KR20100065999A - User device comprising auxiliary power supply - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A user device with an auxiliary power device is provided to prevent data loss at sudden power off. CONSTITUTION: A main power supply(140) supplies power to a user device(100). An auxiliary power supply(150) supplies power to the user device at sudden power off of the main power supply. A power detector(151) detects a power level of the main power supply. A super capacitor(152) stores auxiliary power. A charge sensor(153) measures the amount of the auxiliary power. A controller(154) performs mode setup according to the amount of the measured auxiliary power.

Description

보조 전원 장치를 갖는 사용자 장치{USER DEVICE COMPRISING AUXILIARY POWER SUPPLY}USER DEVICE COMPRISING AUXILIARY POWER SUPPLY}

본 발명은 사용자 장치(user device)에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 보조 전원 장치를 갖는 사용자 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a user device, and more particularly to a user device having an auxiliary power supply.

사용자 장치(user device)는 퍼스널 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 전화 등과 같은 전자 장치들뿐만 아니라, 메모리 카드 등과 같은 저장 장치를 포함한다. 이들 사용자 장치는 대부분 내부적으로 데이터를 저장하기 위한 메모리 장치를 가지고 있다. User devices include electronic devices such as personal computers, digital cameras, camcorders, mobile phones, etc., as well as storage devices such as memory cards. Most of these user devices have memory devices for internally storing data.

메모리 장치에는 DRAM, SRAM 등과 같은 휘발성 메모리와 EEPROM, FRAM, PRAM, MRAM, Flash Memory 등과 같은 불휘발성 메모리 등이 있다. 휘발성 메모리는 전원이 차단될 때 저장된 데이터를 잃지만, 불휘발성 메모리는 전원이 차단되더라도 저장된 데이터를 보존한다. Memory devices include volatile memory such as DRAM and SRAM, and nonvolatile memory such as EEPROM, FRAM, PRAM, MRAM, and Flash Memory. Volatile memory loses its stored data when power is lost, while nonvolatile memory preserves its stored data even when power is lost.

사용자 장치는 전원 장치(power supply)로부터 전원을 공급받는다. 여기에서, 전원 장치는 110V, 220V 등과 같은 가정용 또는 사업용 전원일 수도 있고, 사용자 장치 내부에 있는 어댑터나 충전 장치일 수도 있다. 사용자 장치는 전 원 장치의 갑작스런 파워 오프(이하, 서든 파워 오프라 함)로 인해, 데이터 손실 등과 같은 치명적인 손상을 입을 수 있다.The user device is powered from a power supply. Here, the power supply device may be a home or business power supply such as 110V, 220V, or the like, or may be an adapter or a charging device inside the user device. The user device may be fatally damaged such as data loss due to sudden power off (hereinafter, referred to as sudden power off) of the power device.

예를 들면, 플래시 메모리 기반의 SSD 저장 장치에서는 메타 데이터나 캐시 데이터 등을 안전하게 보호해야 하는데, 서든 파워 오프로 인해 이들 데이터를 잃을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 전원 장치의 서든 파워 오프를 대비하기 위한 여러 기술이 개발되고 있다.For example, flash memory-based SSD storage devices need to secure metadata or cache data, which can be lost due to sudden power off. In order to solve this problem, various technologies have been developed to prepare for a sudden power off of a power supply.

본 발명의 목적은 전원 장치의 서든 파워 오프(SPO; sudden power off) 시에, 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 사용자 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a user device capable of efficiently managing data during sudden power off (SPO) of a power supply device.

본 발명의 실시 예에 따른 사용자 장치는 상기 사용자 장치에 전원을 공급하기 위한 메인 전원 장치; 및 상기 메인 전원 장치의 서든 파워 오프 시에, 상기 사용자 장치에 전원을 공급하기 위한 보조 전원 장치를 포함하되, 상기 보조 전원 장치는 전원 공급 양에 따라 모드 설정을 하는 것을 특징으로 한다.A user device according to an embodiment of the present invention includes a main power supply for supplying power to the user device; And an auxiliary power supply for supplying power to the user device at the time of sudden power off of the main power supply, wherein the auxiliary power supply is configured to set a mode according to the amount of power supply.

실시 예로서, 상기 보조 전원 장치는 상기 메인 전원 장치의 전원 레벨을 검출하기 위한 전원 검출기; 보조 전원을 저장하기 위한 슈퍼 캐패시터; 상기 보조 전원의 양을 측정하기 위한 감지기; 및 상기 전원 검출기의 검출 결과에 응답하여 동작하며, 상기 감지기에서 측정한 보조 전원의 양에 따라 모드 설정을 하는 제어기를 포함한다. 상기 제어기는 모드 설정을 위한 모드 레지스터를 포함한다.In example embodiments, the auxiliary power supply may include: a power detector for detecting a power level of the main power supply; A super capacitor for storing auxiliary power; A detector for measuring the amount of the auxiliary power source; And a controller which operates in response to a detection result of the power detector and sets a mode according to the amount of auxiliary power measured by the detector. The controller includes a mode register for mode setting.

실시 예로서, 상기 사용자 장치는 제 1 및 제 2 메모리 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 보조 전원 장치는 모드 설정에 따라 상기 제 1 메모리 장치로부터 상기 제 2 메모리 장치로 데이터를 백업하기 위한 전원을 제공한다. 상기 보조 전원 장치는 상기 보조 전원의 양과 상기 백업할 데이터의 크기에 따라 모드 설정을 한다. 예로서, 상기 제 1 메모리 장치는 휘발성 메모리이고, 상기 제 2 메모리 장치는 불휘발성 메모리일 수 있다. In an embodiment, the user device may further include first and second memory devices. The auxiliary power supply provides power for backing up data from the first memory device to the second memory device according to a mode setting. The auxiliary power supply sets a mode according to the amount of the auxiliary power and the size of the data to be backed up. For example, the first memory device may be a volatile memory, and the second memory device may be a nonvolatile memory.

실시 예로서, 상기 보조 전원 장치는 모드 설정에 따라 캐시 데이터를 백업하는 페일 모드; 및 메타 데이터 및 캐시 데이터를 백업하는 성공 모드를 갖는다. 상기 보조 전원 장치는 상기 성공 모드로 설정되는 경우에, 상기 보조 전원의 양과 상기 백업할 데이터의 크기에 따라, 추가적인 메타 동작을 수행하기 위한 전원을 공급한다.The auxiliary power supply may include a fail mode for backing up cache data according to a mode setting; And a success mode of backing up metadata and cache data. When the auxiliary power supply is set to the success mode, the auxiliary power supply supplies power for performing an additional meta operation according to the amount of the auxiliary power supply and the size of the data to be backed up.

실시 예로서, 상기 보조 전원 장치가 상기 페일 모드로 설정되어 있는 경우에, 상기 메인 전원 장치가 동작하는 동안에 주기적으로 메타 데이터를 백업한다. 또는, 상기 보조 전원 장치가 상기 페일 모드로 설정되어 있는 경우에, 상기 보조 전원의 양과 상기 백업할 데이터의 크기에 따라, 상기 메인 전원 장치가 동작하는 동안에 주기적으로 메타 데이터를 백업함과 아울러 백업할 캐시 데이터의 크기를 조절할 수 있다. In an embodiment, when the auxiliary power supply is set to the fail mode, metadata is periodically backed up while the main power supply is operating. Alternatively, when the auxiliary power supply is set to the fail mode, the metadata may be periodically backed up and backed up while the main power supply is operating according to the amount of the auxiliary power supply and the size of the data to be backed up. You can adjust the size of the cache data.

본 발명은 슈퍼 캐패시터의 전원 공급 양에 따라 모드 설정을 하고, 모드 설정에 따라 데이터 관리를 수행함으로, 서든 파워 오프 시에 데이터 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 보조 전원을 최대한 활용할 수 있다. According to the present invention, the mode is set according to the power supply amount of the supercapacitor and the data management is performed according to the mode setting, so that data loss can be prevented at the time of sudden power-off, and the auxiliary power can be fully utilized.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 장치(user device)를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 사용자 장치(100)는 데이터 버스 및 전원 라인(105), 휘발성 메모리(VM, 110), 불휘발성 메모리(NVM, 120), 중앙 처리 장치(CPU, 130), 메인 전원 장치(140), 그리고 보조 전원 장치(150)를 포함한다. 1 is a block diagram illustrating a user device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a user device 100 includes a data bus and a power line 105, a volatile memory (VM) 110, a nonvolatile memory (NVM, 120), a central processing unit (CPU, 130), and a main power supply. 140, and an auxiliary power supply 150.

사용자 장치(100)는 PC(Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 그리고 카메라 등과 같은 전자 장치를 포함한다. 휘발성 메모리(VM, 110)는 전원이 차단될 때 데이터를 잃을 수 있는 메모리로, DRAM이나 SRAM 등이 있다. 불휘발성 메모리(NVM, 120)는 전원이 차단되더라도 데이터 보존할 수 있는 메모리로, EEPROM, FRAM, PRAM, MRAM, Flash Memory 등이 있다.The user device 100 may include an electronic device such as a personal computer (PC), a notebook computer, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), and a camera. Volatile memory (VM) 110 is a memory that can lose data when power is cut off, such as DRAM or SRAM. Non-volatile memory (NVM) 120 is a memory that can preserve data even when the power is cut off, such as EEPROM, FRAM, PRAM, MRAM, Flash Memory.

사용자 장치(100)는 메인 전원 장치(140)의 서든 파워 오프(SPO; Sudden Power Off) 시에, 보조 전원 장치(150)를 사용하여 전원을 공급받는다. 사용자 장치(100)는 보조 전원 장치(150)를 사용함으로 서든 파워 오프(SPO; Sudden Power Off)로 인한 데이터 손실을 줄일 수 있다. The user device 100 receives power using the auxiliary power supply 150 at Sudden Power Off (SPO) of the main power supply 140. The user device 100 may reduce data loss due to Sudden Power Off (SPO) by using the auxiliary power supply 150.

도 1을 참조하면, 보조 전원 장치(150)는 전원 검출기(151), 슈퍼 캐패시터(152), 전하 감지기(153), 그리고 제어기(154)를 포함한다. 보조 전원 장치(150)는 전원 공급 양에 따라 모드 설정을 하기 위한 모드 레지스터(155)를 포함한다. 도 1에서, 모드 레지스터(155)는 제어기(154)에 포함되어 있으나, 제어기(154) 밖에 위치할 수도 있다.Referring to FIG. 1, the auxiliary power supply 150 includes a power detector 151, a super capacitor 152, a charge detector 153, and a controller 154. The auxiliary power supply 150 includes a mode register 155 for setting the mode according to the power supply amount. In FIG. 1, the mode register 155 is included in the controller 154, but may be located outside the controller 154.

