임베디드 시스템 개발을 위한 초소형 플래시 디스크 솔루션

플래시 디스크란?플래시 메모리를 이용한 데이터 저장장치로서 하드디스크를 대체하여 사용할 수 있다. 현재 POS, 셋톱박스, 차량용 시스템, 키오스크 등과 같이 이동성, 소형화 및 시스템 안정성을 요구하는 임베디드 시스템에 기존의 HDD를 대체하여 사용되고 있다.플래시 디스크의 이점1) 플래시 디스크는 플래시메모리를 일반 Hard Disk Drive처럼 사용하여 충격 및 진동에 강함2) 먼지나 기타 이물질과 같은 오염에 대한 높은 저항력3) 소형화 실현으로 단말기의 경박 단소 가능4) 2GB이하의 소용량 디스크의 경우 탁월한 가격 경쟁력5) 모터 등 구동부가 없어 전력소모를 최소화6) 무소음최근 POS, 셋톱박스, 차량용 시스템, 키오스크 등과 같이 뛰어난 시스템 안정성 및 특정 기능만을 수행하는 임베디드 시스템의 경우, 플래시 디스크가 점차적으로 HDD(Hard Disk Drive)를 대체하고 있다.‘플래시 디스크’는 전원의 공급이 끊어져도 기억하고 있던 내용이 사라지지 않는 비활성 메모리인 ‘플래시 메모리’를 이용한 데이터 저장장치로, 고속의 읽기/쓰기 성능이 보장되는 데다 충격, 진동 및 오염 등에 뛰어난 내구성을 갖고 있어 소용량 디스크 시장에서의 시장점유율이 점차 확대되고 있다.이에 따라 본 컬럼에서는 대만의 플래시 스토리지 전문 개발 및 공급기업인 INNODISK(한국총판, 디에스티㈜)社의 다양한 임베디드 플래시 디스크 제품과 관련 기술을 상세히 소개하고자 한다.InnoDisk 임베디드 플래시 디스크 제품군InnoDisk의 산업용 플래시 디스크 제품군은 iCF(Industrial Compact Flash), EDC(Embedded Disk Card), Fid(Flash in Disk), iSMART 시리즈로 구성되어 있다. InnoDisk 제품의 큰 장점은 제품 사용 시의 운영온도가 표준제품의 경우 -10도~+70도까지, 산업용 제품의 경우 -40~+85도까지 지원하여, 열악한 온도에서도 잘 견뎌내는 뛰어난 내구성을 갖추고 있다. 또한 제품군 중의 iSMART 시리즈는 InnoDisk의 EDC와 iCF 제품에 “S.M.A.R.T”라는 유틸리티를 제공하여 사용자가 플래시 스토리지를 모니터링하고 관리할 수 있도록 만든 혁신적인 제품이다. InnoDisk가 제공하는 S.M.A.R.T는 flash storage에서 예상되는 오류를 찾아 알려주는 모니터링 소프트웨어 시스템으로서, 시스템 사용자에게 셀프 모니터링과 플래시 관리기능을 제공하며, 데이터가 안전하게 운용되고 있는지의 여부를 알려준다. S.M.A.R.T가 제공하는 유용한 기능을 좀 더 설명하면 다음과 같다.- Power on/off 회수 리포트- UltraDMA 전송 BER(bit error rate) 리포트- Bad block 수 리포트- 쓰기 보호 셋팅 지원 (SW적으로)- Master/ Slave 컨피규레이션 지원 (SW적으로)특히 EDC와 iCF 제품은 InnoDisk의 주력제품으로 Advantech과 iEi와 같은 대만의 대표 IPC 업체들에 의해서도 테스트 및 승인을 받아 임베디드 시장에서의 베스트 솔루션으로 사용되고 있다.iCF SeriesInnoDisk의 iCF 제품군은 산업용 플라스틱 소재를 사용하여 열 저항력이 강하며, 충격 및 진동에도 강한 내구성을 갖는 것이 장점이다. 또한 에러 감지 및 정정코드(EDC/ECC)를 통한 데이터의 무결성을 유지하며, Static Wear-Leveling 유틸리티를 지원하여 디스크의 수명을 더욱 길게 연장시켜 준다.EDC SeriesInnoDisk의 EDC 제품군은 Master 및 Slave를 Switch를 통해 선택 가능하며 에러감지 및 정정코드(EDC/ECC)를 통한 데이터의 무결성을 유지시켜 하드드라이브를 완벽히 대체할 수 있다. 또한, 디바이스 및 OS에 상관없이 호환성이 탁월하고, 초경량 디자인으로 공간제약 사항을 해결시켜주는 장점이 있다. EDC 제품은 현재 산업용 시장에서 가장 많이 사용되고 있는 플래시 디스크 타입이다.FiD2.5 SeriesInnoDisk의 FiD 제품군은 충격 및 진동에 대한 견고한 내구성을 지니며, 높은 시스템 안정성 및 큰 용량을 필요로 하는 고사양의 제품에 적합하다. 