JP2009230205A - Memory system - Google Patents

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幸輔 初田
Daizaburo Takashima
大三郎 高島
Yasushi Nagatomi
靖 長冨
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  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Memory System (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a memory system effectively using relaxation effect when using a flash memory to allow construction of a high-reliability system. <P>SOLUTION: The memory system has: a RAM 13 and a NAND memory 11 wherein an erasure unit and a write/read unit vary; and control circuits 12, 14, 15 controlling them. In the memory system, the NAND memory has a cache area and a main storage area wherein use of data to be stored is different. The control circuit has a function of managing: a first list 21 storing data showing a block area during use among the erasure units in the NAND memory; a second list 22 storing data showing an unused or already used block area; a third list 23 prepared for securing an erasure interval to the NAND memory, storing data showing the already used block area in response to the main storage area and the cache area; and a fourth list 24. The number of data entries of the third list 23 is smaller than the number of data entries of the fourth list 24. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラッシュEEPROM型不揮発性メモリを用いたメモリシステムに係り、特に書き込み・消去時間の間隔を短くするとリテンション特性(データ保持特性)が悪化してしまうNAND型フラッシュメモリを用いたメモリシステムに関するもので、例えばハードディスク装置の代替に使用されるものである。   The present invention relates to a memory system using a flash EEPROM type nonvolatile memory, and more particularly to a memory system using a NAND type flash memory whose retention characteristics (data retention characteristics) deteriorate when the write / erase time interval is shortened. For example, it is used as a substitute for a hard disk drive.

現在、半導体メモリは大型コンピュータの主記憶から、パーソナルコンピュータ、家電製品、携帯電話等、至る所で利用されている。市場が大きく伸びているものは、フラッシュ(Flash )EEPROM型の不揮発性メモリ(以下、フラッシュメモリと記す)である。これは、電源を切ってもデータが消えない、高集積化に適した構造になっている、などといったことから、今では携帯電話やデジタルカメラ等、多くの情報機器に利用されている。すなわち、デジタルカメラ、デジタルビデオ、MP3 等の音楽機器、モバイル用パソコン等の記憶媒体、デジタルテレビ等において、画像、動画、音声、ゲーム等の情報を記憶する媒体として、各種メモリカード(SDカード、MMC カード、MSカード、CFカード等)、パソコンの記憶媒体としてUSB 対応のメモリ(USB メモリ)、携帯電話のメモリ等にも用いられている。   Currently, semiconductor memories are used everywhere from the main memory of large computers to personal computers, home appliances, mobile phones and the like. The market that has grown significantly is Flash EEPROM type non-volatile memory (hereinafter referred to as flash memory). This is used for many information devices such as mobile phones and digital cameras because the data does not disappear even when the power is turned off and the structure is suitable for high integration. That is, various memory cards (SD cards, SD cards, MP3 and other music devices, storage media such as mobile PCs, digital TVs, etc.) are used as media for storing information such as images, videos, sounds, and games. MMC card, MS card, CF card, etc.), USB memory (USB memory) as a storage medium for personal computers, mobile phone memory, etc.

フラッシュメモリは主にNOR 型のメモリ(NOR メモリ)とNAND型のメモリ(NANDメモリ)が有る。NOR メモリは、高速読み出し、読み出し回数が1013程度の特性を有し、携帯機器の命令コード記憶として使われているが、書き込みの実効バンド幅が小さいので、ファイル記録には適していない。 Flash memory mainly includes NOR-type memory (NOR memory) and NAND-type memory (NAND memory). NOR memory has the characteristics of high-speed reading and the number of readings of about 10 13 and is used as an instruction code storage for portable devices, but it is not suitable for file recording because its effective writing bandwidth is small.

これに対して、NANDメモリは、NOR メモリに比べて高集積化が可能であり、読み出し特性に関しては、アクセス時間は25us程度と遅いが、バースト読み出しが可能であって実効バンド幅が高い。また、書き込み特性に関しては、プログラム時間が200us 、消去時間が1ms 程度と遅いが、一度にプログラム、消去可能なビット数が多く、バースト動作で書き込みデータを取り込み、一度に多数のビットをページ単位でプログラムできるので、実効バンド幅が高い。   On the other hand, NAND memory can be highly integrated compared to NOR memory, and the read characteristics are slow, with an access time of about 25 us, but burst reading is possible and the effective bandwidth is high. As for the write characteristics, although the program time is as slow as 200us and the erase time is about 1ms, the number of bits that can be programmed and erased at one time is large, the write data is captured by burst operation, and a large number of bits are paged at a time. Because it can be programmed, the effective bandwidth is high.

