KR20020035606A - 필드 프로그램가능 게이트 어레이 하드 디스크 시스템 - Google Patents
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Abstract
FPGA/HD 어셈블리는 FPGA를 HDD 어셈블리에 통합시킴에 의해 자체로 완비되어 있고, HDD는 FPGA를 위해 내부회로(in-circuit) 프로그래밍을 저장하고, HDD에 내장된 컨트롤러의 제어하에서 임의의 선택된 인터페이스와 협력하기 위해 상기 FPGA를 수정한다. 내부회로 프로그래밍 데이타는 HDD의 선택된 파티션상에 직접 저장되고, HDD상에 전통적으로 저장된 임의의 다른 데이타에 필요한 공간은 그대로 둔다. 상기 컨트롤러는 특정한 내부회로 데이타를 위치결정하고 임의의 선택된 동작에 결부된 버스를 확인하는 명령을 받으면서 FPGA 안으로 적합한 소프트 코어(soft core)를 위치시킨다.
Description
종래 기술은 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA)에 대한 내부회로(in-circuit) 프로그램가능성을 허용한다. 전형적으로, 이러한 데이타는 메모리 내에 상주하거나 또는 호스트 컴퓨터를 경유하여 FPGA에 전달된다. 궁극적으로, 이러한 데이타는 소정의 기억 장치(RAM, ROM, 또는 호스트 개입을 거쳐 모두 액세스되는 하드 디스크)에 상주한다. 상기 데이타는 FPGA의 특정된 기능을 수행하기 위해 FPGA를 프로그램하기 위해 사용된다. 메모리 용량의 제한과 상기 데이타를 FPGA로 인도하는 CPU 상의 부하 때문에, 인터페이스의 개수가 실질적으로 제한된다.
그러한 제한은 데이타 왕복 이동 장치와 같은 장치에서 특별한 중요성을 갖는데 상기 데이타 왕복 이동 장치는 참조자료로서 본 명세서에 결합된 관련 출원에서 개시되어 있다. 이 출원에서, 하나의 데이타 왕복 이동 장치가 개시되어 있고 그것은 다수의 소스로부터 온 입력 데이타 스트림을 휴대할 수 있게 저장하는것에 특별히 유용하며 상기 소스는 텔레비젼 신호, SPDIF 포맷된 데이타 및 USB 버스, ATA 버스, 또는 1394 버스와 같은 버스를 거쳐 수신된 정보를 포함한다. 이들 각각은 자체의 인터페이스를 요구하고, 통합되어야 할 칩의 개수를 늘리고, 기능적인 실리콘의 양을 증가시키며 그 결과 다중 인터페이스(multi-interface) 제품의 비용을 증가시킨다.
본 발명은 일반적으로 하드 디스크 드라이브를 통합하는 메모리 시스템 분야에 관한 것이고 더욱 상세히는 다수의 완전 배치가능(configurable) 인터페이스 또는 하드 디스크 드라이브에 대한 프로세스를 제공하는 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 기본적인 구성요소 구성도를 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명이 유용하게 쓰이는 보드 레벨 멀티인터페이스를 나타낸 블록 다이어그램이다.
본 발명의 목적은 다수의 인터페이스와 호환가능한 하나의 어셈블리를 만드는 것이다.
더욱 상세히는, 본 발명에서 많은 인터페이스 칩이 하나 또는 그 이상의 FPGA 칩으로 대체되는 것이다.
더욱 상세히는, 본 발명에서 FPGA가 관련 하드 디스크 상에 저장된 프로그래밍 정보에 의해 특징지어 지는 것이다.
더욱 상세히는, 본 발명은 관련 내부 회로(in-circuit) 프로그래밍 데이타를 저장하는 하드 디스크 어셈블리에 통합된 FPGA에 의해 특징지어 지는 것이다.
그 위에 또다른 특징은 FPGA가 하드 디스크 어셈블리에 통합되고 상기 프로그래밍이 하드 디스크 어셈블리에 내장된 컨트롤러에 의해 수정되는 것이다.
