KR20120098325A - 비휘발성 메모리 시스템 및 이를 위한 특성 정보 설정 방법 - Google Patents

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Abstract

컨트롤러 및 컨트롤러에 의해 제어되는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템으로서, 컨트롤러는 비휘발성 메모리 장치의 모드 전환시 비휘발성 메모리 장치의 디바이스 정보에 따라 제 1 특성 설정 명령어 또는 제 2 특성 설정 명령어를 비휘발성 메모리 장치로 제공하는 비휘발성 메모리 시스템 및 이를 위한 특성 정보 설정 방법을 제시한다.

Description

비휘발성 메모리 시스템 및 이를 위한 특성 정보 설정 방법{Non-Volatile Memory System and Setting Method of Feature}
본 발명은 반도체 메모리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비휘발성 메모리 시스템 및 이를 위한 특성 정보 설정 방법에 관한 것이다.
모바일 전자기기부터 산업용 시스템에 이르기까지 플래시 메모리의 적용 분야는 날로 확대되고 있다. 이에 따라 호스트 시스템 공급 업체의 요구 또한 다양화되고 있는데, 플래시 메모리가 적용되는 호스트 시스템마다 플래시 메모리를 차별화하여 제조하는 것은 어려운 일 일뿐 아니라, 호스트 시스템 공급 업체 측면에서도 채용되는 플래시 메모리에 맞추어 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 등을 변경해야 하는 등의 문제가 있다.
따라서, 호스트 시스템의 요구에 따라 플래시 메모리 장치의 동작 모드를 변경시켜 사용할 수 있는 인터페이스 표준으로 ONFI(Open NAND Flash Interface)가 제정되었다.
최근들어 플래시 메모리 장치는 동작 속도 향상 등을 위해 복수의 플래시 메모리 칩으로 이루어져 인터리빙 동작이 가능하도록 제조되고 있으며, 각 플래시 메모리 칩은 어떤 기능을 제공하는지에 따라 디바이스 특성과 인터페이스가 각기 다를 수 있다. 그리고, 복수의 플래시 칩을 포함하는 플래시 메모리 장치는 호스트 시스템의 요구에 따라 일부 칩, 또는 전체 칩을 구동할 수도 있고, 비동기식 또는 동기식으로 동작시할 수도 있다. 즉, 호스트 시스템의 요구에 따라 플래시 메모리 장치의 동작 모드를 가변시킬 수 있는데, 동작 모드가 변화될 때에는 호스트 시스템의 요구에 따라 플래시 메모리 장치의 동작 특성을 변경하는 특성 설정(Set Feature) 과정이 선행되어야 한다.
도 1은 일반적인 특성 설정 과정을 설명하기 위한 타이밍도이다.
먼저, 호스트 시스템의 모드 변경 요청에 따라 컨트롤러로부터 플래시 메모리 장치로 특성 설정 명령어(CMD, EFh) 및 어드레스(ADDR, FA)가 입력된다. 그리고, 데이터 로딩을 위한 어드래스 래치 인에이블 신호가 인에이블된 후(tADL 경과 후), 컨트롤러로부터 특성 설정 데이터(DIN)로서 4개의 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4)가 순차적으로 입력된다.
특성 설정 데이터가 모두 입력된 후 전압 셋업을 위한 시간(tWB)이 경과하면, 플래시 메모리 장치는 레디 상태로 천이(R/Bb가 로우 인에이블)하여 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4)를 저장(실행)한다. 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4)를 실행하는 데 소요되는 시간은 tFEAT로 표시하였다.
특성 설정을 위한 어드레스(FA)는 ONFI 표준에서 다음의 [표 1]과 같이 정의되어 있으며, 타이밍 모드 설정 어드레스(01h), I/O 드라이브 강도 설정 어드레스 (10h), EZ(ECC Zero) NAND 컨트롤 어드레스(50h) 등을 포함할 수 있다.
