KR101547317B1 - 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템 - Google Patents

스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템에 관한 것으로서, 기대 값 버퍼없이, SSD 테스트에서 읽은 데이터를 비교할 수 있는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, HBA를 제어하는 디바이스 드라이버; 루트 콤플렉스(Root Complex)에 요청되는 요청(request)을 판독하여 디바이스 드라이버와 데이터 엔진에 전달하는 요청 처리기; 및SSD에 전송될 데이터를 생성하고, 읽어온 데이터를 비교하기 위한 데이터 엔진; 을 포함한다.

Description

스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템{System for detecting fail block using logic block address and data buffer address in storage test device}
본 발명은 불량 블록 검출 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive; SSD) 테스트 시, 패턴 데이터 생성기와 패턴 생성기로부터 생성된 데이터를 버퍼에 저장하던 종래와 달리, 기대 값 버퍼없이, SSD 테스트에서 읽은 데이터를 비교할 수 있는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템에 관한 것이다.
스토리지를 테스트 하는 장치와 관련해서는, 한국공개특허 10-2010-0114697호(이하, '선행문헌') 외에 다수 출원 및 공개되어 있다.
상기한 선행문헌은, 스토리지(storage)와의 인터페이스를 유지하는 스토리지 인터페이스부; 사용자로부터 상기 스토리지의 테스트를 위한 테스트 조건을 입력 받는 사용자 인터페이스부; 상기 사용자로부터 입력 받은 상기 테스트 조건에 대응하는 상기 스토리지의 테스트를 위한 테스트 패턴(test pattern)을 생성하는 테스트 패턴 생성부; 및 상기 테스트 패턴을 통해 상기 스토리지의 테스트를 제어하는 테스트 제어부; 를 포함한다.
그러나 선행문헌을 포함한 종래의 테스트 장치는, 플래시 어레이의 불량(fail) 로직 블록 어드레스(Logic Block Address: LBA)를 검출하기 위해, SSD Device에 특정 패턴의 데이터 쓰기를 수행하고, 다시 읽어들여, 데이터가 유효한지 비교를 하게 된다. 이러한 장치에는 패턴 데이터 생성기와 패턴 데이터 생성기로부터 생성된 데이터를 버퍼(기대 값버퍼, expected data buffer)에 저장하게된다. 이 저장된 데이터는 SSD Device로부터 다시 데이터를 읽어, 이 데이터 버퍼에 내용과 비교하여, 불량(Fail) 여부를 판단하게 된다. 이러한 방식은 가용 버퍼 용량제한의 문제점을 갖게 된다.
현재 SSD의 용량은 수백기가 바이트에 이르고 있다. 이러한 장치를 테스트 하기 위해서, 기대 값 버퍼의 크기를 늘리는 것은 여러가지 제약사항을 발생 시킨다. 예컨데 너무 작게 잡는다면, 작은 데이터 블록으로 dataRead/Write를 수행하게 되어, 전체 테스트 시간이 늘어나게 된다. 너무 크게 잡는다면, 성능은 증가하지만, 시스템 관점에서 수용할 수 없는 메모리의 양을 요구하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 기대 값 버퍼없이, SSD 테스트에서 읽은 데이터를 비교할 수 있는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템에 관한 것으로서, HBA를 제어하는 디바이스 드라이버; 루트 콤플렉스(Root Complex)에 요청되는 요청(request)을 판독하여 디바이스 드라이버와 데이터 엔진에 전달하는 요청 처리기; 및 SSD에 전송될 데이터를 생성하고, 읽어온 데이터를 비교하기 위한 데이터 엔진; 을 포함한다.
