JP2001051910A - 不揮発メモリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は不揮発メモリ装置に関し、書き換え
の途中で事故が発生しても書き換え直前のデータを保護
することができ、またセクタのデータ書き換えに要する
時間を短縮することができる不揮発メモリ装置を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】 複数のセクタを有する電気的消去、書き
込みが可能でセクタ単位で消去を行なう不揮発メモリ１
と、該不揮発メモリ１にデータの消去、データの書き込
み、データの読み出しを指示し制御を行なう不揮発メモ
リ制御手段２、セクタデータを一時保持するセクタデー
タ一時保持手段３と、どのセクタに有効なデータが記憶
されているかを示すセクタ管理情報を保持するセクタ管
理情報保持手段１０とを有して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は不揮発メモリ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の不揮発メモリ装置には、以下のよ
うなタイプがあった。 電気的消去書き込みが可能で、所定のブロック（以下
セクタという。詳しくはフラッシュメモリへの書き込み
と消去の単位である）単位で消去を行ない、電源切断時
も記憶データが消滅しない不揮発メモリと、該不揮発メ
モリにデータの消去、データの書き込み、データの読み
出しを指示し、制御を行なう不揮発メモリ制御手段を具
備している。

【０００３】そして、データを読み出す時は、データの
内容に応じた特定のセクタからデータを読み出す。ま
た、データを書き換える際は、前記不揮発メモリ制御手
段が書き換え対象データの内容に応じた特定のセクタ
（書き換え対象セクタ）からデータを読み出して、セク
タデータ一時保持手段に格納し、セクタデータ一時保持
手段に格納されたデータの書き換え対象データを更新
し、該書き換え対象セクタを消去した後、該セクタデー
タ一時保持手段内の更新されたセクタデータを前記消去
した書き換え対象セクタに書き込むようになっている。

【０００４】電気的消去書き込みが可能で、所定のブ
ロック（以下セクタという）単位で消去を行ない、電源
切断時も記憶データが消滅しない不揮発メモリと、該不
揮発メモリにデータの消去、データの書き込み、データ
の読み出しを指示し、制御を行なう不揮発メモリ制御手
段と、どのセクタに有効なデータが記憶されているかを
示すセクタ管理情報を保持するセクタ管理情報保持手段
を具備している。

【０００５】そして、前記不揮発メモリは、１つ以上の
書き換え対象セクタ（０個以上の書き換え非対象セク
タ）と、書き換え対象セクタと同数で、かつ、各対象セ
クタと対応付けられた予備セクタを持っている。

【０００６】書き換え対象セクタと、各予備セクタは、
実データ部と、データ検証部からなり、書き換え対象セ
クタの内容を書き換える時は、該書き換え対象セクタに
対応する予備セクタの内容も同様に書き換えて、書き換
え対象セクタとこれに対応する予備セクタの内容を同一
に保ち、書き換え対象セクタのデータ検証部を参照し
て、該書き換え対象セクタが異常と判定された時には、
該書き換え対象セクタに対応する予備セクタの内容を該
書き換え対象セクタにコピーし、予備セクタのデータ検
証部を参照して、該予備セクタが異常と判定された時
は、該予備セクタに対応する書き換え対象セクタの内容
を該予備セクタにコピーするようになっている。

【０００７】図１７は従来技術１の動作説明図である。
１はフラッシュメモリ等よりなる不揮発メモリで、該不
揮発メモリはセクタ０〜セクタ３より構成されている。
２は不揮発メモリ１と接続され、不揮発メモリ１にデー
タの消去、データの書き込み、データの読み出しを指示
し制御を行なう不揮発メモリ制御手段、３はセクタデー
タを一時保持するセクタデータ一時保持手段であり、例
えばＲＡＭで構成されている。

【０００８】ここで、セクタ１の内容の一部を書き換え
る場合、不揮発メモリ制御手段２がセクタ１の内容をＲ
ＡＭ３にコピーする（）。次に、不揮発メモリ制御手
段がセクタ１を消去すると共に、ＲＡＭ３中の書き換え
対象データを書き換える（）。次に、不揮発メモリ制
御手段２はＲＡＭ３の内容をセクタ１に書き込む
（）。この方法の問題点は、との途中で事故があ
ると、セクタ１の内容が消失してしまうという問題があ
る。

【０００９】図１８は従来技術２の検証と復帰の説明図
である。図１７と同一のものは、同一の符号を付して示
す。この実施例では、セクタ０からセクタ３までが全て
予備のセクタを持っていることである。不揮発メモリ制
御手段２は、（ａ）に示すようにセクタ１とセクタ１用
予備セクタのデータ検証部１ｂを調べる（）。なお、
１ａは実データ部である。

【００１０】ここで、データ検証部１ｂの動作を説明す
る。 １．方法１ 消去後の値（例えばＦＦｈ：ｈは１６進数を示す）と異
なる所定のビットパターン（例えば５５ｈ）をセクタ所
定の位置（例えば末尾）に、実データ部を書き込んだ直
後に書き込む。セクタ所定の位置（例えば末尾）が所定
のビットパターン（例えば５５ｈ）であれば、実データ
の書き込みが正常に行われていると判定できる。

