KR20140080948A - 데이터 저장 장치의 동작 방법 - Google Patents

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KR20140080948A KR1020120150168A KR20120150168A KR20140080948A KR 20140080948 A KR20140080948 A KR 20140080948A KR 1020120150168 A KR1020120150168 A KR 1020120150168A KR 20120150168 A KR20120150168 A KR 20120150168A KR 20140080948 A KR20140080948 A KR 20140080948A
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Abstract

본 기술은 데이터 저장 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 저장 장치에 저장된 부트 코드 또는 데이터 저장 장치의 펌웨어를 업그레이드하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작 방법은, 데이터 저장 장치의 펌웨어 업그레이드를 요청하는 명령을 호스트 장치로부터 수신하는 단계; 상기 명령에 응답하여 재부팅 동작을 수행하는 단계; 상기 재부팅 동작이 수행된 이후에, 펌웨어를 업그레이드 코드를 동작 메모리 장치에 로딩하고, 구동하는 단계; 새로운 펌웨어를 상기 호스트 장치로부터 수신하는 단계; 및 상기 펌웨어 업그레이드 코드에 따라 기존의 펌웨어를 상기 수신된 새로운 펌웨로 업그레이드하는 단계를 포함한다.

Description

데이터 저장 장치의 동작 방법{OPERATING METHOD FOR DATA STORAGE DEVICE}
본 발명은 데이터 저장 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 저장 장치에 저장된 부트 코드 또는 데이터 저장 장치의 펌웨어를 업그레이드하는 방법에 관한 것이다.
최근 컴퓨터 환경에 대한 패러다임(paradigm)이 언제, 어디서나 컴퓨터 시스템을 사용할 수 있도록 하는 유비쿼터스 컴퓨팅(ubiquitous computing)으로 전환되고 있다. 이로 인해 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터 등과 같은 휴대용 사용자 장치의 사용이 급증하고 있다. 이와 같은 휴대용 사용자 장치는 일반적으로 메모리 장치를 이용하는 데이터 저장 장치를 사용한다. 데이터 저장 장치는 휴대용 사용자 장치의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용된다.
메모리 장치를 이용한 데이터 저장 장치는 기계적인 구동부가 없어서 안정성 및 내구성이 뛰어나며 정보의 액세스 속도가 매우 빠르고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 갖는 데이터 저장 장치는 USB(Universal Serial Bus) 메모리 장치, 다양한 인터페이스를 갖는 메모리 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive, 이하, SSD라 칭함)를 포함한다.
데이터 저장 장치를 저장 매체로 사용하는 사용자 장치들(예를 들면, 휴대용 전자 장치, 데이터 처리 시스템, 컴퓨터 시스템 등)에 있어서, 사용자 장치의 부트 코드는 데이터 저장 장치에 저장된다. 사용자 장치는, 부팅(booting) 동작 시, 또는 사용자 장치의 파워-업 시에 데이터 저장 장치에 저장된 부트 코드를 액세스한다. 이러한 부트 코드는 필요에 따라서 업그레이드될 수 있다.
한편, 데이터 저장 장치는 사용자 장치의 요청에 따라 데이터를 처리하도록 구성된다. 데이터 저장 장치는 장치의 구동 및 기능 수행과 관련된 펌웨어(firmware)에 따라 동작하도록 구성된다. 데이터 저장 장치의 펌웨어 역시 필요에 따라서 업그레이드될 수 있다.
데이터 저장 장치에 저장된 사용자 장치의 부트 코드, 또는 데이터 저장 장치의 펌웨어를 업그레이드하기 위해서는 데이터 저장 장치의 하드웨어 측면의 리소스(resource)와 소프트웨어 측면의 리소스가 소모된다. 데이터 저장 장치에 저장된 사용자 장치의 부트 코드, 또는 데이터 저장 장치의 펌웨어 업그레이드에 소모되는 리소스를 줄일 수 있다면, 데이터 저장 장치의 성능이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 데이터 저장 장치에 저장된 사용자 장치의 부트 코드, 또는 데이터 저장 장치의 펌웨어 업그레이드에 사용되는 리소스를 최소화할 수 있는 데이터 저장 장치의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작 방법은, 데이터 저장 장치의 펌웨어 업그레이드를 요청하는 명령을 호스트 장치로부터 수신하는 단계; 상기 명령에 응답하여 재부팅 동작을 수행하는 단계; 상기 재부팅 동작이 수행된 이후에, 펌웨어를 업그레이드 코드를 동작 메모리 장치에 로딩하고, 구동하는 단계; 새로운 펌웨어를 상기 호스트 장치로부터 수신하는 단계; 및 상기 펌웨어 업그레이드 코드에 따라 기존의 펌웨어를 상기 수신된 새로운 펌웨로 업그레이드하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작 방법은, 호스트 장치의 부팅 동작에 사용되는 부트 코드의 업그레이드를 요청하는 명령을 상기 호스트 장치로부터 수신하는 단계; 상기 명령에 응답하여 재부팅 동작을 수행하는 단계; 상기 재부팅 동작이 수행된 이후에, 부트 코드 업그레이드 코드를 동작 메모리 장치에 로딩하고, 구동하는 단계; 새로운 부트 코드를 상기 호스트 장치로부터 수신하는 단계; 및 상기 부트 코드 업그레이드 코드에 따라 기존의 부트 코드를 상기 수신된 새로운 부트 코드로 업그레이드하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 데이터 저장 장치에 저장된 사용자 장치의 부트 코드, 또는 데이터 저장 장치의 펌웨어 업그레이드에 사용되는 리소스를 최소화시킬 수 있기 때문에, 데이터 저장 장치의 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 사용자 장치를 예시적으로 보여주는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 보여주는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 카드를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 메모리 카드의 내부 구성 및 호스트 장치와의 연결 관계를 예시적으로 보여주는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 예시적으로 보여주는 블럭도이다.
