JP2000260188A - Control method for semiconductor memory and semiconductor memory - Google Patents

Control method for semiconductor memory and semiconductor memory

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JP2000260188A
JP2000260188A JP6452799A JP6452799A JP2000260188A JP 2000260188 A JP2000260188 A JP 2000260188A JP 6452799 A JP6452799 A JP 6452799A JP 6452799 A JP6452799 A JP 6452799A JP 2000260188 A JP2000260188 A JP 2000260188A
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semiconductor memory
memory device
blocks
block
storage medium
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Michio Onda
道雄 恩田
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-volatile semiconductor memory which is inexpensive and of which the number of rewritable times is large. SOLUTION: A semiconductor memory 10 is provided with a flag bit 19 dividing a memory mat 11 of whole capacity R consisting of non-volatile semiconductor memory cells into plural blocks of size M and discriminating whether each block is rewritten or not, a block decoder 20 selecting a block being not yet rewritten as a block to be rewritten in accordance with a setting state of the flag bit 19, and a rewriting control logic circuit 18 erasing all blocks, that is, the whole memory mat 11 prior to initial rewriting after all blocks are rewritten, when it is assumed that the number of rewritable times is P and the number of division of the memory mat 11 is N, the large number of rewritable times of degree of P×N is realized by an inexpensive memory mat 11 of the number of rewritable times of degree of P.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置お
よびその制御技術に関し、特に、書換回数に制約のある
不揮発性の半導体記憶媒体を備えた半導体記憶装置、さ
らにはそれらを組み込んだ情報処理システム等に適用し
て有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device and a control technique thereof, and more particularly, to a semiconductor memory device having a nonvolatile semiconductor memory medium with a limited number of rewrites, and an information processing system incorporating them. Related to effective technology applied to

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、半導体記憶装置(メモリ)は
DRAM、SRAMに代表される揮発性メモリ(以下カ
テゴリー1と称する)と、EPROM(電気的書込、紫
外線消去可能な不揮発性メモリ)、フラッシュメモリに
代表される書換可能回数が比較的少ない(数100回乃
至数万回)不揮発性メモリ(以下カテゴリー2と称す
る)、並びに多くの書換可能回数(数100万回以上)
を有するEEPROM(電気的書込、消去可能な不揮発
性メモリ。以下カテゴリー3と称する)に大別される。
2. Description of the Related Art For example, semiconductor storage devices (memory) include volatile memories (hereinafter referred to as category 1) typified by DRAMs and SRAMs, EPROMs (electrically rewritable, ultraviolet erasable nonvolatile memories), flash memories, and the like. A nonvolatile memory (hereinafter referred to as category 2) having a relatively small number of rewritable times (several hundred to tens of thousands of times) typified by a memory, and a large number of rewritable times (several million or more times)
(Electrically writable and erasable non-volatile memory; hereinafter referred to as category 3).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】記憶容量はあまり必要
ないが、多くの書換可能回数が要求されるアプリケーシ
ョンにおいてはカテゴリー3のデバイスが使用される
が、チップ面積に占めるメモリの比率がかなり低いにも
関わらず、製造プロセスが複雑、且つメモリセル1素子
あたり2トランジスタ(カテゴリー2の場合は1トラン
ジスタ)を必要とするため、コスト高なEEPROMプ
ロセスを使用せざるを得ず、チップの価格、ひいてはシ
ステム全体の価格を押し上げる要因になっている。
In an application that does not require much storage capacity but requires a large number of rewritable times, a category 3 device is used, but the ratio of the memory to the chip area is considerably low. Nevertheless, the manufacturing process is complicated and requires two transistors per memory cell element (one transistor in the case of category 2), which necessitates the use of a costly EEPROM process. This is a factor that raises the price of the entire system.

【0004】本発明の目的は、既存の書換可能回数の小
さな不揮発性の半導体記憶装置をそのまま用いて、困難
を要する大幅な特性・プロセス改善を必要とすることな
く、より多くの書換可能回数を実現することが可能な半
導体記憶装置およびその制御技術を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to use a non-volatile semiconductor memory device having a small number of rewritable times as it is, and to increase the number of rewritable times without the need for a significant and difficult characteristic / process improvement. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device that can be realized and a control technique thereof.

【0005】本発明の他の目的は、書換可能回数の小さ
な不揮発性の半導体記憶媒体を用いて、低コストで、よ
り大きな書換可能回数を実現することが可能な半導体記
憶装置およびその制御技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of realizing a larger number of rewritable times at a low cost by using a nonvolatile semiconductor memory medium having a smaller number of rewritable times, and a control technique thereof. To provide.

【0006】本発明の他の目的は、記憶情報の履歴管理
を容易に実現することが可能な半導体記憶装置およびそ
の制御技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of easily realizing history management of stored information and a control technique thereof.

【0007】本発明の他の目的は、既存の書換可能回数
の小さな不揮発性の半導体記憶装置を、要求される書換
可能回数がより高い用途に転用して可用性を向上させる
ことが可能な半導体記憶装置およびその制御技術を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory capable of improving availability by diverting an existing nonvolatile semiconductor memory device having a small number of rewritable times to an application requiring a higher number of rewritable times. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a control technique thereof.

【0008】本発明の他の目的は、小記憶容量で書換可
能回数の大きな半導体記憶装置を、安価に実現すること
が可能な半導体記憶装置およびその制御技術を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which can realize a semiconductor memory device having a small storage capacity and a large number of rewritable times at a low cost, and a control technique therefor.

【0009】本発明の他の目的は、書換可能回数の小さ
な不揮発性の半導体記憶装置を用いて、高い信頼性を維
持しつつ書換可能回数の大きな半導体記憶装置を実現す
ることが可能な半導体記憶装置およびその制御技術を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory capable of realizing a semiconductor memory device having a large number of rewritable times while maintaining high reliability by using a nonvolatile semiconductor memory device having a small number of rewritable times. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a control technique thereof.

【0010】本発明の他の目的は、不揮発性の半導体記
憶装置が組み込まれる情報処理システムのコスト低減、
さらには、信頼性および性能の向上を実現することが可
能な半導体記憶装置およびその制御技術を提供すること
にある。
Another object of the present invention is to reduce the cost of an information processing system incorporating a nonvolatile semiconductor memory device.
It is still another object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of improving reliability and performance, and a control technique thereof.

【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0013】本発明は、不揮発性の半導体記憶媒体の記
憶領域を複数のブロックに論理的または物理的に分割
し、個々のブロックに割り当てられるアドレス空間は一
部または完全に重複させ、データ書換は、消去済のブロ
ックを選択して実行し、全てのブロックに対してデータ
書換が完了した後の最初のデータ書換に先立って、複数
のブロックの消去動作を行うようにしたものである。
According to the present invention, a storage area of a nonvolatile semiconductor storage medium is logically or physically divided into a plurality of blocks, an address space assigned to each block is partially or completely overlapped, and data rewriting is performed. An erased block is selected and executed, and a plurality of blocks are erased prior to the first data rewrite after data rewrite is completed for all blocks.

【0014】より具体的には、本発明はNヶのブロック
に分割された不揮発性の半導体記憶媒体等からなるメモ
リマットと、ブロック単位に書込みの来歴を示すフラグ
ビットからなる。分割数Nは固定でもよいし、プログラ
マブルとしてもよい。
More specifically, the present invention comprises a memory mat composed of a nonvolatile semiconductor storage medium or the like divided into N blocks, and a flag bit indicating the writing history in block units. The number of divisions N may be fixed or programmable.

