KR20140066858A - 보조 기억 장치 및 그를 채용한 전자 시스템 - Google Patents

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KR20140066858A
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Abstract

본 발명은 보조 기억 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 외부 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있도록 구성된 기판; 상기 기판 상에 실장된 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치; 상기 기판 상에 실장되고 상기 비휘발성 메모리 장치를 제어하기 위한 컨트롤러 장치; 및 상기 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 외부 전원이 차단되었을 때 상기 기판에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 2차 전지를 포함하는 보조 기억 장치에 관한 것이다. 본 발명 개념의 보조 기억 장치를 이용하면 보다 저렴하면서도 부피도 작은 보조 기억 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

보조 기억 장치 및 그를 채용한 전자 시스템{Secondary memory device and electronic system employing the same}
본 발명은 보조 기억 장치 및 그를 채용한 전자 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 보다 저렴하면서도 부피도 작은 보조 기억 장치 및 그를 채용한 전자 시스템에 관한 것이다.
각종 시스템의 성능 향상 및 신뢰성 개선에 대한 요구는 계속되고 있고 이에 따라 서버 시스템 및 개인용 컴퓨터 시스템의 성능 향상과 신뢰성 개선도 계속되고 있다. 이를 위한 노력은 보조 기억 장치 분야에서도 이루어지고 있는데, 시스템에 공급되는 주 전원이 불시에 차단되는 경우 작업 중에 있던 정보를 보조 기억 장치에 기록하는 동안 전원을 공급하기 위한 수단으로서 슈퍼 커패시터가 응용되고 있었다.
본 발명 개념이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 보다 저렴하면서도 부피도 작은 보조 기억 장치를 제공하는 것이다.
본 발명 개념이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 보다 저렴하면서도 부피가 작은 보조 기억 장치를 포함하는 전자 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명 개념은 상기 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 외부 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있도록 구성된 기판; 상기 기판 상에 실장된 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치; 상기 기판 상에 실장되고 상기 비휘발성 메모리 장치를 제어하기 위한 컨트롤러 장치; 및 상기 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 외부 전원이 차단되었을 때 상기 기판에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 2차 전지를 포함하는 보조 기억 장치를 제공한다.
상기 보조 기억 장치는 상기 2차 전지의 충전을 제어하기 위한 충전 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 2차 전지는 상기 기판의 주면에 대한 수직 방향으로의 두께가 약 0.5 mm 내지 약 2 mm일 수 있다.
또한, 상기 보조 기억 장치는 상기 외부 전원의 정상 공급 여부를 감지할 수 있는 감지 장치; 및 상기 외부 전원의 공급이 비정상적으로 중단되었을 때, 상기 감지 장치로부터 신호를 받아 상기 2차 전지가 상기 기판에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 방전 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 보조 기억 장치에 있어서, 상기 기판과 상기 2차 전지는 각각 별도의 하우징 내에 수납될 수 있다. 상기 기판이 수납된 제 1 하우징과 상기 2차 전지가 수납된 제 2 하우징에 있어서, 상기 제 2 하우징이 착탈 가능하도록 상기 제 1 하우징에 결합될 수 있다. 또, 상기 제 2 하우징은 상기 2차 전지가 폭발하는 경우에 자발적으로 상기 제 1 하우징으로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 또, 상기 제 2 하우징은 상기 제 1 하우징과 요철삽입에 의하여 결합되되, 상기 제 2 하우징은 상기 2차 전지가 폭발하는 경우에 상기 요철삽입이 해소됨으로써 상기 제 1 하우징과 분리되도록 구성될 수 있다.
상기 제 2 하우징에는 공기가 출입할 수 있는 개방부가 형성되어 있을 수 있다. 또, 상기 2차 전지의 완전 충전 속도가 1분 이내일 수 있다.
상기 2차 전지와 상기 기판 사이에는 전압을 부스팅(boosting)하기 위한 장치가 개재되지 않을 수 있다.
