KR20080064476A - 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 저장 방법 - Google Patents
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Abstract
메모리 어레이 내에 소거 횟수를 저장할 수 있는 저장공간이 할당된 플래쉬 메모리 소자를 제공하는 단계, 소자 커맨드를 입력하는 단계, 블록 어드레스를 하는 단계, 상기 저장 공간에 저장된 소거 횟수를 리드하는 단계, 리드한 소거 횟수를 증가 시키는 단계, 상기 소거 커맨드에 따라 소거 동작을 진행하면서 상기 저장 공간에 저장된 소거횟수를 소거하는 단계 및 상기 증가된 소거 횟수를 상기 저장 공간에 저장하는 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 저장 방법을 포함한다.
플래쉬 메모리, 마모, 소거, 카운터
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 플래쉬 메모리 소자의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 정보 저장 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 상기 도 2에서 페이지 버퍼에 리드된 데이타를 하나 증가시키는 과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
도 4는 각 블록에 대한 소거 횟수 정보를 각 블록마다 저장한 경우를 설명하기 위한 메모리 구조의 블록도이다.
도 5는 각 블록에 대한 소거 횟수 정보를 따로 모아 하나의 특정 블록에 모두 저장해 놓은 경우를 설명하기 위한 메모리 구조의 블록도이다.
도 6은 소거 횟수 정보 리드 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 소거 횟수 정보를 리드 하는 동작과 관련된 신호들의 타이밍도이다.
본 발명은 플래쉬 메모리에 관한 것으로서, 특히 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수를 저장하는 방법에 관한 것이다.
플래쉬 메모리는 마모되기 전, 즉 메모리 용량이 축소되기 이전에 특정한 횟수만큼 기입/ 소거를 반복적으로 실시할 수가 있다. 각각의 메모리는 기입/ 소거가 횟수가 제한된다. 어떤 메모리에서는 메모리의 사용이 불가능한 것으로 간주 되기 전까지 대략 만번 정도 기입/ 소거가 가능할 수도 있다.
다른 메모리에서는 메모리의 사용이 불가능한 것으로 간주 되기 전까지 십만번 정도 기입/ 소거가 가능할 수 있다. 메모리 전체 또는 일부가 마모되어 플래쉬 메모리 시스템의 전체 저장 용량 일부에서 현저한 성능 저하 또는 사용 손실이 야기될 경우, 플래쉬 메모리 시스템의 사용자는 예를 들면 저장된 데이터가 손실되거나, 데이터 저장 능력을 잃게 된다.
논리 블록 어드레스(LBA:Logical Block Address)는 예를 들면 플래쉬 메모리 시스템을 사용 또는 액세스하는 시스템과 같은 호스트에 의해 사용되어, 플래쉬 메모리 시스템에 저장된 데이터를 액세스함에 따라, 호스트가 반복적으로 동일한 논리 블록 어드레스(LBA:Logical Block Address)를 사용하여 데이터를 프로그램(Program) 또는 재프로그램(Reprogram)하면, 플래쉬 메모리 시스템 내의 동일한 물리적 위치 또는 블록이 반복적으로 기입 및 소거되며, 이는 당업자에게 공지되어 있다.
일부 블록은 심하게 마모되고 다른 블록은 상대적으로 마모 정도가 작은 경우, 마모된 블록의 존재로 인해 플래쉬 메모리 시스템의 전체 성능이 저하된다. 마모된 블록 자체에 성능 저하 이외에도, 원하는 데이터를 저장할 수 있는 마모되지 않은 블록이 불충분한 경우에도 플래쉬 메모리 시스템의 전체 성능이 저하될 수 있다. 플래쉬 메모리 시스템에 임계치의 마모된 블록이 존재하는 경우, 심지어 플래쉬 메모리 시스템의 다른 많은 셀이 상대적으로 마모되지 않은 경우에도 플래쉬 메모리 시스템을 사용할 수 없는 상태가 될 수 있다. 상대적으로 마모되지 않은 블록을 상당수 가지고 있는 플래쉬 메모리 시스템이 사용될 수 없는 것으로 간주된 경우, 상기 플래쉬 메모리 시스템과 관련된 많은 자원을 폐기하여야 한다.
플래쉬 메모리가 장기간 신뢰도를 갖고 사용되기 위해서는 플래쉬 메모리 시스템 내에서 블록이 균등하게 소거될 수 있게 하여야 한다. 이를 위해 마모 레벨링(Leveling) 동작이 수행된다.
마모 레벨링(Leveling)은 셀의 마모 정도를 검사하여 이후에도 해당 셀을 계속 사용할 수 있는지를 판단하는 것이다. 마모 레벨링(Leveling)을 구현하기 위해서는 소거 횟수를 셀 수 있는 카운터가 필수적이다.
당 분야의 통상의 기술자라면 알 수 있는 바와 같이, 플래쉬 메모리를 사용하는 호스트(Host)에서 사용하는 마모 레벨링(Leveling)에 관련하여 아무런 오퍼레이션(Operation)이 구현되어 있지 않다. 플래쉬 메모리 사용자가 칩(Chip)을 얼마나 소거 했는지 알 수가 없다.
