JP2001084780A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents
不揮発性半導体記憶装置Info
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Abstract
ィー機能を有する不揮発性半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 認証データを記憶するOTP領域9と、
パスワードを記憶するパスワード領域11と、アドレス
信号に含まれるパスワードとパスワード領域11に記憶
されたパスワードとが一致するか否かを判定する判定回
路1と、判定回路1における判定結果に応じてOTP領
域9からのOTPデータの読み出しを制御する出力制御
回路12とを備えた不揮発性半導体記憶装置を提供す
る。
Description
関し、さらに詳しくはセキュリティー機能を有する不揮
発性半導体記憶装置に関するものである。
性半導体記憶装置は、パスワード及びID番号等を記憶
しておくOTP(One Time Program or Protect )領域
を有し、そこにプログラムされたデータは半永久的に書
き換えられないようになっている。これにより、予めO
TP領域にプログラムされたデータが、不正ユーザによ
って別のデバイスの情報に書き換えられる等の不正コピ
ーが防止されている。
書き換えのみが不可能とされ、読み出し動作は全てのユ
ーザに対して可能である。従って、この領域に設定した
データは不正なユーザにとっても読み出すことが可能な
ため、セキュリティーの点で大きな問題がある。そこ
で、ユーザによる上記の不正コピー等を防止するために
は、上記のOTP領域におけるデータを読み出し不可能
とすることが最も効果的と思われるが、一般的にはデー
タの読み出し禁止の方法としてパスワードを用いた方式
が提案されている。この方式は、ユーザが所望のデータ
へアクセスする前にパスワードを入力すると、そのパス
ワードが正しいか否かが装置内部で判断され、パスワー
ドが正しくないと判断された場合には該アクセスが禁止
され、正しいと判断された場合には該アクセスが許可さ
れるというものである。
方式における問題点は、そのパスワードが簡単に解かれ
てしまうことにある。すなわち、例えば8ビットのパス
ワードを設定した場合には、パスワードとしての組み合
わせは256通りしか存在しないため、全ての組み合わ
せを入力し正しいパスワードを知ることは容易である。
ワードを設定しようとすると、回路規模が極端に大きな
半導体記憶装置となってしまう。このように、従来のセ
キュリティー方法を半導体記憶装置に適用しようとする
と、パスワードを複雑にする程回路規模が大きくなって
しまうというトレードオフが生じる問題がある。
を解消するためになされたもので、OTP領域を有する
不揮発性半導体記憶装置において、小規模な回路構成で
ありながら、より効果的なセキュリティー機能を有した
不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。
タを記憶する認証データ記憶部と、パスワードを記憶す
るパスワード記憶部と、アドレス信号に含まれるパスワ
ードとパスワード記憶部に記憶されたパスワードとが一
致するか否かを判定する判定回路と、判定回路における
判定結果に応じて認証データ記憶部からの認証データの
読み出しを制御する出力制御部とを備えた不揮発性半導
体記憶装置を提供することにより達成される。このよう
な手段によれば、パスワードがアドレス信号の一部とし
て構成されるため、回路規模の増大を招くことなく不揮
発性半導体記憶装置のセキュリティー機能を向上させる
ことができる。
アドレス信号に含まれるパスワードとパスワード記憶部
に記憶されたパスワードとが一致すると判定された場合
には、アドレス信号に含まれる認証データ記憶部のアド
レスに応じて読み出された認証データを出力するものと
することができる。また、パスワード記憶部は、認証デ
ータ記憶部とコラムアドレスを共有するものとすること
ができる。このような手段によれば、認証データ記憶部
へのアクセスとパスワードの読み出しを効率良く並列的
に実行できる。また、本発明に係る不揮発性半導体記憶
装置においては、メインメモリ領域をさらに備え、認証
データ記憶部はメインメモリ領域に連設されたメモリセ
ルアレイからなるものとされ、パスワード記憶部は認証
データ記憶部に供給されるコラムアドレスにそれぞれ対