요약하여, FPGA/HD 어셈블리는 FPGA를 HDD 어셈블리에 통합시킴에 의해 자체로 완비되어 있고, HDD는 FPGA를 위해 내부회로(in-circuit) 프로그래밍을 저장하고, HDD는 HDD에 내장된 컨트롤러의 제어하에서 임의의 선택된 인터페이스와 협력하기 위해 상기 FPGA를 수정한다. 본 발명의 이점은 내부회로 프로그래밍 데이타가 HDD의 선택된 파티션(partition)상에 직접 저장되고, HDD상에 전통적으로 저장된 임의의 다른 데이타에 필요한 공간은 그대로 둔다. 상기 컨트롤러는 특정한 내부회로 데이타를 위치결정하고 임의의 선택된 동작에 결부된 버스를 확인하는 명령을 받으면서 FPGA안으로 적합한 소프트 코어(soft core)를 위치시킨다.
본 발명의 다른 특징과 이점은 이하의 도면과 함께 주어진 본 명세서의 개시를 숙지한 당업자에게 자명할 것이다.
이하에서 다양한 완전 배치가능(fully configurable) 인터페이스 또는 하드 디스크 드라이브용 프로세서를 제공하기 위해 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA)를 하드 디스크 드라이브 어셈블리(HDD)에 결합시킨 시스템을 설명한다. 그러나, 본 발명의 특성과 이점이 본 명세서상의 특정한 블록 다이어그램에 한정되지 않는다는 점을 인식해야 한다. 본 발명의 특징은 임의의 개수의 인터페이스 또는 프로세서와 함께 사용될 수 있으며; 더 나아가, FPGA 데이타는 임의의 사이즈로 된 디스크 드라이브의 파티션 세그먼트(partition segment)에 저장될 수 있다.
도 1에 관련하여, 본 발명을 구현하는 기본적인 구성요소는 디스크 드라이브어셈블리(100)를 포함하고 상기 디스크 드라이브 어셈블리는 내장 컨트롤러(102)와 바람직하게 내장되거나 밀접하게 결합된 FPGA(104)를 포함한다. FPGA 기술 분야에서 잘 알려져 있듯이, 이 장치(104)의 기능은 그것의 "소프트 코어(soft core)"에 특정한 기능을 규정하기 위해 FPGA에 다운로드되는 데이타에 기초하여 때때로 수정될 수 있다. 예를 들어, 다수의 인터페이스, 예를 들면 ATA 인터페이스, 1394 인터페이스, 또는 USB 인터페이스를 이용하기 위해 필요한 장치의 분야에서, FPGA(104)는 상기 컨트롤러(102)에 의해 그 안으로 로드된 데이타에 기초하여 임의의 주어진 시간에서 필수적인 신호 처리 구조와 기능을 채용할 수 있다. 본 발명에 따라, 이러한 데이타는 요구되는 인터페이스가 정의된 후에 HDD(100)의 별도의 분할된 영역(110)상에 저장될 수 있다. FPGA를 사용하는 동안의 임의의 시간에, 소정의 외부 제어 신호, 시간 함수 또는 이와 유사한 것에 기초하여, FPGA는 전체 시스템(10)에 대한 특별한 인터페이스를 제공하기 위한 것이고, 컨트롤러(102)는 역시 보드 상에 통합되어 있으며 디스크 드라이브는 디스크 드라이브 상의 FPGA 데이타 파티션(110)으로부터 FPGA(104) 안으로 데이타를 다운로드할 수 있다. FPGA 데이타가 다운로드되자마자, FPGA는 개별적인 프로그램가능 장치로서 이용된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 앞에서 설명된 그룹 또는 불특정된 다른 그룹으로부터의 임의의 프로그램가능 인터페이스는 필요시 임의의 사용자가 할당하는데 이용될 수 있다. 소프트 코어 데이타는 시간 다중 로딩될(time multiplex loaded) 수 있거나 그렇지 않으면 외부 호스트 컴퓨터로부터 받은 하나의 외부 신호 제어하에서 부가적인 호스트 컴퓨터 개입(intervention)과 로딩없이 언로딩되기 위해할당될 수 있다. 이것은 HDD 어셈블리를 균일화(homogenizing)하는 것에 의해 임의의 제조 비용을 현저히 줄일 수 있고 각각의 요구되는 인터페이스를 구현하기 위해 요구되는 기능적인 실리콘을 사전에 제거한다.
