KR100880379B1

KR100880379B1 - 외부로부터 제공받는 부트 코드로 부팅되는 정보기기시스템

Info

Publication number: KR100880379B1
Application number: KR1020060047230A
Authority: KR
Inventors: 김용훈; 이윤태; 최성업
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2009-01-23
Also published as: US20110107076A1; US8291210B2; US20070277027A1; KR20070113675A; US7873822B2

Abstract

본 발명의 시스템은 부트 코드를 포함하는 메모리 카드 그리고 파워-업시 상기 메모리 카드로부터 상기 부트 코드를 전달받아 시스템 부팅 동작을 수행하는 응용 프로세서를 포함한다.

Description

외부로부터 제공받는 부트 코드로 부팅되는 정보기기 시스템{Information Processing System being boosted by boot code from external}

도 1은 일반적인 시스템의 부팅 방식을 설명하는 블록도;

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 시스템을 간략히 보여주는 블록도;

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 시스템을 간략히 보여주는 블록도;

도 4는 도 3에 도시된 시스템의 동작을 간략히 보여주는 순서도;

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 시스템을 보여주는 블록도;

도 6은 도 5에 도시된 시스템의 동작을 보여주는 순서도;

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 시스템을 보여주는 블록도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 110, 210, 310, 410 : 응용 프로세서

11, 112, 211, 311, 4101 : CPU

12, 113, 212, 312, 4102 : 내부 버스

13 : 메모리 컨트롤러 20 : 부트 메모리

111, 213, 313 : 파워-온 리셋 회로 114 : 부트 롬

115, 216, 317, 4112 : 호스트 카드 컨트롤러

121, 221, 321, 421 : 슬레이브 카드 컨트롤러

122, 222, 422 : 불휘발성 메모리 322 : 낸드 플래시 메모리

214, 314, 4104, 4107, 4110:스테이트 머신

215, 315, 4105 : 에스램 4103 : 부팅수단 설정부

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 부팅 기능을 갖는 시스템에 관한 것이다.

최근의 모바일 트랜드에 따르면, 사용자들의 대용량화 요구에 의해 대용량의 불휘발성 메모리를 저장매체로 하는 메모리 카드를 탈착하여 시스템의 메모리를 확장하고 있다. 이러한 메모리 카드가 점차 모바일 기기 시스템에서는 일반화되는 추세이다. 그러나 대부분의 모바일 기기들은 사용자의 개인정보나 신용정보 등을 내장하고 있어 보안성의 유지가 민감한 문제가 된다. 개인 정보나 신용정보가 저장된 상술한 정보기기들이 분실된 경우, 분실된 정보기기들을 악용할 가능성이 있다. 또한, 대부분의 모바일 기기는 다양한 주변 장치들과 데이터 교환을 위한 접속단자들을 구비하고 있다. 모바일 기기들은 다양한 인터페이싱 표준을 갖는 주변기기와 데이터의 공유를 위한 다양한 인터페이스를 구비하고 있다. 이러한 시스템을 정상적으로 운영하고 입출력 기능들을 설정하기 위하여, 모바일 기기의 응용 프로세서(Application Processor)는 모바일 기기 내부에 포함되는 부트 메모리(Boot memory)로부터 부트 코드(Boot code)를 복사하여 시스템을 부팅한다. 부트 코드는 시스템의 제어를 위한 운영체제(Operating System: OS) 또는 응용 프로그램에 앞서 시스템의 저레벨 하드웨어 기능을 설정하는데 사용된다. 대표적으로 기본 입/출력 시스템(BIOS)을 예로 들 수 있다.

도 1은 일반적인 디지털 정보기기를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 1에 따르면, 일반적인 디지털 정보기기는 내부(메인 보드 상에)에 부트 코드(Boot code)와 프로그램을 저장하는 부트 메모리(20)를 포함한다. 일반적인 디지털 기기의 부팅 동작은 전원이 투입되고, CPU(11), 내부 버스(12) 및 메모리 컨트롤러(13)의 리셋이 완료됨과 동시에 부트 메모리(20)의 어드레스(Address)로 프로그램 카운터(Program Counter: 이하 PC)가 할당된다. CPU(11)는 부트 메모리(20)로부터 부트 코드 및 운영체제를 읽어와 시스템을 부팅한다.

상술한 방식의 부팅 스킴에 따르면, 모바일 기기를 비롯한 여타의 디지털 정보기기들은 부팅을 위해서 반드시 내부에 부트 메모리(20)를 구비해야 한다. 부트 메모리(20)는 일반적으로 불휘발성 메모리로 구성된다. 따라서, 부트 메모리(20)의 장착을 위해서 소요되는 내부 공간의 확보와 구성의 추가에 따르는 비용의 증가는 피할 수 없다. 부트 메모리(20)를 내장하고 있는 시스템의 경우, 개인 정보를 내부에 저장한 경우나 보안기능이 요구되는 기기의 경우 사용자가 아닌 제3자에 의한 상술한 정보들로의 접근이 용이하다. 따라서, 보안 기능을 구비하기 위한 부트 메모리(20)의 새로운 스킴이 필요하다.