【0015】上記の3つのカテゴリーのメモリはいずれ
の場合でも記憶容量と割り当てられるアドレスの大きさ
は同一である。即ち、1KByteの記憶素子容量を持
つものは、不良素子救済やテストなどの目的で追加搭載
される素子はあるものの、基本的には使用時に1KBy
teのアドレス空間が割り当てられる。フラッシュメモ
リにおいては、主にその消去単位としてメモリマットを
いくつかのブロックに分割する場合も多いが、記憶容量
と割り当てられるアドレスの関係は同上である。
In any of the above three categories of memories, the storage capacity and the size of the assigned address are the same in any case. That is, a device having a storage element capacity of 1 KByte has an additional element mounted for the purpose of repairing a defective element, testing, and the like.
The address space of te is allocated. In a flash memory, a memory mat is often divided into several blocks mainly as an erasing unit, but the relationship between a storage capacity and an assigned address is the same.

【0016】本発明では割り当てられるアドレスは、総
メモリ容量をRバイトとするとR/N=Mバイトとな
る。データを書き換える際には、Mバイト単位で行う。
当該ブロックのフラグビットにも同時に書き込む。書換
を行う際、従来はメモリを一旦消去してから再書込みを
していたのに対し、本発明では次のブロックを選択しそ
こに書き込む。次のブロックを選択するのにフラグビッ
トを使用する。即ち、直前に書き込んだブロックは消
去、或いはオーバーライトしない。全ブロックに対して
書込みを行った後に更に書き込む場合にのみ消去する。
In the present invention, the assigned address is R / N = M bytes, where the total memory capacity is R bytes. When rewriting data, it is performed in M-byte units.
The flag bit of the block is also written at the same time. In rewriting, conventionally, the memory is once erased and then rewritten, whereas in the present invention, the next block is selected and written there. Use the flag bit to select the next block. That is, the block written immediately before is not erased or overwritten. Erase is performed only when further writing is performed after writing to all blocks.

【0017】この構成により、見かけ上のメモリ容量は
R→Mバイトと減少するが、書換可能回数は、単独のメ
モリセルの書換可能回数がP回であったものがP×N回
に増加する。最大P回の単独メモリセルの書換回数を管
理するために同じメモリセルを使ったカウンタを設ける
ことも可能である。その場合でも、フラグビットを使用
する。フラグビットが無い場合、P×N回の書換がカウ
ンタの更新で発生してしまうからである。
With this configuration, the apparent memory capacity is reduced from R to M bytes, but the number of rewritable times is increased from P to N times when the number of rewritable times of a single memory cell is P. . It is also possible to provide a counter using the same memory cell in order to manage the number of rewrites of a single memory cell up to P times. Even in that case, the flag bit is used. This is because if there is no flag bit, P × N rewrites will occur when the counter is updated.

【0018】このように、本発明では従来技術によるデ
バイスをそのまま使って、即ち困難を要する大幅な特性
・プロセス改善をすることなく、多くの書換可能回数を
実現出来る。また、本発明の半導体記憶装置を組み込ん
だ情報処理システムのコストの低減、信頼性およびパフ
ォーマンスの向上を実現できる。
As described above, according to the present invention, a large number of rewritable times can be realized by using the device according to the prior art as it is, that is, without greatly improving the difficult characteristics and processes. Further, it is possible to reduce the cost and improve the reliability and performance of an information processing system incorporating the semiconductor memory device of the present invention.

【0019】すなわち、上述のように、少容量だが多く
の書換回数を必要とするアプリケーションに対しては、
従来高価なEEPROMを選択せざるを得なかったが、
本発明ではフラッシュメモリ(一括消去型EEPRO
M)、或いはEPROMを使用できるため、システムコ
ストを低減出来る。なお、本発明に相当する機能はオペ
レーティング・システムなどのソフトウェアでも実現で
きなくはないが、その場合デバイスの書換回数(実績)
を何らかの形で記録しておく必要がある。仮にDRAM
などの揮発性メモリに記録した場合、電源切断時に別の
記憶装置に保存し直す必要があるし、停電時などには値
が失われるため正しい書換回数来歴を維持できず、シス
テムの信頼性を損なう可能性もある。或いは、ハードデ
ィスクに代表される磁気記録装置に記録した場合、アク
セス時間が長いためシステムのパフォーマンスの悪化を
招く。
That is, as described above, for an application requiring a small capacity but a large number of rewrites,
In the past, expensive EEPROM had to be selected,
In the present invention, a flash memory (batch erase type EEPROM) is used.
M) or since an EPROM can be used, the system cost can be reduced. It is to be noted that the function corresponding to the present invention cannot be realized by software such as an operating system.
Must be recorded in some way. Temporarily DRAM
If the data is recorded in volatile memory, such as when the power is turned off, it must be re-saved to another storage device, and when power is lost, the value is lost. There is a possibility that it may be damaged. Alternatively, when data is recorded on a magnetic recording device typified by a hard disk, the access time is long, resulting in deterioration of system performance.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明の一実施の形態である半導
体記憶装置の制御方法を実施する半導体記憶装置の構成
の一例を示す概念図であり、図2、図3、図4、図5、
図6、図7、図8、図9は、その作用の一例を示す概念
図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a semiconductor memory device that implements a method of controlling a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, and is shown in FIGS. 2, 3, 4, and 5. ,
6, 7, 8, and 9 are conceptual diagrams illustrating an example of the operation.

【0022】本実施の形態の半導体記憶装置10は、た
とえば一括消去型のEEPROMであるいわゆるフラッ
シュメモリ等の不揮発性半導体メモリ媒体で構成される
メモリマット11、メモリマット11を構成し、二次元
的に配列された複数のメモリセルの位置(ビットアドレ
ス)を特定して、データの書込、読出、消去等を行うた
めのXデコーダ12およびYデコーダ13、データ読出
においてメモリセルから読出されたビットデータとして
の電荷を増幅して外部に出力するためのセンスアンプ1
4、外部接続端子に接続され、外部との間における書込
/読出アドレス、書込/読出データ、制御コマンド、等
の入出力を行うためのI/Oインタフェース15、書込
/読出/一括消去等の動作モードを外部から指定するめ
たの制御レジスタ16、たとえばメモリマット11の電
気的な一括消去時の消去電圧を生成する昇圧回路等を備
え、半導体記憶装置10の各部を動作させる電力を供給
する電源系17等を備えている。
The semiconductor memory device 10 of the present embodiment comprises a memory mat 11 and a memory mat 11 which are constituted by a nonvolatile semiconductor memory medium such as a so-called flash memory which is a batch erasable EEPROM, for example. X-decoder 12 and Y-decoder 13 for specifying the positions (bit addresses) of a plurality of memory cells arranged in a memory cell to perform data writing, reading, erasing, etc., and bits read from the memory cells in data reading. Sense amplifier 1 for amplifying electric charge as data and outputting it to the outside
4. An I / O interface 15 connected to an external connection terminal for inputting / outputting a write / read address, write / read data, control command, etc. with the outside, write / read / batch erase A control register 16 for designating an operation mode such as an external operation from the outside, for example, a booster circuit for generating an erasing voltage at the time of electrically erasing the memory mat 11 collectively, and supplying a power for operating each part of the semiconductor memory device 10 The power supply system 17 is provided.

