(57)【要約】【課題】パッドの同時スイッチングを制御する半導体ディスク用コントローラを提供する。【解決手段】半導体ディスク用コントローラは、複数のチャネルに対応する複数の出力パッドまたは複数の入力パッドが同時にスイッチングするのを制御する。特に、コントローラは出力パッドまたは入力パッドにドライブする信号を適切に遅延させることによって、パッドに供給されるパワーを減らし、信号の品質を維持できるだけでなくグラウンドバウンスを防止してもよい。【選択図】図１
2012516489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体ディスクに格納されたデータを読み出すための制御信号を生成するコントロールモジュールと、
複数のチャネルを介して前記複数の半導体ディスクと通信し、前記制御信号に応答して前記複数のチャネルに対応する複数の出力パッドに読み出し信号を提供するディスクインターフェースモジュールと、
を備え、
前記ディスクインターフェースモジュールは、
前記読み出し信号のうち少なくとも１つを制御する同時スイッチング防止モジュールを備えることを特徴とする半導体ディスク用コントローラ。
【請求項２】
前記同時スイッチング防止モジュールは、
前記複数の出力パッドのうち同時にスイッチングする出力パッドの個数が予め設定された個数以下になるように前記読み出し信号のうち少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【請求項３】
前記同時スイッチング防止モジュールは、
前記複数の出力パッドが同時にスイッチングするか否かを順次判断して前記複数の出力パッドのうち同時にスイッチングする出力パッドの個数を制御することを特徴とする請求項２に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【請求項４】
前記同時スイッチング防止モジュールは、
前記読み出し信号のうち少なくとも１つを遅延させることを特徴とする請求項１に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【請求項５】
前記複数の半導体ディスクに格納されたデータを読み出そうとする前記ホストと通信するためのホストインターフェースモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【請求項６】
前記複数のチャネルは、互いに独立的であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【請求項７】
前記複数の半導体ディスクは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、ＮＯＲ型フラッシュメモリまたは、揮発性メモリのうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【請求項８】
複数の半導体ディスクにデータを書き込むための制御信号を生成するコントロールモジュールと、
複数のチャネルを介して前記複数の半導体ディスクと通信し、前記制御信号に応答して前記複数のチャネルに対応する複数の出力パッドに書き込み信号を提供するディスクインターフェースモジュールと、
を備え、
前記ディスクインターフェースモジュールは、
前記書き込み信号のうち少なくとも１つを制御する同時スイッチング防止モジュールを備えることを特徴とする半導体ディスク用コントローラ。
【請求項９】
前記同時スイッチング防止モジュールは、
前記複数の出力パッドのうち同時にスイッチングする出力パッドの個数が予め設定された個数以下になるように前記書き込み信号のうち少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項８に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【請求項１０】
データを格納する複数の半導体ディスクと、
複数のチャネルを介して前記複数の半導体ディスクに格納されたデータと関連する入力制御信号を受信するディスクインターフェースモジュールと、
を備え、
前記ディスクインターフェースモジュールは、
前記入力制御信号のうち少なくとも１つを調節して前記複数のチャネルに対応する複数の入力パッドに提供する同時スイッチング防止モジュールを備えることを特徴とする半導体ディスク用コントローラ。
【請求項１１】
複数の半導体ディスクに格納されたデータを読み出して、前記複数の半導体ディスクにデータを書き込むための制御信号を生成するコントロールモジュールと、
前記制御信号に応答して複数のチャネルに対応する複数の出力パッドに出力制御信号を提供し、複数の入力パッドを介して前記複数の半導体ディスクに格納されたデータと関連する入力制御信号を受信するディスクインターフェースモジュールと、
を備え、
前記ディスクインターフェースモジュールは、
前記出力制御信号または前記入力制御信号のうち少なくとも１つを制御する同時スイッチング防止モジュールを備えることを特徴とする半導体ディスク用コントローラ。
【請求項１２】
前記同時スイッチング防止モジュールは、
前記複数の出力パッドおよび前記複数の入力パッドのうち同時にスイッチングするパッドの個数が予め設定された個数以下になるように前記出力制御信号または前記入力制御信号のうち少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項１１に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【請求項１３】
前記同時スイッチング防止モジュールは、
前記複数の出力パッドおよび前記複数の入力パッドのうち少なくとも１つのパッドがスイッチングするクロックが変更されるように前記出力制御信号または前記入力制御信号のうち少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項１１に記載の半導体ディスク用コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体ディスク用コントローラに関し、特に、複数のチャネルを介して接続された複数の半導体ディスクからデータを読み出したり複数の半導体ディスクにデータを書き込んだりする場合に、パッドのスイッチングを効率的に制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体ディスク（solid state disk）に関する関心が大きく高まっている。半導体ディスクは、ハードディスクドライブ（hard disk drive）ではなく、フラッシュメモリ、ＳＤＲＡＭ（synchronous dynamic random access memory）等を用いる。
