KR20100024801A - 확장된 부트로더를 부팅하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치 및그 부팅 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 확장된 부트로더를 부팅하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치 및 그 부팅 방법에 대하여 개시된다. 원낸드 플래쉬 메모리 장치는, 제1군의 제1 부트로더와 제2군의 제1 부트로더로 구성되는 확장된 제1 부트로더와 제2 부트로더를 저장하는 낸드 플래쉬 메모리 코어와 버퍼 램을 포함한다. 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법은, 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제1군의 제1 부트로더가 버퍼 램의 부트 램으로 자동 로딩되는 단계, 제1군의 제1 부트로더의 초기화 코드를 수행하는 단계, 부트 램에 저장된 제1군의 제1 부트로더에 의해 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제2군의 제1 부트로더가 버퍼 램의 데이터 램으로 로딩되는 단계, 제1군의 제1 부트로더가 데이터 램으로 로딩된 제2군의 제1 부트로더를 호출하여 제2군의 제1 부트로더의 초기화 코드를 수행하는 단계, 제1군의 제1 부트로더로 제어권을 넘기는 단계, 그리고 제1군의 제1 부트로더에 의해 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제2 부트로더를 데이터 램으로 로딩한 후 호스트로 복사하는 단계를 포함한다.
원낸드 플래쉬 메모리 장치, 확장된 부트로더, 낸드 플래쉬 메모리 코어, 부트 램, 데이터 램

Description

확장된 부트로더를 부팅하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치 및 그 부팅 방법{OneNAND flash memory device and method for booting extended bootloader}
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 특히 확장된 부트로더를 부팅하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치 및 그 부팅 방법에 관한 것이다.
불휘발성 메모리 장치들 중 낸드 플래쉬 메모리 장치는, 전원의 공급 상태와는 관계없이 보존되어야 하는 데이터를 기억하는 비휘발성과 고집적도에 의한 대용량화의 장점을 가진다. 그런데, 낸드 플래쉬 메모리 장치는 데이터 읽기 및 쓰기 시간이 램(RAM)과 같은 메모리 장치에 비해 다소 길다는 단점이 있다. 이러한 단점은 낸드 플래쉬 메모리 장치를 장착하는 시스템의 성능에 영향을 미치게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위하여, 통합 메모리 장치의 일종인 삼성전자의 상표 등록된원낸드(OneNANDTM) 플래쉬 메모리 장치가 개발되었다. 원낸드 플래쉬 메모리 장치는 낸드 플래쉬 메모리 코어와 고속의 버퍼 램을 내장하여, 고용량 및 고속이라는 보다 진보된 메모리 성능을 제공한다.
원낸드 플래쉬 메모리 장치는 내장형 시스템(embedded system)에 장착된다. 내장형 시스템에는 부트로더(BootLoader)(또는 부트코드(BootCode)라고도 칭함)라는 프로그램이 구비되어 있다. 부트로더는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장되었다가 버퍼 램 내부의 부트 램에 로딩되어, 내장형 시스템을 부팅시킨다. 일반적으로, 부트 램의 메모리 용량은, 예컨대 1KByte 정도로 정해져 있다.
한편, 내장형 시스템의 고기능화 경향에 따라, 부트로더의 크기가 커지고 있다. 부트 램의 메모리 용량에 맞추어 1KByte 이하의 내장형 시스템의 부트로더 작성이 어려워지고 있다. 그러므로, 부트 램의 메모리 용량에 제한되지 않고, 내장형 시스템의 확장된 부트로더를 부팅할 수 있는 원낸드 플래쉬 메모리 장치가 요구된다.
본 발명은 내장형 시스템의 확장된 부트로더를 부팅할 수 있는 원낸드 플래쉬 메모리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일면에 따른 원낸드 플래쉬 메모리 장치는, 제1군의 제1 부트로더와 제2군의 제1 부트로더로 구성되는 확장된 제1 부트로더와 제2 부트로더를 저장하는 낸드 플래쉬 메모리 코어, 제1군의 제1 부트로더를 복사하여 저장하는 부트 램과 상기 제2군의 제1 부트로더와 상기 제2 부트로더를 복사하여 저장하는 데이터 램으로 구성되는 버퍼 램, 그리고 호스트의 제어에 따라 호스트로부터 입력되는 데이터나 제어 신호를 저장하고 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 내부 데이터를 저장하고 있다가 출력하는 호스트 인터페이스를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따라, 버퍼 램은 고속의 에스 램으로 구현될 수 있고, 1KByte 정도의 메모리 용량의 부트 램과 각각이 2KByte 정도의 메모리 용량의 제1 및 제2 데이터 램들을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제2군의 제1 부트로더는 제1 또는 제2 데이터 램에 저장되거나, 제1 및 제2 데이터 램 둘 다에 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따라, 제2 부트로더는 제1 또는 제2 데이터 램에 저장 되거나, 제1 및 제2 데이터 램 둘 다에 저장될 수 있다.
