KR102494241B1 - 메모리 시스템 및 그의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

다양한 실시예들은 메모리 시스템 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 호스트에 로딩되는 운영 체제에 기반하여, 다수개의 펌웨어들 중 어느 하나를 활성화하고, 활성화된 펌웨어에 기반하여, 구동하도록 구성된다.

Description

메모리 시스템 및 그의 동작 방법{MEMORY SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF}
다양한 실시예들은 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
최근 컴퓨터 환경에 대한 패러다임(paradigm)이 언제, 어디서나 컴퓨터 시스템을 사용할 수 있도록 하는 유비쿼터스 컴퓨팅(ubiquitous computing)으로 전환되고 있다. 이로 인해 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자 장치의 사용이 급증하고 있다. 이와 같은 휴대용 전자 장치는 일반적으로 메모리 장치를 이용하는 메모리 시스템, 다시 말해 데이터 저장 장치를 사용한다. 데이터 저장 장치는 휴대용 전자 장치의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용된다.
메모리 장치를 이용한 데이터 저장 장치는 기계적인 구동부가 없어서 안정성 및 내구성이 뛰어나며, 또한 정보의 액세스 속도가 매우 빠르고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 갖는 메모리 시스템의 일 예로 데이터 저장 장치는 메모리 장치, 예컨대 USB(Universal Serial Bus) 메모리 장치, 다양한 인터페이스를 갖는 메모리 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive) 등을 포함한다.
그런데, 상기와 같은 메모리 시스템은 하나의 펌웨어(firmware; FW)를 갖는다. 즉 휴대용 전자 장치에 다수개의 운영 체제(operating system; OS)들이 설치되고, 휴대용 전자 장치가 사용 목적에 따라 운영 체제들 중 어느 하나를 선택적으로 실행할 수 있다. 그러나, 메모리 시스템은, 휴대용 전자 장치에서 실행되는 운영 체제와 관계없이, 하나의 펌웨어로 구동할 뿐이다. 이로 인하여, 메모리 시스템의 사용 효율이 낮은 문제점이 있다.
따라서, 다양한 실시예들은, 메모리 시스템의 복잡도 및 성능 저하를 최소화하며, 메모리 장치의 사용 효율을 최대화하여, 메모리 장치로 데이터를 신속하게 안정적으로 처리할 수 있는 메모리 시스템 및 그의 동작 방법을 제공한다.
다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템은, 다수개의 펌웨어들을 포함하는 메모리 장치 및 상기 메모리 장치를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 호스트에 로딩되는 운영 체제에 기반하여, 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 활성화하고, 상기 활성화된 펌웨어에 기반하여, 구동하도록 더 구성된다.
다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템의 동작 방법은, 호스트에 로딩되는 운영 체제에 기반하여, 다수개의 펌웨어들 중 어느 하나를 활성화하는 동작 및 상기 활성화된 펌웨어에 기반하여, 구동하는 동작을 포함한다.
다양한 실시예들에 따르면, 메모리 시스템은 다수개의 펌웨어들을 사용 목적에 따라 효과적으로 사용할 수 있다. 즉 메모리 시스템은, 휴대용 전자 장치에서 실행되는 운영 체제에 대응하여, 펌웨어들을 적응적으로 사용할 수 있다. 이로 인하여, 메모리 시스템의 사용 효율이 향상될 수 있다.
이에 따라, 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템 및 그의 동작 방법은, 메모리 시스템의 복잡도 및 성능 저하를 최소화하며, 메모리 장치의 사용 효율을 최대화하여, 메모리 장치로 데이터를 신속하게 안정적으로 처리할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템에서 메모리 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 메모리 블록들의 메모리 셀 어레이 회로를 도시한 도면이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템에서 메모리 장치의 외부 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 6 내지 9는 다양한 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 16은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 구현 예들을 도시한 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 데이터 처리 시스템(100)은, 호스트(Host)(102) 및 메모리 시스템(110)을 포함한다.
호스트(102)는 전자 장치, 예컨대 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예컨대, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 호스트(102)는 적어도 하나의 운영 체제(OS; operating system)를 포함한다. 운영 체제는 호스트(102)의 기능을 전반적으로 관리 및 제어하고, 호스트(102)와 사용자 간 상호작용을 제공한다. 이러한 운영 체제는 사용 목적에 따라 결정되는 기능을 갖는다. 예를 들면, 운영 체제의 유형들은 호스트(102)의 이동성(mobility)에 따라 일반 운영 체제와 모바일 운영 체제로 구분되고, 일반 운영 체제는 사용 환경에 따라 개인용 운영 체제와 기업용 운영 체제로 구분될 수 있다. 개인용 운영 체제는 일반 사용자를 위해 서비스를 제공하는 데 중점을 두고 구현되며, 예컨대 윈도우(windows) 및 크롬(chrome) 등을 포함할 수 있다. 기업용 운영 체제는 고성능 확보에 중점을 두고 구현되며, 예컨대 윈도 서버(windows server), 리눅스(linux) 및 유닉스(unix) 등을 포함할 수 있다. 모바일 운영 체제는 전력 소모를 줄이는 데 중점을 두고 구현되며, 예컨대 안드로이드(android), 오에스 텐(OS X) 및 윈도 모바일(windows mobile) 등을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 호스트(102)는 다수개의 운영 체제들을 포함할 수 있다. 이 때 호스트(102)는 파워 온에 대응하여, 운영 체제들 중 어느 하나를 결정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 호스트(102)는 운영 체제에 대응하여, 펌웨어를 결정한다. 펌웨어는 호스트(102)의 동작에 대응하여 메모리 시스템(110)의 구동을 담당한다. 이러한 펌웨어는 사용 목적에 따라 결정되는 기능을 갖는다. 여기서, 호스트(102)는 운영 체제의 사용 목적에 대응하여 펌웨어의 사용 목적을 결정하고, 이로부터 펌웨어를 결정할 수 있다. 이를 위해, 호스트(102)는 운영 체제와 펌웨어의 상호 대응 관계를 저장하고 있을 수 있다. 그리고 호스트(102)는 메모리 시스템(110)으로 활성 커맨드를 전송한다. 활성 커맨드는 운영 체제에 대응하는 펌웨어를 나타낸다.
다양한 실시예들에 따르면, 호스트(102)는 운영 체제를 로딩한다. 이 때 호스트(102)는 부팅을 완료하고, 운영 체제를 실행한다. 이를 통해, 호스트(102)는 운영 체제에 따라 동작한다.
메모리 시스템(110)은, 호스트(102)의 요청에 응답하여 동작하며, 특히 호스트(102)에 의해서 액세스되는 데이터를 저장한다. 다시 말해, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용될 수 있다. 여기서, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)와 연결되는 호스트 인터페이스 프로토콜에 따라, 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들면, 메모리 시스템(110)은, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive), MMC, eMMC(embedded MMC), RS-MMC(Reduced Size MMC), micro-MMC 형태의 멀티 미디어 카드(MMC: Multi Media Card), SD, mini-SD, micro-SD 형태의 시큐어 디지털(SD: Secure Digital) 카드, USB(Universal Storage Bus) 저장 장치, UFS(Universal Flash Storage) 장치, CF(Compact Flash) 카드, 스마트 미디어(Smart Media) 카드, 메모리 스틱(Memory Stick) 등과 같은 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
예를 들면, 메모리 시스템(110)을 구현하는 저장 장치들은, DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static RAM) 등과 같은 휘발성 메모리 장치와 ROM(Read Only Memory), MROM(Mask ROM), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable ROM), EEPROM(Electrically Erasable ROM), FRAM(Ferromagnetic ROM), PRAM(Phase change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리 장치로 구현될 수 있다.
그리고 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)에 의해서 액세스되는 데이터를 저장하는 메모리 장치(150) 및 메모리 장치(150)로의 데이터 저장을 제어하는 컨트롤러(130)를 포함한다.
예를 들면, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있다. 일 예로, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 SSD를 구성할 수 있다. 메모리 시스템(110)이 SSD로 이용되는 경우, 메모리 시스템(110)에 연결되는 호스트(102)의 동작 속도는 획기적으로 개선될 수 있다.
한편, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드를 구성할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는, 하나의 반도체 장치로 집적되어, PC 카드(PCMCIA: Personal Computer Memory Card International Association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억 장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 수 있다.
한편, 메모리 시스템(110)은, 컴퓨터, UMPC(Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA(Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 3차원 텔레비전(3-dimensional television), 스마트 텔레비전(smart television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 데이터 센터를 구성하는 스토리지, 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID(radio frequency identification) 장치, 또는 컴퓨팅 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들 중 하나 등을 구성할 수 있다.
