JP2011258229A - Memory system - Google Patents

Memory system Download PDF

Info

Publication number
JP2011258229A
JP2011258229A JP2011180807A JP2011180807A JP2011258229A JP 2011258229 A JP2011258229 A JP 2011258229A JP 2011180807 A JP2011180807 A JP 2011180807A JP 2011180807 A JP2011180807 A JP 2011180807A JP 2011258229 A JP2011258229 A JP 2011258229A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
data
write
hard disk
disk device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011180807A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daizaburo Takashima
大三郎 高島
Shuso Fujii
秀壮 藤井
Hiroshi Sukegawa
博 助川
Takaya Suda
隆也 須田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2011180807A priority Critical patent/JP2011258229A/en
Publication of JP2011258229A publication Critical patent/JP2011258229A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Memory System (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a memory system that accelerates a read/write performance.SOLUTION: A memory system includes: first memories 13-1, ..., 13-n each of which is composed of a flash type EEPROM with the arrangement of a plurality of memory cells to electrically erase and write data; a second memory 14 which is constituted by one of a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory, and has a smaller capacity and a higher writing speed compared with the first memories; a control circuit 15 for controlling the first and the second memories 13 and 14; and an interface circuit for communicating with an external part. The first memories 13 store data. The second memory 14 stores at least one information among route information, directory information, a data file name, a data file size, file allocation table information for storing a storage part of the data, and a data writing termination time, so as to store the data.

Description

本発明の実施形態は、大容量であるがリードの頭だし時間や、プログラミング(Programming)時間、イレーズ(Erase)時間が長いNANDフラッシュメモリ(NAND-Flash Memory)に代表されるファイル(File)記憶向けのフラッシュEEPROM型の不揮発性メモリと、中容量であるが高速リード(Read)/ライト(Write)が可能なFeRAMとそれを制御するコントローラを巧みに組み合わせてメモリシステムを構成し、ファイルサイズが小さいデータのリード/ライトの高速化、ファイルアロケーションテーブル(FAT:File Allocation Table)、ディレクトリ(Directory)情報等のリード/ライトの高速化、瞬時停電対策に必要なアロケーションテーブル書き込み等による実効的なデータ(Data)のリード/ライト性能劣化の防止、頻繁にリード/ライトされるデータの高速化、コントローラの仕様変更の容易化を可にするメモリシステムに関する。   In the embodiment of the present invention, a file storage represented by a NAND flash memory (NAND-Flash Memory) having a large capacity but a long read time, programming time, and erase time is required. A memory system is constructed by skillfully combining a flash EEPROM type non-volatile memory, a FeRAM capable of high-speed read / write, and a controller for controlling it. Effective data read / write speed improvement for small data, file allocation table (FAT: File Allocation Table), directory information, etc., read / write speedup, and allocation table write required for instantaneous power failure countermeasures (Data) read / write performance prevention, frequent read / write Speed of over data relates to a memory system that allowed to facilitate the specification change of the controller.

今日、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、NANDフラッシュメモリに代表されるフラッシュEEPROM型の不揮発性メモリであり、各種メモリカード(SDカード、MMCカード、MSカード、CFカード)が画像、動画、音声、ゲーム等の情報を記憶する媒体として、ディジタルカメラ(Digital Camera)、ディジタルビデオ(Digital Video)、MP3等の音楽機器、モバイルPC(Mobile PC)等の記憶媒体、ディジタルTV(Digital TV)等の記憶媒体として使われている。また、USB対応のカードも広くPCの記憶媒体として使われている。   Today, semiconductor memories are used everywhere from the main memory of large computers to personal computers, home appliances, mobile phones, and the like. The market is growing significantly in the flash EEPROM type nonvolatile memory represented by NAND flash memory, and various memory cards (SD card, MMC card, MS card, CF card) are used for images, movies, sounds, and games. As a medium for storing information such as a digital camera, a digital video, a music device such as MP3, a storage medium such as a mobile PC, a storage medium such as a digital TV It is used as. USB compatible cards are also widely used as PC storage media.

フラッシュEEPROM型の不揮発性メモリは主にNOR型とNAND型が有り、図23(b)に示すようなNOR型は高速リードでき、リード回数が10の13乗程度有り、携帯機器の命令コード記憶用として使われている。しかし、ライトの実効バンド幅が小さく、ファイル記録には適していない。   Flash EEPROM type non-volatile memories are mainly classified into NOR type and NAND type. The NOR type as shown in FIG. 23B is capable of high-speed reading, has a read count of about 10 13, and stores an instruction code of a portable device. It is used for However, the effective write bandwidth is small and is not suitable for file recording.

一方、NAND型は、NOR型に比べて高集積化が可能性であり、アクセス時間が25μsと遅いもののバーストリード(Burst Read)が可能で実効バンド幅が高く、ライトもプログラム(Program)時間が200μs、イレーズ時間が1ms程度と遅いが一度にプログラム、イレーズできるビット数が多く、バーストでライトデータ(Write Data)を取り込み、一度に多数のビットをプログラムできるため実効バンド幅が高いメモリである。このような長所を生かして、上記のようなメモリカード、USBメモリや、最近では携帯電話のメモリ等で用いられている。   On the other hand, the NAND type can be highly integrated compared with the NOR type, and although the access time is as low as 25 μs, burst read is possible, the effective bandwidth is high, and the write time is also programmed. Although it has a slow erase time of about 200 μs and about 1 ms, it has a large effective bandwidth because it has a large number of bits that can be programmed and erased at one time, fetches write data in bursts, and can program many bits at once. Taking advantage of such advantages, it is used in the memory card, the USB memory, and the memory of a mobile phone recently.

図19は、NAND型フラッシュEEPROMのメモリセル構造を示しており、(a)はセルブロックの平面レイアウト(Layout)、(b)は断面図、(c)は等価回路を示す。メモリセルはワード線とビット線の交点に1個配置されるため、非常に高集積化向きである。このため(c)に示すようにフローティング(Floating)ゲート型のトランジスタが複数直列接続され、ビット線BLとソース線SLの両端に選択トランジスタが配置される。   FIG. 19 shows a memory cell structure of a NAND flash EEPROM, where (a) shows a planar layout (Layout) of the cell block, (b) shows a sectional view, and (c) shows an equivalent circuit. Since one memory cell is arranged at the intersection of the word line and the bit line, it is suitable for high integration. For this reason, as shown in (c), a plurality of floating gate type transistors are connected in series, and selection transistors are arranged at both ends of the bit line BL and the source line SL.

メモリセルアレイの構成を図20に示す。一つのイレーズを行う単位は、ビット線方向で見ると図19のメモリセルブロック単位であり、ワード線方向で見ると1つのマット(Mat)全部となり、256KB程度の容量となる。このイレーズ単位は複数に分けられており、これをブロック(Block)と呼ぶ。プログラム単位はイレーズのブロックの中の1つのワード線でしかも1本おきのビット線毎(偶数ビット線EvenBLか奇数ビット線OddBL)であり、セル直列数が32個の場合、256KB/32/2=4KBとなる。このプログラム単位をページ(Page)と呼ぶ。本例では、ブロック/ページ比は64となる。リードにおいても奇数ビット線OddBLと偶数ビット線EvenBLのどちらかが読まれる。例えば、偶数ビット線EvenBLの読み出し時は、ビット線BL間の干渉のノイズを低減するため、奇数ビット線OddBLはVssに設定される。   The configuration of the memory cell array is shown in FIG. One erase unit is the memory cell block unit of FIG. 19 when viewed in the bit line direction. When viewed in the word line direction, one mat is formed, and the capacity is about 256 KB. This erase unit is divided into a plurality of units, and this is called a block. The program unit is one word line in the erase block and every other bit line (even bit line EvenBL or odd bit line OddBL). When the number of series cells is 32, 256 KB / 32/2 = 4KB. This program unit is called a page. In this example, the block / page ratio is 64. In reading, either the odd bit line OddBL or the even bit line EvenBL is read. For example, when reading the even bit line EvenBL, the odd bit line OddBL is set to Vss in order to reduce the noise of interference between the bit lines BL.

図21は、NANDフラッシュのリード/プログラム/イレーズ動作例を示す。リードは読み出したいセルのワード線を0Vにして、その他をハイ(High)にしてセルトランジスタの閾値電圧VtがVt>0ならばビット線BLの電位が下がり、Vt<0ならばビット線BLがハイのままになりセルデータが読まれる。   FIG. 21 shows an example of read / program / erase operation of the NAND flash. In the read operation, the word line of the cell to be read is set to 0 V, the others are set to High, and the threshold voltage Vt of the cell transistor is Vt> 0, the potential of the bit line BL is lowered, and if Vt <0, the bit line BL is It remains high and the cell data is read.

イレーズではセルブロック全体のウェル(Well)電位を20Vにして、その他を0Vにすることによりトンネル電流でフローティングゲートの電子をウェル側に抜き去り、閾値電圧Vtを0Vより低くする。よって、イレーズは256KBの大きな単位となる。   In the erase operation, the well potential of the entire cell block is set to 20 V, and the others are set to 0 V, whereby electrons of the floating gate are extracted to the well side by a tunnel current, and the threshold voltage Vt is set lower than 0 V. Therefore, erase is a large unit of 256 KB.

プログラムは選択セルのワード線を20Vにして、ビット線を0Vにすることによりトンネル電流によるフローティングゲートへの電子注入で閾値電圧を上げて行う。   The programming is performed by setting the word line of the selected cell to 20V and setting the bit line to 0V to increase the threshold voltage by electron injection into the floating gate by tunnel current.

この時、同じブロック中の非選択のセルはワード線を7V程度にして非選択トランジスタへの電圧印加を小さくして書き込みを抑える。選択ワード中の書き込みを行わないビットはビット線を7Vにしてから、非選択ワード線を7Vに上げることによりセルトランジスタのソース,ドレイン電圧をブート(Boot)させて、書き込みを抑える。この例では1個のセルに1ビットの情報を記憶する2値方式であるが、近年、1個のセルに2ビットの情報を記憶する4値の方式が利用されるようになった。   At this time, non-selected cells in the same block suppress the writing by setting the word line to about 7 V and reducing the voltage application to the non-selected transistors. For a bit not to be written in the selected word, the bit line is set to 7V, and then the unselected word line is raised to 7V to boot the source and drain voltages of the cell transistor, thereby suppressing writing. In this example, a binary method for storing 1-bit information in one cell is used, but in recent years, a 4-value method for storing 2-bit information in one cell has come to be used.

図22は、1個のセル(セルトランジスタ)の閾値電圧に4値を持たせた場合を示す模式図である。1回目のプログラムでロワービット(Lower bit)に1または0を書き、2回目のプログラムでアッパービット(Upper bit)を書くことで、結果としてセルの閾値電圧が4つの分布を持つ。この4値方式は高密度化に適しているが、セルトランジスタの閾値電圧Vtの分布を狭い範囲に抑える必要があり、プログラム時間やイレーズ時間が2値と比較して遅くなる。また、リードにおいても、最低2回の判定が必要になるため頭だしに時間がかかる。   FIG. 22 is a schematic diagram showing a case where the threshold voltage of one cell (cell transistor) is given four values. By writing 1 or 0 in the lower bit in the first program and writing the upper bit in the second program, the cell threshold voltage has four distributions as a result. Although this quaternary method is suitable for high density, it is necessary to suppress the distribution of the threshold voltage Vt of the cell transistor within a narrow range, and the program time and erase time are slower than the binary value. In addition, the lead also takes a long time since it needs to be judged at least twice.

図23は、その他のフラッシュEEPROMの構成例を示しており、(a)はAND型と呼ばれこれも高速書き込みに優れておりファイル記憶用メモリとして用いられる。(c)はDINOR型と呼ばれ、(a)のAND型に似ているがNORと同様、高速読み出しに優れ、主に携帯電話等の命令コード格納用に用いられる。   FIG. 23 shows a configuration example of another flash EEPROM. FIG. 23A is called an AND type, which is also excellent in high-speed writing, and is used as a file storage memory. (C) is called the DINOR type, and is similar to the AND type of (a). However, like NOR, it is excellent in high-speed reading, and is mainly used for storing instruction codes in mobile phones and the like.

ところで、上記NANDフラッシュ等を用いたメモリカード等のメモリシステムは、1個から数個のNANDフラッシュとこのNANDフラッシュ等の制御を行うコントローラがカード上に搭載されている。このコントローラは、下記のような4つの役目を持っている。   By the way, in a memory system such as a memory card using the NAND flash or the like, one to several NAND flashes and a controller for controlling the NAND flash or the like are mounted on the card. This controller has the following four functions.