본 발명의 목적은 내부에 부팅 메모리를 포함하지 않고도 부팅 가능한 시스 템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 부팅 효율을 높일 수 있는 메모리 카드와 호스트 간의 인터페이스를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 인터페이스에 대해서도 선택적으로 부팅 경로를 제공하는 메모리 카드 및 호스트 인터페이스를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정보기기 시스템은, 불휘발성 메모리에 부트 코드를 저장하는 메모리 카드; 및 상기 부트 코드를 제공받아 부팅 동작을 수행하는 응용 프로세서를 포함하되, 상기 응용 프로세서는: 파워-업시 리셋 신호를 발생하는 파워-온 리셋 회로; 상기 파워-업시 설정 정보에 따라 어느 하나의 부팅 수단만을 허용하도록 복수의 선택 신호들 중 어느 하나의 선택 신호를 활성화시키는 부팅 수단 설정부; 상기 어느 하나의 선택 신호 및 상기 리셋 신호에 응답하여 상기 부트 코드를 읽어오기 위한 동작 시퀀스를 실행하는 스테이트 머신; 상기 스테이트 머신에 의해서 제어되며, 상기 파워-업시 상기 메모리 카드의 인터페이싱 방식에 상관없이 상기 불휘발성 메모리에 직접 액세스하여 상기 부트 코드를 읽어오는 메모리 컨트롤러; 및 상기 파워-업 동작의 종료 이후, 상기 메모리 카드의 인터페이싱 방식에 따라 상기 메모리 카드와의 데이터 교환을 인터페이싱하는 호스트 카드 컨트롤러를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 메모리 카드는 상기 호스트 카드 컨트롤러와 상기 불휘발성 메모리와의 인터페이싱을 위한 슬레이브 카드 컨트롤러를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 파워-업시, 상기 슬레이브 카드 컨트롤러는 비활성화되고 상기 메모리 컨트롤러가 활성화되어 상기 불휘발성 메모리에 액세스한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 응용 프로세서는 상기 메모리 컨트롤러에 의해서 읽혀진 상기 부트 코드를 저장하는 에스램을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 에스램에 저장된 상기 부트 코드에 따라 시스템 부팅 동작을 수행하는 중앙처리장치를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 불휘발성 메모리는 낸드형 플래시 메모리를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 메모리 카드의 인터페이싱 방식은 SD 카드, CF 카드, 메모리 스틱, 그리고 MMC 카드들 중 어느 하나의 인터페이싱 방식인 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 정보기기 시스템의 부팅 방법은, 부팅 동작을 수행하는 응용 프로세서에 부트 코드가 저장된 메모리 카드의 장착 여부를 감지하는 단계; 상기 메모리 카드의 장착이 확인되면, 상기 메모리 카드와 상기 응용 프로세서의 인터페이싱 수단을 비활성화하고 상기 응용 프로세서에 포함되며 상기 메모리 카드의 저장 매체에 대응하는 메모리 컨트롤러가 활성화되도록 초기화하는 단계; 그리고 상기 메모리 컨트롤러를 통해서 상기 저장 매체로부터 상기 부트 코드를 읽어와 응용 프로세서에 포함되는 에스램에 복사하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 부트 코드가 상기 에스램에 복사되면, 상기 메모리 컨트롤러를 비활성화하고 상기 인터페이싱 수단을 활성화하는 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 인터페이싱 수단은, 상기 응용 프로세서에 포함되는 호스트 카드 컨트롤러와; 그리고 상기 메모리 카드에 포함되는 슬레이브 카드 컨트롤러를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 에스램에 저장된 부트 코드에 따라서 상기 응용 프로세서를 부팅하는 단계를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 저장 매체는 불휘발성 메모리이다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 저장 매체는 낸드형 플래시 메모리 장치이다.

삭제

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 그리고 본 발명의 시스템은 모바일 기기, 컴퓨터와 같은 다양한 디지털 정보기기 및 주변기기를 포괄하는 의미로 사용되고 있음을 간략히 밝혀둔다. 이하에서는 부트 메모리는 내부에 부트 코드를 저장하고 부팅 동작시에 액세스 되는 메모리를 지시함을 밝혀둔다. 그리고 메모리 카드는 일반적인 대용량 메모리 카드(SD 카드, CF 카드, 메모리 스틱, MMC)를 비롯한 다양한 인터페이싱 방식에 의거하여 정보기기와 데이터를 교환할 수 있는 저장매체들을 포괄한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 정보기기 시스템(100)은 메인보드(Main board) 상의 응용 프로세서(110)와 부트 코드를 저장하는 메모리 카드(120)를 포함한다. 이러한 구성에 따르면, 본 발명의 시스템(100)은 부트 코드를 제공하는 메모리 카드(120)가 없이는 자체적인 전원 투입만으로 부팅이 불가능하다.

응용 프로세서(110)는 다양한 정보기기 시스템에 장착되어 시스템의 특정 기능을 전담하여 동작하는 프로세서를 의미한다. 일반적으로 데이터의 송수신을 위한 모뎀(Modem), 멀티미디어 코프로세서(Multimedia Coprocessor: MC) 등이 이에 해당한다. 응용 프로세서(110)는 다음의 구성을 포함한다.

파워-온 리셋 회로(111)는 정보 기기에 전원이 공급되는 시점에 내부 반도체 장치들의 에러를 방지하기 위하여 소정의 시점에 리셋 동작을 실시하도록 리셋 신호를 제공한다. 일반적으로 리셋 신호는 내부전압(Vcc)이 적정 레벨 이상에 도달하면 리셋 시간에 해당하는 펄스 형태의 신호로 제공된다.

CPU(112)가 리셋 신호에 의해 리셋 된 후, CPU(112)는 부트 롬(114)으로부터 초기화 데이터를 읽고, 읽혀진 초기화 데이터로 호스트 카드 컨트롤러(115)를 설정한다. 그리고 CPU(112)는 호스트 카드 컨트롤러(115)를 경유하여 메모리 카드(120)에 저장된 부트 코드와 프로그램을 호출하여 시스템을 부팅한다.

