KR101030385B1

KR101030385B1 - 내부 메모리만을 가지는 시스템의 부팅 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101030385B1
Application number: KR1020060013636A
Authority: KR
Inventors: 송인철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2011-04-20
Also published as: KR20070081597A

Abstract

본 발명은 내부 메모리만을 가지는 시스템의 부팅 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 외부 메모리가 없는 시스템에서 호스트로부터 부팅 코드를 저장했다가 내부 시스템 메모리로 전송하는 장치 및 방법을 제공한다. 이와 같이 하면 외부 메모리가 없는 시스템에서도 부팅 동작을 안정적이고 빠르게 수행할 수 있다.

부팅 코드, 내부 메모리, 더블 버퍼

Description

내부 메모리만을 가지는 시스템의 부팅 장치 및 방법{BOOTING APPARATUS AND METHOD FOR SYSTEM WITH ONLY INTERNAL MEMORY}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부팅 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 부팅 장치의 동작을 도시한 순서도이다.

본 발명은 부팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 외부 메모리 없이 내부 메모리만을 가지는 시스템에서의 부팅 장치 및 방법에 관한 것이다.

부팅(booting)은 보조 기억장치로부터 시스템의 주 메모리의 특정 영역에 운영체제를 적재시키는 작업을 일컫는 것으로, 종래의 부팅 방법으로는 내장형 프로세서(embedded processor)를 가지고 있는 칩이 외부 메모리 인터페이스(external memory interface)를 통해 외부의 정적 메모리(Static Read Only Memory, 이하 SROM이라고 함)를 액세스하여 SROM으로 부팅하는 방법과, 플래쉬 메모리에서 부팅 코드를 내부로 복사한 다음 부팅을 수행하고 이후에 대량의 데이터를 플래쉬 메모 리에서 동기식 동적 램(Synchronous Dynamic Random Access Memory, 이하 SDRAM이라고 함)으로 옮긴 후 SDRAM으로 점프하는 방법이 있다.