메모리 시스템(110)의 메모리 장치(150)는, 전원이 공급되지 않아도 저장된 데이터를 유지할 수 있으며, 특히 라이트(write) 동작을 통해 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 저장하고, 리드(read) 동작을 통해 저장된 데이터를 호스트(102)로 제공한다. 그리고 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록(memory block)들(152,154,156)을 포함하며, 각각의 메모리 블록들(152,154,156)은, 복수의 페이지들(pages)을 포함하며, 또한 각각의 페이지들은, 복수의 워드라인(WL: Word Line)들이 연결된 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 또한 메모리 장치(150)는, 비휘발성 메모리 장치, 일 예로 플래시 메모리가 될 수 있으며, 이 때 플래시 메모리는 3차원(dimension) 입체 스택(stack) 구조가 될 수 있다. 여기서, 메모리 장치(150)의 구조 및 메모리 장치(150)의 3D 입체 스택 구조에 대해서는, 이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명될 것이다.
메모리 시스템(110)의 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어한다. 컨트롤러(130)는, 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터를 호스트(102)로 제공하고, 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 메모리 장치(150)에 저장하며, 이를 위해 컨트롤러(130)는, 메모리 장치(150)의 리드, 라이트, 프로그램(program), 이레이즈(erase) 등의 동작을 제어한다.
그리고 컨트롤러(130)는, 호스트 인터페이스(Host I/F) 유닛(132), 프로세서(Processor)(134), 에러 정정 코드(ECC: Error Correction Code) 유닛(138), 파워 관리 유닛(PMU: Power Management Unit)(140), 낸드 플래시 컨트롤러(NFC: NAND Flash Controller)(142) 및 메모리(Memory)(144)를 포함한다.
호스트 인터페이스 유닛(134)은, 호스트(102)의 커맨드(command) 및 데이터를 처리하며, USB(Universal Serial Bus), MMC(Multi-Media Card), PCI-E(Peripheral Component Interconnect-Express), SAS(Serial-attached SCSI), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), PATA(Parallel Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), ESDI(Enhanced Small Disk Interface), IDE(Integrated Drive Electronics) 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 호스트(102)와 통신하도록 구성될 수 있다.
ECC 유닛(138)은, 메모리 장치(150)에 저장된 데이터를 리드할 경우, 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터에 포함되는 에러를 검출 및 정정한다. 즉 ECC 유닛(138)은, 메모리 장치(150)로부터 리드한 데이터에 대하여 에러 정정 디코딩을 수행한 후, 에러 정정 디코딩의 성공 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 지시 신호를 출력하며, ECC 인코딩 과정에서 생성된 패리티(parity) 비트를 사용하여 리드된 데이터의 에러 비트를 정정할 수 있다. 이 때 ECC 유닛(138)은, 에러 비트 개수가 정정 가능한 에러 비트 한계치 이상 발생하면, 에러 비트를 정정할 수 없으며, 에러 비트를 정정하지 못함에 상응하는 에러 정정 실패(fail) 신호를 출력할 수 있다.
예를 들면, ECC 유닛(138)은, LDPC(low density parity check) code, BCH(Bose, Chaudhri, Hocquenghem) code, turbo code, 리드-솔로몬 코드(Reed-Solomon code), convolution code, RSC(recursive systematic code), TCM(trellis-coded modulation), BCM(Block coded modulation) 등의 코디드 모듈레이션(coded modulation)을 사용하여 에러 정정을 수행할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, ECC 유닛(138)은 오류 정정을 위한 회로, 시스템 또는 장치를 모두 포함할 수 있다.
PMU(140)는, 컨트롤러(130)의 파워, 즉 컨트롤러(130)에 포함된 구성 요소들의 파워를 제공 및 관리한다.
NFC(142)는, 컨트롤러(130)가 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어하기 위해, 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간의 인터페이싱을 수행하는 메모리 인터페이스로서, 메모리 장치(150)가 플래시 메모리, 예컨대 낸드 플래시 메모리일 경우, 프로세서(134)의 제어에 따라 메모리 장치(150)의 제어 신호를 생성하고 데이터를 처리한다.
메모리(144)는, 메모리 시스템(110) 및 컨트롤러(130)의 동작 메모리로, 메모리 시스템(110) 및 컨트롤러(130)의 구동을 위한 데이터를 저장한다. 메모리(144)는, 컨트롤러(130)가 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어, 예컨대 컨트롤러(130)가, 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터를 호스트(102)로 제공하고, 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 메모리 장치(150)에 저장하며, 이를 위해 컨트롤러(130)가, 메모리 장치(150)의 리드, 라이트, 프로그램, 이레이즈(erase) 등의 동작을 제어할 경우, 이러한 동작을 메모리 시스템(110), 즉 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간이 수행하기 위해 필요한 데이터를 저장한다.
여기서, 메모리(144)는, 휘발성 메모리로 구현될 수 있으며, 예컨대 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM: Static Random Access Memory) 또는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM: Dynamic Random Access Memory) 등으로 구현될 수 있다. 그리고 메모리(144)는, 전술한 바와 같이, 호스트(102)와 메모리 장치(150) 간 데이터 라이트 및 리드 등의 동작을 수행하기 위해 필요한 데이터 및 데이터 라이트 및 리드 등의 동작 수행 시의 데이터를 저장하며, 이를 위해, 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 라이트 버퍼(buffer)/캐시(cache), 리드 버퍼/캐시, 맵(map) 버퍼/캐시 등을 포함한다.
프로세서(134)는, 메모리 시스템(110)의 제반 동작을 제어하며, 호스트(102)로부터의 라이트 요청 또는 리드 요청에 응답하여, 메모리 장치(150)에 대한 라이트 동작 또는 리드 동작을 제어한다. 여기서, 프로세서(134)는, 메모리 시스템(110)의 제반 동작을 제어하기 위해 플래시 변환 계층(FTL: Flash Translation Layer, 이하 'FTL'이라 칭하기로 함)이라 불리는 펌웨어(firmware)를 구동한다. 또한, 프로세서(134)는, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현될 수 있다.
그리고 프로세서(134)에는, 메모리 장치(150)의 배드 관리(bad management), 예컨대 배드 블록 관리(bad block management)를 수행하기 위한 관리 유닛(도시하지 않음)이 포함되며, 관리 유닛은, 메모리 장치(150)에 포함된 복수의 메모리 블록들에서 배드 블록(bad block)을 확인한 후, 확인된 배드 블록을 배드 처리하는 배드 블록 관리를 수행한다. 여기서, 배드 관리, 다시 말해 배드 블록 관리는, 메모리 장치(150)가 플래쉬 메모리, 예컨대 낸드 플래시 메모리일 경우, 낸드의 특성으로 인해 데이터 라이트, 예컨대 데이터 프로그램(program) 시에 프로그램 실패(program fail)가 발생할 수 있으며, 프로그램 실패가 발생한 메모리 블록을 배드(bad) 처리한 후, 프로그램 실패된 데이터를 새로운 메모리 블록에 라이트, 즉 프로그램하는 것을 의미한다. 또한 메모리 장치(150)가 3차원 입체 스택 구조를 가질 경우에는, 프로그램 실패에 따라 해당 블록을 배드 블록으로 처리할 경우, 메모리 장치(150)의 사용 효율 및 메모리 시스템(110)의 신뢰성이 급격하게 저하되므로, 보다 신뢰성 있는 배드 블록 관리 수행이 필요하다.
다양한 실시예들에 따르면, 메모리 시스템(110)은 활성 커맨드에 기반하여 펌웨어를 결정한다. 한 실시예에 따르면, 메모리 시스템(110)은 다수개의 펌웨어들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)의 활성 커맨드에 기반하여, 펌웨어들 중 어느 하나를 결정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 메모리 시스템(110)은 펌웨어를 활성화한다. 즉 메모리 시스템(110)은 호스트(102)의 운영 체제에 대응하여, 펌웨어를 실행한다. 그리고 메모리 시스템(110)은 펌웨어에 기반하여, 구동한다. 이에 따라, 호스트(102)가 운영 체제에 따라 동작하는 동안, 메모리 시스템(110)이 운영 체제에 대응하는 펌웨어에 기반하여 호스트(102)의 데이터 액세스를 지원한다.
