KR20080067334A - 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법 - Google Patents

플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법 Download PDF

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Abstract

플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법이 본 발명에서 제공된다. 본 방법은 플래시 메모리 매체를 2 이상의 섹션으로 분할하는 단계와, 각 섹션의 블록의 논리 주소를 스캔함으로써 섹션-주소-매핑 테이블(a section-address-mapping table)을 생성하는 단계와, 섹션-주소-매핑 데이터 테이블을 각 섹션의 백업 블록에 저장하는 단계와, 섹션-주소-매핑 테이블을 읽음으로써 쓰기/읽기 동작을 수행하고, 섹션-주소-매핑 테이블을 RAM에 저장하고, RAM에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 물리적 주소와 논리 주소 사이의 변환을 수행하는 단계를 포함한다. 섹션-주소-매핑 테이블은 각각의 섹션의 백업 블록에 저장되므로, 쓰기/읽기 동작이 수행되어 다음 섹션에 대한 섹션-주소-매핑 테이블로 스위치가 필요할 때, 다음 섹션에 저장된 데이터는 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 동적으로 생성하기 위하여 다음 섹션의 각 블록을 스캔할 필요 없이, 다음 섹션의 백업 블록에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 읽혀질 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 동작을 위한 시간을 줄일 수 있으며, 따라서 플래시 메모리 매체에서 데이터의 효율적인 관리를 달성할 수 있다.

Description

플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법{DATA MANAGEMENT METHOD IN FLASH MEMORY MEDIUM}
본 발명은 반도체 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법, 보다 구체적으로, 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법에 관한 것이다.
오늘날에는, 플래시 메모리 매체를 포함하는 모바일 저장 디바이스가 플로피 디스크 및 플로피 드라이버의 대체물로 널리 사용되고 있다. 비휘발성(non-volatility) 및 프로그램 가능성(programmability)으로 인하여, 플래시 메모리 매체는 모바일 폰, PDA 및 MP3 또는 이와 유사한 것과 같은 디바이스에 널리 사용되고 있다.
플래시 메모리 매체는 RAM, 다른 휘발성 저장 매체 및 자기 디스크에 액세스하는 것과 유사한 방법으로 저장된 데이터에 랜덤하게 액세스 할 수 있으나, 이미 존재하는 방법과 다른 방법으로 저장된 데이터를 수정하고 삭제한다. 즉, 플래시 메모리 매체의 특정 블록의 데이터가 삭제될 때, 상기 블록을 포함하는 섹션 또한 삭제된다. 물리적으로 연속적인 주소를 가진 다수의 바이트는 "블록(block)"으로 알려져 있으며, 이는 플래시 메모리 매체에서 동작되는 기본 유닛(basic unit)으로 작동한다. 또한, 삭제 동작 중에서, 플래시 메모리 매체의 다수의 블록을 포함하는 섹션은 기본 유닛으로서 물리적으로 동시에 삭제된다.
플래시 메모리 매체는 다수의 섹션(sections)을 포함하며, 그 각각은 다수의 블록(blocks)을 포함한다. 따라서, 플래시 메모리 매체의 데이터는 일반적으로 RAM에서 사용되는 것과 같은 바이트가 아니라 블록에 입각하여 액세스된다. 블록에 할당된 주소는 물리적 주소(physical address)로 알려져 있다. 사용자의 컴퓨터의 각 블록의 가상 주소는 논리 주소(logic address)로 알려져 있다. 논리 주소 및 물리적 주소는 매핑 정보를 포함하는 주소-매핑 테이블(address-mapping table)과 같은 매핑을 통해 서로 변환될 수 있다.