【００１１】２．方法２ また、実データ部１ａのチェックサムをセクタ所定の位
置に書き込む。実データ部とチェックサムを読み出し、
矛盾がなければ、実データは正常と判定できる。

【００１２】セクタ１のデータ検証部１ｂが異常で、セ
クタ１用予備セクタのデータ検証部１ｂが正常の時につ
いて考える。不揮発メモリ制御手段２はセクタ１用予備
セクタの内容を（ｂ）に示すようにＲＡＭ３にコピーし
た後、（ｃ）に示すようにセクタ１を消去し、ＲＡＭ３
の内容をセクタ１に書き込む（）。

【００１３】なお、セクタ１のデータ検証部１ｂが正常
で、セクタ１用予備セクタのデータ検証部１ｂが異常の
時、不揮発メモリ制御手段２はセクタ１の内容をＲＡＭ
３にコピーした後、セクタ１用予備セクタを消去し、Ｒ
ＡＭ３の内容をセクタ１用予備セクタに書き込む。

【００１４】セクタ１のデータ検証部１ｂと、セクタ１
用予備セクタのデータ検証部１ｂが共に正常の時には何
もしない。セクタ１のデータ検証部１ｂとセクタ１用予
備セクタのデータ検証部１ｂが共に異常の時には、修正
不能であるが、このような事故は殆ど発生しない。

【００１５】図１９は従来技術２のセクタ書き換えの説
明図である。（ａ）に示すようにセクタ１の内容をＲＡ
Ｍ３にコピーする（）。次に、（ｂ）に示すようにセ
クタ１を消去すると共に、ＲＡＭ３中の書き換え対象デ
ータを書き換える（）。図の１ｋが書き換え部分であ
る。次に、（ｃ）に示すようにＲＡＭ３の内容をセクタ
に書き込む（）。次に、セクタ１用予備セクタを消去
した後、ＲＡＭ３の内容を（ｄ）に示すようにセクタ１
用予備セクタに書き込む（）。

【００１６】この方法の場合には、〜の間に事故が
あっても、書き換え直前のデータがセクタ１又は予備セ
クタの何れかに残り、セクタの検証と復帰処理を行え
ば、書き換え直前の状態に戻すことができる。

【００１７】問題点は、以下の通りである。 １．書き換え対象セクタと同数の予備セクタが必要 ２．同じデータを書き換え対象セクタと予備セクタの両
方に書き込むので、データの書き換えに時間がかかる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術の場合、書
き換え対象セクタの消去開始から更新した内容の書き込
み完了までの間に、操作ミスや停電により電源が切れた
り、ノイズやソフトウェアのバグ等で不揮発メモリ制御
手段２が誤動作した場合、該書き換え対象セクタの内容
が消失してしまい、元に戻すことができない。また、こ
のような問題を解決するために、書き換え対象セクタと
同数の予備セクタを持たせる方法の場合には、多くのセ
クタ（即ちメモリ容量）を必要とし、しかも、同じデー
タを書き換え対象セクタと予備セクタの両方に書き込む
ため、データの書き換えに時間がかかるという問題があ
った。

【００１９】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、書き換えの途中で事故が発生しても書き
換え直前のデータを保護することができ、またセクタの
データ書き換えに要する時間を短縮することができる不
揮発メモリ装置を提供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】（１）前記した課題を解
決する請求項１記載の発明は、複数のセクタを有する電
気的消去、書き込みが可能でセクタ単位で消去を行なう
不揮発メモリと、該不揮発メモリにデータの消去、デー
タの書き込み、データの読み出しを指示し制御を行なう
不揮発メモリ制御手段と、セクタデータを一時保持する
セクタデータ一時保持手段と、どのセクタに有効なデー
タが記憶されているかを示すセクタ管理情報を保持する
セクタ管理情報保持手段とを有することを特徴とする。

【００２１】このように構成すれば、セクタ管理情報保
持手段を参照して予備セクタを決めながらセクタ書き換
えを行なうので、書き換えの途中で事故が発生しても書
き換え直前のデータを保護することができる。また、予
備セクタは少なくとも１つ設けるだけでよいので、書き
換えに要する時間を短縮することができる。

