 00h)가 입력된다. 상기 커맨드(CMD0)가 입력된 후 어드레스 래치 인에이블 신호(Address Latch Enable; ALE)가 인에이블된 상태에서 입출력 라인을 통해 상기 소스 페이지(S)에 해당하는 어드레스(Addr(S))가 입력된다. 상기 어드레스(Addr(S))는 상기 소스 페이지의 칼럼 및 로우 어드레스를 지정해준다. 여기서 CLE, ALE는 상기 메모리 컨트롤러(100)로부터 상기 플래시 메모리(200)로 입력되는 제어신호들(ctrl)이다. 상기 어드레스(Addr(S))의 입력이 모두 끝나면, RnB 신호가 'L' 로 되면서 tR 구간에서 소스 페이지에 있는 데이타가 동시에 페이지 버퍼로 카피된다. Referring to FIG. 10, a process of first reading data of a source page S is preceded. In the state where the command latch enable signal (CLE) is enabled, a command (CMD0; 00h) for commanding a copy operation is input through the input / output line IO. After the command CMD0 is input, an address Addr (S) corresponding to the source page S is input through an input / output line while an address latch enable signal ALE is enabled. . The address Addr (S) specifies column and row addresses of the source page. Here, CLE and ALE are control signals ctrl input to the
카피 백 동작을 수행하기 전에 카피 백 하기를 원하지 않는 데이타를 초기화하는 과정이 수행된다. 상기 ADDR[1:0]=00 이면 Sel0 이 선택되고, ADDR[1:0]=01 이면 Sel1 이 선택되고, ADDR[1:0]=10이면 Sel2 가 선택되고, ADDR[1:0]=11 이면 Sel3 이 선택된다. 도 10을 참조하면 선택된 신호(Seln)는 'L' 를 유지하여 래치의 데이타를 카피된 상태로 유지하고, 비선택된 신호(Seli)는 펄스를 띄워 래치의 데이타를 초기화한다. Before performing the copy back operation, a process of initializing data that is not desired to be copied back is performed. Sel0 is selected if ADDR [1: 0] = 00, Sel1 is selected if ADDR [1: 0] = 01, Sel2 is selected if ADDR [1: 0] = 10, and ADDR [1: 0] = If 11, Sel3 is selected. Referring to FIG. 10, the selected signal Seln maintains 'L' to keep the data of the latch in a copied state, and the unselected signal Seli emits a pulse to initialize the data of the latch.
예를 들어, 상기 페이지 버퍼(220)에 카피된 단위 페이지 버퍼의 데이타 중에서 Unit k-3 과 Unit k-2 만 카피 백 하려면, Sel0 (ADDR[1:0]=00) 과 Sel1 (ADDR[1:0]=01)을 각각 'L' 로 하고, Sel2 (ADDR[1:0]=10) 와 Sel3 (ADDR[1:0]=11)을 'H' 로 하여 래치를 초기화 한 다음에 카피 백 동작을 행하면 된다.For example, to copy only Unit k-3 and Unit k-2 from the data of the unit page buffer copied to the
계속해서 도 10을 참조하면, 커맨드 래치 인에이블 신호(Command Latch Enable; CLE)가 인에이블된 상태에서 입출력 라인(IO)을 통해 카피 백 동작을 명하는 커맨드(CMD1; 8Ah)가 입력된다. 상기 커맨드(CMD1)가 입력된 후 어드레스 래치 인에이블 신호(Address Latch Enable; ALE)가 인에이블된 상태에서 입출력 라인을 통해 상기 단위 목표 페이지(D1)에 해당하는 어드레스(Addr(D1))가 입력된다. 상기 어드레스(Addr(D1))는 상기 단위 목표 페이지의 칼럼 및 로우 어드레스를 지정해준다. 10, a command CMD1 8Ah for commanding a copyback operation is input through the input / output line IO while the command latch enable signal CLE is enabled. After the command CMD1 is input, an address Addr (D1) corresponding to the unit target page D1 is input through an input / output line while an address latch enable signal ALE is enabled. do. The address Addr (D1) designates a column and row address of the unit target page.
도 10에서 보는 바와 같이 4 사이클로 입력되는 어드레스인 경우에 앞에서부터 제 1 및 2 사이클은 칼럼 어드레스를 지정해주고, 제 3 및 제 4 사이클은 로우 어드레스를 지정해준다. 상기 제 1 및 제 2 사이클에는 메인 영역과 스페어 영역을 지정해주는 컬럼 어드레스, 단위 페이지를 지정해주는 컬럼 어드레스, 각각의 비트라인들을 지정해주는 컬럼 어드레스 등에 대한 정보가 저장되어 있다.As shown in FIG. 10, in the case of an address input in four cycles, first and second cycles designate a column address, and third and fourth cycles designate a row address. The first and second cycles store information about a column address specifying a main area and a spare area, a column address specifying a unit page, and a column address specifying each bit line.
단위 목표 페이지(D1)에 대한 어드레스 입력이 모두 끝난 뒤에는, 다시 카피 백 커맨드(CMD1)와 단위 목표 페이지(D2)에 해당하는 어드레스(Addr(D2))가 입력된다. 카피 백 커맨드(CMD1)과 단위 목표 페이지(D1, D2)에 해당하는 어드레스(Addr(D1), Addr(D2))를 반복해서 입력한 후 프로그램 커맨드(CMD2)가 입 력된다. 그 결과 RnB 신호가 'L' 인 tPROG 구간에서 페이지 버퍼에 있는 데이타가 동시에 목표 페이지에 프로그램 된다.After the address input to the unit target page D1 is completed, the copy back command CMD1 and the address Addr (D2) corresponding to the unit target page D2 are input again. After repeatedly inputting the copy back command CMD1 and the addresses (Addr (D1) and Addr (D2)) corresponding to the unit target pages D1 and D2, the program command CMD2 is input. As a result, the data in the page buffer is programmed to the target page at the same time in the tPROG section with the RnB signal 'L'.
다만, 카피 동작시 인가된 소스 페이지에 해당하는 어드레스에는 단위 페이지를 구분하는 컬럼 어드레스를 돈케어(don't care) 처리하여 페이지 전체를 한번에 카피한다. 그러나 카피 백 동작시 인가된 목표 페이지에 해당하는 어드레스에는 단위 페이지를 구분하는 칼럼 어드레스를 받아들여 카피 백 하고자 하는 단위 페이지와 그렇지 않은 단위 페이지를 구분한다. However, in the copy operation, the address corresponding to the authorized source page is don't care processed by the column address separating the unit page, and the entire page is copied at once. However, at the address corresponding to the authorized target page during the copyback operation, a column address for dividing the unit page is accepted to distinguish the unit page to be copied from the unit page that is not.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are of course possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined by the equivalents of the claims of the present invention as well as the following claims.
본 발명에 의하면, 카피 백 동작시 단위 페이지 별로 카피 백 동작이 가능해진다. 따라서 본 발명에 따른 플래시 메모리 장치를 이용하여 파셜 카피 백 동작을 수행하면, 단위 페이지에 이용하던 기존의 메모리 컨트롤러를 변경하지 않고도 하나의 큰 페이지를 단위 페이지 별로 관리할 수 있게 된다.According to the present invention, the copy back operation can be performed for each unit page during the copy back operation. Therefore, when the partial copy back operation is performed using the flash memory device according to the present invention, one large page can be managed for each unit page without changing the existing memory controller used for the unit page.
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