第1に、ホスト(Host)側のインターフェースの回路を有しており、ホストからNANDへのリード/ライトを行う。   First, it has an interface circuit on the host side, and performs read / write from the host to the NAND.

第2に、NANDのインターフェースの回路を有しており、NANDからホストへのリード/ライトを行う。   Second, it has a NAND interface circuit, and reads / writes from the NAND to the host.

第3に、NANDへのデータの書き込みを行う際のアドレス(Address)管理/バッド
ブロック管理等を行う。
Third, address management / bad block management and the like when writing data to the NAND are performed.

第4に、FAT、ディレクトリ等に対応したブロックに対してブロック未満単位の比較的小さな単位での書き込み制御を行う。   Fourthly, write control is performed on blocks corresponding to FAT, directories, etc., in a relatively small unit of less than a block unit.

しかし、上記NANDフラッシュを用いるメモリシステムでは、データ保持はただでさえリード/プログラム/イレーズに時間がかかるのに、カードレベル、OSレベルでは更に時間がかかる。特に、小さいファイルをリード/ライトする場合が最悪となる。   However, in the memory system using the NAND flash, it takes time to read / program / erase even if data is held, but it takes much more time at the card level and OS level. In particular, the worst case is when reading / writing a small file.

この問題に対応できる1つの解が記憶メディアとしてDRAM並みに高速リード/ライトが可能で、電源をオフ(OFF)しても情報を記憶する不揮発性のメモリとして、強誘電体メモリ(ここではFeRAMと呼ぶ)を用いることである。高速リード/ライトばかりでなく、書き換え回数が10の13〜16乗回、読み出し書き込み時間がDRAM程度、3V〜5V動作等の長所があるため、究極のメモリとも呼ばれる。これらを用いればNANDフラッシュのリード/ライトが遅い問題が解決できる。   One solution that can deal with this problem is that it can be read / written as fast as a DRAM as a storage medium, and a ferroelectric memory (here, FeRAM) as a non-volatile memory that stores information even when the power is turned off. Is called). In addition to high-speed read / write, the number of rewrites is 10 to the 13th to the 16th power, and the read / write time is about DRAM, so it is called the ultimate memory. If these are used, the problem of slow read / write of the NAND flash can be solved.

しかしながら、FeRAMにおいては、現状ではNANDフラッシュほど高集積化が進んでおらず、コストが大きい問題点が発生する。   However, at present, the FeRAM is not as highly integrated as the NAND flash and has a high cost.

次に、FeRAMの説明を簡単に行う。図16(a)に、1トランジスタ(transistor)+1キャパシタ(Capacitor)構成の従来の強誘電体メモリのメモリセルを示す。従来の強誘電体メモリのメモリセル構成は、トランジスタとキャパシタを直列接続する構成である。セルアレイは、データを読み出すビット線BLと、メモリセルトランジスタを選択するワード線WL0,WL1と、強誘電体キャパシタの一端を駆動するプレート(Plate)線PL0,PL1が配置された構成となる。   Next, FeRAM will be briefly described. FIG. 16A shows a memory cell of a conventional ferroelectric memory having a configuration of one transistor (transistor) +1 capacitor (Capacitor). The memory cell configuration of a conventional ferroelectric memory is a configuration in which a transistor and a capacitor are connected in series. The cell array has a configuration in which bit lines BL for reading data, word lines WL0 and WL1 for selecting memory cell transistors, and plate lines PL0 and PL1 for driving one end of a ferroelectric capacitor are arranged.

しかしながら、従来の強誘電体メモリにおいては、非選択セルの強誘電体キャパシタの分極情報の破壊を防ぐために、プレート線はワード線毎に分断され個別に駆動する必要があり、プレート線の駆動回路がチップ(Chip)サイズの20%から30%と非常に大きく、しかもプレート線の駆動時間が遅いという問題があった。   However, in the conventional ferroelectric memory, in order to prevent destruction of polarization information of the ferroelectric capacitor of the non-selected cell, the plate line needs to be divided for each word line and driven individually. However, there is a problem that the chip size is very large, 20% to 30%, and the driving time of the plate line is slow.

上記問題を解決するため、本発明者等は、先願(特許文献1、特許文献2及び特許文献3)において、不揮発性の強誘電体メモリで、(1)小さいメモリセル、(2)製造が容易な平面トランジスタ、(3)汎用性のある高速ランダムアクセス機能、の3点が両立できる、新しい強誘電体メモリを提案している。図16(b)に、この先願の強誘電体メモリの構成を示す。先願においては、1個のメモリセルは、セルトランジスタと強誘電体キャパシタの並列接続で構成され、1つのメモリセルブロックは、この並列接続のメモリセルを複数直列接続して、一端はブロック選択トランジスタを介してビット線BLに接続され、他端はプレート線PLに接続される。動作としては、スタンバイ(Standby)時には、図17(a)に示すように、全てのワード線WL0〜WL3をハイにして、メモリセルトランジスタをオン(ON)にしておき、ブロック選択信号BSをロウ(Low)にして、ブロック選択トランジスタをオフにしておく。こうすることにより、強誘電体キャパシタの両端は、オンしているセルトランジスタにより電気的にショート(short)されるため、両端の電位差は発生せず、記憶分極は安定に保持される。   In order to solve the above problem, the inventors of the prior application (Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3) are (1) a small memory cell, (2) a non-volatile ferroelectric memory. Has proposed a new ferroelectric memory that is compatible with three points: a planar transistor that can be easily fabricated, and (3) a versatile high-speed random access function. FIG. 16B shows the configuration of the ferroelectric memory of this prior application. In the prior application, one memory cell is constituted by parallel connection of a cell transistor and a ferroelectric capacitor, and one memory cell block is formed by connecting a plurality of parallel-connected memory cells in series, and one end is a block selection. The other end is connected to the bit line BL via the transistor, and the other end is connected to the plate line PL. As for the operation, at the time of standby, as shown in FIG. 17A, all word lines WL0 to WL3 are set to high, the memory cell transistors are turned on, and the block selection signal BS is set to low. (Low) and the block selection transistor is turned off. By doing so, both ends of the ferroelectric capacitor are electrically short-circuited by the cell transistor that is turned on, so that a potential difference between both ends does not occur, and the storage polarization is stably maintained.

アクティブ(Active)時は、図17(b)に示すように、読み出したい強誘電体キャパシタに並列に接続されるメモリセルトランジスタのみオフにして、ブロック選択トランジスタをオンにする。その後、プレート線(PL)をハイ、ブロック選択信号BSをハイにすることにより、プレート線PLとビット線BL間の電位差が、オフしたメモリセルトランジスタに並列接続した強誘電体キャパシタC1の両端にのみ印加され、強誘電体キャパシタの分極情報がビット線BLに読み出される。よって、セルを直列接続しても、任意のワード線を選択することにより、任意の強誘電体キャパシタのセル情報が読み出され、完全なランダムアクセスが実現できるわけである。またプレート線を複数のメモリセルで共有化できるため、チップサイズを縮小しつつ、プレート線駆動回路(PL Driver)の面積を大きくでき、高速動作が実現できる。   In the active state, as shown in FIG. 17B, only the memory cell transistor connected in parallel to the ferroelectric capacitor to be read is turned off, and the block selection transistor is turned on. Thereafter, the plate line (PL) is set high and the block selection signal BS is set high, so that the potential difference between the plate line PL and the bit line BL is applied to both ends of the ferroelectric capacitor C1 connected in parallel to the turned-off memory cell transistor. The polarization information of the ferroelectric capacitor is read out to the bit line BL. Therefore, even if cells are connected in series, by selecting an arbitrary word line, cell information of an arbitrary ferroelectric capacitor can be read, and complete random access can be realized. In addition, since the plate line can be shared by a plurality of memory cells, the area of the plate line drive circuit (PL Driver) can be increased while reducing the chip size, thereby realizing high-speed operation.

更に、特許文献4において、本発明者等は超高速動作が可能な強誘電体メモリを提案している。この強誘電体メモリは、図16(c)に示すように強誘電体キャパシタとセルトランジスタを直列接続し、これらセルを複数個並列接続し、この並列接続に更にリセットトランジスタを並列接続したものを、ブロック選択トランジスタを介してビット線に接続したもので、上記先願の効果を発揮しつつ、セルの直列接続を並列接続した効果で更に高速できる。これは、従来の強誘電体メモリと異なり、スタンバイ時、全てのセルトランジスタをオン状態にすることによりリセット(Reset)トランジスタを介して全ての強誘電体キャップ(Cap)を短絡でき、プレート駆動線を共有化できるからである。   Further, in Patent Document 4, the present inventors have proposed a ferroelectric memory capable of ultra-high speed operation. In this ferroelectric memory, as shown in FIG. 16C, a ferroelectric capacitor and a cell transistor are connected in series, a plurality of these cells are connected in parallel, and a reset transistor is connected in parallel to this parallel connection. This is connected to the bit line via the block selection transistor, and the speed can be further increased by the effect of the parallel connection of the series connection of the cells while exhibiting the effect of the prior application. Unlike the conventional ferroelectric memory, all the ferroelectric caps (Cap) can be short-circuited via the reset transistor by turning on all the cell transistors during standby, and the plate drive line This is because it can be shared.

また、図18に示すように、高速リード/ライトが可能な不揮発性メモリとしてMRAMが提案されている。これはAl2O3等の薄膜を磁性層(FixeLayer, FreeLayer)でサンドイッチし、上下の磁性層のスピン(Spin)の方向が一致すれば薄膜の電流が増え、スピンが逆であれば電流が減り、その差で2値の値を持つメモリである。   Further, as shown in FIG. 18, an MRAM has been proposed as a nonvolatile memory capable of high-speed reading / writing. This is because a thin film of Al2O3 or the like is sandwiched between magnetic layers (FixeLayer, FreeLayer), and if the spin direction of the upper and lower magnetic layers coincides, the current of the thin film increases, and if the spin is reversed, the current decreases. A memory having a binary value as a difference.

但し、FeRAMと同様に高速リード/ライトが可能だが、NANDフラッシュに比べてチップが大きくコストが高い。また、比較的書き込み時間が短い相変化メモリ(Phase Change Memory、PRAMとも呼ばれる)も提案されているが、これもコストが高い。   However, high-speed read / write is possible like FeRAM, but the chip is larger and the cost is higher than NAND flash. In addition, a phase change memory (also referred to as phase change memory or PRAM) having a relatively short write time has been proposed, but this is also expensive.

以上述べたように、フラッシュ型EEPROMメモリ等を用いたメモリシステムは、リードが遅く、プログラム/イレーズに時間がかかる。しかも、カードレベル、OSレベルでは余分なシステム情報を書き込む必要があり、更に時間がかかる。特に、小さいファイルをリード/ライトする場合が最悪となる。   As described above, a memory system using a flash type EEPROM memory or the like is slow to read and takes time for program / erase. In addition, extra system information needs to be written at the card level and OS level, which further takes time. In particular, the worst case is when reading / writing a small file.

この問題に対応できる1つの解がFeRAM/MRAM/PRAM等の高速リード/ライトができる不揮発性メモリを用いたメモリシステムであるが、コストが高いという問題が発生する。   One solution that can deal with this problem is a memory system that uses a non-volatile memory capable of high-speed reading / writing, such as FeRAM / MRAM / PRAM, but has a problem of high cost.

特開平10−255483号公報JP 10-255483 A 特開平11−177036号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-177036 特開2000−22010号公報JP 2000-22010 A 特開2004−263383号公報JP 2004-263383 A

発明が解決しようとする課題は、リード/ライトの高速化が図れるメモリシステムを提供することである。   The problem to be solved by the invention is to provide a memory system capable of increasing the read / write speed.

実施形態のメモリシステムは、電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、前記第1のメモリにはデータを記憶し、前記第2のメモリには、前記データを記憶するための、ルート情報或いは、ディレクトリ情報或いは、前記データのファイル名称或いは、前記データのファイルサイズ或いは、前記データの記憶箇所を記憶するファイルアロケーションテーブル情報或いは、前記データの書き込み終了時間を記憶し、且つメモリシステム外部からの書き込みに対して、前記第2のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込んだ後、前記第1のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込むものである。   The memory system of the embodiment includes a first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside The first memory stores data, and the second memory stores route information, directory information, a file name of the data, or the data for storing the data. File size, file allocation table information for storing the data storage location, or when the data has been written In response to writing from the outside of the memory system, a write end flag to the second memory is written to the second memory, and then a write end flag to the first memory is set to the second memory. It writes to the memory.

実施形態の説明に先立って、本発明者等が考察した従来のメモリシステムの問題点について図24、図25により説明し、その後、この問題点を解決できるメモリシステムの種々の実施形態について説明する。   Prior to the description of the embodiments, problems of the conventional memory system considered by the present inventors will be described with reference to FIGS. 24 and 25, and then various embodiments of the memory system capable of solving the problems will be described. .

