JP2001265664A - フラッシュメモリを記憶媒体とした半導体ディスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ブロック単位で書換えを行なうフラッシュメモ
リを記憶媒体とした半導体ディスクにおいて、少なくと
もファイルデータを記憶するデータメモリの他に前記デ
ータメモリのエラーとなったブロックを代替する代替メ
モリと、データメモリのエラー情報を記憶するエラーメ
モリとデータメモリと代替メモリとエラーメモリの読み
だし及び書き込み、消去を行なうメモリコントローラを
備えた半導体ディスク。 【効果】フラッシュメモリの書き込みエラーを救済でき
るので半導体ディスクの寿命を延ばすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】フラッシュメモリを記憶媒体とし
た半導体ディスクに係り、特に、長寿命化を図る方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ディスクの媒体として、Ｄ
ＲＡＭ、ＳＲＡＭが用いられている。ＤＲＡＭまたはＳ
ＲＡＭを用いた半導体ディスクは磁気ディスクに比べて
高速であり、また小型化が容易である。しかしながら、
ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭとも揮発メモリでありバッテリーバ
ックアップが必要であること、ＤＲＡＭはメモリリフレ
ッシュが必要なため制御が複雑になること、またＳＲＡ
Ｍは低消費電力であるが高価であることから一般には普
及していない。しかしながらフラッシュメモリを半導体
ディスクの記憶媒体に使用した場合、不揮発メモリなの
でバッテリーバックアップが不要であること、また構造
が簡単なのでチップ面積がＤＲＡＭよりも小さくできる
ので大量生産に向き安価にできることから半導体ディス
クの記憶媒体として期待されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】フラッシュメモリはデ
ータの読み出しはＤＲＡＭやＳＲＡＭと同様にバイトや
ワード単位のように小さいデータ単位で読み出し可能で
あるが、書き込みは書換え回数に制限があるため、書換
え単位を５１２バイトのようなブロック単位とし書換え
回数の削減を行なっている。

【０００４】また、構造上書換えの前にデータの消去が
必要である。そのためフラッシュメモリには消去などの
コマンド処理機能を設けているものもある。

【０００５】しかし、フラッシュメモリを半導体ディス
クの記憶媒体に用いる場合に最も問題となるのは書換え
回数の制限である。例えば、ディレクトリーやＦＡＴ領
域のような領域は他の領域に比べて書換え回数が多いの
で、ディレクトリーやＦＡＴ領域に使用されるフラッシ
ュメモリの特定のブロックのみフラッシュメモリの書換
え回数の制限を越える可能性が高い。従って、特定のブ
ロックのみ異常となっただけで、半導体ディスク全てが
使用できなくなり、信頼性が低い。

【０００６】本発明の目的はフラッシュメモリを記憶媒
体とした半導体ディスクにおいて、半導体ディスクの寿
命をのばすことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、フラッシュメモリを記憶媒体とした半導体ディスク
において、上記フラッシュメモリは、データを記憶する
データメモリ領域と、上記データメモリのエラーとなっ
た領域を代替する代替メモリ領域と、上記データメモリ
のうちエラーとなったデータメモリの代替メモリのアド
レスをエラー情報として有するエラーメモリ領域とを有
し、上記データメモリ領域と代替メモリ領域とエラーメ
モリ領域への読み出し及び書き込みを行なうメモリコン
トローラを有することとしたものである。

【０００８】

【作用】フラッシュメモリを記憶媒体とした半導体ディ
スクにおいて、メモリコントローラはエラーメモリ領域
のエラー情報を読み取る。次に、エラー情報により、デ
ータメモリ領域が正常なときはデータメモリ領域、異常
なときは代替メモリ領域へ読みだしまたは書き込みを行
う。書き込み時において、エラーが発生した場合は、代
替メモリ領域の空き領域を捜し、空き領域へデータを書
き込むと共に、エラーの合ったメモリ領域のエラー情報
を更新する。

