KR100957095B1 - 플래시 메모리를 복구하는 임베디드 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 임베디드 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임베디드 시스템에서 플래시 메모리의 파일 시스템의 손상 발생시 이를 복구하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, NOR 플래시 메모리를 포함하는 임베디드 시스템에 있어서, CRC 검사를 위한 정상상태 체크값을 저장하고 있고, 장애 탐지 수행을 통해 상기 NOR 플래시 메모리의 장애가 발견된 경우 상기 NOR 플래시 메모리 복구를 수행하는 부트 프롬(boot prom) 및 상기 임베디드 시스템의 시동시 상기 부트 프롬으로 점프하도록 설정되어 있는 중앙 처리 장치를 포함하는 임베디드 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 임베디드 시스템 및 플래시 메모리 복구 방법은 비정상적인 운용상태에서도 임베디드 시스템이 스스로 장애를 복구하여 고 가용성을 가져올 수 있다.
임베디드 시스템, 플래시, 파일 시스템, 손상, 복구

Description

플래시 메모리를 복구하는 임베디드 시스템 및 그 방법{Embedded system for repairing flash memory and the method thereof}
본 발명은 임베디드 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임베디드 시스템에서 플래시 메모리의 파일 시스템의 손상 발생시 이를 복구하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 자동차에는 다양한 전자 시스템이 결합되고 있다. 전자 부트 작동기(electronic boot release), 전동 거울 조정장치, 비 탐지, 썬루프, 기상 관리 장치, 파워 윈도우, 좌석 조절장치, 파워 트레인, 안정성 제어(ABS, 견인 제어, 액티브 서스펜션), 엔진 관리, 변속 같은 실시간 제어 애플리케이션, 인터넷, 디지털 TV 등의 멀티미디어 기기 등이 차량에 장착되어 사용되고 있다.
이러한 멀티미디어 기기, 내비게이션 기기, 텔레매틱스 기기 등의 전자 시스템들은 임베디드 시스템의 일종에 해당한다.
도 1은 종래 임베디드 시스템의 구성 블록도이고, 도 2는 종래 NOR 플래시 메모리의 신뢰성에 따른 임베디드 시스템의 운용 방법의 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 임베디드 시스템(100)은 기본적으로 중앙 처리 장 치(CPU)(110)와, 휘발성 메모리인 SDRAM(120)과, 어플리케이션 저장용인 NOR 플래시 메모리(130)과, 대용량 데이터(예를 들어, 내비게이션용 지도데이터, 멀티미디어용 파일 등)를 저장하기 위한 스토리지(140)를 포함한다. 여기서, 스토리지(140)는 USB, CF 또는 HDD 등일 수 있다.
도 2를 참조하면, 임베디드 시스템(100)이 시작된(S200) 이후, NOR 플래시 메모리(130)에 장애 발생 여부를 확인한다(S210). NOR 플래시 메모리(130)는 무한한 기간의 신뢰성을 가지는 것이 아니므로, 전원 이상, EMI로 인한 파일시스템의 손상, 잘못된 어플리케이션에 의한 물리적/논리적 장애가 발생할 가능성이 있다.
이러한 장애 발생 여부를 확인한 후 장애가 없다면 정상적으로 임베디드 시스템(100)이 운용된다(S230). 하지만, 장애가 있는 경우에는 임베디드 시스템(100) 전체가 정지되고 더 이상의 동작이 불가능하게 된다.
고성능을 요하는 임베디드 시스템(멀티미디어 기기, 내비게이션 기기, 텔레매틱스 기기 등)은 운영체제(OS)와 어플리케이션을 저장하기 위한 플래시 메모리와, 고용량의 데이터를 저장하기 위한 USB, CF나 HDD와 같은 대용량 스토리지가 장착되어 있다. 이는 마이컴 기반의 시스템과 비교할 때 장애가 발생할 가능성이 더 높음을 의미한다.