특히 고온 및 저온에서도 뛰어난 성능 구현이 가능해 군사/항공산업에 많이 활용되고 있다. 또한 데이터를 중복 저장해 데이터의 손실을 방지해주는 미러링 기능의 제품도 공급하고 있다.iSMART SeriesInnoDisk의 iSMART 시리즈는 EDC와 iCF 제품에 모니터링 소프트웨어 시스템 기능을 갖춘 플래시 디스크 제품으로, 셀프 모니터링과 플래시 스토리지 관리기능을 제공하여 사용자가 데이터가 안전하게 운용되는 지를 확인하고, 제품을 보다 안전하게 관리할 수 있다.InnoDisk의 신제품 : iCF/EDC 4000지난 9월에 출시된 iCF/EDC 4000 시리즈는 Static Wear-Leveling 기능의 제공으로 플래시의 수명이 더 길어졌으며, PCMCIA 2.1, PC Card ATA, CF3.0 과의 호환성을 제공한다. 또한 자동 Power Down과 Sleep Mode를 지원하며, 읽기/쓰기 시 최대 0.75W의 낮은 전력소모가 큰 특징이다.Static Wear-Leveling 기능Wear-Leveling 기능은 플래시 수명을 연장하기 위해 블록 당 write 횟수를 모니터하고, 한 블록에만 치우치지 않도록 균등하게 분배하는 기능을 말한다. 즉, 특정 블록에만 데이터가 write 되는 것을 방지해 플래시 디스크가 깨지지 않도록 한다. 특히 InnoDisk가 제공하는 Static Wear-Leveling 기능은 데이터를 전체 플래시 디스크 드라이브에 균등하게 배포할 뿐 아니라, 블록들에 Static Data(OS 파일, 실행파일 등의 변하지 않는 데이터)가 포함되어 있다면, 이것을 이미 많이 사용한 블록으로 옮겨줌으로써, 해당 블록을 보호하고 플래시의 수명을 연장시켜준다. 따라서 InnoDisk 4000 시리즈는 Wear-Leveling 기능이 없는 카드의 100배, Dynamic Wear-Leveling을 지원하는 카드의 4배나 수명이 긴 것으로 측정된다.HDD 대비 전송률 및 부팅 시간비교EDC4000은 HDD 대비 데이터 전송률에서도 상대적으로 높은 전송률을 구현하는 것으로 나타났으며 또한 부팅 시 걸리는 시간에서도 HDD보다 상대적으로 짧은 시간이 걸리는 것으로 나타났다. HDD (5400rpm/PATA)의 경우 부팅 시 28초가 소요되는 반면 EDC4000(Dual Channel)은 15초로(그림 3 참조) 기록되었다.적용분야플래시 디스크는 플래시 메모리를 일반 Hard Disk Drive처럼 사용하여 충격 및 진동에 강하고 이동성은 물론 초경량/초소형의 안정성이 필요한 시스템에 적합하도록 디자인 되어, IP셋톱박스/IPTV, DSS (Digital Signage System), DVR, POS, Thin Client, Web/Internet Terminal, PDA, PMP, CNS 등에 많이 적용되고 있다.글을 마치며최근 시판되고 있거나 개발 중인 임베디드 제품들은 날이 갈수록 그 크기가 작아지고 기능은 보다 복합적으로 변해가고 있다. 또한, 산업용 제품 역시 효율적인 관리와 공간의 제약, 그리고 저비용을 고려하여 소형화/경량화 되어가고 있는 것이 현 추세이다. 따라서 시스템의 안정성을 최대한 보장하면서 소형화/경량화 디자인이 가능한 플래시 디스크의 수요는 향후 임베디드 시장에서 지속적으로 늘어날 것으로 전문가들은 전망하고 있다.앞에서 소개한 플래시 스토리지 전문 개발 기업인 InnoDisk(국내 총판, 디에스티㈜)社의 플래시 디스크들은 기존 플래시 디스크의 장점을 제공하면서, S.M.A.R.T 기능과 같이 사용자가 플래시 스토리지를 모니터링하고 관리할 수 있는 유틸리티와, 블록 보호를 통한 디스크 수명 연장을 가능하게 해주는 Static Wear-Leveling 등의 High-Tech 기술을 부가하여, 타제품과의 차별성을 제공하고 있다. 이는 내구성과 높은 시스템 안정성을 요구하는 임베디드 시스템 개발에 차별화된 요소를 더해주고, 플래시 디스크 시장에 활력을 줄 것으로 기대한다.
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