또한 상기 디바이스 드라이버는, 상기 SSD에 읽기/쓰기(Read/Write) 명령을 생성하며, 테스트 모드 및 각종 명령을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 명령 생성 시, SSD의 LBA에 액세스(Access)하기 위한 무작위 LBA 또는 순차 LBA를 생성하는 LBA 발생부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 SSD에 사용되는 ATA(Advanced Technology Attachment) 명령을 생성하는 블록으로서, 상기 SSD를 관리하는 HBA(Host Bridge Adapter)와 통신하며, SSD에 데이터를 읽고/쓰기(Read/Write) 하기 위해, 상기 HBA의 레지스터(register)를 액세스(access)하여, HBA가 DMA 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 명령에는, 읽고/쓰기(Read/Write) 위한 데이터 버퍼(Data Buffer)의 기준 주소(base address)와 크기(size), 상기 SSD의 로직 블록 어드레스(Logic Block Address: LBA) 정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 요청 처리기는, 상기 디바이스 드라이버가 HBA의 레지스터(Register)에 액세스(access)하기 위한 Mwr 패킷 전달 플래그를 전달할 경우, 상기 플래그를 디코딩해서 루트 콤플렉스(Root Complex)가 HBA의 레지스터(Register)에 쓰기(Write)를 완료하도록 하며, 상기 HBA가 루트 콤플렉스(Root Complex)에 명령 헤더(Command Header) 정보를 요청하기 위해 Mrd(Memory Read Request) 패킷을 보낼 경우, 상기 패킷을 디바이스 드라이버에 연결하여, 해당 정보를 디바이스 드라이버에서 Cpld(Completion with Data) 패킷으로 보낼 수 있도록 패킷(patcket)을 판독하고 연결하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 데이터 엔진은, 상기 디바이스 드라이버의 제어에 의해 SSD에 데이터를 읽거나 쓰기 위한 DMA(Direct Memory Access) 동작을 수행하며, 상기 디바이스 드라이버를 통해 생성된 LBA와 요청 처리기로 요청된 메모리 주소를 이용하여 만든 시드(Seed)값으로 무작위 데이터를 생성하며, 패킷의 요청 데이터량이 일정 섹터만큼 누적된 경우, 데이터 생성 로직을 리셋하는 패턴 데이터 발생부; 읽기 및 비교(Read & compare) 동작 시, 상기 패턴 데이터 발생부를 통해 생성된 기대 값(Expected data)과, HBA Mwr(Memory Wite Request)의 데이터인 SSD에서 읽은 데이터를 비교하여, 해당 LBA의 데이터가 동일한지 여부를 판단하는 비교부; 및 상기 비교부의 판단결과, 동일하지 않을 경우, 불량(Fail) 정보를 저장하는 불량 기록 저장부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 기대 값을 저장하며 전체 테스트 시간이 줄이기 위한, 메모리 양을 늘리지 않아도 되는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면, SSD의 전체 LBA를 랜덤 모드로 쓰고/읽고(write/read)하여 비교가 가능하며, 어드레스를 일정한 값으로 계속 증가시키는 순차 모드에서도 사용이 가능한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 디바이스 드라이버에 관한 세부 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 데이터 엔진에 관한 세부 구성도.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템에 관하여 도 1 내지 도 3 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템(S)을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 HBA를 제어하는 디바이스 드라이버(100), 루트 콤플렉스(Root Complex)에 요청되는 요청(request)을 판독하여 디바이스 드라이버(100)와 데이터 엔진(300)에 전달하는 요청 처리기(200) 및 SSD에 전송될 데이터를 생성하고, 읽어온 데이터를 비교하기 위한 데이터 엔진(300)을 포함하여 이루어진다.
도 1 에 도시된 바와 같이, PCIe Root Complex(RC)를 중심으로 디바이스 드라이버(100), 요청 처리기(200) 및 데이터 엔진(300)으로 구성된 사용자 로직 블록과, RC 하단에 Host Bridge Adapter Endpoint(HBA EP)들이 위치하고 있다. EP들은 RC와 데이터 링크로 통신하게 되고, SSD는 endpoint와 SATA나 SAS와 같은 방식으로 통신하게 된다. 디바이스 드라이버(100), 요청 처리기(200) 및 데이터 엔진(300)로 구성된 사용자 로직 블록은 RC로 요청되는 패킷(Packet)을 판독하여 대응하게 된다.
현재 SSD는 HBA를 외장형태로 필요로 하는 SSD, 즉 SAS, SATA 디바이스와 HBA가 포함된 PCI express(PCIe)형태 크게 두 가지가 존재한다. 앞에 기술한 SSD는 외부에 HBA를 거쳐 컴퓨터 시스템의 PCIe Bus에 연결되고, 후자는 디바이스 자체가 PCIe에 연결되어 운용되는 차이점을 가지고 있다.
(a) ~ (e)로 표시한 데이터 링크(Data Link)는 다음 내용과 같다.
(e) 링크는 SATA, SAS와 같은 SCSI 레벨의 패킷으로 데이터 링크가 구성되며, (d) 링크는 PCIe의 패킷, 예를 들면, Memory Read Request(Mrd), Memory Wite Request(Mrw), Completion with Data(Cpld) 등의 패킷으로 데이터 링크를 구성한다. 본 발명에서 Mrd, Mwr는 SSD로부터 읽혀지거나, 쓰여지는 데이터 버퍼의 어드레스(Address) 정보가 담겨 있다. 그리고, (a), (b) 및 (c) 링크는 본 발명의 사용자 로직으로서, Root Complex(RC)에 들어오는 패킷 정보, 가령 Mrd에 응답으로 Cpld를 보내거나, Mwr의 데이터를 데이터 버퍼에 연결해준다.