【０００９】

【実施例】図１に本発明の一実施例の構成図を示す。図
１において１は半導体ディスクでホストシステム２のホ
ストバス３に接続する。半導体ディスク１はマイコン
４、メモリコントローラ５、バッファメモリ６、エラー
メモリ７、データメモリ８からなる。バッファメモリ６
はデータメモリ８とエラーメモリ７に書き込むデータ、
または読み出したデータを一時記憶しておくメモリで読
み書きが容易なＳＲＡＭを用いる。データメモリ８は２
Ｍバイトのフラッシュメモリを１６個持ちいる。従っ
て、半導体ディスクの記憶容量は３２Ｍバイトである。
エラーメモリ７は５１２ｋバイトのフラッシュメモリを
用い、データメモリ８のエラー情報とエラーの発生した
データメモリ８のブロックのデータを記憶する。データ
メモリ８とエラーメモリ７はどちらも５１２バイト単位
のブロックで書き込みを行なうものとする。マイコン４
はホストバス３からの命令を受け取り、この命令に従っ
てメモリコントローラ５を制御する。メモリコントロー
ラ５はバッファメモリ６、エラーメモリ７、データメモ
リ８の読み出し、書き込みをアドレス９、データ１０、
制御信号１１を用いて制御する。また、エラーメモリ７
とデータメモリ８は消去も必要なのでこれも制御する。

【００１０】図２にエラーメモリ７のメモリマップの例
を示す。領域はエラー情報領域７１、使用情報領域７
２、代替メモリ領域７３の３つの領域からなる。これら
の領域は書き込みのブロック境界に合わせて分ける必要
がある。エラー情報領域７１はデータメモリ８の各ブロ
ックに対応するエラー情報を記憶する領域で、エラー情
報はブロックにエラーがない場合はＦＦＦＦｈで表し、
エラーの場合は代替する代替メモリのブロック番号を表
す。使用情報領域７２は代替メモリ領域７３の各代替ブ
ロックに対応する使用情報を記憶する領域である。使用
情報は各代替ブロックに対し、１ビット割り当てる。代
替ブロックを代替として使用している場合は１、使用し
ていない場合は０で表す。この領域の０のビットを捜す
ことにより代替メモリ領域７３の空きブロックを見つけ
ることができる。代替メモリ領域７３はデータメモリ８
のエラーとなったブロックを代替する領域で、データメ
モリ８と同様な５１２バイトのブロックで構成し、それ
ぞれのブロックに対し２００００ｈ番地から順番に代替
ブロックの番号をつけるものとする。

【００１１】次に本例の半導体ディスク１の動作につい
て説明する。最初にホストバス３からファイルデータの
読み出し命令を受けたとする。この場合、まずマイコン
４はこの命令を処理するが命令の与えられ方によって制
御内容も異なってくる。例えば、読み出しを行なうファ
イルデータのアロケーション情報を磁気ディスクなどと
同様にセクタ番号やトラック番号で与えられた場合には
これをデータメモリ８の物理アドレスに変換する必要が
ある。本例では簡単化のため、ホストバス３からのアロ
ケーション情報はデータメモリ８のブロック番号とす
る。ブロック番号は物理アドレスの上位ビットに相当す
る。マイコン４の読み出し時の処理手順を図３に示す。
まず１００においてホストバス３から与えられたブロッ
ク番号のエラー情報をエラーメモリ７のエラー情報領域
７１から読みとる。例えばブロック１を読み出す場合は
エラーメモリ７の００００２ｈ番地、ブロック２は００
００４ｈ番地のエラー情報を読みとる。次に１０１にお
いて読みとったエラー情報からブロックが正常かどうか
チェックする。ブロック１の読み出しの場合、エラー情
報はＦＦＦＦｈなのでブロック１は正常であり、ブロッ
ク２の場合エラー情報は００００ｈなので異常であるこ
とがわかる。ブロック１のように正常な場合は１０２に
おいてデータメモリ８のブロック１から５１２バイトの
データを読みとり、ホストバス３へ転送する。ブロック
２のように異常なブロックの場合は１０３においてエラ
ー情報の００００ｈが表す代替メモリ領域７３の代替ブ
ロック０から５１２バイトのデータを読みとり、ホスト
バス３へ転送する。ここでエラーメモリ７とデータメモ
リ８の読み出し及びホストバス３へのデータ転送はメモ
リコントローラ５がマイコンの制御を受けて行なう。こ
のようにファイルデータを読みとる動作は、目的のブロ
ックを読み出す前にエラー情報を読みとり、目的のブロ
ックが正常かどうかチェックする。正常な場合はデータ
メモリ８のブロック、異常な場合は代替メモリ領域７３
の代替ブロックを読みとる。