도 8는 도 7에 도시된 SSD 컨트롤러를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치가 장착되는 컴퓨터 시스템을 예시적으로 보여주는 블럭도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나. 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
본 명세서에서 ‘및/또는’이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, ‘연결되는/결합되는’이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해서 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 ‘포함한다’ 또는 ‘포함하는’으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 사용자 장치를 예시적으로 보여주는 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 사용자 장치(100)는 호스트 장치(110) 및 데이터 저장 장치(120)를 포함한다.
호스트 장치(110)는, 예를 들면, 휴대폰, MP3 플레이어 등과 같은 휴대용 전자 장치들 또는 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 게임기, TV, 빔 프로젝터 등과 같은 전자 장치들을 포함한다.
데이터 저장 장치(120)는 컨트롤러(130) 및 불휘발성 메모리 장치(140)를 포함한다. 컨트롤러(130)와 불휘발성 메모리 장치(140)는 다양한 인터페이스를 통해 호스트 장치(110)와 연결되는 메모리 장치로 구성될 수 있다. 또는 컨트롤러(130)와 불휘발성 메모리 장치(140)는 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive: SSD)로 구성될 수 있다.
데이터 저장 장치(120)는 호스트 장치(110)의 요청에 응답하여 동작하도록 구성된다. 데이터 저장 장치(120)는 호스트 장치(110)로부터 제공되는 데이터를 저장하도록 구성된다. 데이터 저장 장치(120)는 저장된 데이터를 호스트 장치(110)로 제공하도록 구성된다. 예시적으로, 데이터 저장 장치(120)는 호스트 장치(110)로 부트 코드를 제공하도록 구성된다. 즉, 데이터 저장 장치(120)는 호스트 장치(110)의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용될 수 있다. 다른 예로서, 컨트롤러(130)는 호스트 장치(110)로부터의 요청에 응답하여 불휘발성 메모리 장치(140)에 저장된 펌웨어를 업그레이드하도록 구성된다. 다른 예로서, 컨트롤러(130)는 호스트 장치(110)로부터의 요청에 응답하여 불휘발성 메모리 장치(140)에 저장된 부트 코드를 업그레이드하도록 구성된다.
컨트롤러(130)는 호스트 장치(110)로부터의 요청에 응답하여 불휘발성 메모리 장치(140)를 제어하도록 구성된다. 즉, 컨트롤러(130)는 데이터 저장 매체(140)의 읽기, 프로그램(또는, 쓰기) 및 소거 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(130)의 제어에 의해서, 호스트 장치(110)로부터 제공된 데이터는 불휘발성 메모리 장치(140)에 저장된다. 컨트롤러(130)의 제어에 의해서, 불휘발성 메모리 장치(140)로부터 독출된 데이터는 호스트 장치(110)로 제공된다.
불휘발성 메모리 장치(140)에는 데이터 저장 장치(120)의 기능 수행 및 구동에 필요한 펌웨어가 저장된다. 데이터 저장 장치(120)의 부팅 동작 시, 불휘발성 메모리 장치(140)에 저장된 펌웨어는 랜덤 액세스 메모리(RAM, 131), 즉, 동작 메모리 장치에 로딩된다. 로딩된 펌웨어는 컨트롤러(130)를 통해서 구동된다.
불휘발성 메모리 장치(140)에는 호스트 장치(110)의 부팅 동작에 필요한 부트 코드가 저장된다. 호스트 장치(110)의 부팅 동작 시, 불휘발성 메모리 장치(140)에 저장된 부트 코드는 호스트 장치(110)로 전송된다. 호스트 장치(110)는 부트 코드에 근거하여 초기화 동작을 수행한다.