図24は、SDカード等に対してホスト側から書き込み命令があった場合の動作を示す模式図である。コントローラはカードの突然の抜き取り対策(瞬時停電も含む)のため、フラッシュ(NANDフラッシュメモリ等を以後フラッシュと呼ぶ)にデータを書く前に、フラッシュ内のシステムブロックのアサインテーブル(Assign Table)に、データを書くブロックに対応するビットにデータ書きをスタートしたことを示すフラグ(Flag)を書く(書いた場合0)。それから、実際のデータに対応するブロック内の各ページにデータを書いた後、最後に論理−物理変換アドレスを書く。   FIG. 24 is a schematic diagram showing an operation when a write command is issued from the host side to an SD card or the like. Before the controller writes data to the flash (NAND flash memory, etc. will be referred to as “flash”), the system block assignment table (Assign Table) in the flash A flag (Flag) indicating that data writing is started is written in a bit corresponding to a block in which data is written (in the case of writing 0). Then, after writing data on each page in the block corresponding to the actual data, the logical-physical conversion address is finally written.

この論理−物理変換アドレスは、この書いたデータが本来の論理アドレスのどこに相当するかを示すアドレスデータである。その後、完全にデータ書いたことを示すために、フラッシュ内のシステムブロックのもう一つのアサインテーブルに、データを書いたブロックに対応するビットにデータ書きを終了したことを示すフラグを書く(書いた場合0)。この意味は、データを書いている途中に突然の抜き取りや、瞬時停電が起こった時、データをどこまで書いたかを、電源を再投入した時に判定して途中から復活するためである。 システムブロックにおいては、その他使えなくなったブロックを示すバッドブロック(Bad Block)の情報や、システムパラメータ等を格納する。この従来のメモリシステムにおいては、アサインテーブルや、論理−物理変換アドレス等はパワーオン(Power-ON)した際にフラッシュからコントローラ側のSRAM等の揮発性メモリに読み出され、書き込みが発生した時点で、この揮発性メモリの更新と、フラッシュ側のシステムブロックやデータ書くブロックの論理−物理変換アドレスを書き込む。このような構成の従来のメモリカードにおいては次の問題が発生する。   The logical-physical conversion address is address data indicating where the written data corresponds to the original logical address. After that, to indicate that the data has been completely written, a flag indicating that the data writing has been completed is written in the bit corresponding to the block in which the data has been written in another assignment table of the system block in the flash. Case 0). This means that when data is being suddenly extracted or when an instantaneous power failure occurs, the extent to which the data has been written is determined when the power is turned on again, and the data is restored from the middle. In the system block, information on a bad block (Bad Block) indicating a block that cannot be used, system parameters, and the like are stored. In this conventional memory system, the assignment table, the logical-physical conversion address, etc. are read from the flash to the volatile memory such as SRAM on the controller side when the power is turned on, and the writing occurs. Then, the volatile memory is updated and the logical-physical conversion address of the flash system block or data writing block is written. The conventional memory card having such a configuration has the following problems.

第1に、フラッシュのプログラムは1ページ(4KB)単位で、トンネル注入するわけであり、200μs時間が必要になる。よって、たとえ512Bのアサインテーブルを書き込むのにも200μsの時間がかかる。従って、データ破壊防止、カードの抜き取り防止、瞬時停電対策等のために、データ書き込みの初めと終わりのアサインテーブルへの書き込みには400μsの時間がかかり、4KBのデータを書くのに本来なら200μsで済むのが600μsかかってしまい、実効書き込みバンド幅は1/3に低下してしまう。   First, in the flash program, tunnel injection is performed in units of one page (4 KB), and 200 μs is required. Therefore, it takes 200 μs to write the 512B assignment table. Therefore, it takes 400 μs to write to the assignment table at the beginning and end of data writing in order to prevent data destruction, card removal, instantaneous power failure, etc. It takes 200 μs to write 4 KB data. It takes 600 μs to complete, and the effective write bandwidth is reduced to 1/3.

第2に、論理−物理アドレスもフラッシュに書き込んでいるため、パワーオン時、フラッシュの全てのブロックのデータと同時に書き込んである論理−物理アドレスをコントローラ側に読み出す必要があり、リードの頭だしに要する25μsの時間を考えるとフラッシュに分散した論理−物理アドレスを全部読むのに1秒程度かかる。このアドレスがないとリード/ライト命令が来ても何処にデータが格納されているか分からないためである。よって、従来のメモリシステムではパワーオン時直ぐにデータをリード/ライトできず、ディジタルカメラ等の速写に対応できない。論理−物理アドレスを一箇所に集める方法もあるが、これだと一箇所にリード/プログラムが集中してしまい、書き込み制限があるフラッシュでは問題が発生する。   Secondly, since the logical-physical address is also written to the flash, it is necessary to read the logical-physical address written at the same time as the data of all blocks of the flash to the controller side at power-on. Considering the required time of 25 μs, it takes about 1 second to read all the logical-physical addresses distributed in the flash. This is because without this address, it is not possible to know where data is stored even if a read / write command is received. Therefore, the conventional memory system cannot read / write data immediately upon power-on, and cannot cope with the rapid shooting of a digital camera or the like. There is also a method of collecting logical-physical addresses in one place, but this leads to a concentration of reads / programs in one place, which causes a problem in flash with write restrictions.

第3に、Windows(登録商標)等のオペレーティングシステム(OS:Operating System)で動作した場合、更に実行書き込みバンド幅の性能が劣化する。例えば、1つの4KBのデータを書くにしても、ハードディスク(Hard-Disk)装置、メモリカード、DVD,CD等のメディアにデータを書く場合、ルート(Root)情報、ディレクトリ(Directory)情報、ファイルサイズ、ファイルが格納されているアドレス、書き込み終了時間等、20KBものシステムデータを書く必要があり、非常にライトの回数が多くなる。これらの情報をフラッシュ等用いたメモリシステムに書き込んだ場合、各々異なる場所にプログラムすることになる。更に、例えば、ファイルが格納されるアドレス(FAT)等をフラッシュ等のメモリシステムに書くにも瞬時停電対策のアサインテーブルを2回書く必要があり、OS動作で、フラッシュ等にデータを書くのに、本来の10倍の書き込み時間がかかってしまう。   Third, when operating on an operating system (OS) such as Windows (registered trademark), the performance of the execution write bandwidth is further deteriorated. For example, if you write one 4KB data, but write data to media such as a hard disk device, memory card, DVD, CD, etc., root information, directory information, file size It is necessary to write as much as 20 KB of system data such as the address where the file is stored, the write end time, etc., and the number of times of writing becomes very large. When these pieces of information are written in a memory system using a flash or the like, they are programmed in different locations. Furthermore, for example, to write an address (FAT) or the like where a file is stored in a memory system such as a flash, it is necessary to write an assignment table for measures against instantaneous power failure twice. , It takes 10 times the original writing time.

上述したように、フラッシュ型EEPROMメモリ等を用いたメモリシステムは、リードが遅く、プログラム/イレーズに時間がかかる。更に、カードレベル、OSレベルでは余分なシステム情報を書き込む必要があり、更に時間がかかる。特に小さいファイルをリード/ライト場合が最悪となる。   As described above, a memory system using a flash EEPROM memory or the like is slow to read and takes time for programming / erasing. Furthermore, it is necessary to write extra system information at the card level and OS level, which takes more time. In particular, the worst case is when reading / writing small files.

この問題に対応できる1つの解がFeRAM、MRAM、PRAM等の高速リード/ライトができる不揮発性メモリを用いたメモリシステムであるが、コストが高い問題点が発生する。   One solution that can cope with this problem is a memory system using a non-volatile memory capable of high-speed reading / writing, such as FeRAM, MRAM, and PRAM. However, there is a problem of high cost.

本発明は、上述したような考察に基づき、フラッシュ型EEPROMメモリ等とFeRAM、MRAM、PRAM等の高速リード/ライトができる不揮発性メモリを巧みに組み合わせて利用することにより、大容量のメモリシステムを構成しつつ、高速リード/ライトを実現するものである。   Based on the above considerations, the present invention makes it possible to make a large-capacity memory system by skillfully combining a flash EEPROM memory or the like and a nonvolatile memory capable of high-speed read / write such as FeRAM, MRAM, or PRAM. The high-speed read / write is realized while configuring.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to 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を示すブロック図である。このメモリシステムは、ホスト機器(Host)11と接続する配線12と、大容量のデータを記憶するNAND型フラッシュEEPROMメモリ13−1,…,13−nと、システム情報等やデータ等を記憶する強誘電メモリ14を内蔵し、ホスト機器11との通信とNAND型フラッシュEEPROMメモリ13−1,…,13−nを制御するコントローラ(Controller)15から構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a memory system according to the first embodiment of the present invention. This memory system stores wiring 12 connected to a host device (Host) 11, NAND flash EEPROM memories 13-1,..., 13-n that store large amounts of data, system information, data, and the like. A ferroelectric memory 14 is built in, and is composed of a controller 15 that controls communication with the host device 11 and the NAND flash EEPROM memories 13-1,..., 13-n.

強誘電体メモリ14には、システム情報やデータ等を記憶するばかりでなく、ホスト機器11からライト命令が来た場合、まず強誘電体メモリ14にデータを書き込む。この時、強誘電体メモリ14への書き込み開始フラグと、書き込みアドレスと、書き込み終了フラグを強誘電体メモリ14に書き込んだ後、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへデータの書き込みを行う。この時、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへデータの書き込み開始フラグと、書き込みアドレスと、書き込み終了フラグも、強誘電体メモリ14に書き込む。   The ferroelectric memory 14 not only stores system information and data but also writes data to the ferroelectric memory 14 when a write command is received from the host device 11. At this time, after writing the write start flag, the write address, and the write end flag to the ferroelectric memory 14, the data is written to the flash EEPROM memories 13-1, ..., 13-n. I do. At this time, the data write start flag, the write address, and the write end flag are also written in the ferroelectric memory 14 in the flash EEPROM memories 13-1,.

これにより、メモリシステムとしては、メモリシステム外部からの書き込み命令に対して、一旦、強誘電体メモリ14にデータを書き込み、その書き込み終了のフラグを持つことにより、メモリシステムを外から見た書き込みは終了する。その後、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへのデータの書き込みを行っている最中で瞬時停電や、カードの抜き取りが発生したとしても、電源が再投入されれば、強誘電体メモリ14からフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへのデータの移動、複写を再実行すれば済む。   As a result, in response to a write command from the outside of the memory system, the memory system once writes data to the ferroelectric memory 14 and has a write end flag so that the memory system can be written from the outside. finish. After that, even if an instantaneous power failure or card removal occurs while data is being written to the flash type EEPROM memories 13-1,. It is only necessary to re-execute data movement and copying from the body memory 14 to the flash-type EEPROM memories 13-1,.

なお、ここで使用する強誘電体メモリ14には、従来技術で説明した全ての強誘電体メモリを使うことができる。また、強誘電体メモリ14に代えてMRAM,PRAM等を用いることもでき、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nにも従来技術の説明で示した全ての方式が適用できる。   As the ferroelectric memory 14 used here, all the ferroelectric memories described in the prior art can be used. Further, MRAM, PRAM or the like can be used in place of the ferroelectric memory 14, and all the methods shown in the description of the prior art can be applied to the flash type EEPROM memories 13-1,.

[第2の実施形態]
図2は、本発明の第2の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。このメモリシステムは、NAND型フラッシュEEPROMメモリ(NAND flash memory)13−1,…,13−nと、強誘電体メモリ(FeRAM)14と、コントローラ(NAND flash memory controller)15から構成される。上記コントローラ15の内部には、ホスト機器11とのインターフェース回路(Host-Interface)21、NAND型フラッシュEEPROMメモリ13−1,…,13−nとのインターフェース回路(Flash Memory-Interface)22、強誘電体メモリ14とのインターフェース回路(FeRAM-Interface)23、コントローラ15全体、NAND型フラッシュEEPROMメモリ13−1,…,13−n及び強誘電体メモリ14を制御するMCU(Micro Control Unit)24、このMCU24の命令コード(Micro Code)等を格納するマイクロコードメモリ(Micro Code Memory)25、マルチプレクサ(Multiplexer)/デマルチプレクサ(Demultiplexer)(MUX/DMUX)26、及びページバッファ(Page Buffer)27を有している。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a block diagram showing a memory system according to the second embodiment of the present invention. This memory system includes NAND flash EEPROM memories (NAND flash memory) 13-1,..., 13-n, a ferroelectric memory (FeRAM) 14, and a controller (NAND flash memory controller) 15. Inside the controller 15, there are an interface circuit (Host-Interface) 21 with the host device 11, an interface circuit (Flash Memory-Interface) 22 with the NAND flash EEPROM memories 13-1,. Interface circuit (FeRAM-Interface) 23 with the body memory 14, the entire controller 15, the NAND flash EEPROM memories 13-1 to 13 -n and the MCU (Micro Control Unit) 24 for controlling the ferroelectric memory 14, It has a micro code memory 25 for storing an instruction code (micro code) of the MCU 24, a multiplexer / demultiplexer (MUX / DMUX) 26, and a page buffer 27. ing.