応した複数のパスワードを記憶するものとすることがで
きる。
は、アドレス信号の中で認証データ記憶部へのアクセス
時においては未使用とされる部分に構成されることによ
り、アドレス信号を有効に活用することができる。ま
た、少なくともパスワード記憶部と認証データ記憶部と
は同じメモリセルアレイ構成からなり、パスワード記憶
部に含まれたビット線は判定回路に接続され、認証デー
タ記憶部に含まれたビット線は出力制御部に接続された
ものとすることができる。
体記憶装置を含むシステムを保護するための第二のパス
ワードが記憶されることにより、不揮発性半導体記憶装
置におけるデータの読み書きに際して二重のパスワード
を設定することができる。さらには、出力制御部は、判
定回路によりアドレス信号に含まれるパスワードとパス
ワード記憶部に記憶されたパスワードとが一致しないと
判定された場合には、ダミーデータを出力するものとす
ることができる。
供給するためにランダムデータを発生させるダミーデー
タ生成回路をさらに備えたものとすることができる。こ
のような手段によれば、入力されたパスワードの正誤を
ユーザに対して認識され難くすることができる。
認証モードとしてのOTPモードとを有する本発明の実
施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置について、図面
を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同
一又は相当部分を示す。図1は、本発明の実施の形態に
係る不揮発性半導体記憶装置の構成を示す図である。図
1に示されるように、この不揮発性半導体記憶装置は、
判定回路1と、Xデコーダ3と、デコーダ10と、Yデ
コーダ4と、Yゲート5,6と、メインメモリ領域7
と、OTP領域9と、パスワード領域11と、出力制御
回路12と、ランダムデータ発生回路20とを備える。
〜An+mが入力され、デコーダ10にはOTP制御信
号が入力され、Yデコーダ4にはYアドレスが入力され
る。また、Yゲート5,6はYデコーダ4に接続され、
メインメモリ領域7はXデコーダ3及びYゲート6に接
続される。さらに、OTP領域9はXデコーダ3に接続
されると共にメインメモリ領域7に連設されパスワード
やID番号などのOTPデータを記憶し、パスワード領
域11はデコーダ10に接続されると共にYゲート5に
連設されパスワードを記憶する。また、出力制御回路1
2は判定回路1に接続されYゲート6に連設されると共
にOTP制御信号が供給される。そして、ランダムデー
タ発生回路20はランダムデータを発生させ出力制御回
路12へ供給する。
たOTPデータの書き換えが禁止される。図1に示され
た上記不揮発性半導体記憶装置の動作の概略は、図2の
タイミングチャートを参照しつつ以下のように説明され
る。まず図2(a)に示されるように、OTP制御信号
がロウ(L)レベルのときには通常動作モードで動作
し、XアドレスA0〜An+m及びYアドレスにより指
定されたメインメモリ領域7内のメモリセル(図示して
いない)に対して、所望のデータを読み出し又は書き込
むことができる。
される外部コマンド等によりOTP制御信号がロウレベ
ルからハイレベルになると、不揮発性半導体記憶装置は
ユーザが入力したパスワードが予め記憶されたパスワー
ドと一致するか否かを認証するOTPモードに入る。そ
してこの時、図2(b),(c)に示されるように、ア
ドレス信号(Xアドレス)A0〜An及びYアドレスか
らなるOTPアドレスと、アドレス信号(Xアドレス)
An+1〜An+mからなるパスワードとが同時に入力
される。
信号A0〜AnはXデコーダ3に供給され、Yアドレス
はYデコーダ4に供給される。また、アドレス信号(X
アドレス)An+1〜An+mからなるパスワードは判
定回路1に供給される。なお、アドレス信号(Xアドレ
ス)An+1〜An+mは、通常動作モードにおいては
メインメモリ領域7内のメモリブロック及びロウアドレ
スを指定するものであるが、OTP領域9の記憶容量が
メインメモリ領域に比べ極端に小さいため、OTP領域
9へのアクセス時においては未使用とされる。従って、
本実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置において
は、上記のようにOTP領域9へのアクセス時に未使用
とされるアドレス信号(Xアドレス)An+1〜An+
mが、外部からパスワードを入力するために使用されて
いる。
An及びYアドレスは、通常動作モードにおいてはそれ
