JP2003141880A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JP2003141880A
JP2003141880A JP2001337497A JP2001337497A JP2003141880A JP 2003141880 A JP2003141880 A JP 2003141880A JP 2001337497 A JP2001337497 A JP 2001337497A JP 2001337497 A JP2001337497 A JP 2001337497A JP 2003141880 A JP2003141880 A JP 2003141880A
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JP
Japan
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block
information
storage area
semiconductor memory
rewriting
Prior art date
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JP2001337497A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kawabata
学 川端
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor memory device of which reliability about the number of times of rewriting guarantee is improved and in which a substantial lifetime about the number of times of rewriting can be extended by replacing with a spare block being not yet used for a block in which the number of times of guarantee exceeds, in a nonvolatile semiconductor memory which is constituted of a plurality of blocks and in which rewriting of data can be performed with a block unit. SOLUTION: The number of times of rewriting guarantee Na and the number of times of rewriting guarantee Nb of an object block are read out from a rewriting control information storing region 4, when the number of times Nb of rewriting reaches the number of times Na of rewriting guarantee, a spare storing region 3 is retrieved and a block being not yet used is retrieved, when a block being not yet used is detected, block replacement information I (Nx) required for replacing a block is updated, while block replacement is performed. Also, the number of times Nb of rewriting is updated for a block in the spare storing region 3 being block-replaced. When a block being not yet used is not detected, prohibition of rewriting is informed to the outside.

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、不揮発性半導体メ
モリ装置にかかわり、特には、書換え保証回数について
の信頼性の向上を期するとともに、書換え回数に関する
実質的な寿命延長を期するための技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device, and more particularly to a technique for improving the reliability of the guaranteed number of rewrites and for substantially extending the life of the number of rewrites. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のブロック消去可能で冗長救済可能
な不揮発性半導体メモリ装置について、以下に説明す
る。
2. Description of the Related Art A conventional nonvolatile semiconductor memory device capable of block erasing and capable of redundancy repair will be described below.

【0003】図7は従来の不揮発性半導体メモリ装置の
構成を示すブロック図であり、14は不揮発性半導体メ
モリ、15は複数のブロックで構成されブロック消去が
可能な主記憶領域、16は複数のブロックで構成されブ
ロック消去が可能な冗長領域、17はメモリ制御部、1
8はローデコーダ、19はカラムデコーダ、20は消去
信号、21はブロック消去実行時に消去対象となるブロ
ックを示す消去ブロック情報である。
FIG. 7 is a block diagram showing the structure of a conventional non-volatile semiconductor memory device. Reference numeral 14 is a non-volatile semiconductor memory, 15 is a main memory area composed of a plurality of blocks and block erasable, and 16 is a plurality of blocks. A redundant area composed of blocks and capable of block erasing, 17 is a memory control unit, 1
Reference numeral 8 is a row decoder, 19 is a column decoder, 20 is an erase signal, and 21 is erase block information indicating a block to be erased at the time of executing block erase.

【0004】図7に示す従来の構成では、主記憶領域1
5を構成するブロックのいずれかにおいて、出荷前の検
査の段階で欠陥が確認された場合に、欠陥のあった主記
憶領域15のブロックと冗長領域16を構成するブロッ
クのいずれかとの切替操作、すなわち冗長救済が施され
る。
In the conventional configuration shown in FIG. 7, the main storage area 1
When a defect is confirmed in the inspection stage before shipment in any of the blocks forming the block 5, a switching operation between the defective block of the main storage area 15 and any of the blocks forming the redundant area 16 is performed, That is, redundant relief is applied.

【0005】そして、上記のような冗長救済が施されな
かった場合は、冗長領域16のすべてのブロックは、一
切機能することがなく、データの書換えが行われること
もない。
If the above-described redundancy repair is not performed, all the blocks in the redundancy area 16 do not function at all and the data is not rewritten.

【0006】メモリ制御部17に対して外部より消去信
号20と消去ブロック情報21が入力されると、メモリ
制御部17は、冗長救済実施の有無に応じてローデコー
ダ18を制御し、ローデコーダ18によって選択される
不揮発性半導体メモリ14のブロックに対する消去が無
条件で実行される。
When an erase signal 20 and erase block information 21 are input to the memory control unit 17 from the outside, the memory control unit 17 controls the row decoder 18 according to the presence / absence of the redundancy repair, and the row decoder 18 is operated. Erase is unconditionally executed for the block of the nonvolatile semiconductor memory 14 selected by.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
不揮発性半導体メモリ14に対して何回の書換え操作が
行われたかを認知することができないため、不測に書換
え保証回数以上の書換え操作が行われてしまうことが起
り得、もしそうなると、不揮発性半導体メモリ14に記
憶されているデータの信頼性を損なう恐れがあった。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above conventional configuration,
Since it is not possible to recognize how many times the rewriting operation has been performed on the non-volatile semiconductor memory 14, it is possible that the rewriting operation is unexpectedly performed more than the guaranteed number of times of rewriting. The reliability of the data stored in the memory 14 may be impaired.

