170113 하드웨어 스터디
13 Jan 2017- SATA + AHCI, PCIe + NVMe
- 딥웹
- 램디스크, 페이징파일, 스왑피일
- eMCP
- 플래시메모리 셀의 데이타 저장구조
- SSD 용량계산, Flash Transition Layer, 전체동작구조
- 다이오드
- 트랜지스터
- 전해콘덴서, LED, 다이오드
- SPI
- UART
- GPIO
- I2C
- 해상도 용어
회사에서 하드웨어 문서 볼일이 생겼는데 마침 시간도 여유있고 예전 생각도 나고 해서 좀 자세히 보기로 했다. 대학때와는 달리 정말 쉽게 잘 설명된 문서들이 많다. 샛길로 너무 나간거 같아서 일단 이정도로만 리마인드 하고 문서 계속 봐야 겠다.
SATA + AHCI, PCIe + NVMe
- https://namu.wiki/w/NVMe
SATA + AHCI
PCIe + NVMe
AHCI
전송속도 : 600Mb/s
큐크기 : 32
NVMe
전송속도 : 2.5Gb/s
큐크기 : 64k
딥웹
- https://namu.wiki/w/%EB%94%A5%EC%9B%B9
딥웹
용어구분
일반적인 웹 : surface web
검색에 안걸리는 웹 : deep web
토렌트 웹캠 동영상스트리밍 온라인게임 을 생각하면 딥웹보다는 딥넷이 정확한 표현
tor 브라우져 통해서 접근 가능
실체가 알려진 딥웹
탑 시크릿
히든 위키
램디스크, 페이징파일, 스왑피일
- https://namu.wiki/w/%EB%9E%A8%20%EB%94%94%EC%8A%A4%ED%81%AC
램디스크
메모리영역 -> 스토리지영역
페이징파일, 스왑피일
스토리지영역 -> 메모리영역
eMCP
- http://parkmj.tistory.com/58
- http://www.zdnet.co.kr/news/news_view.asp?artice_id=20120119110242
eMCP
두개이상의 반도체칩을 하나로 패키징한 단일칩
모바일D램(LPDRAM) + 내장메모리(eMMC)
삼성 스마트폰용 eMCP
30%성능향상
15%소비전력낮음
구성칩
1Gb LPDDR2 D램
32Gb eMMC 플래시메모리
플래시메모리 셀의 데이타 저장구조
- http://cappleblog.co.kr/582
플래시메모리 셀의 데이타 저장구조
floating gate transistor
[control gate]
(ONO )
[ ]
[ ]
[floating gate]
[ ]
[ ]
source SiO2 drain
N+------------n-channel---------------N+
P-well
터널효과
control gate 에 강전압인가
플로팅게이트 셀에 전자가 이동
쓰기작업
p 층에 강전압인가
플로팅게이트 셀에서 잔자가 빠짐
지우기 작업
읽기작업
컨트롤게이트에 약전압 인가
if 플로팅게이트 셀에 전자 비었음
컨트롤게이트의 +정공이 방해없이 p-well까지 도달
전자가 이동하기 쉬움
고전류 10mA 측정됨
if 플로팅게이트 셀에 전자 찼음
컨트롤게이트의 +정공이 플로팅게이트 전자들의 자기장 간섭으로 p-well에 거의 도달못함
전자가 이동하기 어려움
저전류 5mA 측정됨
NOR 플래시 메모리
셀을 병렬연결
구조 복잡
고집적 어려움
NAND 플래시 메모리
셀을 직렬연결
구조단순
고집적 가능
블록도식화
블록
8개의 페이지 = 1블록
페이지
8개의 셀 = 1페이지
워드라인
1개의 페이지를 1라인으로 읽음
바디
블록의 바탕
소스
N극
드레인
P극
N극
[contorl gate]
===격벽====
[floating gate]
===격벽====
소스 --------->>> n channel ---------->>> 드레인
p-well
읽기 : 페이지단위
쓰기 : 페이지단위
지우기 : 블록단위
셀특성
SLC
1bit / 1cell
100000 회 재기록
25us 읽기
250us 쓰기
2ms 지우기
MLC
2bit / 1cell
10000회 재기록
느림
TLC
3bit / 1cell
1000회 재기록
아주 느림
SLC, MLC, TLC 는 셀구조는 같지만
셀에 전자를 저장하는 용량은 얼마나 정밀히 담고 측정하는지에 따라 bit 수가 달라짐
SSD 용량계산, Flash Transition Layer, 전체동작구조
- http://cappleblog.co.kr/583
SSD 용량계산
1SSD = 2Die * 2Plane * 1024Block * 256Page * 8Kb = 8Gb
Page : 8Kb, 읽기 쓰기 단위 = Sector
Block : 2Mb, 삭제 단위 = Track
Flash Transition Layer
OS의 파일시스템에서 사용할 수 있도록 SSD-Page-Block구조에서 HDD-Track-Sector구조로 변환해 주는 레이어
전체동작구조
Application
함수
