KR20090031102A - 이동식 저장 장치의 포맷 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

이동식 저장 장치에서 비 휘발성 메모리에 최적화된 포맷을 수행하는 이동식 저장 장치의 포맷 방법 및 장치를 개시하는 데 있다. 본 발명은 포맷이 시작되면 파일 시스템 정보가 초기화되었는가를 감지하는 과정, 상기 초기화가 검지되었으면 저장 공간의 클러스터 크기와 시작 위치 정보를 검출하는 과정, 검출된 클러스터 크기 및 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기와 매칭되지 않을 경우 재포맷을 수행하는 과정을 포함한다.

Description

이동식 저장 장치의 포맷 방법 및 장치{Method and apparatus for formatting for a potable storage device}
본 발명은 이동식 저장 장치의 포맷 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히 이동식 저장 장치에서 비 휘발성 메모리에 최적화된 포맷을 수행하는 이동식 저장 장치의 포맷 방법 및 장치에 관한 것이다.
통상적으로 전기적으로 소거 가능한 불 휘발성 메모리로서 NAND형의 플래시 메모리가 이용되고 있다. 이동식 저장 장치는 NAND형의 플래시 메모리를 이용하여 정지 화상 데이터, 동화상 데이터, 음성 데이터등의 각종 디지털 데이터를 저장한다. 그리고 이동식 저장 장치는 mp3 플레이어, PMP와 같은 컨텐츠 재생 기기에도 적용되고 있다.
이동식 저장 장치는 비 휘발성 메모리에 파일을 저장하기 위해 주로 FAT(File Allocation Table) 시스템을 사용한다.
비 휘발성 메모리는 크게 FAT 영역과 데이터 영역으로 구분된다. FAT 영역은 데이터 영역의 주소를 기록하는 테이블로, 데이터 영역을 이루는 여러개의 섹터를 하나의 클러스터로 묶고 이를 12비트, 16비트, 32 비트등의 주소로 저장하고 있다.
한편, 이동식 저장 장치는 PC 또는 외부 기기를 이용하여 비 휘발성 메모리의 포맷을 실행한다. 그러나 PC의 OS(Operating System)환경에 따라 포맷 방법이 달라 이동식 저장 장치의 데이터 전송 속도가 저하된다.
즉, 비 휘발성 메모리는 한번에 라이팅(writing)할 수 있는 최소 단위가 존재한다. 따라서 비 휘발성 메모리를 사용하는 이동식 저장 장치에서는 파일 시스템의 포맷시 정해지는 클러스터 크기와 시작 섹터의 위치에 따라 아래와 같은 성능상의 문제가 발생한다. 이때 클러스터는 저장 매체에서의 엑세스(access) 단위이다.
비 휘발성 메모리의 라이팅 최소 단위 크기보다 작은 클러스터의 크기를 가지도록 포맷되는 경우, 다수의 라이팅이 발생하여 성능상의 저하를 발생시킨다.
비 휘발성 메모리의 라이팅 최소 단위의 크기가 4KB(kilo byte)이고, 클러스터의 크기가 1KB인경우 그 라이팅 동작을 도 1a, 도 1b, 도 1c에 도시한다.
3개의 클러스터를 비 휘발성 메모리에 라이팅할때 도 1a에 도시된바와 같이라이팅 동작을 수행한다.
이때 추가로 2개의 클러스터를 비 휘발성 메모리에 라이팅할 때 도 1b에 도시 된바와 같이 3KB 리딩 동작, 4KB 라이팅 동작 및 1KB 라이팅 동작을 연속하여 수행해야하고, 또한 도 1c에 도시된 바와 같이 4KB의 가비지(garbage) 영역을 삭제해야한다.
또한 시작 섹터의 위치가 비 휘발성 메모리의 라이팅 최소 단위 크기에 얼라인(align)되지 않을 경우, 다수의 라이팅이 발생하여 성능상의 저하를 발생시킨다.
도 1d에 도시된 바와 같이 비휘발성 메모리의 크기가 4KB이고, 클러스터의 크기가 4KB인 것으로 메모리의 라이팅 최소 단위 크기와 클러스터의 크기가 일치한다. 그러나 시작 섹터 포인트(start sector point)가 라이팅 최소 단위 크기에 얼라인(align)되지 않았기 때문에 3KB 라이팅, 4KB 라이팅 , 1KB 라이팅과 같은 다수의 라이팅 동작이 발생한다. 이때 얼라인(align)은 저장 공간의 저장 최소 단위에 맞게 위치 정보를 재정렬하는 것이다.
따라서 종래의 PC의 OS(Operating System)환경에 따른 포맷 방법을 이용하면 데이터를 저장하기 위한 작업량이 늘어나기 때문에 데이터 전송 속도 저하가 발생하는 문제점이 발생한다.
