KR100907028B1 - 플래시 메모리의 멀티뱅크 소거연산 관리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티-뱅크 플래시 메모리 장치의 소거연산 관리 방법에 관한 것으로, 임의의 뱅크의 소거동작을 알리는 블록 소거명령이 입력되면 소거동작의 결과를 기다리지 않고 동일 시간에 소거작업중인 뱅크가 아닌 다른 뱅크에서 다른 작업을 하도록 구성하고 메모리 스펙에서 제공되는 소거진행 시간 후에 소거작업이 정상적으로 끝났는지 확인함으로써, 소거작업이 수백 마이크로 초에서 수 초가 걸리는 시간 동안 다른 작업을 할 수 있도록 하여 소거작업 완료상태를 확인하기 위해 기다리는 시간을 단축하여 FTL의 성능향상을 높인다.

플래시 메모리, 뱅크, 소거

Description

플래시 메모리의 멀티뱅크 소거연산 관리방법{method of managing delete function for multi-bank}

본 발명은 플래시 메모리 장치(flash memory device)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티-뱅크 플래시 메모리 장치에서 임의의 뱅크를 소거하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 멀티-뱅크 플래시 메모리에서 소거연산이 끝나고 나면 일반적으로 블록의 모든 데이터는 0xFF가 된다.

상기 멀티-뱅크 플래시 메모리는 크게 인텔타입과 AMD타입으로 나눌 수 있다.

상기 인텔타입의 멀티-뱅크 플래시 메모리의 경우 소거연산에 대한 플래시 상태모드(status mode)를 제공한다. 즉 플래시의 소거연산수행 후 소거연산의 결과는 플래시 상태모드(status mode)를 보고 알 수 있다. 보통 인텔타입의 멀티-뱅크 플래시 메모리는 소거연산이 시작된 후 플래시 상태모드(status mode)를 폴링하고 있다가 그 상태 값이 소거완료가 되면 읽기 모드로 전환된다.

상기 AMD타입의 멀티-뱅크 플래시 메모리의 경우 소거연산에 대한 플래시 상 태모드(status mode)를 제공하지 않는다. 일반적으로 소거연산 시작 후 소거연산이 끝났는지 알 수 있는 방법은 플래시 메모리의 데이터를 토글시켜서 그 값이 스펙에서 제공되는 소거연산의 끝을 나타내는 토글비트인 것을 보고 알 수 있다. 따라서 플래시 메모리의 소거연산의 결과를 알기 위해서는 이 소거연산이 끝날 때까지 폴링하며 기다려야 한다. 상기 소거연산 후 스펙에서 보장하는 소거연산 대기 시간이 지나면 읽기 모드로 전환한다.

상기 멀티-뱅크 플래시는 뱅크 단위로 소거 모드와 읽기 모드로 전환이 가능하다. 상기 뱅크는 여러 개의 블록으로 구성 되어있는데 임의의 블록에 대한 소거 요청이 들어오면 이 블록이 속하고 있는 뱅크는 소거 모드로 바뀌는 특징이 있다. 상기 소거연산은 보통 수백 마이크로 초에서 수 초가 소요된다. 그리고 이 뱅크가 소거연산 중일 때는 이 뱅크에 대한 어떠한 연산이 불가능하다. 하지만 소거연산 중인 뱅크 이외의 뱅크에 대해서는 다른 연산이 가능하다.

종래 기술에서는 소거연산을 하는 동안 소거연산의 결과를 확인하고 다른 연산으로 넘어간다. 이때 소거연산이 발생하는 시간동안 시스템은 결과를 확인하기 위해 불필요한 시간을 기다리는 문제점이 있다.