플래시 메모리 매체의 펌웨어(firmware)가 한정되고, RAM의 용량(capacity)이 상대적으로 작기 때문에, RAM에 저장된 매핑 정보는 단지 특정 섹션에 대응하는 하나의 섹션-주소-매핑 테이블(section-address-mapping table)이다. 플래시 메모리 매체의 각 섹션은 각각의 섹션-주소-매핑 테이블에 대응한다. 플래시 메모리 매체의 하나의 섹션을 초과하는 곳에 저장된 파일이 읽혀질 때, 대응하는 섹션-주소-매핑 테이블은 빈번히 RAM에서 스위칭 되며, 각 스위칭(switching)에 대하여 새로운 섹션-주소-매핑 테이블이 수립되어야 한다. 새로운 섹션-주소-매핑 테이블이 수립될 때, 이 읽혀진 섹션의 각 블록은, 대응하는 섹션-주소-매핑 테이블이 각 스캔된 블록의 물리적 주소에 기초하여 동적으로 생성되도록 하기 위해 스캔(scan)된다. 따라서, 플래시 메모리가 하나의 섹션을 초과하는 곳에 저장된 파일을 읽는데 많은 시간이 소요되어, 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리의 저효율(low-efficiency)를 초래한다.
데이터 읽기/쓰기의 효율을 높이기 위한 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법이 본 발명에서 제공된다.
본 발명은 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법을 제공하며, 플래시 메모리 매체는 다수의 블록(blocks)을 포함하며, 블록 각각은 다수의 페이지(pages)를 포함하고, 각 페이지는 데이터 저장 비트(data storing bits) 및 잉여 비트(redundancy bits)를 포함하며,
이 방법은,
1) 플래시 메모리 매체의 다수의 블록을 2 이상의 섹션(sections)으로 분할하는 단계와,
2) 각 섹션의 블록의 논리 주소를 스캔함으로써 섹션-주소-매핑 테이블(section-address-mapping table)을 생성하는 단계와,
3) 각 섹션의 백업 블록(backup block)에 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하는 단계와,
4) 섹션-주소-매핑 테이블을 읽음으로써 쓰기/읽기 동작을 수행하고, 섹션-주소-매핑 테이블을 RAM에 저장하고, RAM에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 물리적 주소(physical address)와 논리 주소(logic address) 사이의 변환을 수행하는 단계를 포함한다.
플래시 메모리 매체가 읽기/쓰기 동작을 수행할 때, 다음 섹션에 대한 섹션-주소-매핑 테이블로 스위치(switch)하는 것이 필요할 때마다, 이 동작은 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 확립하기 위하여 모든 블록의 물리적 주소에 따라 섹션-주소-매핑 테이블을 생성하기 위해 다음 섹션의 각 블록을 스캔할 필요 없이, 다음 섹션의 백업 블록에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 수행될 수 있다.
플래시 메모리 매체가 쓰기 동작을 수행할 때, 새로운 섹션-주소-섹션(section-address-section)을 생성하는 것이 필요할 때마다, 오래된 것을 업데이트 하기 위해 현재 섹션의 백업 블록에 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하는 것이 필요할 뿐이다. 또, 다른 동작이 수행되어 상기 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블로의 스위칭이 필요할 때 섹션-주소-매핑 테이블을 생성하기 위해 상기 섹션의 모든 블록을 스캔할 필요가 없다. 대신, 단지 백업 블록으로부터 업데이트된 섹션-주소-매핑 테이블을 읽고 이 테이블을 RAM에 저장하는 것이 필요할 뿐이다.
종래 기술과 비교할 때, 본 발명은 다음의 장점을 가진다. 본 발명에 따르면, 섹션-주소-매핑 테이블은 각각의 섹션의 백업 블록에 저장된다. 쓰기/읽기 동작이 수행되고 다음 섹션에 대한 섹션-주소-매핑 테이블로의 스위칭이 필요할 때, 데이터는 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 생성하기 위하여 다음 섹션의 각각의 블록을 스캔할 필요 없이, 다음 섹션의 백업 블록에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 읽혀질 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 데이터 동작을 위한 시간을 줄일 수 있고, 따라서 플래시 메모리 매체에서 데이터의 효율적 관리를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플래시 메모리 매체에서 데이터를 관리하기 위한 방법의 순서도이다.