본 발명이 해결하고자하는 과제는 PC(Personal Computer)를 이용하여 mp3와 같은 이동식 저장 장치내의 저장 매체를 포맷할 때 저장 매체에 최적화된 포맷을 수행함으로서 파일 전송 속도를 향상시킬 수 있는 이동식 저장 장치의 포맷 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이동식 저장 장치의 포맷 방법에 있어서,
포맷이 시작되면 파일 시스템 정보가 초기화되었는가를 감지하는 과정;
상기 초기화가 검지되었으면 저장 공간의 클러스터 크기와 시작 위치 정보를 검출하는 과정;
상기 검출된 클러스터 크기 및 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기와 매칭되지 않을 경우 재포맷을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이동식 저장 장치에 있어서,
소정의 표준 인터페이스 규격에 따라 상기 이동식 저장 장치에 연결된 외부 기기와 데이터 및 제어 명령을 송수신하는 USB 기기부;
소정의 파일 시스템의 구조로 컨텐츠 파일을 저장하는 메모리부;
상기 USB 기기부를 통해 수신된 명령에 따라 포맷 수행시 상기 메모리부의 부트 기록 섹터에 기록되어 있는 데이터 저장 섹터의 클러스터 크기와 시작 위치 정보를 검출하고, 그 클러스터 크기 및 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기와 매칭되지 않을 경우 재포맷을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, OS에 따라 비휘발성 메모리를 사용하는 이동식 저장 장치의 성능의 변화를 최소화함으로써 이동식 저장 장치의 데이터 전송 속도를 항상 일정 수준이상으로 보장할 수 있다.
또한 비휘발성 메모리의 라이팅 동작을 최소화함로써 이동식 저장 장치의 수명을 연장시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 이동식 저장 장치의 포맷을 위한 FAT 방식의 파일 시스템 구조를 도시한 것이다.
먼저, FAT 파일 시스템은 FAT 12, FAT16, FAT32, VFAT등으로 분류된다.
FAT 12는 212개의 섹터를 가질 수 있으며, 최대용량은 약 2MB이며 섹터 8개를 하나의 최소 저장공간으로 묶을 경우 약 16MB까지 최대 저장용량으로 지정 가능하다.
FAT 16은 216개의 섹터를 가질 수 있으므로 약 30MB를 하나의 파티션으로 만들 수 있으며, 섹터를 최대 64개를 클러스터로 지정하면 약 2GB의 공간을 하나의 파티션으로 사용할 수 있다.
FAT 32는 232개의 섹터를 가질 수 있으므로 한 섹터를 하나의 클러스터로 지정해도 약 2TB의 파티션을 사용할 수 있다.
VFAT(Very FAT) 는 FAT 파일 시스템에서 긴 파일 이름을 지원하는 파일 시스템이다.
도 2를 참조하면, FAT 방식의 파일 시스템은 마스터 부트 기록 섹터, 부트 기록 섹터, FAT, 루트 디렉토리 섹터, 데이터 저장 섹터로 구성된다.
FAT 는 FAT1과 FAT2 두 부분으로 구성되어 있다. FAT1은 실제 파일의 위치 정보가 저장되며, 운영 체제가 실제로 데이터를 찾을 때 이용된다. 그리고 FAT2는 FAT의 복사본이다.
데이터 저장 섹터의 정보가 손상되지 않아도 FAT에 기록된 위치정보가 손상 되면 그 위치에 해당하는 실제 파일을 찾을 수 없다. 따라서 FAT2 에 FAT 1의 복사본을 항상 유지하고 있다가 디스크에 파일이 새로 저장되거나 삭제될 때 FAT1의 위치 정보도 그에 맞게 변경되고 동시에 FAT2 에서도 FAT1과 같은 변경이 이루어진다.
도 3은 도 2의 FAT1의 구조를 도시한 것이다.
검정색으로 선택된 곳인 75 ~ <EOF>의 영역을 보면 74번 클러스터부터 79번 클러스터까지 파일이 차지하고 있다. 그리고 79번 클러스터는 실제 파일의 마지막 클러스터라는 의미로 <EOF>라고 표시되어 있다.
FAT 영역 안에는 파일이 위치한 클러스터의 범위만 표시되어 있을 뿐 그 클러스터를 차지하고 있는 파일의 실제 이름은 알 수 없다.
도 4는 본 발명에 따른 이동식 저장 장치의 포맷을 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, PC(410)는 USB를 통해 이동식 저장 장치(420)와 연결되어, 내부에 구비된 OS에 따라 포맷을 위한 리드/라이트 명령을 이동식 저장 장치(420)로 전송한다. 이때 이동식 저장 장치(420)에 연결되는 기기는 PC(410)외에 다른 외부 제어 기기로 대치할 수 있다.