전원 검출기(151)는 메인 전원 장치(140)의 전원 레벨을 검출한다. 전원 검출기(151)는 전원 레벨의 검출을 통해, 메인 전원 장치(140)가 노말 전원 상태(normal power status)인지 또는 SPO 검출 상태(SPO detect status)인지 등을 알아낸다. 전원 검출기(151)는 검출 결과를 제어기(154)로 제공한다.  The power detector 151 detects a power level of the main power supply 140. The power detector 151 detects whether the main power supply 140 is in a normal power status or an SPO detect status by detecting a power level. The power detector 151 provides the detection result to the controller 154.

도 2는 도 1에 도시된 전원 검출기(151)의 검출 결과를 예시적으로 보여주는 타이밍도이다. 도 2를 참조하면, 사용자 장치(100)가 파워 온 되면, 전원 검출기(151)는 메인 전원 장치(140)가 노말 전원 상태에 있음을 제어기(154)에 알려준다. 메인 전원 장치(140)가 예기치 못한 사정으로 갑자기 파워 오프되면, 전원 검출기(151)는 메인 전원 장치(140)가 SPO 검출 상태에 있음을 제어기(154)에 알려준다. 2 is a timing diagram exemplarily illustrating a detection result of the power detector 151 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 2, when the user device 100 is powered on, the power detector 151 informs the controller 154 that the main power supply 140 is in a normal power state. If the main power supply 140 suddenly powers off due to an unexpected situation, the power detector 151 informs the controller 154 that the main power supply 140 is in the SPO detection state.

사용자 장치(100)는 노말 전원 상태에서는 슈퍼 캐패시터(152)를 충전하는 동작 등을 수행하고, SPO 검출 상태에서는 SPO 회복 동작 등을 수행한다. 노말 전원 상태 또는 SPO 검출 상태에서 수행되는 사용자 장치(100)의 동작은 도 4에서 상세하게 설명된다.The user device 100 performs an operation of charging the super capacitor 152 in the normal power state, and performs an SPO recovery operation in the SPO detection state. Operation of the user device 100 performed in the normal power state or the SPO detection state is described in detail in FIG. 4.

다시 도 1을 참조하면, 보조 전원 장치(150)는 슈퍼 캐패시터(152)를 포함한다. 슈퍼 캐패시터(152)는 고용량의 전하를 보유할 수 있는 장치로서, 보조 전원을 저장하는데 사용된다. 슈퍼 캐패시터(152)는 메인 전원 장치(140)의 전원이 차단된 경우에, 보유 전하를 이용하여 일정 시간 동안, 사용자 장치(100)에 보조 전원을 제공한다. 슈퍼 캐패시터(152)는 사용자 장치(100)의 파워 업(power up) 시에 전하를 충전할 수 있을 뿐만 아니라, 메인 전원 장치(140)의 노말 동작 시에도 전하를 충전할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the auxiliary power supply 150 includes a super capacitor 152. Supercapacitor 152 is a device capable of retaining high capacity charge and is used to store auxiliary power. The supercapacitor 152 provides auxiliary power to the user device 100 for a predetermined time by using the retained charge when the power of the main power supply 140 is cut off. The super capacitor 152 may not only charge the electric power when the user device 100 is powered up, but may also charge the electric power during the normal operation of the main power supply 140.

슈퍼 캐패시터(152)의 전기 용량(capacitance)은 시간이 흐를수록 줄어드는 성질을 갖는다. 도 3은 슈퍼 캐패시터(152)의 사용 시간에 따른 전기 용량의 변화를 예시적으로 보여주는 그래프이다. 도 3에서, 가로축은 슈퍼 캐패시터(152)의 사용 시간을 나타내고, 세로축은 전기 용량을 나타낸다. 한편, 슈퍼 캐패시터(152)는 온도에 따라 전기 용량의 변화율이 달라지는 성질을 갖는다.The capacitance of the supercapacitor 152 has a property of decreasing with time. 3 is a graph exemplarily illustrating a change in capacitance with use time of the supercapacitor 152. In FIG. 3, the horizontal axis represents the use time of the supercapacitor 152, and the vertical axis represents the capacitance. On the other hand, the supercapacitor 152 has a property that the change rate of the capacitance changes depending on the temperature.

도 3을 참조하면, A선과 B선은 각각 30℃와 70℃에서 슈퍼 캐패시터(152)의 전기 용량 변화를 예측한 결과를 보여준다. A선에 의하면, 슈퍼 캐패시터(152)의 전기 용량은 20년이 경과한 후에 약 10% 정도 줄어든다. B선에 의하면, 슈퍼 캐패시터(152)의 전기 용량은 10000시간이 경과한 후에 약 15% 정도 줄어든다.Referring to FIG. 3, lines A and B show the results of predicting the capacitance change of the supercapacitor 152 at 30 ° C. and 70 ° C., respectively. According to line A, the electric capacity of the supercapacitor 152 is reduced by about 10% after 20 years. According to line B, the capacitance of the supercapacitor 152 is reduced by about 15% after 10,000 hours.

한편, C선은 70℃에서 1000시간 동안 슈퍼 캐패시터(152)의 전기 용량 변화를 측정한 결과를 보여준다. B선과 C선을 비교해 보면, 70℃에서 전기 용량 변화의 측정 결과와 예측 결과는 거의 비슷하다. C선에 의하면, 슈퍼 캐패시터(152)의 전기 용량은 1000시간이 경과한 후에 약 11% 정도 줄어든다.On the other hand, the C line shows the result of measuring the capacitance change of the supercapacitor 152 for 1000 hours at 70 ℃. Comparing the B and C lines, the measured and predicted results of capacitance change at 70 ° C are almost the same. According to line C, the capacitance of the supercapacitor 152 is reduced by about 11% after 1000 hours.