본 발명을 다음 실시예를 참고하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서, 플래시 메모리 매체는 다수의 블록(blocks)을 포함하며, 블록의 각각은 다수의 페이지(pages)를 포함하며, 각 페이지는 데이터 저장 비트(data storing bits) 및 잉여 비트(redundancy bits)를 포함한다. 본 발명에 따른 데이터 관리를 위한 방법의 순서도가 도 1에 도시되어 있으며,
1) 플래시 메모리 매체를 포함하는 디바이스의 전원을 켜는 단계와,
2) 플래시 메모리 매체의 블록을 2 이상의 섹션으로 분할하는 단계와,
3) 펌웨어(firmware)의 제어 하에서 모든 섹션에 포함된 모든 블록을 스캐닝 하고, 각 섹션 하나에 각각 대응하는 다수의 섹션-주소-매핑 테이블을 생성하는 단계 - 모든 섹션-주소-매핑 테이블은 플래시 메모리 매체에 대한 주소-매핑 테이블을 구성함 - 와,
4) 각각의 섹션의 백업 블록에 각 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하는 단계와,
5) 데이터의 읽기/쓰기 동작이 현재 섹션에 존재하는지 판정하는 단계와,
6) 읽기/쓰기 동작이 존재할 때, 현재 섹션에 대한 섹션-주소-매핑으로부터 다음 섹션에 대한 섹션-주소-매핑으로 스위치(switch)하는 것이 필요한지 판정하고, 만약 필요하지 않다면, 읽기/쓰기 동작을 바로 수행하는 단계와,
7) 만약, 스위칭이 필요하다면, 현재 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블이 쓰기 동작으로 인하여 변경될 필요가 있는지 판정하고, 만약 변경이 필요하다면, 현재 섹션에 대한 섹션-주소-매핑 테이블을 업데이트하기 위하여 현재 섹션의 백업 블록에 변경된 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하고, 만약 변경이 필요하지 않다면, 다음 섹션의 대응하는 백업 블록의 다음 섹션에 대한 섹션-주소-매핑 테이블을 읽어 테이블을 RAM에 저장하고, RAM에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 물리적 주소와 논리 주소 사이의 변환을 수행하여, 읽기/쓰기 동작을 수행하는 단계를 포함한다.
섹션-주소-매핑 테이블을 저장하기 위한 전술한 백업 블록은 랜덤하게 판정되고 펌웨어(firmware)에 의해 변수(variable)로 특정되며, 플래시 메모리 매체를 포함하는 디바이스의 전원이 켜질 때 동시에 스캔된다.
플래시 메모리 매체는 읽기/쓰기 동작을 블록의 관점에서 수행한다. 다음 섹션에 대한 섹션-주소-매핑 테이블로의 스위칭이 필요할 경우, 동작은 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 수립하기 위하여 모든 블록의 물리적 주소에 따라 대응하는 섹션-주소-매핑 테이블을 생성하기 위하여 다음 섹션의 각 블록을 스캔할 필요 없이, 다음 섹션의 백업 블록에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 수행된다.
만약 현재 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블이 현재 섹션의 쓰기 동작으로 인하여 변경될 경우, 해야할 것은 오래된 것을 업데이트하기 위해 현재 섹션의 백업 블록에 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하는 것이다. 또한, 다른 동작이 수행되어 상기 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블로의 스위칭이 필요할 때, 모든 블록의 물리적 주소에 따라 대응하는 섹션-주소-매핑 테이블을 생성하기 위해 상기 섹션의 모든 블록을 스캔할 필요가 없다. 대신, 필요한 것은 대응하는 백업 블록으로부터 업데이트된 섹션-주소-매핑 테이블을 읽고 그것을 RAM에 저장하는 것이다.