【００１２】次にホストバス３からファイルデータの書
き込み命令を受けた場合について説明する。図４に書き
込み時のマイコン４の処理手順を示す。まず、マイコン
４は２００においてホストバス３から与えられるファイ
ルデータをバッファメモリ６へ転送する。これはフラッ
シュメモリへの書き込みが読み出しに比べ時間がかかる
ため、ホストシステム２の待ち時間を軽減させるために
行なう。次に２０１において書き込みを行なうブロック
番号のエラー情報をエラーメモリ７のエラー情報領域７
１から読みとる。読み出し時と同様に２０２においてエ
ラー情報をチェックする。例えば、ブロック１のエラー
情報はＦＦＦＦｈなので正常のブロックであり、ブロッ
ク２のエラー情報は００００ｈなので異常なブロックで
ある。ブロック１へファイルデータを書き込む場合は正
常なブロックへの書き込みなので２０３においてデータ
メモリ８のブロック１のデータを消去し、２０４におい
てバッファメモリ６に記憶してあるファイルデータをデ
ータメモリ８のブロック１へ書き込む。ブロック２への
書き込みの場合はデータメモリ８のブロック２が異常な
ので２０５においてエラー情報の値００００ｈが表す代
替メモリ領域７３の代替ブロック０のデータを消去し、
２０６においてバッファメモリ６のファイルデータを代
替ブロック０へ書き込む。次に２０７においてデータメ
モリ８またはエラーメモリ７への書き込みが正常に行な
われたかどうかチェックする。フラッシュメモリにおい
て書き込みのエラーが発生するのは特定のブロックにの
み書き込みが頻発し、フラッシュメモリの書換え回数の
制限を越えた場合である。２０７のチェックにおいて正
常な書き込みが行なわれていた場合はホストバス３から
のファイルデータ書き込み命令の処理は終了する。一
方、このチェックにおいて書き込みが正常にできなかっ
た場合は２０８の手順によりエラー情報の更新、代替ブ
ロックの割付けを行なう。

【００１３】図５にエラー処理の手順を示す。まず、２
０９においてエラーメモリ７の使用情報領域７２の使用
情報を読みとり、２１０において使用情報から未使用の
代替ブロックを捜す。図２では第０から３ビットが１で
使用中であり、第４ビットすなわち代替ブロック４が未
使用であることがわかる。従って、書き込みエラーの発
生したブロックの代替は代替ブロック４で行なう。よっ
て、２１１において代替ブロック４のデータを消去し、
２１２においてバッファメモリ６のファイルデータを代
替ブロック４に書き込む。次に２１３においてエラー情
報領域７１のうち書き込みエラーの発生したブロックの
エラー情報を記憶してあるブロックをバッファメモリ６
に転送する。そして、２１４においてバッファメモリ６
に記憶したエラー情報を新しいエラー情報に書き換え
る。例えばブロック１の書き込みエラーの場合は０００
０２ｈ番地のＦＦＦＦｈを代替ブロック４のブロック番
号０００４ｈに書き換える。そして、２１５においてエ
ラー情報領域７１の書換えが必要なブロックのデータを
消去し、２１６においてバッファメモリ６のデータを元
のエラー情報領域７１のブロックへ書き込む。また、同
様に２１７において使用情報領域７２のブロックをバッ
ファメモリ６に転送し、２１８において今回新たに代替
として用いる代替ブロックのビットを１に書き換える。
そして２１９において使用情報領域７２のブロックのデ
ータを消去した後、２２０においてバッファメモリ６の
データを使用情報領域７２のブロックへ書き込む。以上
のエラー処理手順でエラーブロックの代替ブロックへの
置き換えと、エラー情報の更新を行なう。

【００１４】また、本例では２０７において書き込みの
チェックのみ行なったが２０３及び２０５の消去の次の
処理において消去が正常に行なわれたかどうかのチェッ
クを加えてもよい。この場合も２０８のエラー処理を行
なう。

【００１５】本例ではエラーメモリ７に代替メモリ領域
７３とエラー情報領域７１を設けたが個別のメモリチッ
プとしてもよい。またこれとは逆にデータメモリ８の中
にエラー情報領域と代替メモリ領域を設けてもよい。こ
の場合の構成図を図６に示す。図６では図１と異なりエ
ラーメモリ７が不要となるのでチップ数の削減が行え
る。