도 3에서 보는 바와 같이, 슈퍼 캐패시터(152)는 사용 시간 또는 온도에 따라 전기 용량(capacitance)이 줄어드는 성질을 갖는다. 보조 전원 장치(150)는 전 기 용량의 변화에 따라 보조 전원의 양이 줄어들거나, 전원 공급 시간이 줄어들 수 있다. 본 발명은 슈퍼 캐패시터(152)의 전원 공급 양에 따라 모드 설정을 하고, 모드 설정에 따라 데이터 관리를 수행함으로, 서든 파워 오프 시에 데이터 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 보조 전원을 최대한 활용할 수 있다. As shown in FIG. 3, the supercapacitor 152 has a property that the capacitance decreases with use time or temperature. The auxiliary power supply 150 may reduce the amount of auxiliary power or the power supply time according to the change in electric capacity. According to the present invention, the mode is set according to the power supply amount of the supercapacitor 152 and data management is performed according to the mode setting, so that data loss can be prevented at the time of sudden power-off and the auxiliary power can be utilized to the maximum. have.

다시 도 1을 참조하면, 전하 감지기(153)는 슈퍼 캐패시터(152)의 보조 전원의 양을 측정한다. 전하 감지기(153)는 슈퍼 캐패시터(153)의 전기 용량 및 전압을 측정함으로, 슈퍼 캐패시터(153)에 저장된 전하의 양을 구할 수 있다. 슈퍼 캐패시터(152)의 보조 전원의 양은 전하 감지기(153) 이외의 다른 감지 수단을 이용해서 구할 수도 있다.Referring again to FIG. 1, the charge detector 153 measures the amount of auxiliary power of the super capacitor 152. The charge detector 153 measures the capacitance and voltage of the supercapacitor 153 to obtain the amount of charge stored in the supercapacitor 153. The amount of auxiliary power supply of the supercapacitor 152 may be obtained using other sensing means than the charge detector 153.

제어기(154)는 전원 검출기(151)의 검출 결과에 응답하여 동작한다. 여기에서, 전원 검출기(151)의 검출 결과에는 노말 전원 상태(normal power status) 또는 서든 파워 오프 검출 상태(SPO detect status)가 포함된다. 한편, 제어기(154)는 전하 감지기(153)에서 측정한 보조 전원의 양에 따라 모드 설정을 한다. The controller 154 operates in response to the detection result of the power detector 151. In this case, the detection result of the power detector 151 includes a normal power status or a sudden power off detection status (SPO detect status). The controller 154 sets the mode according to the amount of auxiliary power measured by the charge detector 153.

도 4는 도 1에 도시된 제어기(154)의 모드 설정 방법을 예시적으로 보여주기 위한 도표이다. 도 4를 참조하면, SPOR 모드는 전원 검출기(151)의 검출 결과에 따라 노말 전원 상태와 SPO 검출 상태로 구분될 수 있다. 그리고 SPOR 모드는 보조 전원의 양에 따라 크게 성공 모드(success mode)와 페일 모드(fail mode)로 구분될 수 있다.4 is a diagram for exemplarily illustrating a mode setting method of the controller 154 illustrated in FIG. 1. Referring to FIG. 4, the SPOR mode may be divided into a normal power state and an SPO detection state according to a detection result of the power detector 151. The SPOR mode may be classified into a success mode and a fail mode according to the amount of auxiliary power.

도 4를 참조하면, 모드 레지스터(155)가 성공 모드로 설정되고, 서든 파워 오프가 발생한 경우에, SPO 검출 상태에서 메타 데이터와 캐시 데이터를 백업하는 동작이 수행된다. 메타 데이터 및 캐시 데이터는 휘발성 메모리(도 1 참조, 110)로부터 불휘발성 메모리(도 1 참조, 120)로 백업된다. Referring to FIG. 4, when the mode register 155 is set to a success mode and sudden power off occurs, an operation of backing up metadata and cache data in the SPO detection state is performed. Meta data and cache data are backed up from volatile memory (see FIG. 1, 110) to nonvolatile memory (see FIG. 1, 120).

모드 레지스터(155)는 성공 모드와 더불어 추가 지원 모드(extra support mode)를 가질 수 있다. 추가 지원 모드는 보조 전원으로 메타 데이터와 캐시 데이터를 백업하더라도, 보조 전원이 추가적으로 남은 경우에 수행될 수 있다. 추가 지원 모드에서는 메타 동작(예를 들면, garbage collection) 등이 추가적으로 수행될 수 있다. 사용자 장치(도 1 참조, 100)는 추가 지원 모드를 이용함으로, 전원이 다시 공급되는 경우에 수행되는 초기화 동작 등을 줄일 수 있다.The mode register 155 may have an extra support mode in addition to a success mode. The additional support mode may be performed when the auxiliary power is additionally left even though the metadata and cache data are backed up to the auxiliary power. In the additional support mode, meta operations (eg, garbage collection) may be additionally performed. The user device 100 (see FIG. 1) may use an additional support mode to reduce an initialization operation performed when power is supplied again.