내부 버스(113)는 응응 프로세서(110) 내부 구성들간의 데이터 및 제어신호의 교환을 담당한다.

부트 롬(114)에 저장된 데이터는 초기화가 완료된 CPU(112)가 액세스하여 구 성하게 되는 일련의 진행과정 및 설정 데이터이다. 그러나 부트 롬(114)에 저장된 코드들은 부팅 동작을 수행하는 부팅 코드와는 별도로, 부팅 코드를 호출하기 위한 예비 단계의 설정을 위한 데이터이다. 부트 롬(114)은 CPU(112)가 수행하게 되는 인터페이스 장치들의 초기화 설정에 대한 정보를 포함하게 된다. 본 발명의 부트 롬(114)은 호스트 카드 컨트롤러(115)를 초기화하며, 초기화된 호스트 카드 컨트롤러(115)를 경유하여 메모리 카드(120)의 부트 코드를 독출하고 실행하는 루프정보를 저장한다.

호스트 카드 컨트롤러(115)는 CPU(112)에 의해서 초기화되며, CPU(112)의 제어에 따라 메모리 카드(120)와 인터페이싱 한다. 초기화된 호스트 카드 컨트롤러(115)는 지정된 프로토콜에 따라 메모리 카드(120)에 저장된 데이터를 응용 프로세서(110)로 자유로이 호출할 수 있도록 한다.

메모리 카드(120)는 일반적으로 상술한 정보기기로부터 탈착 가능한 휴대용 비휘발성 메모리 장치이다. 상술한 정보기기와 규정된 프로토콜에 의거하여 데이터의 교환이 가능하다. 메모리 카드(120)는 상술한 호스트 카드 컨트롤러(115)에 대응되는 슬레이브 카드 컨트롤러(121) 및 불휘발성 메모리(122)를 포함한다. 일반적으로 불휘발성 메모리는 소형화 및 대용량화가 가능한 NAND 플래시를 저장 매체로 사용가능하나 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 메모리 카드(120)는 이미 대중적으로 보편화된 SD카드, 멀티미디어 카드(MMC), 메모리 스틱, CF 카드 등을 포함한다.

동작에 있어서, 전원이 공급되면, CPU(112)는 파워-온 리셋 회로(111)의 리셋 신호에 의해서 초기화된다. 이후, CPU(112)는 부트 롬(114)으로부터 초기화 데 이터를 읽고, 읽혀진 초기화 데이터로 호스트 카드 컨트롤러(115)를 초기화한다. 일단 호스트 카드 컨트롤러(115)가 초기화되면, CPU(112)는 호스트 카드 컨트롤러(115)를 통해 메모리 카드(120)로부터 부트 코드를 읽어온다. 읽혀진 부트 코드에 따라 시스템의 부팅 동작이 CPU(112)의 제어하에 잘 알려진 방식으로 수행될 것이다. 상술한 부팅 방식에 따르면, 응용 프로세서(110)를 포함하는 시스템은 반드시 메모리 카드(120)로부터 부트 코드를 제공받아 부팅된다. 이는 응용 프로세서(110) 내부에는 부트 코드를 저장한 부트 메모리를 포함하지 않고 있기 때문이다. 이러한 부팅 방식은 보안성 및 개인 정보보호 효율을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예를 간략히 설명하는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 정보기기 시스템(200)은 메인 보드 내부에는 부팅을 위한 어떠한 불휘발성 메모리를 포함하지 않도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 의한 메인 보드에 포함되는 응용 프로세서(210)는 CPU(211)의 초기화 이전에 먼저 부트 코드를 메모리 카드(220)로부터 전달받는다. 전달받은 부트 코드는 별도로 제공되는 에스램(215)에 로드(load)된다. 스테이트 머신(214)은 상술한 메모리 카드(220)로부터 에스램(215)으로의 부트 코드의 복사 동작을 담당한다.

CPU(211)는 상술한 제1실시예와는 달리 시스템의 부트 동작시 호스트 카드 컨트롤러(216)를 최우선적으로 초기화할 필요는 없다. 대신에, 본 발명의 제2실시예에 따른 CPU(211)는 에스램(215)으로 부트 코드가 로드된 후 부팅 동작을 실시한다. CPU(211)는 부트 동작시 최초 액세스하여 실행되는 프로그램 카운터(PC)의 할 당이 에스램(215)으로 맵핑(Mapping)되어 있어 부트 코드를 실행하게 된다. CPU(211)가 시스템의 제반 설정을 위해 최초로 수행하는 동작의 주소가 최초 타깃 어드레스(예를 들면, 80x86시리즈의 경우 xxxFFFF0h)로 에스램(215)에 맵핑되어 있다. 따라서, 스테이트 머신(214)이 부트 코드를 메모리 카드(220)로부터 패치하여 에스램(215)에 저장하고, 그 이후에 CPU(211)가 에스램(215)을 액세스하여 부팅 동작을 실시한다.

내부 버스(212)는 CPU(211), 에스램(215) 및 호스트 카드 컨트롤러(216) 상호 간의 데이터 교환 동작을 수행한다.