上記マルチプレクサ/デマルチプレクサ26は、外部のホスト機器11からのアドレスによって、データ領域であった場合、NAND型フラッシュEEPROMメモリ13−1,…,13−n側にデータの行き先を切り替え、データを記憶するためのルート情報或いは、ディレクトリ情報或いは、上記データのファイル名称或いは、上記データのファイルサイズ或いは、上記データの記憶箇所を記憶するファイルアロケーションテーブル(FAT:File Allocation Table)情報或いは、上記データの書き込み終了時間情報等であった場合は、強誘電体メモリ14側にデータの行き先を切り替える。   The multiplexer / demultiplexer 26 switches the data destination to the NAND flash EEPROM memory 13-1,..., 13-n side and stores the data when it is a data area according to an address from the external host device 11. Route information, directory information, file name of the data, file size of the data, file allocation table (FAT) information for storing the data storage location, or writing of the data If it is end time information or the like, the data destination is switched to the ferroelectric memory 14 side.

このような構成にすることにより、大きなメモリ領域を必要とするデータ格納メモリとして、大容量だが、読み出し頭出し時間、プログラム時間、イレーズ時間が必要なフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに記憶させ、少容量のメモリ領域しか必要としないが、データ書き込みに伴って、小さい容量だが多数場所の書き込みが必要な、上記データを格納するための、ルート情報或いは、ディレクトリ情報或いは、上記データのファイル名称或いは、上記データのファイルサイズ或いは、上記データの記憶箇所を記憶するファイルアロケーションテーブル情報或いは、上記データの書き込み終了時間の記憶を、小容量だが高速リード/ライトができる強誘電体メモリに格納することにより、実質的にシステム情報を書き込む時間を大幅に削減でき、OSシステム全体、メモリシステム全体の性能を大幅に向上させることができる。特に、リード/ライトされるデータファイルサイズが小さい場合、システム情報の記憶量が相対的に大きくなるため、本発明の効果は向上する。   With such a configuration, the flash type EEPROM memories 13-1,..., 13-, which have a large capacity as a data storage memory requiring a large memory area, but require a read cue time, a program time, and an erase time. n, which requires only a small memory area, but with data writing, it requires a small capacity but a large number of places to be written. Ferroelectric memory capable of high-speed read / write with a small capacity for storing the file name of the data, the file size of the data, the file allocation table information for storing the data storage location, or the write end time of the data To store system information in effect. Time can be greatly reduced, the overall OS system, the performance of the entire memory system can be greatly improved. In particular, when the size of the data file to be read / written is small, the storage amount of the system information becomes relatively large, so the effect of the present invention is improved.

また、MCU24の制御により、データを実際にフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに記憶する際、一旦、強誘電体メモリ14に書き込んで、書き込み開始フラグBin、書き込み終了フラグBeを強誘電体メモリ14に書き込んでしまえば、メモリシステムの外から見ると書き込みは終了となり、見かけ上の書き込み性能は向上する。そのあと、または並列動作で、書き込み情報をフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに記憶すれば、図1と同様に瞬時停電対策が可能となる。   Further, when the data is actually stored in the flash EEPROM memories 13-1,..., 13-n under the control of the MCU 24, the data is temporarily written in the ferroelectric memory 14, and the write start flag Bin and the write end flag Be are set. If the data is written in the ferroelectric memory 14, the writing is completed when viewed from the outside of the memory system, and the apparent writing performance is improved. Thereafter, if write information is stored in the flash type EEPROM memories 13-1,..., 13-n in parallel operation, an instantaneous power failure countermeasure can be taken as in FIG.

更に、MCU24の制御により、実際にフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに記憶する場合のブロック位置、ページ位置の物理アドレスと、実際の論理アドレスの関係を示す論理−物理変換アドレスなどのシステム情報や、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへの書き込み開始、終了情報も強誘電体メモリ14に書き込めば、これらシステム情報は高速に書き込め、実際にはデータを書き込む時間が大部分となり、実効書き込み性能は向上する。   Further, under the control of the MCU 24, a logical-physical conversion address indicating the relationship between the physical address of the block position and page position when actually stored in the flash type EEPROM memory 13-1,..., 13-n and the actual logical address. If the system information such as the above and the write start / end information to the flash type EEPROM memories 13-1,..., 13-n are also written to the ferroelectric memory 14, the system information can be written at high speed, and the data is actually written. The time is large and the effective write performance is improved.

更にまた、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nのバッドブロック情報や、システムパラメータも強誘電体メモリ14に書き込めば、動作が遅いフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへのアクセスが低減し高速化する。また、論理−物理変換アドレス情報や、バッドブロック情報が強誘電体メモリ14に記憶されていると、メモリシステムの電源投入時に直ぐに論理アドレスに対応するフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nの物理アドレスが判明するので高速パワーオン(Power-ON)が可能となる。   Further, if the bad block information of the flash type EEPROM memories 13-1,..., 13-n and the system parameters are also written in the ferroelectric memory 14, the flash type EEPROM memories 13-1,. Access is reduced and speeded up. If logical-physical conversion address information and bad block information are stored in the ferroelectric memory 14, the flash EEPROM memories 13-1,..., 13- corresponding to the logical addresses immediately after the memory system is turned on. Since n physical addresses are known, high-speed power-on is possible.

[第3の実施形態]
図3は、本発明の第3の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。構造と効果は図2とほぼ同様であり、異なる点は、ページバッファ(Page Buffer)27’を強誘電体メモリ化した点と、マイクロコードメモリ25’を強誘電体メモリ化した点である。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing a memory system according to the third embodiment of the present invention. The structure and effect are almost the same as in FIG. 2, and the difference is that the page buffer 27 'is made into a ferroelectric memory and the microcode memory 25' is made into a ferroelectric memory.

ページバッファ27’を強誘電体メモリで形成すると、バッファ27’にデータが入った瞬間に電源が切れてもデータを保持できるため、更に高速書き込みが実現できる。また、マイクロコードメモリ25’を強誘電体メモリで形成すると、マイクロコードの変更が容易になり、再設計や再製造の手間が省ける。   If the page buffer 27 'is formed of a ferroelectric memory, the data can be held even if the power is turned off at the moment the data is stored in the buffer 27', so that higher speed writing can be realized. Further, if the microcode memory 25 'is formed of a ferroelectric memory, the microcode can be easily changed, and the time for redesign and remanufacturing can be saved.

[第4の実施形態]
図4は、本発明の第4の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。構造と効果は図2とほぼ同様であり、異なる点は、全ての強誘電体メモリ14(14−1,14−2)をコントローラ15側に全て搭載したものである。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing a memory system according to the fourth embodiment of the present invention. The structure and effects are almost the same as those in FIG. 2, and the difference is that all the ferroelectric memories 14 (14-1, 14-2) are mounted on the controller 15 side.

強誘電体メモリ14−1,14−2は、通常のCMOSプロセスに強誘電体キャップ(Cap)部分を追加するだけなので混載プロセスが容易である。よって、小容量の強誘電体メモリであれば、混載した方がコストを低減できる。このように、本発明の各種実施形態に限らず、メモリシステムの構成において、各種ブロックを1チップ化することも可能であるし、任意に組み合わせることも可能である。   The ferroelectric memories 14-1 and 14-2 are easy to be mixed because only a ferroelectric cap (Cap) portion is added to a normal CMOS process. Therefore, in the case of a small-capacity ferroelectric memory, the cost can be reduced when the memory is embedded. As described above, not only in the various embodiments of the present invention but also in the configuration of the memory system, various blocks can be integrated into one chip, and can be arbitrarily combined.

[第5の実施形態]
図5は、本発明の第5の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。構造と効果は図2とほぼ同様であり、異なる点は、コントローラ15側にシステム情報を一次記憶するSRAM28を搭載したものである。
[Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing a memory system according to the fifth embodiment of the present invention. The structure and effect are almost the same as those in FIG. 2, and the difference is that an SRAM 28 for temporarily storing system information is mounted on the controller 15 side.

メモリシステムを高速動作させた場合、強誘電体メモリ(FeRAM)の動作スピードはSRAMに比べて僅かに劣るので、パワーオン時、強誘電体メモリ14のシステム情報をSRAM28に読み込み、内容が変更したらその部分を強誘電体メモリ14に書き戻すことが可能となる。   When the memory system is operated at high speed, the operation speed of the ferroelectric memory (FeRAM) is slightly inferior to that of the SRAM. Therefore, when power is turned on, the system information of the ferroelectric memory 14 is read into the SRAM 28 and the contents are changed. This part can be written back to the ferroelectric memory 14.

[第6の実施形態]
図6は、本発明の第6の実施形態に係るメモリシステムにおける書き込み動作のアリゴリズムを示している。このアルゴリズムは、図1から図5に示した全ての回路に適用でき、その他の構成でも適用できる。
[Sixth Embodiment]
FIG. 6 shows an algorithm of the write operation in the memory system according to the sixth embodiment of the present invention. This algorithm can be applied to all the circuits shown in FIGS. 1 to 5, and can be applied to other configurations.

バッファを強誘電体メモリで構成した場合には、メモリシステムに対して書き込み命令が来た時、バッファへのライト終了フラグを強誘電体メモリに格納すれば、そこで書き込みとしては終了し、瞬時停電対策ができ、見かけ上の書き込み性能が向上する。   When the buffer is composed of a ferroelectric memory, when a write command is sent to the memory system, if the write end flag for the buffer is stored in the ferroelectric memory, the writing ends there and an instantaneous power failure occurs. Measures can be taken, and apparent writing performance is improved.

更に、SRAMの場合や、バッファを通さず、直接強誘電体メモリにデータを書いても良く。その場合、書き込みフラグが立てば、フラッシュ型EEPROMメモリへの書き込み途中で電源がオフ(Off)になっても、電源を再投入することで続きが実行できる。また、フラッシュ型EEPROMメモリへの書き込みフラグを強誘電体メモリに格納すれば、性能が向上する。   Further, in the case of SRAM, data may be directly written in the ferroelectric memory without passing through the buffer. In this case, if the write flag is set, even if the power is turned off during writing to the flash EEPROM memory, the continuation can be executed by turning on the power again. Further, if the write flag for the flash EEPROM memory is stored in the ferroelectric memory, the performance is improved.

[第7の実施形態]
図7は、本発明の第7の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。構成は、図4と類似しており、図4と同じ効果を発揮する。構成として、NAND型フラッシュEEPROMメモリ13−1,…,13−nと、強誘電体メモリを搭載したコントローラ15から構成され、コントローラ15内部には、ホスト機器11とのインターフェース回路21、NAND型フラッシュEEPROMメモリ13−1,…,13−nとのインターフェース回路22、コントローラ15全体と、NAND型フラッシュEEPROMメモリ13−1,…,13−nを制御するMCU24と、このMCU24の命令コード等を格納するマイクロコードメモリ25と、各種データや、システム情報を記憶する強誘電体メモリ14と、強誘電体メモリ14のデータをフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに書き込む際や、ページバッファ27から、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに書き込む際に使う強誘電体メモリで構成されたライトバックバッファ(Write-Back Buffer)29とから構成される。
[Seventh Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram showing a memory system according to the seventh embodiment of the present invention. The configuration is similar to that of FIG. 4 and exhibits the same effect as FIG. As a configuration, it is composed of a NAND flash EEPROM memory 13-1,..., 13-n and a controller 15 equipped with a ferroelectric memory. Inside the controller 15, an interface circuit 21 with the host device 11, a NAND flash Stores the interface circuit 22 with the EEPROM memories 13-1,..., 13-n, the entire controller 15, the MCU 24 for controlling the NAND flash EEPROM memories 13-1,. The microcode memory 25, the ferroelectric memory 14 for storing various data and system information, and the data stored in the ferroelectric memory 14 in the flash type EEPROM memories 13-1,. From buffer 27 to flash EEPROM Mori 13-1, ..., and a 13-n used when writing to the ferroelectric write-back buffer, which is formed by a memory (Write-Back Buffer) 29 Prefecture.