당업자에 의해 제대로 구현될 수 있고 본 발명을 유리하게 통합시킬 수 있는 다수의 인터페이스를 이용하는 보드 레벨 시스템(board level system)의 실시예는 도 2에 나타난 디스크 기억 장치(disk storage device)를 이용하는 데이타 왕복 이동 장치(data shuttle)이다.
상기 데이타 왕복 이동 장치는 여러 개의 소스로부터 디지탈 정보의 연속 스트림을 받아들이고 데이타 왕복 이동 장치 안으로 통합된 여러 개의 인터페이스를 통해 그것들을 전달하며 버스를 가로질러 하드 디스크 드라이브로 그것들을 전달한다. 이 도면에서, 여러 개의 장치 또는 데이타의 소스로부터 나온 입력은 좌측에 표현되고 그것들은 잠재적인 목적지(potential destination)에 대한 출력이 된다. 수신된 데이타가 아날로그 형식이라면, 그것은 좌측 상단에 도시된 대로 디지탈화되는데 예를 들어 좌측 상단에서는 합성 TV 비디오 신호(700)와 관련 오디오(702)가 적합한 A/D 컨버터(704, 706)에 인가되고, 그 다음에 버스를 거쳐 MPEG-2 인코더(710)에 전달된다. 상기 MPEG-2 인코더(710)의 출력은 데이타 패킷타이저(712)를 통해 디스크 프로세서(714)에 전송되고 상기 디스크 프로세서는 적절한 파일 관리(file management), 버스 중재(bus arbitration), 내용 관리(content management) 및 스트림 관리(stream management) 기능을 수행하고 그 결과 데이타는 로컬 하드 디스크 드라이브(local hard disk drive)(720)상에 저장될 수 있다.이런 방식으로, 임의의 요구되는 비디오 입력 스트림은 데이타 왕복 이동 장치 상에의 선택적인 액세스를 위해 변환되고 디지탈화되고 프로세싱되며 저장될 수 있다. MPEG 인코더와 디코더는 로컬 HDD(220) 상에 저장된 데이타를 이용하는 내장 마이크로프로세서(270)의 제어하에서 재프로그램밍된 FPGA로 구현될 수 있다. 이러한 방식으로, 실재의 인코더/디코더 칩의 개수가 실질적으로 줄어들 수 있다.
상기 데이타 왕복 이동 장치는 또한 인터페이스를 가로질러 상기 데이타 왕복 이동 장치를 위해 네스팅(nesting) 또는 도킹(docking) 장치(760)내에 통합된 더 큰 하드 디스크 드라이브에 연결될 수 있다. 그 다음에 디스크 프로세서(714)는 저장된 디지탈 데이타를 로컬 디스크 드라이브(720)로부터 더 큰 용량을 갖는 ATA 버스를 가로질러 네스팅 디스크 드라이브(740)상에 더 전송할 수 있다. 이러한 방식으로 상기 데이타 왕복 이동 장치는 하나의 장치로부터 다른 장치로 이전될 수 있으며 하나 또는 여러 개의 소스로부터 도시된 여러 개의 인터페이스를 통해 입력 데이타를 저장할 수 있다.
상기 데이타 왕복 이동 장치는 자체의 로컬 프로세서(770)의 제어하에서 동작하고 전원 및 모니터(772)와 제어 장치(780-784)를 포함한다.
