KR20050070672A - 플래시 메모리의 주소 사상 방법, 사상 정보 관리 방법 및상기 방법을 이용한 플래시 메모리 - Google Patents

플래시 메모리의 주소 사상 방법, 사상 정보 관리 방법 및상기 방법을 이용한 플래시 메모리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 논리-물리 사상(logical-physical mapping) 기법을 이용하여 플래시 메모리 억세스시에 성능 저하를 최소화하는 방법, 그리고 플래시 메모리에 상기 논리 물리 사상에 관한 정보를 효율적으로 저장하고 관리하는 방법 및 그 방법을 이용한 플래시 메모리에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은 기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있는가를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있으면 상기 물리 페이지의 상기 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하는 단계; 및 상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 상기 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호를 기록하는 단계로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 대블록 플래시 메모리의 성능을 향상시킬 수 있고 갑작스러운 전원 중단 시에도 시스템을 안전하게 복구할 수 있는 효과가 있다.

Description

플래시 메모리의 주소 사상 방법, 사상 정보 관리 방법 및 상기 방법을 이용한 플래시 메모리{Method for address mapping and managing mapping information, and flash memory thereof}
본 발명은 플래시 메모리(flash memory)를 억세스(access)하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 논리-물리 사상(logical-physical mapping) 기법을 이용하여 플래시 메모리 억세스시에 성능 저하를 최소화하는 방법, 그리고 플래시 메모리에 상기 논리 물리 사상에 관한 정보를 효율적으로 저장하고 관리하는 방법에 관한 것이다.
플래시 메모리는 하드 디스크와 같이 비 휘발성을 가지면서도 빠른 접근 속도를 가지고, 전력을 적게 소비하기 때문에 내장형 시스템(embedded system)이나 이동 디바이스(mobile device) 등의 응용에서 많이 사용되고 있다.
그런데, 플래시 메모리는 그 하드웨어 특성을 고려할 때, 이미 쓰여진 메모리 섹터에 쓰기(write) 연산을 수행하기 위해서는 그 섹터가 포함된 블록 전체를 지우는(erase) 연산을 먼저 수행하여야 한다. 그런데, 이것이 플래시 메모리의 성능을 저하시키는 주요한 이유가 된다.
이러한 쓰기 전 지우기(erase before write) 문제를 해결하기 위해서 논리 주소(logical address)와 물리 주소(physical address) 개념이 도입되었다. 즉, 호스트 단에서 요청되는 논리 주소에 대한 읽기 쓰기 연산은 여러 종류의 사상 알고리즘에 의하여 실제 플래시 메모리의 물리 주소에 대한 읽기 쓰기 연산으로 변경된다. 이때 물리적인 플래시 메모리의 상태를 고려하기 때문에 성능을 최대화 할 수 있다.
최근에 플래시 메모리 시스템의 성능을 높이기 위하여, 연속되는 플래시 연산을 버퍼링해 두었다가 한꺼번에 처리할 수 있는 플래시 메모리가 개발되었는데 이러한 플래시 메모리를 대블록(large block) 플래시 메모리라고 한다. 그러나, 기존의 논리-물리 사상 알고리즘을 대블록 플래시 메모리에 그대로 적용하면 대블록 플래시 메모리의 장점을 충분히 살릴 수 없다. 따라서 본 발명과 같이 대블록 플래시 메모리를 위한 효율적인 논리-물리 사상 알고리즘을 고안할 필요가 있다.
종래에 플래시 메모리 논리-물리 사상 기법에 대한 기술은 ＇M-Systems Flash Disk Pioneer＇ 사에 의해 출원된 미국특허 ＇US5,404,485＇와 ＇US5,937,425＇, ＇Mitsubishi＇ 사에 의해 출원된 미국특허 ＇US5,905,993＇, 그리고 ＇삼성전자＇에 의해 출원된 미국특허 ＇US6,381,176＇ 등에 기재되어 있다. 이러한 종래기술들에 있어서, 플래시 메모리 억세스 방법의 핵심은 호스트 단에서 요청하는 논리 섹터에 대한 쓰기 요구에 따라, 플래시 메모리의 실제 물리 섹터에 어떻게 효율적으로 쓰기를 수행하는지에 있다. 여기서 플래시 메모리의 지우기 단위를 블록이라 하고 읽기/쓰기 단위를 섹터라고 하면 종래 기술은 크게 섹터 사상 기법과 블록 사상 기법으로 나눌 수 있다.
도 1은 종래의 섹터 사상의 한 예를 나타낸다. 섹터 번호와 그 오프셋으로 구성된 가상 주소(virtual address)는 flash memory에 저장된 섹터 단위의 사상 정보에 의하여 논리 주소(logical address)로 변환된다. 다음으로 구하여진 논리 주소의 상위 비트로부터 논리 블록 번호를 구할 수 있는데 주 메모리(main memory)에 저장된 논리 블록 - 물리 블록 테이블로부터 최종 물리 주소를 구하게 된다.
도 2는 종래의 블록 사상의 한 예를 나타낸다. 가상 블록(virtual block)은 그와 사상되는 주 블록(primary block) 과 보조 블록(replacement block)을 가진다. 즉, 블록 단위의 사상 정보에 의하여 어떤 논리 블록의 한 섹터는 블록 사상 정보에 의하여 다른 블록의 한 섹터에 사상되게 된다. 이때 주 블록의 해당 섹터에 다른 데이터가 이미 쓰여져 있는 경우에는 보조 블록에 데이터가 쓰여지게 된다.
플래시 메모리의 주요 연산에는 읽기(read), 쓰기(write), 소거(erase)의 3가지 연산이 있다. 본 발명의 주요 내용은 읽기와 쓰기 연산과 관련되어 있고, 읽기와 쓰기 연산은 그 동작에 있어 큰 차이가 없으므로 여기서는 종래기술의 쓰기 연산의 동작을 나타낸 것이다.
호스트는 데이터를 플래시 메모리에 쓰기 위해서 논리 섹터 번호(LSN: Logical Sector Number)를 넘기게 된다. 도 1과 같은 섹터 사상 기법에서는 LSN과 PSN(Physical Sector Number)에 대한 사상 테이블(mapping table)이 존재하므로 해당 PSN에 데이터를 쓰면 된다. 이때 해당 PSN에 이미 데이터가 있는 경우에는 비어있는 다른 PSN을 찾아서 데이터를 쓰고 사상 정보를 바꾸어 준다.
도 2와 같은 블록 사상 기법에서는 주어진 LSN으로부터 먼저 LBN(Logical Block Number)를 구하고 존재하는 LBN-PBN 사상 테이블로부터 PBN을 찾아서 오프셋이 일치하는 PSN을 찾아서 데이터를 쓰게 된다. 섹터 사상의 경우와 마찬가지로 이미 데이터가 채워져 있는 경우에는 쓰기 가능한 블록의 섹터에 데이터를 쓰고 사상 정보를 변경한다.
