KR100895429B1 - 플래시 메모리 파일 장치 및 그 마운트 방법 - Google Patents

플래시 메모리 파일 장치 및 그 마운트 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플래시 메모리 파일 장치 및 그 마운트 방법에 관한 것으로, 전체 메모리 영역을 이등분하여 그 중 상위 영역의 일부 영역에 인덱스 블록을 기록하고 상기 인덱스 블록을 제외한 상위 영역과 하위 영역에 데이터 블록을 기록하는 플래시 메모리를 포함하고, 상기 인덱스 블록은 적어도 하나의 인덱스 페이지로 구성되고, 상기 인덱스 페이지는 상기 인덱스 영역을 제외한 메모리 영역에 기록한 데이터의 메타 정보 및 물리적 주소를 포함하며, 상기 플래시 메모리에 대한 마운트 시 상기 상위 영역만을 스캐닝 하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치를 제공한다.
NAND, 플래시 메모리, 파일 시스템, 마운트

Description

플래시 메모리 파일 장치 및 그 마운트 방법{FLASH MEMORY FILE APPARATUS AND MOUNTING METHOD OF THE SAME}
도1은 본 발명에 따른 플래시 메모리의 구조를 도시한 도면이다.
도2는 인덱스 블록의 구성을 도시한 도면이다.
도3은 인덱스 블록 내 인덱스 페이지의 구성을 도시한 도면이다.
도4는 데이터 블록의 구성을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 인덱스 블록 12: 데이터 블록
13: 상위 영역 14: 하위 영역
본 발명은 저장매체의 파일 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량 파일에 적합한 플래시 메모리 및 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법에 관한 것이다.
NAND 플래시 메모리를 저장매체로 사용하기 위한 방법으로는, 크게 플래시 변환계층(flash translation layer, FTL)과 같이 미들웨어(middleware)를 사용하는 방법과 NAND 플래시 메모리 전용 파일 시스템을 사용하는 방법이 있다.
플래시 변환계층은 쓰기 연산 시에 파일 시스템이 생성한 논리 주소를 플래시 메모리 상에서 미리 삭제 연산이 수행된 영역에 대한 물리 주소로 변환하는 역할을 수행하여 상위 계층은 파일 시스템에 쓰기 연산 시 필요한 삭제 연산을 감춤으로써 일반적인 자기 디스크용 파일 시스템이 플래시 메모리 상에서 작동할 수 있도록 한다.
하지만, 플래시 변환계층은 실시간 데이터베이스와 같은 특수한 응용 프로그램을 타깃으로 플래시 메모리를 메인 메모리(main memory)(RAM)로 활용하기 위해 개발되었기 때문에 플래시 메모리를 보조 기억 장치로 사용하는 응용 프로그램에서는 NAND 플래시 메모리 파일 시스템보다 효율이 떨어진다.
모바일 기기 등의 발달로 인하여 NAND 플래시 메모리가 주로 사용되고 적은 비용의 리눅스 기반에서 NAND 플래시 메모리를 위한 전용 파일 시스템의 사용이 증가하고 있다. NAND 플래시 메모리 파일 시스템의 종류로는 MTD(memory technology device)를 사용하는 JFFS2(journaling flash file system 2), YAFFS(yet another flash file system)/YAFFS2 등이 있다.
그러나, 기존의 NAND 플래시 메모리 파일 시스템은 NAND 플래시 메모리 전역을 읽어 마운트(mount)하도록 설계가 되어 마운트 시 오랜 시간이 소요된다. JFFS2는 NAND 플래시 메모리의 모든 페이지 데이터 영역과 잉여 영역을 모두 읽게 설계되어 있고 YAFFS는 모든 페이지의 잉여 영역을 읽게 설계되어 있어 기본적으로 NAND 플래시의 용량에 따라 마운트 시간이 선형적으로 증가하는 단점이 있다.
최근 파일에 대한 정보를 특정 영역에 저장하여 마운트를 빠르게 수행하는 연구가 많이 진행되고 있는 가운데, 파일의 정보를 가진 인덱스 블록을 사용하는 방법이 각광받고 있다.