【００２２】（２）請求項２では、前記不揮発メモリ
は、有効なデータを記憶する１つ以上の有効セクタと、
有効なデータを記憶していない少なくとも１つの予備の
セクタから構成され、各有効セクタと各予備セクタは、
セクタ管理部と、実データ部と、データ検証部からな
り、データを読み出す時は不揮発メモリ制御手段が、セ
クタ管理情報保持手段内に保持されているセクタ管理情
報を参照して所望のデータがどのセクタにあるかを判別
して読み出し、データを書き換える際は、不揮発メモリ
制御手段が予備セクタを消去し、それと同時若しくは前
後に、セクタ管理情報保持手段内に保持されているセク
タ管理情報を参照して書き換え対象のデータがどのセク
タにあるかを判別して、該セクタのセクタ管理部と、実
データ部を読み出してセクタデータ一時保持手段に格納
し、セクタデータ一時保持手段に格納した実データ部の
書き換え対象部分を更新すると共に、所定のアルゴリズ
ムに基づいてセクタ管理部の内容を更新し、また所定の
アルゴリズムに基づいてデータ検証部を生成し、該更新
されたセクタデータ一時保持手段内の実データ部とセク
タ管理部とデータ検証部を、前記消去した予備セクタに
書き込むと共に、セクタ管理情報保持手段内のセクタ管
理情報を更新することを特徴とする。

【００２３】このように構成すれば、セクタ管理情報保
持手段を参照して予備セクタを決めながらセクタ書き換
えを行なうので、書き換えの途中で事故が発生しても書
き換え直前のデータを保護することができる。また、予
備セクタは少なくとも１つ設けるだけでよいので、書き
換えに要する時間を短縮することができる。

【００２４】（３）請求項３では、電源投入時には、前
記不揮発メモリ制御手段が全てのセクタのセクタ管理部
とデータ検証部を読み出し、この情報を基にセクタの管
理情報を作成し、セクタ管理情報保持手段に保持するこ
とを特徴とする。

【００２５】このように構成すれば、以後の不揮発メモ
リへのデータの書き換えを誤りなく、行なうことが可能
となる。 （４）請求項４では、各セクタのセクタ管理部は、セク
タが保持するデータの内容を示すセクタ内情報（論理セ
クタ番号）と、該セクタが保持するデータ（論理セク
タ）を書き換えた回数を示す情報とを含むことを特徴と
する。

【００２６】このように構成すれば、再起動時に各セク
タが保持するデータの書き換え回数を用いて、どのセク
タが予備セクタであるかを判別し、セクタ管理情報を生
成することにより、不揮発メモリからのデータの読み出
しと書き込みを誤りなく行なうことが可能となる。

【００２７】（５）請求項５では、各セクタのセクタ管
理部は、セクタが保持するデータの内容を示すセクタ内
情報（論理セクタ番号）と、該セクタが保持するデータ
（論理セクタ）を書き換えた時刻の順序関係を示す書き
換え順序情報とを含むことを特徴とする。

【００２８】このように構成すれば、再起動時に各セク
タが保持するデータの書き換え時刻の順序関係を用い
て、不揮発メモリからのデータの読み出しと書き込みを
誤りなく行なうことが可能となる。

【００２９】（６）請求項６では、各セクタのセクタ管
理部は、セクタが保持するデータの内容を示すセクタ内
容情報（論理セクタ番号）と、全セクタの書き換え時刻
の順序関係を示す、全セクタ書き換え順序情報とを含む
ことを特徴とする。

【００３０】このように構成すれば、再起動時に前記全
セクタ書き換え順序情報に基づき、不揮発メモリからの
データの読み出しと書き込みを誤りなく行なうことが可
能となる。

【００３１】（７）請求項７では、各セクタのセクタ管
理部は、各セクタが保持するデータの内容を示す、全セ
クタ内容情報（論理セクタ番号テーブル）と、全セクタ
の書き換え時刻の順序関係を示す、全セクタ書き換え順
序情報とを含むことを特徴とする。

【００３２】このように構成すれば、再起動時に全セク
タ内容情報と全セクタの時刻の順序関係に基づいて、不
揮発メモリからのデータの読み出しと書き込みを誤りな
く行なうことが可能となる。

【００３３】（８）請求項８では、前記データ検証部
は、所定の特定データを含むことを特徴とする。このよ
うに構成すれば、データ検証部がセクタデータの誤りを
検出することが可能となる。

【００３４】（９）請求項９では、前記データ検証部
は、セクタ管理部とデータ部のチェックサムであること
を特徴とする。このように構成すれば、簡単な計算によ
り、セクタデータの異常を検出することが可能となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明によるデー
タの検証とセクタ管理情報の生成を示す図である。図１
９と同一のものは、同一の符号を付して示す。図におい
て、１は不揮発メモリで、物理セクタ番号と、論理セク
タ番号が付されている。１ａは実データ部、１ｂはデー
タ検証部（チェックサム）である。１ｃは各論理セクタ
の書き換え回数記憶部、１ｄは論理セクタ番号記憶部
で、１ｃと１ｄとでセクタ管理部を構成している。ここ
では、物理セクタと論理セクタが使用されているが、物
理セクタは、実際にどこにアクセスするかを区別するた
めに用いるものであり、論理セクタは、どこにどのよう
な情報が入っているかを区別するための管理情報として
機能するものである。