また、NANDメモリは、高集積化による大容量化が可能であるので、最近ではハードディスクの置き換えとしても考えられているが、使用上の幾つかの制約がある。まず、読み書き(&消去)回数によるデータ劣化があるので、書き込み回数制限(プログラム・消去回数制限)がある。すなわち、NANDメモリのプログラムは、基板に対してメモリセルトランジスタのゲートに高電圧をかけることによってフローティングゲートに電子を注入させる。この動作を何回も行うと、メモリセルトランジスタのフローティングゲート周りの酸化膜が劣化し、データを破壊してしまう。現在、NANDメモリの読み書き(&消去)可能な回数は、105 回程度であり、他の不揮発メモリと比べて非常に少なく、今後のプロセスの微細化やセルの多値化に伴い、書き込み回数がさらに少なくなっていく見込みである。NANDメモリをメモリカードやUSB メモリなどで用いる場合は、105 回程度アクセスするには相当な時間がかかるので、NANDメモリを現実的に使用可能である。しかし、NANDメモリをハードディスクの置き換え用のシステムに載せることを考えると、かなりの短期間で105 回程度アクセスされてしまう。 In addition, since the NAND memory can be increased in capacity by high integration, it has recently been considered as a replacement of a hard disk, but there are some restrictions in use. First, since there is data deterioration due to the number of read / write (& erase) times, there is a write number limit (program / erase number limit). That is, the NAND memory program injects electrons into the floating gate by applying a high voltage to the gate of the memory cell transistor with respect to the substrate. If this operation is performed many times, the oxide film around the floating gate of the memory cell transistor deteriorates and the data is destroyed. Currently, the reading and writing of the NAND memory (and erase) possible number of times is about 10 5 times, very low compared to other non-volatile memory, along with the multi-level of miniaturization and cell of the future of the process, writing the number of times Is expected to decrease further. When using NAND memory with a memory card or USB memory, it takes a considerable amount of time to access about 10 5 times, so NAND memory can be used practically. However, considering that NAND memory is installed in a hard disk replacement system, it will be accessed about 10 5 times in a very short time.

また、NANDメモリは、消去単位が大きいので、画像データや音楽ファイル等の大容量データを扱う場合なら支障は少ないが、通常のPCで使用する環境では大容量データばかりを扱うわけではなく、メモリの疲労を早めてしまう。   In addition, NAND memory has a large erasure unit, so there is little trouble when handling large amounts of data such as image data and music files. However, in a normal PC environment, not only large amounts of data are handled. It will accelerate fatigue.

このような問題に対応できる1つの解は、記憶メディアとしてDRAMやFeRAM などのRAMを使用することである。RAM は、高速で読み出し/書き込み動作が可能であって、上書きが可能であるので、フラッシュメモリの書き込みバッファまたはキャッシュ(Cache )としてRAM を使用することにより、NANDメモリの疲労をカバーすることができるだけでなく、実効読み書きバンド幅も増加させることが可能である。   One solution that can deal with such problems is to use RAM, such as DRAM or FeRAM, as the storage medium. Since RAM can be read / written at high speed and can be overwritten, the use of RAM as a flash memory write buffer or cache (Cache) can only cover fatigue of NAND memory. In addition, the effective read / write bandwidth can be increased.

しかし、最近では、NANDメモリの疲労を十分カバーできるRAM 容量を確保することが困難になりつつあるが、NANDメモリの大容量化が顕著であり、キャッシュとして、RAM だけでなく、NANDメモリ内にも持たせることによってNANDメモリの疲労をより抑えることが可能となる。この場合、NANDメモリ内のキャッシュ容量は大きい方がよいが、ユーザ使用可能領域が減少してしまうことになる。   However, recently, it has become difficult to secure enough RAM capacity to cover the fatigue of NAND memory, but the increase in capacity of NAND memory is remarkable, and not only in RAM but also in NAND memory as a cache. It is possible to further suppress the fatigue of the NAND memory. In this case, the cache capacity in the NAND memory is preferably large, but the user usable area is reduced.