모드 레지스터(155)가 페일 모드로 설정되고, 서든 파워 오프가 발생한 경우에, SPO 검출 상태에서 캐시 데이터를 백업하는 동작이 수행된다. 그리고 노말 전원 상태에서는 주기적으로 메타 데이터를 백업하는 동작이 수행된다. 여기에서 페일 모드는 보조 전원의 양이 메타 데이터와 캐시 데이터를 모두 백업하기에 충분하지 않은 경우에 설정된다. When the mode register 155 is set to the fail mode and sudden power off occurs, an operation of backing up cache data in the SPO detection state is performed. In the normal power state, the metadata is periodically backed up. The fail mode here is set when the amount of auxiliary power is not sufficient to back up both the metadata and cache data.

사용자 장치(100)는 페일 모드로 설정된 경우에 노말 전원 상태에서 주기적으로 메타 데이터를 백업함으로 메타 데이터의 안정성을 최대한 확보할 수 있다. 그리고 사용자 장치(100)는 SPO 검출 상태에서 캐시 데이터를 백업함으로 캐시 데이터의 안정성을 우선적으로 확보할 수 있다. When the user device 100 is set to the fail mode, the user device 100 may periodically back up the metadata in a normal power state to ensure maximum stability of the metadata. The user device 100 may first secure the stability of the cache data by backing up the cache data in the SPO detection state.

모드 레지스터(155)는 페일 모드와 더불어 익스트림 페일 모드(extreme fail mode)를 가질 수 있다. 익스트림 페일 모드는 보조 전원으로 캐시 데이터를 백업하기에 충분하지 않은 경우에 수행될 수 있다. The mode register 155 may have an extreme fail mode in addition to the fail mode. Extreme fail mode may be performed when it is not sufficient to back up cache data to the auxiliary power source.

모드 레지스터(155)가 익스트림 페일 모드로 설정된 경우에, 노말 전원 상태에서는 주기적으로 메타 데이터를 백업하는 동작이 수행된다. 또한, 사용자 장치(100)는 노말 전원 상태에서 백업할 캐시 데이터의 크기를 조절함으로, SPO 검출 상태에서 캐시 데이터의 백업 실패를 방지할 수 있다.When the mode register 155 is set to the extreme fail mode, an operation of periodically backing up metadata is performed in the normal power state. In addition, the user device 100 may adjust the size of the cache data to be backed up in the normal power state, thereby preventing a backup failure of the cache data in the SPO detection state.

다시 도 1을 참조하면, 제어기(154)는 보조 전원의 양을 알기 위하여 요구 신호(ASK)를 전하 감지기(153)로 보낸다. 전하 감지기(153)는 요구 신호(ASK)에 응답하여 슈퍼 캐패시터(152)에 저장된 보조 전원의 양을 나타내는 정보(INF)를 제어기(154)로 보낸다. 제어기(154)는 보조 전원의 양과 백업할 데이터의 크기에 따라 모드 설정을 할 수 있다. 모드 설정 결과는 모드 레지스터(155)에 저장된다.Referring back to FIG. 1, the controller 154 sends a request signal ASK to the charge detector 153 to know the amount of auxiliary power. The charge detector 153 sends information INF indicating the amount of auxiliary power stored in the supercapacitor 152 to the controller 154 in response to the request signal ASK. The controller 154 may set the mode according to the amount of auxiliary power and the size of data to be backed up. The mode setting result is stored in the mode register 155.

도 5는 도 1에 도시된 사용자 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 도 1에 도시된 사용자 장치의 동작이 상세하게 설명된다.FIG. 5 is a flowchart for describing an operation of the user device illustrated in FIG. 1. Hereinafter, the operation of the user device illustrated in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.

S110 단계에서, 사용자 장치(100)는 파워 온 되고, 메인 전원 장치(140)를 통해 전원이 공급된다. S120 단계에서, 슈퍼 캐패시터(152)는 충전된다. 슈퍼 캐패시터(152)는 파워 업 동작 시에 충전될 수도 있고, 노말 전원 상태에서 충전될 수도 있다.In operation S110, the user device 100 is powered on, and power is supplied through the main power supply 140. In step S120, the super capacitor 152 is charged. The super capacitor 152 may be charged during the power up operation or may be charged in the normal power state.

S130 단계에서, 전하 감지기(153)는 슈퍼 캐패시터(152)에 충전된 전하량(Q; electric charge)을 측정한다. 전하 감지기(153)는 제어기(154)의 요구 신호(ASK)에 응답하여 충전된 전하량(Q) 또는 보조 전원의 양을 제어기(154)로 제공한다.In operation S130, the charge detector 153 measures the amount of electric charge (Q) charged in the super capacitor 152. The charge detector 153 provides the controller 154 with the charged amount Q or the amount of the auxiliary power supply in response to the request signal ASK of the controller 154.

S140 단계에서, 제어기(154)는 휘발성 메모리(VM, 110)로부터 불휘발성 메모 리(NVM, 120)로 백업될 데이터의 크기(S)를 검출한다. 여기에서, 백업될 데이터는 메터 데이터 또는 캐시 데이터를 포함한다. 여기에서, S130 단계와 S140 단계는 동시에 수행되거나, 또는 순서가 바뀔 수도 있다.In operation S140, the controller 154 detects a size S of data to be backed up from the volatile memory VM 110 to the nonvolatile memory NVM 120. Here, the data to be backed up includes meter data or cache data. Here, step S130 and step S140 may be performed at the same time or the order may be changed.