【００３６】１０は物理セクタと論理セクタの対応関係
を示すセクタ管理情報保持手段であり、どのセクタに有
効なデータが記憶されているかを示すセクタ管理情報を
記憶するものである。該セクタ管理情報保持手段１０と
しては、例えばＲＡＭが用いられる。２は不揮発メモリ
制御手段で、例えばＣＰＵが用いられ、３はセクタデー
タ一時保持手段で、例えばＲＡＭが用いられる。論理セ
クタ番号記憶部１ｄと論理セクタ書き換え回数記憶部１
ｃとでセクタ管理部を構成している。

【００３７】先ず、電源投入による立ち上げ動作につい
て説明する。電源投入時には、不揮発メモリ制御手段２
が、全てのセクタのセクタ管理部とデータ検証部を読み
出し、これら情報を基にセクタ管理情報保持手段１０の
内部構成を作成する。不揮発メモリ１に蓄積されている
セクタ情報（セクタ管理部情報、データ検証部１ｂ）は
電源断時にも記憶されている。従って、電源投入する
と、その内容を読み出すことができる。

【００３８】この実施の形態例によれば、以後の不揮発
メモリ１へのデータの書き換えを誤りなく行なうことが
可能となる。図１に示すように構成されたシステムにお
いて、不揮発メモリ制御手段２は、論理セクタ番号１
ｄ、論理セクタ書き換え回数１ｃ、実データ部１ａのチ
ェックサムを照合し、矛盾がなければ記憶されている論
理セクタ番号を、その物理セクタの論理セクタ番号とす
る。但し、他の物理セクタと同じ論理セクタ番号が付い
ている場合には、論理セクタ書き換え回数記憶部１ｃを
参照して論理セクタ書き換え回数が大きい方を有効とす
る。残った物理セクタ（チェックサムに矛盾があったも
の、又は論理セクタ書き換え回数が小さい方）を予備セ
クタとする。

【００３９】図に示す場合には、物理セクタ３と４が共
に同じ論理セクタ番号３を持っている。この場合には、
書き換え回数が多い方（書き換え回数２０を有するセク
タ）を本来のセクタとして用い、書き換え回数が小さい
方（書き換え回数１９を有するセクタ）を予備セクタと
する。

【００４０】この実施の形態例によれば、各セクタが保
持するデータの書き換え回数を用いて、どのセクタが予
備セクタであるか判別し、セクタ管理情報を生成するこ
とにより、不揮発メモリからのデータの読み出しと、デ
ータの書き込みを誤りなく行なうことが可能となる。

【００４１】図２〜図４は本発明によるデータの書き換
えの説明図である。図１と同一のものは、同一の符号を
付して示す。ここでは、論理セクタ１の内容を書き換え
る場合を例にとって説明する。不揮発メモリ制御手段２
は、セクタ管理情報保持手段１０を参照して、（ａ）に
示すように論理セクタ１を保持する物理セクタ２の全デ
ータをＲＡＭ３へコピーする（）。この時の予備セク
タは、物理セクタ４である。

【００４２】次に、不揮発メモリ制御手段２は、セクタ
管理情報保持手段１０を参照して、予備セクタである物
理セクタ４を（ｂ）に示すように消去すると共に、ＲＡ
Ｍ３中の書き換え対象データを書き換え、論理セクタ書
き換え回数を１つ加算し、チェックサムを生成する
（）。この結果、ＲＡＭ３中の書き換え回数が１２か
ら１３に変化する。

【００４３】次に、ＲＡＭ３中のデータを物理セクタ４
に書き込むと共に、セクタ管理情報の論理セクタ１に対
応する物理セクタ番号と予備セクタに対応する物理セク
タ番号を（ｃ）に示すように入れ換える（）。この結
果、論理セクタ１が予備セクタになる。この時の、予備
セクタの内容は、論理セクタ１の１回前の内容となる。

【００４４】この実施の形態例によれば、〜の処理
中に事故があっても、データの検証とセクタ管理情報の
生成によって、書き換え直前の状態に復帰することがで
きる。また、複数の書き換え対象セクタに対して、１つ
の予備セクタを用意するだけでよい。更に、データ書き
換え時、同じデータを複数のセクタに２度書く必要がな
い。

【００４５】なお、セクタ書き換え回数がオーバフロー
しないように、セクタ書き換え回数の領域を想定する最
大書き換え回数の最大値より十分大きくとる。例えば、
最大書き換え回数を１００万回に設定すれば、２²⁰＞１
００万なので、セクタ書き換え回数の領域を２０ビット
用意すればよい。

【００４６】また、回数の大小関係を循環的に考えるこ
とにする。例えば、セクタ書き換え回数の領域が８ビッ
トの時、０＜１＜２＜３…＜２５５＜０、即ち、２５５
よりも０が大きいと解釈することとし、書き換え回数２
５５の次は０に戻すようにすればよい。

【００４７】また、データ検証部１ｂは、チェックサム
の代わりに、前述した所定のビットパターンを入れるよ
うにしてもよい。この場合、データ検証部の所定の位置
に所定のビットパターンがあれば実データに異常がない
と判定できる。