다양한 실시예들에 따르면, 메모리 시스템(110)은 다수개의 펌웨어들을 사용 목적에 따라 효과적으로 사용할 수 있다. 즉 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)에서 실행되는 운영 체제에 대응하여, 펌웨어들을 적응적으로 사용할 수 있다. 이로 인하여, 메모리 시스템(110)의 사용 효율이 향상될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템에서 메모리 장치를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록들, 예컨대 블록0(Block0)(210), 블록1(Block1)(220), 블록2(Block2)(230) 및 블록N-1(BlockN-1)(240)을 포함하며, 각각의 블록들(210,220,230,240)은, 복수의 페이지들(Pages), 예컨대 2M 개의 페이지들(2M Pages)을 포함한다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 복수의 메모리 블록들이 각각 2M 개의 페이지들을 포함하는 것을 일 예로 하여 설명하지만, 복수의 메모리들은, 각각 M 개의 페이지들을 포함할 수도 있다. 그리고 각각의 페이지들은, 복수의 워드라인(WL: Word Line)들이 연결된 복수의 메모리 셀들을 포함한다.
그리고 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록들을, 하나의 메모리 셀에 저장 또는 표현할 수 있는 비트의 수에 따라, 단일 레벨 셀(SLC: Single Level Cell) 메모리 블록 및 멀티 레벨 셀(MLC: Multi Level Cell) 메모리 블록 등으로 포함할 수 있다. 여기서, SLC 메모리 블록은, 하나의 메모리 셀에 1 비트 데이터를 저장하는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하며, 데이터 연산 성능이 빠르며 내구성이 높다. 또한 MLC 메모리 블록은, 하나의 메모리 셀에 멀티 비트 데이터(예를 들면, 2 비트 이상)를 저장하는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하며, SLC 메모리 블록보다 큰 데이터 저장 공간을 가질 수, 다시 말해 고집적화할 수 있다. 여기서, 하나의 메모리 셀에 3 비트 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하는 MLC 메모리 블록을, 트리플 레벨 셀(TLC: Triple Level Cell) 메모리 블록으로 구분할 수도 있다.
여기서, 각각의 블록들(210,220,230,240)은, 라이트 동작을 통해 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 저장하고, 리드 동작을 통해 저장된 데이터를 호스트(102)에게 제공한다.
도 3은 도 2에서 메모리 블록들의 메모리 셀 어레이 회로를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 메모리 시스템(110)에서 메모리 장치(300)의 메모리 블록(330)은, 메모리 셀 어레이로 구현되어 비트라인들(BL0 to BLm-1)에 각각 연결된 복수의 셀 스트링들(340)을 포함할 수 있다. 각 열(column)의 셀 스트링(340)은, 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터(DST)와, 적어도 하나의 소스 선택 트랜지스터(SST)를 포함할 수 있다. 선택 트랜지스터들(DST, SST) 사이에는, 복수 개의 메모리 셀들, 또는 메모리 셀 트랜지스터들(MC0 to MCn-1)이 직렬로 연결될 수 있다. 각각의 메모리 셀(MC0 to MCn-1)은, 셀 당 복수의 비트의 데이터 정보를 저장하는 멀티 레벨 셀(MLC: Multi-Level Cell)로 구성될 수 있다. 셀 스트링들(340)은 대응하는 비트라인들(BL0 to BLm-1)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 도 3은 낸드 플래시 메모리 셀로 구성된 메모리 블록(330)을 일 예로 도시하고 있으나, 다양한 실시예들에 따른 메모리 장치(300)의 메모리 블록(330)은, 낸드 플래시 메모리에만 국한되는 것이 아니라 노어 플래시 메모리(NOR-type Flash memory), 적어도 두 종류 이상의 메모리 셀들이 혼합된 하이브리드 플래시 메모리 및 메모리 칩 내에 컨트롤러가 내장된 One-NAND 플래시 메모리 등으로도 구현될 수 있다. 반도체 장치의 동작 특성은 전하 저장층이 전도성 부유 게이트로 구성된 플래시 메모리 장치는 물론, 전하 저장층이 절연막으로 구성된 차지 트랩형 플래시(Charge Trap Flash; CTF)에도 적용될 수 있다.
메모리 장치(300)의 전압 공급부(310)는, 동작 모드에 따라서 각각의 워드라인들로 공급될 워드라인 전압들(예를 들면, 프로그램 전압, 리드 전압, 패스 전압 등)과, 메모리 셀들이 형성된 벌크(예를 들면, 웰 영역)로 공급될 전압을 제공할 수 있으며, 이때 전압 공급부(310)의 전압 발생 동작은 제어 회로(도시하지 않음)의 제어에 의해 수행될 수 있다. 또한, 전압 공급부(310)는, 다수의 리드 데이터를 생성하기 위해 복수의 가변 리드 전압들을 생성할 수 있으며, 제어 회로의 제어에 응답하여 메모리 셀 어레이의 메모리 블록들(또는 섹터들) 중 하나를 선택하고, 선택된 메모리 블록의 워드라인들 중 하나를 선택할 수 있으며, 워드라인 전압을 선택된 워드라인 및 비선택된 워드라인들로 각각 제공할 수 있다.
메모리 장치(300)의 리드/라이트(read/write) 회로(320)는, 제어 회로에 의해서 제어되며, 동작 모드에 따라 감지 증폭기(sense amplifier)로서 또는 라이트 드라이버(write driver)로서 동작할 수 있다. 예를 들면, 검증/정상 리드 동작의 경우 리드/라이트 회로(320)는, 메모리 셀 어레이로부터 데이터를 리드하기 위한 감지 증폭기로서 동작할 수 있다. 또한, 프로그램 동작의 경우 리드/라이트 회로(320)는, 메모리 셀 어레이에 저장될 데이터에 따라 비트라인들을 구동하는 라이트 드라이버로서 동작할 수 있다. 리드/라이트 회로(320)는, 프로그램 동작 시 셀 어레이에 라이트될 데이터를 버퍼(미도시)로부터 수신하고, 입력된 데이터에 따라 비트라인들을 구동할 수 있다. 이를 위해, 리드/라이트 회로(320)는, 열(column)들(또는 비트라인들) 또는 열쌍(column pair)들(또는 비트라인 쌍들)에 각각 대응되는 복수 개의 페이지 버퍼들(PB)(322,324,326)을 포함할 수 있으며, 각각의 페이지 버퍼(page buffer)(322,324,326)에는 복수의 래치들(도시하지 않음)이 포함될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템에서 메모리 장치의 외부 구조를 도시한 도면으로, 메모리 장치가 3차원 비휘발성 메모리 장치로 구현된 예를 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 메모리 장치(300)는, 2차원 또는 3차원의 메모리 장치로 구현될 수 있으며, 특히 3차원 비휘발성 메모리 장치로 구현될 경우, 복수의 메모리 블록들(BLK0 to BLKN-1)을 포함할 수 있다. 여기서, 도 4는, 도 3에 도시한 메모리 장치의 메모리 블록을 보여주는 블록도로서, 각 메모리 블록(BLK)은, 3차원 구조(또는 수직 구조)로 구현될 수 있다. 예를 들면, 각 메모리 블록(BLK)은 제1방향 내지 제3방향들, 예컨대 x-축 방향, y-축 방향 및 z-축 방향을 따라 신장된 구조물들을 포함하여, 3차원 구조로 구현될 수 있다.
메모리 장치(150)에 포함된 각 메모리 블록(BLK)은, 제2방향을 따라 신장된 복수의 낸드 스트링들(NS)을 포함할 수 있으며, 제1방향 및 제3방향들을 따라 복수의 낸드 스트링들(NS)이 제공될 수 있다. 여기서, 각 낸드 스트링(NS)은, 비트라인(BL), 적어도 하나의 스트링 선택라인(SSL), 적어도 하나의 접지 선택라인(GSL), 복수의 워드라인들(WL), 적어도 하나의 더미 워드라인(DWL), 그리고 공통 소스라인(CSL)에 연결될 수 있으며, 복수의 트랜지스터 구조들(TS)을 포함할 수 있다.