強誘電体メモリの役目と効果に関して言うと、
第1に、MCU24の制御により、データを実際にフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに記憶する際、一旦強誘電体メモリ14に対して書き込みを行い、書き込み開始フラグBin、書き込み終了フラグBeを強誘電体メモリ14に書き込んでしまえば、メモリシステムの外から見ると書き込みは終了となり、見かけ上の書き込み性能は向上する。そのあと、または並列動作で、書き込み情報をフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに記憶すれば、図1に示した回路と同様に瞬時停電対策が可能となる。
Regarding the role and effect of ferroelectric memory,
First, when the data is actually stored in the flash type EEPROM memories 13-1,..., 13-n under the control of the MCU 24, the ferroelectric memory 14 is once written, the write start flag Bin, and the write If the end flag Be is written in the ferroelectric memory 14, the writing is ended when viewed from outside the memory system, and the apparent writing performance is improved. After that, or in parallel operation, if write information is stored in the flash EEPROM memories 13-1,..., 13-n, an instantaneous power failure countermeasure can be taken as in the circuit shown in FIG.

第2に、MCU24の制御により、実際にフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに記憶する場合のブロック位置、ページ位置の物理アドレスと、実際の論理アドレスの関係を示す論理−物理変換アドレスなどのシステム情報や、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへの書き込み開始、終了情報も強誘電体メモリ14に書き込めば、これらシステム情報は高速に書き込め、実際にはデータを書き込む時間が大部分となり、実効書き込み性能は向上する。   Second, under the control of the MCU 24, a logical-physical relationship indicating the relationship between the physical address of the block position and page position and the actual logical address when actually stored in the flash type EEPROM memories 13-1,..., 13-n. If system information such as a conversion address and writing start / end information to the flash type EEPROM memories 13-1,..., 13-n are also written to the ferroelectric memory 14, these system information can be written at high speed. Most of the time for writing is increased, and the effective writing performance is improved.

第3に、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nのバッドブロック情報や、システムパラメータも強誘電体メモリ14(14−2)に書き込めば、動作が遅いフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへのアクセスが低減し高速化する。また、論理−物理変換アドレス情報や、バッドブロック情報が強誘電体メモリ14(14−2)に記憶されていると、メモリシステムの電源投入時に直ぐに論理アドレスに対応するフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nの物理アドレスが判明するので高速パワーオンが可能となる。   Third, if the bad block information of the flash type EEPROM memories 13-1,..., 13-n and the system parameters are also written in the ferroelectric memory 14 (14-2), the flash type EEPROM memory 13-1 which operates slowly. ,..., 13-n access is reduced and speeded up. Further, if logical-physical conversion address information and bad block information are stored in the ferroelectric memory 14 (14-2), the flash EEPROM memory 13-1 corresponding to the logical address immediately upon power-on of the memory system. ,..., 13-n are known, so that high-speed power-on is possible.

第4に、強誘電体メモリ14を不揮発性キャッシュ(Cache)のように扱うこともできる。強誘電体メモリ14にある程度のデータ領域を確保し、リード時はフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nから強誘電体メモリ14にデータをコピー(COPY)し、この情報を同時にメモリシステム外に読み出す。   Fourth, the ferroelectric memory 14 can be handled like a nonvolatile cache. A certain amount of data area is secured in the ferroelectric memory 14, and data is copied (COPY) from the flash type EEPROM memories 13-1,... Read out of the system.

一旦リードされた論理アドレスの情報は、既に強誘電体メモリ14内にあるので、2回目以降は高速にリードされる。この時、強誘電体メモリ14には、フラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nのアドレスをタグ(Tag)情報として記憶しておく、また、強誘電体メモリ14には、メモリ空間の使用の有無を示すユーズドページ(Used Page)を記憶する。   Since the information of the logical address once read is already in the ferroelectric memory 14, it is read at high speed after the second time. At this time, the ferroelectric memory 14 stores the addresses of the flash EEPROM memories 13-1,..., 13-n as tag information, and the ferroelectric memory 14 has a memory space. The used page (Used Page) indicating whether or not is used is stored.

一旦リードされたアドレスの情報をメモリシステム外から書き込む場合は、強誘電体メモリ14に書き込むだけで見かけ上終了する。但し、この場合、強誘電体メモリ14のデータ値とフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nのデータ値が異なるためダーティページ(Dirty Page)のフラグを立てる。強誘電体メモリ14の領域の使用率が上がったら、ライトバックバッファ29を介して強誘電体メモリ14からフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nに書き戻す。   When the information of the address once read is written from outside the memory system, it is apparently terminated only by writing to the ferroelectric memory 14. However, in this case, since the data value of the ferroelectric memory 14 is different from the data value of the flash EEPROM memories 13-1,..., 13-n, a dirty page flag is set. When the usage rate of the area of the ferroelectric memory 14 is increased, data is written back from the ferroelectric memory 14 to the flash EEPROM memories 13-1,..., 13-n via the write-back buffer 29.

この場合、ライトバックバッファ29が存在すると、強誘電体メモリ14からライトバックバッファ29への転送は高速なので、ライトバックバッファ29からフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへゆっくり書き戻している間に、強誘電体メモリ14領域へのリード/ライトができ、高速化できる。この強誘電体メモリ14からフラッシュ型EEPROMメモリ13−1,…,13−nへの書き戻しは、アクセス頻度が小さいものから行う。このため、強誘電体メモリ14にはアクセス回数を記憶するカウンタメモリ(Counter Memory)も搭載する。   In this case, if the write back buffer 29 exists, the transfer from the ferroelectric memory 14 to the write back buffer 29 is fast, so the write back buffer 29 slowly writes back to the flash EEPROM memories 13-1,..., 13-n. In the meantime, reading / writing to the ferroelectric memory 14 area can be performed, and the speed can be increased. The write-back from the ferroelectric memory 14 to the flash-type EEPROM memories 13-1,. For this reason, the ferroelectric memory 14 is also equipped with a counter memory for storing the number of accesses.

このキャッシュ機能を搭載することにより、頻繁なアクセスが予想されるデータを記憶するためのルート情報或いは、ディレクトリ情報或いは、上記データのファイル名称或いは、上記データのファイルサイズ或いは、上記データの記憶箇所を記憶するファイルアロケーションテーブル(FAT)情報或いは、上記データの書き込み終了時間情報等のシステム情報は常に強誘電体メモリ側に駐在することになり、図4と実質的に同様な効果を発揮できる。   By installing this cache function, route information for storing data that is expected to be accessed frequently, directory information, the file name of the data, the file size of the data, or the storage location of the data The system information such as the file allocation table (FAT) information to be stored or the data writing end time information is always present on the ferroelectric memory side, so that substantially the same effect as in FIG. 4 can be exhibited.

また、図4と組み合わせて、システム情報と、頻繁にアクセスされるデータを強誘電体メモリ側に持つことにすることもできる。メモリシステム全体で見ると、メモリシステムへのリード/ライトが繰り返された場合、頻繁にアクセスされるデータは強誘電体メモリ側に保持され、フラッシュ型EEPROMメモリへはアクセスされないので大幅に性能が向上する。特にPC等のように、小さいファイル単にて、頻繁にOSがメモリにアクセスに行く場合の性能向上は著しい。   Further, in combination with FIG. 4, system information and frequently accessed data can be held on the ferroelectric memory side. Looking at the memory system as a whole, if read / write to the memory system is repeated, frequently accessed data is retained on the ferroelectric memory side, and the flash EEPROM memory is not accessed, greatly improving performance. To do. In particular, the performance improvement is remarkable when the OS frequently accesses the memory with a small file such as a PC.

[第8の実施形態]
図8は、本発明の第8の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。構成は、図7とほぼ同じで、効果も図7と同じである。異なる点は、比較的容量が大きいキャッシュのデータ領域を外付けの強誘電体メモリ30で構成した場合を示し、大きなキャッシュが必要な場合、強誘電体メモリ14混載だけよりコストが下がる。図7と同じ性能を保つには、コントローラ15と外付けの強誘電体メモリ30間を比較的高バンド幅のバス(BUS)31で接続する必要はある。強誘電体メモリは、ビット当りのリード/ライトエネルギーは小さく、一度に多くのビットのリード/ライトが可能なため問題はない。
[Eighth Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram showing a memory system according to the eighth embodiment of the present invention. The configuration is almost the same as in FIG. 7, and the effect is the same as in FIG. The difference is that the data area of the cache having a relatively large capacity is configured by the external ferroelectric memory 30. When a large cache is required, the cost is lower than the case where only the ferroelectric memory 14 is mounted. In order to maintain the same performance as in FIG. 7, it is necessary to connect the controller 15 and the external ferroelectric memory 30 with a relatively high bandwidth bus (BUS) 31. A ferroelectric memory has a low read / write energy per bit, and can read / write many bits at a time, so there is no problem.

[第9の実施形態]
図9は、本発明の第9の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。構成は、図7とほぼ同じで、効果も図7と同じである。異なる点は、全ての強誘電体メモリで構成されるメモリ14をコントローラ15外に外付けした点である。また、ページバッファをSRAM32で構成している。
[Ninth Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing a memory system according to the ninth embodiment of the present invention. The configuration is almost the same as in FIG. 7, and the effect is the same as in FIG. The difference is that a memory 14 composed of all ferroelectric memories is externally attached to the outside of the controller 15. Further, the page buffer is constituted by the SRAM 32.

[第10の実施形態]
図10は、本発明の第10の実施形態に係るメモリシステムにおける書き込み動作のアリゴリズムを示している。このアルゴリズムは、図7から図9に示した全ての回路に適用でき、その他の構成でも適用できる。
[Tenth embodiment]
FIG. 10 shows an algorithm of the write operation in the memory system according to the tenth embodiment of the present invention. This algorithm can be applied to all the circuits shown in FIGS. 7 to 9, and can be applied to other configurations.

バッファを強誘電体メモリで構成した場合には、メモリシステムに対して書き込み命令が来た時、バッファへのライト終了フラグを強誘電体メモリに格納すれば、そこで書き込みとしては終了し、瞬時停電対策ができ、見かけ上の書き込み性能が向上する。   When the buffer is composed of a ferroelectric memory, when a write command is sent to the memory system, if the write end flag for the buffer is stored in the ferroelectric memory, the writing ends there and an instantaneous power failure occurs. Measures can be taken, and apparent writing performance is improved.

更に、SRAMの場合や、バッファを通さず次に移っても良い。格納すべきデータが既に、強誘電体メモリ側に存在すれば、強誘電体メモリのキャッシュに書き、存在しなければ、強誘電体メモリの空き空間に書く、空き空間がなくなってきたら、アクセス頻度の低いデータを一旦ライトバッファ(Write Buffer)にコピーさせ、その後ゆっくりフラッシュ型EEPROMメモリに書いてもよい。通常のキャッシュと異なる点は、バッファへのライト時、強誘電体メモリのキャッシュへのライト時、ライトバッファへのライト時、フラッシュ型EEPROMメモリへのライト時に、少なくとも書き込み終了フラグは強誘電体メモリの管理領域に書き込む点である。   Further, in the case of SRAM, or without passing through the buffer, the next transfer may be performed. If the data to be stored already exists on the ferroelectric memory side, write it to the cache of the ferroelectric memory, and if not, write it to the free space of the ferroelectric memory. The low data may be temporarily copied to a write buffer and then slowly written to the flash EEPROM memory. The difference from the normal cache is that, at the time of writing to the buffer, at the time of writing to the cache of the ferroelectric memory, at the time of writing to the write buffer, at the time of writing to the flash type EEPROM memory, at least the write end flag is set to the ferroelectric memory It is a point to write in the management area.

もちろん、書き込みスタートフラグ(Start Flag)もあっても良い。これにより、何時でも電源がオフされても良いことになる。ポイントは各メモリ間でデータを移動させる場合、移動元のデータを移動先にコピー(COPY)した後、移動先の終了フラグを立てて、移動元のスタートのフラグを取り消せば、移動が終了する。これをホスト−メモリシステム間、メモリシステム内のバッファ、強誘電体メモリ、フラッシュ型EEPROMメモリ間で繰り返せば、何時電源を落としても良い。フラグをオン/オフさせる途中で電源が落ちると困るが、強誘電体メモリの書き込みサイクル(Cycle)時間は20nsから100ns程度で終わるのでこの間電源が保持される分の安定化キャップ(Cap)を備えればよい。   Of course, there may also be a write start flag (Start Flag). As a result, the power may be turned off at any time. The point is to move data between each memory. After copying the source data to the destination, set the destination end flag and cancel the source start flag to end the move. . If this is repeated between the host-memory system, the buffer in the memory system, the ferroelectric memory, and the flash EEPROM memory, the power may be turned off at any time. Although it is a problem if the power is turned off while the flag is turned on / off, the write cycle time of the ferroelectric memory is about 20 ns to 100 ns, so a stabilization cap (Cap) is provided to keep the power during this time. Just do it.

