KR102094474B1 - 보조 전원 공급 장치 및 그를 채용한 전자 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보조 전원 공급 장치 및 그를 채용한 전자 시스템에 관한 것으로서 더욱 구체적으로는 보조전원부, 보조전원 상태감지부 및 보조전원 공급부를 포함하는 보조 전원 공급 장치 및 그를 채용한 전자 시스템에 관한 것이다. 상기 보조전원 상태감지부는 상기 보조전원부가 단락되었을 때 로우(low) 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 보조 전원 공급 장치 및 그를 채용한 전자 시스템을 이용하면 추가로 소모되는 전력과 오버헤드가 거의 없으면서도 보조 전원 장치의 이상 유무를 효율적이고 간단하게 감시할 수 있어 전자 시스템의 신뢰도 개선에 기여하는 효과가 있다.

Description

보조 전원 공급 장치 및 그를 채용한 전자 시스템{Auxiliary power supply device and an electronic system employing the same}
본 발명은 보조 전원 공급 장치 및 그를 채용한 전자 시스템에 관한 것으로서 더욱 구체적으로는 추가로 소모되는 전력과 오버헤드가 거의 없으면서도 보조 전원 장치의 이상 유무를 효율적이고 간단하게 감시할 수 있어 전자 시스템의 신뢰도 개선에 기여할 수 있는 보조 전원 공급 장치 및 그를 채용한 전자 시스템에 관한 것이다.
정보기기의 발달로 인해 사용자들은 어디서나 데이터를 처리하게 되었고, 데이터의 보존 및 손실 방지가 무엇보다 중요하게 됨에 따라 전원 장치의 갑작스런 파워 오프(이하, 서든 파워 오프(sudden power off, SPO)라 함)로 인한 데이터 손실을 방지하기 위하여 보조전원 공급장치가 사용된다. 그런데, 보조전원이 하나 또는 다수일 경우 하나의 보조전원에만 문제가 발생하더라도 나머지 다른 보전원에 손상을 줄 수 있고 또한 보조전원으로서의 역할을 충실히 수행하기 어렵게 된다. 따라서, 정상 여부를 지속적으로 모니터링할 수 있는 보조전원 공급장치가 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 추가로 소모되는 전력과 오버헤드가 거의 없으면서 이상 유무를 효율적이고 간단하게 감시할 수 있는 보조 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 신뢰도가 높은 전자 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 추가로 소모되는 전력과 오버헤드가 거의 없으면서 이상 유무를 효율적이고 간단하게 감시할 수 있는 보조 전원 관리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 네 번째 기술적 과제는 신뢰도가 높은 솔리드 스테이트 드라이브를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있는 보조전원부; 상기 보조전원부의 일단에 연결되는 보조전원 상태감지부; 및 주전원이 비정상인 경우 상기 보조 전원을 상기 보조전원부로부터 공급받아 대상 시스템에 공급할 수 있도록 구성된 보조전원 공급부를 포함하는 보조전원 공급 장치를 제공한다. 이 때, 상기 보조전원 상태감지부는 상기 보조전원부가 단락되었을 때 로우(low) 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 보조전원 상태감지부는 저항 및 일방향성 소자를 포함할 수 있다. 상기 일방향성 소자는, 예를 들면, 다이오드(diode)일 수 있다. 또한, 상기 보조전원 상태감지부는 상기 저항과 상기 일방향성 소자가 직렬로 연결되도록 구성될 수 있다. 이 때, 상기 일방향성 소자의 일단은 상기 저항에 연결되고, 상기 일방향성 소자의 타단은 상기 보조전원부의 일단에 연결될 수 있다.
상기 보조 전원 공급 장치는 외부의 주전원으로부터 전원을 공급받아 상기 보조전원부를 충전하도록 구성된 보조전원 충전부를 더 포함할 수 있다. 이 때 상기 보조 전원 공급 장치는 상기 주전원이 공급하는 전원의 정상 여부를 감지하도록 구성된 전원 감시부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 보조 전원 공급 장치는 주전원에 이상이 있다고 판단되는 경우 보조전원 공급부를 활성화할 수 있는 신호가 발생하도록 구성될 수 있다.
또, 상기 보조 전원 공급 장치는 상기 보조전원부가 단락되었을 때 생성된 로우(low) 신호 및 상기 전원 감시부에서 생성된 정상 신호에 근거하여 충전중단 신호가 생성되도록 구성될 수 있다. 이 때, 상기 보조전원 충전부는, 충전중단 신호를 수신한 경우 상기 보조전원부의 충전을 중단할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 보조 전원 공급 장치에 있어서, 상기 보조전원 상태감지부의 소비 전류는 약 100 nA 미만일 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여 전원 관리부 및 메인 시스템부를 포함하는 전자 시스템을 제공한다. 상기 전원 관리부는, 보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있는 보조 전원부; 상기 보조 전원부의 일단에 연결되는 보조전원 상태감지부; 및 주전원이 비정상인 경우 상기 보조 전원을 상기 보조전원부로부터 공급받아 상기 메인 시스템부에 공급할 수 있도록 구성된 보조전원 공급부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 보조전원 상태감지부는 저항 및 일방향성 소자를 포함할 수 있다.
또, 상기 보조전원 상태감지부는 상기 보조전원부가 단락되었을 때 로우(low) 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 로우(low) 신호는 상기 저항과 상기 일방향성 소자 사이의 전위가 소정 전위 미만의 전위를 갖는 것으로 정의될 수 있다. 상기 전원 관리부는 상기 주전원으로부터 전원을 공급받아 상기 보조전원부를 충전하도록 구성된 보조전원 충전부를 더 포함할 수 있다.
상기 전자 시스템은 상기 주전원이 공급하는 전원의 정상 여부를 감지하도록 구성된 전원 감시부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전자 시스템은 상기 주전원에 이상이 있다고 판단되는 경우 상기 보조전원 공급부를 활성화하도록 구성될 수 있다. 상기 전자 시스템은 상기 보조전원부가 단락되었음을 나타내는 신호에 근거하여 충전중단 신호가 생성되도록 구성된 충전중단 신호 생성부를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 충전중단 신호 생성부는 상기 전원 감시부에서 상기 주전원이 정상임을 나타내는 정상 신호를 생성하는 경우에만 충전중단 신호를 생성하고, 상기 주전원이 비정상임을 나타내는 비정상 신호를 생성하는 경우에는 충전중단 신호를 생성하지 않도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 충전중단 신호 생성부는 상기 전원 관리부 내에 배치될 수 있다. 또, 상기 충전중단 신호 생성부는 상기 메인 시스템부 내에 통합될 수 있다.