また、NANDメモリは、消去時間間隔が短いほどリテンション特性(データ保持特性)が悪化してしまうという性質があり、最近では、消去時間間隔を長くするシステムが必要になっている。   In addition, NAND memory has the property that the retention characteristic (data retention characteristic) deteriorates as the erase time interval is shorter, and recently, a system that increases the erase time interval is required.

なお、特許文献1の一体型メモリおよびコントローラには、第1のバスから第1のアドレスを受信し、第1のアドレスをNANDメモリデバイス内の第2のアドレスにマップし、NANDメモリデバイス内の第2のアドレスへのデータまたは当該アドレスからのデータ用のキャッシュとして揮発性RAM メモリデバイスを操作する手段を備えている。さらに、NANDメモリデバイス内の第2のアドレスに格納されたデータとキャッシュとして機能する揮発性RAM メモリデバイス内に格納されたデータとの一貫性を維持する手段を備えている点が開示されている。
特開2007−183962号公報
The integrated memory and controller of Patent Document 1 receives the first address from the first bus, maps the first address to the second address in the NAND memory device, and stores the first address in the NAND memory device. Means are provided for operating the volatile RAM memory device as a cache for data to or from the second address. Further disclosed is a means for maintaining consistency between the data stored at the second address in the NAND memory device and the data stored in the volatile RAM memory device functioning as a cache. .
JP 2007-183962 A

本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、フラッシュメモリを用いる場合に、リラクゼーション効果を有効利用でき、信頼性の高いシステムを構築することが可能となるメモリシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides a memory system capable of effectively utilizing the relaxation effect and constructing a highly reliable system when a flash memory is used. For the purpose.

本発明は、読み書き単位と消去単位が異なるフラッシュEEPROMメモリおよびRAM と、前記フラッシュEEPROMメモリおよびRAM を制御する制御回路を有するメモリシステムにおいて、前記フラッシュEEPROMメモリは、格納するデータの用途が異なる少なくとも第1の記憶領域および第2の記憶領域を有し、前記制御回路は、前記フラッシュEEPROMメモリにおける消去単位のうちで使用中のブロック領域を示すデータを格納する第1のリストおよび未使用または使用済みのブロック領域を示すデータを格納する第2のリストと、前記フラッシュEEPROMメモリに対する消去間隔を確保するために用意され、前記2個の記憶領域に対応して使用済みのブロック領域を示すデータを格納する第3のリストおよび第4のリストと、を管理する機能を有し、前記第3のリストおよび第4のリストはそれぞれのデータエントリ数が互いに異なることを特徴とする。   The present invention provides a flash EEPROM memory and RAM having different read / write units and erase units, and a memory system having a control circuit for controlling the flash EEPROM memory and RAM. A first list for storing data indicating a block area in use among erase units in the flash EEPROM memory, and an unused or used memory. A second list for storing data indicating the block area and a data for indicating a used block area corresponding to the two storage areas are prepared to secure an erasure interval for the flash EEPROM memory. A third list and a fourth list to manage the third list and the third list Preparative and fourth list, each of the number of data entry is different from each other.