플래쉬 메모리내에 소거 횟수를 저장해 둔다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 메모리 어레이 내에 소거 횟수를 저장할 수 있는 저장공간이 할당된 플래쉬 메모리 소자를 제공하는 단계, 소자 커맨드를 입력하는 단계, 블록 어드레스를 하는 단계, 상기 저장 공간에 저장된 소거 횟수를 리드 하는 단계, 리드한 소거 횟수를 증가시키는 단계, 상기 소거 커맨드에 따라 소거 동작을 진행하면서 상기 저장 공간에 저장된 소거횟수를 소거하는 단계 및 상기 증가된 소거 횟수를 상기 저장 공간에 저장하는 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 저장 방법을 포함한다.
상술한 과제 및 기타의 목적은 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해보다 분명해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 플래쉬 메모리 소자의 블록도이다. 플래쉬 메모리 소자는 X-디코더(150), 페이지 버퍼(120), 캐쉬 레지스터(130), Y-디코더(140), 입출력 버퍼 및 래치(160), 컨트롤러 및 고전압 생성기(210), 프로그램/ 소거 카운터(170), 어드레스 레지스터/ 카운터(180), 커맨드 인터페이스 로직(190), 커맨드 레지스터(200) 및 메모리 어레이(110)를 포함한다. 상기 메모리 어레이(110)는 다수의 메모리 블록으로 이루어진다.
커맨드 인터패이스 로직(190)은 외부 제어 신호들(ALE, CLE, /WE, /CE, /WP 및 /RE)에 응답하여 기입 명령, 소거 명령 및 리드 명령중 하나를 컨트롤러 및 고전압 생성기(210)에 보낸다. 어드레스 레지스터/ 카운터(180)는 로우 신호 및 칼럼 신호를 발생한다. X-디코더(150)는 상기 어드레스 레지스터/ 카운터(180)를 통해 입력된 로우 어드레스를 디코딩하여 메모리 어레이(110)의 셀을 선택한다. 페이지 버퍼(120)는 메모리 어레이(110)의 정보를 리드하거나, 메모리 어레이(110)에 데이타를 기입하는 동작을 한다. Y-디코더(140)는 상기 어드레스 레지스터/ 카운터(180)를 통해 입력된 컬럼 어드레스에 따라 비트 라인을 선택한다. 입출력 버퍼 및 래치(160)는 커맨드를 입력하고, 리드된 정보를 출력한다. 컨트롤러 및 고전압 생성기(210)는 기입 명령, 소거 명령 및 리드 명령 중 하나에 응답하여 고전압 및 레디/ 비지바(Read/ Busy Bar) 신호(RB#)를 발생한다. 캐쉬 레지스터(130)는 프로그램 동작시 입출력 라인으로 공급되는 데이타를 저장한다. 프로그램/ 소거 카운터(170)는 소거 동작 후 업데이트 된다.
상기 입출력 버퍼 및 래치(160) 및 커맨드 레지스터(200)의 구체적인 동작은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이해할 수 있으므로, 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
도 1의 상세 동작은 도 2, 3, 6 및 7을 참고하여 설명하기로 한다.
도 2, 3을 참고하여 상기 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 정보를 저장하는 동작을 설명한다. 도 2는 사용자가 소거를 수행했을 때 소거 횟수 정보를 저장하는 단계를 예시하는 흐름도이다. 도 3은 상기 도 2에서 리드해 놓은 페이지 버퍼의 데이타에 1을 증가시키는 단계를 상세하게 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 소거 동작을 위하여 입출력 버퍼 및 래치(160)를 통해 커맨드(command)가 커맨드 레지스터(200)에 입력된다(단계 201). 소거를 수행할 블록 어드레스가 어드레스 레지스터/ 카운터(180)를 통해 입력되고, 어드레스 레지스터/ 카운터(180)에서 나온 로우 어드레스는 X-디코더(150)에 입력되고, 어드레스 레지스터/ 카운터(180)에서 나온 컬럼 어드레스는 Y-디코더(140)에 입력된다(단계 202). 블록 어드레스에 의해 지정된 블록을 소거하기 전의 그 블록에 대한 소거 횟수 정보를 페이지 버퍼(120)에 리드해 놓는다(단계 203). 페이지 버퍼(120)에 리드된 소거하기 전의 소거 횟수 정보를 프로그램/ 소거 카운터(170)에서 하나 증가시킨다(단계 204). 지정한 블록에 대한 소거 동작 및 소거 횟수 정보를 소거하기 위한 동작을 수행한다(단계 205). 블록에 저장된 정보 및 소거 횟수를 동시에 소거할 수도 있고, 블록에 저장된 정보 및 소거 횟수를 순서 상관없이 각각 소거할 수도 있다. 페이지 버퍼(120)에 로딩 저장된 소거 횟수 정보는 메모리 어레이(110)의 해당 블록에 저장된다(단계 206).