파워-온 리셋 회로(213)는 상술한 설명과 같이 전원 투입시에 시스템의 정상 동작 가능한 전원전압 레벨이 안정적으로 공급되는 순간에 리셋 신호를 제공한다. 본 발명에서는 반드시 스테이트 머신(214)에 우선적으로 리셋 신호가 제공되어야 한다. 이는 부팅 동작 이전에 부트 코드를 메모리 카드(220)로부터 에스램(215)으로 복사하도록 스테이트 머신(214)을 활성화해야 하기 때문이다.

스테이트 머신(214)은 상술한 리셋 신호에 응답하여 후술하게 되는 도 4와 같은 시퀀스로 제어 동작을 실시한다. 리셋 신호를 전달받은 스테이트 머신(214)은 우선 호스트 카드 컨트롤러(214)를 초기화한다. 만일 리셋 신호의 입력을 받지 못한 경우라면, 리셋 신호의 입력을 대기하게 될 것이다. 스테이트 머신(214)은 초기화된 호스트 카드 컨트롤러(216)를 제어하여 메모리 카드(220)의 장착 여부를 판단하고, 장착되어 있는 경우 부트 코드를 에스램(215)으로 복사하게 된다. 만일 스테이트 머신 및 에스램(215)의 역할을 부팅 동작에만 국한하고자 하는 경우라면, 에 스램(215)에 부트 코드를 저장한 이후에는 스테이트 머신(214)의 제반 제어동작은 비활성화될 것이다. 일단 에스램(215)으로의 부트 코드 패치 동작(Boot code fetch operation)이 완료되면, 그 이후에는 CPU(211)가 최초 타깃 어드레스로 지정된 에스램(215)으로 액세스하여 제반 부팅 동작을 실시한다. 그 이후의 일반적인 데이터 교환은 호스트 카드 컨트롤러(216)를 통하여 이루어진다.

호스트 카드 컨트롤러(216)는 제1실시예와는 달리 스테이트 머신(214)에 의하여 초기화되며, 부팅 동작시에만 부트 코드를 에스램(215)으로 전달하고, 일반적인 데이터의 경우 CPU(211)를 비롯한 여타의 내부 장치들이 사용할 수 있도록 경로를 제공한다.

메모리 카드(220)는 내부에 포함되는 불휘발성 메모리(222)(예를 들면 NAND 플래시 메모리)에 부트 코드를 저장한다. 메모리 카드(220)는 슬레이브 카드 컨트롤러(221)에 의해서 응용 프로세스(210)와 인터페이싱 된다.

상술한 본 발명의 제2실시예의 경우, 스테이트 머신(214) 및 에스램(215)을 포함하여 초기 전원 투입시에 스테이트 머신(214)에 의한 초기화를 기반으로 메모리 카드(220)의 부트 코드가 에스램(215)으로 복사된다. 이러한 결합 관계에 의하면, 내부에 불휘발성 메모리로 구성되는 별도의 부트 메모리를 포함하지 않으면서도 부팅 가능한 정보기기 시스템을 구성할 수 있다.

도 4는 도 3의 스테이트 머신(214)의 동작을 설명하는 순서도이다. 도 4를 참조하면, 스테이트 머신(214)은 리셋 신호에 응답하여 메모리 카드(220)로부터 에스램(215)으로의 부트 코드의 복사 동작을 실행한다. 이하 스테이트 머신(214)의 제반 동작들이 도 3에 의거하여 설명될 것이다.

전원이 투입되고 시스템이 부팅 동작이 시작되면, 스테이트 머신(214)은 파워-온 리셋 회로(213)로부터 리셋 신호의 입력을 대기한다(S10). 만일 리셋 신호가 입력되면, 스테이트 머신(214)은 메모리 카드(220)의 장착 여부를 감지한다(S20). 메모리 카드(220)의 장착 여부는 호스트 카드 컨트롤러(216)로부터 메모리 카드(220)의 장착에 따른 신호를 검출하는 것으로 가능하다. 메모리 카드(220)의 장착이 감지되면, 스테이트 머신(214)은 호스트 카드 컨트롤러(216)를 초기화한다(S30). 호스트 카드 컨트롤러(216)의 초기화는 메모리 카드(220)로의 데이터 액세스 및 에스램(215)으로의 복사가 가능하도록 설정한다. 상술한 스테이트 머신(214)에 의한 제반 초기화 동작이 완료되면, 스테이트 머신(214)은 호스트 카드 컨트롤러(216)를 통하여 메모리 카드(220)에 저장되어 있는 부트 코드를 읽어와 에스램(215)에 저장한다(S40). 에스램(216)으로의 부트 코드 저장이 완료되면, 스테이트 머신(214)의 부팅 동작에 관여하는 제반 제어 동작이 종료되며, 이후로는 모든 제어동작은 CPU(211)로 이관된다. CPU(211)의 프로그램 카운터(PC)는 에스램(215)으로 지정되어 있기 때문에 이후의 부팅 동작은 CPU(211)에 의해서 이루어진다.

도 5는 본 발명의 제3실시예를 설명하는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 정보기기 시스템(300)은 부트 코드의 패치를 일반적인 데이터 경로와는 다른 경로를 통하여 달성할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 정보기기 시스템(300)은 응용 프로세서(310) 내부에 별도의 인터페이스를 구비한다. 간략히 설명하면, 부트 코드를 복사하기 위한 스테이트 머신(313), 에스램(314) 및 낸드 플래시 컨트롤러를 포함하게 된다.

CPU(311)는 스테이트 머신(313)의 제어동작이 종료된 이후에 에스램(314)에 액세스하여 제반 부팅 동작을 실시한다.