인덱스 블록을 사용하는 방법으로는 메인 인덱스 블록을 두어 해당 인덱스 블록 위치를 파악하는 방법과 인덱스 블록을 전 영역에 위치하여 마운트 시 인덱스 블록만을 읽어오는 방법이 있다. 그러나, 전자의 경우 메인 인덱스 블록의 빠른 마모도로 인해 NAND 플래시 메모리의 수명을 단축시킬 수 있으며, 후자의 경우 인덱스 블록이 NAND 플래시 메모리의 전체 영역에 퍼져 있어 마운트 시 NAND 플래시 메모리의 전역을 읽어야 하므로 NAND 플래시 메모리의 크기가 커지면 마운트 속도가 많이 떨어지게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 마운트로 인한 메모리의 마모도를 최소화하여 플래시 메모리의 수명을 연장할 수 있도록 한 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명은 플래시 메모리의 마운트 속도를 향상시키고 더 나아가 대용량 파일에 적합한 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법을 제공한다.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전체 메모리 영역에서 일부 영역을 인덱스 블록을 기록하는 인덱스 영역으로 구성한 플래시 메모리를 포함하고, 상기 인덱스 블록은 적어도 하나의 인덱스 페이지로 구성되고, 상기 인덱스 페이지는 상기 인덱스 영역을 제외한 메모리 영역에 기록한 데이터의 메타 정보 및 물리적 주소를 포함하며, 상기 플래시 메모리에 대한 마운트 시 상기 인덱스 영역만을 스캐닝(scanning) 하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치를 제공한다.
그리고, 본 발명은 전체 메모리 영역을 이등분하여 그 중 상위 영역의 일부 영역에 인덱스 블록을 기록하고 상기 인덱스 블록을 제외한 상위 영역과 하위 영역에 데이터 블록을 기록하는 플래시 메모리를 포함하고, 상기 인덱스 블록은 적어도 하나의 인덱스 페이지로 구성되고, 상기 인덱스 페이지는 상기 데이터 블록에 기록한 데이터의 메타 정보 및 물리적 주소를 포함하며, 상기 플래시 메모리에 대한 마운트 시 상기 상위 영역만을 스캐닝 하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 전체 메모리 영역을 이등분하여 상위 영역에 인덱스 블록을 기록하는 인덱스 영역을 포함하고 상기 인덱스 영역을 제외한 상위 영역과 하위 영역을 데이터 블록을 기록하는 데이터 영역으로 정의하고, 상기 메모리 영역에 인덱스 블록과 데이터 블록을 기록하는 단계; 및, 마운트 시 상기 메모리 영역 중 상위 영역만을 스캐닝 하는 단계를 포함하고, 상기 인덱스 블록은 적어도 하나의 인덱스 페이지로 구성되고, 상기 인덱스 페이지는 상기 데이터 블록에 기록한 데이터의 메타 정보 및 물리적 주소를 포함하는, 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 인덱스 블록을 기록하는 인덱스 영역을 데이터 영역과 구분하여 구성한 플래시 메모리를 제공하여 마운트 시 인덱스 영역만을 스캐닝 함으로써 메모리 마운트 시간을 단축할 수 있으며 마운트에 의한 메모리의 마모도를 최소화할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플래시 메모리 파일 장치 및 그 마운트 방법을 설명한다.
본 발명은 플래시 메모리를 저장매체로 사용하기 위해 이용되는 방법 중 하나인 플래시 메모리 전용 파일 시스템에 관한 것이다.
먼저, 도1 내지 도4를 참조하여 본 발명에 따른 플래시 메모리 파일 시스템 및 플래시 메모리의 레이아웃(layout)을 설명한다.
여기서, 상기 플래시 메모리는 NAND 플래시 메모리인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 플래시 메모리는, 전체 메모리 영역에서 일부 영역을 인덱스 블록을 기록하는 인덱스 영역으로 구분하여 구성하고 메모리 마운트 시 상기 전체 메모리 영역 중 상기 인덱스 영역만을 스캐닝(scanning) 하는데 특징이 있다.
도1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 플래시 메모리는, 전체 메모리 영역을 이등분하여 상위 영역(13)과 하위 영역(14)으로 구분하여 구성한다. 그리고, 상기 상위 영역(13)에만 인덱스 블록(11)을 기록하는 인덱스 영역을 구성한다. 상기 상위 영역(13) 중 인덱스 영역을 제외한 영역과 하위 영역(14)의 전 영역에는 실제 파일의 데이터를 기록하는 데이터 블록(12)을 구성한다. 즉, 상기 데이터 블록(12)은 메모리 전체 즉, 상기 상위 영역(13)과 하위 영역(14)에 모두 기록하고 상기 인덱스 블록(11)은 상위 영역(13)에만 기록한다.
상기 인덱스 블록(11)은 도2에 도시한 바와 같이 적어도 하나의 인덱스 페이지(21)로 구성된다. 보다 상세하게, 도3에 도시한 바와 같이 상기 인덱스 블록(11) 내 인덱스 페이지(21)는 파일의 메타 정보(31)와 실제 파일의 데이터가 저 장되어 있는 물리적 주소를 나타내는 데이터 주소(32)들로 구성된다. 그리고, 상기 데이터 주소(32)는 해당 인덱스 페이지(21)에 대한 블록 주소(33)와, 시작 페이지 주소(34) 및 페이지 개수(35)를 포함하여 구성된다.