본 발명은 상기 세 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 보조전원 충전부를 통하여 보조 전원부에 주전원을 공급하여 보조 전원부를 충전하는 단계; 상기 보조 전원부의 일단에 연결된 보조전원 상태감지부를 통하여 상기 보조 전원부의 단락 여부를 점검하는 단계; 및 상기 보조 전원부가 단락된 것으로 나타난 경우 상기 보조전원 충전부가 보조 전원부를 충전하는 것을 중단하는 단계를 포함하는 보조 전원 관리 방법을 제공한다.
이 때, 상기 보조 전원부의 단락 여부를 점검하는 단계는, 상기 보조전원 상태감지부로부터 로우(low) 신호가 출력되면 상기 보조 전원부가 단락된 것으로 간주하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 보조 전원 관리 방법은 주전원이 공급하는 전원의 정상 여부를 감지하도록 구성된 전원 감시부가 상기 주전원이 정상임을 나타내는 정상 신호를 생성하면, 충전중단 신호 생성부가 상기 정상 신호 및 상기 로우 신호에 근거하여 충전중단 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 네 번째 기술적 과제를 이루기 위하여 보조 전원 공급 장치 및 보조 기억 메인 시스템부를 포함하는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive, SSD)를 제공한다. 이 때, 상기 보조 전원 공급 장치는, 보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있는 보조 전원부; 상기 보조전원부의 일단에 연결되는 보조전원 상태감지부; 및 주전원이 비정상인 경우 상기 보조 전원을 상기 보조전원부로부터 공급받아 상기 보조 기억 메인 시스템부에 공급할 수 있도록 구성된 보조전원 공급부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 보조전원 상태감지부는 저항 및 일방향성 소자를 포함할 수 있다.
또, 상기 보조 기억 메인 시스템부는 복수의 비휘발성 메모리 칩 그룹을 포함할 수 있다. 또, 상기 솔리드 스테이트 드라이브는 복수로 구비되는 상기 비휘발성 메모리 칩 그룹의 수에 대응하는 수의 상기 보조전원 공급부를 포함할 수 있다.
본 발명의 보조 전원 공급 장치 및 그를 채용한 전자 시스템을 이용하면 추가로 소모되는 전력과 오버헤드가 거의 없으면서도 보조 전원 장치의 이상 유무를 효율적이고 간단하게 감시할 수 있어 전자 시스템의 신뢰도 개선에 기여하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조전원 공급장치를 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 보조전원 공급장치를 나타낸 블록도로서 보조전원 상태감지부를 구체적으로 나타낸 것이다.
도 3은 보조전원 상태감지부와 보조 전원부의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 4는 도 3과 같은 실험 장치를 꾸민 후 커패시터를 강제로 단락시켰을 때 저항과 일방향성 소자 사이의 전위를 시간에 따라 측정한 결과를 나타낸 모니터 캡춰 이미지이다
도 5는 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 전원 공급 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 시스템(200a)을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보조 전원 공급 장치를 나타낸 블록도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 전원 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10b는 도 10a의 S2 단계를 보다 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브를 좀 더 자세히 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 보조 전원 장치를 포함하는 네트워크 시스템을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 시스템 장치를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
도 1은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조전원 공급장치(100)를 개념적으로 나타낸 블록도이다. 먼저 전체 보조전원 공급장치(100)의 작동 원리에 대하여 개괄한 후 각 개별 구성 요소에 대하여 상술한다.
도 1을 참조하면, 외부의 주전원(10)으로부터 전원 공급의 대상인 대상 시스템(20)으로 전원이 공급될 수 있다.
상기 보조전원 공급장치(100)는 상기 주전원(10)으로부터 전원을 공급받아 보조 전원부(120)를 충전하고, 주전원(10)에 이상이 있는 경우 보조 전원부(120)로부터 전원을 상기 대상 시스템(20)으로 공급하도록 구성될 수 있다.
상기 보조 전원부(120)는 보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있으며, 예를 들면 임의의 2차 전지 및/또는 커패시터로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 2차 전지는, 예를 들면, 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery), 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 니켈-카드뮴 전지(nickel cadmium battery), 리튬 공기 전지(lithium air battery) 등 임의의 2차 전지일 수 있다.
상기 리튬 폴리머 전지는 고분자 전해질에 유기 전해액이 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 폴리머 전지일 수도 있고, 유기 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있다.
2차 전지 셀은 일반적으로 애노드, 캐소드 및 이들 사이에 개재된 분리판을 포함할 수 있다. 상기 애노드는 애노드 기재 및 애노드 활물질을 포함하고, 상기 캐소드는 캐소드 기재 및 캐소드 활물질을 포함할 수 있다.
상기 캐소드 기재는 예를 들면 알루미늄일 수 있고 상기 캐소드 활물질은 예를 들면 LiCoO2일 수 있으나 여기에 한정되지 않고 실리콘계 재료, 주석계 재료, 알루미늄계 재료, 게르마늄계 재료 등을 포함할 수 있다.
상기 애노드 기재는 예를 들면 구리일 수 있고 상기 애노드 활물질은 흑연과 같은 탄소계 물질일 수 있다.
또, 상기 커패시터는, 예를 들면, 전해 커패시터, 탄탈 커패시터, 적층세라믹 커패시터, 전기이중층 커패시터, 고분자막 커패시터 등일 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 커패시터는 탄탈 커패시터일 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 상기 보조 전원부(120)에 저장된 전기 에너지는 주전원(10)이 대상 시스템(20)에 전원을 공급할 수 없게 된 경우에 상기 대상 시스템(20)에 공급되도록 구성된다. 상기 보조 전원부(120)의 대상 시스템(20)에 대한 전원 공급은 보조전원 공급부(130)가 단속하도록 구성된다.
상기 보조전원 공급부(130)가 상기 대상 시스템(20)으로 보조 전원을 공급할지 여부의 결정은 전원 감시부(150)의 감지 결과에 의하여 결정될 수 있다. 다시 말해, 상기 전원 감시부(150)는 상기 주전원(10)으로부터 공급되는 전원이 정상적으로 공급되고 있는지의 여부를 지속적으로 감시하도록 구성된다. 상기 보조전원 공급부(130)는 상기 전원 감시부(150)의 감시 결과에 근거하여 상기 주전원(10)으로부터 공급되는 전원이 비정상인 경우에 보조 전원을 대상 시스템(20)으로 공급하도록 구성될 수 있다.