내부 버스(312)는 스테이트 머신(313), 에스램(314) 및 호스트 카드 컨트롤러(317) 상호 간의 데이터를 교환할 수 있도록 데이터 경로를 제공한다.

파워-온 리셋 회로(313)는 전원 투입시에 안정적인 레벨의 내부 전압이 확보되는 시점에 리셋 신호를 스테이트 머신(315)으로 제공한다.

스테이트 머신(314)은 상술한 리셋 신호에 응답하여 이미 설정된 제반 제어동작을 실시한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 스테이트 머신(314)은 CPU(311)에 의한 부팅 동작을 지원하기 위하여 리셋 신호의 입력을 확인하고, 본 발명의 낸드 플래시 컨트롤러(316)를 초기화한다. 낸드 플래시 컨트롤러(316)의 초기화가 완료되면, 설정된 절차에 따라서, 데이터 경로(340)를 통하여 메모리 카드(320)의 낸드 플래시 메모리(322)와 액세스한다. 그리고 경로(340)를 통하여 부트 코드를 읽어와 에스램(315)에 저장한다.

에스램(315)은 스테이트 머신(314)에 의해서 메모리 카드(320)로부터 낸드 플래시 컨트롤러(316)를 통하여 전달되는 부트 코드를 저장한다.

낸드 플래시 컨트롤러(316)는 응용 프로세서(310)에 포함되는 호스트 카드 컨트롤러(317) 및 메모리 카드 내부(320)에 구비되는 프로토콜에 적합한 슬레이브 카드 컨트롤러(321)와는 별도로 낸드 플래시 메모리(322)와 직접 액세스하기 위한 인터페이스이다. 일반적으로 낸드 플래시 컨트롤러(316)는 낸드 플래시 메모리(322)의 핀 구성 및 쓰기와 읽기 동작을 위한 명령어 전달을 위한 응용 프로세서(310)와의 인터페이싱을 부팅 동작시에 실시한다.

호스트 카드 컨트롤러(317)는 스테이트 머신(314)에 의하여 초기화될 필요는 없다. 호스트 카드 컨트롤러(317)에 의한 메모리 카드(320)와 응용 프로세서(310)와의 데이터 교환은 에스램(315)에 저장된 부트 코드에 의한 부팅 동작시에 이루어져도 무관하다.

본 발명의 슬레이브 카드 컨트롤러(321)는 부팅 동작을 위한 정보기기와의 접속시에는 스테이트 머신(315)에 의한 설정에 따라서, 낸드 플래시 메모리(322)와의 응용 프로세서(310) 내부의 낸드 플래시 컨트롤러(316)를 스위칭한다. 스테이트 머신(314)의 제어 동작에 따라 낸드 플래시 컨트롤러(316)로부터 전달되는 제어신호에 응답하여 슬레이브 카드 컨트롤러(321)는 자체적인 인터페이싱 동작은 차단한다. 다만, 낸드 플래시 메모리(322)와 낸드 플래시 컨트롤러(316)를 전기적으로 연결하기 위한 스위칭 동작이 그 내부에서 이루어진다. 부팅 코드를 응용 프로세서(310) 내부의 에스램(315)으로 패치하기 위하여 슬레이브 카드 컨트롤러(321)는 낸드 플래시 컨트롤러(316)가 활성화되면, 데이터 경로(340)로 스위칭 되도록 메모리 카드는 설계되어야 할 것이다. 스테이트 머신(314)에 의한 부팅 코드의 복사가 완료되면, 슬레이브 카드 컨트롤러(321)는 부팅 데이터의 경로(340)와 낸드 플래시 메모리(322)와의 연결을 차단한다. 그리고 일반적인 데이터 경로(330)를 활성화하여, 제반 인터페이싱 동작에 따라서 호스트 카드 컨트롤러(317)와 데이터 교환이 가능하도록 설정될 것이다.

낸드 플래시 메모리(322)는 대용량 데이터를 저장할 수 있는 메모리 카드의 저장 매체이다. 일반적으로 낸드 플래시 메모리(322)는 슬레이브 카드 컨트롤러(322)와 I/O핀 및 제어신호(nCE, nOE, nWE, nWP 등) 핀들로 연결된다. 슬레이브 카드 컨트롤러(321)는 메모리 카드(320)의 인터페이싱 프로토콜에 해당되는 호스트 카드 컨트롤러(317)로부터의 신호 및 데이터를 상술한 낸드 플래시 메모리(322)의 프로토콜로 변환하여 데이터를 기입하거나 독출 가능하도록 한다. 본 발명의 낸드 플래시 메모리(322)는 그 내부에 부트 코드를 저장하고 있다. 여기에 더하여 사용자의 ID 또는 보안 코드 등을 포함하는 것으로 보안성을 높일 수 있다. 부트 코드를 저장하는 경우, 낸드 플래시 메모리(322)는 사용자의 실수에 의한 중요 데이터의 삭제를 방지할 수 있는 스킴 또한 적용되어야 할 것이다.