최근에 개발된 대블록 플래시 메모리는 두 개 이상의 섹터에 대한 읽고 쓰는 기법을 제공한다. 즉, 플래시 메모리의 연산 단위를 페이지라 하고 그 크기가 네 개의 섹터와 같다면 네 개의 섹터를 한꺼번에 읽거나 쓸 수 있다. 그러나, 기존의 논리-물리 사상 알고리즘(logical-physical mapping algorithm)은 호스트의 섹터 크기와 플래시 메모리의 연산 단위가 같다고 취급하기 때문에 기존 알고리즘을 대블록 플래시 메모리에 적용한다면 대블록 플래시 메모리의 장점을 살릴 수가 없다. 특히, 대블록 플래시 메모리는 하나 이상의 연속한 섹터에 대한 쓰기 연산(multiple sector write)에 대하여 좋은 성능을 낼 수 있음에도 기존의 알고리즘은 이러한 특성을 고려하고 있지 않다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로, 대블록 플래시 메모리에 적합한 논리-물리 사상 알고리즘를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 논리-물리 사상 정보 관리법을 통하여 플래시 메모리의 시스템 성능을 최대화하고 갑작스러운 전원 이상 하에서도 시스템을 안전하게 복구할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 소정의 수의 섹터로 구성되는 페이지를 갖는 블록을 하나 이상 가지며, 상기 섹터 또는 상기 페이지 단위로 데이터를 기록하고, 상기 블록 단위로 데이터를 소거하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법에 있어서, 기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있는가를 판단하는 제1단계; 상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있으면 상기 물리 페이지의 상기 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하는 제2단계; 상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 상기 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호를 기록하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방법은, 기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터를 저장할 수 있는 빈 섹터가 존재하는가를 판단하는 제1단계; 상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하면 상기 물리 페이지의 빈 섹터에 데이터를 기록하고 상기 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 섹터 번호를 기록하는 제2단계; 및 상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 빈 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호 및 논리 섹터 번호를 기록하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방법은, 기록하고자 하는 데이터를 저장할 수 있는 빈 섹터가 현재 블록에 존재하는가를 판단하는 제1단계; 상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하면, 상기 빈 섹터에 데이터를 기록하고 상기 빈 섹터가 위치한 물리 페이지와 같은 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 섹터 번호를 기록하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 소정의 수의 섹터로 구성되는 페이지를 갖는 블록을 하나 이상 가지며, 상기 섹터 또는 상기 페이지 단위로 데이터를 기록하고, 상기 블록 단위로 데이터를 소거하는 플래시 메모리에 있어서, 기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있는가를 판단하여, 상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있으면 상기 물리 페이지의 상기 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 상기 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호를 기록하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플래시 메모리는, 기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터를 저장할 수 있는 빈 섹터가 존재하는가를 판단하고, 상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하면 상기 물리 페이지의 빈 섹터에 데이터를 기록하고 상기 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 섹터 번호를 기록하며, 상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 빈 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호 및 논리 섹터 번호를 기록하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플래시 메모리는, 기록하고자 하는 데이터를 저장할 수 있는 빈 섹터가 현재 블록에 존재하는가를 판단하여 빈 섹터가 존재하면, 상기 빈 섹터에 데이터를 기록하고 상기 빈 섹터가 위치한 물리 페이지와 같은 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 섹터 번호를 기록하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 복수의 블록으로 구성된 플래시 메모리에 있어서, 상기 블록 중 일부 블록을 논리-물리 사상 정보를 저장하기 위하여 별도의 맵 블록으로 할당하고, 상기 맵 블록은 상기 사상 정보를 세그먼트로 분리하여 담고 있는 하나 이상의 맵 세그먼트 유닛을 포함하며, 상기 사상 정보의 변경이 있는 경우에 상기 변경된 정보를 담고 있는 맵 세그먼트 유닛을 상기 맵 블록의 빈 유닛에 기록함으로써 상기 사상 정보를 갱신하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 3은 플래시 메모리가 동작하는 시스템의 전체 구조를 나타낸 것이다. XIP 가능 메모리(XIP-able memory; 311)는 ROM(Read-Only Memory) 또는 RAM(Random-Access Memory)과 같이 XIP(Execute-In-Place)가 가능한 메모리이다. 이는 즉 프로그램 코드가 적재되어 수행될 수 있는 메모리를 의미하는데, 이 중에서 RAM은 휘발성을, ROM은 비휘발성을 가진다. 플래시 메모리(312)는 상기와 같은 XIP 가능 메모리(311)는 아니고 단순히 데이터를 저장하는 메모리로서 비휘발성을 가진다. CPU(313)는 직접 실행가능 메모리에 적재된 플래시 메모리 접근 코드를 실행함으로써 외부 호스트(external host; 300)로부터 전달된 읽기/쓰기 연산 요구를 플래시 메모리의 읽기/쓰기 연산으로 바꾸어주는 역할을 수행한다.
도 4와 도 5는 실제 128MB NAND 타입의 플래시 메모리의 구성을 나타낸다. 본 발명은 이외에 다른 크기의 저장 용량을 갖는 플래시 메모리에도 적용될 수 있음에 주목하여야 한다. 도 4와 같은 소블록(small block) 플래시 메모리는, 외부 호스트에서 요청하는 데이터의 읽기/쓰기 연산의 단위와 실제 플래시 메모리가 제공하는 플래시 메모리의 읽기/쓰기 연산의 단위가 같은 시스템이다. 예컨대, 외부 호스트에서 512B 단위로 읽기나 쓰기 요청을 하면 플래시 메모리에서도 마찬가지로 512B 단위로 읽거나 쓰는 작업을 한다. 도 4와 같이 128MB 플래시 메모리의 경우에, 한 페이지는 주 영역 512B와 보조 영역 16B로 이루어 지고, 삭제 단위인 블록은 32개의 페이지로 이루어져 있다.
도 5와 같은 대블록(large block) 플래시 메모리의 경우에는 플래시 메모리의 읽기/쓰기의 단위가 외부 호스트에서 요청하는 읽기/쓰기 단위의 배수가 된다. 특히 도 5의 예제에서는 플래시 메모리의 한 페이지의 크기는 네 개의 섹터 크기와 같고, 삭제 단위인 블록은 64 페이지로 이루어져 있음을 알 수 있다.
도 6은 대블록 플래시 메모리의 읽기/쓰기 단위인 페이지의 기본 포맷을 나타낸다. 최근에 통용되는 대블록 플래시 메모리는 페이지의 크기가 소블록 플래시 메모리에서의 페이지의 네 배이므로 주 영역(main area)에는 네 개의 섹터가 저장될 수 있다. 그러나, 네 개 이상 혹은 그 이하의 섹터가 한 페이지에 저장되더라도 본 발명의 개념이 동일하게 적용됨은 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 보조 영역(spare area)에는 여러 종류의 메타 정보가 들어갈 수 있는데 주요 메타 정보로는 각 섹터 당 논리 섹터 번호인 ＇LSN(logical sector number)＇과 플래시 메모리 한 페이지에 대한 논리 페이지 번호인 ＇LPN(logical sector number)＇이 들어갈 수 있다. 이와 같이, 논리-물리 사상 정보가 플래시 메모리의 각 페이지에 저장될 수도 있지만, 이와는 달리 플래시 메모리의 전체 영역 중 일부 영역에 사상 테이블 정보를 따로 저장하는 방법도 생각할 수 있다.
본 발명은 호스트 단에서 요청되는 논리 주소에 대한 읽기/쓰기 요청을 대블록 플래시 메모리의 물리 주소에 대한 읽기/쓰기 요청으로 변환하는 방법에 대한 것으로, 대블록의 논리-물리 주소 사상 방법과, 논리-물리 주소 사상정보 관리 방법으로 나누어서 설명한다.
논리-물리 주소 사상 방법
먼저 대블록의 논리-물리 주소 사상 알고리즘을 살펴본다. 플래시 메모리의 주요 연산은 쓰기 연산과 읽기 연산이 있는데, 읽기 연산은 쓰기 연산의 역에 불과하기 때문에 쓰기 연산에 관하여 설명한다.
외부 호스트가 요청하는 쓰기 연산에는 두 가지 종류가 있다. 그 하나는 LSN 및 해당 데이터를 입력하는 단일 섹터 쓰기(single sector write) 연산이고, 다른 하나는 시작 LSN, 연속한 LSN의 개수와 해당 데이터를 입력하는 다중 섹터 쓰기(multiple sector write) 연산이다. 대블록 플래시 메모리 시스템은 하나 이상의 섹터에 대한 동시 쓰기 연산이 가능하므로 다중 섹터 쓰기 연산에 대하여 좋은 성능을 낼 수 있다. 그런데, 최근에 통용되는 대용량 플래시 메모리는 한 페이지가 네 개의 섹터로 구성되어 있으므로, 본 발명의 일 예로써 한 페이지가 네 개의 섹터로 구성된 대블록 플래시 메모리의 논리-물리 주소 사상 알고리즘에 관하여 기술한다.
대블록 플래시 메모리는 소블록과 달리 한 페이지가 여러 개의 섹터로 구성되며 다중 섹터 쓰기가 가능한 구조라는 점에서 소블록에 비해 다양한 논리-물리 주소 사상 알고리즘이 적용될 수 있다. 즉, 종래의 소블록 플래시 메모리 시스템에서는 블록 및 섹터가 논리 사상(mapping)의 기본 단위임에 비하여, 대블록 플래시 메모리에서는 블록, 섹터 이외에 페이지(page)라는 기본 사상 단위가 존재한다. 상기 언급한 대로, 단일 섹터 쓰기의 경우 대블록 플래시 메모리의 쓰기 연산의 입력은 LSN 및 해당 데이터가 되는데 사상 알고리즘에 의하여 플래시 메모리의 물리 주소인 PSN(Physical Sector Number)으로 변환된다.
먼저 LSN에 대응하는 논리 블록 번호인 LBN(Logical Block Number)은 플래시 메모리의 블록 당 섹터 수에 의하여 계산된다. 계산된 LBN에 대응하는 물리 블록 번호인 PBN(Physical Block Number)은 LBN과 PBN간의 사상 테이블(mapping table)을 참조하여 결정된다. PBN을 결정하는 또 다른 방법에는, 플래시 메모리의 각 블록 당 일정 영역에 LBN을 기록함으로써 논리 물리 블록 사상 정보를 저장하고 LBN에 대응하는 PBN을 찾는 방법도 있다.
상기 찾은 PBN으로부터 섹터 주소를 구하는 방법은 크게 두 가지 있는데, 논리 블록과 물리 블록 간의 섹터 오프셋이 같다고 하여 섹터주소를 구하는 방법과, 새롭게 사상 정보를 저장하여 섹터 오프셋의 일치를 요하지 않는 방법이 그것이다. 전자의 방법은 종래 기술에서 이미 제시되어 있으므로 본 발명에서는 후자의 방법을 대블록 플래시 메모리에 적용하는데, 세부적으로는 총 여섯 가지의 방법으로 나뉜다. 첫 번째와 두 번째 방법은 페이지 사상, 세 번째와 네 번째 방법은 페이지 사상을 응용한 섹터 사상, 다섯 번째와 여섯 번째 방법은 페이지 사상이 없는 섹터 사상 방법이다. 페이지 사상을 위해서는 도 6에서와 같이 LPN을 기록하여야 하며, 섹터 사상을 위해서는 도 6에서와 같이 LSN을 기록하여야 한다.