S150 단계에서, 제어기(154)는 전하량(Q)과 데이터 크기(S)를 비교하고, 모드 설정을 한다. 모드 레지스터(155)는 전하량(Q)과 데이터 크기(S)에 따라, 메타 데이터 및 캐시 데이터를 백업할 수 있는 성공 모드와 캐시 데이터를 백업할 수 있는 페일 모드를 가질 수 있다.  In step S150, the controller 154 compares the charge amount Q with the data size S and sets a mode. The mode register 155 may have a success mode for backing up the meta data and cache data and a fail mode for backing up the cache data according to the charge amount Q and the data size S. FIG.

모드 레지스터(155)는 성공 모드와 더불어 추가적인 메타 동작을 수행할 수 있는 추가 지원 모드를 더 가질 수 있다. 그리고 모드 레지스터(155)는 페일 모드와 더불어 캐시 데이터의 크기를 조절할 수 있는 익스트림 페일 모드를 더 가질 수 있다.The mode register 155 may further have an additional support mode capable of performing additional meta operations in addition to the success mode. In addition to the fail mode, the mode register 155 may further have an extreme fail mode capable of adjusting the size of cache data.

S160 단계에서, 전원 검출기(151)는 메인 전원 장치(140)의 전원 레벨을 통해, 서든 파워 오프가 발생했는지를 판단한다. 서든 파워 오프가 발생하지 않았으면 노말 파워 상태에 따른 동작이 수행되고(S170), 서든 파워 오프가 발행한 경우라면 SPO 검출 상태에 따른 동작이 수행된다(S175).In step S160, the power detector 151 determines whether sudden power off has occurred, based on the power level of the main power supply 140. If sudden power off does not occur, an operation according to the normal power state is performed (S170). If sudden power off is issued, an operation according to the SPO detection state is performed (S175).

S170 단계에서, 사용자 장치(100)는 모드 레지스터(155)에 설정된 SPOR 모드에 따라 노말 전원 상태에서의 동작을 수행한다. 즉, SPOR 모드가 페일 모드인 경우에는 주기적인 메타 데이터 백업 동작이 수행된다. 그리고 익스트림 페일 모드인 경우에는 주기적인 메타 데이터 백업 동작 이외에 캐시 데이터 크기 조절 동작이 수행된다.In operation S170, the user device 100 performs an operation in a normal power state according to the SPOR mode set in the mode register 155. That is, if the SPOR mode is a fail mode, the periodic metadata backup operation is performed. In extreme fail mode, cache data resizing is performed in addition to periodic metadata backup.

S175 단계에서, 사용자 장치(100)는 모드 레지스터(155)에 설정된 SPOR 모드에 따라 SPO 검출 상태에서의 동작을 수행한다. 성공 모드인 경우에는 메타 및 캐시 데이터 백업 동작이 수행된다. 추가 지원 모드인 경우에는 메타 및 캐시 데이터 백업 동작 이외에 추가적인 메타 동작이 수행된다. 페일 모드 또는 익스트림 페일 모드인 경우에는 캐시 데이터 백업 동작이 수행된다. In operation S175, the user device 100 performs an operation in the SPO detection state according to the SPOR mode set in the mode register 155. In the success mode, meta and cache data backup operations are performed. In the additional support mode, additional meta operations are performed in addition to the meta and cache data backup operations. In the fail mode or the extreme fail mode, a cache data backup operation is performed.

S180 단계에서, 전원 검출기(151)는 정상적인 파워 오프 동작인지를 판단한다. 정상적인 파워 오프이면 종료된다. 파워 오프가 없으면, S130 단계 내지 S170 단계가 반복적으로 수행된다.In step S180, the power detector 151 determines whether it is a normal power off operation. It shuts down if it is powered off normally. If there is no power off, steps S130 to S170 are repeatedly performed.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 장치(100)는 슈퍼 캐패시터(152)에 저장된 보조 전원의 양 및 백업할 데이터의 크기에 따라 모드 설정을 하고, 모드 설정에 따라 데이터 관리를 수행한다. 본 발명에 의하면, 서든 파워 오프 시에 데이터 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 보조 전원을 최대한 활용함으로, 사용자 장치(100)의 성능을 향상시킬 수 있다. Referring back to FIG. 1, the user device 100 sets a mode according to the amount of auxiliary power stored in the supercapacitor 152 and the size of data to be backed up, and manages data according to the mode setting. Perform According to the present invention, not only can data loss be prevented at the time of sudden power-off, but also the auxiliary power can be utilized to the maximum, thereby improving the performance of the user apparatus 100.

도 6은 본 발명에 따른 사용자 장치의 다른 실시 예를 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 사용자 장치(200)는 SSD 컨트롤러(210)와 불휘발성 메모리(220~223)를 포함한다. SSD 컨트롤러(210)는 CPU(211), ATA 인터페이스(212), SRAM 캐쉬(213), 플래시 인터페이스(214), 그리고 보조 전원 장치(215)를 포함한다.6 is a block diagram illustrating another embodiment of a user device according to the present invention. Referring to FIG. 6, the user device 200 includes an SSD controller 210 and nonvolatile memories 220 to 223. The SSD controller 210 includes a CPU 211, an ATA interface 212, an SRAM cache 213, a flash interface 214, and an auxiliary power supply 215.