ぞれメインメモリ領域7内のメモリセルを指定するロウ
アドレス及びコラムアドレスとして使用されるが、OT
PモードにおいてはOTP領域9内のメモリセルを選択
するために使用される。ここで、上記Yアドレスは、O
TPモードにおいてパスワード領域11から読み出すデ
ータを選択するためのコラムアドレスとしても使用され
る。
ら読み出されたパスワードと外部からパスワードとして
入力されたアドレス信号(Xアドレス)An+1〜An
+mとが比較され、外部から入力されたパスワードが正
しい場合には判定回路1より出力制御回路12にハイレ
ベルの出力制御信号が供給される。この時出力制御回路
12は、図2(d)に示されるように、OTP領域9か
ら読み出されたOTPデータを出力する。
されたパスワードが誤っているため判定回路1よりロウ
レベルの出力制御信号が供給された場合には、図2
(d)に示されるように、ランダムデータ発生回路20
で生成されたランダムデータをダミーデータとして出力
する。図3は、図1に示された不揮発性半導体記憶装置
のYゲート5,6とパスワード領域11、及びOTP領
域9の回路構成を示す図である。なお、この図において
は便宜上メインメモリ領域7が省略されている。
それぞれ、並列接続された(n+1)個のトランジスタ
Trをm組含み、各組において並列接続された(n+
1)個のトランジスタTrのゲートには共に(n+1)
ビットのコラムアドレス(Yアドレス)yd0〜ydn
が供給される。即ち、パスワード領域11とOTP領域
9におけるデータの読み書きにおいては、コラムアドレ
スが共有される。
り、Yゲート5から判定回路1へは後述するmビットの
パスワードQ0〜Qm−1が出力され、Yゲート6から
は出力制御回路12へ後述するmビットのデータD0〜
Dm−1が出力される。また、パスワード領域11は、
以下のOTP領域9と同じ構成のメモリセルアレイから
なるものであって、Yゲート5に含まれた各トランジス
タTrと接地ノードとの間に接続されゲートがワード線
WL_PASSに接続された不揮発性のメモリセルMC
を含む。従って、パスワード領域11に含まれたビット
線BLPはYデコーダ5を介して判定回路1に接続され
る。
れた各トランジスタTrと接地ノードとの間に接続さ
れ、ゲートがワード線WL_OTP0〜WL_OTPx
のいずれか一つに接続された不揮発性のメモリセルMC
を含む。従って図3に示されるように、不揮発性のメモ
リセルMCが接続されたビット線BLは、Yゲート6を
介して出力制御回路12に接続される。
を示す図である。図4に示されるように、判定回路1は
XアドレスAn+1〜An+mのうちのいずれか一ビッ
トの信号と、Yゲート5から出力されたパスワードQ0
〜Qm−1のうち対応するビット信号とを入力する排他
的NOR回路13〜15と、排他的NOR回路13〜1
5より出力された信号及び後述するOTP制御信号とを
入力し、出力制御信号を出力するAND回路16とを含
む。
の構成を示す図である。図5に示されるように、出力制
御回路12は、判定回路1から供給された出力制御信号
とOTP制御信号とを入力する排他的NOR回路17
と、出力ノードNout と、出力ノードNout とYゲート
6との間に接続され排他的NOR回路17から出力され
た信号に応じてオン/オフが制御されるスイッチング素
子SW1と、排他的NOR回路17から供給された信号
を反転させる反転回路INVと、ランダムデータ発生回
路20と出力ノードNout との間に接続され反転回路I
NVから供給された信号に応じてオン/オフが制御され
るスイッチング素子SW2とを含む。なお、上記スイッ
チング素子SW1,SW2は共に、ハイレベルの信号が
供給されることによりオンされ、ロウレベルの信号が供
給されることによりオフされる。
上記不揮発性半導体記憶装置の動作を詳しく説明する。
まず通常動作モードでは、上記のようにXアドレスA0
〜An+m及びYアドレスにより指定されたメインメモ
リ領域7内のメモリセル(図示していない)に対して、
所望のデータを読み出し又は書き込むことができる。
御信号がロウレベルとされるため、図4に示されたAN
D回路16から出力される出力制御信号もロウレベルと
される。従って、図5に示された排他的OR回路17の
出力信号は通常動作モードにおいてハイ(H)レベルと
なるためスイッチング素子SW1は常時オン状態とさ
れ、Yゲート6で選択されたデータD0〜Dm−1が出
力ノードNout より出力される。なお、この時スイッチ