본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 중앙 처리 장치; 상기 중앙 처리 장치에서 처리되는 데이터를 기억하기 위한 주기억 장치; 상기 중앙 처리 장치에 정보를 입력할 수 있는 입력 장치; 상기 중앙 처리 장치로부터 정보를 출력할 수 있는 출력 장치; 및 저장된 정보를 상기 중앙 처리 장치로 전달하거나 상기 중앙 처리 장치에서 출력된 정보를 저장할 수 있는 보조 기억 장치를 포함하는 전자 시스템을 제공한다. 상기 보조 기억 장치는 앞에서 설명한 보조 기억 장치들 중의 어느 하나일 수 있다.
상기 보조 기억 장치는 상기 외부 전원의 정상 공급 여부를 감지할 수 있는 감지 장치; 및 상기 외부 전원의 공급이 비정상적으로 중단되었을 때, 상기 감지 장치로부터 신호를 받아 상기 2차 전지가 상기 기판에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 방전 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전자 시스템은 상기 외부 전원의 공급이 비정상적으로 중단되었을 때, 상기 2차 전지로부터 기판에 전원이 공급되는 동안 상기 주기억 장치에 저장된 데이터가 상기 보조 기억 장치의 비휘발성 메모리 장치에 저장되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 보조 기억 장치는 상기 주기억 장치에 저장된 데이터가 모두 상기 보조 기억 장치의 비휘발성 메모리 장치에 저장된 후, 상기 2차 전지로부터의 전원 공급을 차단하도록 구성될 수 있다.
본 발명 개념의 보조 기억 장치를 이용하면 보다 저렴하면서도 부피도 작은 보조 기억 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치의 회로 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치를 개념적으로 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명 개념의 또 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 전자 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 6은 외부 전원으로부터의 전원이 비정상적으로 중단된 경우에 데이터를 보조 기억 장치에 저장하는 과정을 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
도 1은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치의 회로 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치(100)를 개념적으로 나타낸 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 보조 기억 장치(100)는 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치(111)들이 실장된 기판(101)을 갖는다. 상기 기판(101)은, 예를 들면, 인쇄회로 기판(printed circuit board, PCB) 또는 연성 인쇄회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다. 상기 기판(101)은 외부 전원(103)으로부터 전원을 공급받을 수 있도록 커넥터(150)와 같은 연결 수단을 구비할 수 있다.
상기 비휘발성 메모리 장치(111)는, 예를 들면, 플래시 메모리, 상변화 메모리(phase-change RAM, PRAM), 저항 메모리(resistive RAM, RRAM), 강유전체 메모리(ferroelectric RAM, FeRAM), 고체자기 메모리(magnetic RAM, MRAM) 등일 수 있지만 여기에 한정되지 않는다. 상기 플래시 메모리는, 예를 들면 낸드(NAND) 플래시 메모리일 수 있다. 상기 각 비휘발성 메모리 장치(111)는 하나의 반도체 다이로 이루어질 수도 있고, 여러 개의 반도체 다이들이 적층된 것일 수도 있다.
상기 기판(101)에는 상기 비휘발성 메모리 장치(111)를 제어할 수 있는 컨트롤러 장치(120)가 더 실장되어 있을 수 있다.
상기 컨트롤러 장치(120)는 웨어 레벨링(wear levelling), 오류 정정(error correction), 및/또는 불량 블록 제어(fail block control)의 기능들을 담당할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러 장치(120)는 상기 SATA 표준, PATA 표준, 또는 SCSI 표준에 따른 방식으로 외부 장치와 신호를 주고받을 수 있는 프로그램을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 SATA 표준은 소위 SATA-1 뿐만 아니라 SATA-2, SATA-3, e-SATA (external SATA) 등의 모든 SATA 계열 표준을 포괄한다. 상기 PATA 표준은 IDE (integrated drive electronics), E-IDE (enhanced-IDE) 등의 모든 IDE 계열 표준을 포괄한다. 본 출원은 국제 SATA 기구(Serial ATA International Organization)에서 2007년 2월 15일자로 발간한 시리얼 ATA 개정 2.6판(serial ATA revision 2.6)의 전체를 여기에 인용하여 포함한다.