첫 번째 방법은 1대1 페이지 사상 방법으로, 하나의 논리 주소에 대응하는 물리 주소를 단 한 개만 존재하게 하는 방법이다. 도 7은 본 발명에 따른 1대1 페이지 사상 과정을 나타낸 흐름도이다. 먼저 외부 호스트(300)로부터 작업을 하고자 하는 하나 이상의 섹터의 LSN을 입력 받는다(S110). 그리고 상기 LSN으로부터 LPN 및 LBN을 계산하고, 미리 정의되어 있는 블록 단위의 사상 정보(mapping information)를 이용하여 PBN을 결정한다(S120). 상기 결정된 PBN에 해당하는 물리 블록에 대하여 이하의 과정을 수행한다. 먼저, 상기 물리 블록에 해당 LPN이 사용된 적이 있는가를 판단한다(S130). 대블록 플래시 메모리에 적용하기 위하여 본 발명에서 제안한 페이지(page)의 개념을 사용하여, 특정 페이지에는 특정 섹터들이 포함되는 것으로 미리 정의되어 있다. 따라서, 상기 해당 LPN이란 상기 정의된 바에 따라 상기 LSN이 포함되는 페이지의 LPN을 의미한다.
1대1 페이지 사상 기법에서는 하나의 LPN에 대하여 하나의 PPN(physical page number)이 결정되므로 결정된 PPN에 입력 데이터를 쓸 수 있는지를 검사하여야 한다. 상기 S130에서의 판단 결과 LPN이 사용된 적이 없으면, 인플레이스(In-place) 위치의 페이지가 비어 있는가를 판단하여(S131), 페이지가 비어 있으면 인플레이스 위치에 데이터를 쓰고(S132) 그 위치에 해당하는 페이지의 보조 영역에 LPN을 쓰고(S133) 종료한다. 상기 인플레이스 위치란 기존의 물리-논리 사상 정보에 의하여 미리 지정된 디폴트(default) 위치를 말한다. 즉 미리 정의된 사상 정보에 따라 특정 LPN을 갖는 페이지의 오프셋에는 특정 LSN을 갖는 섹터가 기록되도록 미리 설정된 위치를 의미하는 것이다.
이와 같이 데이터는 자신의 인플레이스 위치에 쓰는 것을 기본으로 하지만 다른 데이터가 이미 기록되어 있어 인플레이스 위치에 쓰지 못하는 경우에는 비어 있는 물리 페이지 중에서 상위 페이지부터 순차적으로 기록하면 된다.
상기 S130에서의 판단 결과 LPN이 사용된 적이 있으면 유효한 LPN을 갖는 페이지, 즉 상기 사용된 LPN을 갖는 페이지가 다수 있으면 가장 최근에 생성된 페이지에 오프셋이 일치하는 섹터 및 이후 섹터가 비어 있는가를 판단하여(S140), 비어 있으면 오프셋이 일치하는 섹터의 위치에 데이터를 쓰고(S150) 종료한다. 여기서 오프셋이란 하나의 페이지에서 섹터가 차지하도록 정해진 위치를 의미하는 것으로, 예를 들어 어떤 페이지에 D4, D5, D6, D7이 순서대로 기록되는 것으로 미리 정의되어 있다면, D4, D5, D6, D7은 각각 0, 1, 2, 3를 오프셋 값으로 갖게 된다.
본 발명에서는 다중 섹터 쓰기에 대하여 높은 성능을 얻기 위하여 해당 섹터가 비어 있다고 하더라도 그 페이지의 이후 섹터가 모두 비어 있지 않으면 상기 해당 섹터에 데이터를 쓰지 않도록 하였다. 왜냐하면 대개 연속한 섹터에 대한 쓰기 요구가 많고, 이후 섹터가 비어 있지 않은 상태에서 해당 섹터에 대한 쓰기 연산을 한 후 그 다음 요구가 연속한 섹터로 요청 되면 비용이 큰 갱신 연산을 수행하여야 하기 때문이다. 그렇지만 다중 섹터 연산의 경우 미리 몇 개의 섹터를 쓸 지를 명시하는 응용(application)도 있을 수 있는데 이 경우에는 반드시 뒤의 섹터가 모두 비어 있을 필요는 없으므로 상기 S140 단계에서 오프셋이 일치하는 섹터가 존재하는지 만을 판단하는 것으로 할 수도 있다.
상기 S131에서의 판단 결과 인플레이스 위치의 페이지가 비어 있지 않으면, 현재 블록에서 빈 페이지가 존재하는가를 판단하여(S141), 빈 페이지가 존재하지 않으면 다음의 새 블록을 할당한 후(S142), 새 블록의 인플레이스 위치에 데이터를 쓰고(S132), 그 위치에 해당하는 페이지의 보조 영역에 LPN을 쓰고(S133) 종료한다.
상기 S141에서의 판단 결과 빈 페이지가 존재하면 빈 페이지 중 하나의 페이지를 선택하여 상기 LSN과 오프셋이 일치하는 섹터의 위치에 데이터를 쓰고(S151), 상기 선택된 페이지의 보조 영역에 LPN을 쓴다(S160). 상기 빈 페이지 중 하나를 선택하는 것은 여러 방법으로 할 수 있다. 즉, 상위 페이지로부터 순차적으로 빈 페이지를 선택할 수 있고, 반대로 선택할 수도 있는 것이다. 마지막으로 1대1 페이지 사상을 유지하기 위하여 기존의 유효한 LPN에 해당하는 데이터를 복사하여 온 후(S170) 종료한다.
도 8은 본 발명에 따른 1대1 페이지 사상방법의 실제 예를 나타낸 것이다. 대블록 플래시 메모리는 멀티 섹터 쓰기가 가능하므로 4개의 데이터를 동시에 쓸 수 있는 것으로 한다. 먼저 4개의 데이터 D0, D1, D2, D3를 현재 블록의 첫번째 페이지(PPN=0)에 순서대로 기록하고(S132) 보조 영역에 LPN 값으로 0을 기록한다(S133). 그리고 다음 4개의 데이터 D4, D5, D6, D7을 두번째 페이지(PPN=1)에 순서대로 기록하고(S132) 보조 영역에 LPN 값으로 1을 기록한다(S133). 다음에 D0 및 D1을 기록하여야 한다면 해당 LPN(＇0＇)이 기록된 바 있으므로(S130의 예), 유효한 LPN을 갖는 첫번째 페이지(PPN=0)에 해당 오프셋을 갖는 섹터가 비어 있는가를 판단한다(S140). 섹터가 비어 있지 않으므로 다음 빈 페이지(PPN=2)의 첫번째 섹터에 D0을, 두번째 섹터에 D1을 기록하고(S151) 보조 영역에 해당 LPN(＇0＇)을 기록한다(S160). 그리고 기존의 유효한 LPN에 해당하는 나머지 데이터(PPN=0에 기록된 나머지 데이터), 즉 D2 및 D3를 오프셋에 맞게 현재 페이지(PPN=2)에 복사한다(S170).
다음에 D3을 기록하여야 한다면 다음 빈 페이지(PPN=3)의 오프셋이 일치하는 섹터 위치, 즉 네번째 섹터에 D3을 기록하고(S151) 해당 LPN(＇0＇)을 기록한 후(S160), 세번째 페이지(PPN=2)로부터 나머지 데이터, 즉 D0, D1, 및 D2를 오프셋에 맞게 현재 페이지(PPN=3)에 복사한다.
두 번째 방법은 1대n 페이지 사상 방법으로 도 9에 그 흐름도가 도시되어 있다. 첫 번째 방법과 달리 이 사상 방법은 한 블록 내에 유효한 페이지가 하나 이상 존재할 수 있도록 하는 방법이다. 즉, 해당 LSN의 섹터 오프셋은 유지한 채로 물리 주소에 쓰기를 수행하지만, 기존의 유효 페이지로부터 나머지 섹터들을 복사해 오는 단계는 존재하지 않는다. 왜냐하면 본 방법은 하나 이상의 페이지에 유효 데이터가 존재할 수 있기 때문에 기존의 유효한 LPN에 대한 데이터를 복사하는 단계가 필요 없게 되는 것이다. 따라서, 상기 도 7의 흐름도와 비교하면 나머지 단계들은 모두 같으나 도 7의 S170단계와 같은 단계가 존재하지 않는다는 점에서만 차이가 있다.