本発明によれば、フラッシュメモリを用いたメモリシステムにおいて、書込み間隔が短くてデータ保持期間が短いキャッシュ領域と書込み間隔が長くてデータ保持期間が長い主記憶領域を適切に使い分けることにより、リラクゼーション効果を有効利用でき、信頼性の高いシステムを構築することができる。   According to the present invention, in a memory system using a flash memory, a relaxation effect can be achieved by appropriately using a cache area with a short write interval and a short data retention period and a main storage area with a long write interval and a long data retention period. Can be used effectively and a highly reliable system can be constructed.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this description, common parts are denoted by common reference numerals throughout the drawings.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係るメモリシステムのハードアェア構成の一例を示す。このメモリシステム10においては、フラッシュメモリ(本例では、NANDメモリ)11と、このNANDメモリ11を制御するコントローラ(NAND制御回路)12と、ランダムアクセスメモリ(RAM )13と、このRAM 13を制御するコントローラ(RAM 制御回路)14とを有する。ここで、NANDメモリ11は、データ用途が異なる少なくとも第1の記憶領域および第2の記憶領域を有する。本例では、NANDメモリ11は、主に大容量のデータ(大データ)を記憶する主記憶領域(ユーザデータ領域)111 や、小容量のデータ(小データ)を扱うキャッシュ領域(以下、NANDキャッシュと記す)112 を有する。RAM 13は、NANDメモリ11のデータ消去時の退避領域や、NANDメモリ11のデータ読出し・書き込み用のキャッシュ領域などを有する場合を想定している。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows an example of a hardware configuration of a memory system according to the first embodiment of the present invention. In this memory system 10, a flash memory (NAND memory in this example) 11, a controller (NAND control circuit) 12 that controls the NAND memory 11, a random access memory (RAM) 13, and a RAM 13 are controlled. And a controller (RAM control circuit) 14. Here, the NAND memory 11 has at least a first storage area and a second storage area that are different in data usage. In this example, the NAND memory 11 is a main storage area (user data area) 111 that mainly stores large amounts of data (large data) and a cache area that handles small amounts of data (small data) (hereinafter referred to as NAND cache). 112). The RAM 13 is assumed to have a save area at the time of data erasure of the NAND memory 11, a cache area for data reading / writing of the NAND memory 11, and the like.

また、このメモリシステム10は、NANDメモリ11の使用中ブロック領域の管理・未使用ブロック領域の管理などの処理を制御プログラムに基づいて実行するマイクロコントロールユニット(Micro Control Unit; MPU)15や、外部のホスト(図示せず、例えばパーソナルコンピュータ; PC)に接続されるインターフェース回路(IF)16を有する。   In addition, the memory system 10 includes a micro control unit (MPU) 15 that performs processing such as management of the used block area and management of the unused block area of the NAND memory 11 based on a control program, Interface circuit (IF) 16 connected to a host (not shown, for example, a personal computer; PC).

このメモリシステムに接続されるPCからメモリシステム10に対する読み出し・書き込みは、大容量データだけではなく、小容量データも多くアクセスされる。NANDメモリ11で小容量データの書き込みを繰り返すと、書き込み量に対して消去量が増大するので、NANDメモリ11の劣化を早める。そこで、RAM 13を書き込みキャッシュとして用いて劣化を抑えるが、NANDメモリ11内にNANDキャッシュ112 を用意することにより、劣化の低減を一層図ることができる。NANDキャッシュ112 は、主に追記書き込みを行うので、管理単位は任意でよいが、管理単位が小さい方が小容量データを管理し易いので劣化を抑えることができ、また、容量が大きい方が小容量データを貯めることができるので、劣化の低減に有効である。   When reading / writing from / to the memory system 10 from a PC connected to the memory system, not only large-capacity data but also small-capacity data are frequently accessed. When writing of small-capacity data is repeated in the NAND memory 11, the amount of erasure increases with respect to the amount of writing, so the deterioration of the NAND memory 11 is accelerated. Therefore, although deterioration is suppressed by using the RAM 13 as a write cache, by providing the NAND cache 112 in the NAND memory 11, the deterioration can be further reduced. Since the NAND cache 112 mainly performs additional writing, the management unit may be arbitrary. However, the smaller the management unit, the easier it is to manage small-capacity data, so that deterioration can be suppressed, and the larger the capacity, the smaller. Since capacity data can be stored, it is effective in reducing deterioration.

図2及び図3は、上記メモリシステムにおいて消去管理に用いられるデータ管理リスト(テーブル)の一例を示している。NAND制御回路12は、図2に示すように、NANDメモリ11における消去単位のうちで使用中のブロック(以下、Active Block; AB)領域を示すデータを格納する第1のリストであるABリスト21、未使用のブロック領域または使用済済みで無効となったブロック(以下、Free Block; FB)領域を示すデータを格納する第2のリストであるFBリスト22を管理する機能を有する。   2 and 3 show an example of a data management list (table) used for erasure management in the memory system. As shown in FIG. 2, the NAND control circuit 12 is an AB list 21 which is a first list for storing data indicating a block (hereinafter referred to as Active Block; AB) area in use among the erase units in the NAND memory 11. And a function of managing an FB list 22 which is a second list for storing data indicating an unused block area or a used and invalid block (hereinafter referred to as Free Block; FB) area.