상기 기판(101)에는 휘발성 메모리 장치(130)가 더 실장되어 있을 수 있다. 상기 휘발성 메모리 장치(130)는 예를 들면, DRAM (dynamic random access memory) 장치일 수 있다. 상기 휘발성 메모리 장치(130)는 상기 비휘발성 메모리 장치(111)와 컨트롤러 장치(120) 사이의 데이터 교환에 있어서 버퍼 역할을 수행할 수 있다.
상기 기판(101)에는 2차 전지(140)가 전기적으로 연결될 수 있다. 도 2에서는 2차 전지(140)가 기판(101)에 극히 근접되도록 도시되었는데 2차 전지(140)가 반드시 기판(101) 상에 실장될 필요는 없고 전기적으로 연결된 것으로 충분하다. 즉, 상기 2차 전지(140)는 기판(101) 상에 직접 실장될 수도 있고, 직접 실장되지는 않으면서 기판(101)에 근접하여 배치될 수도 있다. 상기 2차 전지(140)는 기판(101)과 전기적으로 연결될 수 있다. 2차 전지(140)가 기판(101) 상에 직접 실장되는 경우, 실장되는 위치는 기판(101) 내의 임의의 위치일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기판(101)의 상면, 하면, 및/또는 측면 중의 임의의 위치에 배치될 수 있다.
상기 2차 전지(140)는, 예를 들면, 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery), 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 니켈-카드뮴 전지(nickel cadmium battery), 리튬 공기 전지(lithium air battery) 등 임의의 2차 전지일 수 있다. 이와 같이 다양한 2차 전지 중 어느 하나 이상의 2차 전지가 선택될 수 있으며, 상기 기판(101) 상에는 선택된 2차 전지의 충전 및 방전을 구동하고 제어하기 위한 회로와 부품이 더 포함될 수 있다.
상기 리튬 폴리머 전지는 고분자 전해질에 유기 전해액이 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 폴리머 전지일 수도 있고, 유기 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있다.
2차 전지 셀은 일반적으로 애노드, 캐소드 및 이들 사이에 개재된 분리판을 포함할 수 있다. 상기 애노드는 애노드 기재 및 애노드 활물질을 포함하고, 상기 캐소드는 캐소드 기재 및 캐소드 활물질을 포함할 수 있다.
상기 캐소드 기재는 예를 들면 알루미늄일 수 있고 상기 캐소드 활물질은 예를 들면 LiCoO2일 수 있으나 여기에 한정되지 않고 실리콘계 재료, 주석계 재료, 알루미늄계 재료, 게르마늄계 재료 등을 포함할 수 있다.
상기 애노드 기재는 예를 들면 구리일 수 있고 상기 애노드 활물질은 흑연과 같은 탄소계 물질일 수 있다.
반도체 장치들의 경박단소화가 요구됨에 따라 보조 기억 장치(100)용으로 요구되는 2차 전지(140)의 두께도 얇을 것이 요구되고 있다. 이러한 경향에 따라, 상기 2차 전지(140)의 두께(d)는 약 3 mm 이하일 수 있고, 예를 들면 약 0.5 mm 내지 약 2 mm일 수 있다.
또한, 상기 2차 전지(140)는 약 50 mAh 이상의 용량을 가진 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 2차 전지(140)는 약 80 mAh 내지 약 2000 mAh 의 용량을 가질 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 200 mAh 내지 약 1000 mAh 의 용량을 가질 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 400 mAh 내지 약 800 mAh 의 용량을 가질 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 80 mAh 내지 약 200 mAh 의 용량을 가질 수 있다.