파일 관리를 위하여 파일의 메타정보와 데이터 주소를 가지는 인덱스 페이지를 사용하게 되는데, 본 발명은 상기 인덱스 페이지만으로 구성된 인덱스 블록을 사용하고 상기 인덱스 블록을 기록하는 메모리 영역을 구분하여 구성한다. 이러한 구성에 의한 본 발명의 플래시 메모리 파일 시스템은 실제 데이터의 양은 많고 파일의 메타정보 량은 상대적으로 적은 대용량 파일에 보다 적합할 수 있다.
그리고, 상기 데이터 블록(12)은, 도4에 도시한 바와 같이 파일의 실제 데이터를 저장하는 적어도 하나의 데이터 페이지(41)로 구성된다.
상술한 구성의 플래시 메모리에 대한 파일 기록과 메모리 마운트를 위한 본 발명에 따른 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법을 상세하게 설명한다.
도5는 본 발명에 따른 플래시 메모리 파일 시스템의 파일 기록과 마운트 방법을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 먼저 플래시 메모리의 상위 영역(13)에 인덱스 블록(11)을 저장한다(S10). 특히, 상기 인덱스 블록(11)의 쓰기는 상기 상위 영역(13)의 최상위 블록에서부터 진행하여 순차적으로 아래 블록으로 내려가는 방향으로 쓰기가 이루어진다.
이후, 상기 인덱스 블록(11)의 쓰기가 완료되면 상기 플래시 메모리의 상위 영역(13)과 하위 영역(14)에 거쳐 데이터 블록(12)을 저장한다(S20). 이때, 상기 데이터 블록(12)의 쓰기는 상기 하위 영역(14)의 최하위 블록에서부터 진행하여 순차적으로 위 블록으로 올라가는 방향으로 이루어진다.
즉, 상기 인덱스 블록(11)에 대한 메모리 영역을 구분하여 구성한 본 발명에 따른 플래시 메모리 파일 시스템의 경우, 효과적인 파일 기록을 위하여 상기 인덱스 블록(11)은 메모리의 최상위 블록에서부터 쓰기를 수행하고 상기 데이터 블록(12)은 메모리의 최하위 블록에서부터 쓰기를 수행하는 것이 바람직하다.
이후 메모리 마운트를 수행할 경우, 상기 인덱스 블록(11)을 구성하고 있는 상위 영역(13)만을 스캐닝하여 메모리 마운트를 수행한다(S30).
보다 상세하게, 마운트 시 메모리의 상위 영역(13)만을 스캐닝 하게 되는데, 상기 상위 영역(13)의 각 블록이 인덱스 블록(11)에 해당하는지 여부를 판단하여 인덱스 블록(11)에 해당할 경우 해당 블록을 스캐닝하고 데이터 블록(12)에 해당하거나 클리어(clear) 상태의 블록일 경우 해당 블록을 스킵한다.
상기 마운트 방법은 인덱스 블록(11)의 스캐닝만으로 플래시 메모리에 존재하는 모든 데이터 정보를 알 수 있기 때문에 마운트 시간을 크게 줄이는 효과가 있다. 그리고, 상기 인덱스 블록(11)이 플래시 메모리의 전역에 거쳐 존재하는 구성이 아니므로 마운트 시간이 메모리 크기에 비례하여 증가하는 구성을 회피할 수 있다.
그리고, 상기 플래시 메모리에 기록하고자 하는 파일의 크기가 쓰기 최소 단위인 2킬로바이트(Kbyte)보다 적을 경우, 그 파일은 인덱스 페이지(21)로 1개의 페이지와 데이터 페이지(41)로 1개의 페이지를 소비하여 총 2개의 페이지를 소비하 게 된다. 본 발명의 메모리 구성에 따라 플래시 메모리의 영역을 구분하여 구성할 경우 마운트 시 메모리 전역을 스캐닝하지 않기 때문에 상기 플래시 메모리에 쓰기 최소 단위의 파일 크기를 기록하여 사용한다 하더라도 보다 효과적으로 메모리 마운트를 수행할 수 있다.