도 10은 본 발명에 따른 1대n 페이지 사상방법의 실제 예를 나타낸 것이다. 먼저 4개의 데이터 D0, D1, D2, D3를 현재 블록의 첫번째 페이지(PPN=0)에 순서대로 기록하고(S232) 보조 영역에 LPN 값으로 0을 기록한다(S233). 그리고 다음 4개의 데이터 D4, D5, D6, D7을 두번째 페이지(PPN=1)에 순서대로 기록하고(S232) 보조 영역에 LPN 값으로 1을 기록한다(S233). 다음에 D0 및 D1을 기록하여야 한다면 해당 LPN(＇0＇)이 기록된 바 있으므로(S230의 예), 최근에 기록된 LPN을 갖는 첫번째 페이지(PPN=0)에 해당 오프셋을 갖는 섹터가 비어 있는가를 판단한다(S240). 섹터가 비어 있지 않으므로 다음 빈 페이지(PPN=2)의 첫번째 섹터에 D0을, 두번째 섹터에 D1을 기록하고(S251) 보조 영역에 해당 LPN(＇0＇)을 기록한다(S260).
다음에 D3을 기록하여야 한다면 S240에서의 판단결과 현재 페이지(PPN=2)에 해당 오프셋이 일치하는 네번째 섹터가 비어 있으므로 상기 네번째 섹터에 D3를 기록한다(S250). 이 후에 D1을 기록하여야 한다면 최근에 기록된 LPN을 갖는 페이지(PPN=2)에 오프셋이 일치하는 섹터가 비어있지 않으므로(S240의 아니오) 다음의 빈 페이지(PPN=3)의 오프셋이 일치하는 두번째 섹터에 D1을 기록하고(S251) 그 페이지의 보조 영역에 LPN을 기록한 후(S260) 종료한다.
세 번째 방법은 본 발명에 따른 1대1 페이지 사상을 응용한 섹터사상 방법이다. 첫 번째에서 제시한 1대1 페이지 사상 방법과 유사하지만, 쓰기를 할 때 섹터 오프셋을 유지하지 않고 페이지 내에서 자유롭게 쓰는 방법이다. 즉, 섹터 오프셋은 유지하지 않고 쓰지만 유효한 페이지는 한 블록에 한 개만 존재하도록 하기 위해, 해당 페이지에 쓰기가 끝난 후 기존의 유효 페이지로부터 나머지 섹터들을 복사해 오는 방식이다. 도 11은 1대1 페이지 사상을 응용한 섹터 사상 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 7의 1대1 페이지 사상과 달리 섹터 오프셋을 유지하지 않으므로 섹터 단위의 사상 정보를 나타내는 LSN을 저장하여야 한다. 이때 LSN, LPN은 해당 데이터와 동시에 쓰여질 수 있다.
먼저 외부 호스트(300)로부터 작업을 하고자 하는 하나 이상의 섹터의 LSN을 입력 받는다(S310). 그리고 상기 LSN으로부터 LPN 및 LBN을 계산하고, 미리 정의되어 있는 블록 단위의 사상 정보(mapping information)를 이용하여 PBN을 결정한다(S320). 상기 결정된 PBN에 해당하는 물리 블록에 대하여 이하의 과정을 수행한다. 먼저, 상기 물리 블록에 해당 LPN이 사용된 적이 있는가를 판단한다(S330).
상기 S330에서의 판단 결과 LPN이 사용된 적이 없으면, 인플레이스(In-place) 위치의 페이지가 비어 있는가를 판단하여(S331), 페이지가 비어 있으면 인플레이스 위치에 데이터를 쓰고(S332) 그 위치에 해당하는 상기 페이지의 보조 영역에 LSN을 쓰고 상기 보조 영역의 소정의 위치에 LPN을 쓴 후(S333) 종료한다. 상기 그 위치에 해당하는 보조 영역에 LSN을 쓴다는 것은 물리 페이지의 주 영역에서 데이터를 기록한 섹터의 위치와 대응되는 보조 영역에서의 위치에 기록하는 것을 의미한다. 예를 들어, 첫번째 섹터에 데이터를 기록하였다면 그 데이터의 LSN은 상기 보조 영역에서 LSN을 기록하도록 할당된 네 개의 자리 중에서 첫번째 자리에 기록한다는 뜻이다.
상기 S330에서의 판단 결과 LPN이 쓰여진 적이 있으면 상기 쓰여진 LPN 중 가장 최근의 것을 갖는 페이지에 빈 섹터가 존재하는가를 판단하여(S340), 빈 섹터가 존재하면 그 빈 섹터에 데이터를 쓰고(S350) 그 위치에 해당하는 상기 페이지의 보조영역에 상기 데이터의 LSN을 쓴다(S380).
상기 S331에서의 판단 결과 인플레이스 위치의 페이지가 비어 있지 않으면, 현재 블록에서 빈 페이지가 존재하는가를 판단하여(S341), 빈 페이지가 존재하지 않으면 다음의 새 블록을 할당한 후(S342), 새 블록의 인플레이스 위치에 데이터를 쓰고(S332), 그 위치에 해당하는 페이지의 보조 영역에 LPN 및 LSN을 쓴 후(S333) 종료한다.
상기 S341에서의 판단 결과 빈 페이지가 존재하면 빈 페이지 중 하나의 페이지를 선택하여 그 페이지의 임의의 빈 섹터(통상 첫번째 섹터)에 데이터를 쓰고(S351), 상기 선택된 페이지의 보조 영역에 LPN 및 LSN을 쓴다(S360). 마지막으로 1대1 페이지 사상을 유지하기 위하여 기존의 유효한 LSN을 갖는 데이터 및 그 데이터의 LSN을 복사하여 온 후(S370) 종료한다. 상기 유효한 LSN이란 동일한 LSN이 존재할 때 가장 최근에 쓰여진 LSN을 의미한다. 이를 찾는 방법은 동일한 LPN이 여러 개 존재할 때 가장 최근에 쓰여진 LPN(유효한 LPN)을 갖는 페이지를 검색하게 되는데, 그 페이지도 동일한 LSN이 여러 개 있을 수 있으므로 그 LSN 중 가장 최근의 LSN(순차적으로 데이터를 기록하였다면 가장 하위에 기록된 LSN)을 찾으면 된다.
도 12는 본 발명에 따른 1대1 페이지 사상을 응용한 섹터 사상 방법의 실제예를 나타낸 것이다. 먼저 2개의 데이터 D0, D1을 현재 블록의 첫번째 페이지(PPN=0)에 순서대로 기록하고(S332) 그 페이지의 보조영역의 LSN을 기록하는 네 자리 중 첫번째와 두번째 자리에 0, 1을 각각 기록하고, LPN을 기록하는 부분에 0을 기록한다(S333). 그리고 다음 4개의 데이터 D4, D5, D6, D7을 두번째 페이지(PPN=1)에 순서대로 기록하고(S332) 보조 영역에 LSN 값으로 4, 5, 6, 7을 각각 기록하며, LPN 값으로 1을 기록한다(S333).
다음에 D0 및 D1을 기록하여야 한다면 해당 LPN(＇0＇)이 기록된 바 있으므로(S330의 예), 상기 LPN을 갖는 페이지(PPN=0)에 빈 섹터가 존재하는가를 판단한다(S340). 그런데 빈 섹터가 두 개 존재하므로 그 빈 섹터에 각각 D0, D1를 기록하고(S350), 상기 기록한 D0, D1의 위치에 맞추어 보조 영역의 LSN을 기록하는 부분 중 세번째 및 네번째 자리에 0, 1을 각각 기록한다(S380).
다음에 D3을 기록하여야 한다면 다음 빈 페이지(PPN=2)의 빈 섹터, 즉 첫번째 섹터에 D3을 기록하고(S351) 해당 LSN(＇3＇) 및 해당 LPN(＇0＇)을 기록한 후(S360), 첫번째 페이지(PPN=0)로부터 유효한 D0, D1(가장 최근에 기록된 D0 및 D1을 의미함)을 현재 페이지(PPN=2)의 빈 섹터에 복사한다. 그리고, D0, D1의 LSN인 0, 1을 해당 위치, 즉 보조 영역의 LSN을 기록하는 부분의 두번째, 세번째 자리에 복사한다(S370). 다음에 D1을 기록하여야 한다면 현재 페이지(PPN=2)에 빈 섹터가 존재하므로(S340의 예) 그 섹터에 D1을 기록하고(S350) 해당 LSN을 적는 위치에 1을 기록한다(S380).
네 번째 방법은 본 발명에 따른 1대n 페이지 사상을 응용한 섹터사상 방법이다. 두 번째 제시한 방법과 유사하지만, 역시 쓰기를 할 때 섹터 오프셋을 유지하지 않고 페이지 내에서 자유롭게 쓰는 점에서 차이가 있다. 하지만, 한 블록 내에 유효한 섹터를 가진 페이지가 하나 이상 존재할 수 있다는 점에서는 유사하다. 페이지 내에서 쓸 때는 일단 섹터 오프셋이 일치하는 위치에 쓰고 그 자리에 이미 데이터가 있는 경우에는 좌측부터 비어 있는 섹터를 찾아서 쓸 수 있고, 우측부터 비어 있는 섹터를 찾아서 쓸 수 있다. 도 13은 1대n 페이지 사상을 응용한 섹터 사상 방법을 나타낸 흐름도이다. 상기 도 11의 흐름도와 비교하면 나머지 단계들은 모두 같으나 도 11의 S370단계와 같은 단계가 존재하지 않는다는 점에서만 차이가 있다.