도 4는 종래 기술에 따른 소거연산을 위한 처리 과정을 도시한 것이다. 상기 도 4를 참조하면, 블록에 대한 소거연산이 들어온 후 소거연산에 들어가면 소거연산이 완료되기 전까지 소거 연산의 완료 결과를 기다린다. 이 시간 동안은 시스템에서 아무런 작업을 하지 못한다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하나의 뱅크에 소거연산을 수행시킨 후 이 뱅크가 소거연산을 수행하는 동일 시간에 다른 뱅크에서 다른 연산을 하도록 하여 소거연산의 결과를 확인하기 위해 기다리는 시간을 없애고 이 시간을 활용할 수 있게 하는 멀티 뱅크 소거 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 멀티 뱅크 소거 방법은 블록번호 및 뱅크번호의 관리를 위한 사용 가능 블록 리스트를 구성하는 단계; 뱅크의 소거 연산이 발생하면, 소거 뱅크 리스트에 상기 소거 연산 대상의 뱅크 정보를 기록하는 단계; 상기 뱅크 소거 중에 소정 연산이 요청되면, 상기 소거 뱅크 리스트에 포함되지 않은 뱅크의 블록을 할당하여 상기 연산을 이행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 멀티 뱅크 소거 방법은 다수의 뱅크 및 각 뱅크의 사용가능한 블록의 관리를 위한 사용가능 뱅크 리스트를 구성하는 단계; 어느 한 뱅크의 소거 연산이 발생하면, 해당 뱅크를 상기 사용가능 뱅크 리스트로부터 제거하는 단계; 상기 뱅크 소거 중에 소정 연산이 요청되면, 상기 사용가능 뱅크 리스트로부터 사용가능한 뱅크의 블록을 할당하여 상기 연산을 이행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 소거 연산에 대한 결과는 미리 정해둔 특정 시간이 경과될 때에 확인하여 상기 소거된 뱅크의 블록을 사용가능 블록으로 처리한다.

또한, 상기 소거 결과의 확인은, 소거 상태를 나타내는 플래시 소거 상태정보를 읽어와서 확인하거나, 상기 뱅크에 속하는 블록의 데이터 값이 소거 완료 후의 값인지 확인함으로써 이행됨을 특징으로 한다.

또한 상기 소거 결과의 확인은 미리 정해둔 특정 시간이 경과되면 상기 소거연산이 완료된 것으로 판단할 수도 있다.

또한 본 발명의 발명은, 상기 소정 연산을 위한 사용 가능한 블록이 없으면서 소거연산이 일어나는 뱅크가 있을 때, 상기 소거연산에 대한 결과를 먼저 확인하는 단계; 상기 소거연산이 완료되었으면, 상기 소거연산 완료에 따라 생성된 사용 가능 블록을 할당하여 상기 연산을 이행하는 단계를 더 구비함을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 방법은, 상기 소거 연산중인 뱅크의 또 다른 블록에 대한 소거 연산이 발생하면, 상기 뱅크의 또 다른 블록을 소거 연산 대기로 표시하는 단계; 상기 소정 뱅크에 대한 소거 연산이 완료되면, 상기 대기 표시된 상기 뱅크의 또 다른 블록에 대한 소거 연산을 이행하는 단계를 더 포함함을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 소거연산이 시작하여 끝나는 시간 동안 결과를 기다리는 것이 아니라 다른 뱅크에서 다른 작업을 하도록 함으로써 소거 작업에 발생되는 시간을 최대한 줄여 FTL의 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 뱅크가 소거연산을 하는 동안 소거연산 결과를 기다리지 않고 다른 뱅크에서 다른 연산을 하도록 구성한다. 즉, 본 발명은 특정 뱅크에 소거연산이 시작되면 이에 대한 결과를 확인하기 위해 대기하는 것이 아니라 동일 시간에 FTL(Flash Translation Layer) 에서 다른 작업을 하도록 구성하여 대기 시간을 없애고 이 시간을 활용한다.

이를 위해 본 발명은 뱅크가 소거연산 중임을 나타내고 소거연산이 발생한 블록을 관리하는 리스트인 소거 뱅크 리스트를 사용하여 특정 뱅크의 소거연산 중에 다른 뱅크에서 다른 연산을 할 수 있도록 하고 소거연산 중인 뱅크를 회피하여 블록을 할당하도록 제어한다.

FTL에서는 소거연산이 필요한 블록을 소거연산시킨 후 이 블록을 포함하는 뱅크에 대한 접근을 제어함으로써 다른 연산을 할 수 있게 한다. 이를 위해서는 블록할당과정에서 소거연산 중인 뱅크를 회피하는 방법을 사용하는데 여기에는 두 가지 방법이 있다.