【0023】本実施の形態の半導体記憶装置10は、メ
モリマット11の書換回数等を管理する書換制御論理1
8、後述のようにメモリマット11の記憶領域を複数に
分割して設定される複数のブロックの各々に対するデー
タ書込の有無を識別するためのフラグビット19、この
フラグビット19の状態に応じて、データ書込/読出の
対象となる一つまたは複数のブロックを選択するブロッ
クデコーダ20、等を備えている。
The semiconductor memory device 10 of the present embodiment has a rewrite control logic 1 for managing the number of rewrites of the memory mat 11 and the like.
8. A flag bit 19 for identifying the presence or absence of data writing for each of a plurality of blocks set by dividing the storage area of the memory mat 11 into a plurality of sections as described later, and according to the state of the flag bit 19 , A block decoder 20 for selecting one or a plurality of blocks to be subjected to data writing / reading, and the like.

【0024】なお、本実施の形態の場合、フラグビット
19は、たとえばメモリマット11を構成するメモリセ
ルと同様の構成のメモリセルで構成され、メモリマット
11の消去時に同時に消去される。なお、本実施の形態
のメモリマット11、フラグビット19では、この消去
時には、メモリセルの全ビットが“1”に設定される仕
様となっている。
In the case of the present embodiment, flag bit 19 is formed of, for example, a memory cell having the same configuration as that of memory cell constituting memory mat 11, and is erased simultaneously when memory mat 11 is erased. In the memory mat 11 and the flag bit 19 according to the present embodiment, all bits of the memory cell are set to "1" at the time of erasing.

【0025】本実施の形態の場合、図2に例示されるよ
うに、上述のようにトータル容量Rのメモリマット11
をサイズMのN個のブロックに分割(R=M×N)す
る。そして、図3に示されるように、分割した、各ブロ
ックには同一アドレスを割り当てる。
In the case of this embodiment, as exemplified in FIG. 2, the memory mat 11 having the total capacity R as described above is used.
Is divided into N blocks of size M (R = M × N). Then, as shown in FIG. 3, the same address is assigned to each divided block.

【0026】一般にメモリ空間内には、ROM、RA
M、I/Oなどが存在するが、本実施の形態による半導
体記憶装置10を使用した場合、割り当てられるメモリ
サイズはMである。全てのブロックには同一アドレスが
割り当てられるが、実際に選択されるのは、後述のブロ
ックデコーダ20に組み込まれた選択論理等のメカニズ
ムにより選択されるアクティブブロックである。
In general, ROM, RA
Although there are M, I / O, etc., when the semiconductor memory device 10 according to the present embodiment is used, the allocated memory size is M. Although the same address is assigned to all blocks, what is actually selected is an active block selected by a mechanism such as a selection logic incorporated in the block decoder 20 described later.

【0027】図4に例示されるように、フラグビット1
9は、メモリマット11の記憶領域を分割して設定され
た複数のブロックの各々に対応して設定されている。
As illustrated in FIG. 4, flag bit 1
9 is set corresponding to each of a plurality of blocks set by dividing the storage area of the memory mat 11.

【0028】ブロックデコーダ20にて選択されたブロ
ックを書き換える際に、フラグビット19の対応ビット
にも併せて書込み(本実施の形態の場合、対応ブロック
のビットを“0”にする動作)を行う。このフラグビッ
ト19には2つの役割がある。上述の書換来歴を記録す
ること、及びその来歴から次の選択ブロック(アクティ
ブブロック)を決定することである。
When the block selected by the block decoder 20 is rewritten, writing is performed in addition to the corresponding bit of the flag bit 19 (in the case of the present embodiment, the operation of setting the bit of the corresponding block to "0"). . The flag bit 19 has two functions. The rewriting history is recorded, and the next selected block (active block) is determined from the history.

【0029】図5に例示されるように、書換はブロック
単位で行う。K回目の書換は、K%N(%はモジュロ演
算)番目のブロック(0番目がブロック0)に対して行
う。即ち、メモリマット11の分割(ブロック)数N=
4、K=10とすると、10%4=2番目のブロック
(ブロック2)がアクティブブロックとなる。
As shown in FIG. 5, rewriting is performed in block units. The K-th rewriting is performed for the K% N (% is a modulo operation) block (the 0th block is block 0). That is, the number of divisions (blocks) N of the memory mat 11 =
If 4, K = 10, 10% 4 = the second block (block 2) becomes the active block.

【0030】図6に、書換(ライト)時に、フラグビッ
ト19を使い、アクティブブロックを選択する方法とし
て、ブロックデコーダ20の書換時選択論理20aの構
成の一例を示す。一例として、書換時選択論理20a
は、書込順序の最も若いブロックは、フラグビット19
のビット値をそのまま当該ブロックの選択の有無の判定
値(“1”:選択、“0”:非選択)とし、それ以降の
ブロックでは、隣り合うフラグビットを、その一方(書
込順序の若い側)を論理反転して論理積をとる(N−
1)個のANDゲート20a−1の出力値を、対応ブロ
ックの選択の有無の判定値(“1”:選択、“0”:非
選択)とする。
FIG. 6 shows an example of the configuration of the rewrite selection logic 20a of the block decoder 20 as a method of selecting an active block by using the flag bit 19 at the time of rewriting (writing). As an example, the reselection logic 20a
Indicates that the youngest block in the writing order has the flag bit 19
Is used as a determination value (“1”: selected, “0”: non-selected) as to whether or not the corresponding block is selected, and in subsequent blocks, adjacent flag bits are set to one of them (in a lower writing order). Side) and take the logical product (N−
1) The output values of the AND gates 20a-1 are set as the determination values (“1”: selected, “0”: non-selected) of the selection of the corresponding block.

【0031】すなわち、本実施の形態の場合、メモリマ
ット11の消去直後では、フラグビット19は全て
“1”になっているので、最初の書換発生時には、ブロ
ック0のフラグビット19の判定値のみが“1”となっ
てブロック0が選択され、以降、書換発生毎に、選択さ
れたブロックのフラグビット19のビット値は“0”に
更新されるので以降は選択されるブロックの位置が一つ
ずつ隣のブロックに移動する。
That is, in the case of the present embodiment, immediately after the erasure of the memory mat 11, the flag bits 19 are all "1". Becomes "1" and block 0 is selected. Thereafter, each time rewriting is performed, the bit value of the flag bit 19 of the selected block is updated to "0", so that the position of the selected block thereafter is one. Move to the next block one by one.

【0032】本実施の形態の場合、メモリマット11の
消去は書換のたびに行うのではなく、全ブロックに書込
が行われた後で全ブロックに対して行う。この動作は、
たとえば、図7に例示されるように、書換制御論理18
において、フラグビット19の全ビットの反転値の論理
積をとるANDゲート18aを備えることで実現でき
る。あるいは、最後のブロックのフラグビットのみで
も、最後から数ブロック分の複数のフラグビットで実現
してもよい。
In the case of the present embodiment, erasing of the memory mat 11 is not performed every time rewriting, but is performed for all blocks after writing is performed for all blocks. This behavior is
For example, as illustrated in FIG.
In this case, an AND gate 18a that takes the logical product of the inverted values of all the bits of the flag bit 19 can be provided. Alternatively, only the flag bits of the last block may be realized by a plurality of flag bits for the last several blocks.