さらに、NAND制御回路12は、PCが管理するアドレス(以下、L_adr )とNANDメモリ11内の書き込み位置を示すアドレス(以下、P_adr )の対応リスト20を管理する機能を有する。   Furthermore, the NAND control circuit 12 has a function of managing a correspondence list 20 of addresses (hereinafter referred to as L_adr) managed by the PC and addresses (hereinafter referred to as P_adr) indicating write positions in the NAND memory 11.

さらに、NAND制御回路12は、後述する図6及び図7に示すように、キャッシュ領域および主記憶領域にそれぞれ対応して消去の時間間隔を確保するために、前記キャッシュ領域および主記憶領域にそれぞれ対応して使用済みのブロック領域を示すデータを格納する第3のリストであるFBリスト(1-1) 23および第4のリストであるFBリスト(1-2) 24を管理する機能を有する。この場合、FBリスト(1-1) 23およびFBリスト(1-2) 24は互いにデータエントリ数が異なり、本例では、主記憶領域用のFBリスト(1-2) 24のエントリ数がキャッシュ領域用のFBリスト(1-1) 23のデータエントリ数より少ない。   Further, as shown in FIGS. 6 and 7, which will be described later, the NAND control circuit 12 is arranged in the cache area and the main storage area in order to secure erase time intervals corresponding to the cache area and the main storage area, respectively. Correspondingly, it has a function of managing an FB list (1-1) 23 which is a third list for storing data indicating used block areas and an FB list (1-2) 24 which is a fourth list. In this case, the FB list (1-1) 23 and the FB list (1-2) 24 have different data entry numbers. In this example, the number of entries in the FB list (1-2) 24 for the main storage area is cached. Less than the number of data entries in the area FB list (1-1) 23.

以下、上記メモリシステムの動作例について、図3を参照しながら説明する。メモリシステムに対してPCからデータの書込みが行われ、NANDメモリ11への書込みが生じると、以前のデータに対して上書きされる。この際、NANDメモリ11内で以前に書き込まれたデータがあるブロック領域(消去単位領域)を消去して書き込んでもよいが、現在は使用していないブロック領域へ書き込むことによって消去回数を減らすことができる。その際、L_adr とP_adr の対応リスト20を管理する必要がある。   Hereinafter, an operation example of the memory system will be described with reference to FIG. When data is written to the memory system from the PC and writing to the NAND memory 11 occurs, the previous data is overwritten. At this time, the block area (erase unit area) where the previously written data is stored in the NAND memory 11 may be erased and written, but the number of times of erasure may be reduced by writing to the block area which is not currently used. it can. At that time, it is necessary to manage the correspondence list 20 of L_adr and P_adr.

また、このようなメモリシステムでは、NANDメモリ11内の現在使用中(使用済み)のブロック領域を管理するABリスト21や、未使用のブロック領域または使用済みで無効となったブロック領域を管理するFBリスト(2) 22などを用いる。   Also, in such a memory system, the AB list 21 that manages the currently used (used) block area in the NAND memory 11 and the unused block area or the used and invalid block area are managed. Use FB list (2) 22 etc.

NANDメモリ11への書込みが生じると、現在のFB領域へ書き込みが生じる(キャッシュ領域などの追記書込みの領域では、新たにFB領域を取得しなくても書込み可能である)。NANDメモリ11へデータが書かれると、L_adr とP_adr の対応リスト20の内容を更新し、新しく書き込んだブロック領域に対してはFBリストから削除してABリスト21へ登録し、無効になったブロック領域に対してはABリスト21から削除してFBリストへ登録する。この際、上記ブロック領域は、書き込み・消去エラーなどで使用不可にならない限り、ABリスト21とFBリスト22を行き来する。   When writing to the NAND memory 11 occurs, writing to the current FB area occurs (in a write-once area such as a cache area, writing is possible without acquiring a new FB area). When data is written to the NAND memory 11, the contents of the correspondence list 20 of L_adr and P_adr are updated, and the newly written block area is deleted from the FB list and registered in the AB list 21, and the invalid block The area is deleted from the AB list 21 and registered in the FB list. At this time, the block area goes back and forth between the AB list 21 and the FB list 22 unless it becomes unusable due to a write / erase error or the like.