와트(W) 기준의 용량을 살펴보면, 상기 2차 전지(140)는 약 10W 이상의 용량을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 2차 전지(140)는 약 16W 내지 약 400W의 용량을 가질 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 40W 내지 약 200W의 용량을 가질 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 80W 내지 약 160W의 용량을 가질 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 16W 내지 약 40W의 용량을 가질 수 있다.
위의 용량을 갖는 상기 2차 전지(140)는 약 2분 이내에 완전 충전이 가능한 것일 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 1분 이내에 완전 충전이 가능한 것일 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 30초 이내에 완전 충전이 가능한 것일 수 있다.
또한, 위의 용량을 갖는 상기 2차 전지(140)는 약 2분 이상의 시간 동안 방전 전압을 유지할 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 1분 30초 이상의 시간 동안 방전 전압을 유지할 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 1분 이상의 시간 동안 방전 전압을 유지할 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)는 약 30초 이상의 시간 동안 방전 전압을 유지할 수 있다.
상기 2차 전지(140)는 충전 전압이 약 2 V 내지 약 14 V일 수 있다. 예를 들면, 상기 2차 전지(140)의 충전 전압은 약 2.5V 내지 약 12V일 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)의 충전 전압은 약 4V 내지 약 6V일 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)의 충전 전압은 약 10V 내지 약 14V일 수 있다.
상기 2차 전지(140)의 동작 온도의 범위는 약 -40℃ 내지 약 105℃일 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)의 동작 온도의 범위는 약 -20℃ 내지 약 85℃일 수 있다. 또는, 상기 2차 전지(140)의 동작 온도의 범위는 약 -150℃ 내지 약 75℃일 수 있다.
상기 2차 전지(140)는 상기 외부 전원(103)이 차단되었을 때 상기 기판(101)으로 전원을 공급할 수 있도록 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 외부 전원(103)의 정상 공급 여부를 감지할 수 있는 감지 장치(107a)를 포함할 수 있다. 상기 감지 장치(107a)는 커넥터(150)를 통해 전달되는 외부 전원(103)을 감지하다가 상기 외부 전원(103)으로부터의 전원 공급이 비정상적으로 중단되는 경우 이를 감지하여 비정상적인 전원 공급 중단에 대응되는 신호를 방전 스위치(107b)로 전송할 수 있다.
상기 방전 스위치(107b)는 상기 감지 장치(107a)에서 상기 신호를 입력받아 상기 2차 전지(140)로부터 상기 기판(101)으로 전원이 공급될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 방전 스위치(107b)는 외부 전원(103)과 기판(101) 사이의 전원 공급 판단에 따라 상기 2차 전지(140)와 기판(101) 사이의 전기적 연결을 단속할 수 있는 임의의 스위칭 장치를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 감지 장치(107a) 및 방전 스위치(107b)는 방전 컨트롤러(107)를 이룰 수 있다. 그러나, 상기 방전 컨트롤러(107)는 도 2에 나타낸 구성에 한정되지 않고 외부의 전원 공급 여부를 감지하고 그 결과에 따라 2차 전지(140)로부터 기판(101)으로 전원을 공급할 것인지의 여부를 판단하여 실행하는 임의의 장치일 수 있다.
상기 방전 컨트롤러(107)를 통하여 기판(101)에 공급된 전원은 전압 레귤레이터(109)를 통하여 상기 비휘발성 메모리 장치(111)로 공급될 수 있다.
한편, 상기 2차 전지(140)는 외부로부터의 전원 공급이 차단되면, 내부에 충전된 충전량이 시간이 경과함에 따라 감소할 수 있기 때문에 재충전할 필요가 있다. 또한, 외부 전원(103)으로부터의 전원 공급이 비정상적으로 차단되어 상기 2차 전지(140)가 이미 사용된 경우에도 상기 2차 전지(140)를 재충전할 필요가 있다.