이동식 저장 장치(420)는 표준 인터페이스 규격을 통해 PC(410)로 부터 수신된 리드/라이트 명령에 따라 비휘발성 메모리의 포맷을 시작한다. 이때 이동식 저장 장치(420)는 비휘발성 메모리에 적합하지 않은 포맷을 실행할 경우 PC(410)와 통신을 지연시키고, 자체내에서 비 휘발성 메모리에 적합한 형태로 재포맷을 수행 한 후 PC(410)와 통신을 재개한다.
이때 포맷 방식은 하이 레벨 포맷과 로우 레벨 포맷으로 구분된다. 하이 레벨 포맷은 OS(Operating System)에서 사용자가 사용할 수 있는 상태로 초기화하는 것이다. 그리고 로우 레벨 포맷은 공장에서 출고되는 상태로 모든 영역을 초기화하는 것이다. 사용자 환경에서 사용하는 포맷의 종류를 하이 레벨 포맷으로 결정되면 하이 레벨 포맷 절차는 다음과 같다.
1) FAT의 정보를 모두 0으로 바꾸어 놓는다.
2) 루트디렉토리의 해당 파일명 첫 문자를 소문자 시그마로 바꾸어 놓는다.
다시 도 4로 돌아가서 이동식 저장 장치(420)를 상세히 설명한다.
이동식 저장 장치(420)는 USB 기기(422), 제어부(424), 비휘발성 메모리부(426)로 구성된다.
USB 기기(422)는 표준 USB(Universal Serial Bus)규격을 통해 데이터를 PC(410)로 전송하고, 또한 PC(410)로 부터 제어 커맨드 및 데이터를 수신한다.
비휘발성 메모리부(426)는 도 2에 도시된 파일 시스템의 구조로 이루어져 있으며, 정지 화상 데이터, 동화상 데이터, 음성 데이터등과 같은 컨텐츠 파일을 저장한다.
제어부(424)는 PC(410)와 USB 기기(422)를 통해 제어 명령 및 데이터를 주고받으며, PC(410)로 부터 수신된 리드/라이트 명령에 의해 포맷이 시작되면 비휘발성 메모리부(426)의 파일 시스템 정보가 초기화되었는가를 감지하고, 초기화가 검지되었으면 비휘발성 메모리부(426)의 부트 기록 섹터에 기록되어 있는 데이터 저 장 섹터의 클러스터 크기와 시작 위치 정보를 검출하고, 검출된 클러스터 크기 및 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기와 매칭되지 않을 경우 재포맷을 수행한다. 또한 제어부(424)는 재포맷을 수행하는 동안 PC(410)로 비응답(NACK) 신호를 전송함으로써 통신을 지연시키고, 재포맷을 완료하면 PC(410)로 응답(ACK) 신호를 전송함으로써 통신을 재개한다.
도 5는 본 발명에 따른 이동식 저장 장치의 포맷 방법을 보이는 흐름도이다.
먼저, PC(410)로 부터 포맷을 위한 리드/라이트(read/write) 명령을 수신한다(510 과정).
이어서, PC(410)로 부터의 리드/라이트(read/write) 명령에 의해 포맷이 시작되면 파일 시스템의 FAT가 초기화되었는지를 체크한다(520 과정). 예를 들면, PC(410)로 부터의 리드/라이트(read/write) 명령에 의해 FAT의 모든 정보가 지워졌는 것을 감지한다.
이어서, FTA의 초기화가 검지되었으면 부트 기록 섹터에 기록되어 있는 데이터 저장 섹터의 클러스터 크기를 체크한다(530 과정).
이어서, 클러스터 크기가 데이터 저장 섹터의 기록 최소 단위의 크기의 배수(multiple)인가를 체크한다(540 과정).
이때 클러스터 크기가 데이터 저장 섹터의 기록 최소 단위의 크기의 배수가 아니면 자체내에 구비된 프로그램 또는 OS를 이용하여 비휘발성 메모리에 적합한 형태로 재포맷을 실행한다(550 과정).
그러나 클러스터 크기가 데이터 저장 섹터의 기록 최소 단위의 크기의 배수 이면 부트 기록 섹터에 기록되어 있는 시작 섹터의 위치 정보를 체크한다(560 과정).
이어서, 시작 섹터의 위치 정보가 데이터 저장 섹터의 기록 최소 단위의 크기에 의해 얼라인되어있는가를 체크한다(562 과정).
이때 시작 섹터의 위치 정보가 데이터 저장 섹터의 기록 최소 단위의 크기에 의해 얼라인되어있지 않을 경우 자체내에 구비된 프로그램 또는 OS를 이용하여 비휘발성 메모리에 적합한 형태로 재포맷을 실행한다(550 과정).