상기 보조 전원부(120)의 전기 에너지는 충전을 중단하는 경우 시간이 흐름에 따라 점차 감소하게 된다. 따라서, 상기 보조 전원부(120)는 주기적으로 충전할 필요가 있다. 특히, 보조 전원부(120)의 용량이 작은 경우에는 용량 대비 방전이 빠르게 일어나기 때문에 실질적으로는 상시 충전이 요구될 수 있다. 보조전원 충전부(140)는 상기 주전원(10)으로부터 전원을 공급받아 상기 보조 전원부(120)에 충전을 위한 전원을 공급하는 역할을 수행한다.
한편, 상기 보조 전원부(120)에 단락(short)이 발생하였는데도 불구하고 보조 전원부(120)에 대한 충전이 계속되면 보조 전원부(120) 및/또는 보조전원 충전부(140)의 다른 부분을 손상시킬 가능성이 있고, 또한 보조 전원으로서의 역할도 수행하지 못하게 된다. 따라서, 상기 보조 전원부(120)에 단락이 발생한 경우에는 보조 전원부(120)의 충전이 중단될 수 있도록 보조전원 충전부(140)에서 전원의 공급을 차단하도록 구성될 수 있다.
보조전원 상태감지부(110)는 상기 보조 전원부(120)의 일단에 연결될 수 있으며, 상기 보조 전원부(120)에 단락이 발생하였는지 여부를 감지하도록 구성된다. 단락이 발생하였는지 여부를 감지하는 구체적인 구성에 관해서는 뒤에서 상세하게 설명한다. 또한, 상기 보조전원 상태감지부(110)는 보조 전원부(120)의 단락을 감지한 경우 그에 상응하는 신호가 출력되도록 구성될 수 있다.
충전중단 신호생성부(160)는 보조전원 상태감지부(110)로부터 출력된 신호를 수신하여 보조전원 충전부(140)에서 충전 전원을 차단할 것인지 여부를 판단하도록 구성된다. 그런데, 상기 보조전원 상태감지부(110)로부터 출력되는 신호만으로는 판단이 불완전할 수 있기 때문에 전원 감시부(150)로부터 주전원의 정상 공급 여부에 관한 신호도 수신하여 이들 두 신호를 고려함으로써 상기 보조전원 충전부(140)에서 충전 전원을 차단할 것인지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 보조 전원부(120)에 단락이 발생하는 경우 상기 보조 전원부(120) 양단의 전위는 급속히 감소하게 되고, 상기 보조전원 상태감지부(110)는 이를 감지하게 된다. 하지만, 상기 보조 전원부(120)의 양단의 전위는 단락이 발생한 경우에도 급속히 감소하게 되지만, 보조 전원의 공급에 따른 방전으로 인해 급속히 감소하게 될 수 있다. 그러므로, 이들 두 가능성 중 어느 원인에 의해 보조 전원부(120) 양단의 전위가 감소하였는지를 점검할 필요가 있다.
이를 위하여, 전원 감시부(150)로부터 주전원의 정상 공급 여부를 체크할 수 있다. 다시 말해 상기 주전원(10)으로부터 공급되는 전원이 비정상이면 상기 보조 전원부(120) 양단의 전위의 급격한 감소는 대상 시스템(20)에 보조 전원을 공급한 데 따른 것으로 판단하는 것이 합리적일 것이다. 반대로, 상기 주전원(10)으로부터 공급되는 전원이 정상이면 상기 보조 전원부(120)로부터 보조 전원이 대상 시스템(20)으로 공급되는 상황이 아니므로 상기 보조 전원부(120) 내부에 단락이 발생한 데 따른 것으로 판단하는 것이 합리적일 것이다.
정리하면, 상기 전원 감시부(150)로부터 주전원이 정상임을 나타내는 출력이 수신되고, 또한 상기 보조전원 상태감지부(110)로부터 보조 전원부(120) 양단의 전위가 급격히 감소하였음을 나타내는 출력이 수신되면 충전중단 신호생성부(160)는 상기 보조 전원부(120)에 단락이 발생한 것으로 판단하여 보조전원 충전부(140)로 하여금 상기 보조 전원부(120)로 공급되는 전원을 차단하게 할 수 있다.
이와 달리, 만일 상기 전원 감시부(150)로부터 주전원이 비정상임을 나타내는 출력이 수신되고, 또한 상기 보조전원 상태감지부(110)로부터 보조 전원부(120) 양단의 전위가 급격히 감소하였음을 나타내는 출력이 수신되면 충전중단 신호생성부(160)는 상기 보조 전원부(120)에 단락이 발생한 것이 아니라 상기 주전원(10)에 이상이 발생한 것으로 판단하여 보조전원 충전부(140)로 하여금 상기 보조 전원부(120)로 전원이 공급될 수 있도록 할 수 있다.
이하에서는 각 구성 요소들에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.
우선 상기 전원 감시부(150)는 주전원의 전압을 감지하여 일정 전압 이하로 떨어지는지 여부를 감시하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, TPS3898과 같이 특정 레벨의 전압을 감지할 수 있는 IC 칩을 이용하여 특정 전압 이하로 떨어지는 순간만 인식하도록 구성할 수 있다.
다음으로 보조전원 충전부(140)는 주전원으로부터 전원을 공급받아 보조 전원을 충전하는 역할을 수행한다. 위에서 살펴본 바와 같이 상기 보조전원 충전부(140)는 상기 보조 전원부(120)에 단락이 발생한 경우 전류를 차단하여 전체 시스템을 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 나아가 최대 충전 전류를 제한하고, 충전을 위해 보조 전원부(120)로 공급되는 전류량을 일정하게 하는 역할을 수행할 수 있다.
이러한 보조전원 충전부(140)를 구성하기 위하여 차저(charger) IC를 사용하거나 정전류회로를 구성할 수 있다. 상기 차저 IC는 휴대폰, 태블릿 PC 등과 같은 포터블 기기의 보조 전원에 널리 사용되는 방식으로서, 회로 구성이 비교적 간단하고 소프트웨어로 다양한 기능을 구현할 수 있다. 한편, 정전류회로를 구성하는 방식은 보조 전원의 종류와 무관하게 구현할 수 있다.