앞서 설명된 바와 같이, 컨트롤러(130)는 불휘발성 메모리 장치(140)에 저장된 펌웨어 또는 부트 코드를 업그레이드하도록 구성된다. 즉, 데이터 저장 장치(120)의 펌웨어는, 데이터 저장 장치(120)의 펌웨어를 업그레이드하기 위한 기능과, 호스트 장치(110)의 부트 코드를 업그레이드하기 위한 기능을 포함한다. 데이터 저장 장치(120)의 펌웨어를 업그레이드하기 위한 펌웨어의 기능은 펌웨어 업그레이드 코드로 구현된다. 또한, 호스트 장치(110)의 부트 코드를 업그레이드하기 위한 펌웨어의 기능은 부트 코드 업그레이드 코드로 구현된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 데이터 저장 장치(120)가 일반적인 동작(예를 들면, 읽기 동작, 쓰기 동작 등)을 수행할 때에는 펌웨어 업그레이드 코드와 부트 코드 업그레이드 코드는 동작 메모리 장치(131)에 로딩되지 않는다. 즉, 호스트 장치(110)로부터 펌웨어 업그레이드 요청이 있을 때, 펌웨어 업그레이드 코드는 동작 메모리 장치(131)에 로딩된다. 그리고 호스트 장치(110)로부터 부트 코드 업그레이드 요청이 있을 때, 부트 코드 업그레이드 코드는 동작 메모리 장치(131)에 로딩된다. 따라서, 데이터 저장 장치(120)가 일반적인 동작을 수행할 때, 펌웨어 업그레이드 또는 부트 코드 업그레이드를 위해 소모되는 리소스(예를 들면, 동작 메모리 장치(131)의 저장 영역)는 줄어들 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치에 저장된 부트 코드 또는 펌웨어를 업그레이드하는 방법이 도 2 및 도 3을 통해서 상세히 설명될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 호스트 장치(110)와 데이터 저장 장치(120) 간에 명령 또는 데이터가 전송되는 과정, 그리고 데이터 저장 장치(120)의 동작 과정이 시간의 흐름에 따라 도시되어 있다. 도 2에 있어서, 데이터 저장 장치(120)의 펌웨어를 업그레이드하기 위한 과정과, 호스트 장치(110)의 부트 코드를 업그레이드하기 위한 과정은 동일하게 진행될 수 있다. 다만, 업그레이드되는 대상에 있어서 차이점이 있다. 설명의 간략화를 위해서, 데이터 저장 장치(120)의 펌웨어가 업그레이드되는 과정이 예시적으로 설명된다.
호스트 장치(110)는 펌웨어 업그레이드를 요청하는 명령을 데이터 저장 장치(120)로 전송한다(절차 ①). 데이터 저장 장치(120)는 전송된 명령에 응답하여 펌웨어 업그레이드 설정 정보를 저장한다(절차 ②). 펌웨어 업그레이드 설정 정보는 이후의 과정에서 참조되는 정보로서, 불휘발성 메모리 장치(도 1의 140)에 저장될 수 있다.
데이터 저장 장치(120)는 제공된 명령에 응답하여 재부팅 동작을 수행한다(절차 ③). 예를 들면, 데이터 저장 장치(120)는 파워-업 과정 또는 리셋 과정을 수행한다. 리셋 과정을 통해서 데이터 저장 장치(120)의 펌웨어가 초기화되고, 데이터 저장 장치(120)는 재부팅이 수행된 것과 동일한 상태로 진입할 수 있다.
데이터 저장 장치(120)는 재부팅된 이후에, 불휘발성 메모리 장치(140)에 저장된 펌웨어 업그레이드 설정 정보를 체크한다(절차 ④). 펌웨어 업그레이드 설정 정보가 저장되어 있으면, 즉, 펌웨어 업그레이드 동작이 수행되어야 하는 것으로 판단되면, 데이터 저장 장치(120)는 펌웨어 업그레이드 코드를 로딩한다(절차 ⑤). 다시 말해서, 호스트 장치(110)로부터 펌웨어 업그레이드가 요청된 이후에야 비로소, 데이터 저장 장치(120)는 재부팅 과정(예를 들면, 파워-업 과정 또는 리셋 과정)을 통해 업그레이드 동작에 필요한 펌웨어의 코드를 동작 메모리 장치(도 1의 131)에 로딩하고, 구동한다.
데이터 저장 장치(120)는 펌웨어 업그레이드가 준비되었음을 호스트 장치(110)로 알린다(절차 ⑥). 호스트 장치(110)는 새로운 펌웨어를 데이터 저장 장치(120)로 전송한다(절차 ⑦). 데이터 저장 장치(120)는 전송된 새로운 펌웨어로 기존의 펌웨어를 업그레이드한다(절차 ⑧). 펌웨어가 업그레이드된 이후에, 데이터 저장 장치(120)는 재부팅 동작을 수행한다(절차 ⑨). 예를 들면, 데이터 저장 장치(120)는 파워-업 과정 또는 리셋 과정을 수행한다. 이러한 과정을 통해, 펌웨어는 업그레이드되고, 펌웨어 업그레이드 코드를 제외한 나머지 펌웨어 코드가 동작 메모리 장치(131)에 로딩된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 동작 과정을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 호스트 장치(110)와 데이터 저장 장치(120) 간에 명령 또는 데이터가 전송되는 과정, 그리고 데이터 저장 장치(120)의 동작 과정이 시간의 흐름에 따라 도시되어 있다. 도 3에 있어서, 데이터 저장 장치(120)의 펌웨어를 업그레이드하기 위한 과정과, 호스트 장치(110)의 부트 코드를 업그레이드하기 위한 과정은 동일하게 진행될 수 있다. 다만, 업그레이드되는 대상에 있어서 차이점이 있다. 설명의 간략화를 위해서, 호스트 장치(110)의 부트 코드가 업그레이드되는 과정이 예시적으로 설명된다.
호스트 장치(110)는 부트 코드 업그레이드를 요청하는 명령을 데이터 저장 장치(120)로 전송한다(절차 ①). 데이터 저장 장치(120)는 전송된 명령에 응답하여 재부팅 동작을 수행한다(절차 ②). 예를 들면, 데이터 저장 장치(120)는 파워-업 과정 또는 리셋 과정을 수행한다. 리셋 과정을 통해서 데이터 저장 장치(120)의 펌웨어가 초기화되고, 데이터 저장 장치(120)는 재부팅이 수행된 것과 동일한 상태로 진입할 수 있다.
재부팅 동작이 수행된 이후에, 데이터 저장 장치(120)는 부트 코드 업그레이드 코드를 로딩한다(절차 ③). 다시 말해서, 호스트 장치(110)로부터 부트 코드 업그레이드가 요청된 이후에야 비로서, 데이터 저장 장치(120)는 재부팅 과정(예를 들면, 파워-업 과정 또는 리셋 과정)을 통해 업그레이드 동작에 필요한 펌웨어의 코드를 동작 메모리 장치(도 1의 131)에 로딩하고, 구동한다.
데이터 저장 장치(120)는 부트 코드 업그레이드가 준비되었음을 호스트 장치(110)로 알린다(절차 ④). 호스트 장치(110)는 새로운 부트 코드를 데이터 저장 장치(120)로 전송한다(절차 ⑤). 데이터 저장 장치(120)는 전송된 새로운 부트 코드로 기존의 부트 코드를 업그레이드한다(절차 ⑥). 부트 코드가 업그레이드된 이후에, 데이터 저장 장치(120)는 재부팅 동작을 수행한다(절차 ⑦). 예를 들면, 데이터 저장 장치(120)는 파워-업 과정 또는 리셋 과정을 수행한다. 이러한 과정을 통해, 부트 코드는 업그레이드되고, 부트 코드 업그레이드 코드를 제외한 나머지 펌웨어 코드가 동작 메모리 장치(131)에 로딩된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 데이터 저장 장치를 포함하는 데이터 처리 시스템을 예시적으로 보여주는 블럭도이다. 도 4를 참조하면, 데이터 처리 시스템(1000)은 호스트 장치(1100)와 데이터 저장 장치(1200)를 포함한다. 데이터 저장 장치(1200)는 컨트롤러(1210) 및 데이터 저장 매체(1220)를 포함한다. 데이터 저장 장치(1200)는 데스크톱 컴퓨터, 노트북, 디지털 카메라, 휴대폰, MP3 플레이어, 게임기 등과 같은 호스트 장치(1100)에 접속되어 사용될 수 있다. 데이터 저장 장치(1200)는 메모리 시스템이라고도 불린다.
컨트롤러(1210)는 호스트 장치(1100) 및 데이터 저장 매체(1220)에 연결된다. 컨트롤러(1210)는 호스트 장치(1100)로부터의 요청에 응답하여 데이터 저장 매체(1220)를 액세스하도록 구성된다. 예를 들면, 컨트롤러(1210)는 데이터 저장 매체(1220)의 읽기, 프로그램 또는 소거 동작을 제어하도록 구성된다. 컨트롤러(1210)는 데이터 저장 매체(1220)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구성된다. 컨트롤러(1210)는 본 발명의 실시 예에 따른 펌웨어 업그레이드 동작 또는 부트 코드 업그레이드 동작을 수행할 것이다. 따라서, 데이터 저장 장치(1200)의 성능이 향상될 수 있다.
컨트롤러(1210)는 호스트 인터페이스(1211), 중앙 처리 장치(1212), 메모리 인터페이스(1213), 램(1214) 및 에러 정정 코드 유닛(1215)과 같은 잘 알려진 구성 요소들을 포함할 수 있다.
중앙 처리 장치(1212)는 호스트 장치의 요청에 응답하여 컨트롤러(1210)의 제반 동작을 제어하도록 구성된다. 램(1214)은 중앙 처리 장치(1212)의 동작 메모리(working memory)로써 이용될 수 있다. 램(1214)은 데이터 저장 매체(1220)로부터 읽혀진 데이터 또는 호스트 장치(1100)로부터 제공된 데이터를 임시로 저장할 수 있다.
호스트 인터페이스(1211)는 호스트 장치(1100)와 컨트롤러(1210)를 인터페이싱하도록 구성된다. 예를 들면, 호스트 인터페이스(1211)는 USB(Universal Serial Bus) 프로토콜, MMC(Multimedia Card) 프로토콜, PCI(Peripheral Component Interconnection) 프로토콜, PCI-E(PCI-Express) 프로토콜, PATA(Parallel Advanced Technology Attachment) 프로토콜, SATA(Serial ATA) 프로토콜, SCSI(Small Computer System Interface) 프로토콜, SAS(Serial SCSI), 그리고 IDE(Integrated Drive Electronics) 프로토콜 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 하나를 통해 호스트 장치(1100)와 통신하도록 구성될 수 있다.
메모리 인터페이스(1213)는 컨트롤러(1210)와 데이터 저장 매체(1220)를 인터페이싱하도록 구성된다. 메모리 인터페이스(1213)는 데이터 저장 매체(1220)에 커맨드 및 어드레스를 제공하도록 구성된다. 그리고 메모리 인터페이스(1213)는 데이터 저장 매체(1220)와 데이터를 주고 받도록 구성된다.
에러 정정 코드 유닛(1215)은 데이터 저장 매체(1220)로부터 읽어진 데이터의 오류를 검출하도록 구성된다. 그리고 에러 정정 코드 유닛(1215)은 검출된 에러가 정정 범위 내이면, 검출된 오류를 정정하도록 구성된다. 한편, 에러 정정 코드 유닛(1215)은 메모리 시스템(1000)에 따라 컨트롤러(1210) 내에 구비되거나 밖에 구비될 수 있다.
컨트롤러(1210) 및 데이터 저장 매체(1220)는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive: SSD)로 구성될 수 있다.
다른 예로서, 컨트롤러(1210) 및 데이터 저장 매체(1220)는 하나의 반도체 장치로 집적되어, 메모리 카드로 구성될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1210) 및 데이터 저장 매체(1220)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 PCMCIA(personal computer memory card international association) 카드, CF(compact flash) 카드, 스마트 미디어(smart media) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 멀티 미디어(multi media) 카드(MMC, RS-MMC, MMC-micro), SD(secure digital) 카드(SD, Mini-SD, Micro-SD), UFS(niversal flash storage) 등으로 구성될 수 있다.
다른 예로서, 컨트롤러(1210) 또는 데이터 저장 매체(1220)는 다양한 형태들의 패키지(package)로 실장될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(1200) 또는 데이터 저장 매체(1900)는 POP(package on package), ball grid arrays(BGAs), chip scale packages(CSPs), plastic leaded chip carrier(PLCC), plastic dual in-line package(PDIP), die in waffle pack, die in wafer form, chip on board(COB), ceramic dual in-line package(CERDIP), plastic metric quad flat package(MQFP), thin quad flat package(TQFP), small outline IC(SOIC), shrink small outline package(SSOP), thin small outline package(TSOP), thin quad flat package(TQFP), system in package(SIP), multi chip package(MCP), wafer-level fabricated package(WFP), wafer-level processed stack package(WSP) 등과 같은 방식으로 패키지되어 실장될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 카드를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5는 메모리 카드 중에서 SD(secure digital) 카드의 외형을 보여준다.
도 5를 참조하면, SD 카드는 1개의 커맨드 핀(예를 들면, 2번 핀), 1개의 클럭 핀(예를 들면, 5번 핀), 4개의 데이터 핀(예를 들면, 1, 7, 8, 9번 핀), 그리고 3개의 전원 핀(예를 들면, 3, 4, 6번 핀)을 포함한다.
커맨드 핀(2번 핀)을 통해 커맨드 및 응답 신호(response signal)가 전달된다. 일반적으로, 커맨드는 호스트 장치로부터 SD 카드로 전송되고, 응답 신호는 SD 카드로부터 호스트 장치로 전송된다.
데이터 핀(1, 7, 8, 9번 핀)은 호스트 장치로부터 전송되는 데이터를 수신하기 위한 수신(Rx) 핀들과 호스트 장치로 데이터를 전송하기 위한 송신(Tx) 핀들로 구분된다. 수신(Rx) 핀들과 송신(Tx) 핀들 각각은 차동 신호를 전송하기 위해서 쌍으로 구비된다.
도 6은 도 5에 도시된 메모리 카드의 내부 구성 및 호스트 장치와의 연결 관계를 예시적으로 보여주는 블럭도이다. 도 6을 참조하면, 데이터 처리 시스템(2000)은 호스트 장치(2100)와 메모리 카드(2200)를 포함한다.
