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임베디드 리눅스에서의 가상 SD 메모리 카드 시스템 설계
Design of the Virtual SD Memory Card System on the Embedded Linux 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.9 no.1, 2014년, pp.77 - 82  

문지훈 (순천대학교 컴퓨터과학과) ,  오재철 (순천대학교 컴퓨터과학과)

초록
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SD 메모리 카드는 휴대용 디지털 장비에서 널리 사용하고 있으며, 저장 장치로 대부분 낸드 플래시 메모리를 사용하여, 저 비용으로 사용자의 중요한 데이터를 안전하게 저장하는 특징을 가지고 있다. 하지만 낸드 플래시 메모리를 저장 장치로 이용하는 경우에 대용량의 데이터를 전송시 메모리 용량이 부족한 경우에 사용자의 데이터를 저장할 수 있는 방법이 존재하지 않는다. 본 논문에서는 가상 SD 메모리 카드 시스템을 제안한다. SD 메모리 카드에서 데이터를 저장하기 위해 메모리 코어로 플래시 메모리를 이용하는 방식이 아닌 외부 저장 장치를 이용하여 호스트에서 요청된 데이터를 SD 메모리 카드 디바이스 드라이버를 이용하여 처리하도록 하였다. 실험을 위해서 S3C2450 ARM CPU의 SMC 컨트롤러에 FPGA 기반의 SD 카드 슬레이브 컨트롤러 IP를 이용하여 테스트 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

SD memory cards are widely used in portable digital devices, and most of them exploit NAND flash memory as their storage, so that they have a feature of storing users' important data safely with low costs. In case of using NAND flash memory as storage, however, there is no method to store users' dat...

주제어

#SD 메모리카드   #디바이스 드라이버   #임베디드 시스템  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 가상 SD 메모리 카드 디바이스 드라이버는 SMC와 연결 되어 있는 SD 슬레이브 IP 모듈의 레지스터에 OCR, CSD 레지스터를 설정 하도록 하여, 메모리 카드 용량 및 SD 메모리 카드 사용 전원 등을 호스트에 전달하는 역할을 한다. 또한 호스트에서 데이터 읽기, 쓰기를 요청할 경우 발생되는 인터럽트를 응용 프로그램에 전달하여, 외부 저장 장치로부터 데이터를 읽어오거나, 데이터를 기록할 수 있도록 하는 목적을 가지고 있다. 그림 3은 가상 SD 메모리 카드 시스템에서 사용되는 SROM 인터페이스 메모리 구조를 나타낸다.
  • 본 논문에서는 SD 메모리 카드 저장 매체로 플래시 디바이스를 이용하지 않고, 임베디드 시스템 보드에 연결된 외부 디바이스를 이용하여 SD 호스트가 요청하는 데이터에 대한 처리를 수행한다. 호스트에서 메모리 카드에 메모리 코어 읽기, 쓰기 데이터 처리를 요청할 경우 이에 필요한 메모리 블록 및 데이터 처리를 위한 SD 슬레이브 디바이스 드라이버 및 응용 프로그램을 개발 하였다.
  • 본 논문에서는 기존 SD 메모리 카드 내부의 플래시 메모리를 이용하여 사용자의 데이터를 저장하는 방식이 아닌, 외부 저장 장치를 이용하는 방식을 제안 하였다. 그림 5는 가상 SD 메모리 카드 시스템 구조를 나타낸다.
  • 만일 디지털 카메라나 캠코더를 통해서 녹화를 하는 경우에는 아무리 큰 용량을 가진 플래시 디바이스라도 용량이 충분하지 않는 문제가 발생하게 된다. 본 논문에서는 기존 SD 메모리 카드에 내장된 낸드 플래시 디바이스를 이용하는 방식이 아니라 외부 저장 또는 스토리지 저장 장치를 이용하는 가상 SD 메모리 카드 방식을 제안한다. 즉, SD 메모리 카드에 낸드 플래시 메모리가 존재하지 않고, 외부 저장 장치를 이용하여 SD 호스트가 요청하는 데이터나 커맨드를 전달해 주는 방법이다.
  • 호스트에서 메모리 카드에 메모리 코어 읽기, 쓰기 데이터 처리를 요청할 경우 이에 필요한 메모리 블록 및 데이터 처리를 위한 SD 슬레이브 디바이스 드라이버 및 응용 프로그램을 개발 하였다. 이 프로그램을 통하여 외부 저장장치 특정 메모리 영역에 데이터 처리를 수행하도록 하였다. 