보조전원 상태감지부(110)는 보조전원에 단락이 발생하였을 때 이를 충전중단 신호생성부(160) 및/또는 시스템에 알려주는 회로이다. 또한 보조전원 상태감지부(110)는 후술하는 바와 같이 저항과 일방향성 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 일방향성 소자는, 예를 들면, 다이오드(diode)일 수 있다. 또한, 상기 저항과 상기 일방향성 소자는 직렬로 연결될 수 있다. 이에 관하여는 뒤에서 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
보조전원 공급부(130)는 주전원(10)의 공급에 이상이 발생한 경우, 보조전원 공급부(130)를 활성화함으로써 주전원을 대신하여 보조 전원이 대상 시스템(20)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 기능은 다이오드를 이용하여 구현될 수도 있고, 스위칭 소자를 이용하여 구현될 수도 있다. 다이오드를 이용하여 구현하는 방식은, 후술되는 도 8a 및 도 8b의 실시예에 적용하기에 적합하며 이에 관하여는 도 8a 및 도 8b을 참조하여 후술한다. 스위칭 소자를 이용하여 구현하는 방식은, 예를 들면, 전원 감시부(150)의 신호로 게이트를 제어하여 주전원과 보조전원을 게이트 신호에 따라 단속하는 방식일 수 있다. 그러나, 본 발명의 보조전원 공급부(130)는 여기에 예시된 방법에 한정되지 않는다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 보조전원 공급장치(100)를 나타낸 블록도로서 보조전원 상태감지부(110)를 구체적으로 나타낸 것이다.
도 2는 보조전원 상태감지부(110)를 제외하고는 도 1과 동일하기 때문에 중복되는 설명은 생략한다.
도 2에서 보는 바와 같이 상기 보조전원 상태감지부(110)는 저항(110a) 및 일방향성 소자(110b)로서 다이오드를 포함하고 있다. 특히, 상기 저항(110a)과 상기 일방향성 소자(110b)는 직렬로 연결되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 일방향성 소자(110b)의 일단은 상기 저항(110a)에 연결되고, 상기 일방향성 소자(110b)의 타단은 상기 보조 전원부(120)의 일단에 연결될 수 있다.
도 3은 보조전원 상태감지부(110)와 보조 전원부(120)의 일 실시예를 나타낸 회로도이다.
도 3을 참조하면 상기 보조 전원부(120)는 병렬로 연결된 4 개의 커패시터로 이루어질 수 있다. 여기서는 4 개의 커패시터가 연결된 예를 도시하였지만 통상의 기술자는 이보다 더 많거나 더 적은 수의 커패시터가 연결될 수도 있음을 이해할 것이다.
도 3에서 보는 바와 같이 병렬로 연결된 커패시터의 일단은 접지되고 타단은 보조전원 상태감지부(110)와 연결될 수 있다. 병렬로 연결된 4 개의 커패시터 중 어느 하나라도 단락이 되면 전체 커패시터가 단락되기 때문에 보조 전원부(120) 양단의 전위가 급격히 저하된다. 그 결과 보조전원 상태감지부(110)의 저항과 일방향성 소자 사이의 전위도 함께 저하된다.
도 4는 실제로 도 3과 같은 실험 장치를 꾸민 후 커패시터를 강제로 단락시켰을 때 저항과 일방향성 소자 사이의 전위를 시간에 따라 측정한 결과를 나타낸 모니터 캡춰 이미지이다. 도 4에서 보는 바와 같이 극히 짧은 시간 내에 전위가 저하되는 것을 관찰할 수 있다.
따라서, 다시 도 2를 참조하면 상기 저항(110a)과 상기 일방향성 소자(110b) 사이의 전위값을 상기 보조전원 상태감지부(110)의 출력신호(DS1)로 하여 충전중단 신호생성부(160)로 전달할 수 있다. 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 충전중단 신호생성부(160)는 상기 출력신호(DS1)가 로우 상태의 로우(low) 신호인지 여부를 확인하고, 또한 전원 감시부(150)의 출력신호(DS2)로부터 주전원으로부터의 전원 공급이 정상인지 여부를 확인한다.
여기서 출력신호(DS1)의 로우(low) 신호는 상기 저항과 일방향성 소자 사이의 전위가 소정 전위 미만의 값을 갖는 것으로 정의할 수 있다. 또한, 상기 출력신호(DS1)는 로우 상태의 로우 신호가 아니면 하이(high) 상태인 것으로 정의될 수 있다.
만일 상기 출력신호(DS1)가 로우 신호이면서 상기 출력신호(DS2)가 정상 신호이면 상기 보조 전원부(120)는 단락이 발생한 것으로 간주된다. 그에 따라 상기 충전중단 신호생성부(160)는 상기 보조전원 충전부(140)로 충전중단 신호(CS1)를 출력한다. 그러면 상기 충전중단 신호(CS1)를 수신한 상기 보조전원 충전부(140)는 상기 보조 전원부(120)로의 전원 공급을 중단함으로써 상기 보조 전원부(120)의 충전을 중단하게 된다.
도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이 상기 보조전원 상태감지부(110)는 다이오드와 같은 일방향성 소자와 저항으로 구성될 수 있기 때문에 매우 구조가 간단하여 적용하기가 쉽다. 또한, 구조가 간단하기 때문에 오동작의 우려가 낮고, 소비되는 전력이 극히 낮아 전체 시스템의 저전력화에 크게 기여할 수 있다. 예를 들면, 상기 보조전원 상태감지부(110)에서 소비되는 전류는 100 nA 미만일 수 있다.
도 5는 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 전원 공급 장치(100a)를 나타낸 블록도이다.
도 5의 실시예에 따른 보조 전원 공급 장치(100a)는 도 1의 실시예에 따른 보조 전원 공급 장치(100)와 비교하여 보조전원 상태감지부(110)가 연결된 위치가 상이하다. 즉, 도 1의 실시예에서는 상기 보조전원 상태감지부(110)가 상기 보조 전원부(120)의 후단 쪽에 연결된 반면, 도 5의 실시예에서는 상기 보조전원 상태감지부(110)가 상기 보조 전원부(120)의 전단 쪽에 연결될 수 있다.
회로적으로는 도 1의 실시예와 도 5의 실시예가 실질적으로 차이가 없기 때문에 도 5의 실시예에 나타낸 보조 전원 공급 장치(100a)도 동등하게 우수한 효과가 있다.