그러나 시작 섹터의 위치 정보가 데이터 저장 섹터의 기록 최소 단위의 크기에 의해 얼라인되어있을 경우 PC(410)로 응답(ACK) 신호를 전송한다.
한편, 재포맷을 실행중에 포맷 종료인가를 체크한다(552 과정).
이때 재포맷이 종료되지 않으면 PC(410)에 비응답(NACK) 신호를 전송하고(554 과정), 재포맷이 종료되면 PC(410)에 응답(ACK) 신호를 전송하여 포맷을 종료한다.
결국, 비휘발성 메모리에 적합하지 않는 포맷을 실행할 경우 PC(410)와 통신을 지연시키고 재포맷을 실행한다.
또한 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
도 1a 내지 도 1d는 종래의 이동식 저장 장치에서 파일 시스템의 포맷시 정해지는 클러스터 크기와 시작 섹터의 위치에 따라 수행되는 라이팅 동작을 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동식 저장 장치의 포맷을 위한 FAT 방식의 파일 시스템 구조를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 FAT1의 구조를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 이동식 저장 장치의 포맷을 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동식 저장 장치의 포맷 방법을 보이는 흐름도이다.

Claims (10)

  1. 이동식 저장 장치의 포맷 방법에 있어서,
    포맷이 시작되면 파일 시스템 정보가 초기화되었는가를 감지하는 과정;
    상기 초기화가 검지되었으면 저장 공간의 클러스터 크기와 시작 위치 정보를 검출하는 과정;
    상기 검출된 클러스터 크기 및 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기와 매칭되지 않을 경우 재포맷을 수행하는 과정을 포함하는 이동식 저장 장치의 포맷 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출된 클러스터 크기와 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기와 매칭되지 않으면 상기 저장 장치와 연결된 기기와의 통신을 지연시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 저장 장치의 포맷 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 저장 장치와 연결된 기기와의 통신을 지연시키는 과정은
    재포맷이 종료되었는가를 체크하는 과정;
    상기 재포맷이 종료되지 않으면 상기 저장 장치와 연결된 기기에 비응답 신호를 전송하고, 상기 재포맷이 종료되면 상기 저장 장치와 연결된 기기에 응답 신호를 전송하는 것임을 특징으로 하는 이동식 저장 장치의 포맷 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기록 최소 단위는 비 휘발성 메모리의 기록 단위임을 특징으로 하는 이동식 저장 장치의 포맷 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 재 포맷 수행 과정은
    상기 검출된 클러스터 크기가 기록 최소 단위의 크기의 배수가 아니거나, 또는 상기 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기에 의해 얼라인되지 않을 경우 내부 프로그램에 의해 재포맷을 실행하는 것임을 특징으로 하는 이동식 저장 장치의 포맷 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 재 포맷 수행 과정은
    상기 이동식 저장 장치내에서 비휘발성 메모리에 적합한 형태로 재포맷을 실행하는 것임을 특징으로 하는 이동식 저장 장치의 포맷 방법.
  7. 이동식 저장 장치에 있어서,
    소정의 표준 인터페이스 규격에 따라 상기 이동식 저장 장치에 연결된 외부 기기와 데이터 및 제어 명령을 송수신하는 USB 기기부;
    소정의 파일 시스템의 구조로 컨텐츠 파일을 저장하는 메모리부;
    상기 USB 기기부를 통해 수신된 명령에 따라 포맷 수행시 상기 메모리부의 부트 기록 섹터에 기록되어 있는 데이터 저장 섹터의 클러스터 크기와 시작 위치 정보를 검출하고, 그 클러스터 크기 및 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기와 매칭되지 않을 경우 재포맷을 수행하는 제어부를 포함하는 이동식 저장 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 메모리부는
    비휘발성 메모리임을 특징으로 하는 이동식 저장 장치.
  9. 제7항에 있어서, 제어부는 상기 재포맷을 수행하는 동안 상기 외부 기기로 비응답 신호를 전송하고, 재포맷을 완료하면 상기 외부 기기로 응답신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 이동식 저장 장치.
  10. 이동식 저장 장치의 포맷 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서, 상기 이동식 저장 장치의 포맷 방법은,
    포맷이 시작되면 파일 시스템 정보가 초기화되었는가를 감지하는 과정;
    상기 초기화가 검지되었으면 저장 공간의 클러스터 크기와 시작 위치 정보를 검출하는 과정;
    상기 검출된 클러스터 크기 및 시작 위치 정보가 기록 최소 단위의 크기와 매칭되지 않을 경우 재포맷을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
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