가설 설정

  • 2장에서는 기본적인 SD 메모리 카드 구조에 대해서 설명하고, 3장에서는 제안하는 가상 SD 메모리 카드 시스템 설계에 대해 설명한다. 실험에서는 S3C 2450 CPU가 탑재된 임베디드 리눅스 시스템 환경과 SD 슬레이브 IP가 탑재된 FPGA 보드 환경을 구성하여 가상 SD 메모리 카드 시스템을 실험한다. 결론 및 앞으로서의 과제에서는 본 논문 실험 결과와 향후 과제에 대해 기술한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SD 메모리 카드의 구조는 어떻게 나누어지는가? SD 메모리 카드는 크게 통신을 위한 인터페이스, SD 카드를 제어하기 위한 컨트롤러, 데이터 저장을 위해 사용되는 메모리 부분으로 나누어진다[6]. 그림 1은 SD 카드의 구조를 나타낸다.
SD 메모리 카드는 저장 장치로 대부분 무엇을 이용하고 있는가? SD 메모리 카드는 저장 장치로 낸드 플래시 메모리를 대부분 이용하고 있다. 휴대용 기기에서는 대부분 대용량 저장장치로 플래시 메모리를 사용하고 있다[3].
SD 메모리 카드의 OCR 레지스터에는 무엇이 저장되어있는가? 이 레지스터들은 카드가 시스템(호스트)에 연결되었을 때 시스템이 카드와 통신을 하면서 초기화 과정에 필요한 각종 정보를 가지고 있는 레지스터이다. OCR 레지스터는 카드 동작에 관련된 동작 전압에 대한 프로필이 저장 되어 있다. CID 레지스터는 카드의 제조 정보를 가지고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. J. Jun, J. Kim, Y. Kang, and S. Han , "Design of graphic middleware for unique UI style on mobile device," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 4, no. 4, 2009, pp. 281-286. 

  2. K. Kim, G. Kim and J. Lee, "Embedded Linux System for Self-Control System of Car", J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 2, no.1, 2007, pp. 62-66, 2007. 

  3. C. Baik and Y. Lee, "A NAND Flash Controller for Mobile Devices," Proc. of 5th KITT(Korean Institute of Information Technology) Summer Conference, pp. 667-670, Gumi, South Korea, Jun 2007, pp. 667-670. 

  4. J. Kim, "Effecient Perfetching Scheme for Hybrid Hard Disk," J. of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 6, no. 5, 201, pp. 665-671. 

  5. M. Park, and S. Kim, "A Policy of Page Management Using Double Cache for NAND Flash Memory File System," J. of Computing Science and Engineering, vol. 36, no. 5, 2009, pp. 412-421. 

  6. S. Chung, "Design of Secure USB Memory based on Hardware Fingerprints," M. S. Theses, Hanyang University, 2011. 

  7. A. Edvardsson, "A wishbone compatible SD card mass storage controller for embedded usage," Master's Thesis at Malardalen University, 2009. 

  8. S. Kim, "A Study on Firmware Design for SD Memory Card Interface of CalmRISC," M. S. Theses, KyungHee University, Feb. 2002. 

  9. EP563 SD Card Slave Controller, http://www. eurekatech.com/products/peripheral/ep563.htm 

  10. SD Specification Part 1 Physical Layer Specification Ver 3.0, 2009. 

  11. AP app part, "S3C2450 16/32-Bit RISC Microp rocessor User's manual," Samsung Electronics, Inc., 2009. 

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