ところで、NANDメモリ11への書き込みが生じた際、無効になったブロック領域はFBリスト22へ登録され、次の書き込み等で直ぐに使用されることも考えられる。しかし、最近の大容量のNANDメモリ11は、図4に示すようなErase(消去)間隔(時間)とリテンション時間(データ保持保障時間)の関係を有し、消去間隔が短い場合にリテンション特性が悪化するので、FBリスト22へ登録されたブロック領域は暫く使用しない方がよい。   By the way, when writing to the NAND memory 11 occurs, the invalid block area may be registered in the FB list 22 and used immediately in the next writing or the like. However, the recent large-capacity NAND memory 11 has a relationship between an Erase interval (time) and a retention time (data retention guarantee time) as shown in FIG. 4, and has a retention characteristic when the erase interval is short. Since it gets worse, it is better not to use the block area registered in the FB list 22 for a while.

このような事情に鑑み、本発明では、消去時間間隔を確保するために、図5に示すように、FBリスト22を分割し、新しく書き込むブロック領域の優先度が低いFBリスト(1) を設ける。分割した残りのFBリスト(2) を、以下、通常のFBリスト22と称する。   In view of such circumstances, in the present invention, as shown in FIG. 5, in order to secure an erasing time interval, the FB list 22 is divided and a FB list (1) having a low priority of a block area to be newly written is provided. . The remaining divided FB list (2) is hereinafter referred to as a normal FB list 22.

ここで、本発明では、図6に示すように、FBリスト(1) を書込み頻度別に分け、キャッシュ領域で用いられるブロック領域のデータに対応してFBリスト(1-1)23 を設け、主記憶領域で用いられるブロック領域のデータに対応してFBリスト(1-2)24 を設けている。   In the present invention, as shown in FIG. 6, the FB list (1) is divided according to the write frequency, and the FB list (1-1) 23 is provided corresponding to the block area data used in the cache area. An FB list (1-2) 24 is provided corresponding to the data of the block area used in the storage area.

キャッシュ領域で用いられるブロック領域は、データ書込み頻度が一般に高く、ABリスト21に登録されてから削除されるまでの間隔が短い。これに対して、主記憶領域で用いられるブロック領域は、上記キャッシュ領域で用いられるブロック領域とは逆の傾向を示す(ABリスト21に登録されてから削除されるまでの間隔が長い)。そこで、キャッシュ領域で用いられたブロック領域に対応するFBリスト(1-1)23 のデータエントリ数を多めに設定し、主記憶領域で用いられたブロック領域に対応するFBリスト(1-2)24 のデータエントリ数を少なめに設定してよい。換言すれば、主記憶領域で用いられたブロック領域に対応するFBリスト(1-2)24 のデータエントリ数を、キャッシュ領域で用いられたブロック領域に対応するFBリスト(1-1)23 のデータエントリ数よりも少なくしてよい。   In the block area used in the cache area, the data writing frequency is generally high, and the interval from being registered in the AB list 21 to being deleted is short. On the other hand, the block area used in the main storage area shows a tendency opposite to the block area used in the cache area (the interval from being registered in the AB list 21 to being deleted is long). Therefore, set a larger number of data entries in the FB list (1-1) 23 corresponding to the block area used in the cache area, and set the FB list (1-2) corresponding to the block area used in the main storage area. The number of 24 data entries may be set to a small value. In other words, the number of data entries in the FB list (1-2) 24 corresponding to the block area used in the main storage area is changed to the number of data entries in the FB list (1-1) 23 corresponding to the block area used in the cache area. It may be less than the number of data entries.

また、FBリスト(1-1)23、FBリスト(1-2)24 から通常のFBリスト22にデータを追い出すトリガは、リストが一杯になった時でも良いし、時間管理をして一定期間放置された時でも良い。   In addition, the trigger to drive data from the FB list (1-1) 23 and FB list (1-2) 24 to the normal FB list 22 may be when the list is full, or after a certain period of time management. Even when left alone.