도 6에서는 사용자 장치(200) 중에서, 예로서 SSD(Solid State Drive)를 보여주고 있다. 최근 하드디스크 드라이브(HDD)를 교체해 나갈 것으로 예상되는 SSD 제품이 차세대 메모리 시장에서 각광을 받고 있다. SSD는 일반적인 하드 디스크 드라이브에서 사용되는 회전 접시 대신에 데이터를 저장하는데 플래시 메모리와 같은 메모리 칩들을 사용한 데이터 저장 장치이다. SSD는 기계적으로 움직이는 하드디스크 드라이브에 비해 속도가 빠르고 외부 충격에 강하며, 소비전력도 낮다는 장점을 가진다. FIG. 6 illustrates a solid state drive (SSD) as an example of the user device 200. SSD products, which are expected to replace hard disk drives (HDDs), are in the spotlight in the next-generation memory market. An SSD is a data storage device that uses memory chips such as flash memory to store data instead of a rotating dish used in a typical hard disk drive. SSDs have the advantage of being faster, more resistant to external shocks, and lower power consumption than mechanically moving hard disk drives.

중앙처리장치(211)는 호스트(도시되지 않음)로부터 명령어를 전달받아 호스트로부터의 데이터를 플래시 메모리에 저장할지 혹은 플래시 메모리의 저장 데이터를 독출하여 호스트로 전송할 지의 여부를 결정하고 제어한다. The CPU 211 receives a command from a host (not shown) and determines and controls whether data from the host is stored in the flash memory or whether the stored data of the flash memory is read and transmitted to the host.

ATA 인터페이스(212)는 상술한 중앙처리장치(211)의 제어에 따라 호스트 측과 데이터를 교환한다. ATA 인터페이스(212)는 호스트 측으로부터 명령어 및 어드레스를 패치하여 CPU 버스를 통해서 중앙처리장치(211)로 전달한다. ATA 인터페이스(212)를 통해 호스트로부터 입력되는 데이터나 호스트로 전송되어야 할 데이터는 중앙처리장치(211)의 제어에 따라 CPU 버스를 경유하지 않고 SRAM 캐시(213)를 통해 전달된다. 여기에서, ATA 인터페이스(212)는 SATA 또는 PATA 인터페이스로 구현할 수 있다.The ATA interface 212 exchanges data with the host side under the control of the CPU 211 described above. The ATA interface 212 fetches commands and addresses from the host side and delivers the commands and addresses to the CPU 211 through the CPU bus. Data input from the host through the ATA interface 212 or data to be transmitted to the host are transmitted through the SRAM cache 213 without passing through the CPU bus under the control of the CPU 211. Here, the ATA interface 212 may be implemented as a SATA or PATA interface.

SRAM 캐시(213)는 호스트와 플래시 메모리들(220~223) 간의 캐시 데이터 (또는 메타 데이터)를 일시 저장한다. 또한, SRAM 캐시(213)는 중앙처리장치(211)에 의해서 운용될 프로그램을 저장하는 데에도 사용된다. SRAM 캐시(213)는 일종의 버퍼 메모리로 간주할 수 있으며, 반드시 SRAM으로 구성할 필요는 없다. The SRAM cache 213 temporarily stores cache data (or metadata) between the host and the flash memories 220 to 223. The SRAM cache 213 is also used to store a program to be operated by the central processing unit 211. The SRAM cache 213 may be regarded as a kind of buffer memory and does not necessarily have to be configured as SRAM.

플래시 인터페이스(214)는 불휘발성 메모리(220~223)와 데이터를 주고받는 다. 플래시 인터페이스(214)는 낸드 플래시 메모리, One-NAND 플래시 메모리, 혹은 멀티-레벨 플래시 메모리를 지원하도록 구성될 수 있다. 플래시 인터페이스(214)와 불휘발성 메모리는 제어 신호들(CE, CLE, ALE, WE, RE, RB) 및 데이터(DQ)를 주고 받는다.The flash interface 214 exchanges data with the nonvolatile memories 220 through 223. The flash interface 214 may be configured to support NAND flash memory, One-NAND flash memory, or multi-level flash memory. The flash interface 214 and the nonvolatile memory exchange control signals CE, CLE, ALE, WE, RE, and RB and data DQ.

보조 전원 장치(215)는 SSD 컨트롤러(210) 내에 위치할 수도 있고, 밖에 위치할 수도 있다. 도 6에서는, 보조 전원 장치(215)가 SSD 컨트롤러(210) 내에 위치한 것을 보여주고 있다. 보조 전원 장치(215)는 도 1에 도시된 구성을 가지며, 그것과 동일한 방법으로 SPO 회복 동작 등을 수행한다. The auxiliary power supply 215 may be located inside or outside the SSD controller 210. In FIG. 6, the auxiliary power supply 215 is located in the SSD controller 210. The auxiliary power supply 215 has the configuration shown in FIG. 1 and performs the SPO recovery operation and the like in the same manner.

즉, 도 6에 도시된 사용자 장치(200)는 슈퍼 캐패시터에 저장된 보조 전원의 양 및 SRAM 캐쉬 (또는 버퍼 메모리)로부터 플래시 메모리로 백업할 데이터의 크기에 따라 모드 설정을 한다. 사용자 장치(200)는 모드 설정에 따라 데이터 관리를 수행함으로, 서든 파워 오프 시에 데이터 손실을 방지할 수 있다. 사용자 장치(200)는 슈퍼 캐패시터에 저장된 보조 전원을 최대한 활용함으로, 사용자 장치(200)의 성능을 향상시킬 수 있다. That is, the user device 200 shown in FIG. 6 sets the mode according to the amount of auxiliary power stored in the supercapacitor and the size of data to be backed up from the SRAM cache (or buffer memory) to the flash memory. The user device 200 may manage data according to a mode setting, thereby preventing data loss during sudden power off. The user device 200 may improve the performance of the user device 200 by making the most of the auxiliary power stored in the supercapacitor.

