KR101998219B1 - 보조 전원 장치 및 그것을 포함하는 사용자 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 사용자 시스템은 외부 전원을 상기 저장 장치로 공급하는 제 1 단방향 소자; 외부 전원을 공급받아 전력이 충전되고, 출력 전압을 출력하는 충전부; 충전부의 출력 전압을 저장 장치로 선택적으로 공급하는 제 2 단방향 소자; 충전부의 출력 전압 레벨을 감지하여 제어 신호를 출력하는 전압 검출기; 및 전압 검출기의 제어 신호를 기반으로 동작하고, 충전부 및 제 2 단방향 소자 사이에 연결된 스위칭부를 포함한다.

Description

보조 전원 장치 및 그것을 포함하는 사용자 시스템{AUXILIARY POWER DEVICE AND USER SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 반도체 저장 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 보조 전원 장치 및 그것을 포함하는 사용자 장치에 관한 것이다.
반도체 메모리 장치는 반도체 소자를 기반으로 데이터를 저장하는 메모리 장치이다. 반도체 메모리 장치는 일반적으로 DRAM, SRAM 등과 같은 휘발성 메모리 장치와 EEPROM, FRAM, PRAM, MRAM, Flash Memory 등과 같은 불휘발성 메모리 장치로 분류된다. 휘발성 메모리 장치는 전원이 차단될 때 저장된 데이터를 소실하지만, 불휘발성 메모리 장치는 전원이 차단되더라도 저장된 데이터를 보존한다.
최근 반도체 집적 기술이 발달함에 따라, 반도체 메모리 장치의 집적도가 향상되고 있다. 이로 인하여, 반도체 메모리 장치의 용량이 증가하고 있다. 특히, 플래시 메모리 시스템은 빠른 프로그래밍 속도, 대용량 데이터 저장 등의 장점으로 인해 컴퓨팅 시스템의 저장 매체로 광범위하게 사용되고 있다.
플래시 메모리 시스템의 용량 및 동작 속도를 향상시키기 위해 복수의 플래시 메모리 장치들이 오버랩(overlap)되어 사용된다. 이로 인하여, 플래시 메모리 장치와 연결된 호스트의 전원 공급 장치의 허용 전력을 초과하는 전력이 사용될 수 있고, 호스트 및 플래시 메모리 장치의 전원이 불안정해질 수 있다. 전원의 불안정으로 인하여, 플래시 메모리 장치의 동작이 제한될 수 있고, 전체적인 플래시 메모리 시스템의 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 목적은 외부 장치로 추가 전력을 공급하는 보조 전원 장치 및 그것의 포함하는 사용자 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 사용자 시스템은 저장 장치; 및 상기 저장 장치로 전원을 공급하는 보조 전원 장치를 포함하고, 상기 보조 전원 장치는 외부 전원을 상기 저장 장치로 공급하는 제 1 단방향 소자; 상기 외부 전원을 공급받아 전력이 충전되고, 출력 전압을 출력하는 충전부; 상기 충전부의 출력 전압을 상기 외부 장치로 선택적으로 공급하는 제 2 단방향 소자; 상기 충전부의 출력 전압 레벨을 감지하여 제어 신호를 출력하는 전압 검출기; 및 상기 전압 검출기의 제어 신호를 기반으로 동작하고, 상기 충전부 및 상기 제 2 단방향 소자 사이에 연결된 스위칭부를 포함한다.
실시 예로서, 상기 충전부가 충전 기준 전압으로 충전된 경우, 상기 스위칭부가 턴 온된다.
실시 예로서, 상기 충전부의 출력 전압이 상기 외부 전원보다 높은 경우, 상기 제 2 단방향 소자는 상기 충전부에 저장된 전력을 상기 저장 장치로 공급한다.
실시 예로서, 상기 충전부의 출력 전압이 제 1 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 스위칭부는 턴 오프된다.