도 14는 본 발명에 따른 1대n 페이지 사상방법의 실제 예를 나타낸 것이다. 먼저 2개의 데이터 D0, D1을 현재 블록의 첫번째 페이지(PPN=0)에 순서대로 기록하고(S432) 그 페이지의 보조영역의 LSN을 기록하는 네 자리 중 첫번째와 두번째 자리에 0, 1을 각각 기록하고, LPN을 기록하는 부분에 0을 기록한다(S433). 그리고 다음 4개의 데이터 D4, D5, D6, D7을 두번째 페이지(PPN=1)에 순서대로 기록하고(S432) 보조 영역에 LSN 값으로 4, 5, 6, 7을 각각 기록하며, LPN 값으로 1을 기록한다(S433).
다음에 D0 및 D1을 기록하여야 한다면 해당 LPN(＇0＇)이 기록된 바 있으므로(S430의 예), 상기 LPN을 갖는 페이지(PPN=0)에 빈 섹터가 존재하는가를 판단한다(S440). 그런데 빈 섹터가 두 개 존재하므로 그 빈 섹터에 각각 D0, D1를 기록하고(S450), 상기 기록한 D0, D1의 위치에 맞추어 보조 영역의 LSN을 기록하는 부분 중 세번째 및 네번째 자리에 0, 1을 각각 기록한다(S480).
다음에 D3을 기록하여야 한다면 다음 빈 페이지(PPN=2)의 빈 섹터, 즉 첫번째 섹터에 D3을 기록하고(S451) 해당 LSN(＇3＇) 및 해당 LPN(＇0＇)을 기록한다(S460). 다음에 D1을 기록하여야 한다면 현재 페이지(PPN=2)에 빈 섹터가 존재하므로(S340의 예) 현재 페이지(PPN=2)의 두 번째 섹터에 D1을 기록하고(S450) 해당 LSN을 적는 위치에 1을 기록한다(S480).
다섯 번째와 여섯 번째로 제시할 방법은 페이지 사상 고려하지 않는 섹터 사상 방법이므로, 페이지의 보조 영역에 LPN을 적을 필요가 없다. 도 15는 본 발명에 따른 다섯 번째 방법으로서, 오프셋 일치 섹터사상 방법을 나타낸 흐름도이다. 이 방법은 섹터 오프셋만 유지하며 빈 섹터를 찾아 쓰는 방법이다.
먼저 외부 호스트(300)로부터 작업을 하고자 하는 하나 이상의 섹터의 LSN을 입력 받는다(S510). 그리고 상기 LSN으로부터 LPN 및 LBN을 계산하고, 미리 정의되어 있는 블록 단위의 사상 정보(mapping information)를 이용하여 PBN을 결정한다(S520). 상기 결정된 PBN에 해당하는 물리 블록에 대하여 이하의 과정을 수행한다. 먼저, 현재 블록에서 섹터 오프셋이 일치하고 이후 섹터가 비어있는 섹터가 존재하는가를 판단한다(S530). 상기 S530에서의 판단 결과 비어 있는 섹터가 존재하면, 그 데이터의 오프셋이 일치하는 섹터 위치에 데이터를 쓰고(S540), 현재 페이지의 보조 영역의 LSN을 적는 부분 중 해당 위치에 그 데이터의 LSN을 쓴 후(S550), 종료한다. 상기 S530에서의 판단 결과 비어 있는 섹터가 존재하지 않으면, 새 블록을 할당한 후(S531) S540 및 S550을 수행하고 종료한다.
도 16은 본 발명에 따른 오프셋 일치 섹터 사상 방법의 실제 예를 나타낸 것이다. 먼저, D0 및 D1을 첫번째 페이지(PPN=0)의 첫번째, 두번째 섹터에 각각 기록하고(S540), 보조 영역의 LSN을 기록하는 부분 중 해당 자리에 0, 1을 기록한다(S550). 다음으로 D4, D5, D6, D7을 기록하고자 한다면 상기 첫번째 페이지(PPN=0)에 네개의 섹터를 기록할 공간이 없으므로 다음 페이지(PPN=1)에 각각 기록하고(S540) 해당 LSN인 4, 5, 6, 7을 각각 기록한다(S550). 다음으로, D0, D1을 기록하고자 한다면 D0, D1의 오프셋 중 비어 있는 페이지(PPN=2)에 D0, D1을 기록하고(S540) 해당 LSN인 0, 1을 각각 기록한다(S550).
다음으로 D3을 기록하고자 한다면, D3의 오프셋 중 비어 있는 페이지(PPN=0)에 D3을 기록하고(S540), 해당 LSN인 3을 기록한다(S550). 그 후, D1을 기록하고자 한다면, D1의 오프셋 중 비어 있는 페이지(PPN=3)에 D1을 기록하고(S540), 해당 LSN인 1을 기록한다(S550).
마지막으로, D6 및 D7을 기록하고자 한다면, D6 및 D7의 오프셋인 세번째 및 네번째 섹터가 비어 있는 페이지(PPN=2)에 D6, D7을 기록하고(S540), 해당 LSN인 6, 7을 기록한다(S550).
도 17은 여섯 번째 방법으로서, 오프셋 불일치 섹터사상 방법을 나타낸 흐름도이다. 이 방법은 페이지와 섹터오프셋에 모두 관계 없이 빈 섹터에 차례로 쓰는 방법이다.
먼저 외부 호스트(300)로부터 작업을 하고자 하는 하나 이상의 섹터의 LSN을 입력 받는다(S610). 그리고 상기 LSN으로부터 LPN 및 LBN을 계산하고, 미리 정의되어 있는 블록 단위의 사상 정보(mapping information)를 이용하여 PBN을 결정한다(S620). 상기 결정된 PBN에 해당하는 물리 블록에 대하여 이하의 과정을 수행한다. 먼저, 현재 블록에서 오프셋을 고려하지 않고 단순히 빈 섹터가 존재하는가를 판단한다(S630). 상기 S630에서의 판단 결과 비어 있는 섹터가 존재하면, 그 빈 섹터에 데이터를 쓰고(S640), 현재 페이지의 보조 영역의 LSN을 적는 부분 중 해당 위치에 그 데이터의 LSN을 쓴 후(S650), 종료한다. 상기 S630에서의 판단 결과 비어 있는 섹터가 존재하지 않으면, 새 블록을 할당한 후(S631) S640 및 S650을 수행하고 종료한다.
도 18은 본 발명에 따른 오프셋 불일치 섹터사상 방법의 실제 예를 나타낸 것이다. 먼저, D0 및 D1을 첫번째 페이지(PPN=0)의 첫번째, 두번째 섹터에 각각 기록하고(S640), 보조 영역의 LSN을 기록하는 부분 중 해당 자리에 0, 1을 기록한다(S650). 다음으로 D4, D5, D6, D7을 기록하고자 한다면 상기 첫번째 페이지(PPN=0)에 네개의 섹터를 기록할 공간이 없으므로 다음 페이지(PPN=1)에 이를 각각 기록하고(S640) 해당 LSN인 4, 5, 6, 7을 각각 기록한다(S650). 다음으로, D0, D1을 기록하고자 한다면 두 섹터가 비어 있는 첫번째 페이지(PPN=0)에 D0, D1을 기록하고(S640) 해당 LSN인 0, 1을 각각 기록한다(S650).
다음으로 D3을 기록하고자 한다면, 첫번째 페이지(PPN=0) 및 두번째 페이지(PPN=1)은 빈 섹터가 없으므로, 다음 페이지(PPN=2)의 첫번째 섹터에 D3을 기록하고(S640), 해당 LSN인 3을 기록한다(S650). 그 후, D1을 기록하고자 한다면, 상기 페이지(PPN=2)의 두번째 섹터에 D1을 기록하고(S640), 해당 LSN인 1을 기록한다(S650). 마지막으로, D6 및 D7을 기록하고자 한다면, 상기 페이지(PPN=2)에 아직 두 개의 섹터가 비어 있으므로 그 페이지의 세번째, 네번째 섹터에 D6, D7을 기록하고(S640), 해당 LSN인 6, 7을 기록한다(S650).
지금까지 본 발명에 따라 멀티섹터 쓰기가 가능한 대블록 플래시 메모리에 효율적으로 데이터를 기록하는 방법으로서, 여섯 가지 방식을 제시하였다. 플래시 메모리가 페이지 단위의 I/O를 허용하므로 다중 섹터 쓰기 연산의 경우에는 플래시 메모리의 버퍼를 이용하여 섹터들을 버퍼링 하였다가 한 번의 연산으로 둘 이상의 섹터에 대한 쓰기 연산을 한번의 플래시 쓰기 연산으로 수행할 수 있다.
이러한 쓰기 방법에 대응한 읽기 알고리즘은 쓰기 알고리즘의 역으로 수행된다. 첫번째 방법과 두번째 방법의 페이지 사상에서, 물리 섹터 오프셋은 논리 주소의 섹터 오프셋과 일치하므로 읽기 요청한 섹터가 위치한 페이지를 찾은 후 입력 섹터의 오프셋의 데이터를 읽으면 된다. 이때 두번째 방법에서는 유효한 페이지가 하나 이상 존재할 수 있으므로 쓰는 알고리즘의 역으로 최신 데이터를 찾게 된다.