Feature Address Description
00h Reserved
01h Timing Mode
02h-0Fh Reserved
10h I/O Drive Strength
11h-1Fh Reserved for programmable I/O settings
20h-4Fh Reserved
50h EZ NAND control
51h-5Fh Reserved
60h-7Fh Reserved for Block Abstracted NAND
80h-FFh Vendor specific
그리고, 특성 설정 어드레스(FA)가 입력된 후 전송되는 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4)는 플래시 메모리 장치의 디바이스 정보에 따라 결정된다.
하기 [표 2]는 타이밍 모드 설정 어드레스에 대한 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4), [표 3]은 I/O 드라이브 강도 설정 어드레스에 대한 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4), [표 4]는 EZ NAND 컨트롤 어드레스에 대한 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4)를 나타내는 것으로, ONFI Revision 2.3에 개시된 사항이다.
Sub Feature Parameter 7 6 5 4 3 2 1 0
P1 R PC Data Interface Timing Mode Number
P2 Reserved (0)
P3 Reserved (0)
P4 Reserved (0)
Sub Feature Parameter 7 6 5 4 3 2 1 0
P1 Reserved (0) Drive Strength
P2 Reserved (0)
P3 Reserved (0)
P4 Reserved (0)
Sub Feature Parameter 7 6 5 4 3 2 1 0
P1 Reserved (0) RD
P2 Reserved (0)
P3 Reserved (0)
P4 Reserved (0)
이와 같이, ONFI 표준에 따라 특성 설정 과정을 수행할 때, 타이밍 모드 설정, I/O 드라이브 강도 설정, EZ NAND 제어정보 설정 등에는 실제 데이터를 포함하고 있는 네 개의 서브 특성 파라미터가 입력된다. 그리고, 플래시 메모리 장치는 서브 특성 파라미터에 해당하는 각 어드레스의 데이터값을 자동으로 불러와 특성 설정 과정을 수행한다.
한편, 특성 설정 과정에서 기존에 설정된 서브 특성 파라미터와 동일한 서브 특성 파라미터(default feature)를 이용하는 경우가 적지 않게 발생한다. 이러한 서브 특성 파라미터는 갱신될 필요가 없이 그대로 사용하여도 무방하나, 현재의 특성 정보 설정 과정에서는 이전과 동일한 서브 특성 파라미터, 즉 디폴트 특성 정보를 설정하기 위해 어드레스 전송 후 이전 설정 정보와 동일한 데이터를 입력하는 불필요한 과정이 이루어지고 있다.
더욱이 특성 정보 설정시 입력되는 데이터는 4사이클 동안 입력되므로, 불필요한 데이터를 입력하는 데 시간이 허비되어 메모리 시스템의 동작 속도를 저하시키는 요인으로 작용한다.
본 발명은 특성 정보를 고속으로 설정할 수 있는 비휘발성 메모리 시스템 및 이를 위한 특성 정보 설정 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 특성 정보 설정시 불필요한 서브 특성 파라미터를 전송하지 않도록 하는 비휘발성 메모리 시스템 및 이를 위한 특설 정보 설정 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 비휘발성 메모리 시스템은 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템으로서, 상기 컨트롤러는, 상기 비휘발성 메모리 장치의 모드 전환시 상기 비휘발성 메모리 장치의 디바이스 정보에 따라 제 1 특성 설정 명령어 또는 제 2 특성 설정 명령어를 상기 비휘발성 메모리 장치로 제공한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 비휘발성 메모리 시스템은 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템으로서, 상기 컨트롤러는, 상기 비휘발성 메모리 장치의 모드 전환시 특성 정보 변경 여부에 따라, 특성 설정 어드레스와 특성 설정 데이터의 전송 여부를 결정한다.
다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 비휘발성 메모리 시스템의 특성 정보 설정 방법은 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템의 특성 정보 설정 방법으로서, 호스트의 모드 전환 요청에 따라 상기 컨트롤러가 상기 비휘발성 메모리 장치의 특성 정보 변경 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라, 상기 컨트롤러가 특성 설정 어드레스와 특성 설정 데이터의 전송 여부를 결정하는 단계;를 포함한다.