본 발명의 다른 일면에 따른 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법은, 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제1군의 제1 부트로더가 버퍼 램의 부트 램으로 자동 로딩되는 단계, 제1군의 제1 부트로더의 초기화 코드를 수행하는 단계, 부트 램에 저장된 제1군의 제1 부트로더에 의해 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제2군의 제1 부트로더가 버퍼 램의 데이터 램으로 로딩되는 단계, 제1군의 제1 부트로더가 데이터 램으로 로딩된 제2군의 제1 부트로더를 호출하여 제2군의 제1 부트로더의 초기화 코드를 수행하는 단계, 제1군의 제1 부트로더로 제어권을 넘기는 단계, 그리고 제1군의 제1 부트로더에 의해 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제2 부트로더를 데이터 램으로 로딩한 후 호스트로 복사하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법은, 내장형 시스템의 확장된 제1 부트로더가 제1군의 제1 부트로더와 제2군의 제1 부트로더로 나뉘어 실행되고, 제1군의 제1 부트로더는 버퍼 램 내 부트 램으로 자동 로딩되고, 제2군의 제1 부트로더는 버퍼 램 내 데이터 램으로 로딩된다. 이에 따라, 내장형 시스템의 확장된 제1 부트로더의 크기는 부트 램과 데이터 램의 메모리 용량으로까지 확장할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는 첨부 도 면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원낸드 플래쉬 메모리 장치를 설명하는 도면이다. 도 1을 참조하면, 원낸드 플래쉬 메모리 장치(100)는 낸드 플래쉬 메모리 코어(110), 버퍼 램(120) 그리고 호스트 인터페이스(130)를 포함한다.
낸드 플래쉬 메모리 코어(110)는 낸드 플래쉬 메모리 셀들로 구성되고, 호스트에서 저장하고자 하는 데이터 및 읽고자 하는 데이터를 저장한다. 낸드 플래쉬 메모리 코어(110)는 제1 부트로더(1st BL)와 제2 부트로더(2nd BL)를 저장한다. 제1 부트로더(1st BL)는 내장형 시스템의 초기 시스템 운용을 위한 하드웨어 점검(Power-On Self Test:POST)을 수행하고, 또한 외부 서버와 연결되는 통신 장치를 최적화함으로써 외부 서버와 통신하는 데 필요한 통신 인터페이스를 설정하는 등의 기능을 갖도록 구성된다. 초기 시스템 운용을 위한 하드웨어 점검(POST) 기능이란, 내장형 시스템에 전원이 공급되었을 때, 키보드, 램, 디스크 드라이버 그리고 기타 하드웨어 등이 바르게 동작하는 지를 확인하기 위해, 내장형 시스템의 기본 입출력 장치(Basic Input/Output System:BIOS)를 동작시키는 일련의 진단 시험 기능을 말한다. 이와 같이 제1 부트로더(1st BL) 내에 구성되는 기능들은, POST 수행 또는 통신 인터페이스 설정 등 부트로더 중에서 업그레이드를 하지 않아도 되는 기능들로서, 일반 사용자가 임의 변경이 불가능한 기능으로 구성된다.
제1 부트로더(1st BL)는 두 개로 나누어져 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)와 제2군의 부트로더(1st BL2)의 확장된 제1 부트로더(1st BL)로 구성된다. 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)는 버퍼 램(120) 내 부트 램(122)의 메모리 용량, 예컨대 1KByte 정도의 크기를 갖는다. 제2군의 제1 부트로더(1st BL2)는 버퍼 램(120) 내 데이터 램들(124, 126)의 메모리 용량, 예컨대 최대 4KByte 정도의 크기를 가질 수 있다.