이하에서는 위에서 설명한 보조 전원 공급 장치를 포함하는 전자 시스템을 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 시스템(200)을 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 전원 관리부(201) 및 메인 시스템부(22)를 포함하는 전자 시스템(200)이 제공된다.
상기 전원 관리부(201)는 보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있는 보조 전원부(220), 상기 보조 전원부(220)의 일단에 연결되는 보조전원 상태감지부(210), 및 주전원(10)이 비정상인 경우 상기 보조 전원을 상기 보조 전원부(220)로부터 공급받아 상기 메인 시스템부(22)에 공급할 수 있도록 구성된 보조전원 공급부(230)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 보조전원 상태감지부(210)는 저항 및 일방향성 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 일방향성 소자는, 예를 들면, 다이오드일 수 있다.
전원 감시부(250)는 외부의 주전원(10)으로부터 공급되는 전원의 정상 여부를 지속적으로 감지하여 그에 관한 출력 신호를 충전중단 신호생성부(260)로 전송한다. 또한, 보조전원 상태감지부(210)는 상기 보조 전원부(220)의 단락 여부를 지속적으로 감시하여 그에 관한 출력신호를 충전중단 신호생성부(260)로 전송한다. 상기 충전중단 신호생성부(260)는 상기 전원 감시부(250) 및 보조전원 상태감지부(210)로부터의 출력신호들을 수신하고, 만일 상기 보조전원 상태감지부(210)로부터 수신된 신호가 로우 신호이고 상기 전원 감시부(250)로부터 수신된 신호가 정상 신호인 경우 충전중단 신호를 출력한다. 이 때, 만일 상기 전원 감시부(250)로부터 수신된 신호가 비정상 신호이면 충전중단 신호를 출력하지 않는다.
보조전원 충전부(240)는 상기 충전중단 신호를 수신하여 상기 보조 전원부(220)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
상기 메인 시스템부(22)는 외부의 주전원(10)으로부터 전원을 공급받을 수 있는 임의의 전자 시스템일 수 있다. 예를 들면, 상기 메인 시스템부(22)는 솔리드 스테이트 드라이브, 하드디스크 드라이브, 노트북 PC, 태블릿 PC, 휴대 전화, 포터블 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player, PMP), 길찾기 시스템 등일 수 있으며, 여기에 한정되지 않는다.
기타 도 6의 각 구성 요소들의 작용, 기능 및 다른 구성요소들과의 관계는 도 1에서 설명한 바와 동일하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 시스템(200a)을 나타낸 블록도이다.
도 7을 참조하면, 충전중단 신호생성부(260a)가 메인 시스템부(22a) 내부로 통합된 점에서 도 6에 나타낸 실시예와 상이하다. 즉, 도 6의 실시예에서는 충전중단 신호생성부(260a)가 전원 관리부(201) 내에 통합되는 반면, 도 7의 실시예에서는 충전중단 신호생성부(260a)가 메인 시스템부(22a) 내에 통합된다.
따라서, 상기 충전중단 신호생성부(260a)는 상기 메인 시스템부(22a) 내에 위치하는 마이크로프로세서 내에 내장될 수 있다. 선택적으로, 상기 충전중단 신호생성부(260a)는 상기 마이크로프로세서 내의 펌웨어의 일부일 수 있다.
도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 전원 관리부(201a)는 보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있는 보조 전원부(220a), 상기 보조 전원부(220a)의 일단에 연결되는 보조전원 상태감지부(210a), 및 주전원(10)이 비정상인 경우 상기 보조 전원을 상기 보조 전원부(220a)로부터 공급받아 상기 메인 시스템부(22a)에 공급할 수 있도록 구성된 보조전원 공급부(230a)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 보조전원 상태감지부(210a)는 저항 및 일방향성 소자를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 일방향성 소자는, 예를 들면, 다이오드일 수 있다.
전원 감시부(250a)는 외부의 주전원(10)으로부터 공급되는 전원의 정상 여부를 지속적으로 감지하여 그에 관한 출력 신호를 메인 시스템부(22a) 내의 충전중단 신호생성부(260a)로 전송한다. 또한, 보조전원 상태감지부(210a)는 상기 보조 전원부(220a)의 단락 여부를 지속적으로 감시하여 그에 관한 출력신호를 메인 시스템부(22a) 내의 충전중단 신호생성부(260a)로 전송한다. 메인 시스템부(22a) 내의 상기 충전중단 신호생성부(260a)는 상기 전원 감시부(250a) 및 보조전원 상태감지부(210a)로부터의 출력신호들을 수신하고, 만일 상기 보조전원 상태감지부(210a)로부터 수신된 신호가 로우 신호이고 상기 전원 감시부(250a)로부터 수신된 신호가 정상 신호인 경우 충전중단 신호를 출력한다. 이 때, 만일 상기 전원 감시부(250a)로부터 수신된 신호가 비정상 신호이면 충전중단 신호를 출력하지 않는다.
보조전원 충전부(240a)는 상기 충전중단 신호를 수신하여 상기 보조 전원부(220a)로 공급되는 전원을 차단할 수 있다.
상기 전자 시스템(200a)이 솔리드 스테이트 드라이브라고 가정할 때 서든 파워 오프 시에 캐시 메모리와 같은 휘발성 메모리에 들어있는 데이터를 손실 없이 비휘발성 메모리에 저장하는 것이 문제될 수 있다. 도 7에서 보는 바와 같이 전원 감시부(250a)가 충전중단 신호생성부(260a)로 송신하는 출력신호(DS2)가 주전원으로부터의 전원 공급이 비정상임을 나타내는 비정상 신호인 경우, 이를 수신한 충전중단 신호생성부(260a)는 상기 출력신호(DS2)를 보조전원 충전부(240a)를 위하여도 사용하지만 상기 전자 시스템(200a)으로 하여금 파워 오프 상황임을 인식하도록 하는 데도 사용할 수 있다. 그 결과 상기 전자 시스템(200a)이 현재 동작을 완료하고 추가적인 동작을 진행하지 않도록 할 수 있다. 또한, 상기 전자 시스템(200a)이 데이터 보호를 완료하고 안전하게 종료(shut-down)하도록 할 수 있다.