상기 두 가지 방법 중 하나는 사용가능 블록 리스트에 블록번호 이외에 뱅크번호도 같이 관리하는 것으로, 소거연산이 발생하면 FTL에서는 다른 연산을 위해 소거 뱅크 리스트에 등록된 뱅크를 검색하고, 사용가능 블록 리스트에서 위에서 검색한 뱅크가 아닌 블록을 할당한다.

상기 두 가지 방법 중 다른 하나는 사용가능 뱅크 리스트를 사용하는 것이다. 이 사용가능 뱅크리스트는 뱅크에 사용가능 블록이 존재하면 리스트에 포함하고 존재하지 않으면 리스트에서 제외하는 것이다. 즉, 소거 뱅크 리스트에 뱅크가 등록되면 사용가능 뱅크리스트에서 제거된다. 사용가능 뱅크 리스트는 각 뱅크에서 사용 가능한 블록의 번호를 관리하고 있다. 그리하여 소거연산이 발생하면 FTL에서는 다른 연산을 위해 소거 뱅크 리스트에 등록된 뱅크를 검색한 후 사용가능 뱅크 리스트에 있는 뱅크의 블록을 할당한다.

만약 소거연산 중인 뱅크의 또 다른 블록에 대한 소거연산이 발생하면 이 뱅크의 다른 블록이 소거연산 대기중임을 표시하고 FTL에서는 다른 연산을 할 수 있도록 한다. 같은 뱅크 내의 소거연산 중이던 블록이 소거완료 결과를 확인함과 동시에 이 뱅크에 대한 소거대기중인 블록의 표시가 있으면 다음 블록을 소거 뱅크리스트에 등록하고 소거연산을 한다.

또한 본 발명은 소거연산의 결과는 플래시 메모리의 스펙에서 제공하는 소거 수행 시간(특정 시간)이 지난 후에 확인한다.

바람직하게는, 소거연산의 결과를 확인하는 방법으로 플래시 상태모드(status mode)를 읽어와서 확인하는 방법, 모든 블록의 데이터를 소거 완료후의 값인지 확인하는 방법 그리고 특정 시간이 지난 후에는 소거가 정상적으로 끝났다고 무조건 판단하는 방법을 사용한다.

첫 번째로 플래시 소거 상태 정보를 읽어와서 확인하는 방법은 특정 시간 후 플래시 상태모드(status mode)에 따라 소거 결과를 처리한다.

두 번째로 모든 블록의 데이터를 소거 완료후의 값인지 확인하는 방법은 플래시 상태모드(status mode)를 제공하지 않는 플래시 메모리의 경우 사용하는 방법이다. 보통 소거연산에 걸리는 시간을 읽기 연산보다 수백 배에서 수천 배 오래 걸 린다. 이러한 시간 차이를 이용해서 소거연산 중 다른 뱅크에서 다른 연산을 하고 난 후 소거연산의 결과를 확인하더라도 수백, 수천 배의 이상의 시간적인 이익을 볼 수 있다.

마지막으로 특정 시간이 지난 후에는 소거가 정상적으로 끝났다고 무조건 판단하는 방법은 멀티-뱅크 플래시 메모리 특히 노어 플래시의 특성을 이용한 것으로 소거연산이 실패할 경우 이 플래시의 완전성 및 데이터의 무결성을 보장 할 수 없다는 것에서 착안한 것이다. 소거연산이 정상적으로 끝났다고 판단한 후 블록에 대한 에러가 발생시 이 플래시 메모리자체 에러로 간주한다.

만약 사용가능 블록이 없는 상태에서 소거연산이 일어나는 뱅크가 있을 경우에는 특정시간을 기다리지 않고, 특정시간 이전에 두 번째 방법인 모든 블록의 데이터를 소거 완료후의 값인지 확인하는 방법을 통해 사용가능 블록의 획득시간을 더 줄일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1는 소거연산중인 뱅크가 있을 때 다른 뱅크에서 다른 연산을 할 수 있도록 제어하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 소거연산 중인 뱅크가 있을 때 기록을 위해 소거연산 중인 뱅크를 사용가능 블록리스트에서 제외하여 새로운 블록을 할당하는 과정을 나타낸다.