실시 예로서, 상기 충전 기준 전압은 상기 제 1 기준 전압보다 소정의 레벨만큼 높고, 상기 제 1 기준 전압은 제 2 기준 전압보다 소정의 레벨만큼 높고, 상기 제 2 기준 전압은 서든 파워 오프시 상기 저장 장치의 종료 동작의 최소 요구 전압이고, 상기 서든 파워 오프는 상기 외부 전원의 공급이 중단된 상태이다.
실시 예로서, 상기 서든 파워 오프시, 상기 스위칭부는 턴 온 상태를 유지한다.
실시 예로서, 상기 서든 파워 오프시 상기 저장 장치의 종료 동작이 완료될 경우, 상기 스위칭부는 턴 오프된다.
실시 예로서, 상기 서든 파워 오프 이후 상기 외부 전원이 재공급될 경우, 상기 충전부는 상기 충전 기준 전압으로 재충전된다.
실시 예로서, 상기 저장 장치의 동작 전압에 기반하여 상기 충전 기준 전압의 레벨을 선택적으로 조절하는 충전 회로를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 보조 전원 장치는 외부 전원을 공급받아 충전 기준 전압으로 충전되고, 출력 전압을 출력하는 충전부; 상기 외부 전원을 외부 장치로 공급하는 제 1 단방향 소자; 상기 충전부의 출력 전압을 상기 외부 장치로 선택적으로 공급하는 제 2 단방향 소자; 상기 충전부의 전압 레벨을 감지하여 제어신호를 출력하는 전압 검출기; 및 상기 전압 검출기의 제어신호를 기반으로 동작하고, 상기 충전부 및 상기 단방향 소자 사이에 연결된 스위칭부를 포함한다.
본 발명에 따른 보조 전원 장치는 서든 파워 오프시 보조 전원을 공급하여 장치의 손상을 줄임과 동시에 외부 장치에서 일정 값 이상의 전력을 요구할 때, 추가 전력을 공급한 수 있다. 따라서, 사용자 시스템의 안정성 및 신뢰성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 보조 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 도 2의 제 2 구간에서의 보조 전원 장치의 동작을 더욱 상세하게 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보조 전원 장치의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 사용자 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 사용자 시스템을 SSD로 구현한 예를 보여주는 블록도이다.
이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 설명된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
사용자 시스템(user system)은 외부 또는 내부에 구비된 전원 공급 장치(power supply)로부터 동작에 필요한 전력을 공급받는다. 사용자 장치에 포함된 복수의 장치들(예를 들어, 저장 장치, 입력 장치, 출력 장치 등)로부터 요구되는 전력이 일정 값 이상이 될 경우, 사용자 장치의 성능이 하락하고 신뢰도가 떨어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 보조 전원 장치는 사용자 장치에 포함된 복수의 장치들로 추가 전력을 공급할 수 있다.
간결한 설명을 위하여 사용자 시스템(user system)에 포함된 장치는 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory)를 기반으로 하는 저장 장치인 것으로 가정한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자 시스템에 포함된 장치는 사용자 시스템에 포함되거나 또는 전기적으로 연결되어 전력을 공급받는 장치들(예를 들어, MRAM, RRAM, DRAM, SRAM, 하드 디스크 드라이브, 그래픽 카드 등) 중 어느 하나일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 시스템(100, User System)을 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 사용자 시스템(100)은 전원 공급 장치(101, Power Supply), 보조 전원 장치(110) 및 저장 장치(120)를 포함한다.
사용자 시스템(100)은 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, PDA, 카메라 등과 같은 컴퓨팅 시스템으로 구현될 수 있다. 예시적으로, 사용자 시스템(100)은 저장 장치, 입력 장치, 출력 장치 등과 같은 컴퓨팅 시스템에 포함되거나 또는 전기적으로 연결된 장치들일 수 있다. 사용자 시스템(100)은 전원 공급 장치(101)로부터 필요한 전력을 공급받을 수 있다. 전원 공급 장치(101)는 외부로부터 전력을 공급받아, 사용자 시스템(100)에서 요구되는 공급 전압(Vs)을 생성할 수 있다. 예시적으로, 전원 공급 장치(101)는 사용자 시스템(100) 외부에 위치할 수 있다.