또한, 상기 메인 시스템부(22a)는 충전중단 신호생성부(260a)가 보조전원 상태감지부(210a)로부터 수신한 출력신호(DS1)에 근거하여 캐시 모드를 변경하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 출력신호(DS1)가 하이 상태인 경우에는 쓰기 캐시 모드(write cache mode)를 온 상태로 하다가 출력신호(DS1)가 로우 상태로 바뀌면 사용자의 데이터를 보호하기 위하여 쓰기 캐시 모드를 오프 상태로 전환할 수 있다. 이에 관해서는 도 10b를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
외부 호스트로부터 수신된 데이터는 우선 디램(DRAM)과 같이 빠른 속도의 휘발성 메모리에 일단 저장된 후 상기 메인 시스템부(22a)의 펌웨어에 의하여 NAND와 같은 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다. 이 때, 쓰기 캐시 모드가 온 상태인 때에는 외부 호스트로부터 수신된 데이터가 디램에 저장되는 순간에 확인(ACK) 신호를 호스트로 전송하도록 구성될 수 있다. 또 쓰기 캐시 모드가 오프 상태인 때에는 외부 호스트로부터 수신된 데이터가 디램을 거쳐 펌웨어에 의하여 비휘발성 메모리에 저장된 후에 확인(ACK) 신호를 호스트로 전송하도록 구성될 수 있다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보조 전원 공급 장치(100b)를 나타낸 블록도이다. 도 8b는 도 8a의 보조 전원 공급부(130b)
도 8a를 참조하면 보조전원 공급부(130b)가 주전원(10)과 대상 시스템(20)의 사이에 연결되도록 구성되는 점을 제외하면 도 1에 나타낸 실시예와 동일하다. 따라서, 도 1을 참조하여 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략하고, 차이가 있는 부분을 중심으로 설명한다.
상기 보조전원 공급부(130b)는 다이오드를 이용하는 방식으로 구성될 수 있다. 다이오드를 이용하여 구현하는 방식은, 예를 들면, 다이오드를 주전원과 보조전원에 각각 하나씩 배치하여 주전원이 오프되는 경우 보조전원이 자동적으로 공급되는 방식일 수 있다.
도 8b를 참조하면 본 실시예의 보조전원 공급부(130b)는 두 개의 다이오드를 포함하여 구성될 수 있다. 제 1 다이오드(D1)의 일단(T1)은 주전원(10) 쪽으로 연결될 수 있고, 제 2 다이오드(D2)의 일단(T2)은 보조 전원부(120)와 연결될 수 있다. 또한 상기 제 1 다이오드(D1)와 상기 제 2 다이오드(D2)의 타단들은 서로 연결되어 대상 시스템(20)으로 연결될 수 있다.
상기 주전원(10)으로부터 공급되는 전압은 상기 보조 전원부(120)로부터 공급되는 전압보다 약간 높도록 조절되는데, 제 1 다이오드(D1)를 통하여 주전원(10)으로부터 전원이 정상 공급되는 경우에는 제 1 다이오드(D1)에서의 전압 강하에도 불구하고 순방향이기 때문에 상기 제 1 다이오드(D1) 후단의 전위가 여전히 제 2 다이오드(D2)의 전단의 전위보다 높게 유지되는 것이 가능하다. 때문에, 상기 보조 전원부(120)로부터 제 2 다이오드(D2)를 통하여 대상 시스템(20)으로 전원이 실질적으로 공급되지 않는다.
한편, 상기 주전원(10)이 파워 오프되는 경우에는 상기 보조 전원부(120)로부터 공급되는 전압이 더 높아지므로 자동적으로 상기 보조 전원부(120)로부터 대상 시스템(20)으로 전원이 공급되게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브(300)를 나타낸 블록도이다.
도 9를 참조하면, 상기 솔리드 스테이트 드라이브(300)는 보조 전원 공급 장치(100c) 및 보조 기억 메인 시스템부(30)를 포함할 수 있다.
상기 보조 기억 메인 시스템부(30)는 비휘발성 메모리들(NVM)의 복수의 칩 그룹(22a, 22b)으로 나뉘어 각각 전원 공급 및 신호가 송수신되도록 구성될 수 있다. 도 9에서는 두 개의 칩 그룹을 갖는 것으로 도시되었지만, 통상의 기술자는 셋 이상의 칩 그룹으로 구성될 수 있음을 이해할 것이다.
상기 보조 전원 공급 장치(100c)는 상기 보조 기억 메인 시스템부(30)의 칩 그룹의 수에 대응되는 보조전원 공급부(130)를 가질 수 있다. 도 9에 도시된 보조 전원 공급 장치(100c)는 보조전원 공급부(130)가 복수로 구성되는 점을 제외하면 도 8a의 보조 전원 공급 장치(100b)와 동일하므로, 중복되는 설명은 여기서 생략한다.
이와 같이 보조 전원 공급부(130)를 보조 기억 메인 시스템부(30)의 칩 그룹에 대응하도록 복수로 구성함으로써 개별 칩 그룹에 보다 안정적으로 백업 전원을 공급할 수 있다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 전원 관리 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 10b는 도 10a의 S2 단계를 보다 구체적으로 나타낸 흐름도이다. 이하에서 설명되는 각 구성부의 참조번호는 도 1 또는 도 2를 참조할 수 있다.
도 10a를 참조하면, 보조전원 충전부(140)를 통하여 보조 전원부(120)에 주전원(10)을 공급하여 보조 전원부(120)를 충전한다(S1).
그런 다음 보조 전원부(120)의 일단에 연결된 보조전원 상태감지부(110)를 통하여 상기 보조 전원부(120)의 단락 여부를 점검한다(S2). 상기 보조 전원부(120)의 단락 여부를 점검한 결과, 만일 단락이 아닌 것으로 판단된 경우는 계속하여 보조 전원부(120)를 충전하고, 만일 단락인 것으로 판단된 경우에는 보조전원 충전부(140)로 하여금 보조 전원부(120)의 충전들 중단하게 할 수 있다(S3).
도 10b를 참조하여 상기 보조 전원부(120)의 단락 여부를 점검하는 S2 단계를 보다 구체적으로 설명한다.
도 10b를 참조하면, 상기 보조 전원부(120)의 단락 여부를 점검하는 단계는 상기 보조전원 상태감지부(110)로부터 로우 신호가 출력되면 상기 보조 전원부(120)가 단락된 것으로 간주하는 단계(S21)를 포함할 수 있다.
