KR19990019377A

KR19990019377A - 플래시 메모리 이용 보조기억장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR19990019377A
Application number: KR1019970042757A
Authority: KR
Inventors: 천준성; 이귀중
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-15

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

보조기억장치.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

플래시 메모리를 이용하여 보조기억장치를 구현하고, 특정 횟수 이상 쓰기 동작을 할 수 없는 플래시 메모리의 단점을 보완 하고자 캐시 메모리로 스태틱 램을 사용하는 플래시 메모리를 이용한 보조기억장치 및 그 방법에 관한 것이다.

다. 발명의 해결방법의 요지

플래시 메모리를 이용한 보조기억장치를 구현함에 있어, 비휘발성 스태틱 램을 캐시 메모리부로 사용하여, 상기 플래시 메모리로의 쓰기 동작이 상기 스태틱 램에서 수행되도록 하고, 상기 스태틱 램의 데이터가 호스트 컴퓨터로부터의 제어하에 상기 플래시 메모리에 저장되도록 한다.

라. 발명의 중요한 용도

하드디스크를 보조기억장치로 사용했던 기기에서 상기 하드디스크를 대체하여 사용된다.

Description

플래시 메모리 이용 보조기억장치 및 그 방법

본 발명은 보조기억장치의 구성 및 그 방법에 관한 것으로, 특히, 플래시 메모리를 이용하여 보조기억장치를 구현하고, 또한, 일정 횟수 이상 쓰기 동작을 할 수 없는 플래시 메모리의 단점을 보완 하고자 스태틱 램을 사용하여 보조 캐시 메모리를 구현하는 플래시 메모리를 이용한 보조기억장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 보조기억장치는 대용량의 데이터를 자유롭게 읽기(Read)/쓰기(Write)동작을 할 수 있어야 한다. 또한 전원이 차단되었을 경우에도 데이터를 보존 할 수 있어야 하는 비휘발성(Non-volatile) 특성을 가져야 한다. 현재 많이 사용되고 있는 하드디스크(HDD)는 기록 메체로서 자기디스크를 사용하며, 전술한 보조기억장치의 특성을 잘 만족하고 있다. 따라서, 오래 전부터 하드디스크는 보조기억장치로서 널리 이용되고 있다. 하지만 전술한 하드디스크는 주 저장 메체로서 자기디스크를 사용하기 때문에 모터로서 상기 자기디스크를 회전 시켜야 하고 헤더를 디스크에 수평 하게 왕복 운동을 하도록 함으로서 데이터의 저장 및 로드 위치를 찾아야 한다. 이러한 하드디스크는 마그네틱 저장메체를 사용하기 때문에 자기장에 정보 손실이 발생하는 약점이 있고, 모터 및 헤더의 기계적인 동작 때문에 고장이 쉽게 나는 단점과, 보조기억장치가 무거워지는 단점이 있다.

한편, 반도체 기술의 지속적인 발전에 힘입어 대용량의 데이터를 쉽게 지우고 기록할 수 있는 메모리 소자가 개발되고 있어, 상기 메모리 소자를 이용하여 상술한 하드디스크를 대체하여 보조기억장치로 사용되도록 하는 많은 시도가 있어왔다. 이러한 시도중에 대표적인 예가 플래시(Flash) 메모리를 사용하는 경우이다. 특히, 상기 플래시 메모리는 전술한 보조기억장치의 특성을 모두 만족하고, 또한 전자적인 소자이므로 전술한 하드디스크가 가지는 단점을 해결할 수 있다.

그러나, 플래시 메모리는 특정 횟수 이상 Write를 할 수 없는 단점이 있다. 즉, 어느 정도 일정한 횟수동안 데이터를 지우거나 Write를 반복하면 메모리 기능이 상실된다. 따라서, 플래시 메모리의 많은 장점에도 불구하고 보조기억장치로서 널리 사용되지 못하고 있는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 플래시 메모리를 이용하여 보조기억장치를 구현하고, 일정 횟수 이상 쓰기 동작을 할 수 없는 플래시 메모리의 단점을 보완 하고자 캐시 메모리로 스태틱 램을 사용하도록 하는 보조기억장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 플래시 메모리를 이용한 보조기억장치를 구현함에 있어, 비휘발성 스태틱 램을 캐시 메모리부로 사용하여, 상기 플래시 메모리로의 쓰기 동작이 상기 스태틱 램에서 수행되도록 하고, 상기 스태틱 램의 데이터가 호스트 컴퓨터로부터의 제어하에 상기 플래시 메모리에 저장되도록 한다. 교환기 시스템의 유지보수컴퓨터에 출력되는 운용 정보를 온 라인 상태에서 문자화된 정보로 변환하여 저장하는 보조기억장치 및 그 방법을 제안한다.