【００４８】図５は本発明によるデータの検証とセクタ
管理情報の生成の説明図である。図４と同一のものは、
同一の符号を付して示す。図において、５は全セクタの
書き換え通算回数を記憶するセクタ書き換え通算回数記
憶部である。該セクタ書き換え通算回数記憶部５は不揮
発メモリ制御手段２と接続され、不揮発メモリ制御手段
２から出力されたデータを記憶する。その他の構成は、
図４と同じである。このように構成されたシステムの動
作を以下に説明する。

【００４９】不揮発メモリ制御手段２は、セクタの内容
を検証しながら、セクタ管理情報を作成する。即ち、各
セクタについて論理セクタ番号１ｄ、セクタ書き換え通
算回数１ｅ、実データ部１ａのチェックサムを照合し、
矛盾がなければ、記録されている論理セクタ番号をその
物理セクタの論理セクタ番号とする。

【００５０】但し、他の物理セクタと同じ論理セクタ番
号が付いている場合には、セクタ書き換え通算回数が大
きい方を有効とする。残った物理セクタ（前記チェック
サムで矛盾があったもの、又はセクタ書き換え通算回数
が小さい方）を予備セクタとする。

【００５１】チェックサムに矛盾のないセクタ（正常セ
クタ）に記録されているセクタ書き換え通算回数のうち
最大の値（図では物理セクタ３の２０）をセクタ書き換
え回数記憶部５に、現在のセクタ書き換え通算回数とし
て保持する。

【００５２】図６〜図８は本発明のデータの書き換えの
説明図である。図５と同一のものは、同一の符号を付し
て示す。ここでは、論理セクタ１の内容を書き換える場
合を例にとって説明する。

【００５３】このシステムにおいて、セクタ管理情報を
参照して、（ａ）に示すように論理セクタ１を保持する
物理セクタ２の全データをＲＡＭ３にコピーする
（）。ＲＡＭ３には、物理セクタ２の内容がコピーさ
れる。この時のセクタ書き換え回数記憶部５の値は正常
セクタに記録されているセクタ書き換え回数の最大値で
ある２０である。予備セクタは、物理セクタ４である。

【００５４】不揮発メモリ制御手段２は、セクタ管理情
報保持手段１０を参照して、予備セクタである物理セク
タ４を（ｂ）に示すように消去すると共に、ＲＡＭ３中
の書き換え対象データを書き換え、セクタ書き換え通算
回数記憶部５の値を１つ加算して２１にすると共に、そ
の書き換え通算回数をＲＡＭ３中のセクタ書き換え通算
回数格納部にも書き込み、更にチェックサム１ｂを生成
する（）。

【００５５】次に、ＲＡＭ３中のデータを予備セクタで
ある物理セクタ４に書き込むと共に、セクタ管理情報の
論理セクタ１に対応する物理セクタ番号と予備セクタに
対応する物理セクタ番号を（ｃ）に示すように入れ換え
る（）。なお、予備セクタの内容は、論理セクタ１の
１回前の内容である。

【００５６】この発明の実施の形態例の効果は、図２〜
図４に示す実施の形態例と同様である。なお、セクタ書
き換え通算回数がオーバフローしないように、セクタ書
き換え回数の領域を想定する最大書き換え回数の最大値
より十分大きくとる。例えば、最大書き換え回数を１０
０万回に設定すれば、２²⁰＞１００万なので、セクタ書
き換え回数の領域を２０ビット用意すればよい。

【００５７】また、回数の大小関係を循環的に考えるこ
とにする。例えば、セクタ書き換え回数の領域が８ビッ
トの時、０＜１＜２＜３…＜２５５＜０、即ち、２５５
よりも０が大きいと解釈することとし、書き換え回数２
５５の次は０に戻すようにすればよい。

【００５８】また、データ検証部１ｂは、チェックサム
の代わりに、前述した所定のビットパターンを入れるよ
うにしてもよい。図９は本発明によるデータの検証とセ
クタ管理情報の説明図である。この実施の形態例では、
セクタ書き換え回数の代わりに、セクタ管理部が時刻情
報１ｆを記憶するようにしたものである。時刻情報１ｆ
は、書き換え日時と、書き換え時刻と、書き換え秒デー
タより構成されている。６は時計である。

【００５９】このように構成されたシステムにおいて、
不揮発メモリ制御手段２は、セクタの内容を検証しなが
ら、セクタ管理情報を作成する。即ち、各物理セクタに
ついて、論理セクタ番号１ｄ、論理セクタ書き換え時刻
情報１ｆ、実データ部１ａのチェックサムを照合し、矛
盾がなければ記録されている論理セクタ番号を、その物
理セクタの論理セクタ番号とする。但し、他の物理セク
タと同じ論理セクタ番号が付いている場合には、セクタ
書き換え日時が遅い方を有効とする。そして、残った物
理セクタで、チェックサムに矛盾があったもの、又はセ
クタ書き換え日時が早い方を予備セクタとする。