【0033】フラグビット19の状態から、全ブロック
の書込みが終わっており、メモリマット11の消去が必
要なことを知らせる信号(マットフル信号18b)を生
成する。書換時に制御ソフトウェアなどが、このマット
フル信号18bを検知したら、先にメモリマット11の
全体(全ブロック)の消去を行い、その後に書換を行
う。
From the state of the flag bit 19, a signal (mat full signal 18b) is generated which indicates that writing to all blocks has been completed and that the memory mat 11 needs to be erased. When the control software or the like detects this mat full signal 18b at the time of rewriting, the entire memory mat 11 (all blocks) is erased first, and then rewriting is performed.

【0034】図8に例示されるように、全ブロック消去
後は、フラグビット19は全ビットが“1”になるの
で、ブロックデコーダ20の書換時選択論理20aの判
定にて、書換対象ブロックは先頭(0番目のブロック
0)に戻る。
As shown in FIG. 8, after all blocks are erased, all the flag bits 19 become "1", so that the block to be rewritten is determined by the rewriting selection logic 20a of the block decoder 20. Return to the beginning (0th block 0).

【0035】また、図1および図9に例示されるよう
に、必要に応じて、メモリマット11やフラグビット1
9と同一構造のメモリセルにより構成され、マットフル
信号18bにてカウントダウン(カウントアップ)され
ることによって消去回数を計数する書換回数カウンタ2
1を設けることで、単体の半導体記憶装置10の書換回
数を管理できる。
As shown in FIGS. 1 and 9, the memory mat 11 and the flag bit 1
9, a rewrite counter 2 that counts down (counts up) by the mat full signal 18b to count the number of erases.
By providing 1, the number of rewrites of a single semiconductor memory device 10 can be managed.

【0036】なお、消去信号(マットフル信号18b)
を別のレジスタ(たとえば制御レジスタ16の一部)に
格納し、制御ソフトウェアがそれを読出して半導体記憶
装置10の外部に設けられたカウンタを更新してもよ
い。
The erase signal (matt full signal 18b)
May be stored in another register (for example, a part of the control register 16), and the control software may read out the updated register to update a counter provided outside the semiconductor memory device 10.

【0037】データの読出時には、フラグビット19か
ら、最近に書換されたブロックを選択してアクセスす
る。図10は、ブロックデコーダ20における読出時制
御論理20bの構成の一例を示している。本実施の形態
の読出時制御論理20bは、ブロック順序の最も若い側
から、フラグビット19の隣り合うビット値を、若い側
を論理反転して論理積を採る(N−1)のANDゲート
20b−1と、最後のブロックに対応するフラグビット
19のビット値を論理反転して出力するインバータ20
b−2、等で構成されている。これにより、フラグビッ
ト19の各ビットを対応ブロックの若い側から順序に見
た時の最後の“0”のビット位置、すなわち、最近に書
換られたブロックの位置が特定され、このブロックのデ
ータを読み出すことができる。
At the time of data reading, the most recently rewritten block is selected from flag bit 19 and accessed. FIG. 10 shows an example of the configuration of the read-time control logic 20b in the block decoder 20. The read-time control logic 20b of this embodiment is an (N-1) AND gate 20b that takes a logical product of the bit values adjacent to the flag bit 19 from the youngest side of the block order and logically inverts the youngest side. -1 and an inverter 20 for logically inverting and outputting the bit value of the flag bit 19 corresponding to the last block
b-2, etc. As a result, the bit position of the last "0" when each bit of the flag bit 19 is viewed in order from the younger side of the corresponding block, that is, the position of the most recently rewritten block is specified. Can be read.

【0038】上述のような本実施の形態の半導体記憶装
置10の動作の一例を、図11のフローチャートに示
す。
An example of the operation of the semiconductor memory device 10 of the present embodiment as described above is shown in the flowchart of FIG.

【0039】まず、全体が消去済の初期状態では、メモ
リマット11およびフラグビット19の全ビットは
“1”に設定されている。
First, in the initial state in which the whole is erased, all bits of the memory mat 11 and the flag bit 19 are set to "1".

【0040】この状態でアクセス要求を待ち(ステップ
101)、アクセスモードがライト要求か判別し(ステ
ップ102)、ライト要求の場合には、さらにマットフ
ル(全てのブロックが書換に使用済)か否かを判別する
(ステップ103)。
In this state, an access request is awaited (step 101), and it is determined whether the access mode is a write request (step 102). If the access mode is a write request, whether or not the mat is full (all blocks have been used for rewriting) Is determined (step 103).

【0041】マットフルでない場合には、図6のように
してブロックデコーダ20が書換対象となる新規のアク
ティブブロックを選択し(ステップ104)、選択され
たアクティブブロックに書込データをライトする書換動
作を行う(ステップ105)。
If the mat is not full, the block decoder 20 selects a new active block to be rewritten as shown in FIG. 6 (step 104), and rewrites the write data to the selected active block. Is performed (step 105).

【0042】さらに、書換られたアクティブブロックに
対応したフラグビット19のビット位置を“1”から
“0”に更新する(ステップ106)。ステップ105
とステップ106は同時に実行してもよい。
Further, the bit position of the flag bit 19 corresponding to the rewritten active block is updated from "1" to "0" (step 106). Step 105
And step 106 may be performed simultaneously.

【0043】また、書換回数カウンタ21を設けて、メ
モリマット11の書換回数の上限、すなわち書換寿命を
管理する場合には、メモリマット11の全体の書換回数
が半導体記憶装置10の仕様で決められた上限値を超過
したか否かを判別し(ステップ107)、超過している
場合には、必要に応じて、外部に警告を出す(ステップ
112)。
When the upper limit of the number of rewrites of the memory mat 11, that is, the rewrite life is managed by providing the rewrite number counter 21, the total number of rewrites of the memory mat 11 is determined by the specifications of the semiconductor memory device 10. It is determined whether or not the upper limit has been exceeded (step 107), and if so, a warning is issued to the outside as necessary (step 112).

【0044】ステップ103で、マットフルと判定され
た場合には、メモリマット11の全体の消去動作(本実
施の形態の場合、全ビットが“1”になる)を行い(ス
テップ108)、書換回数カウンタ21をカウントアッ
プし(ステップ109)、その後、ステップ104以降
のブロック選択/書換処理を実行する。
If it is determined in step 103 that the mat is full, the entire memory mat 11 is erased (all bits are set to "1" in this embodiment) (step 108), and rewriting is performed. The number counter 21 is counted up (Step 109), and thereafter, the block selection / rewrite processing of Step 104 and thereafter is executed.

【0045】ステップ102で、ライト要求以外の場
合、たとえばリード要求時には、図10に例示されるよ
うなブロックデコーダ20の読出時制御論理20bの動
作にて、最近に書換が行われた現在のアクティブブロッ
クを選択し(ステップ110)、データを読出して外部
に出力する(ステップ111)。
In step 102, in the case other than the write request, for example, at the time of a read request, the operation of the read control logic 20b of the block decoder 20 as illustrated in FIG. A block is selected (step 110), data is read and output to the outside (step 111).