【0008】また、不揮発性半導体メモリにおいてブロ
ック単位でデータの書換えを行う際、最も多くの回数、
データの書換えが行われたブロックの書換え回数によっ
て不揮発性半導体メモリ全体の書換え回数が制限されて
しまうため、書換え保証回数に到達しないブロックが発
生してしまうことがあり、書換え可能なブロックのすべ
てをそれぞれの書換え回数までの寿命まで活用し切れな
いという課題があった。
When rewriting data in units of blocks in the nonvolatile semiconductor memory, the maximum number of times,
Since the number of rewrites of the entire nonvolatile semiconductor memory is limited by the number of rewrites of the block in which data is rewritten, there are cases where some blocks do not reach the guaranteed number of rewrites, and all rewritable blocks are rewritten. There was a problem that it could not be fully utilized until the life of each rewriting.

【0009】本発明は、上記問題点を解決するもので、
複数のブロックによって構成され、ブロック単位でデー
タの書換えが可能な不揮発性半導体メモリにおいて、書
換え保証回数についての信頼性を向上するとともに、保
証回数を超えたブロックについては、未使用の予備ブロ
ックと置換することで、書換え回数に関する実質的な寿
命延長を図ることができる不揮発性半導体メモリ装置を
提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems.
In a non-volatile semiconductor memory that is composed of multiple blocks and that allows data to be rewritten in block units, improves the reliability of the guaranteed number of rewrites, and replaces blocks that exceed the guaranteed number of times with unused spare blocks. By doing so, it is an object of the present invention to provide a non-volatile semiconductor memory device capable of substantially extending the life of rewriting.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】不揮発性半導体メモリ装
置についての本発明は、次のような手段を講じることに
より、上記の課題を解決する。
The present invention concerning a non-volatile semiconductor memory device solves the above-mentioned problems by taking the following means.

【0011】論理アドレスに対応する複数のブロックに
よって構成されブロック単位でデータの書換えが可能な
主記憶領域と前記主記憶領域の任意のブロックと同一論
理アドレスへの置換が可能な複数のブロックによって構
成されブロック単位でデータの書換えが可能な予備記憶
領域とを有する不揮発性半導体メモリと、前記不揮発性
半導体メモリの書換え保証回数と前記不揮発性半導体メ
モリを構成する各ブロックの書換え回数とブロック置換
情報を不揮発的に記憶する書換え制御情報記憶手段と、
前記不揮発性半導体メモリを構成する各ブロックの書換
え回数をカウントする計数手段と、前記不揮発性半導体
メモリの任意のブロックに消去信号が入力された際に前
記計数手段のカウント値が前記書換え制御情報記憶手段
に記憶されている書換え保証回数に達している場合に該
当ブロックに対する消去不可の判定を行う判定手段と、
前記判定手段が消去不可と判定した場合に前記予備記憶
領域の未使用ブロックを検出しブロック置換実行に必要
なブロック置換情報を更新するとともにブロック置換を
実行するブロック置換制御手段と、前記ブロック置換制
御手段により未使用ブロックが検出されなかった場合に
前記不揮発性半導体メモリが書換え禁止となったことを
外部に通知する通知手段と、前記計数手段のカウント値
と前記ブロック置換情報が更新される度に更新内容に応
じて前記書換え制御情報記憶手段の記憶内容を適時書換
える書換え手段とを具備する。
A main memory area which is composed of a plurality of blocks corresponding to logical addresses and in which data can be rewritten in block units, and a plurality of blocks which can be replaced with the same logical address as an arbitrary block of the main memory area. A nonvolatile semiconductor memory having a spare storage area in which data can be rewritten in block units, a guaranteed number of rewrites of the nonvolatile semiconductor memory, a number of rewrites of each block constituting the nonvolatile semiconductor memory, and block replacement information. Rewriting control information storage means for storing in a non-volatile manner,
Counting means for counting the number of times of rewriting of each block constituting the non-volatile semiconductor memory, and a count value of the counting means when an erase signal is input to any block of the non-volatile semiconductor memory, the rewriting control information storage Determination means for determining whether the block is erasable when the guaranteed number of rewrites stored in the means has been reached,
Block replacement control means for detecting an unused block in the spare storage area and updating block replacement information necessary for executing block replacement and executing block replacement when the determination means determines that the block is not erasable, and the block replacement control Notification means for notifying the outside that the nonvolatile semiconductor memory has been prohibited from being rewritten when the unused block is not detected by the means, and each time the count value of the counting means and the block replacement information are updated. Rewriting means for timely rewriting the stored content of the rewrite control information storage means according to the updated content.