【００６０】図１０〜図１２は本発明によるデータの書
き換えの説明図である。図９と同一のものは、同一の符
号を付して示す。ここでは、論理セクタ１の内容を書き
換える場合について説明する。不揮発メモリ制御手段２
は、セクタ管理情報保持手段１０を参照し、（ａ）に示
すように論理セクタ１を保持する物理セクタ２の全デー
タをＲＡＭ３へコピーする（）。次に、不揮発メモリ
制御手段２は、セクタ管理情報保持手段１０を参照し、
予備セクタである物理セクタ４を（ｂ）に示すように消
去すると共に、ＲＡＭ３中の書き換え対象データを書き
換え、６の時計を参照して、現在の日時をＲＡＭ３中に
書き込み、更にチェックサムを生成する（）。

【００６１】次に、不揮発メモリ制御手段２は、ＲＡＭ
３中のデータを物理セクタ４に書き込むと共に、セクタ
管理情報の論理セクタ１に対応する物理セクタ番号と予
備セクタに対する物理セクタ番号を（ｃ）に示すように
入れ換える（）。なお、予備セクタの内容は、論理セ
クタ１の１回前の内容である。この実施の形態例の効果
は、前述した実施の形態例と同じである。

【００６２】なお、書き換え順序が分かるように、セク
タ書き換え日時の単位を十分細かくする必要がある。例
えば、セクタ１回の書き換えに最低１ｍｓかかるとすれ
ば、記録する日時を１ｍｓ以下の単位で記録すればよ
い。当然、それ以上の精度の時計が必要となる。

【００６３】また、データ検証部１ｂとしては、チェッ
クサムの代わりに所定のビットパターンを使用してもよ
い。以上、説明したように、この実施の形態例によれ
ば、各セクタが保持するデータの書き換え時刻の順序関
係を用いて不揮発メモリへのデータの書き換えを誤りな
く行なうことが可能となる。

【００６４】図１３は、本発明によるデータの検証とセ
クタ管理情報の生成の説明図である。図５と同一のもの
は、同一の符号を付して示す。この実施の形態例では、
セクタ管理情報として、全セクタの書き換え通算回数１
ｅと、全ての論理セクタと物理セクタの対応関係を示す
論理セクタ番号テーブル１ｇが設けられている。その他
の構成は、図５と同じである。

【００６５】このように構成されたシステムにおいて、
不揮発メモリ制御手段２は、各セクタのセクタ書き換え
通算回数１ｅ、論理セクタテーブル１ｇ、実データ部１
ａのチェックサムを照合する。そして、チェックサムに
矛盾のない（即ち正常な）セクタの中で、セクタ書き換
え通算回数の最も大きな値（図では物理セクタ３の２
０）を、セクタ書き換え通算回数記憶部５中に、現在の
セクタ書き換え通算回数として保持する。そして、セク
タ書き換え通算回数の最も大きなセクタ（図の例では物
理セクタ３）に記憶されている論理セクタ番号テーブル
１ｇを読み出し、セクタ管理情報保持手段１０に論理セ
クタ０，１，２，３，予備セクタにそれぞれ対応する物
理セクタ番号として保持する。

【００６６】図１４〜図１６は本発明によるデータ書き
換えの説明図である。論理セクタ１の内容を書き換える
場合、（ａ）に示すようにセクタ管理情報保持手段１０
からセクタ管理情報を参照し、論理セクタ１を保持する
物理セクタ２の全データをＲＡＭ３にコピーする
（）。

【００６７】次に、不揮発メモリ制御手段２は、セクタ
管理情報を参照し、予備セクタである物理セクタ４を
（ｂ）に示すように消去すると共に、ＲＡＭ３中の書き
換え対象データを書き換え、セクタ書き換え通算回数記
憶部５の書き換え回数を１つ加算して２１にすると共
に、その書き換え回数をＲＡＭ３中のセクタ書き換え通
算回数格納部にも書き込む。また、セクタ管理情報の論
理セクタ１に対応する物理セクタ番号と予備セクタに対
応する物理セクタ番号を入れ換え、更新されたセクタ管
理情報の論理セクタ０，１，２，３，予備セクタに対応
する物理セクタ番号をＲＡＭ３の論理セクタ番号テーブ
ル格納部にコピーし、更にチェックサムを生成する
（）。

【００６８】次に、（ｃ）に示すようにＲＡＭ３中のデ
ータを物理セクタ４に書き込む（）。そして、物理セ
クタ２が予備セクタとなる。この予備セクタの内容は、
論理セクタ１の１回前の内容となる。

【００６９】このように構成された実施の形態例の効果
は、前述した他の実施の形態例の場合と同様である。な
お、セクタ書き換え通算回数がオーバフローしないよう
に、セクタ書き換え回数の領域を想定する最大書き換え
回数の最大値より十分大きくとる。例えば、最大書き換
え回数を１００万回に設定すれば、２²⁰＞１００万なの
で、セクタ書き換え回数の領域を２０ビット用意すれば
よい。