【００１６】図６の実施例のデータメモリ８のメモリマ
ップの例を図７に示す。図７に示すようにデータメモリ
８を初期化情報領域８１、エラー情報領域８２、代替メ
モリ領域８３、データ領域８４の４つの領域に分ける。
代替メモリ領域８３はデータ領域８４のエラーとなった
ブロックを代替する領域で、エラー情報領域８２はデー
タ領域８４の各ブロックのアドレス情報、あるいはデー
タ領域８２のブロックがエラーの場合は代替ブロックの
アドレス情報を記憶する。ここでアドレス情報はデータ
メモリ８の物理アドレスの上位ビットまたは物理ブロッ
ク番号を表す。初期化情報領域８１は代替メモリ領域８
３、及びエラー情報領域８２、データ領域８４の開始ア
ドレスと容量を記憶しておく領域で、未使用の代替メモ
リのアドレス情報も記憶しておく。ユーザは半導体ディ
スクを初期化するときにこの初期化情報領域８１に設定
することで代替メモリ領域８３の大きさを自由に設定で
きる。

【００１７】次に本例の動作について説明する。まず、
ホストバス３から読みだし命令を受けた場合のマイコン
４の処理手順を図８に示す。ホストバス３からはデータ
領域８４のブロック番号を与えるものとする。最初に、
マイコン４は３００においてエラー情報領域８２からエ
ラー情報を読み取る。エラー情報のアドレスは初期化情
報領域８１のエラー情報開始アドレスとホストバス３か
ら与えられるブロック番号から計算して得る。例えば読
みだすブロック番号が０の場合、エラー情報のアドレス
はエラー情報開始アドレス０００１を５１２倍した２０
０ｈの最初のアドレスである。次に３０１において３０
０で読みだしたエラー情報に対応する物理ブロックを読
みだす。読みだすブロック番号が０の場合はエラー情報
が２００ｈなので２００ｈを５１２倍したデータ領域８
４の４０００ｈ番地から読みだす。また読みだすブロッ
ク番号が２の場合エラー情報は１００ｈなので代替メモ
リ領域８３の２０００ｈ番地から読みだす。このように
本例ではエラー情報がそのままデータメモリの物理アド
レスを表すので、図３の実施例と異なり１０１のエラー
チェック処理が不要となるという利点がある。

【００１８】次にホストバス３から書き込み命令を受け
た場合について説明する。図９に書き込み時の処理手順
を示す。まず４００においてバッファメモリ６にホスト
バス３から与えられるデータを書き込む。次に読みだし
時と同様に書き込むブロックのエラー情報をエラー情報
領域８２から読みだす。そして４０２において読みだし
たエラー情報から書き込むブロックの物理アドレスを計
算し、その物理アドレスのブロックのデータを消去す
る。そして４０３においてバッファメモリ６に記憶した
書き込みデータを４０２で計算した物理アドレスが表す
データメモリ８のブロックへ書き込む。次に書き込み４
０４において４０３の書き込みが正常に行なわれたかチ
ェックする。正常な書き込みの場合は書き込み処理は終
了するが正常でなかった場合は４０５のエラー処理を行
なう。エラー処理４０５では書き込みエラーとなったブ
ロックの代替ブロックを確保し、その代替ブロックへ書
き込みデータを転送すると共にエラー情報と初期化情報
を更新する。まず４０６において初期化情報領域８１か
ら代替メモリ未使用アドレスを読み込む。代替メモリ未
使用アドレスの値が新しい代替ブロックのアドレスを表
す。次に４０７において代替メモリ未使用アドレスが表
すブロックのデータを消去する。図７の例では１０４ｈ
を５１２倍した２０８００ｈ番地のブロックを消去す
る。次に４０８においてバッファメモリ６の書き込みデ
ータを２０８ｈ番地のブロックへ書き込む。次に４０９
において書き込みエラーとなったエラー情報のブロック
のデータをエラー情報領域８２から読み取ってバッファ
メモリ６へ転送する。転送したエラー情報は４１０にお
いて新しいエラー情報に更新する。更新は例えばブロッ
ク０への書き込みエラーの場合はブロック０のエラー情
報２００ｈを新しい代替ブロックのアドレス情報１０４
ｈへ書き替える。次に４１１において書替えを行なうエ
ラー情報領域８２のブロックのデータを消去し、４１２
においてバッファメモリ６の更新したエラー情報をエラ
ー情報領域８２の書換えを行なうブロックへ書き込む。
次に初期化情報領域８１の代替ブロック未使用アドレス
の更新を行なうため、まず４１３において初期化情報領
域８１のデータをバッファメモリ６へ転送する。そし
て、４１４において転送した初期化情報のうち代替メモ
リ未使用アドレスの値を１加算する。この値は次回書き
込みエラーが発生した場合に新しい代替ブロックのアド
レス情報となる。次に４１５において初期化情報領域８
１のデータを消去し、４１６においてバッファメモリ６
の更新した初期化情報を初期化情報領域８１へ書き込
む。以上の手順で書き込み及びエラー処理を行なう。