즉 메모리 장치(150)의 복수의 메모리 블록들에서 각 메모리 블록(BLK)은, 복수의 비트라인들(BL), 복수의 스트링 선택라인들(SSL), 복수의 접지 선택라인들(GSL), 복수의 워드라인들(WL), 복수의 더미 워드라인들(DWL), 그리고 복수의 공통 소스라인(CSL)에 연결될 수 있으며, 그에 따라 복수의 낸드 스트링들(NS)을 포함할 수 있다. 그리고 각 메모리 블록(BLK)에서, 하나의 비트라인(BL)에 복수의 낸드 스트링들(NS)이 연결되어, 하나의 낸드 스트링(NS)에 복수의 트랜지스터들이 구현될 수 있다. 아울러, 각 낸드 스트링(NS)의 스트링 선택 트랜지스터(SST)는, 대응하는 비트라인(BL)과 연결될 수 있으며, 각 낸드 스트링(NS)의 접지 선택 트랜지스터(GST)는, 공통 소스라인(CSL)과 연결될 수 있다. 여기서, 각 낸드 스트링(NS)의 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST) 사이에 메모리 셀들(MC)이 제공, 즉 메모리 장치(150)의 복수의 메모리 블록들에서 각 메모리 블록(BLK)에는 복수의 메모리 셀들이 구현될 수 있다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템의 동작 방법을 도시한 도면이다. 도 6 내지 9는 다양한 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템(100)의 동작 방법은, 호스트(102)가 511 동작에서 파워 온(power on)을 감지하는 것으로부터 출발한다. 예를 들면, 호스트(102)는 파워 온 또는 오프를 위한 전원 키를 포함할 수 있다. 그리고 호스트(102)의 파워 오프 시 호스트(102)의 사용자에 의해 전원 키가 선택되면, 호스트(102)가 파워 온될 수 있다.
다음으로, 호스트(102)는 513 동작에서 운영 체제를 결정한다. 이 때 호스트(102)는 적어도 하나의 운영 체제(OS; operating system)를 포함한다. 운영 체제는 호스트(102)의 기능을 전반적으로 관리 및 제어하고, 호스트(102)와 사용자 간 상호작용을 제공한다. 이러한 운영 체제는 사용 목적에 따라 결정되는 기능을 갖는다. 예를 들면, 운영 체제의 유형들은 호스트(102)의 이동성(mobility)에 따라 일반 운영 체제와 모바일 운영 체제로 구분되고, 일반 운영 체제는 사용 환경에 따라 개인용 운영 체제와 기업용 운영 체제로 구분될 수 있다. 개인용 운영 체제는 일반 사용자를 위해 서비스를 제공하는 데 중점을 두고 구현되며, 예컨대 윈도우(windows) 및 크롬(chrome) 등을 포함할 수 있다. 기업용 운영 체제는 고성능 확보에 중점을 두고 구현되며, 예컨대 윈도 서버(windows server), 리눅스(linux) 및 유닉스(unix) 등을 포함할 수 있다. 모바일 운영 체제는 전력 소모를 줄이는 데 중점을 두고 구현되며, 예컨대 안드로이드(android), 오에스 텐(OS X) 및 윈도 모바일(windows mobile) 등을 포함할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 호스트(102)는 다수개의 운영 체제들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 호스트(102)는 도 6에 도시된 바와 같이 부트 로더(boot loader)를 통해 운영 체제들 중 어느 하나를 결정할 수 있다. 여기서, 운영 체제들 중 어느 하나가 기본 운영 체제로 설정되어 있을 수 있다. 그리고 기본 운영 체제를 디폴트로 선택하기 위한 시간 간격이 설정되어 있을 수 있다. 또한 운영 체제들이 미리 정해진 배열 순서로 나열될 수 있다. 예를 들면, 파워 온이 감지되면, 호스트(102)는 운영 체제들 중 어느 하나를 선택하기 위한 화면을 출력할 수 있다. 화면을 통해 운영 체제들 중 어느 하나를 선택하기 위한 사용자의 입력이 감지되면, 호스트(102)가 운영 체제들 중 어느 하나를 결정할 수 있다. 또는 미리 설정된 시간 간격 동안 사용자의 입력이 감지되지 않으면, 호스트(102)는 기본 운영 체제를 결정할 수 있다.
예를 들면, 호스트(102)는 제 1 운영 체제, 제 2 운영 체제, 제 3 운영 체제 및 제 4 운영 체제를 포함할 수 있다. 여기서, 제 3 운영 체제가 기본 운영 체제로 설정되어 있을 수 있다. 그리고 기본 운영 체제를 디폴트로 선택하기 위한 시간 간격이 30초로 설정되어 있을 수 있다. 이를 통해, 호스트(102)는 사용자의 입력에 기반하여, 제 1 운영 체제, 제 2 운영 체제, 제 3 운영 체제 또는 제 4 운영 체제 중 어느 하나를 결정할 수 있다. 또는 호스트(102)는 사용자의 입력 없이 30초 경과에 따라, 제 3 운영 체제를 결정할 수 있다.
다음으로, 호스트(102)는 515 동작에서 메모리 시스템(110)을 위한 펌웨어(firmware; FW)를 결정한다. 펌웨어는 호스트(102)의 동작에 대응하여 메모리 시스템(110)의 구동을 담당한다. 이러한 펌웨어는 사용 목적에 따라 결정되는 기능을 갖는다. 이 때 호스트(102)는 운영 체제에 기반하여, 펌웨어를 결정한다. 여기서, 호스트(102)는 운영 체제의 사용 목적에 대응하여 펌웨어의 사용 목적을 결정하고, 이로부터 펌웨어를 결정할 수 있다. 이를 위해, 호스트(102)는 운영 체제와 펌웨어의 상호 대응 관계를 저장하고 있을 수 있다.
한 실시예에 따르면, 호스트(102)는 도 7에 도시된 바와 같이 운영 체제 별 구성 정보를 저장하고 있을 수 있다. 예를 들면, 운영 체제 별 구성 정보는 부트 구성 정보(boot configuration data; BCD)일 수 있다. 여기서, 운영 체제 별 구성 정보는 각각의 운영 체제를 위한 식별 정보, 설명 정보, 영역 정보 및 펌웨어 정보를 포함할 수 있다. 식별 정보는 부트 로더에서 배열 순서에 따라 결정될 수 있다. 영역 정보는 해당 운영 체제로의 경로(path) 및 해당 운영 체제의 파티션(partition)을 포함할 수 있다. 펌웨어 정보는 해당 운영 체제에 대응하는 펌웨어를 식별하기 위한 정보를 나타낼 수 있다. 이를 통해, 호스트(102)는 운영 체제 별 구성 정보에 기반하여, 운영 체제에 대응하는 펌웨어 정보를 결정할 수 있다.
예를 들면, 호스트(102)는 제 1 운영 체제, 제 2 운영 체제, 제 3 운영 체제 및 제 4 운영 체제를 포함할 수 있다. 그리고 제 1 운영 체제는 제 1 펌웨어에 대응하고, 제 2 운영 체제는 제 2 펌웨어에 대응하고, 제 3 운영 체제는 제 3 펌웨어에 대응하며, 제 4 운영 체제는 제 4 펌웨어에 대응할 수 있다. 이를 통해, 제 1 운영 체제가 결정되면, 호스트(102)는 제 1 운영 체제에 대응하여 제 1 펌웨어를 결정할 수 있다. 또는 제 2 운영 체제가 결정되면, 호스트(102)는 제 2 운영 체제에 대응하여 제 2 펌웨어를 결정할 수 있다. 또는 제 3 운영 체제가 결정되면, 호스트(102)는 제 3 운영 체제에 대응하여 제 3 펌웨어를 결정할 수 있다. 또는 제 4 운영 체제가 결정되면, 호스트(102)는 제 4 운영 체제에 대응하여 제 4 펌웨어를 결정할 수 있다.
다음으로, 호스트(102)는 517 동작에서 메모리 시스템(110)으로 활성 커맨드를 전송한다. 활성 커맨드는 운영 체제에 대응하는 펌웨어를 나타낸다. 이 때 활성 커맨드는 메모리 시스템(110)에서 운영 체제에 대응하는 펌웨어를 활성화하도록 하기 위한 펌웨어를 나타낼 수 있다. 여기서, 호스트(102)는 운영 체제에 대응하는 펌웨어 정보에 기반하여 활성 커맨드를 생성할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 호스트(102)는 도 8에 도시된 바와 같이 활성 커맨드를 생성할 수 있다. 호스트(102)는 활성 커맨드의 비트열에서 비트 위치들을 통해 펌웨어 정보를 지시할 수 있다. 호스트(102)는 메모리 시스템(110)를 위한 펌웨어 업데이트 커맨드(firmware commit command)를 이용하여 활성 커맨드를 생성할 수 있다. 여기서, 펌웨어 업데이트 커맨드에서 6 번째의 비트 위치로부터 31 번째 비트 위치에 해당하는 비트열이 예비(reserved) 비트들에 해당할 수 있다.