도 1은 본 발명에 따른 보조기억장치의 하드웨어 블록 구성도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스태틱 램과 플래시 메모리의 대응관계를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 호스트에서 데이터를 쓰기 동작 수행 할 때의 동작 흐름도.

도 4는 본발명에 따른 호스트에서 데이터를 읽기 동작 수행 할 때의 동작 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 보조기억장치를 호스트에서 분리하려는 경우, 스태틱 램의 데이터를 플래시 메모리로 백업 받기 위한 동작을 나타내는 흐름도.

도 6은 본 발명에 따른 스태틱 램에 백업 받지 않은 데이터가 존재하지 않는 상태에서 보조기억장치의 전원이 오프된 상태를 대비한 초기화 동작을 나타내는 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. 한편, 하기의 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 모호하게 할 수 있다고 생각되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 하기에 나타나는 명칭들은 본 발명의 실시 상태 및 기능에 따른 상황을 고려하여 정의 내려진 명칭으로서 이는 사용자 또는 실시자의 의도에 따라 변경될 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용에 근거하여 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 보조기억장치의 하드웨어 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 첨조부호 10은 본 발명에서 구현하고자하는 보조기억장치이며, 플래시 메모리를 주 저장메체로 하고 있다. 참조부호 20은 일반적인 플래시 메모리로서 Read/Write가 자유로우며, 전원을 꺼도 데이터가 지워지지 않는 비휘발성 메모리의 특성을 가진다. 참조부호 30은 비휘발성 스태틱 램(Static Ram)으로 상기 플래시 메모리의 캐시(Cache)메모리로 동작된다. 따라서, 외부에서 Write 명령이 입력되면, 데이터를 곧바로 플래시 메모리로 Write하지 않고, 우선 상기 스태틱 램에 Write함으로서 상기 플래시 메모리의 Write 처리(Access) 횟수가 감소될 수 있도록 한다. 참조부호 40은 외부로 데이터를 보내기 위한 Tx/Rx용 버퍼로서 데이터를 전송하기 위한 임시적인 저장 장소이다. 참조부호 50은 호스트(HOST)와 연결하기 위한 데이터 버스로서 SCSI(Small Computer System Interface)버스 구조를 갖는다. 참조부호 60은 상기 보조기억장치를 사용하는 일반적인 호스트 컴퓨터이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스태틱 램과 플래시 메모리의 대응관계를 나타내는 도면이다.

일반적으로 보조기억장치는 블록(Block) 혹은 섹터(Sector)의 단위로 데이터를 저장하는데, 본 발명에서의 스태틱 램은 상기 플래시 메모리의 섹터에 해당하는 크기의 블록을 설정하고, 상기 블록에 상기 플래시 메모리의 특정 섹터의 데이터를 저장하는데 사용한다.

도 3은 본 발명에 따른 호스트에서 데이터를 Write할 때의 동작 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 101단계에서 상기 호스트로부터 데이터를 Write하라는 명령을 받게되면, 103단계에서 Write하기 위한 데이터를 상기 Tx/Rx버퍼로 전송 받는다. 상기 데이터를 전송 받은 후, 105단계에서 상기 스태틱 램을 검색하여 해당 블록이 존재하는지를 판단한다. 상기 105단계에서 해당 블록이 존재하는 경우에는, 111단계에서 상기 스태틱 램으로 상기 전송 받은 데이터를 저장시킨다. 이를 'Over Write'라 한다. 만일 상기 105단계에서 해당 블록이 존재하지 않는 경우에는, 107단계에서 상기 스태틱 램을 검색하여 여유(Free)블록이 있는지를 검색한다. 상기 여유(Free)블록의 의미는 데이터가 들어있지 않거나 혹은 데이터가 들어있더라도 이미 플래시 메모리로 백업(Back Up)을 했기 때문에 데이터가 삭제되어도 관계없는 블록을 칭한다. 상기 107단계에서 여유블록이 존재하는 것으로 판단되면, 상기 111단계를 수행한다. 만일 여유 블록이 존재하지 않는 경우에는, 109단계에서 상기 스태틱 램에 존재하는 블록중 가장 오래된 데이터를 상기 플래시 메모리에 백업하여 여유 블록을 만든 후 데이터의 쓰기 동작이 수행된다. 이처럼 상기 스태틱 램에 이전의 데이터를 삭제하고 전송 받은 데이터로 새롭게 대치시킨다. 상기 109단계를 완료하고, 11단계에서 스태틱 램으로 데이터를 Over Write하게 된다. 이렇게 스태틱 램에 Write된 데이터는 추후 주기적으로 상기 플래시 메모리에 백업되며, 이러한 주기 이내에 해당 블록이 여러번 Write되더라도 플래시 메모리에는 한번만 Write하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 호스트에서 데이터를 읽기 동작 수행 할 때의 동작 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 201단계에서 호스트에서 데이터를 Read하라는 명령을 받게된다. 203단계에서 상기 스태틱 램을 검색하여 해당 블록이 존재하는지의 여부를 검색한다. 이때 해당 블록이 존재하는 경우에는, 207단계에서 상기 스태틱 램의 데이터를 임시버퍼인 상기 Tx/Rx버퍼에 복사하게 된다. 만일 상기 203단계에서 해당 블록이 존재하지 않는 경우에는, 205단계에서 상기 플래시 메모리에서 해당 블록을 스태틱 램으로 읽어 온 후, 207단계에서 상기 스태틱 램의 데이터를 임시 버퍼인 상기 Rx/Tx버퍼에 복사한다. 209단계에서 상기 버퍼에 있는 데이터를 상시 호스트에 전송함으로서 상기 과정이 완료된다.