ReadSector
WriteSector
Flash Transition Layer
기능
SSDtoHDDmapping
WearLeveling
가비지컬렉션
ECC체크
BadBlock핸들링
함수
ReadPage
WritePage
EraseBlock
NAND Flash Memory
읽기
플로팅게이트에 전자 있는 경우
워드라인에 0v 인가
채널형성 안됨
비트라인 전압 인가
비트라인에 유입되는 전류 못 빠져나감
비트라인 전압강하 없음
비트로는 0
플로팅게이트에 전자 없는 경우
워드라인에 0v 인가
채널형성 잘됨
전류 잘 흐름
비트라인 전압강하 큼
비트로는 1
지우기
p-well 바디에 12~24v 로 강전압 인가
플로팅게이트의 전자들을 바디쪽으로 끌어냄
다이오드
- http://www.samsungsemiconstory.com/295
다이오드
(+, p형) anode -------- >>> ---------- cathode (-, n형)
전자 : <--
전류 : -->
트랜지스터
- http://www.samsungsemiconstory.com/289
트랜지스터
접합형 트랜지스터 BJT
Collector -- Base --> Emitter
n -- p --> n
Collector <-- Base <-- Emitter
p -- n <-- p
금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터 MOSFET
n채널 증가형 MOSFET
Drain -- Gate -- Source <-- Bulk
p채널 증가형 MOSFET
Drain -- Gate -- Source --> Bulk
전해콘덴서, LED, 다이오드
- http://tip.daum.net/question/83716394
전해콘덴서
다리긴쪽이 +
LED
다리긴쪽이 +
다이오드
띠 있는 곳이 -
SPI
- http://www.mcublog.co.kr/1828
SPI
시리얼 주변기기 인터페이스
장점
전이중통신
전송기 필요없음
4핀만 사용
단점
단거리 통신
하나의 마스터만 지원됨
핀소개
SCLK : Serial Clock
MOSI : Master Output : 마스터출력핀
MISO : Master Input : 마스터입력핀
SS : Serial Select
쉬프트레지스터 사용
UART
- http://www.mcublog.co.kr/1841
UART
신호감지방식
TTL 신호의 3.3V 를 점, 0V를 공백 으로 인식
송수신 원리 (1byte 전송시)
[------- idle high -------] [Start low] [LSB] [D1] [D2] [D3] [D4] [D5] [D6] [MSB] [Parity] [Stop high] [------- idle high -------]
GPIO
- http://lkseoqkr.tistory.com/entry/GPIO-%EC%A0%95%EB%A6%AC
GPIO
출력핀
cpu에서 출력값을 변경하지 않으면 항상 같은값을 가짐
이런 핀을 latch, flipflop, memory, register 라고 부름
입력핀
입력핀은 latch가 되면 안됨
입력핀은 high-impedance 가 되야 함
디지털 상태는 high, low, high-Z 가 있음.
I2C
- http://mintnlatte.tistory.com/201
I2C
장점
slave 장치수에 관계없이 2가닥의 선만 사용
양방향 통신
단점
동시 양방향통신은 불가능
SPI보다 낮은속도 100kHz
통신형식
SDA(Serial Data) [------idle high-------] [start] [slave address 7bit] [ACK] [--- no data low ---] [D0] [D1] [D2] ... [D7] [ACK] [idle high]
SCL(Serial Clock) [------idle high---------------] [0] [1] [0] [1] .......... [------ idle low ---] [1] [0] [1] ............... [idle high]
해상도 용어
- http://blog.lgdisplay.com/2014/07/%EA%B7%B8%EB%A6%BC%EC%9C%BC%EB%A1%9C-%EC%89%BD%EA%B2%8C-%EC%95%8C%EC%95%84%EB%B3%B4%EB%8A%94-hd-%ED%95%B4%EC%83%81%EB%8F%84%EC%9D%98-%EC%B0%A8%EC%9D%B4/
해상도 용어
SD
720*480
34만픽셀
480p
HD
1280*720
100만픽셀
720p
FHD
1920*1080
200만픽셀
1080p / 1080i
UHD
3840*2160
800만픽셀
2160p
4K
4096*2160
900만픽셀
2160p