이 때 도 9에 도시된 바와 같이 활성 커맨드의 예비 비트들에서 세 개의 비트 위치들이 펌웨어들에 각각 할당될 수 있다. 예비 비트들에서, 6, 7 및 8 번째 비트 위치들은 제 1 펌웨어에 할당되고, 9, 10 및 11 번째 비트 위치들은 제 2 펌웨어에 할당되고, 12, 13 및 14 번째 비트 위치들은 제 3 펌웨어에 할당되고, 15, 16 및 17 번째 비트 위치들은 제 4 펌웨어에 할당되고, 18, 19 및 20 번째 비트 위치들은 제 5 펌웨어에 할당되고, 21, 22 및 23 번째 비트 위치들은 제 6 펌웨어에 할당되며, 24, 25 및 26 번째 비트 위치들은 제 7 펌웨어에 할당될 수 있다. 여기서, 호스트(102)는 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나의 비트값으로 펌웨어들 중 어느 하나를 나타내고, ‘000’의 비트값으로 펌웨어들 중 나머지를 나타낼 수 있다. 이와 같이, 활성 커맨드에서 최대 7 개의 펌웨어들이 식별될 수 있다.
예를 들면, 제 1 펌웨어가 결정되면, 호스트(102)는 활성 커맨드에서 6, 7 및 8 번째 비트 위치들을 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나의 비트값으로 나타내고, 9 번째 내지 31 번째 비트 위치들을 ‘000’의 비트값으로 나타낼 수 있다. 또는 제 2 펌웨어가 결정되면, 호스트(102)는 활성 커맨드에서 9, 10 및 11 번째 비트 위치들을 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나의 비트값으로 나타내고, 6 번째 내지 8 번째 및 12 번째 내지 31 번째 비트 위치들을 ‘000’의 비트값으로 나타낼 수 있다. 또는 제 3 펌웨어가 결정되면, 호스트(102)는 활성 커맨드에서 12, 13 및 14 번째 비트 위치들을 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나의 비트값으로 나타내고, 6 번째 내지 11 번째 및 15 번째 내지 31 번째 비트 위치들을 ‘000’의 비트값으로 나타낼 수 있다. 또는 제 4 펌웨어가 결정되면, 호스트(102)는 활성 커맨드에서 15, 16 및 17 번째 비트 위치들을 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나의 비트값으로 나타내고, 6 번째 내지 14 번째 및 18 번째 내지 31 번째 비트 위치들을 ‘000’의 비트값으로 나타낼 수 있다.
다음으로, 호스트(102)는 519 동작에서 운영 체제를 로딩한다. 이 때 호스트(102)는 부팅을 완료하고, 운영 체제를 실행한다. 이를 통해, 호스트(102)는 운영 체제에 따라 동작한다.
한편, 517 동작에서 호스트(102)로부터 활성 커맨드가 수신되면, 메모리 시스템(110)은 521 동작에서 펌웨어를 결정한다. 이 때 메모리 시스템(110)은 활성 커맨드에 기반하여 펌웨어를 결정한다. 이를 위해, 메모리 시스템(110)은 활성 커맨드를 분석할 수 있다. 여기서, 메모리 시스템(110)은 활성 커맨드에서 펌웨어 정보를 획득할 수 있다. 그리고 메모리 시스템(110)은 펌웨어 정보에 대응하여 펌웨어를 결정할 수 있다.
한 실시예에 따르면, 메모리 시스템(110)은 다수개의 펌웨어들을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)의 활성 커맨드에 기반하여, 펌웨어들 중 어느 하나를 결정할 수 있다. 예를 들면, 메모리 시스템(110)은 활성 커맨드의 펌웨어 정보에 대응하여 펌웨어들 중 어느 하나를 결정할 수 있다. 예를 들면, 메모리 시스템(110)은 도 8에 도시된 바와 같이 활성 커맨드를 검출할 수 있다. 이 때 메모리 시스템(110)은 활성 커맨드의 비트열에서 비트 위치들을 통해 펌웨어 정보를 획득할 수 있다. 메모리 시스템(110)은 펌웨어 업데이트 커맨드에서 예비 비트들에 해당하는 6 번째 비트 위치로부터 31 번째 비트 위치에 해당하는 비트들의 비트값들에 기반하여, 펌웨어 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 도 9에 도시된 바와 같이 예비 비트들에서 세 개의 비트 위치들이 펌웨어들에 각각 할당될 수 있다. 펌웨어들 중 어느 하나가 예비 비트들에서 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나의 비트값으로 나타나고, 펌웨어들 중 나머지가 예비 비트들에서 ‘000’의 비트값으로 나타날 수 있다.
예를 들면, 메모리 시스템(110)은 제 1 펌웨어, 제 2 펌웨어, 제 3 펌웨어 및 제 4 펌웨어를 포함할 수 있다. 그리고 활성 커맨드에서 6, 7 및 8 번째 비트 위치들의 비트값이 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나이고, 9 번째 내지 31 번째 비트 위치들의 비트값이 ‘000’이면, 메모리 시스템(110)은 제 1 펌웨어를 결정할 수 있다. 또는 활성 커맨드에서 9, 10 및 11 번째 비트 위치들의 비트값이 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나이고, 6 번째 내지 8 번째 및 12 번째 내지 31 번째 비트 위치들의 비트값이 ‘000’이면, 메모리 시스템(110)은 제 2 펌웨어를 결정할 수 있다. 또는 활성 커맨드에서 12, 13 및 14 번째 비트 위치들의 비트값이 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나이고, 6 번째 내지 11 번째 및 15 번째 내지 31 번째 비트 위치들의 비트값이 ‘000’이면, 메모리 시스템(110)은 제 3 펌웨어를 결정할 수 있다. 또는 활성 커맨드에서 15, 16 및 17 번째 비트 위치들의 비트값이 ‘001’, ‘010’, ‘011’, ‘100’, ‘101’, ‘110’ 또는 ‘111’ 중 어느 하나이고, 6 번째 내지 14 번째 및 18 번째 내지 31 번째 비트 위치들의 비트값이 ‘000’이면, 메모리 시스템(110)은 제 4 펌웨어를 결정할 수 있다.
다음으로, 메모리 시스템(110)은 523 동작에서 펌웨어를 활성화한다. 즉 메모리 시스템(110)은 펌웨어를 실행한다. 이를 통해, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)의 운영 체제에 대응하여, 펌웨어를 실행한다. 그리고 메모리 시스템(110)은 펌웨어에 기반하여, 구동한다.
예를 들면, 메모리 시스템(110)은 제 1 펌웨어, 제 2 펌웨어, 제 3 펌웨어 및 제 4 펌웨어를 포함할 수 있다. 그리고 메모리 시스템(110)은 제 1 펌웨어, 제 2 펌웨어, 제 3 펌웨어 또는 제 4 펌웨어 중 어느 하나를 활성화할 수 있다.
다음으로, 호스트(102)와 메모리 시스템(110)은 525 동작에서 해당 기능을 수행한다. 이 때 호스트(102)가 운영 체제에 따라 동작한다. 그리고 메모리 시스템(110)이 펌웨어에 기반하여, 호스트(102)의 메모리 시스템(110)으로 데이터 액세스를 지원한다. 즉 호스트(102)가 운영 체제에 따라 동작하는 동안, 메모리 시스템(110)이 펌웨어에 기반하여 호스트(102)의 데이터 액세스를 지원한다.
예를 들면, 호스트(102)에서 제 1 운영 체제에 따라 동작하는 동안, 메리 시스템(110)이 제 1 펌웨어에 기반하여 구동할 수 있다. 또는 호스트(102)에서 제 2 운영 체제에 따라 동작하는 동안, 메모리 시스템(110)이 제 2 펌웨어에 기반하여 구동할 수 있다. 또는 호스트(102)에서 제 3 운영 체제에 따라 동작하는 동안, 메모리 시스템(110)이 제 3 펌웨어에 기반하여 구동할 수 있다. 또는 호스트(102)에서 제 4 운영 체제에 따라 동작하는 동안, 메모리 시스템(110)이 제 4 펌웨어에 기반하여 구동할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 메모리 시스템(110)의 동작 방법은, 컨트롤러(130)가 1011 동작에서 활성 커맨드를 수신하는 것으로부터 출발한다. 이 때 호스트 인터페이스 유닛(132)을 통해 호스트(102)로부터 활성 커맨드가 수신되면, 프로세서(134)가 이를 감지할 수 있다. 활성 커맨드는 호스트(102)의 운영 체제에 대응하는 펌웨어를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 활성 커맨드는 펌웨어 업데이트 커맨드와 동일한 구조를 가질 수 있으며, 상이한 구조를 가질 수도 있다.