다른 인터페이스 사이에서, 상기 데이타 왕복 이동 장치는 또한 SPDIF 포맷을 조종하기 위해 작업하는 입력/출력 버스(720)을 포함한다. 상기 입력/출력 버스(720)은 데이타 패킷타이저(712)에 직접 이어져 있고 그 다음에 버스를 가로질러 디스크 프로세서(714)에 이어져 있다. 또다른 디지탈 오디오의 수신에 대한 SPDIF 입력(722)은 MPEG-2 인코더(710)에 대한 입력이고; 상기 MPEG-2 인코더의 출력은또한 로컬 하드 디스크(720) 또는 네스팅 하드 디스크(740) 상에 기억하기 위해 디스크 프로세서(714)에 전달된다. 상기 디지탈 오디오 소스(722)는 또한 MP3 인코더(724)에 인가될 수 있고 상기 MP3 인코더의 출력은 데이타 패킷타이저(712)에 직접 연결된 다음 디스크 프로세서(714)에 연결되어 SPDIF 포맷 내의 임의의 데이타가 저장되고 선택적으로 액세스될 수 있다.
USB 버스(730), 1394 버스(732) 및 ATA 버스(734)를 포함하는 다수의 양방향 버스가 역시 제공된다. USB 버스(730)는 예를 들어 MP3 플레이어, 디지탈 카메라 또는 PC에 양방향 접속을 제공할 수 있다. USB PHY(740)과 패킷타이저(742)를 통해, 이들 장치 중 임의의 것은 데이타 패킷타이저에 직접 커플링되고 그 다음에 그것들의 입력과 출력이 상기 프로세서(714)를 통해 하드 디스크 드라이브(720)에 전달된다. 유사한 방식으로, 1394 버스(732)는 디지탈 비디오 카메라나 PC, 또는 디지탈 VCR에 접속될 수 있고 적절한 PHY(744)와 패킷타이저(746)을 통해 데이타 패킷타이저(712)와 디스크 프로세서(714)까지 이어진다. 마지막으로, ATA 버스(734)는 플래시 메모리(flash memory) 또는 다른 데이타 기억 장치를 직접 디스크 프로세서(714)에 연결할 수 있고 그 다음에 디스크 드라이브(720)에 연결할 수 있다.
출력측에서, SPDIF 입력(722)이 기억을 위해 MP3 인코더를 통해 전달될 수 있을 때, MP3 디코더(750)가 제공되고 그것의 출력은 SPDIF 출력 버스(752)에 커플링되거나 양자택일로 오디오 프로세서(754)를 통해 변조기 앰프(modulator amp)(756)에 커플링될 수 있다. 이것은 RF 변조된 AV(758), 스테레오 폰 출력(760) 및 오디오 출력(762)을 포함하는 몇 개의 대안적인 출력 라인을 제공한다. 오디오 출력은 더 전형적으로 MPEG-2 디코더(768)와 디지탈 비디오 인코더(766)를 경유하여 변조기 앰프를 통해 나오는 텔레비젼 출력(764)와 함께 사용된다. MPEG-2 디코더는 디패킷타이저(712)와 디스크 프로세서(714)로부터 그것의 비디오 정보를 수신하고 상기의 디스크 프로세서는 앞서 언급되어 있듯이 로컬 디스크(720)상의 임의의 파일에 선택적으로 액세스할 수 있다. 이러한 모든 기능은 CPU(770)의 제어하에서 수행되고 상기 CPU는 예를 들어 전원(772)와 모니터에 의해 지원되는 모토로라(Motorola) 823E이다.
기능은 선택되고 상기 입력, 출력 및 목적지는 IR 컨트롤(780)을 통해 인식되며 선택된 기능은 데이타 왕복 이동 장치 정면에 있는 LCD 디스플레이(782)상에 표시된다. 이들 양자는 상기 데이타 왕복 이동 장치 내부로 통합된 컨트롤 I/O(784)를 통해 지원되며 버스(786)을 거쳐 CPU(770)의 기능을 제어한다.
앞서 언급한 것과 유사하게, 각각의 버스는 패킷타이저/디패킷타이저를 포함하는 경우에, FPGA는 이용될 수 있다. 버스가 선택될 때, 마이크로프로세서는 필수적인 패킷타이저/디패킷타이저를 제공할 FPGA를 프로그램하기 위해 디스크 드라이브로부터 필수적인 데이타를 다운로드할 수 있다.
이러한 방식으로 프로세서 보드는 실질적으로 호스트 컴퓨터상에 위치하는 경우 추가의 부담없이 단순화될 수 있고, 이는 내장된 프로세서가 내장 디스크 드라이브로부터 그것의 데이타 기억 제어 기능과 아무런 충돌없이 핵심 데이타를 다운로드할 시간이 가능하기 때문이다.