비정상적인 운용상태(예를 들어, 전원 이상, EMI로 인한 파일 시스템의 손상, 잘못된 어플리케이션에 의한 파일시스템의 손상 등에 의한 논리적인 장애가 발생한 경우)에도 임베디드 시스템 전체가 정지되는 것을 막는 방법은 없는 실정이다.
따라서, 본 발명은 비정상적인 운용상태에서도 임베디드 시스템이 스스로 장애를 복구하여 고 가용성을 가져올 수 있는 임베디드 시스템 및 플래시 메모리 복구 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 부트 프롬(boot prom)을 추가하여 상대적으로 용량이 크고 안정적인 외부 메모리에 미리 압축되어 저장되어 있는 플래시 메모리 파일 시스템의 초기 상태 이미지를 플래시 메모리에 복구하여 시스템에 발생한 장애를 해결하는 임베디드 시스템 및 플래시 메모리 복구 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, NOR 플래시 메모리를 포함하는 임베디드 시스템에 있어서, CRC 검사를 위한 정상상태 체크값을 저장하고 있고, 장애 탐지 수행을 통해 상기 NOR 플래시 메모리의 장애가 발견된 경우 상기 NOR 플래시 메모리 복구를 수행하는 부트 프롬(boot prom) 및 상기 임베디드 시스템의 시동시 상기 부트 프롬으로 점프하도록 설정되어 있는 중앙 처리 장치를 포함하는 임베디드 시스템이 제공된다.
여기서, 정상상태의 플래시 메모리용 복구 이미지를 압축하여 저장하고 있는 스토리지를 더 포함하되, 상기 부트 프롬은 상기 NOR 플래시 메모리의 장애가 발견된 경우 상기 스토리지의 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 덮어씀으로써 상기 NOR 플래시 메모리 복구를 수행할 수 있다. 휘발성 메모리인 SDRAM을 더 포함하되, 상기 부트 프롬은 상기 NOR 플래시 메모리의 장애가 발견된 경우 상기 스토리지에 저장되어 있는 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 SDRAM에 압축 해제하여 저장하고, 압축 해제된 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 덮어쓸 수 있다.
또한, 상기 부트 프롬은 상기 NOR 플래시 메모리의 파일 시스템의 현재 체크값을 산출하고, 미리 저장된 정상상태 체크값을 비교함으로써 상기 장애 탐지를 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, NOR 플래시 메모리를 포함하는 임베디드 시스템에서 NOR 플래시 메모리 장애 발생시 복구하는 방법에 있어서, 전원 인가시 부트 프롬으로 점프하는 단계 (a); 상기 부트 프롬이 현재 NOR 플래시 메모리의 파일 시스템의 체크값을 산출하는 단계 (b); 미리 저장된 정상상태 체크값과 상기 산출된 체크값을 비교하여 상기 NOR 플래시 메모리의 장애 발생 여부를 판단하는 단계 (c); 및 상기 판단 결과 장애 발생시 스토리지에 압축 저장되어 있는 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 복사하는 단계 (d)를 포함하는 임베디드 시스템의 플래시 메모리 복구 방법이 제공된다.
여기서, 상기 단계 (d)는, 상기 스토리지에 기록된 복구 완료 플래그가 있는지 확인하는 단계 (d-1); 상기 복구 완료 플래그가 없는 경우 상기 스토리지에 압축 저장되어 있는 상기 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 복사하는 단계 (d-2); 및 상기 스토리지에 상기 복구 완료 플래그를 기록하는 단계 (d-3)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 단계 (d-2)는, 상기 스토리지에 압축 저장되어 있는 상기 플래시 메모리용 복구 이미지를 SDRAM에 압축 해제하는 단계 및 상기 압축 해제된 상기 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 복사하는 단계를포함할 수 있다.
상기 단계 (d) 이후에, 상기 임베디드 시스템을 리부팅하는 단계 상기 부트 프롬에서 현재 NOR 플래시 메모리의 파일 시스템의 체크값을 산출하는 단계 미리 저장된 정상상태 체크값과 상기 산출된 체크값을 비교하여 상기 NOR 플래시 메모리의 장애 발생 여부를 판단하는 단계 상기 판단 결과 장애 발생시 물리적 손상으로 판단하여 안전모드로 전환하는 단계 및 디스플레이 화면에 장애 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 임베디드 시스템 및 플래시 메모리 복구 방법은 비정상적인 운용상태에서도 임베디드 시스템이 스스로 장애를 복구하여 고 가용성을 가져올 수 있다.