일단 보조전원 상태감지부(110)로부터 로우 신호가 출력되면 쓰기 캐시 모드를 오프 상태로 전환하여 사용자의 데이터를 보다 확실하게 보호할 수 있다(S22). 앞서 설명한 바와 같이 쓰기 캐시 모드가 오프 상태가 되면 외부 호스트로부터 수신된 데이터가 디램을 거쳐 펌웨어에 의하여 비휘발성 메모리에 저장된 후에야 비로소 확인(ACK) 신호를 호스트로 전송하도록 구성될 수 있다.
그런 다음, 전원 감시부(150)가 상기 주전원(10)이 정상임을 나타내는 정상 신호를 출력하는지 여부를 점검할 수 있다(S23). 만일 상기 전원 감시부(150)가 상기 주전원(10)이 정상임을 나타내는 정상 신호를 출력하면, 상기 충전중단 신호생성부(160)는 상기 정상 신호 및 상기 로우 신호에 근거하여 충전중단 신호를 생성할 수 있다(S24). 이러한 충전중단 신호는 보조전원 충전부(140)로 전달되어 상기 보조전원 충전부(140)로 하여금 상기 보조 전원부(120)로 공급되는 전원을 차단하도록 할 수 있다. 또한, 이러한 상태 변화를 사용자가 알 수 있도록 충전이 중단되었음을 알리는 메시지를 출력 장치로 실시간으로 출력할 수 있다. 상기 출력 장치는 모니터, 프린터, 휴대전화 등과 같은 임의의 출력장치일 수 있다.
만일 상기 전원 감시부(150)가 상기 주전원(10)이 비정상임을 나타내는 비정상 신호를 출력하면, 보조전원 공급부(130)를 활성화하여 보조 전원이 대상 시스템(20)으로 공급되도록 할 수 있다(S25). 또, 이러한 상태를 사용자가 알 수 있도록 보조전원 공급부가 활성화되었음을 알리는 메시지를 출력 장치로 실시간으로 출력할 수 있다. 상기 출력 장치는 모니터, 프린터, 휴대전화 등과 같은 임의의 출력장치일 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브를 좀 더 자세히 나타내는 도면이다.
도 11을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 SSD 컨트롤러(SCTL) 및 플래시 메모리(MEM)를 포함할 수 있다. SSD 컨트롤러(SCTL)는 버스(BUS)로 연결되는 보조 전원 장치(APS), 프로세서(PROS), 램(RAM), 캐쉬 버퍼(CBUF) 및 메모리 컨트롤러(Ctrl)를 구비할 수 있다.
메인 전원 장치(미도시)의 서든 파워 오프(SPO) 시에, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 보조 전원 장치(APS)에 저장된 보조 전원을 사용하여 동작할 수 있다.
프로세서(PROS)는 호스트(도시하지 않음)의 요청(명령, 어드레스, 데이터)에 응답하여 메모리 컨트롤러(Ctrl)가 플래시 메모리(MEM)와 데이터를 송수신하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)의 프로세서(PROS) 및 메모리 컨트롤러(Ctrl)는 하나의 ARM 프로세서로 구현될 수도 있다. 프로세서(PROS)의 동작에 필요한 데이터는 램(RAM)에 로딩될 수 있다.
호스트 인터페이스(HOST I/F)는 호스트의 요청을 수신하여 프로세서(PROS)로 전송하거나, 플래시 메모리(MEM)로부터 전송된 데이터를 호스트로 전송한다. 호스트 인터페이스(HOST I/F)는 USB(Universal Serial Bus), MMC(Man Machine Communication), PCI-E(Peripheral Component Interconnect-Express), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), PATA(Parallel Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), ESDI(Enhanced Small Device Interface), 그리고 IDE(Intelligent Drive Electronics) 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜로, 호스트와 인터페이스 할 수 있다. 플래시 메모리(MEM)로 전송하고자 하거나, 플래시 메모리(MEM)로부터 전송된 데이터는 캐쉬 버퍼(CBUF)에 임시로 저장될 수 있다. 캐쉬 버퍼(CBUF)는 SRAM 등일 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 보조 전원 장치를 포함하는 네트워크 시스템을 나타내는 도면이다.
도 12를 참고하면, 보조 전원 장치(APS)를 포함하는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 네트워크 시스템(NSYS)에 연결되는 서버 시스템(SSYS)에 포함될 수 있다.
메인 전원 장치의 서든 파워 오프(SPO) 시에, 서버 시스템(SSYS)은 보조 전원 장치(APS)에 저장된 보조 전원을 사용하여 동작할 수 있다.
네트워크 시스템(NSYS)은 네트워크를 통해 연결되는 서버 시스템(SSYS) 및 다수의 단말기들(TEM1∼TEMn)을 포함할 수 있다. 서버 시스템(SSYS)은 네트워크에 연결되는 다수의 단말기들(TEM1∼TEMn)로부터 수신되는 요청을 처리하는 서버(SERVER) 및 단말들(TEM1∼TEMn)로부터 수신되는 요청에 대응되는 데이터(DTA1∼DTAn)를 저장하는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 구비할 수 있다. 이때, 도 12의 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 도 11의 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)일 수 있다. 즉, 도 12의 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 도 11의 SSD 컨트롤러(SCTL) 및 플래시 메모리(MEM)를 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템 장치를 나타내는 블록도이다.
도 13을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템 장치(CSYS)는 버스(BUS)에 전기적으로 연결된 메인 전원 장치인 파워 공급 장치(PS), 보조 전원 장치(APS), 프로세서(CPU), 사용자 인터페이스(UI) 및 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 구비한다. 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 SSD 컨트롤러(SCTRL) 및 플래시 메모리(MEM)를 포함한다. 플래시 메모리(MEM)에는 프로세서(CPU)에 의해서 처리된 또는 처리될 N-비트 데이터(N은 1 또는 그 보다 큰 정수)가, SSD 컨트롤러(SCTRL)를 통해, 저장될 것이다. 도 13의 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 도 11의 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)일 수 있다.
파워 공급 장치(PS)의 서든 파워 오프(SPO) 시에, 컴퓨팅 시스템 장치는 보조 전원 장치(APS)에 저장된 보조 전원을 사용하여 동작할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템 장치(CSYS)는 시스템 메모리(예를 들어, RAM)을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템 장치(CSYS)가 모바일 장치인 경우, 컴퓨팅 시스템의 동작 전압을 공급하기 위한 배터리 및 베이스밴드 칩셋(baseband chipset)과 같은 모뎀이 추가적으로 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 컴퓨팅 시스템 장치(CSYS)에는 응용 칩셋(application chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor: CIP), 모바일 디램, 등이 더 제공될 수 있음은 이 분야의 통상적인 지식을 습득한 자들에게 자명한 사항인 바, 더 자세한 설명은 생략한다.