제2 부트로더(2nd BL)는 커널(Kernel)을 로딩하기 위한 로딩하기 위한 기능과 같이 업그레이드가 예상되는 기능들로 구성된다는 점에서 제1 부트로더(1st BL)와 구분된다. 제2 부트로더(2nd BL)는 커널의 실행에 필요한 준비과정을 수행하며, 커널을 내장형 시스템의 내부 메모리로 로딩한 다음, 다음 커널로 제어권을 넘겨주게 된다. 커널은 운영체계의 다른 모든 부분에 여러가지 기본적인 서비스를 제공한다. 일반적으로, 커널에는 종료된 입출력 연산 등, 커널의 서비스를 경쟁적으로 요구하는 모든 요청들을 처리하는 인터럽트 처리기와, 어떤 프로그램들이 어떤 순서로 커널의 처리시간을 공유할 것인지를 결정하는 스케쥴러, 그리고 스케쥴이 끝나면 실제로 각 프로세서들에게 컴퓨터의 사용권을 부여하는 수퍼바이저 등이 포함되어 있다. 커널은 또한, 메모리나 저장장치 내에서 운영체계의 주소 공간을 관리하고, 이들을 모든 주변 장치들과 커널의 서비스들을 사용하는 다른 사용자들에게 고루 나누어주는 메모리 관리자를 가지고 있다. 그리고 커널은 경우에 따라 파일 시스템을 마운트한 다음 응용 프로그램을 실행하게 된다. 응용 프로그램이란 사용자 또는 다른 응용 프로그램에게 특정한 기능을 직접 수행하도록 설계된 프로그램이 다.
버퍼 램(120)은, 내장형 시스템의 부팅시 소자의 구동 전압 상승을 자동으로 감지하여 필요한 부트로더를 낸드 플래쉐 메모리 코어(110)로부터 복사하여 저장하는 부트 램(122)과 입출력 데이터를 일시적으로 저장하는 제1 및 제2 데이터 램들(124, 126)로 구성된다. 버퍼 램(120)은 랜덤 억세스 메모리를 이용하여 구현되며, 특히 고속의 에스 램으로 구현될 수 있다. 버퍼 램(120)의 메모리 배치 정보는 표 1과 같이 구성된다.
부트 램 제1 데이터 램 제2 데이터 램
총 용량 1KB+32B 2KB+64B 2KB+64B
섹터 수 2 4 4
섹터 메인(Main) 512B 512B 512B
스페어(Spare) 16B 16B 16B
표 1을 참조하면, 버퍼 램(120)은 512Byte의 메인 영역과 16Byte의 스페어 영역을 포함하는 섹터들로 구성된다. 부트 램(122)은 2 섹터들로 구성되어 1Kbyte+32Byte의 메모리 용량을 갖는다. 제1 및 제2 데이터 램들(124, 126)은 4 섹터들로 구성되어 2Kbyte+64Byte의 메모리 용량을 갖는다. 부트 램(122)과 제1 및 제2 데이터 램들(124, 126)은 도 2와 같이 배치된다.
부트 램(122)은, 낸드 플래쉬 메모리 코어(110)에 저장된 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)를 복사하여 저장한다. 제1 및 제2 데이터 램들(124, 126)은, 낸드 플래쉬 메모리 코어(110)에 저장된 제2군의 제1 부트로더(1st BL2)를 복사하여 저장 및 코드 수행을 하고 제2 부트로더(2nd BL)를 복사하여 호스트로 전달한다.
다시 도 1로 돌아가서, 호스트 인터페이스(130)는 중앙 처리 장치(CPU)나 칩셋 등의 호스트의 제어에 따라 호스트로부터 입력되는 데이터나 제어 신호를 저장하거나, 원낸드 플래쉬 메모리 장치(100)의 내부 데이터를 저장하고 있다가 호스트의 제어에 따라 출력하는 인터페이스 역할을 수행한다.
원낸드 플래쉬 메모리 장치(100)를 장착한 내장형 시스템이 부팅될 때, 원낸드 플래쉬 메모리 장치(100)에서의 부팅 방법은 도 3과 같이 설명된다.
도 3에서, 내장형 시스템이 시작되면, 낸드 플래쉬 메모리 코어(110)에 저장된 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)가 버퍼 램(120)의 부트 램(122)으로 자동 로딩되고(302), 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)의 초기화 코드를 수행된다(304). 부트 램(122)에 저장된 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)에 의해 낸드 플래쉬 메모리 코어(110)에 저장된 제2군의 제1 부트로더(1st BL2)가 제1 또는 제2 데이터 램(124, 125)으로 로딩되거나 제1 및 제2 데이터 램(124, 125) 둘 다로 로딩된다(306). 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)는 제1 또는 제2 데이터 램(124, 125)으로 로딩된 제2군의 제1 부트로더(1st BL2)를 호출하여(308), 제2군의 제1 부트로더(1st BL2)의 초기화 코드를 수행한다(310). 이 후, 제어권을 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)로 넘긴다(312). 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)에 의해 낸드 플래쉬 메모리 코어(110)에 저장된 제2 부트로더(2nd BL)를 제1 또는 제2 데이터 램(124, 126)으로 로딩한 후(314), 호스트로 복사한다(316).