또한, 부트 프롬을 추가하여 상대적으로 용량이 크고 안정적인 외부 메모리에 미리 압축되어 저장되어 있는 플래시 메모리 파일 시스템의 초기 상태 이미지를 플래시 메모리에 복구하여 시스템에 발생한 장애를 해결하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 시스템의 구성 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 시스템의 플래시 메모리 복구 방법의 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 시스템의 동작 순서를 나타낸 도면이다. 도 6은 CRC 검사를 위한 체크값을 계산하는 방법을나타낸 도면이고, 도 7은 정상 상태의 플래시 메모리와 비정상 상태의 플래시 메모리의 체크값을 나타낸도면이며, 도 8은 복구 이미지를 플래시 메모리에 덮어 쓰는 방법을 나타낸 도면이다.
임베디드 시스템(300)은 중앙 처리 장치(110)와, 휘발성 메모리인 SDRAM(120)과, 어플리케이션 저장용인 NOR 플래시 메모리(130)와, 대용량 데이터(내비게이션 지도데이터, 멀티미디어 데이터 등)를 저장하기 위한 스토리지(140) 및 부트 프롬(310)을 포함한다.
중앙 처리 장치(110)는 최초 시동시 부트 프롬(310)으로 점프(jump)하도록 설정되어 있다. 스토리지(140)는 정상 상태의 NOR 플래시 메모리에 상응하는 NOR 플래시 메모리용 복구 이미지를 압축-저장하고 있다.
부트 프롬(boot prom)(310)은 프로그래머블 리드-온니 메모리(programmable read-only memory)로써, NOR 플래시 메모리(130)가 정상 상태일 때의 CRC(Cyclic Redundancy Check) 검사를 위한 체크값, 장애 탐지 프로그램과 플래시 메모리 복구를 위한 프로그램이 저장되어 있다.
임베디드 시스템(300)의 전원이 인가되면 부팅 동작을 시작한다(S400). 중앙 처리 장치(110)는 부트 프롬(310)으로 점프(jump)하고, 부트 프롬(310)에 있는 장애 탐지 프로그램을 실행한다(S405)(도 5의 ① 참조).
장애 탐지 프로그램이 실행되면, 부트 프롬(310)은 NOR 플래시 메모리(130)의 파일 시스템의 CRC 검사를위한 체크값을 검사하여 파일 시스템에 장애가 발생하였는지 여부를 판단한다(S410). 장애 발생 여부 판단에 대해서는 도 6 및 7을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 체크값을 산출하는 방법은 다음과 같다.
도 6의 (a)를 참조하면, NOR 플래시 메모리를 구성하는 다수의셀(shell) 중 어느 하나가 도시되어 있다. 그 중 제1 영역(600)은 16개의 단위로 구성되어 있다.
제1 영역(600)을 2진수로 표현한 것이 도 6의 (b)의 참조번호 610이다. 제1 영역(600) 내의 2진수의 비트합을 16진수로 변환한다. 제1 영역(600)은 2진수로 ‘0101001110011100’으로 표현된다(610 참조). 제1 영역(600)은 0101(=5)(610a), 0011(=3)(610b), 1001(=9)(610c), 1100(=C)(610d)로 구분된다. 참조번호 610의 2진수를 4자리씩 나누어 4자리의 16진수 값으로 변환한 값이 ‘539C’이다(620 참조).
이렇게 변환된 4자리의 16진수 값(620)을 합하고(도 6의 (c) 참조), 미리 정해진 단위 수로 나누면 최종적인 체크값이 산출된다(도 6의 (d) 참조).