【００１９】また、本例では代替メモリ領域８３とデー
タ領域８４はそれぞれ１領域のみであるが、初期化情報
領域に新たに他のアドレス情報と容量を加えることで複
数の代替メモリ領域８３とデータ領域８４を設けても差
し支えない。

【００２０】この様に、フラッシュメモリを記憶媒体と
した半導体ディスクにおいて、フラッシュメモリの書替
え回数の制限によるエラーを救済できるので半導体ディ
スクの寿命をのばすことができる。

【００２１】次に、図１、２、６、７の実施例における
代替メモリ領域７３、８３とエラー情報領域７１、８２
の容量の決定方法について説明する。

【００２２】まず、代替メモリ領域７３、８３の容量
は、ホストシステム２がもっとも頻繁に書換えを行う領
域、例えばＦＡＴやディレクトリー領域としてデータメ
モリ８のうちいくつのブロック数を用いるかによる。本
例ではデータメモリ８は３２ＭＢのうち、ＦＡＴ及びデ
ィレクトリー領域として１２８ｋＢ用いるとする。この
場合、代替メモリ領域７３、８３に１２８ｋＢの３倍、
３８４ｋＢの容量をとれば、ＦＡＴとディレクトリー領
域がすべてエラーとなっても３回置き替えが可能になる
ため、半導体ディスク１の寿命は４倍になる。

【００２３】従って、代替メモリ領域７３、８３はシリ
コンディスク１の寿命をｎ倍にしたい時、データメモリ
８のうち頻繁に書換えを行う領域の容量のｎ−１倍の容
量を持てばよい。図７の実施例の場合には代替メモリ領
域８３として１２８ｋＢ用いているので寿命は２倍とな
る。一般にはＦＡＴ及びディレクトリー領域のすべてに
おいて書換えが頻繁に行われることはないので寿命は更
に伸びると予想されるが、これは代替メモリ領域７３、
８３の容量の目安と考える。

【００２４】次にエラー情報領域７１、８２の容量につ
いて説明する。図１の実施例の場合は代替メモリ領域７
３の各ブロック番号を記憶する領域をデータメモリ８の
ブロック数分必要である。すなわち、本例では代替メモ
リ領域７３が７６８ブロック（３８４ｋＢ）、データメ
モリ８が６４ｋブロック（３２ＭＢ）あるので、７６８
を表す１０ビットのアドレス情報を６４ｋ個記憶する容
量、８０ｋＢは少なくとも必要である。

【００２５】図７の実施例の場合はエラー情報領域８２
には代替メモリ領域８３またはデータ領域８４のブロッ
ク番号を記憶する領域をデータ領域８４のブロック数分
必要である。本例では代替メモリ領域８３に２５６ブロ
ック、データ領域８４に６５０２４ブロックを与えてい
るので、ブロック番号を表す１６ビットの情報を６５０
２４個分記憶する容量が必要である。

【００２６】使用情報領域７２および初期化情報領域８
１は残りの容量を割り当てる。

【００２７】これら各領域を分けるときはフラッシュメ
モリの書替え単位であるブロック単位で分けると都合が
よい。

【００２８】このように本発明によれば、フラッシュメ
モリの全容量に対し、２％以下の容量をエラー情報領域
７１、８２や代替メモリ領域７３、８３に用いること
で、半導体ディスク１の寿命を２倍以上にすることが可
能である。また、寿命を更に延ばしたいときには代替メ
モリ領域７３、８３の容量を増やせば、その分だけ寿命
が延びる。