그러나 이러한 방법은 모두 부팅 코드를 시스템의 외부 메모리에 저장하는 방법으로서, 외부 메모리가 없이 내부 메모리만을 포함하는 시스템에서는 이와 같은 부팅 방법을 사용할 수 없다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부 메모리가 없이 내부 메모리만을 가지는 시스템에서 효과적으로 부팅을 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내부 메모리만을 가지는 시스템에서 부팅을 수행하며, 부팅 완료 후에 외부 호스트가 내부 시스템의 특정 영역에 데이터를 전송하고자 할 때 내부 마스터(master)의 도움 없이 데이터를 전송할 수 있도록 마스터의 역할을 하는 부팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내부 메모리만을 가지는 시스템에서 부팅을 수행하며, 부팅 완료 후에 호스트 인터페이스를 위한 슬레이브(slave)로 사용할 수 있도록 하는 부팅 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 부팅을 위한 외부 메모리 없이 내부 메모리만을 가지는 시스템의 부팅 장치에 있어서, 호스트와의 인터페이스를 담당하는 인터페이스부와, 상기 인터페이스부를 통하여 상기 호스트로부터 부팅 코드를 읽어 들여서 저장하는 메모리 와, 상기 호스트가 상기 메모리를 제어할 수 있도록 하며, 상기 시스템의 프로세서의 클록 및 리셋 동작을 제어하도록 하기 위한 제어 정보를 저장하는 레지스터와, 상기 레지스터에 저장된 정보를 토대로 상기 메모리에 저장된 부팅 코드를 상기 내부 메모리로 전송하는 마스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 부팅을 위한 외부 메모리 없이 내부 메모리를 가지는 시스템을 부팅하기 위한 방법에 있어서, 호스트와의 인터페이스를 담당하는 인터페이스부와, 상기 호스트로부터 부팅 코드를 읽어 들여서 저장하는 메모리와, 상기 호스트가 상기 메모리를 제어할 수 있도록 하며, 상기 시스템의 프로세서의 클록 및 리셋 동작을 제어하도록 하기 위한 제어 정보를 저장하는 레지스터와, 상기 레지스터에 저장된 정보를 토대로 상기 메모리에 저장된 부팅 코드를 상기 내부 메모리로 전송하는 마스터를 포함하는 부팅 장치를 제공하는 과정과, 상기 호스트가 상기 부팅 장치에 클록을 인가하고 리셋을 해제 한 후에 상기 부팅 장치를 활성화 시키는 과정과, 상기 호스트가 부팅 코드를 상기 부팅 장치의 메모리에 저장하고, 상기 메모리의 동작 상태를 체크하는 과정과, 상기 호스트가 상기 부팅 장치의 동작을 제어하기 위한 정보를 상기 부팅장치의 레지스터에 저장하는 과정과, 상기 호스트가 상기 메모리에 저장된 부팅 코드를 상기 내부 메모리로 전송하는 과정과, 상기 부팅 코드의 전송이 완료되면, 상기 호스트가 상기 부팅장치를 비활성화 시키고 상기 시스템의 프로세서의 리셋을 해제 시키는 과정과, 상기 시스템의 프로세서가 상기 부팅장치로부터 전송된 부팅 코드를 이용하여 상기 시스템을 부팅 시키는 동작을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 외부 시스템 메모리 없이 내부 메모리만을 가지고 있는 시스템에서 호스트를 통해 내부 메모리에 부팅 코드를 저장하고, 상기 저장된 부팅 코드로 내부 프로세서가 부팅을 수행하도록 하는 부팅 장치를 제공한다. 또한 본 발명에 따른 부팅 장치는 부팅 후 정상 동작시에 내부 마스터의 도움 없이 특정 데이터를 내부 시스템 영역에 전송하는 마스터와, 외부 호스트와 내부 시스템의 인터페이스 역할을 하는 슬레이브로 동작하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부팅 장치(100)는 호스트와의 인터페이스를 담당하는 인터페이스부(110), 호스트로부터 부팅 코드를 읽어들여서 저장하는 내부 메모리(120) 및 호스트가 내부 메모리(120)를 제어할 수 있도록 하며 내부 프로세서의 클록 및 리셋 동작을 제어하도록 하는 레지스터(130)를 포함한다.

또한 부팅 이후에 내부 시스템 마스터의 도움 없이 특정 데이터를 내부 시스 템 영역에 전송하는 마스터(140)와, 외부 호스트와 내부 시스템의 인터페이스 역할을 하는 슬레이브(150)를 더 포함한다. 그밖에, 도 1에는 도시하지 않았지만 호스트와 내부 프로세서의 프로그램 동기화를 수행하는 동기화부, 통신을 위한 인터럽트부, 내부 프로세서의 리셋 해제를 담당하는 부, 신호에 대한 다중화를 담당하는 다중화부를 더 포함할 수 있다.

각 부의 동작에 대하여 더욱 상세하게 설명하면, 인터페이스부(110)는 호스트로부터의 신호와 메모리(120)로부터의 신호를 동기화하고 메모리(120) 및 레지스터(130)로 접근 가능한 신호로 변환한다. 메모리(120)는 호스트와 내부 시스템 사이의 버퍼로 동작한다. 메모리(120)는 데이터 전송용 메모리(TX RAM,121)와 데이터 수신용 메모리(RX RAM,122,123)로 구분되며, 데이터 수신용 메모리(122,123)는 메모리(120)가 계속적으로 동작하도록 하기 위하여 더블 버퍼로 구성된다. 따라서 호스트에서 읽어들인 부팅 코드는 데이터 수신용 메모리(RX #1(122), RX #2(123))에 나누어 저장된다. 데이터 레지스터(130)는 외부 호스트가 부팅 장치(100)를 제어하고, 상태를 체크할 수 있도록 한다. 마스터(140)는 메모리(120)의 특정 영역에서 데이터를 읽어서 시스템 내부의 특정 영역에 데이터를 전송한다. 슬레이브(150)는 부팅이 완료되고 부팅장치(100)가 마스터로 동작하지 않을 때 외부 호스트와 통신할 수 있는 인터페이스 역할을 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 부팅 장치(100)의 동작은 다음의 일곱 단계로 구분할 수 있다.