2차 전지(140)의 이와 같은 재충전은 외부 전원(103)을 이용하여 이루어질 수 있다. 2차 전지(140)를 재충전하기 위하여 외부 전원(103)이 상기 2차 전지(140)에 직접 전원을 공급할 수 있다. 선택적으로, 도 1에서 보는 바와 같이 외부 전원(103)으로부터 2차 전지(140)로 전원을 공급하되, 이들 사이에 충전 컨트롤러(108)를 개재시켜 2차 전지(140)로의 전원 공급을 단속할 수 있다.
상기 충전 컨트롤러(108)는 외부 전원(103) 및 2차 전지(140)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 충전 컨트롤러(108)는 2차 전지(140)의 충전량을 감지하여 외부 전원(103)으로부터의 전원 공급 여부를 결정할 수 있다. 상기 충전 컨트롤러(108)는 상기 2차 전지(140)의 어느 한 전극의 전위 또는 두 전극 사이의 전위차를 측정함으로써 상기 2차 전지(140)의 충전량을 추정할 수 있다. 나아가, 상기 충전 컨트롤러(108)는 상기 2차 전지(140)의 어느 한 전극의 전위 또는 두 전극 사이의 전위차를 주기적으로 측정할 수 있다.
만일, 상기 충전 컨트롤러(108)가 상기 2차 전지(140)의 어느 한 전극의 전위 또는 두 전극 사이의 전위차를 측정한 결과 특정 수치보다 낮게 나올 경우 상기 2차 전지(140)의 충전량이 부족하다고 판단할 수 있다. 상기 판단에 따라 상기 충전 컨트롤러(108)는 상기 외부 전원(103)으로부터 공급되는 전원을 상기 2차 전지(140)로 인가할 수 있다.
반대로, 상기 충전 컨트롤러(108)가 상기 2차 전지(140)의 어느 한 전극의 전위 또는 두 전극 사이의 전위차를 측정한 결과 특정 수치보다 높거나 같게 나올 경우 상기 2차 전지(140)의 충전량이 충분하다고 판단할 수 있다. 상기 판단에 따라 상기 충전 컨트롤러(108)는 상기 외부 전원(103)으로부터 공급되는 전원이 상기 2차 전지(140)로 인가되는 것을 차단할 수 있다.
도 3은 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100)를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제 1 하우징(162) 내에 기판(101)이 수납될 수 있다. 또한, 제 2 하우징(164) 내에는 2차 전지(140)가 수납될 수 있다.
상기 제 2 하우징(164) 내에 수납된 2차 전지(140)의 전극 단자는 상기 제 2 하우징(164) 외부로 연장되어 노출된 단자(166)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 또는 상기 2차 전지(140)의 전극 단자와 상기 제 2 하우징(164) 외부로 연장되어 노출된 단자(166)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 2 하우징(164)은 상기 단자(166)가 상기 제 1 하우징(162)에 삽입됨으로써 결합될 수 있다. 상기 제 1 하우징(162)에는 상기 단자(166)가 삽입되어 수용될 수 있는 리세스부가 구비될 수 있다. 상기 리세스부 내에는 상기 단자(166)와 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있는 단자들이 구비될 수 있다.
도 3에서는 제 2 하우징(164) 측의 단자가 외부로 돌출되는 것으로 도시되었지만, 이와는 반대로 제 1 하우징(162) 측의 단자가 외부로 돌출되고 제 2 하우징(164)에 상기 단자가 삽입되어 수용될 수 있는 리세스부가 구비될 수도 있음은 통상의 기술자에 의하여 이해될 것이다.
도 3에 나타낸 제 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164) 사이의 요철 삽입에 의한 결합은 필요에 따라 분리될 수 있는 착탈식 구성일 수 있다.
2차 전지의 기술에 있어서 많은 발전이 있었지만 아직도 일부 2차 전지의 경우 전해액의 누액, 또는 2차 전지의 폭발과 같은 문제점이 완전히 해소되고 있지는 않다. 따라서, 도 3에서와 같이 기판(101)과 2차 전지(140)를 별도의 하우징 내에 수납함으로써 비휘발성 메모리 장치(111)에 저장된 정보를 전해액의 누액으로부터 보호할 수 있다.