디바이스 드라이버(100)는 도 2 에 도시된 바와 같이 제어부(110) 및 LBA 발생부(120)를 포함한다.
구체적으로, 제어부(110)는 SSD에 읽기/쓰기(Read/Write) 명령을 생성하며, 테스트 모드 및 각종 명령을 제어한다.
이때, 제어부(110)는 SSD에 사용되는 ATA(Advanced Technology Attachment) 명령을 생성하는 블록으로서, SSD를 관리하는 AHCI(Advanced Host Contoller Interface)와 같은 HBA(Host Bridge Adapter)와 통신하게 된다.
이러한 명령에는, 읽고/쓰기(Read/Write) 위한 데이터 버퍼(Data Buffer)의 기준 주소(base address)와 크기(size), SSD의 로직 블록 어드레스(Logic Block Address: LBA) 정보가 포함되어 있다. 이 정보를 바탕으로 HBA는 SSD에 읽거나 쓰기 위한, DMA(Direct Memory Access) 동작을 수행하게 된다.
즉, 제어부(110)는 HBA(SATA, SAS)를 제어한다. 즉, SSD에 데이터를 읽고/쓰기(Read/Write) 하기 위해, HBA의 레지스터(register)를 액세스(access)하여, HBA가 DMA 동작을 수행하도록 한다.
LBA 발생부(120)는 SSD 테스트 시 LBA를 순차적으로 증가시키며 액세스(Access)하는 순차 LBA 모드(Sequential LBA Mode)와, 무작위 LBA를 사용하는 랜덤 LBA 모드(Random LBA Mode)를 가진다.
이에 따라, LBA 발생부(120)는 SSD의 LBA에 액세스(Access)하기 위한 무작위 LBA 또는 순차 LBA를 생성한다. 즉, LBA 발생부(120)는 제어부(110)의 명령 생성 시, 테스트 모드에 따른 LBA를 생성한다.
요청 처리기(200)는 HBA EndPoint(EP)가 루트 콤플렉스(Root Complex)로 보내온 요청(Request)에 대한 정보를 받아, 디바이스 드라이버(100)와 데이터 엔진(300)에 전달한다.
예를 들면, 디바이스 드라이버(100)가 HBA의 레지스터(Register)에 액세스(access)하기 위한 Mwr 패킷 전달 플래그를 전달하면, 이 플래그를 디코딩해서 루트 콤플렉스(Root Complex)가 HBA의 레지스터(Register)에 쓰기(Write)를 완료하도록 한다.
그 후, HBA가 루트 콤플렉스(Root Complex)에 명령 헤더(Command Header) 정보를 요청하기 위해 Mrd(Memory Read Request) 패킷을 보내면, 이 패킷을 디바이스 드라이버(100)에 연결하여, 해당 정보를 디바이스 드라이버(100)에서 Cpld(Completion with Data) 패킷으로 보낼 수 있도록 패킷(patcket)을 판독하고 연결한다.
데이터 엔진(300)은 도 3 에 도시된 바와 같이 패턴 데이터 발생부(310), 비교부(320) 및 불량 기록 저장부(330)를 포함한다.
구체적으로, 패턴 데이터 발생부(310)는 제어부(110)의 제어에 의해 SSD에 데이터를 읽거나 쓰기 위한 DMA(Direct Memory Access) 동작을 수행한다.
이때, 패턴 데이터 발생부(310)는 LBA 발생부(120)를 통해 생성된 LBA와 요청 처리기(200)로 요청된 메모리 주소를 이용하여 만든 시드(Seed)값으로 무작위 데이터를 생성한다.
더욱 구체적으로, 패턴 데이터 발생부(310)는 SSD에 쓰기(Write)에 필요한 데이터를 생성하고, 읽기 및 비교(Read & compare) 동작 시, 기대 값(Expected Data)을 생성한다. 또한, 쓰기(Write) 동작 시에는, 요청 처리기(200)로 Mrd 요청(reqeust)을 수신한다.
이 패킷에서 요청 데이터량을 누적하여, 요청 데이터량이 1-섹터(Sector) 만큼 누적됐을 때, 요청된 어드레스(Address)와 명령(Command)의 LBA를 합하여 시드(Seed)를 생성하여 로직을 리셋한다.
이때, 해당 LBA는 시드 팩터(Seed Factor)만 같다면, 항상 같은 시드(Seed) 값으로 생성된 무작위 데이터를 저장하게 되어 무작위, 순차 LBA에 상관없이 같은 데이터를 저장하게 된다.
