플래시 메모리 기반의 저장 시스템 및 이의 에러 보정 방법
STORAGE SYSTEM BASED FLASH MEMORY AND ERROR CORRECTING METHOD THEREOF
특허 요약
본 발명은 플래시 메모리 기반의 저장 시스템에 관한 것으로, 플래시 메모리와 컨트롤러를 포함하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템에서, 컨트롤러의 ECC 모듈이 ECC codeword 생성부, ECC 데이터 복원여부 검증부, 그리고 ECC 데이터 인코딩부를 포함한다. 이로 인해, 플래시 메모리의 PE 사이클 크기가 증가함에 따라 ECC codeword 크기가 증가하므로 데이터의 에러 커버 능력이 향상되는 효과와, ECC codeword의 크기 증가로 ECC 데이터가 영역을 초과하여 저장되더라도, ECC 데이터 인코딩시 일부 영역의 ECC 데이터의 복원여부를 먼저 검증하여 검증된 경우 나머지 영역의 ECC 데이터의 인코딩을 생략하므로 ECC codeword 크기 증가에 따른 페이지 읽기시 발생할 수 있는 오버헤드를 절감할 수 있는 효과가 있다.
청구항
번호청구항
7

제1항에 있어서,상기 플래시 메모리는 낸드 플래시 메모리인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템.

1

데이터를 저장하는 데이터 영역과, 상기 데이터에 대한 ECC 데이터를 저장하는 스페어 영역을 구비하는 페이지를 포함하는 플래시 메모리, 그리고상기 페이지에 저장된 상기 데이터의 에러 보정을 위한 ECC 모듈을 포함하여 상기 플래시 메모리를 제어하는 컨트롤러를 포함하고,상기 ECC 모듈은, 상기 데이터 영역에 대한 ECC 데이터를 생성하여 상기 스페어 영역에 저장하되 상기 플래시 메모리의 PE 사이클을 기준값과 비교하여 상기 PE 사이클이 상기 기준값을 초과하는 경우 상기 ECC 데이터의 크기를 적어도 두 개의 페이지에 저장되도록 생성하는 ECC codeword 생성부, 적어도 두 개의 페이지에 저장된 상기 ECC codeword 중 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터가 상기 데이터 영역에 저장된 데이터를 복원가능한지를 판단하는 ECC 데이터 복원여부 검증부, 그리고 상기 ECC 데이터 복원여부 검증부가 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터가 상기 데이터 영역에 저장된 데이터를 복원가능한 것으로 판단함에 따라 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터를 인코딩하는 ECC 데이터 인코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템.

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제1항에 있어서,상기 기준값은 상기 플래시 메모리의 PE 사이클의 80% 크기인 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템.

3

제1항에 있어서,상기 ECC 데이터 복원여부 검증부가 두 개의 페이지에 저장된 ECC codeword 중 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터로는 상기 데이터 영역에 저장된 데이터를 복원할 수 없고, 다른 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터를 이용하는 경우 상기 데이터 영역에 저장된 데이터를 복원가능한 것으로 판단하는 경우, 상기 ECC 데이터 인코딩부는 상기 두 개의 페이지에 저장된 ECC 데이터를 모두 인코딩하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템.

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제1항에 있어서,상기 ECC codeword 생성부는 LDPC 코드를 이용하여 ECC 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템.

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제4항에 있어서,상기 ECC codeword 생성부는 하기의 식 1을 확장하여 하기의 식 2를 생성하고, 하기의 식 2를 이용하여 ECC codeword를 생성하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템.[식 1][식 2](여기서, s는 k비트의 메시지, 즉, 데이터이고, c는 M비트의 패리티(체크)이고, x는 N비트의 codeword로 c+s이고, H는 codeword가 Hx=0을 만족하는 M by N 행렬의 생성 매트릭스이고, A는 M by M 행렬, B는 M by k 행렬이고, H'는 확장된 H이고, D는 0이고, E,F,G는 H의 Tanner 그래프를 확장할 수 있도록 식2의 수식(2)에서 설계된 값임.)

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제3항에 있어서,상기 ECC 데이터 복원여부 검증부는 두 개의 페이지에 저장된 ECC codeword가 모두 상기 데이터 영역에 저장된 데이터를 복원할 수 없는 경우 상기 두 개의 페이지에 저장된 ECC 데이터가 오류인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템.

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플래시 메모리와, ECC 모듈을 구비하여 플래시 메모리의 에러를 보정하는 컨트롤러를 포함하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템의 에러 보정 방법에 있어서,ECC 모듈의 ECC codeword 생성부가 상기 플래시 메모리의 PE 사이클의 크기에 따라 ECC codeword를 생성하되 상기 PE 사이클이 기준값을 초과하는 경우 적어도 두 개의 페이지에 저장되는 크기의 ECC codeword를 생성하는 단계;ECC 모듈의 ECC 데이터 복원여부 검증부가 상기 두 개의 페이지 중 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터가 상기 플래시 메모리에 저장된 데이터를 복원가능한지의 여부를 검증하는 단계;ECC 데이터 복원여부 검증부가 상기 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터가 상기 플래시 메모리에 저장된 데이터를 복원가능한 것으로 검증함에 따라, ECC 모듈의 ECC 데이터 인코딩부가 상기 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터만을 인코딩하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템의 에러 보정 방법.

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제8항에 있어서,ECC 데이터 복원여부 검증부가 상기 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터가 상기 플래시 메모리에 저장된 데이터를 복원불가능한 것으로 검증함에 따라, ECC 데이터 복원여부 검증부는 두 번째 페이지에 저장된 ECC 데이터가 상기 플래시 메모리에 저장된 데이터를 복원가능한지의 여부를 검증하는 단계;를 추가적으로 더 수행하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템의 에러 보정 방법.

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제9항에 있어서,ECC 데이터 복원여부 검증부가 두 번째 페이지에 저장된 ECC 데이터가 상기 플래시 메모리에 저장된 데이터를 복원가능한지의 여부를 추가적으로 검증하는 단계의 수행결과, 두 번째 페이지에 저장된 ECC 데이터가 상기 플래시 메모리에 저장된 데이터를 복원가능한 것으로 검증함에 따라, 상기 ECC 데이터 인코딩부는 하나의 페이지에 저장된 ECC 데이터 및 두 번째 페이지에 저장된 ECC 데이터를 모두 인코딩하는 단계;를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템의 에러 보정 방법.

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제10항에 있어서,ECC 데이터 복원여부 검증부가 두 개의 페이지에 저장된 ECC 데이터가 모두 상기 플래시 메모리에 저장된 데이터를 복원불가한 것으로 검증하는 경우, ECC 데이터 복원여부 검증부는 상기 ECC codeword 생성부에서 생성한 ECC 데이터에 오류가 발생한 것으로 판단하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 플래시 메모리 기반의 저장 시스템의 에러 보정 방법.