또한, 제 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164)이 서로 착탈식이 되도록 구성함으로써 2차 전지가 폭발하더라도, 상기 제 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164)이 서로 용이하게 분리되어 요철부 삽입이 해소될 수 있고, 그 결과 상기 제 1 하우징(162) 내의 기판(101)의 손상을 최소화할 수 있다.
상기 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164) 사이의 요철 삽입에 따른 결합력은 상기 폭발력보다 약하도록 조절될 수 있다. 나아가, 상기 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164) 사이의 요철 삽입에 따른 결합력은 상기 제 1 하우징(162)이 견딜 수 있는 폭발력보다 낮도록 조절될 수 있다. 이에 따라, 폭발에 따라 z 방향으로 가해지는 폭발력에 대하여 상기 제 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164)이 서로 용이하게 분리되어 요철부 삽입이 해소될 수 있다.
도 4는 본 발명 개념의 또 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100a)를 나타낸 분해 사시도이다. 도 4는 제 2 하우징(164)의 단자(166a)가 형성된 위치와 모양에 있어서 도 3의 실시예와 차이가 있고 그 외의 사항은 동일하다. 따라서, 여기서는 간결한 설명을 위하여 중복되는 설명은 생략한다.
도 3의 보조 기억 장치(100)에서는 제 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164)이 상기 보조 기억 장치(100)의 xy 평면에 평행한 주면에 대하여 수평 방향으로 결합되었지만, 도 4의 보조 기억 장치(100a)에서는 제 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164)이 상기 보조 기억 장치(100a)의 주면에 대하여 수직 방향(z 방향)으로 결합되도록 단자(166a)가 형성될 수 있다.
여기서 보조 기억 장치(100, 100a)의 주면(main surface)이라 함은 상기 보조 기억 장치(100, 100a)의 하우징의 외측 표면을 이루는 면들 중에서 면적이 가장 넓은 면을 의미한다. 특히 도 3과 도 4에서는 각각 xy 평면이 주면일 수 있다.
도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이 제 1 하우징(162)과 제 2 하우징(164)이 상기 보조 기억 장치(100a)의 주면에 대하여 수직 방향(z 방향)으로 결합되면, 제 2 하우징(164)에 수납된 2차 전지(140)가 폭발을 하더라도 그로 인해 제 1 하우징(162)에 작용하는 폭발력은 상기 단자(166a)가 상기 제 1 하우징(162)에 결합된 힘의 정도에 불과하여 제 1 하우징(162) 및 그 내에 수납된 기판(101)이 효과적으로 보호될 수 있다.
도 4에서는 제 2 하우징(164) 측의 단자가 외부로 돌출되는 것으로 도시되었지만, 이와는 반대로 제 1 하우징(162) 측의 단자가 외부로 돌출되고 제 2 하우징(164)에 상기 단자가 삽입되어 수용될 수 있는 리세스부가 구비될 수도 있음은 통상의 기술자에 의하여 이해될 것이다.
계속하여 도 4를 참조하면, 상기 제 2 하우징(164)에는 개방부(168)가 형성될 수 있다. 상기 개방부(168)는 상기 제 2 하우징(168)의 내부로 공기가 유통할 수 있게 하기 위한 것일 수 있다 이 때, 상기 제 2 하우징(168) 내에 수납되는 2차 전지(140)는, 예를 들면, 리튬 공기 전지일 수 있다.
종래에는 슈퍼 커패시터를 백업용 전원으로 사용하였는데, 슈퍼 커패시터는 충전 전압이 낮아 부스터(booster)가 사용될 것이 요구되었다. 그러나, 위에서 살펴본 바와 같이 2차 전지를 사용하면 부스터와 같이 전압을 부스팅하기 위한 장치가 불필요하다. 부스팅에 요구되는 부품이 생략될 수 있기 때문에 전체 구성이 간단해져 더욱 저렴하고 부피가 작은 보조 기억 장치의 제조가 가능하다. 또한 2차 전지는 슈퍼 커패시터에 비하여 열적 특성도 우수하여 수명이 더 길다.