소거 횟수 정보는 플래쉬 메모리 내부에 어느 곳에나 있을 수 있다. 구체적인 위치는 예를 들어 도 4와 같이 해당하는 블록 내부에 소거 횟수 정보를 저장할 수 있다. 이와 같은 경우 블록 A, B, C, D 각각의 블록 안에 각 블록에 대한 소거 횟수 정보가 저장된다. 또는, 도 5와 같이 소거 횟수 정보를 특정의 어느 한 블록예를 들어 블록 E에 저장할 수도 있다. 이와 같은 경우에는 블록 A, B, C, D 각각의 소거 횟수 정보가 상기 블록 A, B, C, D외 다른 블록 예를들어 블록 E에 각 블록에 대한 소거 횟수 정보가 모두 저장된다.
도 3을 참고하여 도 2의 단계 204 과정을 상세히 살펴 보면, 소거 횟수 정보로 로딩 되어 있는 페이지 버퍼의 첫번째 데이타를 읽는다(단계 301). 컬럼 데이타 1바이트를 리드한다(단계 302). 1바이트씩 읽는 이유는 페이지 버퍼 크기가 예를들어 2048바이트이기 때문이다. 2048바이트를 한번에 읽게 되면 카운터가 상당히 커진다. 그렇기 때문에 본 발명에서는 증가시키는 방법이 복잡하더라도 1바이트씩 읽는다. 리드된 컬럼 데이타는 입출력 버퍼 및 래치(160)를 거쳐 프로그램/ 소거 카운터(170)에 전달된다. 프로그램/ 소거 카운터(170)에서 컬럼 데이타가 예를들어 0xFF 인지 확인한다(단계 303). 0xFF인 경우, 상기 컬럼 데이타에 0x00을 로딩한다(단계 306). 다음 컬럼 어드레스를 증가시킨다(단계 307). 증가된 컬럼 어드레스의 컬럼 데이타가 예를들어 0xFF가 아닐 때까지 단계 (302 및 303)을 실행한다.
컬럼 데이타가 예를들어 0xFF가 아닌 경우, 데이타에 1을 증가시킨다(단계 304). 페이지 버퍼(120)에 로딩한다(단계 305).
도 6은 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 정보 리드 동작을 나타낸 순서도이다.
도 7은 상기 도 6에 도시된 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 정보 리드 동작과 관련된 신호들의 타이밍도이다.
도 7을 참조하여 소거 횟수 정보의 리드 동작 순서를 살펴 보면, 임의의 소거 횟수 정보 리드 커맨드를 입출력 버퍼 및 래치(160)를 통해 입력된다(단계 601). 리드를 수행할 블록 어드레스가 어드레스 레지스터/ 카운터(180)를 통해 입력되고, 어드레스 레지스터/ 카운터(180)에서 나온 로우 어드레스는 X-디코더(150) 에 입력되고, 어드레스 레지스터/ 카운터(180)에서 나온 컬럼 어드레스는 Y-디코더(140)에 입력된다. 토글된 리드바(RE#) 신호가 커맨드 인터패이스 로직(190)에 입력되면, 커맨드 인터패이스 로직(190)은 컨트롤러 및 고전압 생성기(210)에 리드 명령을 보낸다. 컨트롤러 및 고전압 생성기(210)가 레디/ 비지바(Read/ Busy Bar) 신호(RB#)를 발생하여 플래쉬 메모리 소자는 외부로부터 아무런 신호를 받지 않게 된다. 레디/ 비지바(Read/ Busy Bar) 신호(RB#)가 발생되는 동안 메모리 어레이(110)는 내부적으로 소거 횟수 정보를 찾게 된다. 입력된 리드 커맨드 블록의 소거 횟수 정보가 페이지 버퍼(120)에 리드 된다(단계 602). 기록된 소거 카운터 정보가 입출력 버퍼 및 래치(160)를 통해 출력된다(단계 603).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 호스트(Host)에서 특정 커맨드(Command)만으로 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 정보를 알 수 있다. 또한, 외부 메모리를 이용해 소거 횟수 정보를 저장하고 있었다면, 외부 메모리를 사용하지 않고 플래쉬 메모리만으로도 소거 카운터 구현이 가능하므로 메모리를 효율적으로 사용할 수 있다.
Claims (4)
- 메모리 어레이 내에 소거 횟수를 저장할 수 있는 저장공간이 할당된 플래쉬 메모리 소자를 제공하는 단계;소자 커맨드를 입력하는 단계;블록 어드레스를 입력하는 단계;상기 저장 공간에 저장된 소거 횟수를 리드하는 단계;리드한 소거 횟수를 증가시키는 단계;상기 소거 커맨드에 따라 소거 동작을 진행하면서 상기 저장 공간에 저장된 소거횟수를 소거하는 단계; 및상기 증가된 소거 횟수를 상기 저장 공간에 저장하는 단계를 포함하는 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 저장 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 소거 횟수 정보를 1바이트씩 리드하는 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 저장 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 저장공간이 상기 플래쉬 메모리 소자의 각 블록마다 할당되는 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 저장 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 플래쉬 메모리 소자의 각 블록에 대한 소거 횟수 정보를 저장하기 위한 상기 저장 공간이 어느 한 블록에만 할당되는 플래쉬 메모리 소자의 소거 횟수 저장 방법.
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Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |