KR20180109139A - 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법 - Google Patents

메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180109139A
KR20180109139A KR1020170038271A KR20170038271A KR20180109139A KR 20180109139 A KR20180109139 A KR 20180109139A KR 1020170038271 A KR1020170038271 A KR 1020170038271A KR 20170038271 A KR20170038271 A KR 20170038271A KR 20180109139 A KR20180109139 A KR 20180109139A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
read
serial
memory device
data
memory
Prior art date
Application number
KR1020170038271A
Other languages
English (en)
Inventor
이석규
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이하이닉스 주식회사 filed Critical 에스케이하이닉스 주식회사
Priority to KR1020170038271A priority Critical patent/KR20180109139A/ko
Priority to US15/795,453 priority patent/US20180277176A1/en
Priority to CN201711155477.7A priority patent/CN108664408A/zh
Publication of KR20180109139A publication Critical patent/KR20180109139A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/26—Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10—Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1015—Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/16—Handling requests for interconnection or transfer for access to memory bus
    • G06F13/1668—Details of memory controller
    • G06F13/1673—Details of memory controller using buffers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/0223—User address space allocation, e.g. contiguous or non contiguous base addressing
    • G06F12/023—Free address space management
    • G06F12/0238—Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory
    • G06F12/0246—Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory in block erasable memory, e.g. flash memory
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/06—Addressing a physical block of locations, e.g. base addressing, module addressing, memory dedication
    • G06F12/0615—Address space extension
    • G06F12/0623—Address space extension for memory modules
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5621—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
    • G11C11/5642—Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5671—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge trapping in an insulator
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/08—Address circuits; Decoders; Word-line control circuits
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/10—Programming or data input circuits
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C7/00—Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10—Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1015—Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
    • G11C7/1018—Serial bit line access mode, e.g. using bit line address shift registers, bit line address counters, bit line burst counters
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C8/00—Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/04—Arrangements for selecting an address in a digital store using a sequential addressing device, e.g. shift register, counter
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C8/00—Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/06—Address interface arrangements, e.g. address buffers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0408—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors
    • G11C16/0441—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors comprising cells containing multiple floating gate devices, e.g. separate read-and-write FAMOS transistors with connected floating gates
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0483—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells having several storage transistors connected in series

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)

Abstract

본 기술은 효율적인 리드 동작을 지원하는 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법에 관한 것으로서, 페이지(page) 단위로 데이터를 저장하기 위한 다수의 페이지들을 포함하며, 시리얼(serial) 리드 커맨드에 응답하여 페이지들 중 물리주소가 연속된 N개의 페이지로부터 N개의 데이터를 연속으로 리드하여 출력하는 메모리 장치; 및 호스트로부터 요청된 리드 동작이 시리얼 리드 동작으로 확인되는 경우, 시리얼 리드 커맨드 및 시작 어드레스를 메모리 장치로 전달한 뒤, 메모리 장치로부터 인가되는 N개의 데이터를 호스트로 출력하는 컨트롤러를 포함하는 메모리 시스템에 있어서, 메모리 장치는, 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하여 N개의 페이지를 선택하며, 시작 어드레스에 응답하여 리드 바이어스를 설정동작을 수행한 뒤 리드 동작을 수행하고, 시리얼 어드레스들에 각각 응답하여 리드 동작을 수행하며, 끝 어드레스에 응답하여 리드 동작을 수행한 뒤 리드 바이어스 방전(discharge)동작을 수행함으로써, N개의 데이터를 리드하여 컨트롤러 출력한다.

Description

메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법{MEMORY SYSTEM AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명은 메모리 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 효율적인 리드 동작을 지원하는 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법에 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 전자 장치의 사용이 급증하고 있다. 이와 같은 휴대용 전자 장치는 일반적으로 메모리 장치를 이용하는 메모리 시스템, 다시 말해 데이터 저장 장치를 사용한다. 데이터 저장 장치는 휴대용 전자 장치의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용된다.
메모리 장치를 이용한 데이터 저장 장치는 기계적인 구동부가 없어서 안정성 및 내구성이 뛰어나며, 또한 정보의 액세스 속도가 매우 빠르고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 갖는 메모리 시스템의 일 예로 데이터 저장 장치는, USB(Universal Serial Bus) 메모리 장치, 다양한 인터페이스를 갖는 메모리 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive) 등을 포함한다.
본 발명의 실시예는 물리적으로 연속된 공간에 저장된 데이터를 리드 요청하는 경우, 보다 효율적으로 데이터를 리드할 수 있는 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법을을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템은, 페이지(page) 단위로 데이터를 저장하기 위한 다수의 페이지들을 포함하며, 시리얼(serial) 리드 커맨드에 응답하여 상기 페이지들 중 물리주소가 연속된 N개의 페이지로부터 N개의 데이터를 연속으로 리드하여 출력하는 메모리 장치; 및 호스트로부터 요청된 리드 동작이 시리얼 리드 동작으로 확인되는 경우, 상기 시리얼 리드 커맨드 및 시작 어드레스를 상기 메모리 장치로 전달한 뒤, 상기 메모리 장치로부터 인가되는 N개의 데이터를 상기 호스트로 출력하는 컨트롤러를 포함하는 메모리 시스템에 있어서, 상기 메모리 장치는, 상기 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 상기 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하여 N개의 페이지를 선택하며, 상기 시작 어드레스에 응답하여 리드 바이어스를 설정동작을 수행한 뒤 리드 동작을 수행하고, 상기 시리얼 어드레스들에 각각 응답하여 리드 동작을 수행하며, 상기 끝 어드레스에 응답하여 리드 동작을 수행한 뒤 리드 바이어스 방전(discharge)동작을 수행함으로써, N개의 데이터를 리드하여 상기 컨트롤러 출력하고, N은 3보다 큰 자연수일 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 호스트로부터 인가되는 외부리드커맨드를 상기 페이지 단위의 리드 동작을 수행하기 위한 다수의 내부리드커맨드들로 분할하며, 상기 내부리드커맨드들 각각의 정보를 확인한 결과, 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드가 존재하는 경우, N개의 내부리드커맨드에 대응하는 상기 시리얼 리드 커맨드 및 상기 시작 어드레스를 생성하여 상기 메모리 장치로 전달할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 내부리드커맨드들 각각에 대응하는 물리주소 정보를 확인한 결과, 연속된 N개의 물리주소가 존재하는 경우, 해당 N개의 물리주소에 대응하는 N개의 내부리드커맨드가 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, N개의 내부리드커맨드에 대응하는 N개의 물리주소 중 가장 앞선 값을 갖는 물리주소를 선택하여 상기 시작 어드레스로서 상기 메모리 장치에 전달할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, N개의 내부리드커맨드에 대응하는 N개의 물리주소의 개수에 대한 정보를 상기 시리얼 리드 커맨드에 포함시켜 상기 메모리 장치에 전달할 수 있다.
또한, 상기 메모리 장치는, 상기 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 상기 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하기 위한 어드레스 카운터; 및 상기 시리얼 리드 커맨드에 응답하여 상기 리드 바이어스의 레벨을 설정한 뒤, 설정된 상기 리드 바이어스를 사용하여 N개의 페이지 중 상기 시작 어드레스에 따른 첫 번째 페이지를 선택하여 첫 번째 데이터를 리드하고, 상기 시리얼 어드레스들에 따른 두 번째 페이지부터 N-1번째 페이지를 순차적으로 선택하여 두 번째 데이터부터 N-1번째 데이터를 순차적으로 리드하며, 상기 끝 어드레스에 따른 N번째 페이지를 선택하여 N번째 데이터를 리드한 뒤, 상기 리드 바이어스의 레벨을 방전시키는 리드 동작부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 외부리드커맨드에 대응하는 리드 데이터의 크기에 따라 생성하는 상기 내부리드커맨드들의 개수를 조절할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 내부리드커맨들의 개수가 설정된 개수보다 작은 경우, 상기 내부리드커맨드들 전체에 대한 물리주소 정보를 확인하지 않고 상기 호스트로부터 요청된 리드 동작이 상기 시리얼 리드 동작이 아닌 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 내부리드커맨드들 중 상기 시리얼 리드 동작에 대응하지 않는 랜덤(random)내부리드커맨드가 존재하는 경우, 그에 대응하는 랜덤물리주소와 함께 그대로 상기 메모리 장치에 전달한 후, 그에 대한 동작결과로서 상기 메모리 장치로부터 인가되는 랜덤 데이터를 상기 호스트로 출력할 수 있다.
또한, 상기 메모리 장치는, 상기 랜덤내부리드커맨드에 응답하여 상기 리드 바이어스 설정동작을 수행한 뒤, 상기 페이지들 중 상기 랜덤물리주소에 대응하는 페이지로부터 리드 동작을 수행하고, 상기 리드 바이어스 방전동작을 수행함으로써, 상기 랜덤 데이터를 리드할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메모리 시스템의 동작방법은, 페이지(page) 단위로 데이터를 저장하기 위한 다수의 페이지들을 포함하는 메모리 장치 및 상기 메모리 장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하는 메모리 시스템의 동작방법에 있어서, 호스트로부터 상기 컨트롤러로 요청된 리드 동작이 시리얼(serial) 리드 동작으로 확인되는 경우, 상기 시리얼 리드 커맨드 및 시작 어드레스를 생성하여 상기 메모리 장치로 전달하는 단계; 상기 메모리 장치에서 상기 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 상기 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하여 상기 페이지들 중 물리주소가 연속된 N개의 페이지를 선택하는 단계; 상기 메모리 장치에서 N개의 페이지에 대해, 상기 시작 어드레스에 응답하여 리드 바이어스 설정동작을 수행한 뒤 리드 동작을 수행하고, 상기 시리얼 어드레스들에 각각 응답하여 리드 동작을 수행하며, 상기 끝 어드레스에 응답하여 리드 동작을 수행한 뒤 리드 바이어스 방전(discharge)동작을 수행함으로써, N개의 데이터를 리드하여 상기 컨트롤러로 출력하는 단계; 및 상기 컨트롤러에서 상기 메모리 장치로부터 인가되는 N개의 데이터를 상기 호스트로 출력하는 단계를 포함하며, N은 3보다 큰 자연수일 수 있다.
또한, 상기 전달하는 단계는, 상기 호스트로부터 인가되는 외부리드커맨드를 상기 페이지 단위의 리드 동작을 수행하기 위한 다수의 내부리드커맨드들로 분할하는 단계; 상기 분할하는 단계에서 분할된 상기 내부리드커맨드들 각각의 정보를 확인하여 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드가 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 확인하는 단계에서 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 확인된 N개의 내부리드커맨드에 대응하는 상기 시리얼 리드 커맨드 및 상기 시작 어드레스를 생성하여 상기 메모리 장치로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 확인하는 단계는, 상기 분할하는 단계에서 분할된 상기 내부리드커맨드들 각각에 대응하는 물리주소 정보를 확인하는 물리주소 확인단계; 및 상기 물리주소 확인단계의 결과 연속된 N개의 물리주소가 존재하는 경우, 해당 N개의 물리주소에 대응하는 N개의 내부리드커맨드가 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전달하는 단계는, 상기 확인하는 단계에서 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 확인된 N개의 내부리드커맨드에 대응하는 N개의 물리주소 중 가장 앞선 값을 갖는 물리주소를 선택하여 상기 시작 어드레스로서 상기 메모리 장치에 전달할 수 있다.
또한, 상기 전달하는 단계는, 상기 확인하는 단계에서 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 확인된 N개의 내부리드커맨드에 대응하는 N개의 물리주소의 개수의 대한 정보를 상기 시리얼 리드 커맨드에 포함시켜 상기 메모리 장치에 전달할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러로 출력하는 단계는, 상기 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 상기 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하는 단계; 상기 시리얼 리드 커맨드에 응답하여 상기 리드 바이어스의 레벨을 설정하는 단계; 상기 설정하는 단계에서 설정된 상기 리드 바이어스를 사용하여 N개의 페이지 중 상기 시작 어드레스에 따른 첫 번째 페이지를 선택하여 첫 번째 데이터를 리드하고, 상기 시리얼 어드레스들에 따른 두 번째 페이지부터 N-1번째 페이지를 순차적으로 선택하여 두 번째 데이터부터 N-1번째 데이터를 순차적으로 리드하며, 상기 끝 어드레스에 따른 N번째 페이지를 선택하여 N번째 데이터를 리드하는 리드 단계; 및 상기 리드하는 단계를 수행한 뒤, 상기 리드 바이어스의 레벨을 방전시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분할하는 단계는, 상기 외부리드커맨드에 대응하는 리드 데이터의 크기에 따라 생성하는 상기 내부리드커맨드들의 개수를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 확인하는 단계는, 상기 분할하는 단계에서 분할된 상기 내부리드커맨들의 개수가 설정된 개수보다 작은 경우, 상기 물리주소 확인단계를 수행하지 않고 상기 호스트로부터 요청된 리드 동작이 상기 시리얼 리드 동작이 아닌 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러에서 상기 확인하는 단계의 동작결과 이후, 상기 내부리드커맨드들 중 상기 시리얼 리드 동작에 대응하지 않는 랜덤(random)내부리드커맨드가 존재하는 경우, 그에 대응하는 랜덤물리주소와 함께 그대로 상기 메모리 장치에 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메모리 장치에서 상기 랜덤내부리드커맨드에 응답하여 상기 리드 바이어스 설정동작을 수행한 뒤, 상기 페이지들 중 상기 랜덤물리주소에 대응하는 페이지로부터 리드 동작을 수행하고, 상기 리드 바이어스 방전동작을 수행함으로써, 상기 랜덤 데이터를 리드하여 상기 컨트롤러로 출력하는 단계; 및 상기 컨트롤러에서 상기 메모리 장치로부터 인가되는 상기 랜덤 데이터를 상기 호스트로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 기술은 호스트로부터 요청된 리드 동작이 메모리 시스템 내부에서 물리적으로 연속된 공간에 저장되어 있는 것으로 확인되는 경우, 그에 대응하는 시리얼 커맨드를 별도로 생성하여 메모리 장치의 동작을 제어함으로써, 메모리 장치에서 효율적으로 리드 동작을 수행할 수 있도록 하는 효과 있다.
이로 인해, 리드 동작에 소요되는 시간 및 파워를 절약할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 일 예를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템에서 메모리 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 장치에서 메모리 블록들의 메모리 셀 어레이 회로를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템에서 메모리 장치 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템의 구성 및 특징적인 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템에서 추가적인 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 9 내지 도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 일 예들을 개략적으로 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 데이터 처리 시스템(100)은, 호스트(Host)(102) 및 메모리 시스템(110)을 포함한다.
그리고, 호스트(102)는, 전자 장치, 예컨대 휴대폰, MP3 플레이어, 랩탑 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자 장치들, 또는 데스크탑 컴퓨터, 게임기, TV, 프로젝터 등과 같은 전자 장치들을 포함, 즉 유무선 전자 장치들을 포함한다.
또한, 호스트(102)는, 적어도 하나의 운영 시스템(OS: operating system)를 포함하며, 운영 시스템은, 호스트(102)의 기능 및 동작을 전반적으로 관리 및 제어하고, 데이터 처리 시스템(100) 또는 메모리 시스템(110)을 사용하는 사용자와 호스트(102) 간에 상호 동작을 제공한다. 여기서, 운영 시스템은, 사용자의 사용 목적 및 용도에 상응한 기능 및 동작을 지원하며, 예컨대, 호스트(102)의 이동성(mobility)에 따라 일반 운영 시스템과 모바일 운용 시스템으로 구분할 수 있다. 또한, 운영 시스템에서의 일반 운영 시스템 시스템은, 사용자의 사용 환경에 따라 개인용 운영 시스템과 기업용 운영 시스템으로 구분할 수 있으며, 일 예로, 개인용 운영 시스템은, 일반 사용자를 위한 서비스 제공 기능을 지원하도록 특성화된 시스템으로, 윈도우(windows) 및 크롬(chrome) 등을 포함하고, 기업용 운영 시스템은, 고성능을 확보 및 지원하도록 특성화된 시스템으로, 윈도 서버(windows server), 리눅스(linux) 및 유닉스(unix) 등을 포함할 수 있다. 아울러, 운영 시스템에서의 모바일 운영 시스템은, 사용자들에게 이동성 서비스 제공 기능 및 시스템의 절전 기능을 지원하도록 특성화된 시스템으로, 안드로이드(android), iOS, 윈도 모바일(windows mobile) 등을 포함할 수 있다. 이때, 호스트(102)는, 복수의 운영 시스템들을 포함할 수 있으며, 또한 사용자의 요청에 상응한 메모리 시스템(110)과의 동작 수행을 위해 운영 시스템을 실행한다.
또한, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)의 요청에 응답하여 동작하며, 특히 호스트(102)에 의해서 액세스되는 데이터를 저장한다. 다시 말해, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)의 주 기억 장치 또는 보조 기억 장치로 사용될 수 있다. 여기서, 메모리 시스템(110)은 호스트(102)와 연결되는 호스트 인터페이스 프로토콜에 따라, 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들면, 메모리 시스템(110)은, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive), MMC, eMMC(embedded MMC), RS-MMC(Reduced Size MMC), micro-MMC 형태의 멀티 미디어 카드(MMC: Multi Media Card), SD, mini-SD, micro-SD 형태의 시큐어 디지털(SD: Secure Digital) 카드, USB(Universal Storage Bus) 저장 장치, UFS(Universal Flash Storage) 장치, CF(Compact Flash) 카드, 스마트 미디어(Smart Media) 카드, 메모리 스틱(Memory Stick) 등과 같은 다양한 종류의 저장 장치들 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
아울러, 메모리 시스템(110)을 구현하는 저장 장치들은, DRAM(Dynamic Random Access Memory), SRAM(Static RAM) 등과 같은 휘발성 메모리 장치와, ROM(Read Only Memory), MROM(Mask ROM), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable ROM), EEPROM(Electrically Erasable ROM), FRAM(Ferromagnetic ROM), PRAM(Phase change RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리 장치로 구현될 수 있다.
그리고, 메모리 시스템(110)은, 호스트(102)에 의해서 액세스되는 데이터를 저장하는 메모리 장치(150), 및 메모리 장치(150)로의 데이터 저장을 제어하는 컨트롤러(130)를 포함한다.
여기서, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있다. 일 예로, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는 하나의 반도체 장치로 집적되어 SSD를 구성할 수 있다. 메모리 시스템(110)이 SSD로 이용되는 경우, 메모리 시스템(110)에 연결되는 호스트(102)의 동작 속도는 보다 개선될 수 있다. 아울러, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)는, 하나의 반도체 장치로 집적되어 메모리 카드를 구성할 수도 있으며, 일 예로 PC 카드(PCMCIA: Personal Computer Memory Card International Association), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억 장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 메모리 시스템(110)은, 컴퓨터, UMPC(Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA(Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 타블렛(web tablet), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-북(e-book), PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 블랙박스(black box), 디지털 카메라(digital camera), DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 3차원 텔레비전(3-dimensional television), 스마트 텔레비전(smart television), 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), 데이터 센터를 구성하는 스토리지, 정보를 무선 환경에서 송수신할 수 있는 장치, 홈 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 컴퓨터 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, 텔레매틱스 네트워크를 구성하는 다양한 전자 장치들 중 하나, RFID(radio frequency identification) 장치, 또는 컴퓨팅 시스템을 구성하는 다양한 구성 요소들 중 하나 등을 구성할 수 있다.
한편, 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)는, 전원이 공급되지 않아도 저장된 데이터를 유지할 수 있으며, 특히 라이트(write) 동작을 통해 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 저장하고, 리드(read) 동작을 통해 저장된 데이터를 호스트(102)로 제공한다. 여기서, 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록(memory block)들(152,154,156)을 포함하며, 각각의 메모리 블록들(152,154,156)은, 복수의 페이지들(pages)을 포함하며, 또한 각각의 페이지들은, 복수의 워드라인(WL: Word Line)들이 연결된 복수의 메모리 셀들을 포함한다. 또한, 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록들(152,154,156)이 각각 포함된 복수의 플래인들(plane)을 포함하며, 특히 복수의 플래인들이 각각 포함된 복수의 메모리 다이(memory die)들을 포함할 수 있다. 아울러, 메모리 장치(150)는, 비휘발성 메모리 장치, 일 예로 플래시 메모리가 될 수 있으며, 이때 플래시 메모리는 3차원(dimension) 입체 스택(stack) 구조가 될 수 있다.
여기서, 메모리 장치(150)의 구조 및 메모리 장치(150)의 3차원 입체 스택 구조에 대해서는, 이하 도 2 내지 도 4에서 보다 구체적으로 설명하며, 복수의 메모리 블록들(152,154,156)을 각각 포함하는 복수의 플래인들, 복수의 플래인들을 각각 포함하는 복수의 메모리 다이들, 및 복수의 메모리 다이들을 포함하는 메모리 장치(150)에 대해서는, 이하 도 5에서 보다 구체적으로 설명할 것임으로, 여기서는 그에 관한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
그리고, 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어한다. 예컨대, 컨트롤러(130)는, 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터를 호스트(102)로 제공하고, 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 메모리 장치(150)에 저장하며, 이를 위해 컨트롤러(130)는, 메모리 장치(150)의 리드, 라이트, 프로그램(program), 이레이즈(erase) 등의 동작을 제어한다.
보다 구체적으로 설명하면, 컨트롤러(130)는, 호스트 인터페이스(Host I/F) 유닛(132), 프로세서(Processor)(134), 에러 정정 코드(ECC: Error Correction Code) 유닛(138), 파워 관리 유닛(PMU: Power Management Unit)(140), 낸드 플래시 컨트롤러(NFC: NAND Flash Controller)(142), 및 메모리(Memory)(144)를 포함한다.
또한, 호스트 인터페이스 유닛(132)은, 호스트(102)의 커맨드(command) 및 데이터를 처리하며, USB(Universal Serial Bus), MMC(Multi-Media Card), PCI-E(Peripheral Component Interconnect-Express), SAS(Serial-attached SCSI), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), PATA(Parallel Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), ESDI(Enhanced Small Disk Interface), IDE(Integrated Drive Electronics), MIPI(Mobile Industry Processor Interface) 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 호스트(102)와 통신하도록 구성될 수 있다.
아울러, ECC 유닛(138)은, 메모리 장치(150)에 저장된 데이터를 리드할 경우, 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터에 포함되는 에러를 검출 및 정정한다. 다시 말해, ECC 유닛(138)은, 메모리 장치(150)로부터 리드한 데이터에 대하여 에러 정정 디코딩을 수행한 후, 에러 정정 디코딩의 성공 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 지시 신호, 예컨대 에러 정정 성공(success)/실패(fail) 신호를 출력하며, ECC 인코딩 과정에서 생성된 패리티(parity) 비트를 사용하여 리드된 데이터의 에러 비트를 정정할 수 있다. 이때, ECC 유닛(138)은, 에러 비트 개수가 정정 가능한 에러 비트 한계치 이상 발생하면, 에러 비트를 정정할 수 없으며, 에러 비트를 정정하지 못함에 상응하는 에러 정정 실패 신호를 출력할 수 있다.
여기서, ECC 유닛(138)은, LDPC(low density parity check) code, BCH(Bose, Chaudhri, Hocquenghem) code, turbo code, 리드-솔로몬 코드(Reed-Solomon code), convolution code, RSC(recursive systematic code), TCM(trellis-coded modulation), BCM(Block coded modulation) 등의 코디드 모듈레이션(coded modulation)을 사용하여 에러 정정을 수행할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, ECC 유닛(138)는 오류 정정을 위한 회로, 모듈, 시스템, 또는 장치를 모두 포함할 수 있다.
그리고, PMU(140)는, 컨트롤러(130)의 파워, 즉 컨트롤러(130)에 포함된 구성 요소들의 파워를 제공 및 관리한다.
또한, NFC(142)는, 컨트롤러(130)가 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어하기 위해, 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간의 인터페이싱을 수행하는 메모리/스토리지(storage) 인터페이스로서, 메모리 장치(150)가 플래시 메모리, 특히 일 예로 메모리 장치(150)가 낸드 플래시 메모리일 경우에, 프로세서(134)의 제어에 따라, 메모리 장치(150)의 제어 신호를 생성하고 데이터를 처리한다. 여기서, NFC(142)는, 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간의 커맨드 및 데이터를 처리하는 인터페이스, 일 예로 낸드 플래시 인터페이스의 동작을 수행하며 수행하며, 특히 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간 데이터 입출력을 지원한다.
아울러, 메모리(144)는, 메모리 시스템(110) 및 컨트롤러(130)의 동작 메모리로서, 메모리 시스템(110) 및 컨트롤러(130)의 구동을 위한 데이터를 저장한다. 보다 구체적으로 설명하면, 메모리(144)는, 컨트롤러(130)가 호스트(102)로부터의 요청에 응답하여 메모리 장치(150)를 제어, 예컨대 컨트롤러(130)가, 메모리 장치(150)로부터 리드된 데이터를 호스트(102)로 제공하고, 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 메모리 장치(150)에 저장하며, 이를 위해 컨트롤러(130)가, 메모리 장치(150)의 리드, 라이트, 프로그램, 이레이즈(erase) 등의 동작을 제어할 경우, 이러한 동작을 메모리 시스템(110), 즉 컨트롤러(130)와 메모리 장치(150) 간이 수행하기 위해 필요한 데이터를 저장한다.
여기서, 메모리(144)는, 휘발성 메모리로 구현될 수 있으며, 예컨대 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM: Static Random Access Memory), 또는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM: Dynamic Random Access Memory) 등으로 구현될 수 있다. 아울러, 메모리(144)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 컨트롤러(130)의 내부에 존재하거나, 또는 컨트롤러(130)의 외부에 존재할 수 있으며, 이때 메모리 인터페이스를 통해 컨트롤러(130)로부터 데이터가 입출력되는 외부 휘발성 메모리로 구현될 수도 있다.
또한, 메모리(144)는, 전술한 바와 같이, 호스트(102)와 메모리 장치(150) 간 데이터 라이트 및 리드 등의 동작을 수행하기 위해 필요한 데이터, 및 데이터 라이트 및 리드 등의 동작 수행 시의 데이터를 저장하며, 이러한 데이터 저장을 위해, 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 라이트 버퍼(buffer)/캐시(cache), 리드 버퍼/캐시, 데이터 버퍼/캐시, 맵(map) 버퍼/캐시 등을 포함한다.
그리고, 프로세서(134)는, 메모리 시스템(110)의 전체적인 동작을 제어하며, 특히 호스트(102)로부터의 라이트 요청 또는 리드 요청에 응답하여, 메모리 장치(150)에 대한 라이트 동작 또는 리드 동작을 제어한다. 여기서, 프로세서(134)는, 메모리 시스템(110)의 제반 동작을 제어하기 위해 플래시 변환 계층(FTL: Flash Translation Layer, 이하 'FTL'이라 칭하기로 함)이라 불리는 펌웨어(firmware)를 구동한다. 또한, 프로세서(134)는, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현될 수 있다.
일 예로, 컨트롤러(130)는, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현된 프로세서(134)를 통해, 호스트(102)로부터 요청된 동작을 메모리 장치(150)에서 수행, 다시 말해 호스트(102)로부터 수신된 커맨드에 해당하는 커맨드 동작을, 메모리 장치(150)와 수행한다. 여기서, 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 수신된 커맨드에 해당하는 커맨드 동작으로 포그라운드(foreground) 동작을 수행, 예컨대 라이트 커맨드에 해당하는 프로그램 동작, 리드 커맨드에 해당하는 리드 동작, 이레이즈 커맨드(erase command)에 해당하는 이레이즈 동작, 셋 커맨드(set command)로 셋 파라미터 커맨드(set parameter command) 또는 셋 픽쳐 커맨드(set feature command)에 해당하는 파라미터 셋 동작 등을 수행할 수 있다.
그리고, 컨트롤러(130)는, 마이크로프로세서 또는 중앙 처리 장치(CPU) 등으로 구현된 프로세서(134)를 통해, 메모리 장치(150)에 대한 백그라운드(background) 동작을 수행할 수도 있다. 여기서, 메모리 장치(150)에 대한 백그라운드 동작은, 메모리 장치(150)의 메모리 블록들(152,154,156)에서 임의의 메모리 블록에 저장된 데이터를 다른 임의의 메모리 블록으로 카피(copy)하여 처리하는 동작, 일 예로 가비지 컬렉션(GC: Garbage Collection) 동작, 메모리 장치(150)의 메모리 블록들(152,154,156) 간 또는 메모리 블록들(152,154,156)에 저장된 데이터 간을 스왑(swap)하여 처리하는 동작, 일 예로 웨어 레벨링(WL: Wear Leveling) 동작, 컨트롤러(130)에 저장된 맵 데이터를 메모리 장치(150)의 메모리 블록들(152,154,156)로 저장하는 동작, 일 예로 맵 플러시(map flush) 동작, 또는 메모리 장치(150)에 대한 배드 관리(bad management)하는 동작, 일 예로 메모리 장치(150)에 포함된 복수의 메모리 블록들(152,154,156)에서 배드 블록을 확인하여 처리하는 배드 블록 관리(bad block management) 동작 등을 포함한다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템에서는, 일 예로, 컨트롤러(130)가, 호스트(102)로부터 수신된 커맨드에 해당하는 커맨드 동작, 예컨대 라이트 커맨드에 해당하는 프로그램 동작 또는 리드 커맨드에 리드 동작을, 메모리 장치(150)와 수행하며, 아울러 메모리 장치(150)의 동작 상태, 다시 말해 메모리 장치(150)에서 커맨드 동작의 수행 완료 여부를 확인할 수 있다.
아울러, 컨트롤러(130)의 프로세서(134)에는, 메모리 장치(150)의 배드 관리를 수행하기 위한 관리 유닛(도시하지 않음)이 포함될 수 있으며, 관리 유닛은, 메모리 장치(150)에 포함된 복수의 메모리 블록들(152,154,156)에서 배드 블록을 확인한 후, 확인된 배드 블록을 배드 처리하는 배드 블록 관리를 수행한다. 여기서, 배드 관리는, 메모리 장치(150)가 플래시 메모리, 예컨대 낸드 플래시 메모리일 경우, 낸드의 특성으로 인해 데이터 라이트, 예컨대 데이터 프로그램(program) 시에 프로그램 실패(program fail)가 발생할 수 있으며, 프로그램 실패가 발생한 메모리 블록을 배드(bad) 처리한 후, 프로그램 실패된 데이터를 새로운 메모리 블록에 라이트, 즉 프로그램하는 것을 의미한다. 또한, 메모리 장치(150)가, 전술한 바와 같이, 3차원 입체 스택 구조를 가질 경우에는, 프로그램 실패에 따라 해당 블록을 배드 블록으로 처리하면, 메모리 장치(150)의 사용 효율 및 메모리 시스템(100)의 신뢰성이 급격하게 저하되므로, 보다 신뢰성 있는 배드 블록 관리 수행이 필요하다. 그러면 이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템에서의 메모리 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템에서 메모리 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 장치에서 메모리 블록들의 메모리 셀 어레이 회로를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템에서 메모리 장치 구조를 개략적으로 도시한 도면으로, 메모리 장치가 3차원 비휘발성 메모리 장치로 구현될 경우의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
우선, 도 2를 참조하면, 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록들, 예컨대 블록0(BLK(Block)0)(210), 블록1(BLK1)(220), 블록2(BLK2)(230), 및 블록N-1(BLKN-1)(240)을 포함하며, 각각의 블록들(210,220,230,240)은, 복수의 페이지들(Pages), 예컨대 2M개의 페이지들(2MPages)을 포함한다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 복수의 메모리 블록들이 각각 2M개의 페이지들을 포함하는 것을 일 예로 하여 설명하지만, 복수의 메모리들은, 각각 M개의 페이지들을 포함할 수도 있다. 그리고, 각각의 페이지들은, 복수의 워드라인(WL: Word Line)들이 연결된 복수의 메모리 셀들을 포함한다.
또한, 메모리 장치(150)는, 복수의 메모리 블록들을, 하나의 메모리 셀에 저장 또는 표현할 수 있는 비트의 수에 따라, 단일 레벨 셀(SLC: Single Level Cell) 메모리 블록 및 멀티 레벨 셀(MLC: Multi Level Cell) 메모리 블록 등으로 포함할 수 있다. 여기서, SLC 메모리 블록은, 하나의 메모리 셀에 1 비트 데이터를 저장하는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하며, 데이터 연산 성능이 빠르며 내구성이 높다. 그리고, MLC 메모리 블록은, 하나의 메모리 셀에 멀티 비트 데이터(예를 들면, 2 비트 또는 그 이상의 비트)를 저장하는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하며, SLC 메모리 블록보다 큰 데이터 저장 공간을 가짐, 다시 말해 고집적화할 수 있다. 특히, 메모리 장치(150)는, MLC 메모리 블록으로, 하나의 메모리 셀에 2 비트 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하는 MLC 메모리 블록 뿐만 아니라, 하나의 메모리 셀에 3 비트 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하는 트리플 레벨 셀(TLC: Triple Level Cell) 메모리 블록, 하나의 메모리 셀에 4 비트 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하는 쿼드러플 레벨 셀(QLC: Quadruple Level Cell) 메모리 블록, 또는 하나의 메모리 셀에 5 비트 또는 그 이상의 비트 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀들에 의해 구현된 복수의 페이지들을 포함하는 다중 레벨 셀(multiple level cell) 메모리 블록 등을 포함할 수 있다.
그리고, 각각의 블록들(210,220,230,240)은, 라이트 동작을 통해 호스트(102)로부터 제공된 데이터를 저장하고, 리드 동작을 통해 저장된 데이터를 호스트(102)에게 제공한다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 메모리 시스템(110)의 메모리 장치(150)에 포함된 복수의 메모리 블록들(152,154,156)에서 각 메모리 블록(330), 메모리 셀 어레이로 구현되어 비트라인들(BL0 to BLm-1)에 각각 연결된 복수의 셀 스트링들(340)을 포함할 수 있다. 각 열(column)의 셀 스트링(340)은, 적어도 하나의 드레인 선택 트랜지스터(DST)와, 적어도 하나의 소스 선택 트랜지스터(SST)를 포함할 수 있다. 선택 트랜지스터들(DST, SST) 사이에는, 복수 개의 메모리 셀들, 또는 메모리 셀 트랜지스터들(MC0 to MCn-1)이 직렬로 연결될 수 있다. 각각의 메모리 셀(MC0 to MCn-1)은, 셀 당 복수의 비트들의 데이터 정보를 저장하는 MLC로 구성될 수 있다. 셀 스트링들(340)은 대응하는 비트라인들(BL0 to BLm-1)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 도 3은, 낸드 플래시 메모리 셀로 구성된 각 메모리 블록(330)을 일 예로 도시하고 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 장치(150)에 포함된 복수의 메모리 블록(152,154,156)은, 낸드 플래시 메모리에만 국한되는 것은 아니라 노어 플래시 메모리(NOR-type Flash memory), 적어도 두 종류 이상의 메모리 셀들이 혼합된 하이브리드 플래시 메모리, 메모리 칩 내에 컨트롤러가 내장된 One-NAND 플래시 메모리 등으로도 구현될 수 있다. 아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 장치(150)는, 전하 저장층이 전도성 부유 게이트로 구성된 플래시 메모리 장치는 물론, 전하 저장층이 절연막으로 구성된 차지 트랩형 플래시(Charge Trap Flash; CTF) 메모리 장치 등으로도 구현될 수 있다.
그리고, 메모리 장치(150)의 전압 공급부(310)는, 동작 모드에 따라서 각각의 워드라인들로 공급될 워드라인 전압들(예를 들면, 프로그램 전압, 리드 전압, 패스 전압 등)과, 메모리 셀들이 형성된 벌크(예를 들면, 웰 영역)로 공급될 전압을 제공할 수 있으며, 이때 전압 공급 회로(310)의 전압 발생 동작은 제어 회로(도시하지 않음)의 제어에 의해 수행될 수 있다. 또한, 전압 공급부(310)는, 다수의 리드 데이터를 생성하기 위해 복수의 가변 리드 전압들을 생성할 수 있으며, 제어 회로의 제어에 응답하여 메모리 셀 어레이의 메모리 블록들(또는 섹터들) 중 하나를 선택하고, 선택된 메모리 블록의 워드라인들 중 하나를 선택할 수 있으며, 워드라인 전압을 선택된 워드라인 및 비선택된 워드라인들로 각각 제공할 수 있다.
아울러, 메모리 장치(150)의 리드/라이트(read/write) 회로(320)는, 제어 회로에 의해서 제어되며, 동작 모드에 따라 감지 증폭기(sense amplifier)로서 또는 라이트 드라이버(write driver)로서 동작할 수 있다. 예를 들면, 검증/정상 리드 동작의 경우 리드/라이트 회로(320)는, 메모리 셀 어레이로부터 데이터를 리드하기 위한 감지 증폭기로서 동작할 수 있다. 또한, 프로그램 동작의 경우 리드/라이트 회로(320)는, 메모리 셀 어레이에 저장될 데이터에 따라 비트라인들을 구동하는 라이트 드라이버로서 동작할 수 있다. 리드/라이트 회로(320)는, 프로그램 동작 시 셀 어레이에 라이트될 데이터를 버퍼(미도시)로부터 수신하고, 입력된 데이터에 따라 비트라인들을 구동할 수 있다. 이를 위해, 리드/라이트 회로(320)는, 열(column)들(또는 비트라인들) 또는 열쌍(column pair)(또는 비트라인 쌍들)에 각각 대응되는 복수 개의 페이지 버퍼들(PB)(322,324,326)을 포함할 수 있으며, 각각의 페이지 버퍼(page buffer)(322,324,326)에는 복수의 래치들(도시하지 않음)이 포함될 수 있다.
또한, 메모리 장치(150)는, 2차원 또는 3차원의 메모리 장치로 구현될 수 있으며, 특히 도 4에 도시한 바와 같이, 3차원 입체 스택 구조의 비휘발성 메모리 장치로 구현될 수 있으며, 3차원 구조로 구현될 경우, 복수의 메모리 블록들(BLK0 to BLKN-1)을 포함할 수 있다. 여기서, 도 4는, 도 1에 도시한 메모리 장치(150)의 메모리 블록들(152,154,156)을 보여주는 블록도로서, 각각의 메모리 블록들(152,154,156)은, 3차원 구조(또는 수직 구조)로 구현될 수 있다. 예를 들면, 각각의 메모리 블록들(152,154,156)은 제1방향 내지 제3방향들, 예컨대 x-축 방향, y-축 방향, 및 z-축 방향을 따라 신장된 구조물들을 포함하여, 3차원 구조로 구현될 수 있다.
그리고, 메모리 장치(150)에 포함된 각 메모리 블록(330)은, 제2방향을 따라 신장된 복수의 낸드 스트링들(NS)을 포함할 수 있으며, 제1방향 및 제3방향들을 따라 복수의 낸드 스트링들(NS)이 제공될 수 있다. 여기서, 각 낸드 스트링(NS)은, 비트라인(BL), 적어도 하나의 스트링 선택라인(SSL), 적어도 하나의 접지 선택라인(GSL), 복수의 워드라인들(WL), 적어도 하나의 더미 워드라인(DWL), 그리고 공통 소스라인(CSL)에 연결될 수 있으며, 복수의 트랜지스터 구조들(TS)을 포함할 수 있다.
즉, 메모리 장치(150)의 복수의 메모리 블록들(152,154,156)에서 각 메모리 블록(330)은, 복수의 비트라인들(BL), 복수의 스트링 선택라인들(SSL), 복수의 접지 선택라인들(GSL), 복수의 워드라인들(WL), 복수의 더미 워드라인들(DWL), 그리고 복수의 공통 소스라인(CSL)에 연결될 수 있으며, 그에 따라 복수의 낸드 스트링들(NS)을 포함할 수 있다. 또한, 각 메모리 블록(330)에서, 하나의 비트라인(BL)에 복수의 낸드 스트링들(NS)이 연결되어, 하나의 낸드 스트링(NS)에 복수의 트랜지스터들이 구현될 수 있다. 아울러, 각 낸드 스트링(NS)의 스트링 선택 트랜지스터(SST)는, 대응하는 비트라인(BL)과 연결될 수 있으며, 각 낸드 스트링(NS)의 접지 선택 트랜지스터(GST)는, 공통 소스라인(CSL)과 연결될 수 있다. 여기서, 각 낸드 스트링(NS)의 스트링 선택 트랜지스터(SST) 및 접지 선택 트랜지스터(GST) 사이에 메모리 셀들(MC)이 제공, 즉 메모리 장치(150)의 복수의 메모리 블록들(152,154,156)에서 각 메모리 블록(330)에는 복수의 메모리 셀들이 구현될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템의 구성 및 특징적인 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 1에 도시된 메모리 시스템(110)의 구성을 참고하여 메모리 장치(150)가 포함된 메모리 시스템(110)의 구성이 도시된 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템(110)은, 컨트롤러(130) 및 메모리 장치(150)를 포함한다. 여기서, 메모리 장치(150)는, 메모리 블록(152)과 리드 동작부(500) 및 어드레스 카운터(510)를 포함한다. 또한, 메모리 블록(152)에는, 페이지(page) 단위로 데이터를 저장하기 위한 다수의 페이지들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, ...)이 포함된다. 참고로, 도면에서는 메모리 시스템(110)에 하나의 메모리 장치(150)만 포함되는 구성이 개시되어 있는데, 이는 어디까지나 하나의 실시예일 뿐이며, 실제로는 더 많은 개수의 메모리 장치가 메모리 시스템(110)에 포함될 수 있다. 또한, 도 5에서는 메모리 장치(150)에, 하나의 메모리 블록(152)만 포함되는 구성이 개시되어 있는데, 이는 어디까지나 하나의 실시예일 뿐이며, 실제로는 도 1에서 설명한 것과 같이 더 많은 개수의 메모리 블록이 메모리 시스템(110)에 포함될 수 있다. 또한, 도 1에서는 컨트롤러(130)에 포함된 것으로 도시되었던, 호스트 인터페이스(132)와, 프로세서(134)와, ECC 유닛(138)과, 파워 관리 유닛(140)과 낸드 플래시 컨트롤러(142), 및 메모리(144)가 도 5에는 컨트롤러(130)에 포함되지 않은 것으로 도시되어 있는데, 이는, 어디까지나 설명의 편의를 위해 도면에서 생략된 것일 뿐, 실제로는 컨트롤러(130)에 포함되어 있을 것이다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 요청된 리드 동작(OUT_RDCMD)이 시리얼(serial) 리드 동작으로 확인되는 경우, 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD) 및 시작 어드레스(ST_ADD)를 메모리 장치(150)로 전달한 뒤, 메모리 장치(150)로부터 인가되는 N개의 데이터(IN_RDDATA<1:N>)를 호스트(102)로 출력(OUT_RDDATA)한다. 이때, N은 3보다 큰 자연수이다.
좀 더 구체적으로, 컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 인가되는 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)를 페이지 단위의 리드 동작을 수행하기 위한 다수의 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)로 분할한다(1301). 이때, 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)에 대응하는 리드 데이터의 크기에 따라 생성하는 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)의 개수인 'K'가 조절될 수 있다. 즉, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)은, 메모리 장치(150)로부터 페이지 단위로 데이터를 리드하기 위한 커맨드이므로, 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)에 대응하는 리드 데이터의 크기에 따라, 'K'의 개수가 조절된다. 참고로, 본 발명의 실시예에서는 메모리 장치(150)가 페이지 단위로 데이터를 입/출력하는 것을 가정하였기 때문에, 컨트롤러(130)가 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)를 페이지 단위의 리드 동작을 수행하기 위한 다수의 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)로 분할하는 것이다. 만약, 본 발명의 실시예와 다르게 메모리 장치(150)가 하프 페이지(half P) 단위로 데이터를 입/출력하는 경우, 컨트롤러(130)는 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)를 하프 페이지 단위의 리드 동작을 수행하기 위한 다수의 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)로 분할하는 형태로 동작할 수 있다.
또한, 컨트롤러(130)는, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각의 정보를 확인한다. 확인결과, 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)가 존재하는 경우, 컨트롤러(130)는, N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하는 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD) 및 시작 어드레스(ST_ADD)를 생성하여 메모리 장치(150)로 전달한다(1302). 즉, 컨트롤러(130)는, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 중 시리얼 리드 동작에 대응하는 조건에 맞는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)만 선택하고, 선택된 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하는 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD) 및 시작 어드레스(ST_ADD)를 생성하여 메모리 장치(150)로 전달한다.
이때, 컨트롤러(130)에서 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각의 정보를 확인하는 동작은, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각에 대응하는 물리주소 정보를 확인하는 것을 의미한다. 따라서, 컨트롤러(130)는, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 중 연속된 물리주소를 갖는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)가 존재하는지 여부를 확인하는 것이 가능하다. 확인결과, K와 N이 동일한 크기라고 가정하고 연속된 물리주소를 갖는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)가 존재하는 경우라면, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)은 모두 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)가 될 수 있다. 확인결과, K와 N이 동일한 크기라고 가정하고 연속된 물리주소를 갖는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)가 존재하지 않는 경우라면, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 중에는 시리얼 리드 동작에 대응하지 않을 수 있다. 물론, K는 N보다 큰 것을 가정할 수 있기 때문에 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 중 일부는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)로서 시리얼 리드 동작에 대응하는 형태가 될 수 있고, 일부를 제외한 나머지는 시리얼 리드 동작에 대응하지 않는 형태가 될 수도 있다.
한편, 컨트롤러(130)에서 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각의 정보를 확인하는 동작은, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)의 개수가 설정된 개수보다 큰 경우에만 수행되도록 할 수 있다. 예컨대, 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)를 분할하여 생성된 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)의 개수인 'K'가 'N'의 최소 개수보다 작은 경우, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각의 정보를 확인할 필요도 없이, 호스트(102)로부터 요청된 리드 동작은 시리얼 리드 동작이 아닌 것을 확정할 수 있다. 물론, 설정된 개수의 값을 어느 정도로 정할지는 설계자의 선택에 따라 크게 달라질 수 있다. 즉, 앞서 예시한 대로 설정된 개수의 값이 꼭 'N'의 최소 개수보다 작은 경우를 한정할 필요는 없다.
참고로, 도 5에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 호스트(102)에서는 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)와 함께 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)에 대응하는 리드 데이터가 저장된 위치를 가리키는 논리주소(logical address)를 컨트롤러(130)로 전송하고, 컨트롤러(130)는, 논리주소-물리주소 변환을 통해 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)에 대응하는 리드 데이터가 저장된 위치를 가리키는 물리주소를 찾아낼 수 있다. 즉, 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)를 분리한 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각에 대응하는 물리주소들을 찾아낼 수 있다. 이와 같은, 논리주소-물리주소 변환동작을 주소매핑(address mapping) 동작이라고 하며, 이는 이미 공지된 동작이므로 여기에서는 더 자세히 설명하지 않도록 하겠다.
또한, 컨트롤러(130)에서 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각의 정보를 확인한 결과, 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)가 존재하는 경우, N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하는 N개의 물리주소 중 가장 앞선 값을 갖는 물리주소를 선택하여 시작 어드레스(ST_ADD)로서 메모리 장치(150)에 전달한다. 즉, N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하는 N개의 물리주소는 연속된 값을 갖는 형태가 될 것이므로, 연속된 값 중 가장 앞선 값을 갖는 물리주소를 시작 어드레스(ST_ADD)로 선택할 수 있다. 참고로, '가장 앞선 값'이라는 것은, 설계자의 선택에 따라 '가장 작은 값'이 될 수도 있고, '가장 큰 값'이 될 수도 있다. 이는, 하기에 개시될 메모리 장치(150)의 동작에 따라 시작 어드레스(ST_ADD)를 어떻게 지정할지가 결정될 수 있기 때문이다.
또한, 컨트롤러(130)는, N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하여 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)를 생성할 때, N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하는 N개의 물리주소의 개수, 즉 'N'의 값에 대한 정보를 포함시킨다. 이를 통해, 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)가 메모리 장치(150)로 전달될 때, 메모리 장치(150)에서 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)의 개수가 몇 개인지를 확인하는 것이 가능하다.
그리고, 메모리 장치(150)는, 컨트롤러(130)로부터 인가되는 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)에 응답하여 페이지들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, ...) 중 물리주소(physical address)가 연속된 N개의 페이지로부터 데이터를 연속으로 리드하여 출력(IN_RDDATA<1:N>)한다.
좀 더 구체적으로, 메모리 장치(150)는, 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)의 정보에 따라 시작 어드레스(ST_ADD)를 카운팅하여 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>) 및 끝 어드레스(END_ADD)를 생성하여 페이지들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, ...) 중 N개의 페이지를 선택하며, 시작 어드레스(ST_ADD)에 응답하여 리드 바이어스(read bias)를 설정(setting)하는 동작을 수행한 뒤 리드 동작을 수행하고, 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>)에 각각 응답하여 리드 동작을 수행하며, 끝 어드레스(END_ADD)에 응답하여 리드 동작을 수행한 뒤 리드 바이어스를 방전(discharge)하는 동작을 수행함으로써, N개의 데이터(IN_RDDATA<1:N>)를 리드하여 컨트롤러(130)로 출력한다.
이와 같은 메모리 장치(150)의 동작을 위해, 메모리 장치(150)에 포함된 어드레스 카운터(510)는, 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)의 정보에 따라 시작 어드레스(ST_ADD)를 카운팅하여 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>) 및 끝 어드레스(END_ADD)를 생성한다. 즉, 앞선 컨트롤러(130)의 동작에서 설명한 바와 같이 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)에는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하는 N개의 물리주소의 개수, 즉 'N'의 값에 대한 정보가 포함되어 있다. 따라서, 어드레스 카운터(510)는, 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)로부터 'N'의 값에 대한 정보를 확인하여 시작 어드레스(ST_ADD)를 카운팅함으로써, 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>) 및 끝 어드레스(END_ADD)를 생성할 수 있다. 예컨대, 'N'이 8라고 가정하면, 어드레스 카운터(510)는, 시작 어드레스(ST_ADD)로부터 7번을 증가 또는 감소시키는 카운팅 방식을 통해 총 6개의 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>)과 1개의 끝 어드레스(END_ADD)를 생성할 수 있다.
이때, 컨트롤러(130)에서 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하여 연속된 값을 갖는 N개의 물리주소 가장 작은 값을 갖는 물리주소를 시작 어드레스(ST_ADD)의 값으로 설정하는 경우라고 가정하면, 어드레스 카운터(510)는, 시작 어드레스를 증가시키는 카운팅 방식을 통해, 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>) 및 끝 어드레스(END_ADD)를 생성할 것이다. 반대로, 컨트롤러(130)에서 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하여 연속된 값을 갖는 N개의 물리주소 가장 큰 값을 갖는 물리주소를 시작 어드레스(ST_ADD)의 값으로 설정하는 경우라고 가정하면, 어드레스 카운터(510)는, 시작 어드레스를 감소시키는 카운팅 방식을 통해, 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>) 및 끝 어드레스(END_ADD)를 생성할 것이다.
전술한 것과 같이 어드레스 카운터(510)를 통해 생성된 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>)과 끝 어드레스(END_ADD)는, 시작 어드레스(ST_ADD)와 함께 리드 동작부(500)로 전달되어 메모리 장치(150)에 포함된 페이지들(P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, ...) 중 N개의 페이지를 선택하는 동작에 사용될 수 있다.
구체적으로, 리드 동작부(500)는, 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)에 응답하여 리드 바이어스의 레벨을 설정하는 동작을 수행한 뒤, 설정된 리드 바이어스를 사용하여 N개의 페이지 중 시작 어드레스(ST_ADD)에 따른 첫 번째 페이지를 선택하여 첫 번째 데이터(IN_RDDATA<1>)를 리드한다. 이어서, 리드 동작부(500)는, 앞서 설정된 리드 바이어스를 그대로 사용하여 N개의 페이지 중 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>)에 따른 두 번째 페이지부터 N-1번째 페이지를 순차적으로 선택하여 두 번째 데이터부터 N-1번째 데이터(IN_RDDATA<2:N-1>)를 순차적으로 리드한다. 이어서, 리드 동작부(500)는, 앞서 설정된 리드 바이어스를 그대로 사용하여 N개의 페이지 중 끝 어드레스(END_ADD)에 대응하는 N번째 페이지를 선택하여 N번째 데이터(IN_RDDATA<N>)를 리드한 뒤, 리드 바이어스의 레벨을 방전시키는 동작을 수행한다.
예를 들어, 도면에 도시된 것처럼, 어드레스 카운터(510)로부터 전달되는 시작 어드레스(ST_ADD)와 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>) 및 끝 어드레스(END_ADD)에 대응하여 연속된 N개의 페이지가 제0 페이지부터 제7 페이지(P<0:7>)까지라고 가정할 수 있다. 이와 같은 경우, 리드 동작부(500)는, 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD)에 응답하여 리드 바이어스의 레벨을 설정하는 동작을 수행한 뒤, 설정된 리드 바이어스를 사용하여 시작 어드레스(ST_ADD)에 따른 제0 페이지(P0)를 선택하여 첫 번째 데이터(IN_RDDATA<1>)를 리드한다. 이어서, 리드 동작부(500)는, 앞서 설정된 리드 바이어스를 그대로 사용하여 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:6>)에 따른 제1 페이지부터 제6 페이지(P<1:6>)를 순차적으로 선택하여 두 번째 데이터부터 일곱 번째 데이터(IN_RDDATA<2:7>)를 순차적으로 리드한다. 이어서, 리드 동작부(500)는, 앞서 설정된 리드 바이어스를 그대로 사용하여 끝 어드레스(END_ADD)에 대응하는 제7 페이지(P7)를 선택하여 여덟 번째 데이터(IN_RDDATA<8>)를 리드한 뒤, 리드 바이어스의 레벨을 방전시키는 동작을 수행한다.
이와 같이, 리드 동작부(500)는, 어드레스 카운터(510)로부터 전달되는 시작 어드레스(ST_ADD)와 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>) 및 끝 어드레스(END_ADD)에 대응하여 연속된 N개의 페이지들로부터 데이터를 리드할 때, 시작 어드레스(ST_ADD)에 대응하는 첫 페이지에 대한 리드 동작 이전에 리드 바이어스를 설정한 후, 설정된 리드 바이어스를 사용하여 모든 페이지, 즉, 첫 번째부터 N번째 페이지에 대한 리드 동작을 수행하고, N번째 페이지에 대한 리드 동작이 완료된 시점에서 리드 바이어스를 방전한다. 따라서, 리드 바이어스를 설정하고 방전하는 동작이 최소화될 수 있다.
도 6을 참조하면, 리드 동작부(500)에서 시작 어드레스(ST_ADD)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(A) 소요되는 시간(tRA)와, 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(B) 소요되는 시간(tRB), 및 끝 어드레스(END_ADD)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(C) 소요되는 시간(tRC)이 모두 다른 것을 알 수 있다.
구체적으로, 리드 동작부(500)에서 시작 어드레스(ST_ADD)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(A)에는, 리드 바이어스를 설정하는 동작(610, 620)이 먼저 수행된 후, 이어서 리드 동작(630)이 수행되어야 하기 때문에 상대적으로 가장 긴 시간(tRA)이 소요된다.
그리고, 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(B)에는, 이전에 설정되었던 리드 바이어스를 그대로 사용하여 리드 동작(630)을 수행하기 때문에 오직 리드 동작(630) 이외에는 어떠한 동작도 수행될 필요가 없다. 따라서, 상대적으로 가장 짧은 시간(tRB)이 소요된다.
그리고. 끝 어드레스(END_ADD)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(C)에는, 이전에 설정되었던 리드 바이어스를 그대로 사용하여 리드 동작(630)을 수행한 이후, 리드 바이어스를 방전시키는 동작(640)을 수행하기 때문에 상대적으로 중간 정도의 시간(tRC)이 소요된다.
참고로, 도면에는 직접적으로 표현되지 못했지만, 리드 바이어스를 설정하는 동작(610, 620)은 상대적으로 전력 소모가 큰 동작이기 때문에, 리드 동작부(500)에서 시작 어드레스(ST_ADD)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(A) 상대적으로 큰 전력 소모가 이뤄지고, 시리얼 어드레스들(SR_ADD<2:N-1>)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(B) 및 끝 어드레스(END_ADD)에 대응하는 리드 동작을 수행할 때(C)에는 상대적으로 작은 전력 소모가 이뤄질 것이다.
도 7 및 도 8은 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템에서 추가적인 동작을 설명하기 위해 도시한 블록 다이어그램이다.
도 7을 참조하면, 도 7에 도시된 메모리 시스템(110)의 구성요소들이 모두 도 5에서 설명된 구성요소들이라는 것을 알 수 있다.
즉, 도 7 및 도 8을 통해 설명하고자 하는 것은 전술한 도 5 및 도 6에서 설명했던 본 발명의 실시예에 따른 메모리 시스템(110)의 특징적인 동작 이외에 다른 추가적인 동작을 수행하는 경우이다. 따라서, 하기의 설명에서는 도 5 및 도 6을 통해 설명된 부분을 참조하여, 차이점이라고 볼 수 있는 동작들만을 설명하도록 하겠다.
먼저,컨트롤러(130)는, 호스트(102)로부터 인가되는 외부리드커맨드(OUT_RDCMD)를 페이지 단위의 리드 동작을 수행하기 위한 다수의 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)로 분할한다(1301).
이때, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)의 개수가 설정된 개수보다 작은 경우이면, 모든 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)이 시리얼 리드 동작에 대응하지 않는다는 것을 도 5에서 설명한바 있다.
즉, 컨트롤러(130)는, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)의 개수가 설정된 개수보다 작은 경우에, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각의 물리주소 정보를 확인하는 동작을 수행하지 않고, 모든 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>)이 시리얼 리드 동작에 대응하지 않는 것으로 판단하여 모든 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 및 그에 대응하는 물리주소들(IN_ADD<1:K>)을 그대로 메모리 장치(150)로 전달한다(1304).
그리고, 도 5에서 설명했던, 1302 동작, 즉, 컨트롤러(130)에서 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 각각의 정보를 확인한 결과 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)가 존재할 때 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)에 대응하는 시리얼 리드 커맨드(SR_RDCMD) 및 시작 어드레스(ST_ADD)를 생성하여 메모리 장치(150)로 전달하는 동작이 수행될 수 있다. 이때, K가 N보다 큰 값을 갖는 경우, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 중 물리주소 값이 연속되지 않은 값에 대응하는 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K-N>)가 존재할 수 있다. 즉, 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K>) 중 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:N>)를 제외한 나머지 K-N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K-N>)가 존재할 수 있다. 이와 같은 경우, 컨트롤러(130)는, 나머지 K-N개의 내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K-N>) 및 그에 대응하는 K-N개의 물리주소(IN_ADD<1:K-N>)를 그대로 메모리 장치(150)로 전달한다(1305).
전술한 것과 같이 시리얼 리드 동작에 대응하지 못하는 내부리드커맨드들(IN_RDCMD<1:K> or IN_RDCMD<1:N-K>)은, 연속된 물리주소에 대응하지 못하는 커맨드들이므로 '랜덤(random)내부리드커맨드'라고 명명하도록 하겠다. 또한, 랜덤내부리드커맨드에 대응하는 물리주소(IN_ADD<1:K> or IN_ADD<1:K-N>)는 '랜덤물리주소'라고 명명하도록 하겠다.
이와 같은, 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K> or IN_RDCMD<1:N-K>) 및 랜덤물리주소(IN_ADD<1:K> or IN_ADD<1:K-N>)가 그대로 메모리 장치(150)로 전달되면, 메모리 장치(150) 내부의 어드레스 카운터(510)는, 아무런 동작도 수행하지 않는다. 대신, 메모리 장치(150) 내부의 리드 동작부(500)가 모든 리드 동작을 수행한다.
이때, 리드 동작부(500)가 모든 리드 동작을 수행한다는 것은, 일반적인 메모리 장치의 리드 동작을 모두 수행하는 것을 의미한다. 즉, 도 8에 도시된 것과 같이 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K> or IN_RDCMD<1:N-K>) 각각에 응답하여 리드 바이어스를 설정하는 동작(610, 620)을 수행한 후, 랜덤물리주소(IN_ADD<1:K> or IN_ADD<1:K-N>) 각각에 대응하는 페이지로부터 리드 동작(630)을 수행하고, 리드 바이어스를 방전하는 동작(640)을 모두 수행하는 것을 의미한다.
따라서, 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K> or IN_RDCMD<1:N-K>)에 대응하는 리드 동작을 모두 수행하게 되면, 도 6에서 설명되었던 어떠한 리드 동작에 소요되었던 시간(tRA or tRB or tRC)보다도 더 긴 시간(tRD)이 소요되는 것을 알 수 있다.
또한, 리드 동작부(500)가 모든 리드 동작을 수행한다는 것은, 리드 동작부(500)에서 리드 동작을 수행할 때마다, 리드 바이어스를 설정하는 동작(610, 620) 및 방전하는 동작(640)이 모두 수행된다는 것을 의미한다. 이때, 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K> or IN_RDCMD<1:N-K>)의 개수가 K개 또는 K-N개이므로, 도 8에 도시된 것과 같은 동작이 K번 또는 K-N번 반복되는 것을 의미한다.
그리고, 리드 동작부(500)에서 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K> or IN_RDCMD<1:N-K>)에 대응하는 모든 리드 동작을 수행한 결과로서, 랜덤 데이터(IN_RDDATA<1:K> or IN_RDDATA<1:K-N>)가 컨트롤러(130)로 출력된다. 컨트롤러(130)는, 랜덤 데이터(IN_RDDATA<1:K> or IN_RDDATA<1:K-N>)를 호스트(102)로 출력(OUT_RDDATA)한다(1305).
예를 들어, 도 7에 도시된 것처럼, 컨트롤러(130)로부터 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K> or IN_RDCMD<1:N-K>)가 총 4개 전달된다고 가정하고, 그에 대응하는 랜덤물리주소(IN_ADD<1:K> or IN_ADD<1:K-N>)가 제0 페이지(P0)와 제3 페이지(P3)와 제6 페이지(P6) 및 제9 페이지(P9)를 가리킨다고 가정할 수 있다. 이와 같은 경우, 리드 동작부(500)는, 첫 번째 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<1>)에 응답하여 리드 바이어스의 레벨을 설정하는 동작(610, 620)을 수행한 뒤, 첫 번째 랜덤물리주소(IN_ADD<1>)에 따른 제0 페이지(P0)를 선택하여 첫 번째 랜덤 데이터(IN_RDDATA<1>)를 리드하는 동작(630)을 수행하고, 리드 바이어스를 방전하는 동작(640)을 수행한다. 이어서, 리드 동작부(500)는, 두 번째 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<2>)에 응답하여 리드 바이어스의 레벨을 설정하는 동작(610, 620)을 수행한 뒤, 두 번째 랜덤물리주소(IN_ADD<2>)에 따른 제3 페이지(P3)를 선택하여 두 번째 랜덤 데이터(IN_RDDATA<2>)를 리드하는 동작(630)을 수행하고, 리드 바이어스를 방전하는 동작(640)을 수행한다. 이어서, 리드 동작부(500)는, 세 번째 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<6>)에 응답하여 리드 바이어스의 레벨을 설정하는 동작(610, 620)을 수행한 뒤, 세 번째 랜덤물리주소(IN_ADD<3>)에 따른 제6 페이지(P6)를 선택하여 세 번째 랜덤 데이터(IN_RDDATA<3>)를 리드하는 동작(630)을 수행하고, 리드 바이어스를 방전하는 동작(640)을 수행한다. 이어서, 리드 동작부(500)는, 네 번째 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<4>)에 응답하여 리드 바이어스의 레벨을 설정하는 동작(610, 620)을 수행한 뒤, 네 번째 랜덤물리주소(IN_ADD<4>)에 따른 제9 페이지(P9)를 선택하여 네 번째 랜덤 데이터(IN_RDDATA<4>)를 리드하는 동작(630)을 수행하고, 리드 바이어스를 방전하는 동작(640)을 수행한다.
이와 같이, 리드 동작부(500)는, 랜덤내부리드커맨드(IN_RDCMD<1:K> or IN_RDCMD<1:N-K>) 및 랜덤물리주소(IN_ADD<1:K> or IN_ADD<1:K-N>)에 대응하여 데이터를 리드할 때, 하나의 리드 동작(630)을 수행할 때마다 리드 바이어스를 설정하는 동작(610, 620) 및 리드 바이어스를 방전하는 동작(640)을 반복하여 수행하게 된다. 이는, 도 5 및 도 6에서 설명한 것과 같이 본 발명의 특징적인 동작에 따라 리드 바이어스를 설정하고 방전하는 동작이 최소화되는 것과는 큰 차이가 있는 것을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템이 적용된 메모리 카드 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 메모리 카드 시스템(6100)은, 메모리 컨트롤러(6120), 메모리 장치(6130), 및 커넥터(6110)를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 메모리 컨트롤러(6120)는, 불휘발성 메모리로 구현된 메모리 장치(6130)와 연결되며, 메모리 장치(6130)를 액세스하도록 구현된다. 예컨대, 메모리 컨트롤러(6120)는, 메모리 장치(6130)의 리드, 라이트, 이레이즈, 및 백그라운드(background) 동작 등을 제어하도록 구현된다. 그리고, 메모리 컨트롤러(6120)는, 메모리 장치(6130) 및 호스트(Host) 사이에 인터페이스를 제공하도록 구현되며, 메모리 장치(6130)를 제어하기 위한 펌웨어(firmware)를 구동하도록 구현된다. 즉, 메모리 컨트롤러(6120)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)에 대응되며, 메모리 장치(6130)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)에 대응될 수 있다.
그에 따라, 메모리 컨트롤러(6120)는, 램(RAM: Random Access Memory), 프로세싱 유닛(processing unit), 호스트 인터페이스(host interface), 메모리 인터페이스(memory interface), 에러 정정부와 같은 구성 요소들을 포함할 수 있다.
아울러, 메모리 컨트롤러(6120)는, 커넥터(6110)를 통해 외부 장치, 예컨대 도 1에서 설명한 호스트(102)와 통신할 수 있다. 예컨대, 메모리 컨트롤러(6120)는, 도 1에서 설명한 바와 같이, USB(Universal Serial Bus), MMC(multimedia card), eMMC(embeded MMC), PCI(peripheral component interconnection), PCIe(PCI express), ATA(Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI(small computer small interface), ESDI(enhanced small disk interface), IDE(Integrated Drive Electronics), 파이어와이어(Firewire), UFS(Universal Flash Storage), WIFI, Bluetooth 등과 같은 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나를 통해 외부 장치와 통신하도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등에 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템 및 데이터 처리 시스템이 적용될 수 있다.
그리고, 메모리 장치(6130)는, 불휘발성 메모리로 구현, 예컨대 EPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM), 낸드 플래시 메모리, 노어 플래시 메모리, PRAM(Phase-change RAM), ReRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferroelectric RAM), STT-MRAM(Spin-Torque Magnetic RAM) 등과 같은 다양한 불휘발성 메모리 소자들로 구현될 수 있다.
아울러, 메모리 컨트롤러(6120) 및 메모리 장치(6130)는, 하나의 반도체 장치로 집적될 수 있으며, 일 예로 하나의 반도체 장치로 집적되어 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive)를 구성할 수 있으며, PC 카드(PCMCIA), 컴팩트 플래시 카드(CF), 스마트 미디어 카드(SM, SMC), 메모리 스틱, 멀티미디어 카드(MMC, RS-MMC, MMCmicro, eMMC), SD 카드(SD, miniSD, microSD, SDHC), 유니버설 플래시 기억장치(UFS) 등과 같은 메모리 카드를 구성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 데이터 처리 시스템(6200)은, 적어도 하나의 불휘발성 메모리로 구현된 메모리 장치(6230), 및 메모리 장치(6230)를 제어하는 메모리 컨트롤러(6220)를 포함한다. 여기서, 도 10에 도시한 데이터 처리 시스템(6200)은, 도 1에서 설명한 바와 같이, 메모리 카드(CF, SD, microSD, 등), USB 저장 장치 등과 같은 저장 매체가 될 수 있으며, 메모리 장치(6230)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)에 대응되고, 메모리 컨트롤러(6220)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)에 대응될 수 있다.
그리고, 메모리 컨트롤러(6220)는, 호스트(6210)의 요청에 응답하여 메모리 장치(6230)에 대한 리드, 라이트, 이레이즈 동작 등을 제어하며, 메모리 컨트롤러(6220)는 적어도 하나의 CPU(6221), 버퍼 메모리, 예컨대 RAM(6222), ECC 회로(6223), 호스트 인터페이스(6224), 및 메모리 인터페이스, 예컨대 NVM 인터페이스(6225)를 포함한다.
여기서, CPU(6221)는, 메모리 장치(6230)에 대한 전반적인 동작, 예컨대 읽기, 쓰기, 파일 시스템 관리, 배드 페이지 관리 등)을 제어할 수 있다. 그리고, RAM(6222)는, CPU(6221)의 제어에 따라 동작하며, 워크 메모리(work memory), 버퍼 메모리(buffer memory), 캐시 메모리(cache memory) 등으로 사용될 수 있다. 여기서, RAM(6222)이 워크 메모리로 사용되는 경우에, CPU(6221)에서 처리된 데이터가 임시 저장되며, RAM(6222)이 버퍼 메모리로 사용되는 경우에는, 호스트(6210)에서 메모리 장치(6230)로 또는 메모리 장치(6230)에서 호스트(6210)로 전송되는 데이터의 버퍼링을 위해 사용되며, RAM(6222)이 캐시 메모리로 사용되는 경우에는 저속의 메모리 장치(6230)가 고속으로 동작하도록 사용될 수 있다.
아울러, ECC 회로(6223)는, 도 1에서 설명한 컨트롤러(130)의 ECC 유닛(138)에 대응하며, 도 1에서 설명한 바와 같이, 메모리 장치(6230)로부터 수신된 데이터의 페일 비트(fail bit) 또는 에러 비트(error bit)를 정정하기 위한 에러 정정 코드(ECC: Error Correction Code)를 생성한다. 또한, ECC 회로(6223)는, 메모리 장치(6230)로 제공되는 데이터의 에러 정정 인코딩을 수행하여, 패리티(parity) 비트가 부가된 데이터를 형성한다. 여기서, 패리티 비트는, 메모리 장치(6230)에 저장될 수 있다. 또한, ECC 회로(6223)는, 메모리 장치(6230)로부터 출력된 데이터에 대하여 에러 정정 디코딩을 수행할 수 있으며, 이때 ECC 회로(6223)는 패리티(parity)를 사용하여 에러를 정정할 수 있다. 예컨대, ECC 회로(6223)는, 도 1에서 설명한 바와 같이, LDPC code, BCH code, turbo code, 리드-솔로몬 코드, convolution code, RSC, TCM, BCM 등의 다양한 코디드 모듈레이션(coded modulation)을 사용하여 에러를 정정할 수 있다.
그리고, 메모리 컨트롤러(6220)는, 호스트 인터페이스(6224)를 통해 호스트(6210)와 데이터 등을 송수신하며, NVM 인터페이스(6225)를 통해 메모리 장치(6230)와 데이터 등을 송수신한다. 여기서, 호스트 인터페이스(6224)는, PATA 버스, SATA 버스, SCSI, USB, PCIe, 낸드 인터페이스 등을 통해 호스트(6210)와 연결될 수 있다. 또한, 메모리 컨트롤러(6220)는, 무선 통신 기능, 모바일 통신 규격으로 WiFi 또는 LTE(Long Term Evolution) 등이 구현되어, 외부 장치, 예컨대 호스트(6210) 또는 호스트(6210) 이외의 다른 외부 장치와 연결된 후, 데이터 등을 송수신할 수 있으며, 특히 다양한 통신 규격들 중 적어도 하나를 통해 외부 장치와 통신하도록 구성됨에 따라, 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등에 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템 및 데이터 처리 시스템이 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템이 적용된 솔리드 스테이트 드라이브(SSD: Solid State Drive)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, SSD(6300)는, 복수의 불휘발성 메모리들을 포함하는 메모리 장치(6340) 및 컨트롤러(6320)를 포함한다. 여기서, 컨트롤러(6320)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)에 대응되며, 메모리 장치(6340)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)에 대응될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 컨트롤러(6320)는, 복수의 채널들(CH1, CH2, CH3, …, CHi)을 통해 메모리 장치(6340)와 연결된다. 그리고, 컨트롤러(6320)는, 적어도 하나의 프로세서(6321), 버퍼 메모리(6325), ECC 회로(6322), 호스트 인터페이스(6324), 및 메모리 인터페이스, 예컨대 불휘발성 메모리 인터페이스(6326)를 포함한다.
여기서, 버퍼 메모리(6325)는, 호스트(6310)로부터 수신된 데이터 또는 메모리 장치(6340)에 포함된 복수의 플래시 메모리들(NVMs)로부터 수신된 데이터를 임시 저장하거나, 복수의 플래시 메모리들(NVMs)의 메타 데이터, 예컨대 매핑 테이블을 포함함 맵 데이터를 임시 저장한다. 또한, 버퍼 메모리(6325)는, DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, LPDDR SDRAM, GRAM 등과 같은 휘발성 메모리 또는 FRAM, ReRAM, STT-MRAM, PRAM 등과 같은 불휘발성 메모리들로 구현될 수 있으며, 도 11에서는 설명의 편의를 위해 컨트롤러(6320) 내부에 존재하지만, 컨트롤러(6320) 외부에도 존재할 수 있다.
그리고, ECC 회로(6322)는, 프로그램 동작에서 메모리 장치(6340)로 프로그램될 데이터의 에러 정정 코드 값을 계산하고, 리드 동작에서 메모리 장치(6340)로부터 리드된 데이터를 에러 정정 코드 값에 근거로 하여 에러 정정 동작을 수행하며, 페일된 데이터의 복구 동작에서 메모리 장치(6340)로부터 복구된 데이터의 에러 정정 동작을 수행한다.
또한, 호스트 인터페이스(6324)는, 외부의 장치, 예컨대 호스트(6310)와 인터페이스 기능을 제공하며, 불휘발성 메모리 인터페이스(6326)는, 복수의 채널들을 통해 연결된 메모리 장치(6340)와 인터페이스 기능을 제공한다.
아울러, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)이 적용된 SSD(6300)는, 복수개가 적용되어 데이터 처리 시스템, 예컨대 RAID(Redundant Array of Independent Disks) 시스템을 구현할 수 있으며, 이때 RAID 시스템에는, 복수의 SSD(6300)들과, 복수의 SSD(6300)들을 제어하는 RAID 컨트롤러가 포함될 수 있다. 여기서, RAID 컨트롤러는, 호스트(6310)로부터 라이트 커맨드를 수신하여, 프로그램 동작을 수행할 경우, 라이트 커맨드에 해당하는 데이터를, 복수의 RAID 레벨들, 즉 복수의 SSD(6300)들에서 호스트(6310)로부터 수신된 라이트 커맨드의 RAID 레벨 정보에 상응하여, 적어도 하나의 메모리 시스템, 다시 말해 SSD(6300)을 선택한 후, 선택한 SSD(6300)로 출력할 수 있다. 또한, RAID 컨트롤러는, 호스트(6310)로부터 리드 커맨드를 수신하여 리드 동작을 수행할 경우, 복수의 RAID 레벨들, 즉 복수의 SSD(6300)들에서 호스트(6310)로부터 수신된 리드 커맨드의 RAID 레벨 정보에 상응하여, 적어도 하나의 메모리 시스템, 다시 말해 SSD(6300)을 선택한 후, 선택한 SSD(6300)로부터 데이터를 호스트(6310)로 제공할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템이 적용된 eMMC(embedded multimedia card)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, eMMC(6400)는, 적어도 하나의 낸드 플래시 메모리로 구현된 메모리 장치(6440), 및 컨트롤러(6430)를 포함한다. 여기서, 컨트롤러(6430)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 컨트롤러(130)에 대응되며, 메모리 장치(6440)는, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에서의 메모리 장치(150)에 대응될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 컨트롤러(6430)는, 복수의 채널들을 통해, 메모리 장치(2100)와 연결된다. 그리고, 컨트롤러(6430)는, 적어도 하나의 코어(6432), 호스트 인터페이스(6431), 및 메모리 인터페이스, 예컨대 낸드 인터페이스(6433)를 포함한다.
여기서, 코어(6432)는, eMMC(6400)의 전반적인 동작을 제어하며, 호스트 인터페이스(6431)는, 컨트롤러(6430)와 호스트(6410) 간의 인터페이스 기능을 제공하며, 낸드 인터페이스(6433)는, 메모리 장치(6440)와 컨트롤러(6430) 간의 인터페이스 기능을 제공한다. 예컨대, 호스트 인터페이스(6431)는, 도 1에서 설명한 바와 같이, 병렬 인터페이스, 일 예로 MMC 인터페이스가 될 수 있으며, 아울러 직렬 인터페이스, 일 예로 UHS((Ultra High Speed)-Ⅰ/UHS-Ⅱ, UFS 인터페이스가 될 수 있다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 다른 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 13 내지 도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템이 적용된 UFS(Universal Flash Storage)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13 내지 도 16을 참조하면, 각각의 UFS 시스템들(6500,6600,6700,6800)은, 호스트들(6510,6610,6710,6810), UFS 장치들(6520,6620,6720,6820), 및 UFS 카드들(6530,6630,6730,6830)을 각각 포함할 수 있다. 여기서, 각각의 호스트(6510,6610,6710,6810)은, 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등의 어플리케이션 프로세서가 될 수 있으며, 또한 각각의 UFS 장치들(6520,6620,6720,6820)은, 임베디드 UFS(Embedded UFS) 장치들이 되고, 아울러 각각의 UFS 카드들(6530,6630,6730,6830)은, 외부 임베디드 UFS(External Embedded UFS) 장치 또는 리무벌 UFS 카드(Removable UFS Card)가 될 수 있다.
또한, 각 UFS 시스템들(6500,6600,6700,6800)에서, 각각의 호스트들(6510,6610,6710,6810), UFS 장치들(6520,6620,6720,6820), 및 UFS 카드들(6530,6630,6730,6830) 간은, 각각 UFS 프로토콜을 통해 외부의 장치들, 예컨대 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등과 통신할 수 있으며, UFS 장치들(6520,6620,6720,6820)과 UFS 카드들(6530,6630,6730,6830)은, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)으로 구현될 수 있다. 예컨대, 각 UFS 시스템들(6500,6600,6700,6800)에서, UFS 장치들(6520,6620,6720,6820)은, 도 10 내지 도 12에서 설명한 데이터 처리 시스템(6200), SSD(6300), 또는 eMMC(6400) 형태로 구현될 수 있으며, UFS 카드들(6530,6630,6730,6830)은, 도 9에서 설명한 메모리 카드 시스템(6100) 형태로 구현될 수 있다.
아울러, 각 UFS 시스템들(6500,6600,6700,6800)에서, 각각의 호스트들(6510,6610,6710,6810), UFS 장치들(6520,6620,6720,6820), 및 UFS 카드들(6530,6630,6730,6830) 간은, UFS(Universal Flash Storage) 인터페이스, 예컨대 MIPI(Mobile Industry Processor Interface)에서의 MIPI M-PHY 및 MIPI UniPro(Unified Protocol)을 통해 통신을 수행할 수 있으며, 아울러 UFS 장치들(6520,6620,6720,6820)과 UFS 카드들(6530,6630,6730,6830) 간은, UFS 프로토콜이 아닌 다른 프로토콜을 통해 통신할 수 있으며, 예컨대 다양한 카드 프로토콜, 일 예로 UFDs, MMC, SD(secure digital), mini SD, Micro SD 등을 통해 통신할 수 있다.
그리고, 도 13에 도시한 UFS 시스템(6500)에서, 호스트(6510), UFS 장치(6520), 및 UFS 카드(6530)에는, UniPro이 각각 존재하며, 호스트(6510)는, UFS 장치(6520) 및 UFS 카드(6530)와 각각 통신을 수행하기 위해, 스위칭(swtiching) 동작을 수행하며, 특히 호스트(6510)는, UniPro에서의 링크 레이어(Link Layer) 스위칭, 예컨대 L3 스위칭을 통해, UFS 장치(6520)와 통신을 수행하거나 또는 UFS 카드(6530)와 통신을 수행한다. 이때, UFS 장치(6520)와 UFS 카드(6530) 간은, 호스트(6510)의 UniPro에서 링크 레이어 스위칭을 통해, 통신을 수행할 수도 있다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해, 호스트(6510)에 각각 하나의 UFS 장치(6520) 및 UFS 카드(6530)가 연결되는 것을 일 예로 하여 설명하였지만, 복수의 UFS 장치들과 UFS 카드들이, 호스트(6410)에 병렬 형태 또는 스타 형태로 연결될 수도 있으며, 또한 복수의 UFS 카드들이, UFS 장치(6520)에, 병렬 형태 또는 스타 형태로 연결되거나 직렬 형태 또는 체인 형태로 연결될 수도 있다.
또한, 도 14에 도시한 UFS 시스템(6600)에서, 호스트(6610), UFS 장치(6620), 및 UFS 카드(6630)에는, UniPro이 각각 존재하며, 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 모듈(6640), 특히 UniPro에서의 링크 레이어 스위칭, 예컨대 L3 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 모듈(6640)을 통해, 호스트(6610)는, UFS 장치(6620)와 통신을 수행하거나 또는 UFS 카드(6630)와 통신을 수행한다. 이때, UFS 장치(6520)와 UFS 카드(6530) 간은, 스위칭 모듈(6640)의 UniPro에서 링크 레이어 스위칭을 통해, 통신을 수행할 수도 있다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해, 스위칭 모듈(6640)에 각각 하나의 UFS 장치(6620) 및 UFS 카드(6630)가 연결되는 것을 일 예로 하여 설명하였지만, 복수의 UFS 장치들과 UFS 카드들이, 스위칭 모듈(6640)에 병렬 형태 또는 스타 형태로 연결될 수도 있으며, 또한 복수의 UFS 카드들이, UFS 장치(6620)에, 병렬 형태 또는 스타 형태로 연결되거나 직렬 형태 또는 체인 형태로 연결될 수도 있다.
아울러, 도 15에 도시한 UFS 시스템(6700)에서, 호스트(6710), UFS 장치(6720), 및 UFS 카드(6730)에는, UniPro이 각각 존재하며, 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 모듈(6740), 특히 UniPro에서의 링크 레이어 스위칭, 예컨대 L3 스위칭 동작을 수행하는 스위칭 모듈(6740)을 통해, 호스트(6710)는, UFS 장치(6720)와 통신을 수행하거나 또는 UFS 카드(6730)와 통신을 수행한다. 이때, UFS 장치(6720)와 UFS 카드(6730) 간은, 스위칭 모듈(6740)의 UniPro에서 링크 레이어 스위칭을 통해, 통신을 수행할 수도 있으며, 스위칭 모듈(6740)은, UFS 장치(6720)의 내부 또는 외부에서 UFS 장치(6720)와 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해, 스위칭 모듈(6740)에 각각 하나의 UFS 장치(6620) 및 UFS 카드(6630)가 연결되는 것을 일 예로 하여 설명하였지만, 스위칭 모듈(6740)과 UFS 장치(6720)가 각각 구현된 복수의 모듈들이, 호스트(6710)에 병렬 형태 또는 스타 형태로 연결되거나, 각각의 모듈들 간이 직렬 형태 또는 체인 형태로 연결될 수도 있으며, 또한 복수의 UFS 카드들이 스위칭 모듈(6740)에 병렬 형태 또는 스타 형태로 연결될 수도 있다.
그리고, 도 16에 도시한 UFS 시스템(6800)에서, 호스트(6810), UFS 장치(6820), 및 UFS 카드(6830)에는, M-PHY 및 UniPro이 각각 존재하며, UFS 장치(6820)는, 호스트(6810) 및 UFS 카드(6830)와 각각 통신을 수행하기 위해, 스위칭 동작을 수행하며, 특히 UFS 장치(6820)는, 호스트(6810)와의 통신을 위한 M-PHY 및 UniPro 모듈과, UFS 카드(6830)와의 통신을 위한 M-PHY 및 UniPro 모듈 간, 스위칭, 예컨대 타겟(Target) ID(identifier) 스위칭을 통해, 호스트(6810)와 통신을 수행하거나 또는 UFS 카드(6830)와 통신을 수행한다. 이때, 호스트(6810)와 UFS 카드(6530) 간은, UFS 장치(6820)의 M-PHY 및 UniPro 모듈 간 타겟 ID 스위칭을 통해, 통신을 수행할 수도 있다. 여기서, 본 발명의 실시 예에서는, 설명의 편의를 위해, 호스트(6810)에 하나의 UFS 장치(6820)가 연결되고, 또한 하나의 UFS 장치(6820)에 하나의 UFS 카드(6830)가 연결되는 것을 일 예로 하여 설명하였지만, 호스트(6810)에 복수의 UFS 장치들이 병렬 형태 또는 스타 형태로 연결되거나 직렬 형태 또는 체인 형태로 연결될 수도 있으며, 하나의 UFS 장치(6820)에 복수의 UFS 카드들이 병렬 형태 또는 스타 형태로 연결되거나 직렬 형태 또는 체인 형태로 연결될 수도 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템을 포함하는 데이터 처리 시스템의 또 다른 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 17은 본 발명에 따른 메모리 시스템이 적용된 사용자 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 사용자 시스템(6900)은, 애플리케이션 프로세서(6930), 메모리 모듈(6920), 네트워크 모듈(6940), 스토리지 모듈(6950), 및 사용자 인터페이스(6910)를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 애플리케이션 프로세서(6930)는, 사용자 시스템(6900)에 포함된 구성 요소들, 운영 시스템(OS: Operating System)을 구동시키며, 일 예로 사용자 시스템(6900)에 포함된 구성 요소들을 제어하는 컨트롤러들, 인터페이스들, 그래픽 엔진 등을 포함할 수 있다. 여기서, 애플리케이션 프로세서(6930)는 시스템-온-칩(SoC: System-on-Chip)으로 제공될 수 있다.
그리고, 메모리 모듈(6920)은, 사용자 시스템(6900)의 메인 메모리, 동작 메모리, 버퍼 메모리, 또는 캐시 메모리로 동작할 수 있다. 여기서, 메모리 모듈(6920)은, DRAM, SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM, LPDDR SDARM, LPDDR3 SDRAM, LPDDR3 SDRAM 등과 같은 휘발성 랜덤 액세스 메모리 또는 PRAM, ReRAM, MRAM, FRAM 등과 같은 불휘발성 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있다. 예컨대, 애플리케이션 프로세서(6930) 및 메모리 모듈(6920)은, POP(Package on Package)를 기반으로 패키지화되어 실장될 수 있다.
또한, 네트워크 모듈(6940)은, 외부 장치들과 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 모듈(6940)은, 유선 통신을 지원할뿐만 아니라, CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile communication), WCDMA(wideband CDMA), CDMA-2000, TDMA(Time Dvision Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), Wimax, WLAN, UWB, 블루투스, WI-DI 등과 같은 다양한 무선 통신을 지원함으로써, 유선/무선 전자 기기들, 특히 모바일 전자 기기 등과 통신을 수행할 수 있으며, 그에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 시스템 및 데이터 처리 시스템이 유선/무선 전자 기기들에 적용될 수 있다. 여기서, 네트워크 모듈(6940)은, 애플리케이션 프로세서(6930)에 포함될 수 있다.
아울러, 스토리지 모듈(6950)은, 데이터를 저장, 예컨대 애플리케이션 프로세서(6930)로부터 수신한 데이터를 저장한 후, 스토리지 모듈(6950)에 저장된 데이터를 애플리케이션 프로세서(6930)로 전송할 수 있다. 여기서, 스토리지 모듈(6950)은, PRAM(Phasechange RAM), MRAM(Magnetic RAM), RRAM(Resistive RAM), NAND flash, NOR flash, 3차원 구조의 NAND 플래시 등과 같은 불휘발성 반도체 메모리 소자 등으로 구현될 수 있으며, 또한 사용자 시스템(6900)의 메모리 카드, 외장형 드라이브 등과 같은 탈착식 저장 매체(removable drive)로 제공될 수 있다. 즉, 스토리지 모듈(6950)은, 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)에 대응될 수 있으며, 아울러 도 11 내지 도 16에서 설명한 SSD, eMMC, UFS로 구현될 수도 있다.
그리고, 사용자 인터페이스(6910)는, 애플리케이션 프로세서(6930)에 데이터 또는 명령어를 입력하거나 또는 외부 장치로 데이터를 출력하는 인터페이스들을 포함할 수 있다. 예컨대, 사용자 인터페이스(6910)는, 키보드, 키패드, 버튼, 터치 패널, 터치 스크린, 터치 패드, 터치 볼, 카메라, 마이크, 자이로스코프 센서, 진동 센서, 압전 소자 등과 같은 사용자 입력 인터페이스들을 포함할 수 있으며, 아울러 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diode) 표시 장치, AMOLED(Active Matrix OLED) 표시 장치, LED, 스피커, 모터 등과 같은 사용자 출력 인터페이스들을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따라 도 1에서 설명한 메모리 시스템(110)이, 사용자 시스템(6900)의 모바일 전자 기기에 적용될 경우, 어플리케이션 프로세서(6930)는, 모바일 전자 기기의 전반적인 동작을 제어하며, 네트워크 모듈(6940)은, 통신 모듈로서, 전술한 바와 같이 외부 장치와의 유선/무선 통신을 제어한다. 아울러, 사용자 인터페이스(6910)는, 모바일 전자 기기의 디스플레이/터치 모듈로 어플리케이션 프로세서(6930)에서 처리된 데이터를 디스플레이하거나, 터치 패널로부터 데이터를 입력 받도록 지원한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.
500 : 리드 동작부 510 : 어드레스 카운터

Claims (20)

  1. 페이지(page) 단위로 데이터를 저장하기 위한 다수의 페이지들을 포함하며, 시리얼(serial) 리드 커맨드에 응답하여 상기 페이지들 중 물리주소가 연속된 N개의 페이지로부터 N개의 데이터를 연속으로 리드하여 출력하는 메모리 장치; 및
    호스트로부터 요청된 리드 동작이 시리얼 리드 동작으로 확인되는 경우, 상기 시리얼 리드 커맨드 및 시작 어드레스를 상기 메모리 장치로 전달한 뒤, 상기 메모리 장치로부터 인가되는 N개의 데이터를 상기 호스트로 출력하는 컨트롤러
    를 포함하는 메모리 시스템에 있어서,
    상기 메모리 장치는,
    상기 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 상기 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하여 N개의 페이지를 선택하며, 상기 시작 어드레스에 응답하여 리드 바이어스를 설정동작을 수행한 뒤 리드 동작을 수행하고, 상기 시리얼 어드레스들에 각각 응답하여 리드 동작을 수행하며, 상기 끝 어드레스에 응답하여 리드 동작을 수행한 뒤 리드 바이어스 방전(discharge)동작을 수행함으로써, N개의 데이터를 리드하여 상기 컨트롤러 출력하고, N은 3보다 큰 자연수인 메모리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 호스트로부터 인가되는 외부리드커맨드를 상기 페이지 단위의 리드 동작을 수행하기 위한 다수의 내부리드커맨드들로 분할하며, 상기 내부리드커맨드들 각각의 정보를 확인한 결과, 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드가 존재하는 경우, N개의 내부리드커맨드에 대응하는 상기 시리얼 리드 커맨드 및 상기 시작 어드레스를 생성하여 상기 메모리 장치로 전달하는 메모리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 내부리드커맨드들 각각에 대응하는 물리주소 정보를 확인한 결과, 연속된 N개의 물리주소가 존재하는 경우, 해당 N개의 물리주소에 대응하는 N개의 내부리드커맨드가 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 판단하는 메모리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    N개의 내부리드커맨드에 대응하는 N개의 물리주소 중 가장 앞선 값을 갖는 물리주소를 선택하여 상기 시작 어드레스로서 상기 메모리 장치에 전달하는 메모리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    N개의 내부리드커맨드에 대응하는 N개의 물리주소의 개수에 대한 정보를 상기 시리얼 리드 커맨드에 포함시켜 상기 메모리 장치에 전달하는 메모리 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메모리 장치는,
    상기 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 상기 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하기 위한 어드레스 카운터; 및
    상기 시리얼 리드 커맨드에 응답하여 상기 리드 바이어스의 레벨을 설정한 뒤, 설정된 상기 리드 바이어스를 사용하여 N개의 페이지 중 상기 시작 어드레스에 따른 첫 번째 페이지를 선택하여 첫 번째 데이터를 리드하고, 상기 시리얼 어드레스들에 따른 두 번째 페이지부터 N-1번째 페이지를 순차적으로 선택하여 두 번째 데이터부터 N-1번째 데이터를 순차적으로 리드하며, 상기 끝 어드레스에 따른 N번째 페이지를 선택하여 N번째 데이터를 리드한 뒤, 상기 리드 바이어스의 레벨을 방전시키는 리드 동작부를 포함하는 메모리 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 외부리드커맨드에 대응하는 리드 데이터의 크기에 따라 생성하는 상기 내부리드커맨드들의 개수를 조절하는 메모리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 내부리드커맨들의 개수가 설정된 개수보다 작은 경우, 상기 내부리드커맨드들 전체에 대한 물리주소 정보를 확인하지 않고 상기 호스트로부터 요청된 리드 동작이 상기 시리얼 리드 동작이 아닌 것으로 판단하는 메모리 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 내부리드커맨드들 중 상기 시리얼 리드 동작에 대응하지 않는 랜덤(random)내부리드커맨드가 존재하는 경우, 그에 대응하는 랜덤물리주소와 함께 그대로 상기 메모리 장치에 전달한 후, 그에 대한 동작결과로서 상기 메모리 장치로부터 인가되는 랜덤 데이터를 상기 호스트로 출력하는 메모리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메모리 장치는,
    상기 랜덤내부리드커맨드에 응답하여 상기 리드 바이어스 설정동작을 수행한 뒤, 상기 페이지들 중 상기 랜덤물리주소에 대응하는 페이지로부터 리드 동작을 수행하고, 상기 리드 바이어스 방전동작을 수행함으로써, 상기 랜덤 데이터를 리드하는 메모리 시스템.
  11. 페이지(page) 단위로 데이터를 저장하기 위한 다수의 페이지들을 포함하는 메모리 장치 및 상기 메모리 장치의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하는 메모리 시스템의 동작방법에 있어서,
    호스트로부터 상기 컨트롤러로 요청된 리드 동작이 시리얼(serial) 리드 동작으로 확인되는 경우, 상기 시리얼 리드 커맨드 및 시작 어드레스를 생성하여 상기 메모리 장치로 전달하는 단계;
    상기 메모리 장치에서 상기 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 상기 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하여 상기 페이지들 중 물리주소가 연속된 N개의 페이지를 선택하는 단계;
    상기 메모리 장치에서 N개의 페이지에 대해, 상기 시작 어드레스에 응답하여 리드 바이어스 설정동작을 수행한 뒤 리드 동작을 수행하고, 상기 시리얼 어드레스들에 각각 응답하여 리드 동작을 수행하며, 상기 끝 어드레스에 응답하여 리드 동작을 수행한 뒤 리드 바이어스 방전(discharge)동작을 수행함으로써, N개의 데이터를 리드하여 상기 컨트롤러로 출력하는 단계; 및
    상기 컨트롤러에서 상기 메모리 장치로부터 인가되는 N개의 데이터를 상기 호스트로 출력하는 단계를 포함하며,
    N은 3보다 큰 자연수인 메모리 시스템의 동작방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전달하는 단계는,
    상기 호스트로부터 인가되는 외부리드커맨드를 상기 페이지 단위의 리드 동작을 수행하기 위한 다수의 내부리드커맨드들로 분할하는 단계;
    상기 분할하는 단계에서 분할된 상기 내부리드커맨드들 각각의 정보를 확인하여 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 N개의 내부리드커맨드가 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 확인하는 단계에서 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 확인된 N개의 내부리드커맨드에 대응하는 상기 시리얼 리드 커맨드 및 상기 시작 어드레스를 생성하여 상기 메모리 장치로 전달하는 단계를 포함하는 메모리 시스템의 동작방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 확인하는 단계는,
    상기 분할하는 단계에서 분할된 상기 내부리드커맨드들 각각에 대응하는 물리주소 정보를 확인하는 물리주소 확인단계; 및
    상기 물리주소 확인단계의 결과 연속된 N개의 물리주소가 존재하는 경우, 해당 N개의 물리주소에 대응하는 N개의 내부리드커맨드가 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 메모리 시스템의 동작방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전달하는 단계는,
    상기 확인하는 단계에서 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 확인된 N개의 내부리드커맨드에 대응하는 N개의 물리주소 중 가장 앞선 값을 갖는 물리주소를 선택하여 상기 시작 어드레스로서 상기 메모리 장치에 전달하는 메모리 시스템의 동작방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전달하는 단계는,
    상기 확인하는 단계에서 상기 시리얼 리드 동작에 대응하는 것으로 확인된 N개의 내부리드커맨드에 대응하는 N개의 물리주소의 개수의 대한 정보를 상기 시리얼 리드 커맨드에 포함시켜 상기 메모리 장치에 전달하는 메모리 시스템의 동작방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러로 출력하는 단계는,
    상기 시리얼 리드 커맨드의 정보에 따라 상기 시작 어드레스를 카운팅하여 시리얼 어드레스들 및 끝 어드레스를 생성하는 단계;
    상기 시리얼 리드 커맨드에 응답하여 상기 리드 바이어스의 레벨을 설정하는 단계;
    상기 설정하는 단계에서 설정된 상기 리드 바이어스를 사용하여 N개의 페이지 중 상기 시작 어드레스에 따른 첫 번째 페이지를 선택하여 첫 번째 데이터를 리드하고, 상기 시리얼 어드레스들에 따른 두 번째 페이지부터 N-1번째 페이지를 순차적으로 선택하여 두 번째 데이터부터 N-1번째 데이터를 순차적으로 리드하며, 상기 끝 어드레스에 따른 N번째 페이지를 선택하여 N번째 데이터를 리드하는 리드 단계; 및
    상기 리드하는 단계를 수행한 뒤, 상기 리드 바이어스의 레벨을 방전시키는 단계를 포함하는 메모리 시스템의 동작방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 분할하는 단계는,
    상기 외부리드커맨드에 대응하는 리드 데이터의 크기에 따라 생성하는 상기 내부리드커맨드들의 개수를 조절하는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템의 동작방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 확인하는 단계는,
    상기 분할하는 단계에서 분할된 상기 내부리드커맨들의 개수가 설정된 개수보다 작은 경우, 상기 물리주소 확인단계를 수행하지 않고 상기 호스트로부터 요청된 리드 동작이 상기 시리얼 리드 동작이 아닌 것으로 판단하는 단계를 더 포함하는 메모리 시스템.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 컨트롤러에서 상기 확인하는 단계의 동작결과 이후, 상기 내부리드커맨드들 중 상기 시리얼 리드 동작에 대응하지 않는 랜덤(random)내부리드커맨드가 존재하는 경우, 그에 대응하는 랜덤물리주소와 함께 그대로 상기 메모리 장치에 전달하는 단계를 더 포함하는 메모리 시스템의 동작방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 메모리 장치에서 상기 랜덤내부리드커맨드에 응답하여 상기 리드 바이어스 설정동작을 수행한 뒤, 상기 페이지들 중 상기 랜덤물리주소에 대응하는 페이지로부터 리드 동작을 수행하고, 상기 리드 바이어스 방전동작을 수행함으로써, 상기 랜덤 데이터를 리드하여 상기 컨트롤러로 출력하는 단계; 및
    상기 컨트롤러에서 상기 메모리 장치로부터 인가되는 상기 랜덤 데이터를 상기 호스트로 출력하는 단계를 더 포함하는 메모리 시스템의 동작방법.
KR1020170038271A 2017-03-27 2017-03-27 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법 KR20180109139A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170038271A KR20180109139A (ko) 2017-03-27 2017-03-27 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법
US15/795,453 US20180277176A1 (en) 2017-03-27 2017-10-27 Memory system and operating method thereof
CN201711155477.7A CN108664408A (zh) 2017-03-27 2017-11-20 存储系统及其操作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170038271A KR20180109139A (ko) 2017-03-27 2017-03-27 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180109139A true KR20180109139A (ko) 2018-10-08

Family

ID=63582811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170038271A KR20180109139A (ko) 2017-03-27 2017-03-27 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180277176A1 (ko)
KR (1) KR20180109139A (ko)
CN (1) CN108664408A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200059774A (ko) * 2018-11-21 2020-05-29 에스케이하이닉스 주식회사 메모리 시스템 및 그것의 동작 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5454098A (en) * 1992-09-28 1995-09-26 Conner Peripherals, Inc. Method of emulating access to a sequential access data storage device while actually using a random access storage device
US20060184719A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-17 Sinclair Alan W Direct data file storage implementation techniques in flash memories
KR100706242B1 (ko) * 2005-02-07 2007-04-11 삼성전자주식회사 메모리 시스템 및 그것의 런 단위 어드레스 매핑 테이블 구성 방법
CN101876956B (zh) * 2009-12-15 2015-05-06 北京中星微电子有限公司 Sd卡的文件存取方法及装置
TWI497496B (zh) * 2011-01-19 2015-08-21 Macronix Int Co Ltd 三維記憶體陣列架構
CN103455280B (zh) * 2012-05-31 2016-12-14 国际商业机器公司 用于执行存储器复制的方法和系统
CN103838517B (zh) * 2012-11-23 2017-06-09 中国科学院声学研究所 一种用于传输多核处理器和磁盘阵列间数据的方法及系统
US10289313B2 (en) * 2016-06-28 2019-05-14 Intel Corporation Method and apparatus for improving sequential reading in NAND flash

Also Published As

Publication number Publication date
CN108664408A (zh) 2018-10-16
US20180277176A1 (en) 2018-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180030319A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법
KR20180031853A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작 방법
KR20180110473A (ko) 컨트롤러, 메모리 시스템 및 그것의 동작 방법
KR20180005858A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작 방법
KR20190009573A (ko) 컨트롤러 및 컨트롤러의 동작방법
KR20180079584A (ko) 컨트롤러 및 컨트롤러의 동작 방법
KR20180085107A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법
KR20190016191A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법
KR20180135188A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작 방법
KR20180130140A (ko) 데이터 처리 시스템 및 데이터 처리 방법
KR20180076715A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법
KR20180031851A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작 방법
KR20180094391A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작 방법
KR20180111157A (ko) 컨트롤러 및 컨트롤러의 동작 방법
KR20180094724A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법
KR20180118926A (ko) 복수의 프로세서를 포함하는 컨트롤러 및 컨트롤러의 동작방법
KR20180088180A (ko) 컨트롤러 및 컨트롤러의 동작 방법
KR20190128284A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법
KR20190086921A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작 방법
KR20190031692A (ko) 데이터 처리 시스템 및 데이터 처리 시스템의 동작방법
KR20190001300A (ko) 컨트롤러 및 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작 방법
KR20180106014A (ko) 메모리 시스템
KR20180027806A (ko) 컨트롤러, 메모리 시스템 및 그의 동작 방법
KR102200247B1 (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법
KR20190083517A (ko) 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 동작방법