뱅크 1번의 8번 블록이 소거연산에 들어감과 동시에 소거연산 뱅크 리스트에 등록하고 FTL에서는 다른 블록에서 다른 연산을 한다. FTL에서 다음 연산으로 다시 소거연산을 하여 4번 뱅크의 24번 블록을 소거 블록 리스트에 등록하였다. 또 한번의 소거연산에 들어갔으므로 FTL에서는 또 다른 블록에서 또 다른 연산을 한다. 이번에는 FTL에서 기록연산을 위해 새로운 블록을 할당 받는다. 먼저 소거 뱅크 리스트에 소거연산 중인 뱅크를 검색한다. 그리고 사용가능 블록 리스트에서 앞서 검색한 소거연산 중인 뱅크를 피해 사용가능 블록을 할당 받는다. 뱅크 1번이 소거연산 중이므로 사용가능 블록 리스트에서 제일 앞에 있는 뱅크 1번 9번 블록을 제외하고 다음 사용가능 블록인 14번을 할당 받는다. 14번 블록은 2번 뱅크에 속하므로 할당 받아 사용하는데 아무런 제약이 없다. 이제 14번 블록에 기록연산을 수행한다.

도 2는 소거연산중인 뱅크가 있을 때 다른 뱅크에서 다른 연산을 할 수 있도록 제어하는 또 다른 방법을 개략적으로 나타낸다.

도 2에 도시된 바와 같이, 소거연산 중인 뱅크가 있을 때 기록을 위해 사용가능 뱅크 리스트를 사용하여 새로운 블록을 할당하는 과정을 나타낸다.

소거 뱅크 리스트에 뱅크가 등록되기 전의 사용가능 뱅크 리스트를 보면 사용가능 블록이 있는 뱅크인 1, 2, 3, 4 그리고 5번이 포함되어 있는 것을 보여준다. FTL에서 연속적으로 3번의 소거연산을 한 후의 소거 뱅크리스트에는 3개의 뱅크가 소거연산 중에 있다. 이때 뱅크 1, 0, 4번 중 뱅크 1번과 4번은 소거 뱅크리스트에 등록되어 사용가능 뱅크리스트에서 제거된 것을 보여준다. 마지막으로 추가된 4번 뱅크 24번 블록의 소거연산을 시작한 후 FTL에서 발생된 새로운 연산인 기록 연산을 위해 새로운 블록을 할당 받는다. 사용가능 뱅크리스트에 처음 등록된 2번 뱅크의 사용가능 블록인 15번 블록을 할당한다. 그리고 15번 블록에 대한 기록 작업을 한다. 사용가능 뱅크리스트에서 2번 뱅크를 보면 사용가능 블록으로 15번 블록 하나뿐임을 보여준다. 그리하여 사용가능 뱅크 리스트는 15번을 할당한 후 사용가능 블록이 없는 2번 뱅크를 리스트에서 제외시킨다.

이제 특정 시간이 흘러 소거연산 중이던 뱅크들의 소거연산결과가 정상적으로 나옴을 확인한 후 FTL에서는 소거 뱅크리스트에 등록되어 사용가능 뱅크리스트에서 제거된 1번, 4번 뱅크를 사용가능 뱅크리스트에 다시 추가한다. 그리고 사용가능 블록이 없던 0번 뱅크에 1번 블록이 사용가능 상태임을 알고 이 뱅크를 사용가능 뱅크 리스트에 포함시킨다.

도 3는 소거연산중인 뱅크의 다른 블록이 소거연산으로 다시 등록되어 처리되는 과정을 나타낸다. 상기 도 3을 참조하면, 소거연산중인 1번 뱅크의 또 다른 블록인 7번을 소거연산 하라고 하면 이 7번 블록을 1번 뱅크 8번 블록 뒤에 소거연산 대기로 표시하고 FTL에서는 다른 연산을 한다. 처음 소거연산 중이던 1번 뱅크의 8번의 소거완료 결과를 확인함과 동시에 소거연산 대기로 표시가 있으므로 1번 뱅크 7번 블록을 소거 뱅크리스트에 등록하고 소거연산을 수행한다.