먼저, 호스트가 인터페이스(110)를 통해 부팅장치(100)에 클록을 인가하고 리셋을 해제(release)한다. 다음, 호스트가 인터페이스(110)를 통해 부팅장치(100)가 동작할 수 있도록 활성화(enable) 시킨다. 그리고 호스트는 인터페이스(110)를 통하여 내부의 부팅 코드를 메모리(120)에 저장하고, 메모리(120)의 상태를 체크한다. 다음, 호스트는 인터페이스(110)를 통해 부팅 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 정보를 레지스터(130)에 저장하며, 메모리(120)에 저장된 부팅 코드를 내부 내장 메모리로 전송한다. 상기 부팅 코드의 전송이 완료되면 호스트는 인터페이스(110)를 통해 부팅장치(100)를 비활성화(disable) 시키며, 마지막으로 내부 프로세서의 리셋을 해제 시킨다.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 부팅 장치(100)의 세부 동작에 대하여 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 부팅 장치(100)의 부팅 동작을 도시한 순서도이다.

도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 먼저 201 단계에서 호스트는 부팅 장치(100)에 클록을 인가하고 리셋을 해제 시킨 다음, 202 단계에서 호스트는 부팅장치(100)를 활성화 시킨다. 다음, 203 단계에서 호스트는 레지스터(130)에 저장된 정보를 통해 RX #1(122)과 RX #2(123)에 대한 부팅 코드 다운로드 진행 여부를 확인한다. 그리고 204 단계에서 현재 미사용중인 RX #1(122)에 부팅 코드를 저장하고, 205 단계에서 부팅 코드가 저장되는 RX #1(122)의 시작 주소와 끝 주소, 부팅 코드의 크기, 마지막 코드 데이터 정보 등을 레지스터(130)에 저장한다. RX #1의 크기만큼 부팅 코드 저장이 완료되면, 호스트는 206 단계에서 RX #1(122)의 상태정보를 '미사용중'에서 '사용중'으로 변경한 후 207 단계에서 RX #2(123)의 상태 정보를 확인한다. 확인 결과 RX #2(123)가 현재 부팅 코드를 다운로드 중이면 다운로드가 완료될 때까지 대기하며, RX #2(123)가 미사용중이면 221 단계로 진행하여 RX #2(123)에 부팅코드를 저장하는 동작을 시작한다.

즉, 호스트는 RX #1에 부팅 코드를 저장하는 과정과 마찬가지로 221 단계에서 현재 미사용중인 RX #2(123)에 부팅 코드를 저장하고, 222 단계에서 부팅 코드가 저장되는 RX #2(123)의 시작 주소와 끝 주소, 부팅 코드의 크기, 마지막 코드 데이터 정보 등을 레지스터(130)에 저장한다. RX #2의 크기만큼 부팅 코드 저장이 완료되면, 호스트는 223 단계에서 RX #2(123)의 상태정보를 '미사용중'에서 '사용중'으로 변경한 후 224 단계에서 RX #1(122)의 상태 정보를 확인한다. 확인 결과 RX #1(122)이 사용중이면 미사용중일 때까지 계속 대기하며, RX #1(122)이 현재 부팅 코드를 다운로드 중이면 다운로드가 완료될 때까지 대기하며, RX #1(122)이 미사용중이면서 부팅 코드의 다운로드 동작을 완료하지 못하였으면 231 단계로 진행하여 RX #1(122)에 다시 부팅코드를 저장하는 동작을 시작한다.

이때 RX #1(122)에 부팅코드를 다시 저장하기 위해서는 이전에 RX #1(122)에 저장한 부팅 코드는 시스템의 내부 메모리로 전송하여야한다. 따라서 221 단계 내지 223 단계를 수행함과 동시에 211 단계에서 RX #1(122)에 저장된 부팅 코드를 내부 시스템 메모리로 전송한 후에 RX #1(212)의 상태 정보를 '사용중'에서 '미사용중'으로 변경한다.