【００２９】次に、ホストシステム２と半導体ディスク
１のインターフェースについて補足説明する。ホストシ
ステム２はパーソナルコンピューターやワードプロセッ
サ等の情報処理装置であり、ホストバス３はこれらのホ
ストシステム２が通常、磁気ディスクなどのファイル装
置を接続するバスである。一般的に、磁気ディスクを接
続するホストバス３にはＳＣＳＩやＩＤＥインターフェ
ースがある。本発明の半導体ディスク１も磁気ディスク
と同様にＳＣＳＩやＩＤＥインターフェース等のホスト
バス３に接続すると磁気ディスクなどから半導体ディス
ク１への移行が行いやすい。

【００３０】半導体ディスク１をＳＣＳＩやＩＤＥイン
ターフェースへ接続するには磁気ディスクのインターフ
ェースと同一にする必要がある。そのためにはまず、フ
ラッシュメモリのブロックの大きさを磁気ディスクのセ
クタに対応させる必要がある。本実施例ではブロックサ
イズを５１２バイトとしたが、これは磁気ディスクのセ
クタサイズにあわせたものである。ブロックサイズが磁
気ディスクのセクタサイズよりも小さい場合には複数の
ブロックを１セクタとして用いれば問題ないが、大きい
場合にはブロックをいくつかのセクタサイズに分けて使
用する必要がある。また、磁気ディスクのトラックやヘ
ッドに相当するものはフラッシュメモリを論理的にトラ
ックやヘッドに割り振ればよい。また、各制御レジスタ
や割込みなどのインターフェースを同一にし、ホストバ
ス３から与えられる磁気ディスクの入出力命令で半導体
ディスク１の制御を行うようにする。しかし、磁気ディ
スク特有の命令、例えばモーターの制御などの処理を別
の処理に置き換える必要がある。

【００３１】下記の表１は磁気ディスクへの命令とその
命令に対する磁気ディスクの処理、及び、磁気ディスク
の命令をそのまま半導体ディスク１へ流用した場合の半
導体ディスク１の処理の例を示したものである。

【００３２】

【表１】

【００３３】これはＩＤＥインターフェースの例であ
る。表１においてＮｏ．１およびＮｏ．６はヘッドの移
動命令であるが、半導体ディスク１にはヘッドがないの
でこの処理は行わない。また、フラッシュメモリは磁気
ディスクよりもエラー率が格段に低いためＥＣＣを設け
る必要がない。そのため、Ｒｅａｄ Ｖｅｒｉｆｙ Ｓ
ｅｃｔｏｒ命令は処理を行わない。その他の命令は表１
に示す通りである。

【００３４】また、表１において処理を行わない場合で
も、磁気ディスクで割込みなどを発生する場合は半導体
ディスク１でも同様に割込みを発する。すなわち、ホス
トバス３から見れば磁気ディスクと半導体ディスク１の
区別がないようにインターフェースを取る。

【００３５】以上のように磁気ディスクのインターフェ
ースと半導体ディスク１のインターフェースを同一にす
ることにより、磁気ディスクから半導体ディスク１への
置き換えが容易になる。

【００３６】ＳＣＳＩインターフェースについてもＩＤ
Ｅインターフェースと同様に磁気ディスクと同じインタ
ーフェースにすれば置き換えが容易に行える。しかし、
ＳＣＳＩインターフェースには磁気ディスク以外に光磁
気ディスクなど他の装置の接続が可能なため、ファイル
装置個別の命令体系を持っており、半導体ディスク１も
専用の命令体系を組んだ方がむだな処理もなく、高速化
が行える。但し、基本的には磁気ディスクと同じ命令体
系で、モーター制御コマンドなどがないものである。こ
の場合、フラッシュメモリのブロックサイズは何バイト
でもよく、フラッシュメモリの１ブロックを１セクタと
して処理すればよい。また、図１および図６の実施例で
示したマイコン４の処理、図３、４、５、８、９のフロ
ーチャートの処理はホストシステム２で行ってもよい。

【００３７】また、標準のＩＣカードインターフェース
仕様としてＪＥＩＤＡやＰＣＭＣＩＡがあるが、本発明
の半導体ディスク１をＩＣカード化し、インターフェー
スをＪＥＩＤＡまたはＰＣＭＣＩＡに準拠させて半導体
ファイル１を構築してもよい。この場合、半導体ディス
ク１はＩＯ装置として扱う。