보조 전원 장치(110)는 전원 공급 장치(101)로부터 공급 전압(Vs)을 공급받아 일정 레벨 이상으로 충전될 수 있다. 보조 전원 장치(110)는 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력이 일정 레벨 이상일 경우, 추가 전력을 공급할 수 있다. 보조 전원 장치(110)는 전원 공급 장치(101)의 갑작스런 전원 오프(Sudden Power Off, 이하에서 '서든 파워 오프'라 한다.)시에 저장 장치(120)의 종료 동작의 신뢰성이 보장될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다.
보조 전원 장치(110)는 충전 회로(111), 충전부(112), 전압 검출기(113), 스위칭부(114), 및 제 1 및 제 2 단방향 소자들(115,116)을 포함한다. 충전회로(111)는 전원 공급 장치(101)로부터 전력을 공급받아 충전부(112)를 일정 레벨의 전압으로 충전할 수 있다. 충전부(112)에 충전되는 충전 전압(Vc)은 저장 장치(120)에 사용되는 구동 전압 범위에 따라 선택적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 저장 장치(120)가 제 1 기준전압(Vref1)을 기반으로 동작할 경우, 충전부(112)는 제 1 기준전압(Vref1)보다 소정의 레벨만큼 높은 제 2 기준전압(Vref2)으로 충전될 수 있다. 충전부(112)가 제 1 기준전압(Vref1)보다 소정의 레벨만큼 높은 제 2 기준전압(Vref2)으로 충전됨으로써 서든 파워 오프시 저장 장치(120)의 종료 동작의 안정성이 보장된다.
충전부(112)는 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력이 일정 레벨 이상일 경우, 스위칭부(114) 및 단방향 소자(115)를 통해 추가 전력을 저장 장치(120)로 공급할 수 있다. 충전부(112)는 서든 파워 오프시 저장 장치(120)가 종료 동작을 완료할 수 있도록 전력을 공급할 수 있다.
전압 검출기(113)는 충전부(112)의 출력 전압(Vc _ out)을 감지할 수 있다. 전압 검출기(114)는 감지된 출력 전압(Vc _ out)을 기반으로 제 1 제어 신호(CTRL1)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 보조 전원 장치(110)의 초기 동작시, 충전부(112)는 충전 기준 전압(Vc _ ref)만큼 충전된 상태가 아닐 수 있다. 이 경우, 전압 검출기(113)는 제 1 제어 신호(CTRL1)를 저장 장치(120)로 전송활 수 있다. 제 1 제어 신호(CTRL1)는 충전부(112)의 충전 상태를 가리키는 신호일 수 있다. 저장 장치(120)는 제 1 제어 신호(CTRL1)에 응답하여, 스위칭부(114)가 턴 오프되도록 제 2 제어 신호(CTRL2)를 제어할 수 있다.
충전부(112)가 충전 기준 전압(Vc _ ref)만큼 충전된 경우, 전압 검출기(113)는 제 1 제어 신호(CTRL1)를 저장 장치(120)로 전송할 수 있다. 저장 장치(120)는 제 1 제어 신호(CTRL1)에 응답하여 스위칭부(114)가 턴 온되도록 제 2 제어 신호(CTRL2)를 제어할 수 있다.
충전부(112)의 출력 전압(Vc _ out)이 제 2 기준전압(Vref2)보다 낮은 경우, 전압 검출기(113)는 제 1 제어 신호(CTRL1)를 저장 장치(120)로 전송할 수 있다. 저장 장치(120)는 스위칭부(114)가 턴 오프되도록 제 2 제어신호(CTRL2)를 제어할 수 있다. 제 2 기준 전압(Vref2)은 제 1 기준전압(Vref1)보다 소정의 레벨만큼 높은 전압이다. 제 1 기준전압(Vref1)은 저장 장치(120)의 서든 파워 오프 동작에 요구되는 최소 전압 레벨을 가리킨다.