본 발명의 다른 용도, 특징 및 이점은 상기 발명의 개시를 숙지한 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 단지 뒤따르는 청구범위에만 한정되지는 않는다.
Claims (6)
- 하드 디스크 드라이브 어셈블리에 통합된 필드 프로그램가능 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA)를 포함하는 시스템으로서,상기 하드 디스크 드라이브 어셈블리가, 통합된 마이크로프로세서를 더 포함하고,상기 하드 디스크 드라이브는 전체 시스템의 호스트에 의한 개입없이 내장(on-board) 프로세서의 제어하에서 FPGA가 다수의 다른 기능을 수행하게 배치되도록 데이타를 저장하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 1항에 있어서,복수 개의 인터페이스를 포함하고, 각각의 인터페이스가 인코더 또는 디코더를 통해 상기 하드 디스크 드라이브에 연결되며, 하나 또는 그 이상의 인코더와 디코더가 하나의 FPGA에 의해 구현되고, 상기 FPGA가 하드 디스크 드라이브 상에 저장된 데이타에 의해 다른 인터페이스와 함께 작업하도록 재프로그래밍된 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 1항에 있어서,복수 개의 인터페이스를 포함하고, 각각의 인터페이스가 패킷타이저 또는 디패킷타이저를 통해 상기 하드 디스크 드라이브에 연결되며, 하나 또는 그 이상의패킷타이저와 디패킷타이저가 하나의 FPGA에 의해 구현되고, 상기 FPGA가 하드 디스크 드라이브 상에 저장된 데이타에 의해 다수의 인터페이스 중 선택된 하나와 함께 작업하도록 프로그래밍된 것에 적응하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 3항에 있어서,상기 하드 디스크 드라이브의 식별가능 섹션에 FPGA를 프로그램하기 위한 다수의 데이타 세트를 저장하기 위해 적응되고, 상기 시스템으로부터 데이타를 보내거나 받기 위해 선택된 인터페이스에 종속된 내장 프로세서로부터 온 명령에 대한 응답으로 상기 FPGA를 프로그래밍하기 위한 상기 데이타 세트 중 하나를 선택하기 위해 적응된 디스크 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 하드 디스크 드라이브 어셈블리에 통합된 FPGA를 포함하는 시스템을 구현하는 방법으로서,상기 하드 디스크 드라이브 어셈블리가 통합된 마이크로프로세서를 더 포함하고,상기 하드 디스크 드라이브가 전체 시스템의 호스트에 의한 개입없이 내장 프로세서 제어하에서 FPGA가 다수의 다른 기능을 수행하게 배치되도록 데이타를 저장하고,하드 디스크 드라이브의 분할된 영역 상에 FPGA를 프로그래밍하기 위한 다수의 데이타 세트를 저장하는 단계;상기 시스템으로부터 데이타를 보내거나 받는 인터페이스 중 선택된 하나를 확인하는 단계; 및내장 프로세서의 제어하에서 선택된 인터페이스의 확인에 대한 응답으로 하드 디스크 드라이브로부터의 데이타 세트 중 하나로 상기 FPGA를 프로그래밍하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 하드 디스크 드라이브 어셈블리에 통합된 FPGA를 포함하는 시스템으로서,상기 하드 디스크 드라이브 어셈블리가 통합된 마이크로프로세서를 더 포함하고,상기 하드 디스크 드라이브가 전체 시스템의 호스트에 의한 개입없이 내장 프로세서의 제어하에서 FPGA가 다수의 다른 기능을 수행하게 배치되도록 데이타를 저장하고,상기 하드 디스크 드라이브의 분할된 영역상에 FPGA를 프로그래밍하기 위한 다수의 데이타 세트를 저장하고,내장 프로세서의 제어하에서 선택된 인터페이스의 확인에 대한 응답으로 하드 디스크 드라이브로부터의 데이타 세트 중 하나로 상기 FPGA를 프로그래밍하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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