【００３８】磁気ディスクと比較して半導体ディスク１
の有利な点は、表１に示したように半導体ディスク１の
処理は磁気ディスクよりも少なくてすむため、高速化が
行えること、モーターなどのメカ部分がないため、低消
費電力であること、また、振動などに対する耐衝撃性が
あること、また、信頼性が高いのでＥＣＣが必要ないこ
となどがあげられる。

【００３９】また、記憶媒体としてフラッシュメモリを
用いたのは、不揮発性なので電源オフ時にもデータを保
持し、ＳＲＡＭやＤＲＡＭのようにバッテリーによるバ
ックアップが必要ないこと、ＥＥＰＲＯＭに比べて構造
が簡単なので大容量化が容易で、大量生産に向き安価に
できることなどの利点があるからである。

【００４０】また、本発明においては、フラッシュメモ
リは、複数の領域に分けられていて、データを記憶し上
記の領域に対応して設けられた複数のデータメモリ領域
と、エラーとなったデータメモリ領域を代替し上記の領
域に対応して設けられた複数の代替メモリ領域と、デー
タメモリ領域のエラー情報を記憶し上記の領域に対応し
て設けられた複数のエラーメモリ領域と、各領域の開始
アドレスと容量とを記憶する初期化情報領域とを有する
こととしても良い。これによれば、あらたにフラッシュ
メモリを増設し記憶容量を拡張する場合、新規に３種の
メモリ領域を増設すれば、今までのエラーメモリ領域や
データメモリ領域の記憶した内容を変更せずに、増設が
できる。初期化情報領域に拡張したメモリの情報を記憶
するようにすれば良い。

【００４１】また、本発明においては、エラーメモリ領
域は、エラーの発生した代替メモリ領域のエラー情報を
も有することとしても良い。こうすれば、データメモリ
領域のエラーに限らず、一度データメモリ領域を置き換
えた代替メモリ領域にエラーが発生した場合にもさらに
エラーの救済を行うことができる。代替の仕方は、デー
タメモリ領域にエラーが発生した場合と同じようにすれ
ば良い。代替メモリ領域の代替を行うことで、寿命を伸
ばすことができる。

【００４２】また、本発明においては、代替メモリ領域
の容量は、上記データメモリ領域のうち予め定められた
一部の領域であることとしても良い。領域の選択方法と
しては、最も頻繁に書替が行われる領域を選べば良い。
そうすると、少ない代替領域があれば、寿命を飛躍的に
伸ばすことができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明により、フラッシュメモリを記憶
媒体とした半導体ディスクにおいて、半導体ディスクの
寿命をのばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の半導体ディスクおよびホス
トシステムの構成図

【図２】エラーメモリ７のメモリマップの説明図

【図３】読みだし時のマイコン４のフローチャート

【図４】書き込み時のマイコン４のフローチャート

【図５】マイコン４のエラー時のフローチャート

【図６】本発明の他の一実施例の半導体ディスクおよび
ホストシステムの構成図

【図７】本発明の他の実施例のデータメモリ８のメモリ
マップの説明図

【図８】読みだし時の他の実施例のマイコン４のフロー
チャート

【図９】書き込み時の他の実施例のマイコン４のフロー
チャート

【符号の説明】

１．．．半導体ディスク ２．．．ホストシステム ３．．．ホストバス ４．．．マイコン ５．．．メモリコントローラ ６．．．バッファメモリ ７．．．エラーメモリ ８．．．データメモリ ７１．．．エラー情報領域 ７２．．．使用情報領域 ７３．．．代替メモリ領域 ８１．．．初期化情報領域 ８２．．．エラー情報領域 ８３．．．代替メモリ領域 ８４．．．データ領域