본 발명의 제3실시예에 의한 정보기기 시스템에 따르면, 낸드 플래시 메모리를 저장 매체로 사용하는 메모리 카드(320)의 경우, 응용 프로세서(310) 내부에 상술한 낸드 플래시 메모리와 직접 액세스 가능하도록 낸드 플래시 전용의 인터페이스를 구비하게 된다. 본 발명의 전용 인터페이스는 낸드 플래시 컨트롤러(316)이다. 그리고 부팅 동작시에는 스테이트 머신(314)의 제어 동작에 따라서, 메모리 카드 시스템의 인터페이스 방식이 아닌 낸드 플래시 메모리의 인터페이스로 부트 코드를 독출하여 에스램(315)에 복사한다. 이 경우, 호스트 카드 컨트롤러(317) 및 슬레이브 카드 컨트롤러(321) 각각에서 이루어지는 메모리 카드(320)의 고유 인터페이스 프로토콜에 따르는 데이터 교환은 차단된다. 반면에, 응용 프로세서(310)의 내부에 내장된 낸드 플래시 컨트롤러(316)와 메모리 카드(320)의 낸드 플래시 메모리가 직접 연결되어 부트 코드와 같은 작은 용량의 데이터는 신속히 이동이 가능하다. 이러한 동작은 외부 메모리 카드(320)로부터 부트 코드를 제공받아 실행되는 부팅 동작의 시간 소요를 최소화할 수 있도록 한다.

다시 도 5를 참조하면, 본 발명의 시스템의 경우 응용 프로세스(310)와 메모리 카드(320) 간의 데이터 경로가 증가되므로 메모리 카드(320)의 핀 수의 증가가 필연적으로 뒤따르게 됨은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게는 자명한 사항이다.

도 6은 도 5의 구성에서 스테이트 머신(314)의 제어 동작을 설명하는 순서도이다. 도 6의 순서도는 응용 프로세서(310)와 메모리 카드(320) 간, 부트 코드를 전달하기 위한 데이터 경로(340)와 일반적인 데이터를 전달하기 위한 경로(330)를 별도로 구비하는 제3실시예에서의 스테이트 머신(314)의 단계별 제어동작을 설명하고 있다. 이하 스테이트 머신(314)의 제어 동작이 도 5에 의거하여 상세히 설명될 것이다.

전원이 투입됨과 동시에 스테이트 머신(314)에 의한 외부 메모리 카드로부터 응용 프로세서(310) 내부의 에스램(315)으로의 부트 코드 복사 동작이 시작된다. 스테이트 머신(314)은 내부 전압의 상승에 따른 리셋 신호의 입력 여부를 감지한다(S110). 리셋 신호가 입력되면 스테이트 머신(314)은 메모리 카드(320)의 장착 여부를 확인한다(S120). 메모리 카드가 시스템에 장착되어 있는 것으로 확인되면, 스테이트 머신(314)은 낸드 플래시 컨트롤러(316)를 초기화한다(S130). 스테이트 머신(314)은 이후에 메모리 카드에 있는 슬레이브 카드 컨트롤러(321)를 초기화한다. 여기서 슬레이브 카드 컨트롤러(321)의 초기화는 인터페이싱을 위한 제반 설정과는 별도의 스위칭 동작을 의미한다. 슬레이브 카드 컨트롤러(321)의 초기화는 응용 프로세서(310)의 내부에 장착된 낸드 플래시 컨트롤러(316)와 메모리 카드의 낸드 플래시 메모리(322)를 직접 전기적으로 연결하기 위한 스위칭을 의미한다. 결국, 낸드 플래시 컨트롤러(316)와 슬레이브 카드 컨트롤러(321)의 초기화가 완료되면, 부트 코드의 전달경로인 데이터 경로(340)가 활성화된다(S140). 스테이트 머신(314)은 활성화된 데이터 경로(340)을 통하여 낸드 플래시 메모리(322)에 저장된 부트 코드를 에스램(315)으로 복사한다(S150). 부트 코드의 복사가 성공적으로 완료되면, 스테이트 머신(314)은 부트 코드를 위하여 활성화한 데이터 경로를 차단하고, 일반 데이터의 교환이 가능하도록 슬레이브 카드 컨트롤러 및 낸드 플래시 컨트롤러를 비활성화시킨다(S160). 일단 부트 코드가 에스램(315)에 복사되고 나면, 그 이후의 제반 부팅 동작은 CPU(311)가 에스램(315)에 액세스하는 것으로부터 시작하여 이루어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 낸드 플래시 메모리(322)를 저장매체로 사용하는 메모리 카드(320)로부터 에스램(315)으로의 부트 코드 복사를 수행하는 스테이트 머신(314)을 통하여 부트 메모리를 내부에 구비하지 않고서도 신속한 시스템 부팅이 가능한 정보기기 시스템을 제공할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제4실시예를 설명하는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 응용 프로세서(410)는 다양한 주변 장치와의 연결을 위해 구비된 인터페이 스들을 통해서도 부팅이 가능함을 보여준다. 또한, 응용 프로세서(410)는 범용 양방향 인터페이스의 경우에도 메모리 카드(420)의 저장 매체에 직접적으로 액세스하여 부팅 코드를 에스램들(4105, 4108, 4111)로 각각 패치할 수 있는 스테이트 머신(4104, 4107, 4110) 및 컨트롤러들(4106, 4109, 4112)을 구비한다.

응용 프로세서(410)는 각각의 인터페이스 프로토콜에 대한 호스트 카드 컨트롤러(4112)를 구비한다. 여기서 호스트 카드 컨트롤러(4112)는 다양한 프로토콜에 대한 인터페이싱이 가능한 범용 인터페이스일 수 있다. 호스트 카드 컨트롤러(4112) 이외에 응용 프로세서(410)는 대표적인 불휘발성 메모리인 낸드 플래시 메모리로부터 부트 코드를 직접 패치하기 위한 낸드 플래시 컨트롤러(4106), 여타의 불휘발성 메모리를 저장 매체로 사용하는 주변 장치의 불휘발성 메모리와 직접 액세스 가능한 페리 컨트롤러(4109)를 포함한다. 특히 본 발명의 제4실시예에 따른 응용 프로세서(410)는 부팅수단 설정부(4103)를 포함한다. 부팅수단 설정부(4103)는 상술한 다양한 부팅 경로들 중 하나를 선택하는 회로이다.