ング素子SW2は常時オフ状態とされる。
6へOTP制御信号が供給されるため、OTP制御信号
がロウレベルからハイレベルにされるOTPモードで
は、判定回路1がイネーブル状態とされる。また、この
時パスワード領域11に含まれたワード線WL_PAS
Sはデータの読み出しが可能なレベルまで昇圧される。
そして、このモードに入った後には、アドレス信号(X
アドレス)A0〜An及びYアドレスからなるOTPア
ドレスと、アドレス信号(Xアドレス)An+1〜An
+mからなるパスワードとが同時に入力される。ここ
で、アドレス信号A0〜AnはXデコーダ3に供給さ
れ、YアドレスはYデコーダ4に供給される。また、ア
ドレス信号(Xアドレス)An+1〜An+mからなる
パスワードは判定回路1に供給される。
においてパスワード領域11から読み出すデータを選択
するためのコラムアドレスとしても使用されるため、例
えば図3において、信号yd1がハイレベルとなりOT
P領域9内のメモリセルMC1が選択されると、パスワ
ード領域11内で同列に配置されたメモリセルMC1も
同時に選択されることになる。このようにして、OTP
領域9からはmビットのデータD0〜Dm−1がOTP
データとして出力制御回路12へ出力され、パスワード
領域11からはmビットのパスワードQ0〜Qm−1が
判定回路1へ読み出される。
発性のメモリセルMCは、外部から供給されるコラムア
ドレスごとに、対応するパスワードを予め記憶するた
め、チップ面積の増大を招来することなく大量のパスワ
ードデータが格納される。そして、図4に示された判定
回路1において、上記のようにパスワード領域11から
読み出されたmビットのパスワードQ0〜Qm−1と、
外部からパスワードとして入力されたアドレス信号(X
アドレス)An+1〜An+mとが比較される。
ットからなるパスワードQ0〜Qm−1とアドレス信号
(Xアドレス)An+1〜An+mとは、排他的NOR
回路13〜15において、対応するビット毎にデータが
一致するか否か判定され、全ビットのデータがそれぞれ
一致した時だけAND回路16よりハイレベルの出力制
御信号が出力制御回路12へ供給される。
力されたパスワードが正しいため判定回路1よりハイレ
ベルの出力制御信号が供給された場合には、図5に示さ
れた排他的NOR回路17の出力信号がハイレベルとな
りスイッチング素子SW1がオンするため、図2(d)
に示されるように、OTP領域9から読み出されたデー
タD0〜Dm−1を出力する。
っているため判定回路1よりロウレベルの出力制御信号
が供給された場合には、図5に示された排他的NOR回
路17の出力信号がロウレベルとなって、スイッチング
素子SW1がオフすると共にスイッチング素子SW2が
オンするため、図2(d)に示されるように、OTP領
域9から読み出された正規のデータD0〜Dm−1とは
異なりランダムデータ発生回路20で生成されたランダ
ムデータをダミーデータとして出力する。
置を含むシステムに対する不正アクセスを防止するた
め、以下のような構成をとることもできる。すなわち、
不揮発性半導体記憶装置を不正アクセスから保護するた
めのパスワードをパスワード領域11に記憶させておく
ことに加えて、OTP領域9に上記システムを不正アク
セスから保護するための第二のパスワ−ドを記憶させて
おく。このようなシステムにおいては、まずユーザは入
力するパスワードを、不揮発性半導体記憶装置のパスワ
ード領域11に記憶されているパスワードと一致させる
必要がある。そして、ユーザが入力したパスワードとパ
スワード領域11に記憶されているパスワードとが一致
すれば、OTP領域9に記憶されている第二のパスワー
ドが不揮発性半導体記憶装置から該システム内に出力さ
れる。
ードと一致するパスワードを該システムへ入力する必要
があり、入力したパスワードと第二のパスワードとが一
致した場合に初めて、上記システムに対するアクセスが
許可されることになる。従って以上のような構成によれ
ば、不揮発性半導体記憶装置を含むシステムに、二重の
パスワードを設定することができる。
体記憶装置によれば、OTPモードで未使用とされるア
ドレス信号の一部をパスワードの入力に利用することに
より、回路規模を大きくすることなくセキュリティー機
能を向上させることができる。そしてさらには、外部か
ら入力されたパスワードが誤っている場合にダミーデー
タを出力するため、不正ユーザにとってはその出力され
たデータの正当性を認識することができない。従って、
自ら入力したパスワードの正誤の判断における困難性を