【0046】このように、本実施の形態の場合には、た
とえば、容量Mで書換可能回数がP回のメモリマット1
1をN個のサイズ(R/N=)Mバイトのブロック0〜
ブロックN−1に分割し、各ブロックを共通のアドレス
に割り当て、書換時には未書換のブロックを選択して実
行し、全てのブロックが書換られた時点でメモリマット
11の全体(全ブロック)を一括して消去する動作を反
復することにより、見かけ上のメモリ容量はRからMバ
イトに減少するが、書換可能回数は、単独のメモリセル
の書換可能回数がP回であったものがP×N回に増加す
る。
As described above, in the case of the present embodiment, for example, the memory mat 1 having a capacity M and a rewritable number of P times.
1 is a block 0 of N size (R / N =) M bytes.
The block is divided into blocks N-1, each block is assigned to a common address, and at the time of rewriting, an unwritten block is selected and executed. When all the blocks have been rewritten, the entire memory mat 11 (all blocks) is collectively collected. By repeating the erasing operation, the apparent memory capacity is reduced from R to M bytes, but the number of rewritable times is P × N when the number of rewritable times of a single memory cell is P times. Increase in times.

【0047】たとえば、記憶容量R=32KBのメモリ
マット11をN=1024個の各M=32バイトのブロ
ックに分割した場合、メモリマット11の仕様としては
書換可能回数P=100回でも、実質的に、100×1
024=102400回以上の書換可能回数を実現でき
ることになる。
For example, when the memory mat 11 having the storage capacity R = 32 KB is divided into N = 1024 blocks each having M = 32 bytes, the memory mat 11 can be substantially rewritten even if the number of rewritable times P = 100. And 100 × 1
024 = 102400 or more rewritable times can be realized.

【0048】すなわち、書換可能回数は低いが製造プロ
セスが容易で安価なメモリセルからなるメモリマット1
1を用いて、書換可能回数は大きいが製造プロセスがよ
り困難でより高価なメモリセルを用いることなく、安価
に、書換回数の大きな不揮発性の半導体記憶装置10を
実現することができる。
That is, the memory mat 1 made of inexpensive memory cells whose number of rewritable times is low but whose manufacturing process is easy and inexpensive.
By using No. 1, the non-volatile semiconductor memory device 10 with a large number of rewrites can be realized at low cost without using a more expensive memory cell whose manufacturing process is more difficult but more difficult.

【0049】また、従来では書換時に先行して毎回消去
動作のオーバーヘッドが発生するが、本実施の形態の場
合には、消去動作のオーバーヘッドは、全ブロックが書
換えられた状態で次のデータ書換を実行する際の前記ブ
ロック一括消去の場合のみ発生し、それ以外は書換に伴
う消去のためのオーバーヘッドは発生しないので、デー
タ書換時の所要時間短縮による性能向上も実現できる。
Conventionally, the overhead of the erasing operation occurs every time prior to rewriting, but in the case of this embodiment, the overhead of the erasing operation is such that the next data rewriting is performed when all the blocks have been rewritten. Since this occurs only in the case of the block batch erasure at the time of execution, and other than that, there is no overhead for erasure accompanying the rewriting, so that the performance improvement by shortening the time required for data rewriting can also be realized.

【0050】本実施の形態の半導体記憶装置10を用い
ることにより、たとえば、記憶する必要のある総データ
量は少ないが、書換が多く発生し、電源切断後もデータ
保持が必要とされる機器を安価に実現することができ
る。たとえば、テレビジョン受像機においてチャンネル
の設定状態を電源切断後も記憶させておいたり、低コス
トが要求されるICカード等において頻繁に書換が発生
する小容量のデータを不揮発に保持する用途等に有効と
なる。
By using the semiconductor memory device 10 of the present embodiment, for example, a device that requires a small amount of data to be stored, but is frequently rewritten, and needs to retain data even after the power is turned off. It can be realized at low cost. For example, in a television receiver, the setting state of a channel is stored even after the power is turned off, or a small amount of data that is frequently rewritten in an IC card or the like where low cost is required is stored in a nonvolatile manner. Becomes effective.

【0051】また、図1の例では、簡単のため、半導体
記憶装置10を単体で示しているが、この半導体記憶装
置10の構成を、いわゆるIP(機能ブロック)とし
て、任意のマイコン、ロジック等のシステムLSI等の
一部に組み込んで使用することも本発明に含まれる。
In the example of FIG. 1, the semiconductor memory device 10 is shown as a single unit for the sake of simplicity. However, the configuration of the semiconductor memory device 10 is referred to as a so-called IP (function block), The present invention includes the use of a part incorporated in a system LSI or the like.

【0052】なお、上述の説明では、フラグビット19
にて個々のブロックの書換の有無を判別する例を示した
が、個々のブロックの記憶内容そのものを用いて判別す
ることもでき。すなわち、上述したように、本実施の形
態の半導体記憶装置10におけるメモリマット11は、
消去時に全ビットが“1”になる。このことを利用し
て、図12に例示されるように、個々のブロックの記憶
内容について、特定の値(たとえば本実施の形態では、
“FF”(HEX))をピボットとして扱い、記憶内容
の全バイトが“FF”(HEX)であるブロックが未書
換ブロックである、と判定して、書換対象のアクティブ
ブロックを選択するのに使うことができる。この場合に
は、フラグビット19が不要となり、半導体記憶装置1
0の構造をより簡略化でき、一層のコスト低減を実現で
きる。
In the above description, the flag bit 19
Although the example of determining whether or not each block has been rewritten is shown in the above, the determination can be made using the storage content of each block. That is, as described above, the memory mat 11 in the semiconductor memory device 10 of the present embodiment
At the time of erasing, all bits become "1". Utilizing this, as illustrated in FIG. 12, a specific value (for example, in the present embodiment,
"FF" (HEX)) is used as a pivot, and it is determined that a block in which all bytes of the stored content are "FF" (HEX) is an unrewritten block, and is used to select an active block to be rewritten. be able to. In this case, the flag bit 19 becomes unnecessary, and the semiconductor memory device 1
0 can be further simplified, and further cost reduction can be realized.

【0053】この場合、ソフトウェア或いは半導体記憶
装置10の内部のブロックデコーダ20等でピボットデ
ータを検知するメカニズムを持たせればよい。
In this case, a mechanism for detecting the pivot data by software or the block decoder 20 inside the semiconductor storage device 10 may be provided.

【0054】また、メモリマット11における複数のブ
ロックの設定や書換制御の変形例として、たとえば、図
13に例示されるように、N個に分割した複数のブロッ
クの内いくつか(J1、J3)は、上述のような書換制
御の対象から外すこともできる。この場合、外したとこ
ろは従来仕様の低書換可能回数のROMとして使用する
ことができる。すなわち、要求される書換可能回数が多
様な用途に対して一つの半導体記憶装置10で対応でき
る、という利点がある。
As a modification of the setting and rewriting control of a plurality of blocks in the memory mat 11, for example, as shown in FIG. 13, some of the plurality of blocks divided into N (J1, J3) are used. Can be excluded from the target of the rewrite control as described above. In this case, the removed part can be used as a ROM of the conventional specification with a low number of rewritable times. In other words, there is an advantage that one semiconductor memory device 10 can handle a variety of applications with a required number of rewritable times.

【0055】また、図14に例示されるように、M×N
個のブロック群を複数持ち、各ブロック群毎に別のアド
レス空間を持つ構成とすることもできる。この場合に
は、多くの書換回数を要し、別々に書換を行う必要のあ
るメモリ領域が複数ある用途に対して、一つの半導体記
憶装置10で対応することができる。
As shown in FIG. 14, M × N
It is also possible to have a configuration having a plurality of block groups and having a different address space for each block group. In this case, one semiconductor memory device 10 can cope with an application requiring a large number of rewrites and having a plurality of memory areas that need to be rewritten separately.