ここで、一定期間放置された場合にトリガを使用すると、特にユーザデータにより殆んど使用されてFBブロックの数が少なくなってきた際、通常のFBリスト22に登録されているブロックが存在しない場合もある。   Here, if a trigger is used when left unattended for a certain period, there is no block registered in the normal FB list 22, especially when the number of FB blocks is almost reduced due to user data. In some cases.

その場合、ABリスト21は、FBリスト(1-1)23 とFBリスト(1-2)24 からデータを取得することになるが、これから使用するデータの用途がキャッシュ領域の場合は、データを長期間保持する必要はないので、リテンション特性が比較的悪いキャッシュ領域用のFBリスト(1-1)23 の方からデータを取得する。これに対して、これから使用するデータの用途が主記憶領域の場合は、データを長期間保持する必要があるので、主記憶領域用のFBリスト(1-2)24 の方からデータを取得する。   In that case, the AB list 21 will obtain data from the FB list (1-1) 23 and FB list (1-2) 24, but if the usage of the data to be used is a cache area, the data will be Since it is not necessary to hold for a long time, data is acquired from the FB list (1-1) 23 for the cache area having relatively poor retention characteristics. On the other hand, if the purpose of the data to be used is the main storage area, it is necessary to keep the data for a long time, so the data is obtained from the main storage area FB list (1-2) 24 .

なお、上記実施形態のRAM 13は、NANDメモリ11より高速の揮発性あるいは不揮発性のメモリ、例えばDRAM、SRAM、FeRAM 、MRAM、PRAM等を用いることができる。また、上記実施形態では、NANDメモリ11内を、大データ領域と小データ領域に振り分けたが、さらに、中容量のデータを格納する中データ領域を設け、上記実施形態に準じて実施することも可能である。   The RAM 13 of the above embodiment can be a volatile or non-volatile memory that is faster than the NAND memory 11, such as DRAM, SRAM, FeRAM, MRAM, PRAM, or the like. In the above embodiment, the NAND memory 11 is divided into a large data area and a small data area. However, a medium data area for storing medium-capacity data is provided, and the NAND memory 11 may be implemented according to the above embodiment. Is possible.

本発明のメモリシステムの第1の実施形態に係るハードアェア構成を示すプロック図。1 is a block diagram showing a hardware configuration according to a first embodiment of a memory system of the present invention. FIG. 図1のメモリシステムにおいて消去管理に用いられるデータ管理リストの一例を示す図。The figure which shows an example of the data management list | wrist used for deletion management in the memory system of FIG. 図1メモリシステムの動作例を示す図。1 is a diagram showing an operation example of the memory system. 大容量のNANDメモリにおける消去間隔とリテンション時間の関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between the erase interval and retention time in a large-capacity NAND memory. 図1のメモリシステムにおいてFBリストを分割し、新しく書き込むブロック領域の優先度が低いFBリスト(1) と分割した残りのFBリスト(2) の一例を示す図。The figure which shows an example of the remaining FB list (2) which divided | segmented the FB list | wrist in the memory system of FIG. 図1のメモリシステムにおいて主記憶領域用とキャッシュ領域用などの書込み頻度別に分けた消去間隔管理用リストの一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of an erase interval management list divided according to write frequency for main storage area and cache area in the memory system of FIG. 1. 図1のメモリシステムにおいて消去間隔確保用のFBリストから通常のFBリストに追い出すタイミングとABリスト&FBリストの関係の一例を示す図。The figure which shows an example of the relationship of the timing which drives out from the FB list for erasure | elimination space reservation to the normal FB list in the memory system of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…メモリシステム、11…NANDメモリ、111 …主記憶領域、112 …キャッシュ領域、12…NAND制御回路、13…RAM 、14…RAM 制御回路、15…MCU 、16…IF、20…L_adr とP_adr の対応リスト、21…使用中のブロック領域リスト、22…未使用・使用済みのブロック領域リスト、23…キャッシュ領域用のFBリスト、24…主記憶領域用のFBリスト。 10 ... Memory system, 11 ... NAND memory, 111 ... Main memory area, 112 ... Cache area, 12 ... NAND control circuit, 13 ... RAM, 14 ... RAM control circuit, 15 ... MCU, 16 ... IF, 20 ... L_adr and P_adr Correspondence list, 21 ... used block area list, 22 ... unused / used block area list, 23 ... cache area FB list, 24 ... main memory area FB list.