호스트 장치(2100)는 호스트 컨트롤러(2110) 및 호스트 접속 유닛(2120)을 포함한다. 메모리 카드(2200)는 카드 접속 유닛(2210), 카드 컨트롤러(2220), 그리고 메모리 장치(2230)를 포함한다. 카드 컨트롤러(2220)는 본 발명의 실시 예에 따른 펌웨어 업그레이드 동작 또는 부트 코드 업그레이드 동작을 수행할 것이다. 따라서, 메모리 카드(2200)의 성능이 향상될 수 있다.
호스트 접속 유닛(2120) 및 카드 접속 유닛(2210)은 복수의 핀들로 구성된다. 이러한 핀들은 커맨드 핀, 클럭 핀, 데이터 핀, 전원 핀을 포함한다. 핀의 수는 메모리 카드(2200)의 종류에 따라 달라진다.
호스트 장치(2100)는 메모리 카드(2200)에 데이터를 저장하거나, 메모리 카드(2200)에 저장된 데이터를 읽는다.
호스트 컨트롤러(2110)는 쓰기 커맨드(CMD), 호스트 장치(2100) 내의 클럭 발생기(도시되지 않음)로부터 발생된 클럭 신호(CLK), 그리고 데이터(DATA)를 호스트 접속 유닛(2120)을 통해서 메모리 카드(2200)로 전송한다. 카드 컨트롤러(2220)는 카드 접속 유닛(2210)을 통해서 수신된 쓰기 커맨드에 응답하여 동작한다. 카드 컨트롤러(2220)는 수신된 클럭 신호(CLK)에 따라 카드 컨트롤러(2220) 내의 클럭 발생기(도시되지 않음)로부터 발생된 클럭 신호를 이용하여 수신된 데이터(DATA)를 메모리 장치(2230)에 저장한다.
호스트 컨트롤러(2110)는 읽기 커맨드(CMD), 호스트 장치(2100) 내의 클럭 발생기(도시되지 않음)로부터 발생된 클럭 신호(CLK)를 호스트 접속 유닛(2120)을 통해서 메모리 카드(2200)로 전송한다. 카드 컨트롤러(2220)는 카드 접속 유닛(2210)을 통해서 수신된 읽기 커맨드에 응답하여 동작한다. 카드 컨트롤러(2220)는 수신된 클럭 신호(CLK)에 따라 카드 컨트롤러(2220) 내의 클럭 발생기(도시되지 않음)로부터 발생된 클럭 신호를 이용하여 메모리 장치(2230)로부터 데이터를 읽고, 읽은 데이터를 호스트 컨트롤러(2110)로 전송한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 예시적으로 보여주는 블럭도이다. 도 7을 참조하면, 데이터 처리 시스템(3000)은 호스트 장치(3100)와 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive, 이하, SSD라 칭함, 3200)를 포함한다.
SSD(3200)는 SSD 컨트롤러(3210), 버퍼 메모리 장치(3220), 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n), 전원 공급기(3240), 신호 커넥터(3250), 전원 커넥터(3260)를 포함한다.
SSD(3200)는 호스트 장치(3100)의 요청에 응답하여 동작한다. 즉, SSD 컨트롤러(3210)는 호스트 장치(3100)로부터의 요청에 응답하여 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)을 액세스하도록 구성된다. 예를 들면, SSD 컨트롤러(3210)는 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)의 읽기, 프로그램 그리고 소거 동작을 제어하도록 구성된다. 또한, SSD 컨트롤러(3210)는 본 발명의 실시 예에 따른 펌웨어 업그레이드 동작 또는 부트 코드 업그레이드 동작을 수행할 것이다. 따라서, 데이터 저장 장치(1200)의 성능이 향상될 수 있다.
버퍼 메모리 장치(3220)는 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)에 저장될 데이터를 임시 저장하도록 구성된다. 또한, 버퍼 메모리 장치(3220)는 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)로부터 읽혀진 데이터를 임시 저장하도록 구성된다. 버퍼 메모리 장치(3220)에 임시 저장된 데이터는 SSD 컨트롤러(3210)의 제어에 따라 호스트 장치(3100) 또는 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)로 전송된다.
불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)은 SSD(3200)의 저장 매체로써 사용된다. 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n) 각각은 복수의 채널들(CH1~CHn)을 통해 SSD 컨트롤러(3210)와 연결된다. 하나의 채널에는 하나 또는 그 이상의 불휘발성 메모리 장치가 연결될 수 있다. 하나의 채널에 연결되는 불휘발성 메모리 장치들은 동일한 신호 버스 및 데이터 버스에 연결될 것이다.