이어서, 컨트롤러(130)는 1013 동작에서 활성 커맨드에 기반하여 펌웨어를 결정한다. 이 때 프로세서(134)가 활성 커맨드를 분석할 수 있다. 이를 통해, 프로세서(134)는 활성 커맨드에서 펌웨어 정보를 획득할 수 있다. 그리고 프로세서(134)는 펌웨어 정보에 대응하여 펌웨어를 결정할 수 있다.
계속해서, 컨트롤러(130)는 1015 동작에서 펌웨어를 활성화한다. 이 때 프로세서(134)는 메모리 장치(150)의 펌웨어를 실행할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(134)는 낸드 플래시 컨트롤러(142)를 통해 메모리 장치(150)와 인터페이스를 수행할 수 있다. 이를 통해, 컨트롤러(130)는 펌웨어에 기반하여, 구동한다.
마지막으로, 컨트롤러(130)는 1017 동작에서 해당 기능을 수행한다. 이 때 호스트(102)가 운영 체제에 따라 동작하는 동안, 프로세서(134)가 펌웨어에 기반하여 호스트(102)의 데이터 액세스를 지원한다.
다양한 실시예들에 따르면, 메모리 시스템(110)은 다수개의 펌웨어들을 사용 목적에 따라 효과적으로 사용할 수 있다. 즉 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)에서 실행되는 운영 체제에 대응하여, 펌웨어들을 적응적으로 사용할 수 있다. 이로 인하여, 메모리 시스템(110)의 사용 효율이 향상될 수 있다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 일 구현 예를 도시한 도면이다. 여기서, 도 11은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템이 적용된 메모리 카드 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 메모리 카드 시스템(6100)은, 메모리 컨트롤러(6120), 메모리 장치(6130) 및 커넥터(6110)를 포함한다.
메모리 컨트롤러(6120)는, 불휘발성 메모리로 구현된 메모리 장치(6130)와 연결되며, 메모리 장치(6130)를 액세스하도록 구현된다. 예를 들면, 메모리 컨트롤러(6120)는, 메모리 장치(6130)의 리드, 라이트, 이레이즈 및 백그라운드(background) 동작 등을 제어하도록 구현된다. 그리고 메모리 컨트롤러(6120)는, 메모리 장치(6130) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구현되며, 메모리 장치(6130)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구현된다. 즉 메모리 컨트롤러(6120)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)에 대응되며, 메모리 장치(6130)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)에 대응될 수 있다.
메모리 컨트롤러(6120)는, 램(RAM: Random Access Memory), 프로세싱 유닛(processing unit), 호스트 인터페이스(host interface), 메모리 인터페이스(memory interface), 에러 정정부와 같은 구성 요소들을 포함할 수 있다.
메모리 컨트롤러(6120)는, 커넥터(6110)를 통해 외부 장치, 예컨대 도 1에서 설명한 호스트(102)와 통신할 수 있다. 예컨대, 메모리 컨트롤러(6120)는, 도 1에서 설명한 바와 같이, USB(Universal Serial Bus), MMC(multimedia card), eMMC(embeded MMC), PCI(peripheral component interconnection), PCIe(PCI express), ATA(Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI(small computer small interface), ESDI(enhanced small disk interface), IDE(Integrated Drive Electronics), 파이어와이어(Firewire), UFS(Universal Flash Storage), WIFI, Bluetooth 등과 같은 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나를 통해 외부 장치와 통신하도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등에 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템 및 데이터 처리 시스템이 적용될 수 있다.
메모리 장치(6130)는, 불휘발성 메모리로 구현, 예컨대 EPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 낸드 플래시 메모리, 노어 플래시 메모리, PRAM(Phase-change RAM), ReRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferroelectric RAM), STT-MRAM(Spin-Torque Magnetic RAM) 등과 같은 다양한 불휘발성 메모리 소자들로 구현될 수 있다.
메모리 컨트롤러(6120) 및 메모리 장치(6130)는, 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있으며, 일 예로 하나의 반도체 장치로 집적되어 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive)를 구성할 수 있으며, PC 카드(PCMCIA), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro, eMMC), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 수 있다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 구현 예를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 데이터 처리 시스템(6200)은, 적어도 하나의 불휘발성 메모리로 구현된 메모리 장치(6230) 및 메모리 장치(6230)를 제어하는 메모리 컨트롤러(6220)를 포함한다. 여기서, 데이터 처리 시스템(6200)은, 도 1에서 설명한 바와 같이, 메모리 카드(CF, SD, microSD, 등), USB 저장 장치 등과 같은 저장 매체가 될 수 있으며, 메모리 장치(6230)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)에 대응되고, 메모리 컨트롤러(6220)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)에 대응될 수 있다.
메모리 컨트롤러(6220)는, 호스트(6210)의 요청에 응답하여 메모리 장치(6230)에 대한 리드, 라이트, 이레이즈 동작 등을 제어하며, 메모리 컨트롤러(6220)는 적어도 하나의 CPU(6221), 버퍼 메모리, 예컨대 RAM(6222), ECC 회로(6223), 호스트 인터페이스(6224) 및 메모리 인터페이스, 예컨대 NVM 인터페이스(6225)를 포함한다.
CPU(6221)는, 메모리 장치(6230)에 대한 전반적인 동작, 예컨대 읽기, 쓰기, 파일 시스템 관리, 배드 페이지 관리 등)을 제어할 수 있다. 그리고 RAM(6222)는, CPU(6221)의 제어에 따라 동작하며, 워크 메모리(work memory), 버퍼 메모리(buffer memory), 캐시 메모리(cache memory) 등으로 사용될 수 있다. 여기서, RAM(6222)이 워크 메모리로 사용되는 경우에, CPU(6221)에서 처리된 데이터가 임시 저장되며, RAM(6222)이 버퍼 메모리로 사용되는 경우에는, 호스트(6210)에서 메모리 장치(6230)로 또는 메모리 장치(6230)에서 호스트(6210)로 전송되는 데이터의 버퍼링을 위해 사용되며, RAM(6222)이 캐시 메모리로 사용되는 경우에는 저속의 메모리 장치(6230)가 고속으로 동작하도록 사용될 수 있다.
ECC 회로(6223)는, 도 1에서 설명한 컨트롤러(130)의 ECC 유닛(138)에 대응하며, 메모리 장치(6230)로부터 수신된 데이터의 페일 비트(fail bit) 또는 에러 비트(error bit)를 정정하기 위한 에러 정정 코드(ECC: Error Correction Code)를 생성한다. 그리고 ECC 회로(6223)는, 메모리 장치(6230)로 제공되는 데이터의 에러 정정 인코딩을 수행하여, 패리티(parity) 비트가 부가된 데이터를 형성한다. 여기서, 패리티 비트는, 메모리 장치(6230)에 저장될 수 있다. 또한 ECC 회로(6223)는, 메모리 장치(6230)로부터 출력된 데이터에 대하여 에러 정정 디코딩을 수행할 수 있으며, 이때 ECC 회로(6223)는 패리티(parity)를 사용하여 에러를 정정할 수 있다. 예를 들면, ECC 회로(6223)는, 도 1에서 설명한 바와 같이, LDPC code, BCH code, turbo code, 리드-솔로몬 코드, convolution code, RSC, TCM, BCM 등의 다양한 코디드 모듈레이션(coded modulation)을 사용하여 에러를 정정할 수 있다.
메모리 컨트롤러(6220)는, 호스트 인터페이스(6224)를 통해 호스트(6210)와 데이터 등을 송수신하며, NVM 인터페이스(6225)를 통해 메모리 장치(6230)와 데이터 등을 송수신한다. 여기서, 호스트 인터페이스(6224)는, PATA 버스, SATA 버스, SCSI, USB, PCIe, 낸드 인터페이스 등을 통해 호스트(6210)와 연결될 수 있다. 그리고 메모리 컨트롤러(6220)는, 무선 통신 기능, 모바일 통신 규격으로 WiFi 또는 LTE(Long Term Evolution) 등이 구현되어, 외부 장치, 예컨대 호스트(6210) 또는 호스트(6210) 이외의 다른 외부 장치와 연결된 후, 데이터 등을 송수신할 수 있으며, 특히 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나를 통해 외부 장치와 통신하도록 구성됨에 따라, 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등에 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템 및 데이터 처리 시스템이 적용될 수 있다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 구현 예를 도시한 도면이다. 여기서, 도 13은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템이 적용된 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, SSD(6300)는, 복수의 불휘발성 메모리들을 포함하는 메모리 장치(6340) 및 컨트롤러(6320)를 포함한다. 여기서, 컨트롤러(6320)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)에 대응되며, 메모리 장치(6340)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)에 대응될 수 있다.