【０００３】
したがって、半導体ディスクは、ハードディスクドライブのために用いられるモータのような機械的駆動装置を要求しないため、熱と騒音をほぼ発生させずに動作することができる。それだけでなく、半導体ディスクは、外部の衝撃に強く、ハードディスクドライブに比べて高いデータ送信率を達成することができる。
【０００４】
半導体ディスクは、大きくフラッシュベースのＳＳＤとディーラム（ＤＲＡＭ）ベースのＳＳＤなどに区別される。ディーラムベースのＳＳＤは、高速の読み出し／書き込みを支援することができ、比較的強靭な耐久性を有し、フラッシュベースのＳＳＤは、非揮発性、経済性、低電力消耗などの性質を有する。
【０００５】
半導体ディスクにおいて、データは互いに独立的な複数のチャネルを介して複数のメモリに書き込まれ、複数のメモリから読み出される。例えば、複数のメモリは、互いに独立的な４個、８個、または１６個のチャネルと接続される。この時、複数のチャネルは、複数の出力パッドまたは入力パッドによってドライブする。ただし、複数の出力パッドまたは入力パッドが同時にイネーブルになる場合、グラウンドバウンスが起きる可能性があり、パッドに要求される電力が増加することがある。したがって、複数の出力パッドまたは入力パッドに提供される信号を適切に制御できる技術が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６６８７０２２号明細書
【特許文献２】韓国出願公開第１０−２００５−００９８９５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る半導体ディスク用コントローラは、複数の出力パッドまたは入力パッドが同時にスイッチングするのを防止することによって、グラウンドバウンスの発生を減らし、少ない電力においてもパッドをドライブする。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係る半導体ディスク用コントローラは、予め設定された個数だけの出力パッドまたは入力パッドのみが同時にスイッチングするようにし、それ以上のパッドが同時にスイッチングするのを防止する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る半導体ディスクの用コントローラは、複数の半導体ディスクに格納されたデータを読み出すための制御信号を生成するコントロールモジュールと、複数のチャネルを介して前記複数の半導体ディスクと通信し、前記制御信号に応答して前記複数のチャネルに対応する複数の出力パッドに読み出し信号を提供するディスクインターフェースモジュールとを備え、前記ディスクインターフェースモジュールは、前記読み出し信号のうち少なくとも１つを制御する同時スイッチング防止モジュールを備える。
【００１０】
また、本発明の一実施形態に係る半導体ディスク用コントローラは、複数の半導体ディスクにデータを書き込むための制御信号を生成するコントロールモジュールと、複数のチャネルを介して前記複数の半導体ディスクと通信し、前記制御信号に応答して前記複数のチャネルに対応する複数の出力パッドに書き込み信号を提供するディスクインターフェースモジュールとを備え、前記ディスクインターフェースモジュールは、前記書き込み信号のうち少なくとも１つを制御する同時スイッチング防止モジュールを備える。
【００１１】
また、本発明の一実施形態に係る半導体ディスク用コントローラは、複数の半導体ディスクに格納されたデータを読み出して、前記複数の半導体ディスクにデータを書き込むための制御信号を生成するコントロールモジュールおよび前記制御信号に応答して複数のチャネルに対応する複数の出力パッドに出力制御信号を提供し、複数の入力パッドを介して前記複数の半導体ディスクに格納されたデータと関連する入力制御信号を受信するディスクインターフェースモジュールを備え、前記ディスクインターフェースモジュールは、前記出力制御信号または前記入力制御信号のうち少なくとも１つを制御する同時スイッチング防止モジュールを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る半導体ディスク用コントローラは、複数の出力パッドまたは入力パッドが同時にスイッチングするのを防止することによって、グラウンドバウンスの発生を減らし、少ない電力においてもパッドをドライブすることができる。
【００１３】
また、本発明の一実施形態に係る半導体ディスク用コントローラは、予め設定された個数だけの出力パッドまたは入力パッドのみが同時にスイッチングするようにし、それ以上のパッドが同時にスイッチングするのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体ディスクを利用したストレージシステムを示す図である。
【図２】出力パッドまたは入力パッドが同時にスイッチングする例を示す図である。
【図３】すべての出力パッドまたは入力パッドが同時にスイッチングしないように制御する例を示す図である。
【図４】同時にスイッチングするパッドの個数が予め設定された個数以下になるように制御する例を示す図である。
【図５】パッドがスイッチングするか否かをリング方式によって確認する例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る好適な実施形態を添付する図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体ディスクを利用したストレージシステムを示す図である。
【００１７】
図１を参照すれば、複数の半導体ディスク１６０用コントローラは、ホストインターフェースモジュール１２０と、コントロールモジュール１３０と、ディスクインターフェースモジュール１４０とを備える。