CPU(4101)는 후술하게 되는 부팅수단 설정부(4103)로부터 선택되어 부트 코드가 패치된 에스램에 액세스하여 제반 부팅 동작을 실시한다. 내부 버스(4102)는 일반적인 동작에서는 응용 프로세서(410)의 내부 데이터 교환을 담당하나, 부팅 동작에서는 부팅수단 설정부(4103)에 의해서 선택된 에스램(4105, 4108, 4111 중 어느 하나)과 CPU(4101)와 부트 코드를 교환한다.

부팅수단 설정부(4103)는 다양한 부팅 방식들 중 사용자의 선택에 의해서 설정되는 한 가지 부팅 방식만을 활성화하도록 설정된다. 예를 들면, 낸드 플래시 메 모리를 구비한 메모리 카드(420)로 부팅하고자 한다면, 부팅수단 설정부(4103)는 제1스테이트 머신(4104)를 활성화하여 전원 투입시에 메모리 카드(420)의 부트 코드를 에스램(4105)에 복사하는 제반 부트 코드 패치 동작을 수행한다. 그러나 나머지 제2스테이트 머신(4107) 및 제3스테이트 머신(4110)은 제어동작이 차단되어 비활성화된다. 이 경우 데이터 경로(450)가 선택되도록 슬레이브 카드 컨트롤러(421)가 동작하게 될 것이다. 부팅수단 설정부(4103)에 세팅되는 부팅 방식은 본 도면에서는 3가지로 볼 수 있다. 각각의 스테이트 머신들 중 어느 하나를 활성화하는 경우, 선택된 에스램으로 부트 코드가 패치된다. 그러나 3가지의 설정 방식은 본 발명의 사상을 간략히 설명하기 위해서 예시적으로 개시한 것일 뿐 다양한 주변장치와의 인터페이스 장치들을 통해서 부팅 방식을 다변화할 수 있음은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게는 자명한 사항이다. 이하에서는 사용자에 의한 부팅수단 설정부(4103)의 설정 여부에 따른 본 발명의 부팅 동작을 도면에 의거하여 설명하기로 한다.

사용자가 낸드 플래시 메모리를 갖는 메모리 카드(420)로 시스템을 부팅하고자 하는 설정을 한 경우에는 부팅수단 설정부(4103)는 선택신호(SEL_1)를 출력한다. 제1스테이트 머신(4104)은 부팅수단 설정부(4103)의 선택신호(SEL_1)에 응답하여 리셋 신호(도시 생략)가 입력되면 본 발명의 제3실시예와 동일한 부트 코드의 패치동작을 수행한다. 제1스테이트 머신(4104)의 부트 코드 패치 동작에 대한 제어 순서는 도 6의 순서도와 동일하다. 즉, 낸드 플래시 인터페이스(4106)를 초기화하고, 슬레이브 카드 컨트롤러에 의해서 데이터 경로(450)가 불휘발성 메모리(422)와 직접 연결되도록 스위칭한다. 그 이후에 불휘발성 메모리(422)에 저장되어 있는 부트 코드를 에스램(4105)에 패치한다.

반면, 사용자가 다른 페리 인터페이스에 의한 부팅 경로를 선택한 경우, 부팅수단 설정부(4103)는 선택신호(SEL_2)를 출력하여 제2스테이트 머신(4107)을 활성화한다. 제2스테이트 머신(4107)은 페리 컨트롤러(4109)를 제어하여 여타의 주변장치 인터페이스를 경유하여 접속되는 불휘발성 메모리의 부트 코드를 에스램(4108)으로 패치한다. 상술한 도면의 각 부트 코드의 경로(430, 440, 450)는 부팅수단 설정부(4103)가 제2스테이트 머신(4107)을 활성화하도록 설정되는 경우에 대하여 도시하였다. 활성화되는 부트 코드의 전달 경로(440)는 실선으로 나머지 비활성화되는 경로들은 점선으로 도시하였다.

또한, 사용자가 호스트 카드 컨트롤러(4112)를 통해서 부팅동작을 수행하도록 설정한 경우, 부팅수단 설정부(4103)는 선택신호(SEL_3)를 출력하여 제3스테이트 머신(4110)을 활성화한다. 제3스테이트 머신(4110)의 선택시에는 본 발명의 제2실시예와 유사한 부트 코드의 패치 동작이 이루어진다. 제3스테이트 머신(4110)이 활성화되는 경우에는 호스트 카드 컨트롤러(4112)의 초기화 및 슬레이브 카드 컨트롤러(421)의 초기화시에 별도의 경로 선택을 위한 스위칭 동작이 이루어질 필요가 없다. 호스트 카드 컨트롤러(4112)를 통한 부트 코드의 에스램(4111)으로의 패치에 따르면, 메모리 카드(420)와 응용 프로세서(410)가 공유하는 인터페이스 프로토콜에 따라 부트 코드가 전달되므로 부트 코드와 이후에 이루어질 일반적 데이터의 경로(430)가 동일하다.