예시적으로, 서든 파워 오프시 보조 전원 장치(110)는 전원 공급 장치(101)의 서든 파워 오프 상태를 감지하여 스위칭부(114)가 턴 온 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
스위칭부(114)는 충전부(112) 및 제 1 단방향 소자(115) 사이에 연결된다. 스위칭부(114)는 충전부(112)에 저장된 전력을 제 1 단방향 소자(115)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 충전부(112)의 출력 전압이 제 2 기준 전압(Vref2)이상인 경우, 스위칭부(114)는 턴 온(turn-on) 상태를 유지하여 충전부(112)에 저장된 전력을 제 1 단방향 소자(115)로 전달할 수 있다. 충전부(112)의 출력 전압(Vc _ out)이 제 2 기준전압(Vref2) 이하인 경우, 스위칭부(114)는 전압 검출기(114)의 제 2 제어신호(CTRL2)에 응답하여 턴 오프될 수 있다. 이 후, 충전부(112)가 충전되어 출력 전압(Vc _ out)이 제 2 기준전압(Vref2)보다 높아질 수 있다. 이 경우, 스위칭부(114)는 다시 턴 온되어, 충전부(112)에 저장된 전력을 제 1 단방향 소자(115)로 전달할 수 있다.
제 1 단방향 소자(115)는 스위칭부(114) 및 저장 장치(120)의 입력단 사이에 연결된다. 제 1 단방향 소자(115)는 스위칭부(114)로부터 저장 장치(120)의 입력단으로 추가 전력을 제공할 수 있다. 추가 전력은 충전부(112)에 저장된 전력이다. 제 1 단방향 소자(115)는 스위칭부(114)로부터 저장 장치(120)의 입력단으로 흐르는 전력을 차단할 수 있다.
제 1 단방향 소자(115)는 충전부(112)로부터 스위칭부(114)를 통해 제공되는 추가 전력을 선택적으로 저장 장치(120)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 스위칭부(113)가 턴 온 상태인 경우, 제 1 단방향 소자(115)의 스위칭부(113)와 연결된 일단의 전압은 충전부(112)의 출력 전압(Vc _ out)일 것이다. 제 1 단방향 소자(115)의 타단의 전압은 전원 공급 장치(101)의 공급전압(Vs)일 것이다. 전원 공급 장치(101)의 공급전압(Vs)이 출력 전압(Vc _ out)보다 낮은 경우, 제 1 단방향 소자(115)는 충전부(112)로부터 스위칭부(114)를 통해 추가 전력을 저장장치(120)로 공급할 수 있다. 전원 공급 장치(101)의 공급 전압(Vs)이 충전부(112)의 출력 전압(Vc _ out)보다 높은 경우, 단방향 소자(115)는 저장 장치(120)로 추가 전력을 공급하지 않는다.
예시적으로, 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력이 증가할 경우 전원 공급 장치(101)의 공급전압(Vs)이 낮아질 수 있다. 따라서, 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력이 일정 레벨 이상인 경우, 전원 공급 장치(101)의 공급 전압(Vs)은 충전부(112)의 출력 전압(Vc _ out)보다 낮아질 수 있다.