도 5는 본 발명에 따른 보조기억장치를 호스트에서 분리하려는 경우, 스태틱 램의 데이터를 플래시 메모리로 백업 받기 위한 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 301단계에서 상기 호스트로부터 중지(Stop)명령이 수신되면, 303단계에서 상기 스태틱 램에 백업 받지 않은 데이터가 있는지를 검색한다. 이때 데이터가 존재하는 것으로 판단되면, 305단계에서 데이터를 플래시 메모리로 백업 받은 후, 307단계에서 서비스를 종료한다. 한편, 상기 303단계에서 데이터가 존재하지 않는 경우에는, 307단계에서 서비스를 종료하도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 스태틱 램에 백업 받지 않은 데이터가 존재하지 않는 상태에서 보조기억장치의 전원이 오프된 상태를 대비한 초기화 동작을 나타내는 흐름도이다.

401단계에서 사익 보조기억장치에 전원을 온 시키면, 403단계에서 상기 스태틱 램에 백업 받지 않은 데이터가 있는지를 검색한다. 상기 403단계에서 데이터가 존재하는 것으로 판단되면, 405단계에서 데이터를 플래시 메모리로 백업시킨 후, 407단계에서 서비스를 시작하게 된다. 하지만 상기 403단계에서 데이터가 존재하지 않으면, 곧바로 407단계예서 서비스를 시작하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 플래시 메모리를 사용하여 보조기억장치를 구현함에 있어, 캐시 메모리로 스태틱 램을 사용함으로 Write횟수가 제한되어 있는 플래시 메모리의 단점을 보완할 수 있으며, 스태틱 램에 존재하는 데이터를 Read/Write요구시에는 상기 플래시 메모리에 접근하지 않고 처리함으로서 Read/Write 속도가 향상되는 이점이 있다.

Claims

플래시 메모리를 이용한 보조기억장치에 있어서,

호스트 컴퓨터로부터 입출력되는 데이터가 임시로 저장되는 버퍼와,

비휘발성 스태틱 램으로 구현되어, 상기 버퍼에 입출력되는 데이터가 섹터에 해당하는 크기의 블록으로 설정되어 저장되는 캐쉬 메모리부와,

상기 섹터에 해당하는 크기의 블록으로 상기 캐쉬 메모리부에 저장된 데이터가 상기 호스트 컴퓨터의 제어하에 입출력되어 저장되는 플래시 메모리로 이루어짐을 특징으로 하는 플래시 메모리 이용 보조기억장치.
플래시 메모리를 이용한 보조기억장치의 구현 방법에 있어서,

비휘발성 스태틱 램으로 구현된 캐시 메모리를 부가하여, 데이터의 쓰기 동작 수행시 상기 플래시 메모리에 직접 쓰기 동작을 수행하기 이전에, 먼저 상기 스태틱 램으로 상기 쓰기 동작이 수행되도록 한 후, 상기 쓰기 동작이 수행된 상기 스태틱 램의 데이터를 주기적으로 상기 플래시 메모리에 백업되도록 함을 특징으로 하는 플래시 메모리 이용 보조기억장치 구현 방법.
제2항에 있어서,

상기 보조기억장치에 접속된 소정의 호스트로부터 동작의 중지 명령이 수신되는 경우, 상기 쓰기 동작이 수행된 스태틱 램의 데이터를 상기 플래시 메모리에 백업되도록 함을 특징으로 하는 플래시 메모리를 이용한 보조기억장치 구현 방법.
제3항에 있어서,

상기 보조기억장치에 전원이 온 되는 경우, 상기 스태틱 램의 데이터를 검색하여 데이터가 존재하면, 상기 데이터를 상기 플래시 메모리에 백업되도록 함을 특징으로 하는 플래시 메모리를 이용한 보조기억장치 구현 방법.
제4항에 있어서,

상기 보조기억장치에 전원이 온 되고 오프되고 온 되는 순차적인 동작이 수행되면, 상기 데이터를 상기 플래시 메모리에 백업되도록 하는 동작을 더 부가하여 구현함을 특징으로 하는 플래시 메모리를 이용한 보조기억장치 구현 방법.