정상상태의 NOR 플래시 메모리(130)의 셀에서 추출된 체크값을 7592라 가정할 때(도 7의 (a) 참조), 데이터가 손상된 NOR 플래시 메모리(130)의 셀에서 추출된 값은 데이터 내용이 변경되어 체크값이 7592와는 다른 값(예를 들어, 4325 등) 이 추출된다(도 7의 (b) 참조).
따라서, 정상상태의 NOR 플래시 메모리(130)의 정상상태 체크값은 미리 계산되어 부트 프롬(310)에 저장되어 있으며, S410에서 장애 탐지 프로그램이 실행되면 부트 프롬(310)은 NOR 플래시 메모리(130)의 현재 체크값을 도 6에 도시된 것과 같이 산출한 후 미리 저장된 정상상태 체크값과 비교함으로써 장애 발생 여부를 판단할 수 있게 된다.
장애가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우 정상 부팅상태로 진행하게 된다(S445).
장애가 발생한 것으로 판단된 경우 외부 메모리, 즉 스토리지(140)에 기록된 복구 완료 플래그 값이 있는지 확인한다(S410). 기록이 없으면NOR 플래시 메모리(130)를 포맷한다(S415). 그리고 스토리지(140)에 미리 압축-저장되어 있던 NOR 플래시 메모리용 복구 이미지로 복구 작업을 수행한다(S420)(도 5의 ② 참조).
도 8을 참조하면, 부트 프롬(310)은 스토리지(140)에 저장된 플래시 메모리용 복구 이미지를 읽어온다. 그리고 휘발성메모리인 SDRAM(120)에 플래시 메모리용 복구 이미지의 압축을 해제한다. 그리고 SDRAM(120)에 압축 해제된 플래시 메모리용 복구 이미지를 플래시 메모리(130)의 손상된 영역에 덮어씀으로써 플래시 메모리(130)를 복구하게 된다. 이후 외부 메모리, 즉 스토리지(140)에 복구 완료 플래그를 저장한다(도 5의 ③ 참조).
이후 하드웨어를 리셋하고(S425), 시스템을 리부팅시켜 부트 프롬(310)에서 다시 NOR 플래시 메모리(130)의 파일 시스템 상태를 CRC 검사를 통해 확인한 다(S430). 장애가 발생하지 않으면 정상 부팅하고(S445), 외부 메모리에 저장된 복구 완료 플래그를 제거한다.
만약 장애가 발생한 경우에는 외부 메모리에 복구 완료 플래그가 발견된 경우 이미 포맷 및 이미지 복구를 시도하였음을 확인할 수 있다. 즉, 포맷 및 이미지 복구를 통해서 해결할 수 있는 논리적인 장애가 아니라 물리적으로 손상된 경우임을 확인할 수 있께 된다. 따라서, 안전모드로 전환하고(S435), 디스플레이 화면에 사용자가 장애를 알 수 있도록 하는 메시지를 출력한다(S440).
한편, 상술한 플래시 메모리 복구 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 문서 탐색 서비스 제공 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체, 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
도 1은 종래 임베디드 시스템의 구성 블록도.
도 2는 종래 NOR 플래시 메모리의 신뢰성에 따른 임베디드 시스템의 운용 방법의 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 시스템의 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 시스템의 플래시 메모리 복구 방법의 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 시스템의 동작 순서를 나타낸 도면.
도 6은 CRC 검사를 위한 체크값을 계산하는 방법을 나타낸 도면.
도 7은 정상 상태의 플래시 메모리와 비정상 상태의 플래시 메모리의 체크값을 나타낸 도면.
도 8은 복구 이미지를 플래시 메모리에 덮어 쓰는 방법을 나타낸 도면.