본 발명에서는 비휘발성 메모리 장치의 동작 모드가 변경되어 특성 정보를 설정할 때, 이전 특성 정보와 동일한 특성 정보 즉, 디폴트 특성 정보를 설정하는 경우에는 별도의 어드레스나 데이터를 입력하지 않고, 기 정의된 명령어만을 전송하여 특성 정보가 설정되도록 한다.
따라서, 특성 정보 설정을 위한 어드레스 전송 후 데이터가 입력되기 까지에 필요한 시간, 그리고 데이터 입력 후 특성 정보 설정이 개시되기 까지에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있어 비휘발성 메모리 장치를 고속으로 동작시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 특성 설정 과정을 설명하기 위한 타이밍도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 비휘발성 메모리 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 비휘발성 메모리 시스템의 특성 정보 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 특성 정보 설정 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 비휘발성 메모리 시스템의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 비휘발성 메모리 시스템(10)은 컨트롤러(110) 및 비휘발성 메모리 장치(120)를 포함한다. 특히, 비휘발성 메모리 장치(120)는 복수의 칩을 포함하여 구성될 수 있다.
컨트롤러(110)는 특성 설정부(112)를 포함한다. 호스트(미도시)의 요구에 따라 비휘발성 메모리 장치(120)의 모드를 전환할 필요가 있는 경우, 특성 설정부(112)는 비휘발성 메모리 장치(120)로부터 디바이스 정보를 수신하고, 디바이스 정보에 맞는 특성 정보를 비휘발성 메모리 장치(120)로 제공하여 특성 정보가 설정되도록 한다. 이를 위해, 특성 설정부(112)는 비휘발성 메모리 장치(120)로 특성 설정 명령어, 특성 설정 어드레스 및 특성 설정 데이터로서 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4)를 순차적으로 제공한다.
특성 설정부(112)는 디바이스 정보에 대응하는 특성 정보를 저장하고 있으며, 비휘발성 메모리 장치(120)로부터 전송되는 디바이스 정보를 해독하여 이에 맞는 특성 정보를 제공한다.
한편, 비휘발성 메모리 장치(120)의 모드 변경시, 변경 전의 특성 정보와 변경할 특성 정보는 동일할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
특성 정보가 이전 모드와 다르게 변경되는 경우, 본 발명에 의한 특성 설정부(112)는 비휘발성 메모리 장치(120)로 제 1 특성 설정 명령어인 노멀 특성 설정 명령어, 어드레스(ADDR) 및 서브 특성 파라미터인 특성 설정 데이터(DIN)를 전송한다. 그리고, 비휘발성 메모리 장치(120)는 특성 설정 데이터(DIN)를 레지스터(122)에 저장한 후, 저장된 서브 특성 파라미터에 해당하는 각 어드레스의 데이터값을 자동으로 불러와 특성 설정 과정을 수행한다.
반면, 특성 정보가 이전 모드와 동일한 경우, 본 발명에 의한 특성 설정부(112)는 비휘발성 메모리 장치(120)로 제 2 특성 설정 명령어인 디폴트 특성 설정 명령어만을 전송한다. 이 경우에는 이전 동작 모드와 동일한 특성 정보가 요구되기 때문에 모드 전환이 필요함을 알리는 디폴트 특성 설정 명령어 외의 어드레스나 서브 특성 파라미터를 전송할 필요가 없기 때문이다.