도 5는 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 전자 시스템(200)을 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하면, 상기 전자 시스템(200)은 메인보드(210), 상기 메인보드 위에 실장된 중앙 처리 장치(220), 보조 기억 장치(230), 입력 장치(240a, 240b) 및 출력 장치(250)를 포함할 수 있다. 상기 보조 기억 장치(230)는 앞서 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 보조 기억 장치들(100, 100a) 중의 어느 하나일 수 있다.
상기 입력 장치(240a, 240b)는 키보드, 마우스, 터치스크린 등일 수 있으나, 여기에 한정되지 않는다. 상기 입력 장치(240a, 240b)는 상기 중앙 처리 장치(220)에 데이터를 입력할 수 있는 장치일 수 있다. 상기 출력 장치(250)는 모니터, 프린터 등일 수 있으나, 여기에 한정되지 않는다. 상기 출력 장치(250)는 상기 중앙 처리 장치(220)로부터 데이터를 출력할 수 있는 장치일 수 있다. 상기 입력 장치 및 상기 출력 장치는 하나의 장치에 통합될 수도 있다.
상기 메인보드(210)에는 중앙 처리 장치(220), 주기억 장치(222) 등이 실장될 수 있다. 상기 주기억 장치(222)는 상기 중앙 처리 장치(220)에서 처리되는 데이터를 기억하기 위한 것으로서 예를 들면, DRAM과 같은 RAM 모듈일 수 있다. 또한, 상기 메인보드(210)는 비디오 카드, 통신 카드 등이 더 실장될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 메인보드(210)는 SATA 또는 SATA-II와 같은 통신 표준을 이용하여 상기 보조 기억 장치(230)와 정보를 교환할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 전자 시스템(200)에는 전원 공급 장치(260)가 구비되어 상기 메인보드(210) 등에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 상기 보조 기억 장치(230)의 관점에서는 상기 전원 공급 장치(260)가 외부 전원일 수 있다.
주기억 장치(222)는 전원의 공급이 중단되면 기억하고 있던 데이터가 모두 사라지기 때문에, 상기 전원 공급 장치(260)로부터 공급되는 전원이 비정상적으로 중단될 경우 주기억 장치(222)에 저장되었던 데이터를 보조 기억 장치(230)에 저장할 필요가 있다.
도 6은 외부 전원으로부터의 전원이 비정상적으로 중단된 경우에 데이터를 보조 기억 장치(230)에 저장하는 과정을 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 메인 보드(210)를 비롯한 상기 전자 시스템(200)의 부품들은 전원 공급 장치(260)로부터 전원을 공급받는다(S10). 상기 메인 보드(210) 상에 구비된 전원 감지 회로(215)는 전원 공급 장치(260)로부터 전원이 정상적으로 공급되는지를 지속적으로 또는 주기적으로 점검한다(S20).
만일 상기 전원 공급 장치(260)로부터의 전원 공급이 비정상적으로 중단된다면, 주기억 장치(222)로부터 데이터를 독출(read-out)하고(S30), 독출된 상기 데이터를 보조 기억 장치(230)에 기록한다(S40). 이 때, 상기 보조 기억 장치(230) 내의 2차 전지는 이 과정에서 활성화되어 보조 기억 장치(230) 내의 기판에 전원을 공급하고 있을 수 있다.