여기서, 도시되지는 않았지만, 각 스테이트 머신들은 파워-온 리셋 회로(미도시됨)로부터의 리셋 신호에 응답하여 제어동작을 개시한다. 부팅수단 설정부(4103)도 리셋 신호에 응답하여 선택신호들(SEL_1, SEL_2, SEL_3) 중 어느 하나를 활성화시키게 될 것이다.

이상의 본 발명의 제4실시예에 따르면, 정보기기 시스템에 지원되는 다양한 인터페이스 방식에 대해서도 각각 부팅 경로를 선택적으로 활성화하여 내부에 부트 메모리를 구비하지 않고서도 부팅 방식을 다변화할 수 있다. 또한, 상술한 도 7에서는 메모리 카드(420)가 정보기기의 메인보드와는 별도로 장착되는 경우에 대하여 설명하였으나 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 메모리 카드(420)는 다양한 요구에 의해서 시스템의 내부에 장착되어 상술한 인터페이스 방식으로 구성될 수 있기 때문이다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 메모리 카드로부터 부트 코드를 제공받아 부팅되는 시스템은 개인정보 보호 및 보안성을 향상시킬 수 있다. 또한 통상의 인터페이스 방식이 아닌 메모리 카드 내부의 저장 매체와 직접 액세스하기 위한 메모 리 제어기를 응용 프로세서 내부에 구비하여 부팅 효율을 향상시킬 수 있다. 그리고 다양한 인터페이싱 프로토콜에 대응하도록 다양한 외부 메모리와의 부팅경로를 다변화하여 외부 메모리 카드의 선택폭을 넓힐 수 있다.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
불휘발성 메모리에 부트 코드를 저장하는 메모리 카드; 및

상기 부트 코드를 제공받아 부팅 동작을 수행하는 응용 프로세서를 포함하되,

상기 응용 프로세서는:

파워-업시 리셋 신호를 발생하는 파워-온 리셋 회로;

상기 파워-업시 설정 정보에 따라 어느 하나의 부팅 수단만을 허용하도록 복수의 선택 신호들 중 어느 하나의 선택 신호를 활성화시키는 부팅 수단 설정부;

상기 어느 하나의 선택 신호 및 상기 리셋 신호에 응답하여 상기 부트 코드를 읽어오기 위한 동작 시퀀스를 실행하는 스테이트 머신;

상기 스테이트 머신에 의해서 제어되며, 상기 파워-업시 상기 메모리 카드의 인터페이싱 방식에 상관없이 상기 불휘발성 메모리에 직접 액세스하여 상기 부트 코드를 읽어오는 메모리 컨트롤러; 및

상기 파워-업 동작의 종료 이후, 상기 메모리 카드의 인터페이싱 방식에 따라 상기 메모리 카드와의 데이터 교환을 인터페이싱하는 호스트 카드 컨트롤러를 포함하는 정보기기 시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 메모리 카드는 상기 호스트 카드 컨트롤러와 상기 불휘발성 메모리와의 인터페이싱을 위한 슬레이브 카드 컨트롤러를 더 포함하는 정보기기 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 파워-업시, 상기 슬레이브 카드 컨트롤러는 비활성화되고 상기 메모리 컨트롤러가 활성화되어 상기 불휘발성 메모리에 액세스하는 것을 특징으로 하는 정보기기 시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 응용 프로세서는 상기 메모리 컨트롤러에 의해서 읽혀진 상기 부트 코드를 저장하는 에스램을 더 포함하는 정보기기 시스템.
제 21 항에 있어서,

상기 에스램에 저장된 상기 부트 코드에 따라 시스템 부팅 동작을 수행하는 중앙처리장치를 더 포함하는 정보기기 시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 불휘발성 메모리는 낸드형 플래시 메모리를 포함하는 정보기기 시스템.
제 23 항에 있어서,

상기 메모리 카드의 인터페이싱 방식은 SD 카드, CF 카드, 메모리 스틱, 그리고 MMC 카드들 중 어느 하나의 인터페이싱 방식인 것을 특징으로 하는 정보기기 시스템.
정보기기 시스템의 부팅 방법에 있어서:

부팅 동작을 수행하는 응용 프로세서에 부트 코드가 저장된 메모리 카드의 장착 여부를 감지하는 단계;

상기 메모리 카드의 장착이 확인되면, 상기 메모리 카드와 상기 응용 프로세서의 인터페이싱 수단을 비활성화하고 상기 응용 프로세서에 포함되며 상기 메모리 카드의 저장 매체에 대응하는 메모리 컨트롤러가 활성화되도록 초기화하는 단계; 그리고

상기 메모리 컨트롤러를 통해서 상기 저장 매체로부터 상기 부트 코드를 읽어와 응용 프로세서에 포함되는 에스램에 복사하는 단계를 포함하는 부팅 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 부트 코드가 상기 에스램에 복사되면, 상기 메모리 컨트롤러를 비활성화하고 상기 인터페이싱 수단을 활성화하는 단계를 더 포함하는 부팅 방법.
제 26 항에 있어서,

상기 인터페이싱 수단은,

상기 응용 프로세서에 포함되는 호스트 카드 컨트롤러와; 그리고

상기 메모리 카드에 포함되는 슬레이브 카드 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 부팅 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 에스램에 저장된 부트 코드에 따라서 상기 응용 프로세서를 부팅하는 단계를 더 포함하는 부팅 방법.
제 25 항에 있어서,

상기 저장 매체는 불휘발성 메모리인 것을 특징으로 하는 부팅 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 저장 매체는 낸드형 플래시 메모리 장치인 것을 특징으로 하는 부팅 방법.