直接強誘電体メモリにデータを書いても良く。その場合書き込みフラグが立てば、フラッシュ型EEPROMメモリへの書き込み途中で電源オフになっても、電源の再投入で続きができる。また、フラッシュ型EEPROMメモリへの書き込みフラグを強誘電体メモリに格納すれば、性能が向上する。   Data may be written directly to the ferroelectric memory. In this case, if the write flag is set, even if the power is turned off during the writing to the flash EEPROM memory, it can be continued by turning on the power again. Further, if the write flag for the flash EEPROM memory is stored in the ferroelectric memory, the performance is improved.

[第11の実施形態]
図11は、本発明の第11の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。構成は、図1乃至図10とほぼ同じで、効果もほぼ同じである。異なる点は、メモリシステムの構成内に、コントローラ15’と強誘電体メモリ14とフラッシュ型EEPROM13に加えてハードディスク装置(Hard-Disk)33と、ハードディスク装置22とのインターフェース回路(Hard-Disk Interface)34が有る点である。
[Eleventh embodiment]
FIG. 11 is a block diagram showing a memory system according to the eleventh embodiment of the present invention. The configuration is almost the same as in FIGS. 1 to 10, and the effect is also almost the same. The difference is that in the configuration of the memory system, in addition to the controller 15 ', the ferroelectric memory 14, and the flash EEPROM 13, a hard disk device (Hard-Disk) 33 and an interface circuit (Hard-Disk Interface) between the hard disk device 22 34 is a point.

ハードディスク装置33は、磁気の回転盤にヘッド(Head)を近づけて磁気的にデータをリード/ライトさせる装置であるが、所望の位置にヘッドが移動するためのシーク時間が数から十数ms必要とし、また、回転盤が一回転するのに時間がかかるので、平均半回転の待ち時間がかかりこれが数msかかる。   The hard disk device 33 is a device that magnetically reads / writes data by bringing a head (head) close to a magnetic rotating disk, but seek time for moving the head to a desired position is several to several tens of ms. In addition, since it takes time for the rotating disk to make one rotation, an average half-turn waiting time is required, which takes several ms.

このため、リード/ライトの頭だしが長く、小さいファイルを読み書きするのに劣る。よって、ハードディスク装置33と強誘電体メモリ14を組み合わせることにより、システム領域は強誘電体メモリ14に記憶して、データ領域はハードディスク装置33に記憶するのが望ましいし、頻繁にアクセスされるファイルは強誘電体メモリにコピー(COPY)しておくのも望ましい。簡単に言うと、強誘電体メモリ14、フラッシュ型EEPROM13、ハードディスク装置33の順にリード/ライトが遅くなる。フラッシュ型EEPROM13、とハードディスク装置33を比べると圧倒的にハードディスク装置33のビット当たりのコストが安いため、強誘電体メモリ14にはシステム情報、フラッシュ型EEPROM13にはOS、ハードディスク装置33にはデータの保存が望ましい。これらを領域で最適に区分けることによりPC等の大容量化と、高速化が実現し、高速なPC立ち上げ等が実現できる。   For this reason, the head of read / write is long and it is inferior to reading / writing a small file. Therefore, by combining the hard disk device 33 and the ferroelectric memory 14, it is desirable to store the system area in the ferroelectric memory 14 and the data area in the hard disk device 33. It is also desirable to copy to the ferroelectric memory. In short, read / write is delayed in the order of the ferroelectric memory 14, the flash EEPROM 13, and the hard disk device 33. Compared with the flash EEPROM 13 and the hard disk device 33, the cost per bit of the hard disk device 33 is overwhelmingly low. Therefore, system information is stored in the ferroelectric memory 14, OS is stored in the flash EEPROM 13, and data is stored in the hard disk device 33. Preservation is desirable. By optimally dividing these into regions, it is possible to realize a large capacity and high speed of a PC etc., thereby realizing a high speed PC start-up.

また、強誘電体メモリ14とハードディスク装置33だけでも、今まで述べた効果が発揮できる。   Further, the effects described so far can be exhibited only by the ferroelectric memory 14 and the hard disk device 33.

[第12の実施形態]
図12は、本発明の第12の実施形態に係るメモリシステムにおける書き込み動作のアリゴリズムを示している。このアルゴリズムは、図12に示した回路に適用できるし、その他の構成でも適用できる。
[Twelfth embodiment]
FIG. 12 shows an algorithm of the write operation in the memory system according to the twelfth embodiment of the present invention. This algorithm can be applied to the circuit shown in FIG. 12, and can also be applied to other configurations.

[第13の実施形態]
図13は、本発明の第13の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図である。強誘電体メモリ14、フラッシュ型EEPROMメモリ13、ハードディスク装置33の3種類のメモリを有し、更に強誘電体メモリ14にはキャッシュの機能が追加されている。効果は図7等と同じであり、更にハードディスク装置33を加えた点でより細かく最適にシステム情報、システムデータ、ユーザデータ等に区分けることができる
図14は、本発明の第14の実施形態に係るメモリシステムにおける書き込み動作のアリゴリズムを示している。このアルゴリズムは、図12に示した回路に適用できるし、その他の構成でも適用できる。
[Thirteenth embodiment]
FIG. 13 is a block diagram showing a memory system according to the thirteenth embodiment of the present invention. The ferroelectric memory 14 has three types of memory, that is, a flash EEPROM memory 13 and a hard disk device 33. Further, the ferroelectric memory 14 has a cache function added thereto. The effect is the same as in FIG. 7 and the like, and the hard disk device 33 is further added, so that it can be more finely and optimally divided into system information, system data, user data, etc. FIG. 3 shows an algorithm of a write operation in the memory system according to FIG. This algorithm can be applied to the circuit shown in FIG. 12, and can also be applied to other configurations.

[第15の実施形態]
図15は、本発明の効果を示す具体的例を示している。横軸にはリード/ライトを行うときのファイルサイズ単位を示し、縦軸には実効リード及びライトのバンド幅を示す。
[Fifteenth embodiment]
FIG. 15 shows a specific example showing the effect of the present invention. The horizontal axis represents the file size unit when performing read / write, and the vertical axis represents the effective read / write bandwidth.

ハードディスク単体(図中HD)では、ファイルサイズが大きい場合、リード/ライト共にバンド幅は大きいが、ファイルサイズが小さいとシーク(Seek)時間、回転待ち時間が効いて大幅に性能が劣化する。   In the case of a single hard disk (HD in the figure), when the file size is large, the read / write bandwidth is large, but when the file size is small, seek time and rotation waiting time are effective and the performance is greatly degraded.

同様に、フラッシュ型EEPROM(図中NAND)はプログラムのページ単位を大きくすれば、実効ライトバンド幅は大きくなり、リードはIOのバンド幅を大きくすれば実効バンド幅は上がる。しかし、特にライトのバンド幅はファイルサイズが小さいとFAT情報等システム情報の書き込みに時間がかかり性能は大幅に劣化する。   Similarly, the flash EEPROM (NAND in the figure) increases the effective write bandwidth when the program page unit is increased, and the effective bandwidth of the read increases when the IO bandwidth is increased. However, especially when the write bandwidth is small, it takes time to write system information such as FAT information, and the performance is greatly degraded.

これに対して、本発明に示すようにシステム情報を強誘電体メモリに持たせ、データをフラッシュ型EEPROMメモリに持たせた場合(図中NAND+FeRAM FAT)、ファイルサイズが小さい場合でも書き込み性能を維持できる。更に、フラグ情報対の不揮発のキャッシュを強誘電体メモリで構成し、フラッシュ型EEPROMメモリと組み合わせた場合(NAND+FeRAM Cache)、書き込み性能が大幅に向上する。このように、キャッシュがあるとリードの性能も向上する。   In contrast, when the system information is provided in the ferroelectric memory and the data is provided in the flash type EEPROM memory (NAND + FeRAM FAT in the figure) as shown in the present invention, the writing performance is maintained even when the file size is small. it can. Furthermore, when the non-volatile cache of the flag information pair is composed of a ferroelectric memory and combined with a flash type EEPROM memory (NAND + FeRAM Cache), the writing performance is greatly improved. Thus, the presence of a cache improves read performance.

一方、OS(XP)ファイル数分布は、WindowsXP(登録商標)のOS部分のファイルサイズ分布を示す。ファイルサイズのピークポイント(Peak Point)で性能を見ると、従来のフラッシュ型EEPROMのメモリシステムとハードディスクシステムに比べて、本発明の方式は数倍から数十倍の性能向上ができることが分かる。これにより携帯機器のOS動作が劇的に向上できることが分かる。   On the other hand, the OS (XP) file number distribution indicates the file size distribution of the OS portion of Windows XP (registered trademark). Looking at the performance at the peak point (Peak Point) of the file size, it can be seen that the performance of the present invention can be improved several times to several tens of times as compared with the conventional flash EEPROM memory system and hard disk system. This shows that the OS operation of the portable device can be dramatically improved.

従って、上述した第1乃至第15の実施形態によれば、コストの上昇を抑制しつつ、リード/ライトの高速化が図れるメモリシステムが得られる。   Therefore, according to the first to fifteenth embodiments described above, it is possible to obtain a memory system capable of increasing the read / write speed while suppressing an increase in cost.

(作用)
本発明の一つの側面によれば、大きなメモリ領域を必要とするデータ格納メモリとして、大容量だが、読み出し頭出し時間、プログラム(Program)時間、イレーズ(Erase)時間が必要なフラッシュ型EEPROMメモリに記憶させ、少容量のメモリ領域しか必要としないが、データ書き込みに伴って、小さい容量だが多数場所の書き込みが必要な、上記データを格納するための、ルート(Root)情報或いは、ディレクトリ(Directory)情報或いは、上記データのファイル名称或いは、上記データのファイルサイズ或いは、上記データの記憶箇所を記憶するファイルアロケーションテーブル(File Allocation Table)情報或いは、上記データの書き込み終了時間の記憶や、上記データを実際に上記フラッシュ型EEPROMメモリに記憶したブロック(Block)位置、ページ(Page)位置の物理アドレス(Address)と、実際の論理アドレス(Address)の関係を示すアサインテーブル(Assign Table)などのシステム情報を、小容量だが、高速リード(Read)/ライト(Write)ができる強誘電体メモリに格納することにより、実質的にシステム情報を書き込む時間を大幅に削減でき、OSシステム全体、メモリシステム全体の性能を大幅に向上させることができる。特に、リード/ライトされるデータファイルサイズが小さい場合、システム情報の記憶量が相対的に大きくなるため、本発明の効果は向上する。
(Function)
According to one aspect of the present invention, a flash EEPROM memory having a large capacity as a data storage memory requiring a large memory area but requiring a read cue time, a program time, and an erase time is required. Root information or directory (Directory) for storing the above data that needs to be stored and needs only a small memory area, but needs to be written in many places with a small capacity as data is written Information, file name of the data, file size of the data, file allocation table information for storing the data storage location, storage of the write end time of the data, and actual data (Block) stored in the above flash EEPROM memory System information such as the assignment table (Assign Table) that shows the relationship between the physical address (Address) at the location and page (Page) and the actual logical address (Address), but with a small capacity, high-speed read (Read) / write ( By storing the data in a ferroelectric memory that can perform (Write), the time for writing system information can be substantially reduced, and the performance of the entire OS system and the entire memory system can be greatly improved. In particular, when the size of the data file to be read / written is small, the storage amount of the system information becomes relatively large, so the effect of the present invention is improved.

また、論理アドレス空間の中で、上記フラッシュ型EEPROMメモリに格納する領域と、上記強誘電体メモリに格納する領域を定義する情報を、コントロール回路或いは、上記強誘電体メモリに記憶することにより、上記システム領域を自由に設定できる上、データ領域においてもリード/ライト頻度が多いファイル(File)を高速化でき、システム全体のリード/ライト性能を向上できる。   Further, by storing in the control circuit or the ferroelectric memory information defining the area stored in the flash type EEPROM memory and the area stored in the ferroelectric memory in the logical address space, The system area can be set freely, and a file (File) frequently read / written in the data area can be accelerated, and the read / write performance of the entire system can be improved.

更に、上記フラッシュ型EEPROMメモリにはデータを記憶し、上記強誘電体メモリには、上記データを実際に上記フラッシュ型EEPROMメモリへの記録を開始したことを示すフラグ(Flag)情報或いは、上記データを実際に上記フラッシュ型EEPROMメモリへの記録を終了したことを示すフラグ情報を記憶することにより、メモリシステムとしての性能が向上する。   Further, data is stored in the flash type EEPROM memory, and flag information indicating that recording of the data to the flash type EEPROM memory is actually started or data in the ferroelectric memory is performed. By storing flag information indicating that recording into the flash EEPROM memory is actually completed, the performance as a memory system is improved.