【００１８】
ホストインターフェースモジュール１２０は、複数の半導体ディスク１６０にデータを用いたり、複数の半導体ディスク１６０に格納されたデータを読み出すための要求を、ホスト１１０から受信する。そして、ホストインターフェースモジュール１２０は、前記要求をコントロールモジュール１３０に提供する。この時、ホストインターフェースモジュール１２０は、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）、ＰＣＩ−Ｘ、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ、ハイパートランスポート（Hypertransport）またはＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のさまざまな規格を支援することができる。
【００１９】
また、コントロールモジュール１３０は、前記要求を解釈し、解釈された結果に基づいてホスト１１０が所望するデータを半導体ディスク１６０から読み出すための制御信号、または前記データを半導体ディスク１３０に用いるための制御信号を生成する。
【００２０】
特に、コントロールモジュール１３０は、プロセッサ１３１、プロセッサ１３１のためのＤＲＡＭ１３２、キャッシュ１３３を備える。ここで、プロセッサ１３１は、ウェアレベリング（wear-leveling）のためにＦＴＬ（Flash Translation Layer）を駆動し、キャッシュ１３３は速いアクセスを助ける。
【００２１】
また、ディスクインターフェースモジュール１４０は、制御信号に応答して複数のチャネルに対応する複数の出力パッドに出力制御信号を提供し、複数の入力パッドを介して複数の半導体ディスク１６０に格納されたデータと関連する入力制御信号を受信する。ここで、コントローラから半導体ディスク１６０方向に伝えられる制御信号によってドライブするパッドを出力パッドといい、反対方向に伝えられる制御信号によってドライブするパッドを入力パッドという。
【００２２】
ここで、複数の半導体ディスク１６０は、互いに独立的な複数のチャネル（チャネルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と接続される。すなわち、複数の半導体ディスク１６０には互いに独立的にデータが用いられ、複数の半導体ディスク１６０に格納されたデータは並列的に読み出すことができる。この時、複数の半導体ディスク１６０は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、ＮＯＲ型フラッシュメモリ、または揮発性メモリのうちのいずれか１つであってもよい。
【００２３】
複数のパッド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、制御信号（入力制御信号または出力制御信号）によってドライブする。例えば、コントロールモジュール１３０がデータを書き込むための制御信号を生成した場合、複数の出力パッド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうち少なくとも１つは、それに対応する出力制御信号によってドライブする。同じように、コントロールモジュール１３０がデータを読み出すための制御信号を生成した場合、パッド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうち少なくとも１つはそれに対応する出力制御信号によってドライブする。また、複数のパッド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、半導体ディスク１６０から提供された入力制御信号によってドライブしてもよい。
【００２４】
ただし、入力制御信号または出力制御信号によって入力パッドまたは出力パッドが同時にスイッチングする場合、様々な問題が発生し得る。例えば、グラウンドバウンスが起きる可能性があり、ライジング遅延またはポーリング遅延を増加させることにより、電力の消耗が増加する可能性がある。したがって、入力パッドまたは出力パッドが同時にスイッチングするのを制御する技術が必要となる。
【００２５】
この時、本発明の一実施形態に係るディスクインターフェースモジュール１４０は、出力制御信号または入力制御信号を制御することによって、入力パッドまたは出力パッドが同時にスイッチングするのを防止するための同時スイッチング防止モジュール１４１を備える。この時、同時スイッチング防止モジュール１４１は、ハードウェアによって実現することができる。
【００２６】
特に、同時スイッチング防止モジュール１４１は、出力制御信号または入力制御信号を適切に遅延させることにより、パッドの同時スイッチングを防止することができる。そして、同時スイッチング防止モジュール１４１は、複数の出力パッドおよび複数の入力パッドのうち同時にスイッチングするパッドの個数が予め設定された個数以下になるように出力制御信号または入力制御信号を制御してもよい。
【００２７】
ここで、４個のパッド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうち同時にスイッチングするパッドの最大個数が２個に制限されると仮定する。この時、４個のパッドが同時にイネーブルになる場合、同時スイッチング防止モジュール１４１は、２個のパッドに印加される制御信号を適切に遅延させてもよい。例えば、同時スイッチング防止モジュール１４１は、２個のパッドが次のクロックでイネーブルになるように２個のパッドに印加される制御信号を適切に遅延させてもよい。
【００２８】
図２は、出力パッドまたは入力パッドが同時にスイッチングする例を示す図である。
【００２９】
図２を参照すれば、出力パッドまたは入力パッド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に印加される出力制御信号または入力制御信号は、同時にスイッチングすることが分かる。すなわち、すべての出力制御信号または入力制御信号は、ｔ１からｔ２までライジングすることが分かる。
【００３０】