【0056】また、上述の説明では、一例として、書換
動作を一つのブロックを選択して実行する場合を例示し
たが、これに限らず、たとえば図15に例示されるよう
に、各書換動作の各々毎に、一度に任意の数の複数のブ
ロックを選択し、書き換えることを可能とする構成とし
てもよい。この場合には、書換のたび毎にデータサイズ
が異なるような特殊用途に対応することが可能となる。
In the above description, as an example, the case where the rewrite operation is performed by selecting one block is described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. For each of them, an arbitrary number of plural blocks may be selected at a time and may be rewritten. In this case, it is possible to cope with a special use in which the data size is different every time rewriting is performed.

【0057】さらに、図16に例示されるように、書換
時のアクティブブロックの選択時に、ブロックをオーバ
ーラップして指定する構成としてもよい。この場合に
は、ブロックのサイズ未満の小容量のデータの書換にお
ける各ブロックの記憶容量の有効利用が可能になる。
Further, as exemplified in FIG. 16, when an active block is selected at the time of rewriting, a configuration may be adopted in which blocks are overlapped and designated. In this case, it is possible to effectively use the storage capacity of each block in rewriting small-capacity data smaller than the block size.

【0058】また、上述の説明では、読出時には、最近
に書換られたブロックを選択してアクセスする場合を例
に採って説明したが、書換は1ブロックに対して行う
が、読出時は、複数のブロックをアドレス空間に割り当
てる機能を持たせるようにしてもよい。すなわち、メモ
リマット11は不揮発性であるため、現在のアクティブ
ブロック以前に書換られたブロックの各々には、その時
点での書換データが時系列に記憶されているので、書換
動作の履歴を過去に逆上って、任意の時点での書換デー
タを参照する構成としてもよい。たとえば、書き換えて
しまったが、過去のデータに逆上ってアクセスする要求
が生じる用途においてデータの更新履歴の管理を容易に
実現できる。
In the above description, a case has been described in which the most recently rewritten block is selected and accessed at the time of reading. However, rewriting is performed for one block. May be provided with a function of allocating the block to the address space. That is, since the memory mat 11 is non-volatile, each block rewritten before the current active block stores the rewrite data at that time in a time-series manner. Conversely, a configuration in which rewrite data at an arbitrary point is referred to may be adopted. For example, the management of the update history of data can be easily realized in an application that has been rewritten but requires a reverse access to past data.

【0059】また、上述の説明では、単一の半導体記憶
装置10の内部のメモリマット11をブロックに分割し
て仕様する例を示したが、各ブロックとして、単体の不
揮発性半導体メモリチップを使用する構成とすることも
できる。
In the above description, an example is shown in which the memory mat 11 inside the single semiconductor memory device 10 is divided into blocks and specifications are made. However, a single nonvolatile semiconductor memory chip is used as each block. It is also possible to adopt a configuration in which

【0060】すなわち、図17に例示されるように、そ
れ自体が単体のフラッシュメモリ等からなる複数の不揮
発性半導体メモリチップ51と、各チップの書換の有無
を判別するためのフラグビット52と、入出力配線等の
I/Oインタフェース53と、フラグビット52の状態
に基づいて不揮発性半導体メモリチップ51の選択を行
うチップ選択論理54と、全体としての消去回数を計数
する書換回数カウンタ55と、を備えた半導体記憶装置
50としてもよい。
That is, as illustrated in FIG. 17, a plurality of nonvolatile semiconductor memory chips 51 each of which is itself composed of a single flash memory or the like, a flag bit 52 for determining whether or not each chip is rewritten; An I / O interface 53 such as input / output wiring, a chip selection logic 54 for selecting the nonvolatile semiconductor memory chip 51 based on the state of the flag bit 52, a rewrite number counter 55 for counting the number of erase operations as a whole, May be provided as the semiconductor memory device 50 including

【0061】半導体記憶装置50は、これらの各構成要
素を一つのパッケージ内に封止して、アドレス範囲が一
つの不揮発性半導体メモリチップ51の容量分の、あた
かも一つの半導体記憶装置として見せかけることが可能
である。
In the semiconductor memory device 50, these components are sealed in one package so that the address range is as if it were one semiconductor memory device for the capacity of one nonvolatile semiconductor memory chip 51. Is possible.

【0062】そして、チップ選択論理54は、個々の不
揮発性半導体メモリチップ51が本来備えているチップ
セレクト等のインタフェースを用いて、各不揮発性半導
体メモリチップ51を順次選択して書換動作を行わせ、
消去は、個々の不揮発性半導体メモリチップ51が本来
備えている外部からの消去指示を受け付けるインタフェ
ースを用いて、複数の不揮発性半導体メモリチップ51
に一括して指示することで実行する。
Then, the chip selection logic 54 sequentially selects each nonvolatile semiconductor memory chip 51 and performs a rewrite operation by using an interface such as a chip select inherent in each nonvolatile semiconductor memory chip 51. ,
The erasing is performed by using an interface that each nonvolatile semiconductor memory chip 51 originally has and receives an external erase instruction.
It is executed by instructing all at once.

【0063】また、フラグビット52や書換回数カウン
タ55は、専用の不揮発性半導体メモリチップ51を割
り当てて記憶させるようにしてもよい。
The flag bit 52 and the rewrite counter 55 may be stored by allocating a dedicated nonvolatile semiconductor memory chip 51.

【0064】この図17の場合には、殆どの構成要素
を、既存の不揮発性半導体メモリチップを用いて実現で
きるので、書換可能回数の大きな不揮発性半導体メモリ
を、安価に実現できる、という利点がある。
In the case of FIG. 17, since most of the components can be realized by using the existing nonvolatile semiconductor memory chip, there is an advantage that the nonvolatile semiconductor memory having a large number of rewritable times can be realized at low cost. is there.

【0065】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say, there is.

【0066】たとえば、半導体記憶装置の構成は、上述
の実施の形態に例示したものに限定されない。
For example, the configuration of the semiconductor memory device is not limited to the one described in the above embodiment.

【0067】[0067]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.

【0068】本発明の半導体記憶装置の制御方法によれ
ば、既存の書換可能回数の小さな不揮発性の半導体記憶
装置をそのまま用いて、困難を要する大幅な特性・プロ
セス改善を必要とすることなく、より多くの書換可能回
数を実現することができる、という効果が得られる。
According to the method for controlling a semiconductor memory device of the present invention, the existing non-volatile semiconductor memory device having a small number of rewritable times can be used as it is, without the need for a significant and difficult characteristic / process improvement. The effect is obtained that a larger number of rewritable times can be realized.

【0069】また、本発明の半導体記憶装置の制御方法
によれば、書換可能回数の小さな不揮発性の半導体記憶
媒体を用いて、低コストで、より大きな書換可能回数を
実現することができる、という効果が得られる。
According to the method of controlling a semiconductor memory device of the present invention, a larger number of rewritable times can be realized at low cost by using a nonvolatile semiconductor storage medium having a smaller number of rewritable times. The effect is obtained.

【0070】また、本発明の半導体記憶装置の制御方法
によれば、記憶情報の履歴管理を容易に実現することが
できる、という効果が得られる。
Further, according to the method of controlling a semiconductor memory device of the present invention, an effect is obtained that history management of stored information can be easily realized.