세번째 방법과 네번째 방법에서는 일단 해당 페이지를 찾은 후 LSN을 검색하여 해당 섹터를 찾는다. 이때 같은 LSN이 둘 이상 존재하는 경우에는 쓰기 알고리즘의 역으로 유효한 섹터를 찾는다.
다섯번째 방법에서는 섹터 오프셋이 일치하므로 쓰기 알고리즘의 역으로 유효한 섹터를 찾으면 된다. 그리고, 여섯번째 방법에서는 LSN 값을 보고 유효한 섹터를 찾는데, 이때 마찬가지로 하나 이상의 LSN이 존재할 경우에는 쓸 때의 역으로 유효한 섹터를 찾으면 된다.
논리-물리 사상 정보 관리 방법
이하에서는 논리-물리 사상 정보(logical-physical mapping information)를 플래시 메모리에 저장하여 관리하는 방법의 동작을 설명한다. 본 기법은 특히 대블록 플래시 메모리뿐 아니라 소블록 플래시 메모리에서도 적용될 수 있음에 유의하여야 할 것이다.
도 19a는 논리-물리 사상 정보를 일정 크기의 세그먼트(조각)로 나눈 것을 나타내고 있다. 하나의 맵 세그먼트와 하나의 보조 영역을 합한 하나의 단위를 맵 세그먼트 유닛으로 정의한다. 하나의 맵 세그먼트(segment)의 크기는 플래시 메모리의 페이지(page)의 주영역 크기와 같을 수도 있고 플래시 메모리의 페이지의 주영역에 여러 개의 세그먼트가 들어갈 수도 있으며, 한 세그먼트가 플래시 메모리의 여러 페이지의 주영역에 저장될 수도 있다. 사상 정보의 일부가 갱신되어야 하는 경우 전체 사상 정보를 모두 갱신하는 것은 시스템 성능을 저하 시킬 수 있으므로 일정 크기의 세그먼트로 사상 정보를 나누어 갱신될 필요가 있는 세그먼트만을 갱신하도록 한다.
만약, 도 19b에서 보는 바와 같이, 맵 세그먼트의 크기가 페이지의 주영역 크기와 같다고 하고 하나의 블록에 대한 논리-물리 사상 정보에 2B가 소요된다고 할 때, 소블록 플래시 메모리에서는 한 페이지 당 512B의 주 영역을 가지므로 하나의 맵 세그먼트에는 256개의 블록에 대한 사상 정보를 저장할 수 있게 된다. 그리고, 하나의 블록은 32개의 페이지를 가지므로 하나의 맵 블록에는 32개의 맵 세그먼트 유닛을 저장할 수 있다. 따라서, 전체 논리-물리 사상 정보가 N개의 맵 세그먼트로 나누어 저장될 수 있다면, 32-N개의 빈 유닛이 존재하게 된다. 초기에 N개의 맵 세그먼트 유닛이 도 19a와 같이 기록되어 있는 상태에서 사상 정보의 변경이 생겼는데, 그 변경은 맵 세그먼트 #1에서 발생하였다고 하면 도 19c와 같이 다음의 빈 유닛에 변경된 맵 세그먼트 #1을 기록하면 된다. 그리고, 하나의 블록 내에 맵 세그먼트 번호(#)가 같은 다수의 맵 세그먼트가 존재하게 되면 최후에 기록된 맵 세그먼트만이 유효한 것으로 판단한다.
각각의 맵 세그먼트 유닛은 맵 세그먼트 외에, 맵 세그먼트에 관한 부가정보를 갖는 보조 영역을 가지는데, 소블록 플래시 메모리에서는 16B를 사용할 수 있다. 상기 논리-물리 사상 정보는 상기와 같이 블록 단위의 사상 정보일 수도 있지만, 이에 한하지 않고 섹터 단위의 사상 정보일 수도 있고, 대블록 플래시 메모리에서의 페이지 단위의 사상 정보일 수도 있음을 밝혀 둔다. 즉, 상기 논리-물리 사상 정보는 논리 블록 번호와 물리 블록 번호 간의 사상 정보일 수도 있고, 논리 페이지 번호와 물리 페이지 번호 간의 사상 정보일 수도 있으며, 논리 섹터 번호와 물리 섹터 번호 간의 사상 정보일 수도 있다.
도 20은 할당된 M개의 맵 블록을 도시한 것이다. 맵 블록은 데이터 블록과 별도로 소정의 개수(M개)만큼 할당해 두고 여기에 모든 논리-물리 사상 정보를 기록할 수 있도록 한다. 기록할 사상 정보의 크기가 한 블록을 넘지 않는다면(이하에서는 이 경우를 가정한다), 하나의 블록만 할당해도 동작이 가능하다. 그러나, 쓰기 또는 지우기 작업을 수행하는 도중 갑자기 전원이 중단될 가능성 있는 시스템의 경우에는, 새로 갱신되는 사상 테이블이 완전히 기록될 때까지 이전의 사상 테이블을 지우지 않고 남겨두는 것이 안전하다. 따라서 2개 이상의 블록을 할당해두면 갑작스런 전원 중단에도 사상 테이블 정보는 안전하게 관리 될 수 있다.
도 21은 본 발명에 따른 맵 세그먼트 유닛(400)에 있어서 보조영역의 구성을 도시한 것이다. 상기 보조 영역(spare area, 420)에는 논리-물리 사상 정보를 안전하게 보호하기 위한 부가정보를 기록한다. 상기 부가정보는 유효한 사상 정보에 관한 맵 세그먼트 유닛을 기존의 맵 블록에서 새로운 맵 블록으로 복사할 때 번호를 증가시켜 기록하는 에이지(age; 421), 분리하여 저장된 맵 세그먼트에 관한 일련번호를 표시하는 세그먼트 번호(segment number; 422), 상기 맵 블록을 소거하는 도중에 오류가 있었는가 여부를 알려주는 시그너처(signature; 423), 및 맵 세그먼트를 기록하는 도중에 오류가 발생되지 않았음을 확인해 주는 유효마크(valid mark; 424)로 이루어질 수 있다. 이들은 맵 세그먼트를 저장할 때 함께 기록된다.
에이지(age; 421)는 여러 개의 블록 중 유효 블록을 찾을 때 사용되는 것으로 블록 당 한번 쓰면 되지만, 본 실시예에서는 실제로 블록의 모든 맵 세그먼트 유닛에 적는 것으로 한다. 사상 정보에 관한 맵 세그먼트(410)가 갱신 되는 경우, 블록 내의 첫 번째 빈 유닛에 기록하며, 갱신되는 사상 정보에 관한 맵 세그먼트 번호(segment number; 422)를 함께 기록한다. 여러 번의 맵 세그먼트(410) 갱신으로 더 이상 블록 내에 빈 유닛이 없는 경우에는 다음 빈 맵 블록이 있으면 거기에 기록하고, 빈 맵 블록이 없으면 유효하지 않은 맵 블록을 지운 후에, 이전 블록의 유효한 사상 정보에 관한 맵 세그먼트(410)를 모두 옮기고 새로운 블록에는 이전 블록의 에이지(421) 보다 높은 에이지(421)를 기록한다. 따라서, 에이지 번호(421)가 가장 큰 맵 블록이 유효한 것으로 된다.
플래시 메모리에서 상기와 같이 사상 정보에 관한 맵 세그먼트(410)를 갱신할 때, 유효한 맵 세그먼트(410)를 찾는 방법은 다음과 같다. 본 발명에서는 유효한 사상 정보에 관한 맵 세그먼트(410)를 갖는 블록은 한 개만 존재하게 된다. 따라서 먼저 유효한 사상 정보를 갖는 맵 블록을 찾게 되는데, 이는 맵 블록 중 에이지(421)가 가장 큰 블록이 된다. 그리고 에이지(421)가 가장 큰 맵 블록에서도 특정 세그먼트 번호(422)를 갖는 여러 개의 맵 세그먼트(410)가 존재할 수 있으므로 이 중 가장 최근에(순차적으로 맵 세그먼트 유닛을 기록한다면 가장 하위에) 기록된 맵 세그먼트(410)를 선택하면 된다.
플래시 메모리에 기록되는 일반 데이터 정보는 일부가 손실되어도 나머지 부분만으로 사용자가 원하는 작업을 할 수 있지만, 이와 달리 사상 정보는 작은 정보량을 갖지만 손실될 경우 플래시 메모리에 저장된 전체 데이터가 모두 쓸모 없게 될 수 있다. 따라서, 사상 정보를 안전하게 보호하는 것은 매우 중요한 일이라고 할 수 있다. 특히, 플래시 메모리는 내장형 시스템(embedded system)이나 이동 디바이스(mobile device) 등의 응용에서 많이 사용되므로 갑작스런 전원 중단이 발생하는 경우가 발생하기 쉬우므로 그 대책이 필요하다. 그런데, 전원 중단이 문제가 되는 시점은 쓰기 연산 도중 혹은 지우기 연산 도중에 전원이 중단되는 때이다. 본 발명에서는 전원 중단으로 인해 유효하지 않은 데이터를 구별하기 위해 시그너처(signature; 423)와 유효마크(valid mark; 424)라는 개념을 도입한다. 사상 정보에 관한 맵 세그먼트(410)를 기록한 다음에는 항상 유효마크(424)를 기록함으로써, 유효마크(424)가 기록되지 않은 맵 세그먼트(410)는 끝까지 완전히 기록되지 못하였으므로 유효하지 않은 맵 세그먼트(410)로 간주한다.