図２に示すように、すべての出力パッドまたは入力パッド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が同時にスイッチングする場合、グラウンドバウンスが起き、要求される電力が増加することがある。このような場合に備えて、本発明はすべての出力パッドまたは入力パッド（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が互いに異なる時間にスイッチングしたり、予め設定された個数のパッドだけが同時にスイッチングするように出力制御信号または入力制御信号を制御してもよい。
【００３１】
図３は、すべての出力パッドまたは入力パッドが同時にスイッチングしないように制御する例を示す図である。
【００３２】
図２に示された入力制御信号または出力制御信号が入力パッドまたは出力パッドに提供される場合、本発明の一実施形態に係る同時スイッチング防止モジュールは、すべての入力パッドまたは出力パッドが同時にスイッチングしないように入力制御信号または出力制御信号を適切に制御する。以下では、入力制御信号および出力制御信号をまとめて制御信号と呼ぶことにする。
【００３３】
図３に示すように、パッドＡに印加される制御信号を基準として、パッドＢに印加される制御信号はｔ２−ｔ１だけ遅延させる。また、パッドＣに印加される制御信号はｔ３−ｔ１だけ、パッドＤに印加される制御信号はｔ４−ｔ１だけ遅延させる。これにより、すべてのパッドは同時にスイッチングしないことが分かる。
【００３４】
本発明の同時スイッチング防止モジュールは、同時にスイッチングするパッドの個数が予め設定された個数以下になるように制御信号を制御してもよい。例えば、４個のパッドのうち同時にスイッチングするパッドの個数が３個または２個以下になるように制御信号を適切に制御してもよい。
【００３５】
図４は、同時にスイッチングするパッドの個数が予め設定された個数以下になるように制御する例を示す図である。
【００３６】
図４に示すように、同時にスイッチングするパッドの個数が２個以下に制限される場合、本発明の一実施形態に係る同時スイッチング防止モジュールは、パッドＡ、Ｂに対応する制御信号をそのまま置き、パッドＣ、Ｄに対応する制御信号を遅延させる。したがって、パッドＣに対応する制御信号はｔ２−ｔ１だけ、パッドＤに対応する制御信号はｔ３−ｔ１だけ遅延させる。
【００３７】
ここで、同時にスイッチングするパッドの個数に対する制限は、多様に設定することができる。
【００３８】
図５は、パッドがスイッチングするか否かをリング方式によって確認する例を説明するための図である。
【００３９】
図５に示すように、本発明の同時スイッチング防止モジュールは、パッドがイネーブルになるか、またはディセーブルになるか否かを順次確認する。
【００４０】
例えば、同時にスイッチングするパッドの個数に対する制限が２個で、すべてのパッドが同時にイネーブルになると仮定する。この時、同時スイッチング防止モジュールは、パッドＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順にパッドがイネーブルであるか否かを判断してもよい。もし、パッドＡ、Ｂがイネーブルであれば、同時スイッチング防止モジュールは、パッドＣがイネーブルであるか否かを確認する。パッドＣもまたイネーブルであるため、パッドＣに対応する制御信号は遅延され、パッドＤやはりイネーブルであるため、パッドＤに対応する制御信号も遅延される。
【００４１】
他の例として、同時にスイッチングするパッドの個数に対する制限が１つで、すべてのパッドが同時にイネーブルになると仮定する。この時、同時スイッチング防止モジュールは、パッドＢに対応する制御信号をｂだけ、パッドＣに対応する制御信号をｃだけ遅延させる。また、パッドＤに対応する制御信号もまたｄだけ遅延させる。ここで、ｂ、ｃ、ｄは互いに異なる値である。
【００４２】
以上、チャネルの個数が４個の場合について説明したが、本発明は、チャネルの個数が２個、４個、８個、１６個などのさまざまな場合に適用できることは自明である。
【００４３】
また、本発明に係る半導体ディスクのためのコントローラの動作方法は、多様なコンピュータ手段によって行うことができるプログラム命令形態で実現され、コンピュータ読み出し可能媒体に記録してもよい。前記記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせたものを含んでもよい。前記記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含んでもよい。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを備える。上述のハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。
【００４４】
上述したように本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。
【００４５】
したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されて定められるものではなく、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
【図１】
2012516489.tif 000003
【図２】
2012516489.tif 000004
【図３】
2012516489.tif 000005
【図４】
2012516489.tif 000006
【図５】
2012516489.tif 000007
【国際調査報告】
2012516489.tif 000008
2012516489.tif 000009
2012516489.tif 000010
2012516489.tif 000011
2012516489.tif 000012
2012516489.tif 000013
2012516489.tif 000014
2012516489.tif 000015
2012516489.tif 000016
2012516489.tif 000017
2012516489.tif 000018
2012516489.tif 000019