【0071】また、本発明の半導体記憶装置の制御方法
によれば、既存の書換可能回数の小さな不揮発性の半導
体記憶装置を、要求される書換可能回数がより高い用途
に転用して可用性を向上させることができる、という効
果が得られる。
According to the method of controlling a semiconductor memory device of the present invention, an existing nonvolatile semiconductor memory device having a small number of rewritable times is diverted to an application requiring a higher required number of rewritable times to improve availability. Can be obtained.

【0072】また、本発明の半導体記憶装置の制御方法
によれば、小記憶容量で書換可能回数の大きな半導体記
憶装置を、安価に実現することができる、という効果が
得られる。
Further, according to the method for controlling a semiconductor memory device of the present invention, there is obtained an effect that a semiconductor memory device having a small storage capacity and a large number of rewritable times can be realized at low cost.

【0073】また、本発明の半導体記憶装置の制御方法
によれば、書換可能回数の小さな不揮発性の半導体記憶
装置を用いて、高い信頼性を維持しつつ書換可能回数の
大きな半導体記憶装置を実現することができる、という
効果が得られる。
According to the method of controlling a semiconductor memory device of the present invention, a semiconductor memory device having a large number of rewritable times while maintaining high reliability is realized by using a nonvolatile semiconductor memory device having a small number of rewritable times. Can be obtained.

【0074】また、本発明の半導体記憶装置の制御方法
によれば、不揮発性の半導体記憶装置が組み込まれる情
報処理システムのコスト低減、さらには、信頼性および
性能の向上を実現することができる、という効果が得ら
れる。
According to the method of controlling a semiconductor memory device of the present invention, it is possible to reduce the cost of an information processing system in which a nonvolatile semiconductor memory device is incorporated, and to improve the reliability and performance. The effect is obtained.

【0075】本発明の半導体記憶装置によれば、既存の
書換可能回数の小さな不揮発性の半導体記憶装置をその
まま用いて、困難を要する大幅な特性・プロセス改善を
必要とすることなく、より多くの書換可能回数を実現す
ることができる、という効果が得られる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, the existing non-volatile semiconductor memory device having a small number of rewritable times can be used as it is, and a large number of difficult characteristics and process improvements are not required. The effect is obtained that the number of times of rewriting can be realized.

【0076】また、本発明の半導体記憶装置によれば、
書換可能回数の小さな不揮発性の半導体記憶媒体を用い
て、低コストで、より大きな書換数を実現することがで
きる、という効果が得られる。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
By using a non-volatile semiconductor storage medium having a small number of rewritable times, it is possible to obtain a large number of rewritable numbers at low cost.

【0077】また、本発明の半導体記憶装置によれば、
記憶情報の履歴管理を容易に実現することができる、と
いう効果が得られる。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
An effect is obtained that history management of stored information can be easily realized.

【0078】また、本発明の半導体記憶装置によれば、
既存の書換可能回数の小さな不揮発性の半導体記憶装置
を、要求される書換可能回数がより高い用途に転用して
可用性を向上させることができる、という効果が得られ
る。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
The effect is obtained that the existing non-volatile semiconductor memory device having a small number of rewritable times can be diverted to an application requiring a higher number of rewritable times to improve availability.

【0079】また、本発明の半導体記憶装置によれば、
小記憶容量で書換可能回数の大きな半導体記憶装置を、
安価に実現することができる、という効果が得られる。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
A semiconductor memory device with a small storage capacity and a large number of rewritable times,
The effect that it can be realized at low cost is obtained.

【0080】また、本発明の半導体記憶装置によれば、
書換可能回数の小さな不揮発性の半導体記憶装置を用い
て、高い信頼性を維持しつつ書換可能回数の大きな半導
体記憶装置を実現することができる、という効果が得ら
れる。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
By using a nonvolatile semiconductor memory device with a small number of rewritable times, it is possible to achieve a semiconductor memory device with a large number of rewritable times while maintaining high reliability.

【0081】また、本発明の半導体記憶装置によれば、
不揮発性の半導体記憶装置が組み込まれる情報処理シス
テムのコスト低減、さらには、信頼性および性能の向上
を実現することができる、という効果が得られる。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
The effect is obtained that the cost of the information processing system in which the nonvolatile semiconductor memory device is incorporated can be reduced, and the reliability and performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の構成の一例を示す
概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a configuration of a semiconductor memory device that implements a method of controlling a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示す
概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an example of an operation of a semiconductor memory device that executes a method of controlling a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention;

【図3】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示す
概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an example of an operation of the semiconductor memory device that performs the method of controlling a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示す
概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example of an operation of the semiconductor memory device that executes the semiconductor memory device control method according to an embodiment of the present invention;

【図5】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示す
概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of the operation of the semiconductor memory device that executes the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図6】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示す
概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example of the operation of the semiconductor memory device that executes the method of controlling a semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図7】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示す
概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an example of an operation of the semiconductor memory device that performs the semiconductor memory device control method according to an embodiment of the present invention;

【図8】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示す
概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an example of an operation of the semiconductor memory device that performs the method of controlling the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention;

【図9】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置の
制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示す
概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating an example of an operation of the semiconductor memory device that performs the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図10】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置
の制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示
す概念図である。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of the operation of the semiconductor memory device that executes the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図11】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置
の制御方法を実施する半導体記憶装置の作用の一例を示
すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of an operation of the semiconductor memory device that executes the semiconductor memory device control method according to an embodiment of the present invention;

【図12】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置
の制御方法を実施する半導体記憶装置の変形例を示す概
念図である。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a modified example of the semiconductor memory device that executes the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図13】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置
の制御方法を実施する半導体記憶装置の変形例を示す概
念図である。
FIG. 13 is a conceptual diagram showing a modified example of the semiconductor memory device that executes the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図14】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置
の制御方法を実施する半導体記憶装置の変形例を示す概
念図である。
FIG. 14 is a conceptual diagram showing a modified example of the semiconductor memory device that executes the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図15】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置
の制御方法を実施する半導体記憶装置の変形例を示す概
念図である。
FIG. 15 is a conceptual diagram showing a modified example of the semiconductor memory device that executes the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図16】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置
の制御方法を実施する半導体記憶装置の変形例を示す概
念図である。
FIG. 16 is a conceptual diagram showing a modified example of the semiconductor memory device that executes the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【図17】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置
の制御方法を実施する半導体記憶装置の変形例を示す概
念図である。
FIG. 17 is a conceptual diagram showing a modified example of the semiconductor memory device that executes the method of controlling the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体記憶装置 11 メモリマット(半導体記憶媒体) 12 Xデコーダ 13 Yデコーダ 14 センスアンプ 15 I/Oインタフェース 16 制御レジスタ 17 電源系 18 書換制御論理(制御論理) 18a ANDゲート 18b マットフル信号 19 フラグビット 20 ブロックデコーダ(制御論理) 20a 書換時選択論理 20a−1 ANDゲート 20b 読出時制御論理(制御論理) 20b−1 ANDゲート 20b−2 インバータ 21 書換回数カウンタ 50 半導体記憶装置 51 不揮発性半導体メモリチップ 52 フラグビット 53 I/Oインタフェース 54 チップ選択論理 55 書換回数カウンタ Reference Signs List 10 semiconductor storage device 11 memory mat (semiconductor storage medium) 12 X decoder 13 Y decoder 14 sense amplifier 15 I / O interface 16 control register 17 power supply system 18 rewrite control logic (control logic) 18a AND gate 18b mat full signal 19 flag bit Reference Signs List 20 block decoder (control logic) 20a rewriting selection logic 20a-1 AND gate 20b readout control logic (control logic) 20b-1 AND gate 20b-2 inverter 21 rewriting number counter 50 semiconductor storage device 51 non-volatile semiconductor memory chip 52 Flag bit 53 I / O interface 54 Chip selection logic 55 Rewrite counter