更にまた、上記フラッシュ型EEPROMメモリにはデータを記憶し、上記強誘電体メモリには、上記フラッシュ型EEPROMメモリの各ページ、各ブロックの使用の有無のフラグ、使用不可の有無のフラグを記憶することによりこれらの記憶を高速化でき、システム全体の性能が向上する。   Further, data is stored in the flash type EEPROM memory, and each page of the flash type EEPROM memory, a flag indicating whether or not each block is used, and a flag indicating whether or not use is possible are stored in the ferroelectric memory. As a result, the storage speed can be increased, and the performance of the entire system is improved.

また、強誘電体キャパシタとセルトランジスタからなるメモリセルを、複数配設してなる強誘電体メモリと、フローティングゲートを有する電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMメモリと、上記強誘電体メモリと上記フラッシュ型EEPROMメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路を有し、外部からの書き込みに対して、上記強誘電体メモリへの書き込み開始フラグと、書き込みデータと、書き込みアドレスと、書き込み終了フラグを、上記強誘電体メモリに書き込んだ後、上記フラッシュ型EEPROMメモリへデータの書き込み及び、上記フラッシュ型EEPROMメモリへデータの書き込みにおける、書き込み開始フラグと、書き込みデータと、書き込みアドレスと、書き込み終了フラグを、上記強誘電体メモリに書き込むことにより、メモリシステムとしては、メモリシステム外部からの書き込み命令に対して、一旦、強誘電体メモリにデータを書き込み、その書き込み終了のフラグを持つことにより、メモリシステムを外から見た書き込みは終了する。その後、フラッシュ型EEPROMメモリへのデータの書き込みを行っている最中で瞬時停電や、カードの抜き取りが発生したとしても、電源が再投入されれば、強誘電体メモリからフラッシュ型EEPROMメモリへのデータの移動、複写を再実行すれば済む。   In addition, a ferroelectric memory in which a plurality of memory cells each including a ferroelectric capacitor and a cell transistor are provided, and a plurality of memory cells having a floating gate and electrically erasing and writing data are provided. A flash type EEPROM memory, a ferroelectric memory, a control circuit for controlling the flash type EEPROM memory, and an interface circuit for communicating with the outside, and the ferroelectric memory for external writing After writing the write start flag, write data, write address, and write end flag to the ferroelectric memory, data is written to the flash EEPROM memory and data is written to the flash EEPROM memory. Write start flag and Data, a write address, and a write end flag are written in the ferroelectric memory, so that the memory system once writes data to the ferroelectric memory in response to a write command from the outside of the memory system, By having the flag for the end of writing, writing when the memory system is viewed from the outside is completed. After that, even if an instantaneous power failure or card removal occurs while data is being written to the flash EEPROM memory, if the power is turned on again, the ferroelectric memory can be transferred to the flash EEPROM memory. Re-execute data movement and copying.

更に、上記フラッシュ型EEPROMメモリと、上記強誘電体メモリには、同じ論理アドレスのデータを格納する事を許し、格納を許したことを示す第1フラグと、同じ論理アドレスでデータの内容が、フラッシュ型EEPROMメモリと、上記強誘電体メモリで同じか異なるかを示す第2フラグ情報と、上記論理アドレス情報と、上記フラッシュ型EEPROMメモリに格納する物理アドレスを、上記強誘電体メモリに記憶することにより、読み出し頻度が高いデータのリード/ライトは強誘電体メモリへのアクセスだけで済み、フラッシュ型EEPROMメモリへのアクセスが減少し、実効的なリード/ライトのバンド幅が向上する。   Furthermore, the flash EEPROM memory and the ferroelectric memory are allowed to store data of the same logical address, and the first flag indicating that storage is permitted, and the content of the data at the same logical address are Second flag information indicating whether the flash EEPROM memory and the ferroelectric memory are the same or different, the logical address information, and a physical address stored in the flash EEPROM memory are stored in the ferroelectric memory. As a result, reading / writing of data with high read frequency is only access to the ferroelectric memory, access to the flash type EEPROM memory is reduced, and effective read / write bandwidth is improved.

更にまた、メモリシステムをハードディスク、フラッシュ型EEPROMメモリ、記強誘電体メモリで構成し、システム情報を強誘電体メモリに記憶し、データをハードディスク,フラッシュ型EEPROMメモリで持つことにより、より大容量のメモリシステムでありつつ、高速動作が可能となる。   Furthermore, the memory system is composed of a hard disk, a flash EEPROM memory, and a ferroelectric memory, the system information is stored in the ferroelectric memory, and the data is stored in the hard disk and the flash EEPROM memory. High-speed operation is possible while being a memory system.

以上詳述してきたように本発明の各実施形態によれば、データの書き込みに付随するOS等のファイルシステム情報、カード等システム情報の高速リード/ライトが実現でき、低コストで大容量でしかも高速でデータのリード/ライトが可能なメモリシステムを構築できる。   As described above in detail, according to each embodiment of the present invention, high-speed read / write of file system information such as an OS and system information such as card accompanying data writing can be realized, and the capacity is low and the capacity is high. A memory system capable of reading / writing data at high speed can be constructed.

(変形例)
なお、種々の実施形態を用いて本発明の説明を行ったが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば各実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出
され得る。
(Modification)
Although the present invention has been described using various embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. It is. Each of the above embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in each embodiment, at least one of the problems described in the column of problems to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of effects of the invention. When at least one of the effects is obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.

本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

本発明の第1の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。1 is a block diagram showing a memory system according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the memory system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the memory system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the memory system which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the memory system which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係るメモリシステムの書き込み動作を示すアリゴリズム図。FIG. 10 is an algorithm diagram showing a write operation of a memory system according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第7の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the memory system which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the memory system which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the memory system which concerns on the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第10の実施形態に係るメモリシステムの書き込み動作を示すアリゴリズム図。The algorithm diagram which shows write-in operation | movement of the memory system based on the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。The block diagram which shows the memory system which concerns on the 11th Embodiment of this invention. 本発明の第12の実施形態に係るメモリシステムの書き込み動作を示すアリゴリズム図。The algorithm diagram which shows write-in operation | movement of the memory system based on the 12th Embodiment of this invention. 本発明の第13の実施形態に係るメモリシステムを示すブロック図。A block diagram showing a memory system concerning a 13th embodiment of the present invention. 本発明の第14の実施形態に係るメモリシステムの書き込み動作を示すアリゴリズム図。The algorithm diagram which shows write-in operation | movement of the memory system based on the 14th Embodiment of this invention. 本発明の第1乃至第14の実施形態を適用したメモリシステムのファイルサイズ単位とバンド幅との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between the file size unit of the memory system to which the 1st thru | or 14th embodiment of this invention is applied, and a bandwidth. 従来の強誘電体メモリと先願の強誘電体メモリを示す回路図。The circuit diagram which shows the conventional ferroelectric memory and the ferroelectric memory of a prior application. 先願の強誘電体メモリの動作例について説明するための回路図及び特性図。The circuit diagram and characteristic diagram for demonstrating the operation example of the ferroelectric memory of a prior application. 従来の磁気抵抗効果を利用したメモリを示す回路図及び断面構成図。The circuit diagram and the cross-sectional block diagram which show the memory using the conventional magnetoresistive effect. 従来のNAND型フラッシュEEPROMのメモリセルブロックを示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a memory cell block of a conventional NAND flash EEPROM. 従来のNAND型フラッシュEEPROMのメモリセルアレイについて説明するための回路図及びブロック図。A circuit diagram and a block diagram for explaining a memory cell array of a conventional NAND flash EEPROM. 従来のNAND型フラッシュEEPROMの動作例について説明するための回路図及びセルトランジスタの閾値電圧の分布図。The circuit diagram for demonstrating the operation example of the conventional NAND type flash EEPROM, and the distribution map of the threshold voltage of a cell transistor. 従来のNAND型フラッシュEEPROMの多値動作について説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the multi-value operation | movement of the conventional NAND type flash EEPROM. 従来のAND型、NOR型、DINOR型のフラッシュEEPROMのメモリセルの等価回路図。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a conventional AND-type, NOR-type, DINOR-type flash EEPROM memory cell. 本発明者等が考察した従来のメモリシステムの問題点について説明するためのもので、メモリカードの動作例を示す模式図。The schematic diagram which shows the operation example of a memory card for demonstrating the problem of the conventional memory system which the present inventors considered. 本発明者等が考察した従来のメモリシステムの問題点について説明するためのもので、従来のOS動作におけるファイルの書き込みシーケンスを示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a file writing sequence in a conventional OS operation for explaining problems of the conventional memory system considered by the present inventors.

11…ホスト機器、12…配線、13−1,…,13−n…NAND型フラッシュEEPROMメモリ、14,14−1,14−2…強誘電体メモリ、15…コントローラ(コントロール回路)、21,22,23,34…インターフェース回路、24…MCU、25,25’…マイクロコードメモリ、26…マルチプレクサ/デマルチプレクサ、27,27’…ページバッファ、28…SRAM、29…ライトバックバッファ、30…キャッシュのデータ領域、31…バス、32…SRAM、33…ハードディスク装置、Bin/Be…バッファメモリ(SRAM,FeRAM等)への書き込み開始終了情報、FAT…ファイルアロケーションテーブル、R…リード、W…ライト、/BL,BL,BLi…ビット線、PL,PLi…プレート電極、WL…ワード線、WLi…サブワード線、BS,BSi…ブロック選択線、SL…ソース線、SSL,GSL…ブロック選択線、AT…アロケーションテーブル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Host apparatus, 12 ... Wiring, 13-1, ..., 13-n ... NAND type flash EEPROM memory, 14, 14-1, 14-2 ... Ferroelectric memory, 15 ... Controller (control circuit), 21, 22, 23, 34 ... interface circuit, 24 ... MCU, 25, 25 '... microcode memory, 26 ... multiplexer / demultiplexer, 27, 27' ... page buffer, 28 ... SRAM, 29 ... write-back buffer, 30 ... cache Data area, 31 ... bus, 32 ... SRAM, 33 ... hard disk device, Bin / Be ... write start / end information to buffer memory (SRAM, FeRAM, etc.), FAT ... file allocation table, R ... read, W ... write, / BL, BL, BLi ... bit line, PL, PLi ... play Electrode, WL ... word line, WLi ... sub-word lines, BS, BSi ... block select line, SL ... source line, SSL, GSL ... block selection lines, AT ... allocation table.

Claims (14)