제 2 단방향 소자(116)는 전원 공급 장치(101) 및 저장 장치(120)의 입력단 사이에 연결된다. 제 2 단방향 소자(116)는 전원 공급 장치(101)로부터 제공되는 전력을 저장 장치(120)로 제공할 수 있다. 제 2 단방향 소자(116)는 저장 장치(120)에서 전원 공급 장치(101)로 흐르는 전력을 차단할 수 있다. 예시적으로, 제 1 및 제 2 단방향 소자는 다이오드일 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 저장 장치(120)는 복수의 플래시 메모리 장치들을 포함하는 메모리 장치일 수 있다. 저장 장치(120)는 보조 전원 장치(110)로부터 전력(PWR)을 공급받아 데이터의 저장, 읽기, 소거 등의 동작을 수행할 수 있다. 예시적으로, 저장 장치(120)는 복수의 플래시 메모리 장치들의 동작을 함께 제어할 수 있다. 예시적으로, 복수의 플래시 메모리 장치들이 동시에 동작할 경우, 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력이 증가할 수 있다. 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력이 일정 레벨 이상인 경우, 저장 장치(120)는 보조 전원 장치(110)로부터 추가 전력을 공급받을 수 있다.
상술된 본 발명에 따른 사용자 시스템(100)은 보조 전원 장치를 사용하여 피크 전력을 보상할 수 있다. 뿐만 아니라, 사용자 시스템(100)은 서든 파워 오프시 보조 전원 장치를 사용하여 안정적으로 저장 장치의 종료 동작을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 보조 전원 장치(110)의 동작을 설명하기 위한 그래프이다. 예시적으로, 도 2의 X축은 시간(t)을 가리키고, Y축은 보조 전원 장치의 출력 전압(Vc _ out)을 가리킨다.
도 2를 참조하면, 제 1 구간(t0~t1)은 보조 전원 장치(110)가 충전되는 구간이다. 예를 들어, 제 0 시점(t0)에서 사용자 시스템(100)은 파워 온(power-on)된다. 제 1 구간(t0~t1)동안 보조 전원 장치(110)는 전원 공급 장치(101)로부터 전력을 공급 받아 충전 기준 전압(Vc _ ref)만큼 충전된다. 예시적으로, 제 1 구간(t0~t1)동안 충전 기준 전압(Vc _ ref)으로 충전되기 전까지 스위칭부(114)는 턴 오프 상태를 유지할 수 있다.
제 1 시점(t1)에서 보조 전원 장치(110)는 충전 기준 전압(Vc _ ref)만큼 충전된다. 제 2 구간(t1~t2)동안 보조 전원 장치(110)에 포함된 스위칭부(114)는 턴 온 상태를 유지한다. 제 2 구간(t1~t2)동안 저장 장치(120)는 일정 레벨 이하의 전력을 사용하여 동작하므로, 보조 전원 장치(110)로부터 제공되는 추가 전력은 없다. 보조 전원 장치(110)는 충전 기준 전압(Vc _ ref) 레벨을 유지한다.
제 3 구간(t2~t3)동안 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력이 증가할 수 있다. 예를 들어, 저장 장치(120)에 포함된 복수의 플래시 메모리들이 동시에 동작(예를 들어, 데이터의 읽기, 쓰기, 및 소거 동작)함으로서 저장 장치(120)에 요구되는 전력이 증가할 수 있다. 이 경우, 보조 전원 장치(110)는 저장 장치(120)로 추가 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 보조 전원 장치(110)의 출력 전압(Vc _ out)이 전원 공급 장치(101)의 공급 전압(Vs)보다 높은 경우, 보조 전원 장치(110)는 추가 전력을 저장 장치(120)로 공급할 수 있다.
보조 전원 장치(110)는 충전된 전력을 기반으로 추가 전력을 공급하기 때문에, 도 2에 도시된 제 3 구간(t2~t3)과 같이 보조 전원 장치(110)의 출력 전압에 리플이 발생할 수 있다. 예시적으로, 보조 전원 장치(110)의 출력 전압(Vc _ out)이 제 2 기준 전압(Vref2) 이하로 내려갈 경우, 스위칭부(114)는 턴 오프될 수 있다.
도 3은 도 2의 제 3 구간(t2~t3)의 보조 전원 장치(110)의 동작을 더욱 상세하게 설명하기 위한 전원 공급 장치(101)의 공급 전압(Vs)을 보여주는 그래프이다. 예시적으로, 제 3 구간(t2~t3)동안 저장 장치는 주기적 또는 비주기적으로 일정 레벨 이상의 전력을 요구하는 것으로 가정한다.