또한 맵 세그먼트(410)를 기록할 때는 하나 이상의 비트 0을 포함한 소정의 바이트의 시그너처(423)를 함께 기록한다. 블록의 지우기 연산이 완료되면, 블록의 비트들은 모두 1로 초기화 된다. 따라서 0으로 기록된 데이터들이 모두 1로 변경이 되는데, 지우는 과정 중에 전원이 중단되면 일부 비트는 1로 변경되고, 일부는 0으로 남아 있을 수 있게 된다. 따라서 유효마크(424)는 그대로 남아 있어도, 맵 세그먼트(410)를 포함한 에이지(421), 시그너처(423) 등은 변경이 되었을 수 있다. 이렇게 되면, 지우려고 했던 블록의 에이지(421)가 변경되어 공교롭게 가장 높은 에이지(421)를 갖는 블록으로 변경될 가능성이 있다. 예를 들어, 지우기 직전에 맵 블록의 에이지가 이진수로＇0000101＇이었다고 할 때, 맵 블록을 지우는 과정에서 상기 ＇0＇이 ＇1＇로 바뀌어, ＇1111111＇이 되어 유효한 맵 블록의 에이지(421)보다 커졌다고 한다면, 지우다가 멈춘 맵 블록이 가장 큰 에이지(421)를 가진 유효한 맵 블록으로 잘못 인식될 수 있다.
그러나, 블록 지우기 중 전원이 중단되어 에이지(421)가 변경되었을 때는, 시그너처(423)의 비트도 1로 변경되었을 가능성이 크므로, 시그너처가 일치하지 않은 경우에는 지우는 과정 중에 전원이 중단된 블록으로 간주함으로써 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다. 지우기 연산 도중 전원이 중단 되었는지를 알아내기 위해 이와 같은 방법을 사용 할 때는 시그너처의 길이와 시그너처가 비트 0을 얼마나 포함하느냐에 따라 구별해 낼 수 있는 확률이 달라질 수 있다.
마지막으로 맵 블록 내에 빈 유닛이 없는 경우 새로운 블록에 유효한 맵 세그먼트 유닛(400)을 모두 옮기는 작업이 필요한데, 이때 새로운 블록에 유효한 맵 세그먼트 유닛(400)을 옮기다가 전원이 중단되면, 이전 블록이 지워지지 않았으므로 두 개의 맵 블록에 유효한 맵 세그먼트(410)들이 함께 존재할 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면, 새로운 블록에 모든 유효한 맵 세그먼트 유닛(400), 에이지(421), 새그먼트 번호(422), 및 시그너처(423)를 완전히 기록한 후에야 유효마크(424)를 기록한다. 따라서, 새로운 블록으로 맵 세그먼트 유닛(400)을 옮기다가 전원이 중단되더라도 유효한 맵 블록을 찾는 과정에서 새로운 맵 블록에는 유효마크(424)가 존재하지 않으므로 에이지(421) 등에 의하여 최신의 사상정보를 갖고 있는 것으로 보이는 맵 블록이라도 유효하지 않은 것으로 판단된다. 따라서, 이러한 맵 블록은 유효한 맵 블록을 찾는 과정에서 처음부터 제외되는 것이다. 한편, 이전 맵 블록은 지워지지 않고 그대로 남아 있으므로 이것이 유효한 맵 블록으로 선택된다. 따라서 최신의 사상 정보는 안전하게 관리될 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명은 대블록 플래시 메모리의 특성을 반영한 논리-물리 주소 사상 방법 및 논리-물리 주소 사상 정보 관리 방법을 제안함으로써 대블록 플래시 메모리의 성능을 향상시킬 수 있고, 갑작스러운 전원 중단 시에도 시스템을 안전하게 복구할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 섹터 사상의 한 예를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 블록 사상의 한 예를 나타낸 도면.
도 3은 플래시 메모리가 동작하는 시스템의 전체 구조를 나타낸 도면.
도 4는 종래의 NAND 타입의 소블록 플래시 메모리의 구성을 나타낸 도면.
도 5는 종래의 NAND 타입의 대블록 플래시 메모리의 구성을 나타낸 도면.
도 6은 대블록 플래시 메모리의 읽기/쓰기 단위인 페이지의 기본 포맷을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 1대1 페이지 사상 과정을 나타낸 흐름도.
도 8은 본 발명에 따른 1대1 페이지 사상 방법의 실제 예를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 1대n 페이지 사상 과정을 나타낸 흐름도.
도 10은 본 발명에 따른 1대n 페이지 사상 방법의 실제 예를 나타낸 도면.
도 11은 1대1 페이지 사상을 응용한 섹터 사상 방법을 나타낸 흐름도.
도 12는 본 발명에 따른 1대1 페이지 사상을 응용한 섹터 사상 방법의 실제 예를 나타낸 도면.
도 13은 본 발명에 따른 1대n 페이지 사상을 응용한 섹터 사상 방법을 나타낸 흐름도.
도 14는 본 발명에 따른 1대n 페이지 사상 방법의 실제 예를 나타낸 도면.
도 15는 본 발명에 따른 오프셋 일치 섹터 사상 방법을 나타낸 흐름도.
도 16은 본 발명에 따른 오프셋 일치 섹터 사상 방법의 실제 예를 나타낸 도면.
도 17은 본 발명에 따른 오프셋 불일치 섹터사상 방법을 나타낸 흐름도.
도 18은 본 발명에 따른 오프셋 불일치 섹터 사상 방법의 실제 예를 나타낸 도면.
도 19a는 맵 블록과 맵 세그먼트의 관계를 나타낸 도면.
도 19b는 맵 세그먼트에 저장된 정보의 예를 나타낸 도면.
도 19c는 맵 세그먼트가 변경된 경우의 동작을 나타낸 도면.
도 20은 할당된 소정의 개수의 맵 블록을 도시한 도면.
도 21은 본 발명에 따른 맵 세그먼트 유닛에 있어서 보조영역의 구성을 도시한 도면.