컨트롤러(6320)는, 복수의 채널들(CH1, CH2, CH3, …, CHi)을 통해 메모리 장치(6340)와 연결된다. 그리고 컨트롤러(6320)는, 적어도 하나의 프로세서(6321), 버퍼 메모리(6325), ECC 회로(6322), 호스트 인터페이스(6324) 및 메모리 인터페이스, 예컨대 불휘발성 메모리 인터페이스(6326)를 포함한다.
버퍼 메모리(6325)는, 호스트(6310)로부터 수신된 데이터 또는 메모리 장치(6340)에 포함된 복수의 플래시 메모리들(NVMs)로부터 수신된 데이터를 임시 저장하거나, 복수의 플래시 메모리들(NVMs)의 메타 데이터, 예컨대 매핑 테이블을 포함함 맵 데이터를 임시 저장한다. 예를 들면, 버퍼 메모리(6325)는, DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, LPDDR SDRAM, GRAM 등과 같은 휘발성 메모리 또는 FRAM, ReRAM, STT-MRAM, PRAM 등과 같은 불휘발성 메모리들로 구현될 수 있으며, 도 13에서는 설명의 편의를 위해 컨트롤러(6320) 내부에 존재하지만, 컨트롤러(6320) 외부에도 존재할 수 있다.
ECC 회로(6322)는, 프로그램 동작에서 메모리 장치(6340)로 프로그램될 데이터의 에러 정정 코드 값을 계산하고, 리드 동작에서 메모리 장치(6340)로부터 리드된 데이터를 에러 정정 코드 값에 근거로 하여 에러 정정 동작을 수행하며, 페일된 데이터의 복구 동작에서 메모리 장치(6340)로부터 복구된 데이터의 에러 정정 동작을 수행한다.
호스트 인터페이스(6324)는, 외부의 장치, 예컨대 호스트(6310)와 인터페이스 기능을 제공하며, 불휘발성 메모리 인터페이스(6326)는, 복수의 채널들을 통해 연결된 메모리 장치(6340)와 인터페이스 기능을 제공한다.
아울러, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)이 적용된 SSD(6300)는, 복수개가 적용되어 데이터 처리 시스템, 예컨대 RAID(Redundant Array of Independent Disks) 시스템을 구현할 수 있다. 이 때 RAID 시스템에는, 복수의 SSD(6300)들과, 복수의 SSD(6300)들을 제어하는 RAID 컨트롤러가 포함될 수 있다. 여기서, RAID 컨트롤러는, 호스트(6310)로부터 라이트 커맨드를 수신하여, 프로그램 동작을 수행할 경우, 라이트 커맨드에 해당하는 데이터를, 복수의 RAID 레벨들, 즉 복수의 SSD(6300)들에서 호스트(6310)로부터 수신된 라이트 커맨드의 RAID 레벨 정보에 상응하여, 적어도 하나의 메모리 시스템, 다시 말해 SSD(6300)을 선택한 후, 선택한 SSD(6300)로 출력할 수 있다. 그리고 RAID 컨트롤러는, 호스트(6310)로부터 리드 커맨드를 수신하여 리드 동작을 수행할 경우, 복수의 RAID 레벨들, 즉 복수의 SSD(6300)들에서 호스트(6310)로부터 수신된 리드 커맨드의 RAID 레벨 정보에 상응하여, 적어도 하나의 메모리 시스템, 다시 말해 SSD(6300)을 선택한 후, 선택한 SSD(6300)로부터 데이터를 호스트(6310)로 제공할 수 있다.
도 14는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 구현 예를 도시한 도면이다. 여기서, 도 14는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템이 적용된 eMMC(embedded multimedia card)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, eMMC(6400)는, 적어도 하나의 낸드 플래시 메모리로 구현된 메모리 장치(6440) 및 컨트롤러(6430)를 포함한다. 여기서, 컨트롤러(6430)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)에 대응되며, 메모리 장치(6440)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)에 대응될 수 있다.
컨트롤러(6430)는, 복수의 채널들을 통해, 메모리 장치(6440)와 연결된다. 그리고 컨트롤러(6430)는, 적어도 하나의 코어(6432), 호스트 인터페이스(6431) 및 메모리 인터페이스, 예컨대 낸드 인터페이스(6433)를 포함한다.
코어(6432)는, eMMC(6400)의 전반적인 동작을 제어하며, 호스트 인터페이스(6431)는, 컨트롤러(6430)와 호스트(6410) 간의 인터페이스 기능을 제공하며, 낸드 인터페이스(6433)는, 메모리 장치(6440)와 컨트롤러(6430) 간의 인터페이스 기능을 제공한다. 예를 들면, 호스트 인터페이스(6431)는, 도 1에서 설명한 바와 같이, 병렬 인터페이스, 일 예로 MMC 인터페이스가 될 수 있으며, 아울러 직렬 인터페이스, 일 예로 UHS((Ultra High Speed)-Ⅰ/UHS-Ⅱ, UFS 인터페이스가 될 수 있다.
도 15는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 구현 예를 도시한 도면이다. 여기서, 도 15는 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템이 적용된 UFS(Universal Flash Storage)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, UFS 시스템(6500)은, UFS 호스트(6510), 복수의 UFS 장치들(6520,6530), 임베디드 UFS 장치(6540), 착탈형 UFS 카드(6550)를 포함할 수 있으며, UFS 호스트(6510)는, 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등의 어플리케이션 프로세서가 될 수 있다.
UFS 호스트(6510), UFS 장치들(6520,6530), 임베디드 UFS 장치(6540) 및 착탈형 UFS 카드(6550)는, 각각 UFS 프로토콜을 통해 외부의 장치들, 즉 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등과 통신할 수 있으며, UFS 장치들(6520,6530), 임베디드 UFS 장치(6540) 및 착탈형 UFS 카드(6550)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)으로 구현, 특히 도 11에서 설명한 메모리 카드 시스템(6100)으로 구현될 수 있다. 또한, 임베디드 UFS 장치(6540)와 착탈형 UFS 카드(6550)는, UFS 프로토콜이 아닌 다른 프로토콜을 통해 통신할 수 있으며, 예컨대 다양한 카드 프로토콜, 일 예로 UFDs, MMC, SD(secure digital), mini SD, Micro SD 등을 통해 통신할 수 있다.
도 16은 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 또 다른 구현 예를 도시한 도면이다. 여기서, 도 16은 본 발명에 따른 메모리 시스템이 적용된 사용자 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 사용자 시스템(6600)은, 애플리케이션 프로세서(6630), 메모리 모듈(6620), 네트워크 모듈(6640), 스토리지 모듈(6650) 및 사용자 인터페이스(6610)를 포함한다.
애플리케이션 프로세서(6630)는, 사용자 시스템(6600)에 포함된 구성 요소들, 운영 시스템(OS: Operating System)을 구동시키며, 일 예로 사용자 시스템(6600)에 포함된 구성 요소들을 제어하는 컨트롤러들, 인터페이스들, 그래픽 엔진 등을 포함할 수 있다. 여기서, 애플리케이션 프로세서(6630)는 시스템-온-칩(SoC: System-on-Chip)으로 제공될 수 있다.
메모리 모듈(6620)은, 사용자 시스템(6600)의 주메모리, 동작 메모리, 버퍼 메모리, 또는 캐시 메모리로 동작할 수 있다. 여기서, 메모리 모듈(6620)은, DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, LPDDR SDARM, LPDDR3 SDRAM, LPDDR3 SDRAM 등과 같은 휘발성 랜덤 액세스 메모리 또는 PRAM, ReRAM, MRAM, FRAM 등과 같은 불휘발성 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있다. 예를 들면, 애플리케이션 프로세서(6630) 및 메모리 모듈(6620)은, POP(Package on Package)를 기반으로 패키지화되어 실장될 수 있다.