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不揮発性の半導体記憶媒体の記憶領域を
複数のブロックに論理的または物理的に分割し、個々の
前記ブロックに割り当てられるアドレス空間は一部また
は完全に重複させ、データ書換は、消去済の前記ブロッ
クを選択して実行し、全ての前記ブロックに対して前記
データ書換が完了した後の最初の前記データ書換に先立
って、複数の前記ブロックの消去を行うことを特徴とす
る半導体記憶装置の制御方法。
1. A storage area of a nonvolatile semiconductor storage medium is logically or physically divided into a plurality of blocks, an address space assigned to each block is partially or completely overlapped, and data rewriting is performed. A semiconductor, wherein the erased block is selected and executed, and a plurality of blocks are erased prior to the first data rewrite after the data rewrite is completed for all the blocks. A method for controlling a storage device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置の制御方
法において、個々の前記ブロックに対するデータ書換の
実行の有無を識別するフラグビットを設けるとともに、
前記フラグビットを前記半導体記憶媒体と同一構造のメ
モリセルで構成することを特徴とする半導体記憶装置の
制御方法。
2. A control method for a semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a flag bit for identifying whether or not data rewriting is performed for each of said blocks.
A method of controlling a semiconductor memory device, wherein the flag bit is constituted by a memory cell having the same structure as that of the semiconductor memory medium.
【請求項3】 請求項1記載の半導体記憶装置の制御方
法において、前記半導体記憶媒体における前記消去の実
行回数を計数するカウンタを設けるとともに、前記カウ
ンタを前記半導体記憶媒体と同一構造のメモリセルで構
成することを特徴とする半導体記憶装置の制御方法。
3. The method of controlling a semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a counter for counting the number of times of execution of the erasure in the semiconductor storage medium, wherein the counter is a memory cell having the same structure as the semiconductor storage medium. A method for controlling a semiconductor memory device, comprising:
【請求項4】 請求項1,2または3記載の半導体記憶
装置の制御方法において、前記半導体記憶媒体は、一括
消去型EEPROM(フラッシュメモリ)またはEPR
OMであることを特徴とする半導体記憶装置の制御方
法。
4. The method of controlling a semiconductor storage device according to claim 1, wherein said semiconductor storage medium is a batch erasable EEPROM (flash memory) or an EPR.
A method for controlling a semiconductor memory device, which is an OM.
【請求項5】 請求項1記載の半導体記憶装置の制御方
法において、前記消去時に前記半導体記憶媒体に一様に
設定される特定のビットデータを、個々の前記ブロック
に対するデータ書換の実行の有無を識別するための情報
として用いることを特徴とする半導体記憶装置の制御方
法。
5. The method of controlling a semiconductor memory device according to claim 1, wherein the specific bit data uniformly set in the semiconductor storage medium at the time of the erasing is determined as to whether or not data rewriting is performed for each of the blocks. A method for controlling a semiconductor memory device, wherein the method is used as information for identification.
【請求項6】 請求項1記載の半導体記憶装置の制御方
法において、 複数の前記ブロックの一部を、前記データ書換および前
記消去動作の対象から外し、前記半導体記憶媒体の本来
の仕様で使用する操作、 複数の前記ブロックを、互いに異なるアドレス空間に割
り当てて複数組用意する操作、 前記データ書換の実行に際して、複数の前記ブロックを
選択する操作、 前記データ書換は個々の前記ブロックを単位として実行
し、データ読出時は、複数の前記ブロックのいずれかを
前記アドレス空間に割り当てる操作、 の少なくとも一つの操作を行うことを特徴とする半導体
記憶装置の制御方法。
6. The method of controlling a semiconductor memory device according to claim 1, wherein a part of the plurality of blocks is excluded from a target of the data rewriting and the erasing operation, and is used according to an original specification of the semiconductor storage medium. Operation, an operation of allocating a plurality of the blocks to different address spaces and preparing a plurality of sets, an operation of selecting a plurality of the blocks upon execution of the data rewriting, and executing the data rewriting in units of the individual blocks. And at the time of data reading, an operation of allocating any one of the plurality of blocks to the address space.
【請求項7】 記憶領域が、複数のブロックに論理的ま
たは物理的に分割され、個々の前記ブロックに割り当て
られるアドレス空間は一部または完全に重複する不揮発
性の半導体記憶媒体と、 消去済の前記ブロックを選択してデータ書換を実行し、
全ての前記ブロックに対して前記データ書換が完了した
後の最初の前記データ書換に先立って、複数の前記ブロ
ックの消去動作を行う制御論理と、 を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
7. A nonvolatile semiconductor storage medium in which a storage area is logically or physically divided into a plurality of blocks, and an address space assigned to each of said blocks partially or completely overlaps with a non-volatile semiconductor storage medium. Select the block and execute data rewriting,
A control logic for performing an erase operation on a plurality of blocks prior to the first data rewrite after the data rewrite is completed for all the blocks.
【請求項8】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、 個々の前記ブロックに対するデータ書換の実行の有無を
識別するフラグビット、および前記半導体記憶媒体にお
ける前記消去の実行回数を計数するカウンタの少なくと
も一方を備え、 前記制御論理は、前記フラグビットの参照および更新に
よる消去済の前記ブロックの選択動作、および前記カウ
ンタの参照および更新による前記半導体記憶媒体の消去
回数に基づく書換寿命管理動作、の少なくとも一方を行
うことを特徴とする半導体記憶装置。
8. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein at least one of a flag bit for identifying whether or not data rewriting is performed on each of said blocks and a counter for counting the number of times of erasure performed on said semiconductor storage medium. At least one of an operation of selecting the erased block by referring to and updating the flag bit, and a rewriting life management operation based on the number of erasures of the semiconductor storage medium by referring to and updating the counter. A semiconductor memory device.
【請求項9】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、 前記制御論理は、前記消去時に前記半導体記憶媒体に一
様に設定される特定のビットデータを、個々の前記ブロ
ックに対するデータ書換の実行の有無を識別するための
情報として用いることを特徴とする半導体記憶装置。
9. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein the control logic is configured to execute a data rewrite for each of the blocks by using specific bit data uniformly set in the semiconductor storage medium at the time of the erasing. A semiconductor memory device used as information for identifying presence / absence.
【請求項10】 請求項8記載の半導体記憶装置におい
て、 前記フラグビットおよび前記カウンタは前記半導体記憶
媒体と同一構造のメモリセルで構成されることを特徴と
する半導体記憶装置。
10. The semiconductor memory device according to claim 8, wherein said flag bit and said counter are constituted by memory cells having the same structure as said semiconductor storage medium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020089131A (en) * 2001-05-22 2002-11-29 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 Nonvolatile Data Storage System and Data Storaging Method
US7143237B2 (en) 2002-08-26 2006-11-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Memory card authentication system, memory card host device, memory card, storage area switching method, and storage area switching program
JP2014115959A (en) * 2012-12-12 2014-06-26 Dainippon Printing Co Ltd Ic card, data erasure processing method, and data erasure processing program

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