한편, 224 단계에서 RX #1(122)의 상태 정보를 확인한 결과 RX #1(122)이 미 사용중이면서 부팅 코드의 다운로드 동작을 완료하지 못하였으면, 호스트는 231 단계에서 RX #1(122)에 부팅코드를 저장하고 242 단계에서 부팅 정보를 레지스터(130)에 저장하며 243 단계에서 RX #1의 상태정보를 '미사용중'에서 '사용중'으로 변경하는 동작을 수행한다. 이 때에도 앞서 설명한 것과 마찬가지로, RX #2(123)에 저장된 부팅 코드를 내부 시스템 메모리로 전송하고 RX #2(123)의 상태 정보를 '사용중'에서 '미사용중'으로 변경하는 231 단계와 232 단계를 동시에 수행한다. 그리고 244 단계에서 RX #2(123)의 상태정보를 확인하여 RX #2(123)가 사용중이면 미사용중일 때까지 계속 대기하며, RX #2(123)가 미사용중이거나 부팅 코드의 다운로드 동작이 아직 완료되지 않았으면 211 단계와 221 단계로 되돌아가서 RX #2(123)에 부팅코드를 저장하면서 RX #1(122)에 저장된 부팅 코드를 내부 시스템 메모리로 전송하는 과정을 수행한다.

한편, 224 단계 또는 244 단계에서 확인한 결과 RX #1(122) 또는 RX #2(123)가 미사용 중이면서 부팅코드의 다운로드 동작을 모두 완료하였으면, 호스트는 251 단계로 진행하여 부팅장치(100)를 비활성화시키고, 252 단계에서 내부 프로세서의 리셋을 해제 시킨 후에 부팅 코드를 다운로드하는 전체 동작을 종료한다.

이와 같이, 호스트가 메모리(120)에 부팅 코드를 저장하고 레지스터에 부팅 코드에 대한 정보를 저장한 후에 마스터(140)를 동작시키면 마스터(140)는 메모리(120)에 저장된 부팅 코드를 내부 시스템의 메모리로 전송한다.

그러면 이후에는 내부 프로세서가 내부 메모리에 저장된 부팅 코드를 가지고 시스템 부팅 과정을 진행한다.

이때, 본 발명의 부팅 장치(100)는 더블 버퍼(RX #1, RX #2)를 사용함으로써 하나의 버퍼에 부팅 코드를 저장함과 동시에 다른 하나의 버퍼에 저장된 부팅 코드를 내부 시스템 메모리로 전송함으로써 부팅 코드 저장과 부팅 코드 전송 동작 사이에 공백이 발생하지 않는다. 그런데 마스터(140)가 내부 시스템 메모리에 부팅 코드를 전송하는 속도가 호스트가 메모리(120)에 부팅 코드를 저장하는 속도보다 빠르기 때문에 더블 버퍼의 성능을 극대화할 수 있다.

한편, 도 2에 도시한 과정을 통해 부팅이 완료된 이후에, 마스터(140)를 계속 활성화 시키면 호스트는 마스터(140)를 통해 특정 데이터를 내부 시스템으로 전송할 수 있다.

또한, 마스터(140)를 비활성화 시키면 슬레이브(150)가 동작할 수 있으며, 슬레이브(150)를 통해 데이터 또는 기 정의된 명령(command)을 호스트와 내부 시스템 사이에서 송수신할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 외부 메모리가 없는 시스템에서 호스트가 부팅 코드를 내부 내장 메모리로 다운로드 함으로써 안정적이며 빠르게 부팅 동작을 수행할 수 있다.

또한 본 발명은 외부 메모리가 없는 시스템을 구현할 수 있으며, 내부 메모리를 프로세서의 시스템 메모리로 사용함으로써 시스템 구성이 용이할 뿐만 아니라 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 부팅 코드를 호스트로부터 읽어들일 때 더블 버퍼를 사용함으로써 더욱 빠르게 부팅 코드를 다운로드할 수 있으며, 부팅 완료후에도 본 발명의 부팅장치를 마스터 또는 슬레이브로 이용할 수 있는 이점이 있다.