변경 전 모드의 특성 정보와 변경 후 모드의 특성 정보 변화를 고려하지 않는 경우에는 특성 정보 설정 명령어로서 예를 들어 'EFh'를 사용하였다. 하지만, 본 발명에서는 특성 정보 변경이 불필요한 경우 디폴트 특성 설정 명령어를 전송하기 위해 별도의 명령어, 예를 들어 'EAh'를 할당한다. 그리고, 모드 전환시 이러한 명령어(EAh)가 수신되면 비휘발성 메모리 장치(120)는 이전 모드 전환 과정에서 레지스터(122)에 저장된 서브 특성 파라미터에 해당하는 각 어드레스의 데이터값을 자동으로 불러와 특성 설정 과정을 수행하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 비휘발성 메모리 시스템의 특성 정보 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
호스트가 비휘발성 메모리 장치(120)의 모드 변경을 요청함에 따라, 컨트롤러(110)는 비휘발성 메모리 장치(120)로부터 디바이스 정보를 수신한다(S101). 디바이스 정보는 컨트롤러(110)의 요청에 의해 제공되거나, 또는 비휘발성 메모리 장치(120)에서 자동으로 제공할 수 있다.
디바이스 정보가 수신되면, 컨트롤러(110)의 특성 설정부(112)는 단계 S101에서 수신한 디바이스 정보를 이전 모드에서의 디바이스 정보와 비교하여 특성 정보를 변경할 필요가 있는지 확인한다(S103).
확인 결과 특성 정보가 변경되어야 하는 경우, 특성 설정부(112)는 비휘발성 메모리 장치(120)로 노멀 특성 설정 명령어(EFh), 어드레스(ADDR) 및 서브 특성 파라미터인 특성 설정 데이터(DIN)를 순차적으로 전송한다(S105~109). 그리고, 이를 수신한 비휘발성 메모리 장치(120)는 서브 특성 파라미터를 레지스터(122)에 저장한 후, 저장된 서브 특성 파라미터에 해당하는 각 어드레스의 데이터값을 자동으로 불러와 특성 설정 과정을 수행한다(S111). 이러한 과정은 도 1에 도시한 타이밍도와 같이 이루어질 수 있다.
한편, 특성 정보 변경이 불필요한 경우에는 불필요한 어드레스 및 데이터를 전송할 필요가 없다. 따라서, 특성 설정부(112)는 비휘발성 메모리 장치(120)로 디폴트 특성 설정 명령어(EAh)만을 전송한다(S113).
그리고, 비휘발성 메모리 장치(120)는 디폴트 특성 설정 명령어(EAh)가 전송됨에 따라, 어드레스나 데이터를 수신할 때까지 대기하지 않고 특성 설정 과정을 수행한다(S111).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 특성 정보 설정 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
컨트롤러(110)의 특성 설정부(112)가 특성 설정 명령어(CMD)로서 디폴트 특성 설정 명령어(EAh)를 전송한 경우, 비휘발성 메모리 장치(120)는 특성 설정 어드레스나 특성 설정 데이터가 전송될 때까지 기다릴 필요가 없음을 인지하고, 지정된 전압 셋업 시간(tWB)이 경과하면, 레디 상태로 천이(R/Bb가 로우 인에이블)한다. 그리고, 특성 설정 시간(tFEAT) 동안 이전 동작 모드에서 레지스터(122)에 저장한 서브 특성 파라미터에 해당하는 각 어드레스의 데이터값을 자동으로 불러와 특성 설정 과정을 수행한다.
비휘발성 메모리 장치의 모드 전환시 이전 모드에서 설정되어 있는 특성 정보를 변경할 필요가 없는 경우, 디폴트 특성 설정 명령어를 이용하여 별도의 특성 설정 어드레스나 특성 설정 데이터 입력 과정 없이 즉시 특성 설정 과정을 수행할 수 있다.
이전 동작 모드의 특성 정보와 다른 특성 정보를 설정해야 하는 경우에는 도 1에서와 같이 노멀 특성 설정 명령어 및 어드레스 입력에 소요되는 시간, 데이터 로딩을 위한 어드래스 래치 인에이블 신호가 인에이블되기까지의 시간(tADL), 서브 특성 파라미터(P1, P2, P3, P4)가 입력되는 시간, 전압 셋업 시간(tWB) 및 특성 정보 설정 시간(tFEAT)이 필요하다. 하지만, 특성 정보 변경이 불필요한 경우에는 디폴트 특성 설정 명령어 입력 시간, 전압 셋업 시간(tWB) 및 특성 정보 설정 시간(tFEAT)만이 필요할 뿐이므로, 특성 정보 설정에 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있다.