네트워크 모듈(6640)은, 외부 장치들과 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 모듈(6640)은, 유선 통신을 지원할 뿐만 아니라, CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communication), WCDMA(wideband CDMA), CDMA-2000, TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), Wimax, WLAN, UWB, 블루투스, WI-DI 등과 같은 다양한 무선 통신을 지원함으로써, 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등과 통신을 수행할 수 있으며, 그에 따라 다양한 실시예들에 따른 메모리 시스템 및 데이터 처리 시스템이 유선/무선 전자 기기들에 적용될 수 있다. 여기서, 네트워크 모듈(6640)은, 애플리케이션 프로세서(6630)에 포함될 수 있다.
스토리지 모듈(6650)은, 데이터를 저장, 예컨대 애플리케이션 프로세서(6630)로부터 수신한 데이터를 저장한 후, 스토리지 모듈(6650)에 저장된 데이터를 애플리케이션 프로세서(6630)로 전송할 수 있다. 여기서, 스토리지 모듈(6650)은, PRAM(Phasechange RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), NAND flash, NOR flash, 3차원 구조의 NAND 플래시 등과 같은 불휘발성 반도체 메모리 소자 등으로 구현될 수 있으며, 또한 사용자 시스템(6600)의 메모리 카드, 외장형 드라이브 등과 같은 탈착식 저장 매체(removable drive)로 제공될 수 있다. 즉, 스토리지 모듈(6650)은, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에 대응될 수 있으며, 아울러 도 13 내지 도 15에서 설명한 SSD, eMMC, UFS로 구현될 수도 있다.
사용자 인터페이스(6610)는, 애플리케이션 프로세서(6630)에 데이터 또는 커맨드어를 입력하거나 또는 외부 장치로 데이터를 출력하는 인터페이스들을 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자 인터페이스(6610)는, 키보드, 키패드, 버튼, 터치 패널, 터치 스크린, 터치 패드, 터치 볼, 카메라, 마이크, 자이로스코프 센서, 진동 센서, 압전 소자 등과 같은 사용자 입력 인터페이스들을 포함할 수 있으며, 아울러 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 표시 장치, AMOLED(Active Matrix OLED) 표시 장치, LED, 스피커, 모터 등과 같은 사용자 출력 인터페이스들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)이, 사용자 시스템(6600)의 모바일 전자 기기에 적용될 경우, 어플리케이션 프로세서(6630)는, 모바일 전자 기기의 전반적인 동작을 제어하며, 네트워크 모듈(6640)은, 통신 모듈로서, 전술한 바와 같이 외부 장치와의 유선/무선 통신을 제어한다. 아울러, 사용자 인터페이스(6610)는, 모바일 전자 기기의 디스플레이/터치 모듈로 어플리케이션 프로세서(6630)에서 처리된 데이터를 디스플레이하거나, 터치 패널로부터 데이터를 입력 받도록 지원한다.

Claims (20)

  1. 다수개의 운영 체제들 중 어느 하나를 선택하여 로딩할 수 있는 호스트; 및
    메모리 장치, 및 상기 메모리 장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하는 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    다수개의 펌웨어(firmware)들을 포함하며,
    상기 호스트에 로딩되는 상기 운영 체제에 기반하여, 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 활성화하고,
    상기 활성화된 펌웨어에 기반하여, 상기 메모리 장치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 호스트로부터 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 선택하기 위한 커맨드를 수신하고,
    상기 커맨드에 기반하여, 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 결정하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 2 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 커맨드에 포함된 비트열에서 비트 위치들을 분석하여, 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템.
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 3 항에 있어서,
    상기 비트 위치들 각각이 상기 펌웨어들에 각각 할당되어 대응되는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 4 항에 있어서, 상기 호스트는,
    파워 온에 대응하여 상기 운영 체제들 중 어느 하나를 선택하고,
    상기 선택된 운영 체제를 로딩하는 데이터 처리 시스템.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서, 상기 호스트는,
    상기 선택된 운영 체제에 기반하여, 상기 커맨드를 생성한 뒤, 상기 메모리 시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 6 항에 있어서, 상기 호스트는,
    상기 선택된 운영 체제에 대응하여 상기 메모리 시스템에서 활성화시킬 펌웨어를 결정하고,
    상기 결정된 펌웨어를 식별하기 위한 정보에 기반하여, 상기 커맨드를 생성하는 데이터 처리 시스템.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 7 항에 있어서, 상기 호스트는,
    상기 운영 체제들과 상기 펌웨어들 사이의 상호 대응 관계들에 대한 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서, 상기 호스트는,
    상기 파워 온에 대응하여 상기 운영 체제들 중 어느 하나를 선택하기 위한 화면을 사용자에게 제공하고,
    상기 운영 체제들 중 어느 하나가 상기 사용자에 의해 선택되는 것에 대응하여, 상기 운영 체제들 중 상기 선택된 운영 체제를 결정하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 호스트가 상기 로딩된 운영 체제에 따라 동작하는 동안, 상기 활성화된 펌웨어에 기반하여 상기 호스트에서 상기 메모리 장치로 요청되는 데이터 액세스 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템.
  11. 다수개의 운영 체제들을 포함하는 호스트, 및 다수개의 펌웨어(firmware)들을 포함하는 메모리 시스템을 구비하는 데이터 처리 시스템의 동작 방법에 있어서,
    상기 호스트에서 내부에서 상기 운영 체제들 중 어느 하나를 선택하여 로딩하는 단계;
    상기 로딩하는 단계에 응답하여 상기 메모리 시스템 내부에서 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 선택하여 활성화하는 단계; 및
    상기 선택하여 활성화하는 단계에서 활성화된 상기 메모리 시스템의 펌웨어에 기반하여, 상기 메모리 시스템 내부에 포함된 메모리 장치의 동작을 제어하는 단계를 포함하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 11 항에 있어서, 상기 선택하여 활성화하는 단계는,
    상기 메모리 시스템에 포함된 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 선택하기 위한 커맨드를 상기 호스트에서 생성하여 상기 메모리 시스템으로 전달하는 단계; 및
    상기 전달하는 단계에서 상기 메모리 시스템으로 전달된 상기 커맨드에 기반하여, 상기 메모리 시스템 내부에서 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 결정하여 활성화하는 단계를 포함하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12 항에 있어서, 상기 결정하여 활성화하는 단계는,
    상기 전달하는 단계에서 상기 메모리 시스템으로 전달된 상기 커맨드에 포함된 비트열에서 비트 위치들을 분석하여, 상기 메모리 시스템 내부에서 상기 펌웨어들 중 어느 하나를 결정하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13 항에 있어서,
    상기 비트 위치들 각각이 상기 펌웨어들에 각각 할당되어 대응되는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 14 항에 있어서, 상기 선택하여 로딩하는 단계는,
    파워 온에 대응하여 상기 호스트 내부에서 상기 운영 체제들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및
    상기 선택하는 단계에서 선택된 운영 체제를 상기 호스트 내부에서 로딩하는 단계를 포함하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 15 항에 있어서, 상기 전달하는 단계는,
    상기 선택하는 단계에서 선택된 운영 체제에 기반하여, 상기 커맨드를 상기 호스트 내부에서 생성하는 단계; 및
    상기 생성하는 단계에서 생성된 상기 커맨드를 상기 메모리 시스템으로 전달하는 단계를 포함하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16 항에 있어서, 상기 생성하는 단계는,
    상기 선택하는 단계에서 선택된 운영 체제에 대응하여 상기 메모리 시스템에서 활성화되는 펌웨어를 결정하는 단계; 및
    상기 결정하는 단계에서 결정된 펌웨어를 식별하기 위한 정보에 기반하여, 상기 커맨드를 상기 호스트 내부에서 생성하는 단계를 포함하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 17 항에 있어서, 상기 호스트 내부에는,
    상기 운영 체제들과 펌웨어들 사이의 상호 대응 관계들에 대한 정보가 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 15 항에 있어서, 상기 선택하는 단계는,
    상기 파워 온에 대응하여 상기 운영 체제들 중 어느 하나를 선택하기 위한 화면을 사용자에게 제공하는 단계; 및
    상기 운영 체제들 중 어느 하나가 상기 사용자에 의해 선택되는 것에 대응하여, 상기 운영 체제들 중 상기 선택된 운영 체제를 결정하는 단계를 포함하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 11 항에 있어서, 상기 제어하는 단계는,
    상기 로딩하는 단계에서 로딩된 운영 체제에 따라 상기 호스트가 동작하는 동안, 상기 선택하여 활성화하는 단계에서 활성화된 상기 메모리 시스템의 펌웨어에 기반하여 상기 호스트에서 상기 메모리 시스템 내부의 메모리 장치로 요청되는 데이터 액세스 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 데이터 처리 시스템의 동작방법.
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