전원 공급기(3240)는 전원 커넥터(3260)를 통해 입력된 전원(PWR)을 SSD(3200) 내부에 제공하도록 구성된다. 전원 공급기(3240)는 보조 전원 공급기(3241)를 포함한다. 보조 전원 공급기(3241)는 서든 파워 오프(sudden power off)가 발생되는 경우, SSD(3200)가 정상적으로 종료될 수 있도록 전원을 공급하도록 구성된다. 보조 전원 공급기(3241)는 전원(PWR)을 충전할 수 있는 슈퍼 캐패시터들(super capacitors)을 포함할 수 있다.
SSD 컨트롤러(3210)는 신호 커넥터(3250)를 통해서 호스트 장치(3100)와 신호(SGL)를 주고 받는다. 여기에서, 신호(SGL)는 커맨드, 어드레스, 데이터 등이 포함될 것이다. 신호 커넥터(3250)는 호스트 장치(3100)와 SSD(3200)의 인터페이스 방식에 따라 PATA(Parallel Advanced Technology Attachment), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), SAS(Serial SCSI) 등의 커넥터로 구성될 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 SSD 컨트롤러를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 8을 참조하면, SSD 컨트롤러(3210)는 메모리 인터페이스(3211), 호스트 인터페이스(3212), ECC 유닛(3213), 중앙 처리 장치(3214), 그리고 램(3215)을 포함한다.
메모리 인터페이스(3211)는 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)에 커맨드 및 어드레스를 제공하도록 구성된다. 그리고 메모리 인터페이스(3211)는 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)과 데이터를 주고 받도록 구성된다. 메모리 인터페이스(3211)는 중앙 처리 장치(3214)의 제어에 따라 버퍼 메모리 장치(3220)로부터 전달된 데이터를 각각의 채널들(CH1~CHn)로 스캐터링(Scattering)할 수 있다. 그리고 메모리 인터페이스(3211)는 중앙 처리 장치(3214)의 제어에 따라 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)로부터 읽혀진 데이터를 버퍼 메모리 장치(3220)로 전달한다.
호스트 인터페이스(3212)는 호스트 장치(3100)의 프로토콜에 대응하여 SSD(3200)와의 인터페이싱을 제공하도록 구성된다. 예를 들면, 호스트 인터페이스(3212)는 PATA(Parallel Advanced Technology Attachment), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), SAS(Serial SCSI) 프로토콜들 중 어느 하나를 통해 호스트 장치(3100)와 통신하도록 구성될 수 있다. 또한, 호스트 인터페이스(3212)는 호스트 장치(3100)가 SSD(3200)를 하드 디스크 드라이브(HDD)로 인식하도록 지원하는 디스크 에뮬레이션(Disk Emulation) 기능을 수행할 수 있다.
ECC 유닛(3213)은 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)로 전송되는 데이터에 근거하여 패러티 비트를 생성하도록 구성된다. 생성된 패러티 비트는 불휘발성 메모리(3231~323n)의 스페어 영역(spare area)에 저장될 수 있다. ECC 유닛(3213)은 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)로부터 읽혀진 데이터의 에러를 검출하도록 구성된다. 만약, 검출된 에러가 정정 범위 내이면, 검출된 에러를 정정하도록 구성된다.
중앙 처리 장치(3214)는 호스트 장치(3100)로부터 입력된 신호(SGL)를 분석하고 처리하도록 구성된다. 중앙 처리 장치(3214)는 호스트 장치(3100)의 요청에 응답하여 SSD 컨트롤러(3210)의 제반 동작을 제어한다. 중앙 처리 장치(3214)는 SSD(3200)를 구동하기 위한 펌웨어에 따라서 버퍼 메모리 장치(3220) 및 불휘발성 메모리 장치들(3231~323n)의 동작을 제어한다. 램(3215)은 이러한 펌웨어를 구동하기 위한 동작 메모리 장치(working memory device)로써 사용된다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 저장 장치가 장착되는 컴퓨터 시스템을 예시적으로 보여주는 블럭도이다. 도 9를 참조하면, 컴퓨터 시스템(4000)은 시스템 버스(4700)에 전기적으로 연결되는 네트워크 어댑터(4100), 중앙 처리 장치(4200), 데이터 저장 장치(4300), 램(4400), 롬(4500) 그리고 사용자 인터페이스(4600)를 포함한다. 여기에서, 데이터 저장 장치(4300)는 도 1에 도시된 데이터 저장 장치(120), 도 4에 도시된 데이터 저장 장치(1200), 또는 도 7에 도시된 SSD(3200)로 구성될 수 있다.
네트워크 어댑터(4100)는 컴퓨터 시스템(4000)과 외부의 네트워크들 사이의 인터페이싱을 제공한다. 중앙 처리 장치(4200)는 램(4400)에 상주하는 운영 체제(Operating System)나 응용 프로그램(Application Program)을 구동하기 위한 제반 연산 처리를 수행한다.