도 5a는 본 발명에 따른 소거연산 중에 다른 뱅크에서 다른 연산이 일어나는 흐름도를 나타낸다. 블록소거 후 소거연산의 결과를 기다리지 않고 소거연산을 끝낸다.

도 5b는 본 발명에 따른 특정시간이 지나면 소거연산 결과를 확인하는 흐름도를 나타낸다. 소거연산이 시작되고 특정시간이 경과하기 전까지는 다른 블록에 다른 연산을 하여 소거연산의 결과를 기다리며 낭비되는 시간을 줄인다.

도 1는 소거연산중인 뱅크가 있을 때 다른 뱅크에서 다른 연산을 할 수 있도록 제어하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 소거연산중인 뱅크가 있을 때 다른 뱅크에서 다른 연산을 할 수 있도록 제어하는 또 다른 방법을 개략적으로 나타낸 도면.

도 3는 소거연산중인 뱅크의 다른 블록이 소거연산으로 다시 등록되어 처리되는 과정을 나타낸 도면.

도 4는 종래 기술에 따른 소거연산에 따른 처리과정을 도시한 도면.

도 5a는 본 발명에 따른 소거연산 중에 다른 뱅크에서 다른 연산이 일어나는 흐름도.

도 5b는 본 발명에 따른 특정시간이 지나면 소거연산 결과를 확인하는 흐름도.

Claims (7)

1. 다수의 블럭으로 구성되는 뱅크가 다수 구비된 플래시 메모리에 대한 소거 연산 관리 방법에 있어서,

   상기 플래시 메모리의 블록번호 및 뱅크번호의 관리를 위한 사용 가능 블록 리스트 및 소거 뱅크 리스트를 구성하는 단계;

   상기 플래시 메모리에 구비된 어느 한 뱅크의 어느 한 블럭에 대한 소거 연산이 요청되면, 상기 소거 뱅크 리스트에 상기 소거 연산 대상의 뱅크 및 블록 정보를 기록하고 소거 연산을 이행하는 단계;

   상기 블럭의 소거 연산 이행 중에 쓰기 연산이 요청되면, 상기 쓰기 연산을 위해 사용 가능한 블록 및 소거 연산이 이행되는 뱅크가 있는지를 체크하는 단계;

   상기 쓰기 연산을 위해 사용 가능한 블록이 있으면, 상기 소거 뱅크 리스트에 포함되지 않은 뱅크의 블록을 할당하여 상기 쓰기 연산을 이행하는 단계;

   상기 쓰기 연산을 위해 사용 가능한 블록이 없으면서 상기 소거 연산이 이행되는 뱅크가 있으면, 상기 소거 연산에 대한 결과를 체크하고, 상기 소거 연산이 완료되었으면 상기 소거 연산 완료에 따라 생성된 사용 가능 블록을 할당하여 상기 쓰기 연산을 이행하는 단계;

   상기 블럭의 소거 연산 이행 중에 상기 소거 연산이 이행되는 블럭이 포함되는 뱅크 내의 다른 블록에 대한 소거 연산이 요청되면, 상기 소거 연산 중인 뱅크의 소거 연산 요청된 블럭을 소거 연산 대기로 표시하고,

   상기 소거 연산 이행중인 상기 블럭에 대한 소거 연산이 완료되면, 상기 소거 연산 대기로 표시된 상기 블럭에 대한 소거 연산을 이행하는 단계;

   상기 블럭의 소거 연산이 개시된 후 미리 정해둔 특정 시간이 경과되면 상기 소거연산에 대한 결과를 확인하여 상기 소거된 뱅크의 블록을 사용가능 블록으로 처리하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리의 소거연산 관리방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 소거 결과의 확인은,

   소거 상태를 나타내는 플래시 소거 상태정보를 읽어와서 확인하거나,

   상기 뱅크에 속하는 블록의 데이터 값이 소거 완료 후의 값인지 확인함으로써 이행됨을 특징으로 하는 플래시 메모리의 소거연산 관리 방법.
5. 제1항에 있어서,

   미리 정해둔 특정 시간이 경과되면 상기 소거연산이 완료된 것으로 판단하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 플래시 메모리의 소거연산 관리 방법.
6. 삭제
7. 삭제

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