도 3을 참조하면, 저장 장치(120)는 전원 공급 장치(101)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력의 크기에 따라 공급 전압(Vs)에 리플이 발생한다. 공급 전압(Vs)이 보조 전원 장치(110)의 충전 기준 전압(Vc _ ref)보다 낮아질 경우, 보조 전원 장치(110)는 추가 전력을 공급한다. 예를 들어, 제 2 시점(t2)에서 보조 전원 장치(110)는 충전 기준 전압(Vc _ ref)으로 충전되어 있는 상태이다. 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력의 증가로 인하여 공급 전압(Vs)이 충전 기준 전압(Vc _ ref)보다 낮아질 수 있다. 이 경우, 보조 전원 장치(110)는 저장 장치(120)로 추가 전력을 공급할 수 있다. 이로 인하여, 전원 공급 장치(101)로부터 제공되는 공급 전압(Vs)의 리플이 감소될 수 있다. 따라서, 향상된 안정성 및 성능을 갖는 사용자 시스템(100)이 제공된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 보조 전원 장치(110)의 출력 전압(Vc _ out)의 변화를 보여주는 그래프이다. 도 4를 참조하면, 제 2 시점(t2)에서 보조 전원 장치(110)는 충전 기준 전압(Vc _ ref)으로 충전되어 있는 상태이다. 즉, 제 2 시점(t2)에서 보조 전원 장치(110)의 출력 전압(Vc _ out)은 충전 기준 전압(Vc _ out)과 동일하다. 제 2' 구간(t2~t2') 동안 저장 장치(120)는 주기적 또는 비주기적으로 일정 레벨 이상의 전력을 요구할 수 있다. 제 2' 구간(t2~t2') 동안 보조 전원 장치(110)는 저장 장치(120)로부터 요구되는 전력이 일정 레벨 이상일 경우, 추가 전력을 공급할 것이다. 이로 인하여, 도 4에 도시된 바와 같이 보조 전원 장치(110)의 출력 전압(Vc _ out)은 감소하게 될 것이다.
제 2' 시점(t2')에서 보조 전원 장치(110)는 저장 장치(120)로 추가 전력을 공급함으로써, 출력 전압(Vc _ out)이 제 2 기준 전압(Vref2)보다 낮아질 수 있다. 제 2 기준전압(Vref2)은 서든 파워 오프시 저장 장치(120)의 종료 동작의 안정성을 보장하기 위한 전압을 가리킨다.
제 2' 시점(t2') 후에, 보조 전원 장치(110)는 저장 장치(120)로의 추가 전력 공급을 중단한다. 제 3 구간(t2'~t3)동안 보조 전원 장치(110)는 충전 기준 전압(Vc_ref)의 레벨만큼 충전될 수 있다.
본 발명에 따른 보조 전원 장치(110)는 저장장치(120)로의 추가전력 공급 및 저장 장치의 종료 동작의 안정성을 함께 보장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 사용자 시스템(200)을 보여주는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 사용자 시스템(200)은 전원 공급 장치(201), 보조 전원 장치(210), 및 저장 장치(220)를 포함한다. 보조 전원 장치(210)는 충전 회로(211), 충전부(212), 제 1 전압 검출기(213), 제 2 전압 검출기(202), 스위칭부(214), 및 단방향 소자들(215, 216)을 포함한다. 도 5의 전원 공급 장치(201), 보조 전원 장치(210)의 충전 회로(211), 충전부(212), 및 단방향 소자들(215, 216)는 도 1의 사용자 시스템(100)에 포함된 구성 요소들과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략된다. 이하에서, 도 1의 사용자 시스템(100)과 도 5의 사용자 시스템(200)은 유사하므로, 도 1의 사용자 시스템(100)과 도 5의 사용자 시스템(200)의 차이점이 중점적으로 설명된다.