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月２７日（２００１．３．２
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 良裕 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所オフィスシステム設計 開発センタ内 (72)発明者 常広 隆司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 古野 毅 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番 株 式会社日立製作所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フラッシュメモリを記憶媒体とした半導体
   ディスクにおいて、 上記フラッシュメモリは、 データを記憶するデータメモリ領域と、 上記データメモリのエラーとなった領域を代替する代替
   メモリ領域と、 上記データメモリのうちエラーとなったデータメモリの
   代替メモリのアドレスをエラー情報として有するエラー
   領域とを有し、 上記データメモリ領域と代替メモリ領域とエラーメモリ
   領域への読みだし及び書き込みを行うメモリコントロー
   ラを有することを特徴とする半導体ディスク。
2. 【請求項２】請求項１記載の半導体ディスクにおいて、 上記エラーメモリ領域は、代替メモリ領域にエラーが発
   生した場合に、エラーの発生した代替メモリ領域のアド
   レスをエラー情報として有することを特徴とする半導体
   ディスク。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の半導体ディスクに
   おいて、 上記エラーメモリ領域は、エラー情報として、代替メモ
   リ領域の使用状況を有することを特徴とする半導体ディ
   スク。
4. 【請求項４】請求項１、２または３記載の半導体ディス
   クを用いたデータの読みだし及び書き込み方法であっ
   て、 エラーメモリ領域のエラー情報を読み取ること、 エラー情報により、データメモリ領域が正常なときはデ
   ータメモリ領域、異常なときは代替メモリへ読みだしま
   たは書き込みを行なうこと、 書き込み時において、エラーが発生した場合は、代替メ
   モリ領域の空き領域を捜し、空き領域へデータを書き込
   むと共に、エラーのあったメモリのエラー領域のエラー
   情報を更新することを特徴とする読みだし及び書き込み
   方法。
5. 【請求項５】フラッシュメモリを記憶媒体とした半導体
   ディスクにおいて、 上記フラッシュメモリへの読みだし及び書き込みを行な
   うメモリコントローラを有し、 上記フラッシュメモリは、 データを記憶するデータメモリ領域と、 エラーとなったデータメモリ領域を代替する代替メモリ
   領域と、 データメモリ領域のエラー情報を記憶するエラーメモリ
   領域と、 各領域の開始アドレスと容量を記憶する初期化情報領域
   とを有することを特徴とする半導体ディスク。
6. 【請求項６】フラッシュメモリを記憶媒体とした半導体
   ディスクにおいて、 上記フラッシュメモリへの読みだし及び書き込みを行な
   うメモリコントローラを有し、 上記フラッシュメモリは、複数の領域に分けられてい
   て、 データを記憶し、上記の領域に対応して設けられた、複
   数のデータメモリ領域と、 エラーとなったデータメモリ領域を代替し、上記の領域
   に対応して設けられた、複数の代替メモリ領域と、 データメモリ領域のエラー情報を記憶し、上記の領域に
   対応して設けられた、複数のエラーメモリ領域と、 各領域の開始アドレスと容量を記憶する初期化情報領域
   とを有することを特徴とする半導体ディスク。
7. 【請求項７】請求項５または６記載の半導体ディスクに
   おいて、 データメモリ領域と代替メモリ領域の容量を可変とした
   ことを特徴とする半導体ディスク。
8. 【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６または７記
   載の半導体ディスクにおいて、 上記エラーメモリ領域は、エラーの発生した代替メモリ
   領域のエラー情報をも有することを特徴とする半導体デ
   ィスク。
9. 【請求項９】フラッシュメモリを記憶媒体とした半導体
   ディスクであって、 磁気ディスクと同一の電気的インタフェースを有し、磁
   気ディスクに対する操作のための電気信号と同一の電気
   信号を受付けることを特徴とする半導体ディスク。
10. 【請求項１０】請求項９記載の、フラッシュメモリを記
    憶媒体とした半導体ディスクにおいて、 外部からの磁気ディスク用の命令を受付ける受付手段
    と、 受付けた上記命令を上記半導体ディスク用の命令に変換
    する変換手段とを有することを特徴とする半導体ディス
    ク。
11. 【請求項１１】フラッシュメモリを記憶媒体とした半導
    体ディスクにおいて、 上記フラッシュメモリの書替え単位であるブロックサイ
    ズと、上記半導体ディスクに接続されるホストシステム
    のファイルの処理単位であるセクタサイズとが同一サイ
    ズであることを特徴とする半導体ディスク。
12. 【請求項１２】請求項１、２、３、４、５、６、７また
    は８記載の半導体ディスクにおいて、 上記代替メモリ領域の容量は、上記データメモリ領域の
    うち予め定められた一部の領域であることを特徴とする
    半導体ディスク。