【００７０】また、回数の大小関係を循環的に考えるこ
とにする。例えば、セクタ書き換え回数の領域が８ビッ
トの時、０＜１＜２＜３…＜２５５＜０、即ち、２５５
よりも０が大きいと解釈することとし、書き換え回数２
５５の次は０に戻すようにすればよい。

【００７１】また、データ検証部１ｂは、チェックサム
の代わりに、前述した所定のビットパターンを入れるよ
うにしてもよい。また、セクタ書き換え通算回数の代わ
りに、セクタ書き換え日時を使用してもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば以下の効果が得られる。 （１）請求項１記載の発明によれば、複数のセクタを有
する電気的消去、書き込みが可能でセクタ単位で消去を
行なう不揮発メモリと、該不揮発メモリにデータの消
去、データの書き込み、データの読み出しを指示し制御
を行なう不揮発メモリ制御手段と、セクタデータを一時
保持するセクタデータ一時保持手段と、どのセクタに有
効なデータが記憶されているかを示すセクタ管理情報を
保持するセクタ管理情報保持手段とを有することによ
り、セクタ管理情報保持手段を参照して予備セクタを決
めながらセクタ書き換えを行なうので、書き換えの途中
で事故が発生しても書き換え直前のデータを保護するこ
とができる。また、予備セクタは少なくとも１つ設ける
だけでよいので、書き換えに要する時間を短縮すること
ができる。

【００７３】（２）請求項２記載の発明によれば、セク
タ管理情報保持手段を参照して予備セクタを決めながら
セクタ書き換えを行なうので、書き換えの途中で事故が
発生しても書き換え直前のデータを保護することができ
る。また、予備セクタは少なくとも１つ設けるだけでよ
いので、書き換えに要する時間を短縮することができ
る。

【００７４】（３）請求項３記載の発明によれば、電源
投入時には、前記不揮発メモリ制御手段が全てのセクタ
のセクタ管理部とデータ検証部を読み出し、この情報を
基にセクタの管理情報を作成し、セクタ管理情報保持手
段に保持することにより、以後の不揮発メモリからのデ
ータの読み出しと書き換えを誤りなく、行なうことが可
能となる。

【００７５】（４）請求項４記載の発明によれば、各セ
クタのセクタ管理部は、セクタが保持するデータの内容
を示すセクタ内情報（論理セクタ番号）と、該セクタが
保持するデータ（論理セクタ）を書き換えた回数を示す
情報とを含むことにより、各セクタが保持するデータの
書き換え回数を用いて、どのセクタが予備セクタである
かを判別し、セクタ管理情報を生成することにより、不
揮発メモリからのデータの読み出しと書き込みを誤りな
く行なうことが可能となる。

【００７６】（５）請求項５記載の発明によれば、各セ
クタのセクタ管理部は、セクタが保持するデータの内容
を示すセクタ内情報（論理セクタ番号）と、該セクタが
保持するデータ（論理セクタ）を書き換えた時刻の順序
関係を示す書き換え順序情報とを含むことにより、各セ
クタが保持するデータの書き換え時刻の順序関係を用い
て、不揮発メモリからのデータの読み出しと、データの
書き込みを誤りなく行なうことが可能となる。

【００７７】（６）請求項６記載の発明によれば、各セ
クタのセクタ管理部は、セクタが保持するデータの内容
を示すセクタ内容情報（論理セクタ番号）と、全セクタ
の書き換え時刻の順序関係を示す、全セクタ書き換え順
序情報とを含むことにより、前記全セクタ書き換え順序
情報に基づき、不揮発メモリからのデータの読み出しと
データの書き込みを誤りなく行なうことが可能となる。

【００７８】（７）請求項７記載の発明によれば、各セ
クタのセクタ管理部は、各セクタが保持するデータの内
容を示す、全セクタ内容情報（論理セクタ番号テーブ
ル）と、全セクタの書き換え時刻の順序関係を示す、全
セクタ書き換え順序情報とを含むことにより、全セクタ
内容情報と全セクタの時刻の順序関係に基づいて、不揮
発メモリからのデータの読み出しとデータの書き込みを
誤りなく行なうことが可能となる。

【００７９】（８）請求項８記載の発明によれば、前記
データ検証部は、所定の特定データを含むことにより、
データ検証部がセクタデータの誤りを検出することが可
能となる。

【００８０】（９）請求項９記載の発明によれば、前記
データ検証部は、セクタ管理部とデータ部のチェックサ
ムであることにより、簡単な計算により、セクタデータ
の異常を検出することが可能となる。

【００８１】このように、本発明によれば、書き換えの
途中で事故が発生しても書き換え直前のデータを保護す
ることができ、またセクタのデータ書き換えに要する時
間を短縮することができる不揮発メモリ装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるデータの検証とセクタ管理情報の
生成を示す図である。

【図２】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図３】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図４】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図５】本発明によるデータの検証とセクタ管理情報の
生成の説明図である。