電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記第1のメモリにはデータを記憶し、
前記第2のメモリには、前記データを記憶するための、ルート情報或いは、ディレクトリ情報或いは、前記データのファイル名称或いは、前記データのファイルサイズ或いは、前記データの記憶箇所を記憶するファイルアロケーションテーブル情報或いは、前記データの書き込み終了時間を記憶し、
且つメモリシステム外部からの書き込みに対して、前記第2のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込んだ後、前記第1のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込むことを特徴とするメモリシステム。
A first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory; A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside,
Storing data in the first memory;
In the second memory, route information for storing the data, directory information, file name of the data, file size of the data, or file allocation table information for storing the data storage location Alternatively, the data writing end time is stored,
For a write from outside the memory system, a write end flag to the second memory is written to the second memory, and then a write end flag to the first memory is written to the second memory. A memory system characterized by that.
電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記第1のメモリにはデータを記憶し、
前記第2のメモリには、前記データを実際に前記第1のメモリに記憶したブロック位置、ページ位置の物理アドレスと、実際の論理アドレスの関係を示す論理−物理変換アドレスを記憶し、
且つメモリシステム外部からの書き込みに対して、前記第2のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込んだ後、前記第1のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込むことを特徴とするメモリシステム。
A first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory; A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside,
Storing data in the first memory;
The second memory stores a logical-physical conversion address indicating a relationship between a block position where the data is actually stored in the first memory, a physical address of a page position, and an actual logical address;
For a write from outside the memory system, a write end flag to the second memory is written to the second memory, and then a write end flag to the first memory is written to the second memory. A memory system characterized by that.
電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
論理アドレス空間の中で、前記第1のメモリに格納する領域と、前記第2のメモリに格納する領域を定義する情報を、前記コントロール回路或いは、前記第2のメモリに記憶し、
且つメモリシステム外部からの書き込みに対して、前記第2のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込んだ後、前記第1のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込むことを特徴とするメモリシステム。
A first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory; A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside,
In the logical address space, information defining an area to be stored in the first memory and an area to be stored in the second memory is stored in the control circuit or the second memory,
For a write from outside the memory system, a write end flag to the second memory is written to the second memory, and then a write end flag to the first memory is written to the second memory. A memory system characterized by that.
電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記第1のメモリにはデータを記憶し、
前記第2のメモリには、前記データを実際に前記第1のメモリへの記録を開始したことを示すフラグ情報或いは、前記データを実際に前記第1のメモリへの記録を終了したことを示すフラグ情報を記憶し、
且つメモリシステム外部からの書き込みに対して、前記第2のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込んだ後、前記第1のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込むことを特徴とするメモリシステム。
A first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory; A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside,
Storing data in the first memory;
The second memory indicates flag information indicating that recording of the data has actually started in the first memory or indicates that recording of the data has actually ended in the first memory. Memorize flag information,
For a write from outside the memory system, a write end flag to the second memory is written to the second memory, and then a write end flag to the first memory is written to the second memory. A memory system characterized by that.
電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記第1のメモリにはデータを記憶し、
前記第2のメモリには、前記第1のメモリの各ページ、各ブロックの使用の有無のフラグ、使用不可の有無のフラグを記憶し、
且つメモリシステム外部からの書き込みに対して、前記第2のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込んだ後、前記第1のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込むことを特徴とするメモリシステム。
A first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory; A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside,
Storing data in the first memory;
In the second memory, each page of the first memory, a flag indicating whether or not each block is used, and a flag indicating whether or not the block can be used are stored.
For a write from outside the memory system, a write end flag to the second memory is written to the second memory, and then a write end flag to the first memory is written to the second memory. A memory system characterized by that.
電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
外部からの書き込みに対して、前記第2のメモリへの書き込み開始フラグと、書き込みデータと、書き込みアドレスと、書き込み終了フラグを、前記第2のメモリに書き込んだ後、前記第1のメモリへデータの書き込み及び、前記第1のメモリへデータの書き込みにおける、書き込み開始フラグと、書き込みデータと、書き込みアドレスと、書き込み終了フラグを、前記第2のメモリに書き込むことを特徴とするメモリシステム。
A first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory; A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside,
In response to external writing, the write start flag, write data, write address, and write end flag to the second memory are written to the second memory, and then the data is transferred to the first memory. In the memory system, a write start flag, write data, a write address, and a write end flag in writing and data writing to the first memory are written to the second memory.
電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
外部からの書き込みに対して、前記第2のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込んだ後、前記第1のメモリへの書き込み終了フラグを前記第2のメモリに書き込むことを特徴とするメモリシステム。
A first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory; A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside,
For writing from the outside, a write end flag to the second memory is written to the second memory, and then a write end flag to the first memory is written to the second memory. And memory system.
電気的にデータの消去、書き込みが可能なメモリセルを複数配設してなるフラッシュ型EEPROMからなる第1のメモリと、強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなり、前記第1のメモリよりも小容量で書き込み速度の速い第2のメモリと、前記第1及び第2のメモリを制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記第1のメモリにはデータを記憶し、
前記第2のメモリには、前記データの書き込み終了時間を記憶することを特徴とするメモリシステム。
A first memory composed of a flash type EEPROM in which a plurality of electrically erasable and writable memory cells are arranged, a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory; A second memory having a smaller capacity and a faster writing speed than the first memory, a control circuit for controlling the first and second memories, and an interface circuit for communicating with the outside,
Storing data in the first memory;
The memory system, wherein the second memory stores an end time for writing the data.
強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなる半導体メモリと、磁気でデータを記憶するハードディスク装置と、前記半導体メモリと前記ハードディスク装置を制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記ハードディスク装置にはデータを記憶し、前記半導体メモリには、前記データを記憶するための、ルート情報或いは、ディレクトリ情報或いは、前記データのファイル名称或いは、前記データのファイルサイズ或いは、前記データの記憶箇所を記憶するファイルアロケーションテーブル情報或いは、前記データの書き込み終了時間を記憶することを特徴とするメモリシステム。
Semiconductor memory comprising any one of a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory, a hard disk device that stores data by magnetism, a control circuit that controls the semiconductor memory and the hard disk device, and communication with the outside An interface circuit for performing
Data is stored in the hard disk device, and route information, directory information, a file name of the data, a file size of the data, or storage of the data is stored in the semiconductor memory. A memory system characterized by storing file allocation table information for storing a location or a data write end time.
強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなる半導体メモリと、磁気でデータを記憶するハードディスク装置と、前記半導体メモリとハードディスク装置を制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記ハードディスク装置にはデータを記憶し、前記半導体メモリには、前記データを実際に前記ハードディスク装置のメモリに記憶したセクター位置、トラック位置の物理アドレスと、実際の論理アドレスの関係を示す論理−物理変換アドレスを記憶することを特徴とするメモリシステム。
A semiconductor memory including any one of a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory, a hard disk device that stores data by magnetism, a control circuit that controls the semiconductor memory and the hard disk device, and communication with the outside Interface circuit to perform,
Data is stored in the hard disk device, and the semiconductor memory has a logical-physical relationship indicating the relationship between the physical address of the sector position and track position where the data is actually stored in the memory of the hard disk device, and the actual logical address. A memory system for storing a translation address.
強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなる半導体メモリと、磁気でデータを記憶するハードディスク装置と、前記半導体メモリと前記ハードディスク装置を制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
論理アドレス空間の中で、前記ハードディスク装置に格納する領域と、前記半導体メモリに格納する領域を定義する情報を、前記コントロール回路或いは、前記半導体メモリに記憶することを特徴とするメモリシステム。
Semiconductor memory comprising any one of a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory, a hard disk device that stores data by magnetism, a control circuit that controls the semiconductor memory and the hard disk device, and communication with the outside An interface circuit for performing
A memory system characterized in that, in a logical address space, information defining an area to be stored in the hard disk device and an area to be stored in the semiconductor memory is stored in the control circuit or the semiconductor memory.
強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなる半導体メモリと、磁気でデータを記憶するハードディスク装置と、前記半導体メモリと前記ハードディスク装置を制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記ハードディスク装置にはデータを記憶し、前記半導体メモリには、前記データを実際に前記ハードディスク装置への記録を開始したことを示すフラグ情報或いは、前記データを実際に前記ハードディスク装置への記録を終了したことを示すフラグ情報を記憶することを特徴とするメモリシステム。
Semiconductor memory comprising any one of a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory, a hard disk device that stores data by magnetism, a control circuit that controls the semiconductor memory and the hard disk device, and communication with the outside An interface circuit for performing
The hard disk device stores data, and the semiconductor memory has flag information indicating that the data has actually started to be recorded on the hard disk device or the data has actually been recorded on the hard disk device. A memory system for storing flag information indicating that the operation has been performed.
強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなる半導体メモリと、磁気でデータを記憶するハードディスク装置と、前記半導体メモリと前記ハードディスク装置を制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
前記ハードディスク装置にはデータを記憶し、前記半導体メモリには、前記ハードディスク装置の各トラック、セクター情報の使用の有無のフラグ、使用不可の有無のフラグを記憶することを特徴とするメモリシステム。
Semiconductor memory comprising any one of a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory, a hard disk device that stores data by magnetism, a control circuit that controls the semiconductor memory and the hard disk device, and communication with the outside An interface circuit for performing
A memory system, wherein data is stored in the hard disk device, and each track of the hard disk device, a flag indicating whether or not sector information is used, and a flag indicating whether or not use is possible are stored in the semiconductor memory.
強誘電体メモリ,磁気抵抗メモリ,及び相変化メモリの何れかからなる半導体メモリと、磁気でデータを記憶するハードディスク装置と、前記半導体メモリと前記ハードディスク装置を制御するコントロール回路と、外部との通信を行うインターフェース回路とを有し、
外部からの書き込みに対して、前記半導体メモリへの書き込み終了フラグを前記半導体メモリに書き込んだ後、前記ハードディスク装置への書き込み終了フラグを前記半導体メモリに書き込むことを特徴とするメモリシステム。
Semiconductor memory comprising any one of a ferroelectric memory, a magnetoresistive memory, and a phase change memory, a hard disk device that stores data by magnetism, a control circuit that controls the semiconductor memory and the hard disk device, and communication with the outside An interface circuit for performing
In response to external writing, a write end flag to the semiconductor memory is written to the semiconductor memory, and then a write end flag to the hard disk device is written to the semiconductor memory.
JP2011180807A 2011-08-22 2011-08-22 Memory system Pending JP2011258229A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011180807A JP2011258229A (en) 2011-08-22 2011-08-22 Memory system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011180807A JP2011258229A (en) 2011-08-22 2011-08-22 Memory system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005162795A Division JP2006338370A (en) 2005-06-02 2005-06-02 Memory system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011258229A true JP2011258229A (en) 2011-12-22

Family

ID=45474250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011180807A Pending JP2011258229A (en) 2011-08-22 2011-08-22 Memory system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011258229A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014078231A (en) * 2012-10-08 2014-05-01 Hgst Netherlands B V Device and method for low power, low delay and large capacity storage class memory
JP2015106324A (en) * 2013-12-02 2015-06-08 ソニー株式会社 Storage control device, storage device, and information processing system and storage control method therein
JP2015535118A (en) * 2012-11-13 2015-12-07 ウェスタン デジタル テクノロジーズ インコーポレーテッド Method and apparatus for avoiding lower page corruption in a data storage device
JP2016181112A (en) * 2015-03-24 2016-10-13 株式会社東芝 Memory device, semiconductor device, and information processing apparatus
CN111045954A (en) * 2019-11-29 2020-04-21 北京航空航天大学青岛研究院 Memory computing acceleration method based on NAND-SPIN

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07200418A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Hitachi Maxell Ltd Data storage device and its control method
JP2005108304A (en) * 2003-09-29 2005-04-21 Toshiba Corp Semiconductor memory and its control method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07200418A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Hitachi Maxell Ltd Data storage device and its control method
JP2005108304A (en) * 2003-09-29 2005-04-21 Toshiba Corp Semiconductor memory and its control method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014078231A (en) * 2012-10-08 2014-05-01 Hgst Netherlands B V Device and method for low power, low delay and large capacity storage class memory
US10860477B2 (en) 2012-10-08 2020-12-08 Western Digital Tecnologies, Inc. Apparatus and method for low power low latency high capacity storage class memory
JP2015535118A (en) * 2012-11-13 2015-12-07 ウェスタン デジタル テクノロジーズ インコーポレーテッド Method and apparatus for avoiding lower page corruption in a data storage device
JP2015106324A (en) * 2013-12-02 2015-06-08 ソニー株式会社 Storage control device, storage device, and information processing system and storage control method therein
JP2016181112A (en) * 2015-03-24 2016-10-13 株式会社東芝 Memory device, semiconductor device, and information processing apparatus
CN111045954A (en) * 2019-11-29 2020-04-21 北京航空航天大学青岛研究院 Memory computing acceleration method based on NAND-SPIN
CN111045954B (en) * 2019-11-29 2023-08-08 北京航空航天大学青岛研究院 NAND-SPIN-based in-memory computing acceleration method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7397686B2 (en) Memory system combining flash EEPROM and FeRAM
US7248493B2 (en) Memory system having improved random write performance
US9645896B2 (en) Data storage device and flash memory control method
US8427874B2 (en) Non-volatile memory and method with even/odd combined block decoding
US8812773B2 (en) Method of merging blocks in a semiconductor memory device, and semiconductor memory device to perform a method of merging blocks
US8966163B2 (en) Non-volatile memory device and method for programming the same
US20150255159A1 (en) Method for controlling a non-volatile semiconductor memory, and semiconductor storage system
US20210042201A1 (en) Controller and operation method thereof
US7974139B2 (en) Non-volatile memory generating different read voltages
CN111435289B (en) Memory controller with improved mapped data access performance and method of operating the same
JP2008181380A (en) Memory system, and method for controlling the same
US20110145485A1 (en) Method for managing address mapping table and a memory device using the method
US9489143B2 (en) Method for accessing flash memory and associated controller and memory device
US20150178000A1 (en) Method of managing a memory, and a memory system
CN112306902A (en) Memory controller and method of operating the same
CN113539331A (en) Memory device and operation method thereof
JP2011258229A (en) Memory system
CN114255796A (en) Memory device and method of operating the same
CN110619912B (en) Storage device and operation method thereof
CN111352854A (en) Storage device, controller and method for operating storage device
US11315650B2 (en) Memory system, memory controller, and method of operating memory system
US11474726B2 (en) Memory system, memory controller, and operation method thereof
CN113345493B (en) Data transmission circuit and method for operating the same
CN114582399A (en) Memory device and operation method thereof
CN114078496A (en) Memory device, operation method thereof and integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131022

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20131205

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20131212

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20131219

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20131226

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20140109

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140708