데이터 저장 장치(4300)는 컴퓨터 시스템(4000)에서 필요한 제반 데이터를 저장한다. 예를 들면, 컴퓨터 시스템(4000)을 구동하기 위한 운영 체제(Operating System), 응용 프로그램(Application Program), 다양한 프로그램 모듈(Program Module), 프로그램 데이터(Program data), 그리고 유저 데이터(User data) 등이 데이터 저장 장치(4300)에 저장된다.
램(4400)은 컴퓨터 시스템(4000)의 동작 메모리 장치로 사용될 수 있다. 부팅 시에 램(4400)에는 데이터 저장 장치(4300)로부터 읽혀진 운영 체제(Operating System), 응용 프로그램(Application Program), 다양한 프로그램 모듈(Program Module)과 프로그램들의 구동에 소요되는 프로그램 데이터(Program data)가 로드된다. 롬(4500)에는 운영 체제(Operating System)가 구동되기 이전부터 활성화되는 기본적인 입출력 시스템인 바이오스(BIOS: Basic Input/Output System)가 저장된다. 유저 인터페이스(4600)를 통해서 컴퓨터 시스템(2000)과 사용자 사이의 정보 교환이 이루어진다.
비록 도면에는 도시되지 않았지만, 컴퓨터 시스템(4000)은 배터리(Battery), 응용 칩셋(Application chipset), 카메라 이미지 프로세서(Camera Image Processor: CIS) 등과 같은 장치들을 더 포함할 수 있음은 잘 이해될 것이다.
이상에서, 본 발명은 구체적인 실시 예를 통해 설명되고 있으나, 본 발명은 그 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형할 수 있음은 잘 이해될 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 본 발명의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조가 다양하게 수정되거나 변경될 수 있음은 잘 이해될 것이다.
100 : 사용자 장치
110 : 호스트 장치
120 : 데이터 저장 장치
130 : 컨트롤러
140 : 불휘발성 메모리 장치

Claims (12)

  1. 데이터 저장 장치의 동작 방법에 있어서:
    데이터 저장 장치의 펌웨어 업그레이드를 요청하는 명령을 호스트 장치로부터 수신하는 단계;
    상기 명령에 응답하여 재부팅 동작을 수행하는 단계;
    상기 재부팅 동작이 수행된 이후에, 펌웨어를 업그레이드 코드를 동작 메모리 장치에 로딩하고, 구동하는 단계;
    새로운 펌웨어를 상기 호스트 장치로부터 수신하는 단계; 및
    상기 펌웨어 업그레이드 코드에 따라 기존의 펌웨어를 상기 수신된 새로운 펌웨로 업그레이드하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 재부팅 동작은 상기 데이터 저장 장치의 파워-업 과정을 통해 수행되는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 명령에 응답하여 펌웨어 업그레이드 설정 정보를 저장하는 단계; 및
    상기 재부팅 동작이 수행된 이후에, 상기 펌웨어 업그레이드 설정 정보를 참조하여 상기 펌웨어 업그레이드 코드의 로딩 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 펌웨어 업그레이드 설정 정보는 상기 데이터 저장 장치의 불휘발성 메모리 장치에 저장되는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 재부팅 동작은 상기 데이터 저장 장치의 리셋 과정을 통해서 수행되는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 펌웨어 업그레이드 코드를 로딩하고, 구동하는 단계 이후에, 펌웨어 업그레이드가 준비되었음을 상기 호스트 장치로 알리는 단계를 더 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  7. 데이터 저장 장치의 동작 방법에 있어서:
    호스트 장치의 부팅 동작에 사용되는 부트 코드의 업그레이드를 요청하는 명령을 상기 호스트 장치로부터 수신하는 단계;
    상기 명령에 응답하여 재부팅 동작을 수행하는 단계;
    상기 재부팅 동작이 수행된 이후에, 부트 코드 업그레이드 코드를 동작 메모리 장치에 로딩하고, 구동하는 단계;
    새로운 부트 코드를 상기 호스트 장치로부터 수신하는 단계; 및
    상기 부트 코드 업그레이드 코드에 따라 기존의 부트 코드를 상기 수신된 새로운 부트 코드로 업그레이드하는 단계를 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재부팅 동작은 상기 데이터 저장 장치의 파워-업 과정을 통해 수행되는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 명령에 응답하여 부트 코드 업그레이드 설정 정보를 저장하는 단계; 및
    상기 재부팅 동작이 수행된 이후에, 상기 부트 코드 업그레이드 설정 정보를 참조하여 상기 부트 코드 업그레이드 코드의 로딩 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 부트 코드 업그레이드 설정 정보는 상기 데이터 저장 장치의 불휘발성 메모리 장치에 저장되는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 재부팅 동작은 상기 데이터 저장 장치의 리셋 과정을 통해서 수행되는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 부트 코드 업그레이드 코드를 로딩하고, 구동하는 단계 이후에, 부트 코드 업그레이드가 준비되었음을 상기 호스트 장치로 알리는 단계를 더 포함하는 데이터 저장 장치의 동작 방법.
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