결과적으로, 비휘발성 메모리 장치의 모드 전환을 고속으로 수행할 수 있음은 물론, 불필요한 제어 신호나 데이터를 전송하는 데 필요한 자원을 절약할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 비휘발성 메모리 시스템
110 : 컨트롤러
112 : 특성 설정부
120 : 비휘발성 메모리 장치
122 : 레지스터

Claims (12)

  1. 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템으로서,
    상기 컨트롤러는, 상기 비휘발성 메모리 장치의 모드 전환시 상기 비휘발성 메모리 장치의 디바이스 정보에 따라 제 1 특성 설정 명령어 또는 제 2 특성 설정 명령어를 상기 비휘발성 메모리 장치로 제공하는 비휘발성 메모리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 디바이스 정보에 따른 특성 정보 변경이 불필요한 경우 상기 비휘발성 메모리 장치로 상기 제 2 특성 설정 명령어를 전송하는 비휘발성 메모리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 디바이스 정보에 따른 특성 정보 변경이 필요한 경우 상기 비휘발성 메모리 장치로 상기 제 1 특성 설정 명령어와, 특성 설정 어드레스 및 특성 설정 데이터를 전송하는 비휘발성 메모리 시스템.
  4. 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템으로서,
    상기 컨트롤러는, 상기 비휘발성 메모리 장치의 모드 전환시 특성 정보 변경 여부에 따라, 특성 설정 어드레스와 특성 설정 데이터의 전송 여부를 결정하는 비휘발성 메모리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 특성 정보 변경이 불필요한 경우 상기 비휘발성 메모리 장치로 기 정의된 디폴트 특성 설정 명령어를 전송하는 비휘발성 메모리 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 특성 정보 변경이 필요한 경우 상기 비휘발성 메모리 장치로 기 정의된 노멀 특성 설정 명령어, 특성 설정 어드레스 및 특성 설정 데이터를 전송하는 비휘발성 메모리 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 호스트의 모드 전환 요청에 따라 상기 비휘발성 메모리 장치로부터 디바이스 정보를 수신하여 상기 특성 정보 변경 여부를 결정하는 비휘발성 메모리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 디바이스 정보에 따른 특성 정보를 관리하는 비휘발성 메모리 시스템.
  9. 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에 의해 제어되는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템의 특성 정보 설정 방법으로서,
    호스트의 모드 전환 요청에 따라 상기 컨트롤러가 상기 비휘발성 메모리 장치의 특성 정보 변경 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라, 상기 컨트롤러가 특성 설정 어드레스와 특성 설정 데이터의 전송 여부를 결정하는 단계;
    를 포함하는 특성 정보 설정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 디바이스 정보에 따른 특성 정보를 관리하며,
    상기 특성 정보 변경 여부를 판단하는 단계는, 상기 컨트롤러가 상기 비휘발성 메모리 장치로부터 디바이스 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신한 디바이스 정보에 대응하는 특성 정보를 모드 전환 전의 특성 정보와 비교하는 단계;
    인 특성 정보 설정 방법.
  11. 제 9 항에 있어서.
    상기 특성 정보 변경이 불필요한 경우, 상기 컨트롤러가 상기 비휘발성 메모리 장치로 기 정의된 디폴트 특성 설정 명령어를 전송하는 단계를 더 포함하는 특성 정보 설정 방법.
  12. 제 9 항에 있어서.
    상기 특성 정보 변경이 필요한 경우, 상기 컨트롤러가 상기 비휘발성 메모리 장치로 기 정의된 노멀 특성 설정 명령어, 특성 설정 어드레스 및 특성 설정 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 특성 정보 설정 방법.
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