이 때문에, 기대 값(Expected data)을 저장할 추가적인 메모리가 필요 없게 된다. 여기서, 시드 팩터(Seed Factor)란, 기본 시드(Seed) 값 더하여, LBA에 항상 동일한 패턴 데이터이 저장되는 것을 피할 수 있도록 하는 변수이다.
비교부(320)는 읽기 및 비교(Read & compare) 동작 시, 패턴 데이터 발생부(310)를 통해 생성된 기대 값(Expected data)과, HBA Mwr(Memory Wite Request)의 데이터, 즉 SSD에서 읽은 데이터를 비교하여, 해당 LBA의 데이터가 동일한지 여부를 판단하고, 동일하지 않을 경우, 불량(Fail) 정보를 불량 기록 저장부(330)에 저장한다.
즉, 불량 기록 저장부(330)에는 불량(Fail)이 발생한 LBA와 기대 값 및 읽은 데이터 등이 저장된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
S: 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템
100: 디바이스 드라이버 110: 제어부
120: LBA 발생부 200: 요청 처리기
300: 데이터 엔진 310: 패턴 데이터 발생부
320: 비교부 330: 불량 기록 저장부

Claims (6)

  1. HBA를 제어하는 디바이스 드라이버(100);
    루트 콤플렉스(Root Complex)에 요청되는 요청(request)을 판독하여 디바이스 드라이버(100)와 데이터 엔진(300)에 전달하는 요청 처리기(200); 및
    SSD에 전송될 데이터를 생성하고, 읽어온 데이터를 비교하기 위한 데이터 엔진(300); 을 포함하는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스 드라이버(100)는,
    상기 SSD에 읽기/쓰기(Read/Write) 명령을 생성하며, 테스트 모드 및 각종 명령을 제어하는 제어부(110); 및
    상기 제어부(110)의 명령 생성 시, SSD의 LBA에 액세스(Access)하기 위한 무작위 LBA 또는 순차 LBA를 생성하는 LBA 발생부(120); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부(110)는,
    상기 SSD에 사용되는 ATA(Advanced Technology Attachment) 명령을 생성하는 블록으로서, 상기 SSD를 관리하는 HBA(Host Bridge Adapter)와 통신하며, SSD에 데이터를 읽고/쓰기(Read/Write) 하기 위해, 상기 HBA의 레지스터(register)를 액세스(access)하여, HBA가 DMA 동작을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 ATA 명령에는,
    읽고/쓰기(Read/Write) 위한 데이터 버퍼(Data Buffer)의 기준 주소(base address)와 크기(size), 상기 SSD의 로직 블록 어드레스(Logic Block Address: LBA) 정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 요청 처리기(200)는,
    상기 디바이스 드라이버(100)가 HBA의 레지스터(Register)에 액세스(access)하기 위한 Mwr 패킷 전달 플래그를 전달할 경우, 상기 플래그를 디코딩해서 루트 콤플렉스(Root Complex)가 HBA의 레지스터(Register)에 쓰기(Write)를 완료하도록 하며, 상기 HBA가 루트 콤플렉스(Root Complex)에 명령 헤더(Command Header) 정보를 요청하기 위해 Mrd(Memory Read Request) 패킷을 보낼 경우, 상기 패킷을 디바이스 드라이버(100)에 연결하여, 해당 정보를 디바이스 드라이버(100)에서 Cpld(Completion with Data) 패킷으로 보낼 수 있도록 패킷(patcket)을 판독하고 연결하는 것을 특징으로 하는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 엔진(300)은,
    상기 디바이스 드라이버(100)의 제어에 의해 SSD에 데이터를 읽거나 쓰기 위한 DMA(Direct Memory Access) 동작을 수행하며, 상기 디바이스 드라이버(100)를 통해 생성된 LBA와 요청 처리기(200)로 요청된 메모리 주소를 이용하여 만든 시드(Seed)값으로 무작위 데이터를 생성하며, 패킷의 요청 데이터량이 일정 섹터만큼 누적된 경우, 데이터 생성 로직을 리셋하는 패턴 데이터 발생부(310);
    읽기 및 비교(Read & compare) 동작 시, 상기 패턴 데이터 발생부(310)를 통해 생성된 기대 값(Expected data)과, HBA Mwr(Memory Wite Request)의 데이터인 SSD에서 읽은 데이터를 비교하여, 해당 LBA의 데이터가 동일한지 여부를 판단하는 비교부(320); 및
    상기 비교부(320)의 판단결과, 동일하지 않을 경우, 불량(Fail) 정보를 저장하는 불량 기록 저장부(330); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스토리지 테스트 장치에서 로직 블록 어드레스와 데이터 버퍼 주소를 이용한 불량 블록 검출 시스템.
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