도 5에 도시된 보조 전원 장치(210)의 스위칭부(214)는 저장 장치(220)의 제어에 의해 동작될 수 있다. 예를 들어, 전압 검출기(213)는 충전부(212)의 출력 전압(Vc _ out)을 감지하여 제 1 제어신호(CTRL1)를 저장 장치(120)로 전송한다. 제 1 제어신호(CTRL1)는 충전부(212)의 충전 상태를 가리키는 신호일 수 있다. 전압 검출기(202)는 전압 공급 장치(201)의 공급 전압(Vs)을 감지하여 제 2 제어 신호(CTRL2)를 출력한다. 저장 장치(220)는 제 1 및 제 2 제어신호들(CTRL1, CTRL2)에 응답하여, 스위칭부(214)를 제어한다. 서든 파워 오프시, 저장 장치(220)는 제 2 제어신호(CTRL2)에 응답하여, 종료 동작을 수행할 수 있다. 저장 장치(220)는 종료 동작을 완료한 후 제 3 제어신호(CTRL3)를 출력할 수 있다. 스위칭부(214)는 제 3 제어 신호(CTRL3)에 응답하여 턴오프될 수 있다.
보조 전원 장치(210)는 도 1에 도시된 보조 전원 장치(110)와 동일하게 추가 전력을 저장 장치(220)로 공급할 수 있다. 예시적으로, 전원 공급 장치(power supply)의 서든 파워 오프시, 저장 장치(220)는 종료 동작을 수행한다. 저장 장치(220)의 종료 동작이 완료된 후, 저장 장치(220)는 스위칭부(214)가 턴 오프되도록 제 3 제어신호(CTRL3)를 출력할 수 있다. 저장 장치(220)의 종료 동작이 완료된 후, 스위칭부(214)가 턴 오프됨으로서 충전부(212)에 저장된 전력의 불필요한 방전을 방지할 수 있다. 이로 인하여, 충전부(212)의 수명 및 성능이 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 시스템(1000)을 솔리드 스테이트 드라이브(1200, SSD; Solid State Drive)로 구현한 예를 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 사용자 시스템(1000)은 호스트(1100)와 SSD(1200)를 포함한다. SSD(1200)는 신호 커넥터(1231)를 통해 호스트(1100)와 신호를 주고 받으며, 전원 커넥터(1240)를 통해 전원을 입력받는다. SSD(1200)는 보조 전원 장치(1210), 복수의 메모리 장치들(1221~122n), 및 메모리 컨트롤러(1230)를 포함한다.
보조 전원 장치(1210)는 전원 커넥터를 통해 호스트와 연결된다. 보조 전원 장치는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 본 발명의 실시 예들에 따른 보조 전원 장치의 동작들을 수행할 수 있다. 예시적으로, 보조 전원 장치(1210)는 SSD(1200)에 내에 위치할 수도 있고, SSD(1200) 외부에 위치할 수도 있다. 예를 들어, 보조 전원 장치는 호스트의 메인보드에 위치하며, SSD(1200)에 보조 전원을 제공할 수 있다.
복수의 메모리 장치들(1221~122n)은 SSD(1200)의 저장 매체로서 사용된다. 복수의 메모리 장치들(1221~122n)은 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등의 불휘발성 메모리 장치들일 수 있다. 복수의 메모리 장치들(1221~122n)은 복수의 채널들(CH1~CHn)을 통해 메모리 컨트롤러(1230)와 연결된다. 하나의 채널에는 하나 또는 그 이상의 메모리 장치들이 연결될 수 있다. 하나의 채널에 연결되는 메모리 장치들은 동일한 데이터 버스에 연결될 수 있다.
메모리 컨트롤러(1230)는 신호 커넥터(1231)를 통해 호스트(1100)와 신호(SGL)를 주고 받는다. 여기에서, 신호(SGL)에는 커맨드, 어드레스, 데이터 등이 포함될 수 있다. 메모리 컨트롤러(1230)는 호스트(1100)의 커맨드에 따라 해당 메모리 장치에 데이터를 쓰거나 해당 메모리 장치로부터 데이터를 읽어낸다.