増大させることができるため、本実施の形態に係る不揮
発性半導体記憶装置は、このような点からもセキュリテ
ィー機能の向上が図られる。
タ記憶部を有する不揮発性半導体記憶装置において、回
路規模を増大することなくセキュリティー機能を向上さ
せた不揮発性半導体記憶装置を提供することができる。
また、アドレス信号のうち認証データ記憶部へのアクセ
ス時には使用されない部分をパスワード入力に活用する
ことにより、回路構成を複雑化することなくセキュリテ
ィー機能の向上を図ることができる。
記憶装置を含むシステムを保護するための第二のパスワ
ードを記憶することとすれば、不揮発性半導体記憶装置
におけるデータの読み書きに際し二重のパスワードを設
定することができるため、上記システムのセキュリティ
ー機能を改善することができる。また、出力制御部は、
判定回路においてパスワード記憶部から読み出されたパ
スワードとアドレス信号に含まれるパスワ―ドとが一致
しないと判定された場合には、ダミーデータを出力する
こととするため、入力されたパスワードの正誤をユーザ
に対して認識され難くすることができ、セキュリティー
機能をさらに向上させることができる。
装置の構成を示す図である。
イミングチャートである。
ートとパスワード領域、及びOTP領域の回路構成を示
す図である。
る。
ある。
Claims (10)
- 【請求項1】 認証データを記憶する認証データ記憶部
と、 パスワードを記憶するパスワード記憶部と、 アドレス信号に含まれるパスワードと前記パスワード記
憶部に記憶されたパスワードとが一致するか否かを判定
する判定回路と、 判定回路における判定結果に応じて前記認証データ記憶
部からの認証データの読み出しを制御する出力制御部と
を備えた不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記出力制御部は、前記判定回路によっ
て前記アドレス信号に含まれるパスワードと前記パスワ
ード記憶部に記憶されたパスワードとが一致すると判定
された場合には、前記アドレス信号に含まれる前記認証
データ記憶部のアドレスに応じて読み出された認証デー
タを出力する請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
置。 - 【請求項3】 前記パスワード記憶部は、前記認証デー
タ記憶部とコラムアドレスを共有する請求項1に記載の
不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項4】 メインメモリ領域をさらに備え、前記認
証データ記憶部は前記メインメモリ領域に連設されたメ
モリセルアレイからなる請求項1に記載の不揮発性半導
体記憶装置。 - 【請求項5】 前記パスワード記憶部は前記認証データ
記憶部に供給されるコラムアドレスにそれぞれ対応した
複数のパスワードを記憶する請求項1に記載の不揮発性
半導体記憶装置。 - 【請求項6】 前記アドレス信号に含まれるパスワード
は、前記アドレス信号の中で前記認証データ記憶部への
アクセス時においては未使用とされる部分に構成される
請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項7】 少なくとも前記パスワード記憶部と前記
認証データ記憶部とは同じメモリセルアレイ構成からな
り、前記パスワード記憶部に含まれたビット線は前記判
定回路に接続され、前記認証データ記憶部に含まれたビ
ット線は前記出力制御部に接続された請求項1に記載の
不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項8】 前記認証データ記憶部に、前記不揮発性
半導体記憶装置を含むシステムを保護するための第二の
パスワードが記憶された請求項1に記載の不揮発性半導
体記憶装置。 - 【請求項9】 前記出力制御部は、前記判定回路により
前記アドレス信号に含まれるパスワードと前記パスワー
ド記憶部に記憶されたパスワードとが一致しないと判定
された場合には、ダミーデータを出力する請求項1に記
載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項10】 前記ダミーデータとして前記出力制御
部へ供給するためにランダムデータを発生させるダミー
データ生成回路をさらに備えた請求項9に記載の不揮発
性半導体記憶装置。
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