쓰기 동작이 섹션-주소-매핑 테이블의 변경을 초래할 것이므로, 본 발명은 스위치-블록(switch-block)에 의하여 섹션-주소-매핑 테이블을 업데이트하기 위한 프로세스를 활용하며, 이는 플래시 메모리 매체의 손상을 제거할 수 있으며,
1) 생성된 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 스위치-블록에 저장하는 단계와,
2) 스위치-블록의 물리적 주소와 오래된 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하고 있는 백업 블록의 논리 주소를 서로 상관시키는 단계(correlation) 및
3) 오래된 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하고 있는 백업 블록의 물리적 주소를 스위치-블록의 논리 주소에 상관시키고, 오래된 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하고 있는 백업 블록을 스위치-블록으로 라벨링하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 섹션-주소-매핑 테이블은 백업 블록에 저장된다. 플래시 메모리 매체가 하나의 섹션보다 큰 파일 상에서 읽기/쓰기 동작을 수행하고, 따라서 다음 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블로의 스위칭이 필요할 때, 이 동작은 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 수립하기 위해 모든 블록의 물리적 주소에 따라 동적으로 대응하는 섹션-주소-매핑 테이블을 생성하기 위하여 다음 섹션의 모든 블록을 스캔하지 않고, 다음 섹션의 백업 블록에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명은 읽기/쓰기 동작을 위한 시간을 줄일 수 있어 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리의 효율을 높인다.
전술한 것과 같은 본 발명의 장점은 플래시 메모리 매체가 쓰기 보호 상태(a write protection state)에 있을 때 더 분명해진다. 플래시 메모리 매체가 쓰기 보호 상태에 있고 파일이 읽혀져야 할 때, 파일을 저장하기 위한 파일 주소 및 파일의 파일 명이 검색되어야 한다. 검색은 파일 명 및 파일 주소를 찾을 때까지 루트 디렉터리에서부터 단계적으로 수행된다. 만약 큰 파일에 대하여 읽기/쓰기 동작이 수행될 경우, 하나의 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블을 다음 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블로 스위칭하는 것이 필요하다. 따라서, 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 동적으로 생성하기 위하여 단계적으로 수행되는 루트 디렉터리로부터의 검색이 순차적으로 수행되어야 하며, 여기에는 많은 시간이 소비된다. 본 발명을 쓰기 보호 상태인 플래시 메모리 매체에 적용할 때, 하나의 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블을 다음 섹션의 섹션-주소-매핑 테이블로 스위칭할 때, 쓰기/읽기 동작이 다음 섹션의 백업 블록에 저장된 섹션-주소-매핑 테이블에 따라 수행된다. 검색이 루트 디렉터리로부터 수행될 때, 연속적으로 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 생성할 필요가 없다. 따라서, 검색을 위한 시간 소비는 상당히 줄어들고 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 효율도 향상된다.
본 발명에 따르면, 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하기 위한 백업 블록이 특 정될 수 있다. 백업 블록은 각 섹션에 배열되거나 플래시 메모리 매체의 다른 가능한 위치에 위치할 수 있다. 백업 블록은 잉여 비트(redundancy bits)의 특정 라벨에 의해 설정되거나 다른 방법으로 식별될 수 있다.
본 발명에 따르면, 플래시 메모리 매체를 포함하고 있는 디바이스의 전원이 켜질 때, 모든 섹션에 대한 섹션-주소-매핑 테이블이 각각 확립될 수 있다. 이와 달리, 하나의 특정 섹션에 대한 단지 하나의 섹션-주소-매핑 테이블 또는 몇몇 섹션에 대한 섹션-주소-매핑 테이블이 수립될 수 있다. 나머지 섹션은 스위치가 필요할 때 그들 각각의 섹션-주소-매핑 테이블을 수립할 수 있다. 이러한 방법으로, 모든 섹션에 대응하는 섹션-주소-매핑 테이블이 점진적으로 확립된다.
본 발명에 따른 방법은 비록 불법 파손이 일어나더라도, 플래시 메모리 매체의 안정성을 보장하기 위해 극도로 안정된 기술(a hyperstable technology)에서 사용될 수 있다. 극도로 안정된 기술은 하나 이상의 블록의 하나 이상의 페이지의 잉여 비트의 상태 라벨(state label)을 설정하는 단계와, 블록에서 쓰기/읽기 동작이 수행될 때 상태 라벨을 "미완료(unfinished)"로 설정하는 단계와, 일단 그 동작이 완료되면 상태 라벨을 "완료(finished)"로 설정하는 단계를 포함한다. 일단 불법 파손이 일어나면, 블록의 상태는 상태 라벨을 체크함으로써 판정된다. 따라서, 저장될 데이터는 검색될 수 있으며, 데이터를 다시 찾는 동작이 수행되어 플래시 메모리 매체의 안정적인 관리를 달성하게 한다. 극도로 안정된 기술은 중국 특허 출원 제 03104983.4에 참조될 수 있다.