<도면의주요부분에 대한 부호의 설명>
100, 300: 임베디드 시스템
110: 중앙 처리 장치 120: SDRAM
130: NOR 플래시 메모리 140: 스토리지
310: 부트 프롬

Claims (8)

  1. NOR 플래시 메모리를 포함하는 임베디드 시스템에 있어서,
    CRC 검사를 위한 정상상태 체크값을 저장하고 있고, 장애 탐지 수행을 통해 상기 NOR 플래시 메모리의 장애가 발견된 경우 상기 NOR 플래시 메모리 복구를 수행하는 부트 프롬(boot prom);
    상기 임베디드 시스템의 시동시 상기 부트 프롬으로 점프하도록 설정되어 있는 중앙 처리 장치; 및
    정상상태의 플래시 메모리용 복구 이미지를 압축하여 저장하고 있는 스토리지;를 포함하며,
    상기 부트 프롬은,
    상기 NOR 플래시 메모리의 파일 시스템의 현재 체크값을 산출하고 미리 저장된 정상상태 체크값을 비교함으로써 상기 장애 탐지를 수행하고,
    상기 NOR 플래시 메모리의 장애가 발견된 경우 상기 스토리지의 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 덮어씀으로써 상기 NOR 플래시 메모리 복구를 수행하되, 스토리지에 기록된 복구 완료 플래그가 있는지 확인하여 상기 복구 완료 플래그가 없는 경우 상기 스토리지에 압축 저장되어 있는 상기 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 복사하고 상기 스토리지에 상기 복구 완료 플래그를 기록하며,
    상기 장애 탐지 수행과 NOR 플래시 메모리 복구를 수행한 이후, 상기 임베디드 시스템을 리부팅하고, 현재 NOR 플래시 메모리의 파일 시스템의 체크값을 산출하여 미리 저장된 정상상태 체크값과 상기 산출된 체크값을 비교하여 상기 NOR 플래시 메모리의 장애 발생 여부를 판단하며, 상기 판단 결과 장애 발생시 물리적 손상으로 판단하여 안전모드로 전환하고 디스플레이 화면에 장애 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    휘발성 메모리인 SDRAM을 더 포함하되,
    상기 부트 프롬은 상기 NOR 플래시 메모리의 장애가 발견된 경우 상기 스토리지에 저장되어 있는 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 SDRAM에 압축 해제하여 저장하고, 압축 해제된 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 덮어쓰는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템.
  4. 삭제
  5. NOR 플래시 메모리를 포함하는 임베디드 시스템에서 NOR 플래시 메모리 장애 발생시 복구하는 방법에 있어서,
    전원 인가시 부트 프롬으로 점프하는 단계 (a);
    상기 부트 프롬이 현재 NOR 플래시 메모리의 파일 시스템의 체크값을 산출하는 단계 (b);
    미리 저장된 정상상태 체크값과 상기 산출된 체크값을 비교하여 상기 NOR 플래시 메모리의 장애 발생 여부를 판단하는 단계 (c); 및
    상기 판단 결과 장애 발생시 스토리지에 압축 저장되어 있는 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 복사하는 단계 (d);를 포함하되,
    상기 단계 (d)는, 상기 스토리지에 기록된 복구 완료 플래그가 있는지 확인하는 단계 (d-1)와, 상기 복구 완료 플래그가 없는 경우 상기 스토리지에 압축 저장되어 있는 상기 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 복사하는 단계 (d-2)와, 상기 스토리지에 상기 복구 완료 플래그를 기록하는 단계 (d-3)를 포함하고,
    상기 단계 (d) 이후에, 상기 임베디드 시스템을 리부팅하는 단계와, 상기 부트 프롬에서 현재 NOR 플래시 메모리의 파일 시스템의 체크값을 산출하는 단계와, 미리 저장된 정상상태 체크값과 상기 산출된 체크값을 비교하여 상기 NOR 플래시 메모리의 장애 발생 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 장애 발생시 물리적 손상으로 판단하여 안전모드로 전환하는 단계와, 디스플레이 화면에 장애 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템의 플래시 메모리 복구 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (d-2)는,
    상기 스토리지에 압축 저장되어 있는 상기 플래시 메모리용 복구 이미지를 SDRAM에 압축 해제하는 단계 및
    상기 압축 해제된 상기 플래시 메모리용 복구 이미지를 상기 NOR 플래시 메모리에 복사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템의 플래시 메모리 복구 방법.
  8. 삭제
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