주기억 장치(222)의 모든 데이터가 상기 보조 기억 장치(230)에 기록된 후에는, 상기 2차 전지로부터 보조 기억 장치 내의 기판으로 공급되는 전원을 차단할 수 있다(S50). 다시 말해, 주기억 장치(222)의 모든 데이터가 상기 보조 기억 장치(230)에 기록된 후에 컨트롤러(120, 도 2 참조)는 방전 콘트롤러(107, 도 1 참조)로 하여금 상기 2차 전지(140, 도 2 참조)로부터 기판(101, 도 2 참조)으로 공급되는 전원을 차단하도록 명령을 내릴 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 전자 시스템(200)을 구성함으로써 전원이 비정상적으로 차단된 경우에도 주기억 장치(222)에 있던 데이터를 보조 기억 장치(230)로 안전하게 저장할 수 있다.
상기 전자 시스템(200)은 데스크탑 개인용 컴퓨터, 랩탑 개인용 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 PC, 포터블 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player, PMP), 길찾기 시스템(navigation system), 평면 디스플레이 텔레비전과 같은 평면 표시 장치 등일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
본 발명 개념은 반도체 산업에 유용하게 이용될 수 있다.
100, 100a: 보조 기억 장치 101: 기판
103: 외부 전원 107: 방전 컨트롤러
107a: 감지 장치 107b: 방전 스위치
108: 충전 컨트롤러 109: 전압 레귤레이터
111: 비휘발성 메모리 장치 120: 컨트롤러 장치
130: 휘발성 메모리 장치 140: 2차 전지
150: 커넥터 162: 제 1 하우징
164: 제 2 하우징 166, 166a: 단자
200: 전자 시스템 210: 메인 보드
215: 전원 감지 회로 220: 중앙 처리 장치
222: 주기억 장치 230: 보조 기억 장치
240a, 240b: 입력 장치 250: 출력 장치
260: 전원 공급 장치

Claims (10)

  1. 외부 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있도록 구성된 기판;
    상기 기판 상에 실장된 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치;
    상기 기판 상에 실장되고 상기 비휘발성 메모리 장치를 제어하기 위한 컨트롤러 장치; 및
    상기 기판과 전기적으로 연결되고, 상기 외부 전원이 차단되었을 때 상기 기판에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 2차 전지;
    를 포함하는 보조 기억 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 전지의 충전을 제어하기 위한 충전 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 주면에 대한 수직 방향으로의 상기 2차 전지의 두께가 0.5 mm 내지 2 mm인 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 전원의 정상 공급 여부를 감지할 수 있는 감지 장치; 및
    상기 외부 전원의 공급이 비정상적으로 중단되었을 때, 상기 감지 장치로부터 신호를 받아 상기 2차 전지가 상기 기판에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 방전 스위치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 2차 전지가 각각 별도의 하우징 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판이 수납된 제 1 하우징과 상기 2차 전지가 수납된 제 2 하우징에 있어서,
    상기 제 2 하우징이 착탈 가능하도록 상기 제 1 하우징에 결합되는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 하우징은 상기 제 1 하우징과 요철삽입에 의하여 결합되되, 상기 제 2 하우징은 상기 2차 전지가 폭발하는 경우에 상기 요철삽입이 해소됨으로써 상기 제 1 하우징과 분리되도록 구성된 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 전지의 충전 속도가 1분 이내인 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  9. 중앙 처리 장치;
    상기 중앙 처리 장치에서 처리되는 데이터를 기억하기 위한 주기억 장치;
    상기 중앙 처리 장치에 정보를 입력할 수 있는 입력 장치;
    상기 중앙 처리 장치로부터 정보를 출력할 수 있는 출력 장치; 및
    저장된 정보를 상기 중앙 처리 장치로 전달하거나 상기 중앙 처리 장치에서 출력된 정보를 저장할 수 있는 제 1 항의 보조 기억 장치;
    를 포함하는 전자 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 외부 전원의 공급이 비정상적으로 중단되었을 때, 상기 2차 전지로부터 기판에 전원이 공급되는 동안 상기 주기억 장치에 저장된 데이터가 상기 보조 기억 장치의 비휘발성 메모리 장치에 저장되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 시스템.
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