플래시 메모리 매체에서 데이터를 관리하기 위한 전술한 방법은 읽기/쓰기 동작 속도를 높이기 위해 모바일 저장 디바이스, 오디오 플레이어(예, MP3, MP4 등), 디지털 카메라, 계산기, 게임 플레이어, 모바일 폰, 노트북, 휴대용 프린터 등과 같은 플래시 메모리 매체를 포함하는 휴대용 디바이스에 널리 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법에 있어서,
    상기 플래시 메모리 매체는 다수의 블록(blocks)을 포함하며, 각각의 블록은 다수의 페이지(pages)를 포함하고, 각 페이지는 데이터 저장 비트(data storing bits) 및 잉여 비트(redundancy bits)를 포함하며,
    상기 방법은,
    1) 상기 다수의 블록을 2 이상의 섹션(sections)으로 분할하는 단계와,
    2) 각 섹션의 상기 블록의 논리 주소(logic addresses)를 스캔함으로써 섹션-주소-매핑 테이블(a section-address-mapping table)을 생성하는 단계와,
    3) 상기 섹션-주소-매핑 테이블을 상기 각각의 섹션의 백업 블록(backup block)에 저장하는 단계와,
    4) 상기 논리 주소를 대응하는 물리적 주소(physical addresses)에 매핑하기 위해 RAM으로 상기 섹션-주소-매핑 테이블을 로딩함으로써 읽기/쓰기 동작을 수행하는 단계
    를 포함하는 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    5) 특정 섹션의 블록의 새로운 논리 주소에 기초하여 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 생성하는 단계와,
    6) 상기 백업 블록에 저장된 상기 섹션-주소-매핑 테이블을 업데이트하기 위해 상기 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 상기 특정 섹션의 백업 블록에 저장하는 단계와,
    7) 상기 새로운 섹션-주소-매핑 테이블에 기초하여 물리적 주소와 논리적 주소 사이의 변환을 수행함으로써 상기 읽기/쓰기 동작을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 업데이트는 스위치-블록(switch-block)에 의해 수행되며,
    상기 방법은,
    1) 상기 새로운 섹션-주소-매핑 테이블을 상기 스위치-블록에 저장하는 단계와,
    2) 상기 스위치-블록의 물리적 주소와 상기 섹션-주소-매핑 테이블을 저장하는 상기 백업 블록의 논리 주소를 서로 상관시키는 단계(correlation)와,
    3) 상기 백업 블록의 물리적 주소와 상기 스위치-블록의 논리 주소를 서로 상관시키고 상기 백업 블록을 새로운 스위치-블록으로 라벨링하는 단계
    를 포함하는 플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 백업 블록은 상기 각각의 섹션에 위치한
    플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 섹션-주소-매핑 테이블은 적어도 하나 이상의 섹션에서의 블록을 스캔함으로써 생성되는
    플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 백업 블록은 랜덤하게 판정되는
    플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 백업 블록은 펌웨어(firmware)에 의해 변수(variables)로 특정되는
    플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 백업 블록은 잉여 비트의 라벨 설정에 의해서 식별되는
    플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상태 라벨(a state label)은 하나 이상의 블록의 하나 이상의 페이지의 상기 잉여 비트에서, 상기 읽기/쓰기 동작이 상기 블록에서 수행되었을 때 상기 상태 라벨이 "미완료(unfinished)"로 설정되고, 상기 동작이 완료되었을 때 상기 상태 라벨이 "완료(finished)"로 설정되는 방법으로, 설정되는
    플래시 메모리 매체에서의 데이터 관리 방법.
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