Claims

부팅을 위한 외부 메모리 없이 내부 메모리만을 가지는 시스템의 부팅 장치에 있어서,

호스트와의 인터페이스를 담당하는 인터페이스부와,

상기 인터페이스부를 통하여 상기 호스트로부터 부팅 코드를 읽어 들여서 저장하는 메모리와,

상기 호스트가 상기 메모리를 제어할 수 있도록 하며, 상기 시스템의 프로세서의 클록 및 리셋 동작을 제어하도록 하기 위한 제어 정보를 저장하는 레지스터와,

상기 레지스터에 저장된 정보를 토대로 상기 메모리에 저장된 부팅 코드를 상기 내부 메모리로 전송하는 마스터 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 부팅 장치.
제1항에 있어서, 상기 메모리는,

데이터 전송용 메모리와 데이터 수신용 메모리를 포함하며, 상기 데이터 수신용 메모리는 더블 버퍼로 구성되는 것을 특징으로 하는 부팅 장치.
제1항에 있어서, 상기 마스터 장치는,

상기 시스템의 부팅이 완료된 후에 상기 메모리의 특정 영역에서 데이터를 읽어 들여서 상기 내부 메모리의 특정 영역에 상기 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 부팅 장치.
제1항에 있어서,

상기 시스템의 부팅이 완료된 후에 상기 마스터 장치가 비활성화되면, 상기 호스트와 상기 시스템의 인터페이스를 담당하는 슬레이브 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부팅 장치.
부팅을 위한 외부 메모리 없이 내부 메모리를 가지는 시스템을 부팅하기 위한 방법에 있어서,

호스트와의 인터페이스를 담당하는 인터페이스부와, 상기 호스트로부터 부팅 코드를 읽어 들여서 저장하는 메모리와, 상기 호스트가 상기 메모리를 제어할 수 있도록 하며, 상기 시스템의 프로세서의 클록 및 리셋 동작을 제어하도록 하기 위한 제어 정보를 저장하는 레지스터와, 상기 레지스터에 저장된 정보를 토대로 상기 메모리에 저장된 부팅 코드를 상기 내부 메모리로 전송하는 마스터 장치를 포함하는 부팅 장치를 제공하는 과정과,

상기 호스트가 상기 부팅 장치에 클록을 인가하고 리셋을 해제 한 후에 상기 부팅 장치를 활성화시키는 과정과,

상기 호스트가 부팅 코드를 상기 부팅 장치의 메모리에 저장하고, 상기 메모리의 동작 상태를 체크하는 과정과,

상기 호스트가 상기 부팅 장치의 동작을 제어하기 위한 정보를 상기 부팅장치의 레지스터에 저장하는 과정과,

상기 호스트가 상기 메모리에 저장된 부팅 코드를 상기 내부 메모리로 전송하는 과정과,

상기 부팅 코드의 전송이 완료되면, 상기 호스트가 상기 부팅장치를 비활성화시키고 상기 시스템의 프로세서의 리셋을 해제시키는 과정과,

상기 시스템의 프로세서가 상기 부팅장치로부터 전송된 부팅 코드를 이용하여 상기 시스템을 부팅시키는 동작을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 부팅 방법.
제5항에 있어서,

상기 부팅장치의 메모리는 더블 버퍼로 구성되며,

상기 호스트가 부팅 코드를 상기 부팅 장치의 메모리에 저장하는 과정은, 상기 호스트가 상기 더블 버퍼 중 제1 버퍼에 부팅 코드를 저장하는 동시에 상기 더블 버퍼 중 제2 버퍼에 저장된 부팅 코드를 상기 내부 메모리로 전송하는 것을 특징으로 하는 부팅 방법.
제5항에 있어서,

상기 시스템의 부팅이 완료된 후에, 상기 부팅장치의 메모리의 특정 영역에서 데이터를 읽어 들여서 상기 내부 메모리의 특정 영역에 상기 데이터를 저장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부팅 방법.
제5항에 있어서,

상기 시스템의 부팅이 완료된 후에 상기 마스터 장치가 비활성화되면, 슬레이브 장치를 통하여 상기 호스트와 상기 시스템 간에 데이터를 송수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부팅 방법.