(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)
300 : 외부 호스트 311 : XIP 가능 메모리
312 : 플래시 메모리 313 : CPU
400 : 맵 세그먼트 유닛 410 : 맵 세그먼트
420 : 보조 영역 421 : 에이지
422 : 세그먼트 번호 423 : 시그너처
424 : 유효마크

Claims (36)

  1. 소정의 수의 섹터로 구성되는 페이지를 갖는 블록을 하나 이상 가지며, 상기 섹터 또는 상기 페이지 단위로 데이터를 기록하고, 상기 블록 단위로 데이터를 소거하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법에 있어서,
    기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있는가를 판단하는 제1단계;
    상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있으면 상기 물리 페이지의 상기 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하는 제2단계;
    상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 상기 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호를 기록하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 데이터가 기록되는 것은 상기 물리 페이지의 주 영역이고 상기 논리 페이지 번호가 기록되는 것은 상기 물리 페이지의 보조 영역인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1단계 이전에
    상기 기록하고자 하는 데이터의 논리 페이지 번호가 기록된 적이 있는가를 판단하여 기록된 적이 있으면 상기 제1단계를 수행하고 기록된 적이 없으면 기존의 물리-논리 사상 정보에 의하여 미리 지정된 위치에 데이터 및 그 데이터의 논리 페이지 번호를 기록하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1단계는
    기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있는가 및 상기 물리 페이지에 상기 섹터 이후의 섹터가 모두 비어있는가를 동시에 판단하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3단계에서 기록한 논리 페이지 번호를 갖는 기존의 유효한 논리 페이지에 기록된 데이터 중에서 상기 제3단계에서 기록한 데이터 이외의 데이터를 상기 선택된 빈 물리 페이지에 복사하는 제4단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 데이터가 상위 페이지부터 순차적으로 기록되는 경우에 상기 유효한 논리 페이지를 찾는 것은 하나 이상의 동일한 논리 페이지 번호를 갖는 논리 페이지 중에서 가장 하위 페이지를 찾음으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 데이터가 인플레이스 우선 방식으로 기록되는 경우에 상기 유효한 논리 페이지를 찾는 것은, 하나 이상의 동일한 논리 페이지 번호를 갖는 논리페이지 중에서 인플레이스 위치에 있는 페이지를 제외한 페이지를 선정하고, 상기 선정된 페이지 중에서 가장 하위 페이지를 찾음으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  8. 소정의 수의 섹터로 구성되는 페이지를 갖는 블록을 하나 이상 가지며, 상기 섹터 또는 상기 페이지 단위로 데이터를 기록하고, 상기 블록 단위로 데이터를 소거하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법에 있어서,
    기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터를 저장할 수 있는 빈 섹터가 존재하는가를 판단하는 제1단계;
    상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하면 상기 물리 페이지의 빈 섹터에 데이터를 기록하고 상기 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 섹터 번호를 기록하는 제2단계; 및
    상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 빈 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호 및 논리 섹터 번호를 기록하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2단계 및 상기 제3단계에서 논리 섹터 번호를 기록하는 것은
    물리 페이지의 주 영역에서 데이터를 기록한 섹터의 위치와 대응되는 보조 영역에서의 위치에 기록하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제3단계에서 기록한 논리 페이지 번호를 갖는 기존의 유효한 논리 페이지에 기록된 데이터 중에서 상기 제3단계에서 기록한 데이터 이외의 데이터 및 그 데이터의 논리 섹터 번호를 상기 선택된 빈 물리 페이지에 복사하는 제4단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 데이터가 상위 페이지부터 순차적으로 기록되는 경우에 상기 유효한 논리 페이지를 찾는 것은 하나 이상의 동일한 논리 페이지 번호를 갖는 논리 페이지 중에서 가장 하위 페이지를 찾음으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 데이터가 인플레이스 우선 방식으로 기록되는 경우에 상기 유효한 논리 페이지를 찾는 것은, 하나 이상의 동일한 논리 페이지 번호를 갖는 논리페이지 중에서 인플레이스 위치에 있는 페이지를 제외한 페이지를 선정하고, 상기 선정된 페이지 중에서 가장 하위 페이지를 찾음으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  13. 소정의 수의 섹터로 구성되는 페이지를 갖는 블록을 하나 이상 가지며, 상기 섹터 또는 상기 페이지 단위로 데이터를 기록하고, 상기 블록 단위로 데이터를 소거하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법에 있어서,
    기록하고자 하는 데이터를 저장할 수 있는 빈 섹터가 현재 블록에 존재하는가를 판단하는 제1단계;
    상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하면, 상기 빈 섹터에 데이터를 기록하고 상기 빈 섹터가 위치한 물리 페이지와 같은 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 섹터 번호를 기록하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 논리 섹터 번호를 기록하는 것은
    물리 페이지의 주 영역에서 데이터를 기록한 섹터의 위치와 대응되는 보조 영역에서의 위치에 기록하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 빈 섹터는 상기 기록하고자 하는 데이터와 섹터 오프셋이 일치하는 빈 섹터인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1단계는 상기 기록하고자 하는 데이터와 섹터 오프셋이 일치하고 이후 섹터가 비어있는 빈 섹터가 현재 블록에 존재하는가를 판단하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리에 데이터를 기록하는 방법.
  17. 소정의 수의 섹터로 구성되는 페이지를 갖는 블록을 하나 이상 가지며, 상기 섹터 또는 상기 페이지 단위로 데이터를 기록하고, 상기 블록 단위로 데이터를 소거하는 플래시 메모리에 있어서,
    기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있는가를 판단하여, 상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있으면 상기 물리 페이지의 상기 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하고,
    상기 판단 결과 상기 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 상기 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호를 기록하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  18. 제16항에 있어서, 상기 섹터가 비어 있는가를 판단하는 것은,
    기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터와 오프셋이 일치하는 섹터가 비어 있는가 및 상기 물리 페이지에 상기 섹터 이후의 섹터가 모두 비어있는가를 동시에 판단하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 기록한 논리 페이지 번호를 갖는 기존의 유효한 논리 페이지에 기록된 데이터 중에서 상기 기록한 데이터 이외의 데이터를 상기 선택된 빈 물리 페이지에 복사하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  20. 소정의 수의 섹터로 구성되는 페이지를 갖는 블록을 하나 이상 가지며, 상기 섹터 또는 상기 페이지 단위로 데이터를 기록하고, 상기 블록 단위로 데이터를 소거하는 플래시 메모리에 있어서,
    기록하고자 하는 데이터의 가장 최근에 기록된 논리 페이지 번호를 갖는 물리 페이지에 상기 기록하고자 하는 데이터를 저장할 수 있는 빈 섹터가 존재하는가를 판단하고, 상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하면 상기 물리 페이지의 빈 섹터에 데이터를 기록하고 상기 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 섹터 번호를 기록하며,
    상기 판단 결과 빈 섹터가 존재하지 않으면 빈 물리 페이지를 선택하여 빈 섹터에 데이터를 기록하고, 상기 선택된 빈 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 페이지 번호 및 논리 섹터 번호를 기록하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  21. 제20항에 있어서, 상기 논리 섹터 번호를 기록하는 것은
    물리 페이지의 주 영역에서 데이터를 기록한 섹터의 위치와 대응되는 보조 영역에서의 위치에 기록하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 기록한 논리 페이지 번호를 갖는 기존의 유효한 논리 페이지에 기록된 데이터 중에서 상기 기록한 데이터 이외의 데이터 및 그 데이터의 논리 섹터 번호를 상기 선택된 빈 물리 페이지에 복사하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  23. 소정의 수의 섹터로 구성되는 페이지를 갖는 블록을 하나 이상 가지며, 상기 섹터 또는 상기 페이지 단위로 데이터를 기록하고, 상기 블록 단위로 데이터를 소거하는 플래시 메모리에 있어서,
    기록하고자 하는 데이터를 저장할 수 있는 빈 섹터가 현재 블록에 존재하는가를 판단하여 빈 섹터가 존재하면, 상기 빈 섹터에 데이터를 기록하고 상기 빈 섹터가 위치한 물리 페이지와 같은 물리 페이지에 상기 데이터에 대한 논리 섹터 번호를 기록하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  24. 제23항에 있어서, 상기 논리 섹터 번호를 기록하는 것은
    물리 페이지의 주 영역에서 데이터를 기록한 섹터의 위치와 대응되는 보조 영역에서의 위치에 기록하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  25. 제23항에 있어서, 상기 빈 섹터는 상기 기록하고자 하는 데이터와 섹터 오프셋이 일치하는 빈 섹터인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  26. 제25항에 있어서, 상기 빈 섹터가 현재 블록에 존재하는가를 판단하는 것은 상기 기록하고자 하는 데이터와 섹터 오프셋이 일치하고 이후 섹터가 비어있는 빈 섹터가 현재 블록에 존재하는가를 판단하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  27. 복수의 블록으로 구성된 플래시 메모리에 있어서,
    상기 블록 중 일부 블록을 논리-물리 사상 정보를 저장하기 위하여 별도의 맵 블록으로 할당하고, 상기 맵 블록은 상기 사상 정보를 세그먼트로 분리하여 담고 있는 하나 이상의 맵 세그먼트 유닛을 포함하며, 상기 사상 정보의 변경이 있는 경우에 상기 변경된 정보를 담고 있는 맵 세그먼트 유닛을 상기 맵 블록의 빈 유닛에 기록함으로써 상기 사상 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  28. 제27항에 있어서,
    하나의 맵 블록 내에 동일한 일련번호를 갖는 맵 세그먼트 유닛이 복수개 있는 경우에는 가장 최근에 기록된 맵 세그먼트 유닛만이 유효한 것으로 인정되는 플래시 메모리.
  29. 제27항에 있어서, 상기 논리-물리 사상 정보는
    논리 블록 번호와 물리 블록 번호 간의 사상 정보인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  30. 제27항에 있어서, 상기 논리-물리 사상 정보는
    논리 페이지 번호와 물리 페이지 번호 간의 사상 정보인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  31. 제27항에 있어서, 상기 논리-물리 사상 정보는
    논리 섹터 번호와 물리 섹터 번호 간의 사상 정보인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  32. 제27항에 있어서, 상기 저장할 논리-물리 사상 정보의 양이 한 맵 블록을 넘지 않는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  33. 제27항에 있어서, 상기 맵 세그먼트 유닛은
    상기 논리-물리 사상 정보를 세그먼트로 분리하여 담고 있는 맵 세그먼트; 및
    상기 논리-물리 사상 정보를 안전하게 보호하기 위한 부가정보를 기록하는 위한 보조 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  34. 제33항에 있어서, 상기 부가정보는
    상기 분리하여 저장된 맵 세그먼트에 관한 일련번호를 표시하는 세그먼트 번호 필드; 및
    유효한 사상 정보에 관한 맵 세그먼트 유닛을 기존의 맵 블록에서 새로운 맵 블록으로 복사할 때 번호를 증가시켜 기록하는 에이지 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  35. 제33항에 있어서, 상기 부가정보는
    맵 세그먼트를 완전하게 기록한 후에 기록함으로써 상기 맵 세그먼트를 기록하는 도중에 오류가 발생되지 않았음을 확인해 주는 유효마크 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
  36. 제33항에 있어서, 상기 부가정보는
    하나 이상의 비트를 0으로 갖는 비트열로 구성되어 상기 하나 이상의 비트가 1로 변환된 것이 있는가에 따라 상기 맵 블록을 소거하는 도중에 오류가 있었는가 여부를 알려주는 시그너처 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리.
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