【図６】本発明のデータの書き換えの説明図である。

【図７】本発明のデータの書き換えの説明図である。

【図８】本発明のデータの書き換えの説明図である。

【図９】本発明によるデータの検証とセクタ管理情報の
生成の説明図である。

【図１０】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図１１】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図１２】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図１３】本発明によるデータの検証とセクタ管理情報
の生成の説明図である。

【図１４】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図１５】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図１６】本発明によるデータの書き換えの説明図であ
る。

【図１７】従来技術１の動作説明図である。

【図１８】従来技術２の検証と復帰の説明図である。

【図１９】従来技術２のセクタ書き換えの説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 不揮発メモリ １ａ 実データ部 １ｂ データ検証部 １ｃ セクタ書き換え回数記憶部 １ｄ 論理セクタ番号記憶部 ２ 不揮発メモリ制御手段 ３ セクタデータ一時保持手段 １０ セクタ管理情報保持手段

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセクタを有する電気的消去、書き
   込みが可能でセクタ単位で消去を行なう不揮発メモリ
   と、 該不揮発メモリにデータの消去、データの書き込み、デ
   ータの読み出しを指示し制御を行なう不揮発メモリ制御
   手段と、 セクタデータを一時保持するセクタデータ一時保持手段
   と、 どのセクタに有効なデータが記憶されているかを示すセ
   クタ管理情報を保持するセクタ管理情報保持手段とを有
   することを特徴とする不揮発メモリ装置。
2. 【請求項２】 前記不揮発メモリは、有効なデータを記
   憶する１つ以上の有効セクタと、有効なデータを記憶し
   ていない少なくとも１つの予備のセクタから構成され、 各有効セクタと各予備セクタは、セクタ管理部と、実デ
   ータ部と、データ検証部からなり、 データを読み出す時は不揮発メモリ制御手段が、セクタ
   管理情報保持手段内に保持されているセクタ管理情報を
   参照して所望のデータがどのセクタにあるかを判別して
   読み出し、 データを書き換える際は、不揮発メモリ制御手段が予備
   セクタを消去し、 それと同時若しくは前後に、セクタ管理情報保持手段内
   に保持されているセクタ管理情報を参照して書き換え対
   象のデータがどのセクタにあるかを判別して、該セクタ
   のセクタ管理部と、実データ部を読み出してセクタデー
   タ一時保持手段に格納し、 セクタデータ一時保持手段に格納した実データ部の書き
   換え対象部分を更新すると共に、所定のアルゴリズムに
   基づいてセクタ管理部の内容を更新し、また所定のアル
   ゴリズムに基づいてデータ検証部を生成し、 該更新されたセクタデータ一時保持手段内の実データ部
   とセクタ管理部とデータ検証部を、前記消去した予備セ
   クタに書き込むと共に、 セクタ管理情報保持手段内のセクタ管理情報を更新する
   ことを特徴とする請求項１記載の不揮発メモリ装置。
3. 【請求項３】 電源投入時には、前記不揮発メモリ制御
   手段が全てのセクタのセクタ管理部とデータ検証部を読
   み出し、この情報を基にセクタの管理情報を作成し、セ
   クタ管理情報保持手段に保持することを特徴とする請求
   項２記載の不揮発メモリ装置。
4. 【請求項４】 各セクタのセクタ管理部は、 セクタが保持するデータの内容を示すセクタ内情報（論
   理セクタ番号）と、該セクタが保持するデータ（論理セ
   クタ）を書き換えた回数を示す情報とを含むことを特徴
   とする請求項３記載の不揮発メモリ装置。
5. 【請求項５】 各セクタのセクタ管理部は、 セクタが保持するデータの内容を示すセクタ内情報（論
   理セクタ番号）と、該セクタが保持するデータ（論理セ
   クタ）を書き換えた時刻の順序関係を示す書き換え順序
   情報（論理セクタ書き換え順序）とを含むことを特徴と
   する請求項３記載の不揮発メモリ装置。
6. 【請求項６】 各セクタのセクタ管理部は、 セクタが保持するデータの内容を示すセクタ内容情報
   （論理セクタ番号）と、全セクタの書き換え時刻の順序
   関係を示す、全セクタ書き換え順序情報とを含むことを
   特徴とする請求項３記載の不揮発メモリ装置。
7. 【請求項７】 各セクタのセクタ管理部は、 各セクタが保持するデータの内容を示す全セクタ内容情
   報（論理セクタ番号テーブル）と、全セクタの書き換え
   時刻の順序関係を示す、全セクタ書き換え順序情報とを
   含むことを特徴とする請求項３記載の不揮発メモリ装
   置。
8. 【請求項８】 前記データ検証部は、所定の特定データ
   を含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載
   の不揮発メモリ装置。
9. 【請求項９】 前記データ検証部は、セクタ管理部とデ
   ータ部のチェックサムであることを特徴とする請求項１
   乃至７の何れかに記載の不揮発メモリ装置。