Claims (6)

読み書き単位と消去単位が異なるフラッシュEEPROMメモリおよびRAM と、前記フラッシュEEPROMメモリおよびRAM を制御する制御回路を有するメモリシステムにおいて、
前記フラッシュEEPROMメモリは、格納するデータの用途が異なる少なくとも第1の記憶領域および第2の記憶領域を有し、
前記制御回路は、前記フラッシュEEPROMメモリにおける消去単位のうちで使用中のブロック領域を示すデータを格納する第1のリストおよび未使用または使用済みのブロック領域を示すデータを格納する第2のリストと、前記フラッシュEEPROMメモリに対する消去間隔を確保するために用意され、前記第1の記憶領域および第2の記憶領域に対応して使用済みのブロック領域を示すデータを格納する第3のリストおよび第4のリストと、を管理する機能を有し、前記第3のリストおよび第4のリストはそれぞれのデータエントリ数が互いに異なることを特徴とするメモリシステム。
In a memory system having a flash EEPROM memory and RAM having different read / write units and erase units, and a control circuit for controlling the flash EEPROM memory and RAM,
The flash EEPROM memory has at least a first storage area and a second storage area that have different uses for data to be stored;
The control circuit includes: a first list for storing data indicating a block area in use among erase units in the flash EEPROM memory; and a second list for storing data indicating a block area that is not used or used; A third list for storing data indicating a used block area corresponding to the first storage area and the second storage area, and a fourth list prepared for securing an erasing interval with respect to the flash EEPROM memory; A memory system, wherein the third list and the fourth list have different numbers of data entries.
前記第1の記憶領域は主記憶領域、前記第2の記憶領域はキャッシュ領域であり、前記第3のリストのデータエントリ数が前記キャッシュ領域用の第4のリストのデータエントリ数より少ないことを特徴とする請求項1記載のメモリシステム。   The first storage area is a main storage area, the second storage area is a cache area, and the number of data entries in the third list is smaller than the number of data entries in the fourth list for the cache area. The memory system according to claim 1, wherein: 前記制御回路は、前記第3のリストまたは第4のリストの格納データが一杯になった時点で、当該リストの中で最も古く割り当てた消去単位のブロック領域のデータを優先して前記第2のリストへ登録する機能を有することを特徴とする請求項1記載のメモリシステム。   When the stored data of the third list or the fourth list becomes full, the control circuit gives priority to the data of the block area of the erase unit allocated the oldest in the list. 2. The memory system according to claim 1, further comprising a function of registering in a list. 前記制御回路は、前記第3のリストまたは第4のリストの格納データの中で一定期間経過したデータを優先して前記第2のリストへ登録する機能を有することを特徴とする請求項1記載のメモリシステム。   2. The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit has a function of preferentially registering data that has passed for a certain period of time in the data stored in the third list or the fourth list in the second list. Memory system. 前記制御回路は、前記第2のリストのデータ中に優先して前記第1のリストへ登録する候補がない場合、前記第1のリストへ登録するデータを前記主記憶領域として使用する際は前記第3のリストからデータを選択し、前記第1のリストへ登録するデータを前記キャッシュ領域として使用する際は前記第4のリストからデータを選択して前記第1のリストへ登録する機能を有することを特徴とする請求項2記載のメモリシステム。   When there is no candidate to be registered in the first list preferentially in the data in the second list, the control circuit uses the data to be registered in the first list as the main storage area. A function of selecting data from the third list and selecting the data to be registered in the first list by selecting data from the fourth list when using the data to be registered in the first list as the cache area; The memory system according to claim 2. 前記制御回路は、前記第3のリストまたは第4のリストからデータを選択する際、当該リストに格納したデータの順序にしたがって最も古く割り当てた消去単位のブロック領域のデータから順次に選択する機能を有することを特徴とする請求項5記載のメモリシステム。   The control circuit, when selecting data from the third list or the fourth list, has a function of sequentially selecting data from the block area of the erasing unit that has been allocated the oldest according to the order of data stored in the list. 6. The memory system according to claim 5, further comprising:
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