또한, 상기 인덱스 블록(11)의 구성에 의해 상기 인덱스 페이지(21)를 사용하여 파일을 관리할 경우, 하나의 데이터 주소(32)는 4바이트(byte)의 크기를 가지며 최소 1개의 페이지 주소에서 최대 64개의 페이지 주소를 관리할 수 있다. 따라서, 2킬로바이트(Kbyte) 크기의 페이지를 가진 128메가바이트(Mbyte) 용량의 NAND 플래시 메모리를 사용할 경우 데이터 주소가 포함하는 관리 페이지가 최소이면 256킬로바이트의 메인 메모리(RAM)가 필요하고 관리 페이자가 최대이면 4킬로바이트의 메인 메모리(RAM) 공간이 필요하다. 즉, 멀티 미디어 파일과 같은 대용량 파일은 연속적으로 쓰이고 수정이 빈번히 발생하지 않으므로 메인 메모리(RAM)의 사용량을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명에 따른 플래시 메모리 파일 장치 및 그 마운트 방법은 인덱스 블록을 저장하는 인덱스 영역을 구분하여 메모리를 구성함으로써 대용랑 파일에 보다 적합한 메모리 구성을 제공하고 메인 메모리의 사용량을 줄일 수 있는 이점이 있다.
따라서, 모바일 기기와 같은 자원이 한정되어 있는 기기에서 고급 응용프로 그램을 지원할 수 있으며 소비자의 만족도를 향상시켜 제품 신뢰도를 높일 수 있다.
그리고, 마운트 시 인덱스 블록만을 스캐닝 함으로써 부팅(booting)에서 많은 시간을 소모하는 마운트 시간을 최소화하여 빠른 마운트 속도와 부팅을 제공함과 아울러 마운트에 따른 메모리의 마모도를 줄여 메모리의 수명을 연장할 수 있다.

Claims (13)

  1. 전체 메모리 영역에서 일부 영역을 인덱스 블록을 기록하는 인덱스 영역으로 구성한 플래시 메모리를 포함하고,
    상기 인덱스 블록은 적어도 하나의 인덱스 페이지로 구성되고, 상기 인덱스 페이지는 상기 인덱스 영역을 제외한 메모리 영역에 기록한 데이터의 메타 정보 및 물리적 주소를 포함하며,
    상기 플래시 메모리에 대한 마운트 시 상기 인덱스 영역만을 스캐닝(scanning) 하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플래시 메모리는 NAND 플래시 메모리인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인덱스 영역은 전체 메모리 영역을 이등분 하여 그 중 상위 영역 상에 구성하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인덱스 블록은 상기 메모리 영역의 최상위 블록에서부터 쓰기를 수행하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 데이터를 기록하는 데이터 블록은 상기 메모리 영역의 최하위 블록에서부터 쓰기를 수행하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치.
  6. 전체 메모리 영역을 이등분하여 그 중 상위 영역의 일부 영역에 인덱스 블록을 기록하고 상기 인덱스 블록을 제외한 상위 영역과 하위 영역에 데이터 블록을 기록하는 플래시 메모리를 포함하고,
    상기 인덱스 블록은 적어도 하나의 인덱스 페이지로 구성되고, 상기 인덱스 페이지는 상기 데이터 블록에 기록한 데이터의 메타 정보 및 물리적 주소를 포함하며,
    상기 플래시 메모리에 대한 마운트 시 상기 상위 영역만을 스캐닝 하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플래시 메모리는 NAND 플래시 메모리인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 인덱스 블록은 최상위 영역에서부터 쓰기를 수행하고, 상기 데이터 블록은 최하위 블록에서부터 쓰기를 수행하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 장치.
  9. 전체 메모리 영역을 이등분하여 상위 영역에 인덱스 블록을 기록하는 인덱스 영역을 포함하고 상기 인덱스 영역을 제외한 상위 영역과 하위 영역을 데이터 블록을 기록하는 데이터 영역으로 정의하고,
    상기 메모리 영역에 인덱스 블록과 데이터 블록을 기록하는 단계; 및,
    마운트 시 상기 메모리 영역 중 상위 영역만을 스캐닝 하는 단계를 포함하고,
    상기 인덱스 블록은 적어도 하나의 인덱스 페이지로 구성되고, 상기 인덱스 페이지는 상기 데이터 블록에 기록한 데이터의 메타 정보 및 물리적 주소를 포함하는, 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인덱스 블록과 데이터 블록을 기록하는 단계는,
    상기 메모리 영역의 최상위 블록에서부터 상기 인덱스 블록의 쓰기를 수행하는 단계와,
    상기 인덱스 블록의 쓰기가 완료되면 상기 메모리 영역의 최하위 블록에서부터 상기 데이터 블록의 쓰기를 수행하는 단계
    를 포함하는 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 마운트 시 상기 상위 영역을 스캐닝 하는 단계는,
    상기 상위 영역의 각 블록이 인덱스 블록인지 여부를 판단하는 단계와,
    상기 인덱스 블록이면 해당 블록을 스캐닝 하는 단계와,
    상기 인덱스 블록에 해당하지 않으면 해당 블록을 스킵(skip)하는 단계
    를 포함하는 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상위 영역을 스캐닝 하는 단계는,
    상기 상위 영역 중 최상위 블록에서부터 순서대로 수행하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 파일 시스템의 마운트 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
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