본 실시예의 확장된 제1 부트로더는 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)와 제2군의 제1 부트로더(1st BL2)로 나뉘어 실행되고, 제1군의 제1 부트로더(1st BL1)는 부트 램(122)으로 자동 로딩되고, 제2군의 제1 부트로더(1st BL2)는 데이터 램(124, 125)으로 로딩된다. 이에 따라, 확장된 제1 부트로더의 크기는 부트 램(122)과 데이터 램(124, 126)의 메모리 용량으로까지 확장할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 원낸드 플래쉬 메모리 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1의 부트 램과 제1 및 제2 데이터 램들의 메모리 배치를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 원낸드 플래쉬 메모리 장치에서의 부팅 방법을 설명하는 도면이다.

Claims (16)

  1. 내장형 시스템의 부트로더를 저장하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치에 있어서,
    제1군의 제1 부트로더와 제2군의 제1 부트로더로 구성되는 확장된 제1 부트로더와 제2 부트로더를 저장하는 낸드 플래쉬 메모리 코어;
    상기 제1군의 제1 부트로더를 복사하여 저장하는 부트 램과 상기 제2군의 제1 부트로더와 상기 제2 부트로더를 복사하여 저장하는 데이터 램으로 구성되는 버퍼 램; 및
    호스트의 제어에 따라, 상기 호스트로부터 입력되는 데이터나 제어 신호를 저장하고, 상기 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 내부 데이터를 저장하고 있다가 출력하는 호스트 인터페이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 버퍼 램은
    고속의 에스 램으로 구현되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 버퍼 램은
    1KByte 정도의 메모리 용량의 상기 부트 램을 갖는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 버퍼 램은
    각각이 2KByte 정도의 메모리 용량의 제1 및 제2 데이터 램들을 갖는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2군의 제1 부트로더는
    상기 제1 또는 상기 제2 데이터 램에 저장되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제2군의 제1 부트로더는
    상기 제1 및 상기 제2 데이터 램 둘 다에 저장되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제2 부트로더는
    상기 제1 또는 상기 제2 데이터 램에 저장되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제2 부트로더는
    상기 제1 및 상기 제2 데이터 램 둘 다에 저장되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치.
  9. 내장형 시스템의 부트로더를 저장하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법에 있어서,
    낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제1군의 제1 부트로더가 버퍼 램의 부트 램으로 자동 로딩되는 단계;
    상기 제1군의 제1 부트로더의 초기화 코드를 수행하는 단계;
    상기 부트 램에 저장된 상기 제1군의 제1 부트로더에 의해, 상기 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제2군의 제1 부트로더가 상기 버퍼 램의 데이터 램으로 로딩되는 단계;
    상기 제1군의 제1 부트로더가 상기 데이터 램으로 로딩된 상기 제2군의 제1 부트로더를 호출하여, 상기 제2군의 제1 부트로더의 초기화 코드를 수행하는 단계;
    상기 제1군의 제1 부트로더로 제어권을 넘기는 단계; 및
    상기 제1군의 제1 부트로더에 의해 상기 낸드 플래쉬 메모리 코어에 저장된 제2 부트로더를 상기 데이터 램으로 로딩한 후, 호스트로 복사하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 버퍼 램은
    고속의 에스 램으로 구현되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 버퍼 램은
    1KByte 정도의 메모리 용량의 상기 부티 램을 갖는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 버퍼 램은
    각각이 2KByte 정도의 메모리 용량의 제1 및 제2 데이터 램을 갖는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2군의 제1 부트로더는
    상기 제1 또는 상기 제2 데이터 램에 저장되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2군의 제1 부트로더는
    상기 제1 및 상기 제2 데이터 램 둘 다에 저장되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제2 부트로더는
    상기 제1 또는 상기 제2 데이터 램에 저장되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제2 부트로더는
    상기 제1 및 상기 제2 데이터 램 둘 다에 저장되는 것을 특징으로 하는 원낸드 플래쉬 메모리 장치의 부팅 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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