상술된 본 발명의 실시 예에 따른 보조 전원 장치는 외부 장치(예를 들어, 저장 장치, 입력 장치, 출력 장치 등)에서 요구되는 전력이 일정 레벨 이상인 경우, 추가 전력을 공급한다. 보조 전원 장치의 추가 전력 공급으로 인하여 전원 공급 장치의 피크 전력에 대한 부담이 경감하고, 시스템의 성능이 향상된다.
또한, 보조 전원 장치는 일정 레벨 이상의 충전 전압을 유지함으로써, 외부 장치의 서든 파워 오프 동작의 안정성을 보장한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200 : 사용자 시스템
110, 210 : 보조 전원 장치
111, 211 : 충전회로
112, 212 : 충전부
113, 203, 213 : 전압 검출기
114, 214 : 스위칭부
115, 116, 215, 216 : 단방향 소자
120, 220 : 저장 장치

Claims (10)

  1. 저장 장치; 및
    상기 저장 장치로 전원을 공급하는 보조 전원 장치를 포함하고,
    상기 보조 전원 장치는
    외부 전원을 상기 저장 장치로 선택적으로 공급하는 제 1 단방향 소자;
    상기 외부 전원을 공급받아 전력이 충전되고, 출력 전압을 출력하는 충전부;
    상기 충전부의 출력 전압을 상기 저장 장치로 선택적으로 공급하는 제 2 단방향 소자;
    상기 외부 전원의 전압 레벨을 감지하여 제 1 제어 신호를 출력하는 제 1 전압 검출기;
    상기 충전부의 출력 전압 레벨을 감지하여 제 2 제어 신호를 출력하는 제 2 전압 검출기; 및
    상기 충전부 및 상기 제 2 단방향 소자 사이에 연결된 스위칭부를 포함하고,
    상기 저장 장치는 상기 제 1 및 제 2 제어 신호들을 기반으로 제 3 제어 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 스위칭부는 상기 제 3 제어 신호에 응답하여 상기 충전부 및 상기 제 2 단방향 소자 사이를 스위칭하도록 구성되는 사용자 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전부가 충전 기준 전압으로 충전된 경우, 상기 제 3 제어 신호에 응답하여 상기 스위칭부가 턴 온되는 사용자 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 충전부의 출력 전압이 상기 외부 전원보다 높은 경우, 상기 제 2 단방향 소자는 상기 충전부에 저장된 전력을 상기 저장 장치로 공급하는 사용자 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 충전부의 출력 전압이 제 1 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제 3 제어 신호에 응답하여, 상기 스위칭부는 턴 오프되는 사용자 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 충전 기준 전압은 상기 제 1 기준 전압보다 소정의 레벨만큼 높고,
    상기 제 1 기준 전압은 제 2 기준 전압보다 소정의 레벨만큼 높고,
    상기 제 2 기준 전압은 서든 파워 오프시 상기 저장 장치의 종료 동작의 최소 요구 전압이고,
    상기 서든 파워 오프는 상기 외부 전원의 공급이 중단된 상태인 사용자 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 서든 파워 오프시, 상기 제 3 제어 신호에 응답하여, 상기 스위칭부는 턴 온 상태를 유지하는 사용자 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 서든 파워 오프시 상기 저장 장치의 종료 동작이 완료된 경우, 상기 제 3 제어 신호에 응답하여, 상기 스위칭부는 턴 오프되는 사용자 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 서든 파워 오프 이후 상기 외부 전원이 재공급될 경우, 상기 충전부는 상기 충전 기준 전압으로 재충전되는 사용자 시스템.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 저장 장치의 동작 전압에 기반하여 상기 충전 기준 전압의 레벨을 선택적으로 조절하는 충전 회로를 더 포함하는 사용자 시스템.
  10. 삭제
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