보조 전원 장치에 포함되는 커패시터가 정상적으로 동작하지 않을 경우, 보조 전원 장치는 보조 전원 제공의 기능을 상실하므로, 커패시터의 상태를 효율적으로 모니터링하는 것이 중요하다. 서버 시스템에 포함되는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)의 경우 플래시 채널의 개수가 더욱 증가할 것으로 예상되고, 보조 전원 장치는 더욱 커진 피크 파워(peak power)를 감당하기 위해 복수의 커패시터를 포함할 수 있다. 따라서 복수의 커패시터를 포함하는 보조 전원 장치의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 커패시터와 같은 보조 전원의 상태를 효율적으로 모니터링하여 제어할 수 있는 보조 전원 장치를 제공할 수 있다.
커패시터와 같은 보조 전원의 상태를 간단하고 정확하게 모니터링함으로써, 불량 커패시터가 교체될 수 있다. 따라서, 보조 전원 장치의 신뢰성이 향상되고, 보조 전원 장치의 수명이 연장될 수 있다.
보조 전원으로의 전원 공급을 계속할지 여부를 판단하는 충전중단 신호생성부는 단지 검출 신호의 토글 여부 및 검출 신호가 로우 상태인지 하이 상태인지를 판단하면 된다. 따라서, 충전중단 신호생성부가 간단하게 구현될 수 있어, 전체 시스템의 오버헤드가 감소될 수 있다.
보조 전원 충전부가 충전 전원을 불연속적으로 공급하는 경우뿐 아니라 연속적으로 공급하는 경우에도, 보조 전원 장치는 커패시터의 상태를 효율적으로 모니터링할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
본 발명은 반도체 산업에 유용하게 이용될 수 있다.
10: 주전원 20: 대상 시스템
22, 22a: 메인 시스템부 30: 보조 기억 메인 시스템부
100, 100a, 100b, 100c, 201, 201a: 보조 전원 공급 장치
110, 210, 210a: 보조전원 상태감지부
120, 220, 220a: 보조 전원부
130, 230, 230a: 보조전원 공급부
140, 240, 240a: 보조전원 충전부
150, 250, 250a: 전원 감시부
160, 260, 260a: 충전중단 신호생성부
200, 200a: 전자 시스템
300: 솔리드 스테이트 드라이브

Claims (20)

  1. 보조 전원 공급 장치로서,
    보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있는 보조전원부;
    외부의 주전원으로부터 전원을 공급받아 상기 보조전원부를 충전하도록 구성된 보조전원 충전부;
    상기 주전원이 공급하는 전원의 정상 여부를 감지하도록 구성된 전원 감시부;
    상기 보조전원부의 일단에 연결되고, 직렬로 연결된 저항과 일방향성 소자를 포함하는 보조전원 상태감지부; 및
    주전원이 비정상인 경우 상기 보조 전원을 상기 보조전원부로부터 공급받아 대상 시스템에 공급할 수 있도록 구성된 보조전원 공급부;
    를 포함하고,
    상기 보조전원 상태감지부는 상기 보조전원부가 단락되었을 때 로우(low) 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 보조 전원 공급 장치는 주전원에 이상이 있다고 판단되는 경우 보조전원 공급부를 활성화할 수 있는 신호가 발생하도록 구성되고,
    상기 보조 전원 공급 장치는 상기 보조전원부가 단락되었을 때 생성된 상기 로우(low) 신호 및 상기 전원 감시부에서 생성된 정상 신호에 근거하여 충전중단 신호가 생성되도록 구성된 보조전원 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 일방향성 소자는 다이오드(diode)인 것을 특징으로 하는 보조 전원 공급 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 일방향성 소자의 일단은 상기 저항에 연결되고, 상기 일방향성 소자의 타단은 상기 보조전원부의 일단에 연결되는 것을 특징으로 하는 보조 전원 공급 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조전원 상태감지부의 소비 전류가 100 nA 미만인 것을 특징으로 하는 보조 전원 공급 장치.
  11. 전원 관리부 및 메인 시스템부를 포함하는 전자 시스템으로서,
    상기 전원 관리부는,
    보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있는 보조 전원부;
    상기 보조 전원부의 일단에 연결되는 보조전원 상태감지부; 및
    주전원이 비정상인 경우 상기 보조 전원을 상기 보조전원부로부터 공급받아 상기 메인 시스템부에 공급할 수 있도록 구성된 보조전원 공급부;
    를 포함하고,
    상기 보조전원 상태감지부는 저항 및 일방향성 소자를 포함하고, 상기 저항과 상기 일방향성 소자는 직렬로 연결된 것을 특징으로 하는 전자 시스템.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 보조전원 충전부를 통하여 보조 전원부에 주전원을 공급하여 보조 전원부를 충전하는 단계;
    상기 보조 전원부의 일단에 연결된 보조전원 상태감지부를 통하여 상기 보조 전원부의 단락 여부를 점검하는 단계; 및
    상기 보조 전원부가 단락된 것으로 나타난 경우 상기 보조전원 충전부가 보조 전원부를 충전하는 것을 중단하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 보조전원 상태감지부는 직렬로 연결된 저항과 일방향성 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 전원 관리 방법.
  19. 보조 전원 공급 장치 및 보조 기억 메인 시스템부를 포함하는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive, SSD)로서,
    상기 보조 전원 공급 장치는,
    보조 전원으로서 공급할 전기 에너지를 저장하고 있는 보조 전원부;
    상기 보조전원부의 일단에 연결되고, 직렬로 연결된 저항과 일방향성 소자를 포함하는 보조전원 상태감지부; 및
    주전원이 비정상인 경우 상기 보조 전원을 상기 보조전원부로부터 공급받아 상기 보조 기억 메인 시스템부에 공급할 수 있도록 구성된 보조전원 공급부;
    를 포함하고,
    상기 보조전원 상태감지부는 저항 및 일방향성 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 스테이트 드라이브.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 보조 기억 메인 시스템부는 복수의 비휘발성 메모리 칩 그룹을 포함하고,
    복수로 구비되는 상기 비휘발성 메모리 칩 그룹의 수에 대응하는 수의 상기 보조전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 스테이트 드라이브.
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