본 발명의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 구조가 다양하게 수정되거나 변경될 수 있음은 이 분야에 숙련된 자들에게 자명하다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 발명의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.It will be apparent to those skilled in the art that the structure of the present invention can be variously modified or changed without departing from the scope or spirit of the present invention. In view of the foregoing, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they fall within the scope of the following claims and equivalents.

도 1은 본 발명에 따른 사용자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an exemplary user device according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 전원 검출기의 검출 결과를 예시적으로 보여주는 타이밍도이다.FIG. 2 is a timing diagram exemplarily illustrating a detection result of the power detector illustrated in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 슈퍼 캐패시터의 전기 용량 변화를 보여주는 그래프이다.FIG. 3 is a graph showing a change in capacitance of the supercapacitor shown in FIG. 1.

도 4는 도 1에 도시된 제어기의 모드 설정 방법을 예시적으로 보여주는 도표이다.4 is a diagram exemplarily illustrating a mode setting method of the controller shown in FIG. 1.

도 5는 도 1에 도시된 사용자 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart for describing an operation of the user device illustrated in FIG. 1.

도 6은 본 발명에 따른 사용자 장치의 다른 실시 예를 보여주는 블록도이다.6 is a block diagram illustrating another embodiment of a user device according to the present invention.

Claims (10)

사용자 장치에 있어서:On the user device: 상기 사용자 장치에 전원을 공급하기 위한 메인 전원 장치; 및A main power supply for supplying power to the user device; And 상기 메인 전원 장치의 서든 파워 오프 시에, 상기 사용자 장치에 전원을 공급하기 위한 보조 전원 장치를 포함하되,A secondary power supply for supplying power to the user device upon sudden power off of the main power supply, 상기 보조 전원 장치는 전원 공급 양에 따라 모드 설정을 하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.The auxiliary power supply device is characterized in that for setting the mode according to the amount of power supply. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보조 전원 장치는The auxiliary power supply 상기 메인 전원 장치의 전원 레벨을 검출하기 위한 전원 검출기;A power detector for detecting a power level of the main power supply; 보조 전원을 저장하기 위한 슈퍼 캐패시터;A super capacitor for storing auxiliary power; 상기 보조 전원의 양을 측정하기 위한 감지기; 및A detector for measuring the amount of the auxiliary power source; And 상기 전원 검출기의 검출 결과에 응답하여 동작하며, 상기 감지기에서 측정한 보조 전원의 양에 따라 모드 설정을 하는 제어기를 포함하는 사용자 장치.And a controller which operates in response to a detection result of the power detector and sets a mode according to the amount of auxiliary power measured by the detector. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어기는 모드 설정을 위한 모드 레지스터를 포함하는 사용자 장치.The controller comprises a mode register for mode setting. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 제 1 및 제 2 메모리 장치를 더 포함하되,Further comprising first and second memory devices, 상기 보조 전원 장치는 모드 설정에 따라 상기 제 1 메모리 장치로부터 상기 제 2 메모리 장치로 데이터를 백업하기 위한 전원을 제공하는 사용자 장치.The auxiliary power supply device provides a power supply for backing up data from the first memory device to the second memory device according to a mode setting. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 보조 전원 장치는 상기 보조 전원의 양과 상기 백업할 데이터의 크기에 따라 모드 설정을 하는 사용자 장치.The auxiliary power supply device sets the mode according to the amount of the auxiliary power supply and the size of the data to be backed up. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 메모리 장치는 휘발성 메모리이고; The first memory device is a volatile memory; 상기 제 2 메모리 장치는 불휘발성 메모리인 것을 특징으로 하는 사용자 장치.And the second memory device is a nonvolatile memory. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 보조 전원 장치는 모드 설정에 따라 캐시 데이터를 백업하는 페일 모드; 및 메타 데이터 및 캐시 데이터를 백업하는 성공 모드를 갖는 사용자 장치. The auxiliary power supply may include a fail mode for backing up cache data according to a mode setting; And a success mode of backing up metadata and cache data. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 보조 전원 장치는 상기 성공 모드로 설정되는 경우에, 상기 보조 전원 의 양과 상기 백업할 데이터의 크기에 따라, 추가적인 메타 동작을 수행하기 위한 전원을 공급하는 사용자 장치.And when the auxiliary power supply is set to the success mode, supplying power for performing an additional meta operation according to the amount of the auxiliary power supply and the size of the data to be backed up. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 보조 전원 장치가 상기 페일 모드로 설정되어 있는 경우에, 상기 메인 전원 장치가 동작하는 동안에 주기적으로 메타 데이터를 백업하는 사용자 장치. And periodically back up metadata while the main power supply is in operation when the auxiliary power supply is set to the fail mode. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 보조 전원 장치가 상기 페일 모드로 설정되어 있는 경우에, 상기 보조 전원의 양과 상기 백업할 데이터의 크기에 따라, 상기 메인 전원 장치가 동작하는 동안에 주기적으로 메타 데이터를 백업함과 아울러 백업할 캐시 데이터의 크기를 조절하는 사용자 장치. When the auxiliary power supply is set to the fail mode, the metadata is backed up periodically while the main power supply is operating according to the amount of the auxiliary power supply and the size of the data to be backed up. User device to resize.
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