【0012】判定手段は、任意のブロックに対する消去
信号が入力されたとき、書換え制御情報記憶手段からそ
のブロックの書換え回数と不揮発性半導体メモリの書換
え保証回数とを読み出し、書換え回数が書換え保証回数
に達しているか否かを判断し、まだ達していないときに
は、そのブロックの書換えを許容するが、達していると
きには、消去不可を示す情報をブロック置換制御手段に
渡す。
When the erase signal for an arbitrary block is input, the judging means reads the number of rewrites of the block and the guaranteed number of rewrites of the nonvolatile semiconductor memory from the rewrite control information storage means, and the number of rewrites becomes the guaranteed number of rewrites. Whether or not the block has been reached is judged. When it has not been reached yet, rewriting of the block is permitted, but when it is reached, information indicating that erasure is impossible is passed to the block replacement control means.

【0013】ブロック置換制御手段は、不揮発性半導体
メモリにおける予備記憶領域を検索して未使用ブロック
が存在しているか否かをチェックする。未使用ブロック
があれば、書換え手段を介してブロック置換実行に必要
なブロック置換情報を更新するとともに、ブロック置換
を実行する。書換え手段は、そのブロック置換情報につ
いて、主記憶領域のどのブロックが予備記憶領域のどの
ブロックにブロック置換されたかを記録するとともに、
そのブロック置換された予備記憶領域でのブロックにつ
いて書換え回数を更新する。
The block replacement control means searches the spare storage area in the non-volatile semiconductor memory to check whether or not an unused block exists. If there is an unused block, the block replacement information necessary for executing the block replacement is updated via the rewriting means, and the block replacement is executed. The rewriting means records, in the block replacement information, which block in the main storage area is replaced with which block in the auxiliary storage area, and
The number of times of rewriting is updated for the block in the spare storage area in which the block has been replaced.

【0014】一方、ブロック置換制御手段による未使用
ブロックの検出において、未使用ブロックが存在せず検
出されなかった場合には、ブロック置換制御手段は、通
知手段を介して不揮発性半導体メモリに対する書換えが
禁止になったことを外部に通知する。
On the other hand, in the detection of the unused block by the block replacement control means, if the unused block does not exist and is not detected, the block replacement control means rewrites the nonvolatile semiconductor memory via the notification means. Notify outside that it is prohibited.

【0015】以上により、主記憶領域におけるブロック
の書換え回数が書換え保証回数に達したときには、予備
記憶領域の未使用ブロックへのブロック置換に切り換え
るので、その主記憶領域でのブロックにおけるそれ以上
の書換えは抑制され、過剰な書換えを禁止するので、不
揮発性半導体メモリに記憶されているデータの信頼性を
確保することができる。
As described above, when the number of times of rewriting of a block in the main memory area reaches the guaranteed number of times of rewriting, block replacement is switched to an unused block of the spare memory area, so that further rewriting of blocks in the main memory area is performed. Is suppressed and excessive rewriting is prohibited, so that the reliability of the data stored in the nonvolatile semiconductor memory can be ensured.

【0016】また、主記憶領域におけるあるブロックが
書換え保証回数に達した場合に、従来技術のように未使
用ブロックの有無にかかわらず最早ブロック置換が不可
能になってしまうのではなく、予備記憶領域に未使用ブ
ロックが存在している限りは、そのブロック置換を許容
するから、書換え回数について実質的に寿命の延長を実
現することができる。
Further, when a certain block in the main memory area reaches the guaranteed number of rewrites, the block replacement is not impossible anymore regardless of the presence or absence of an unused block as in the prior art, but the spare memory is not used. As long as an unused block exists in the area, the block replacement is allowed, so that the life can be substantially extended with respect to the number of rewrites.

【0017】上記において、前記の書換え制御情報記憶
手段がどこに設けられているかについては、前記の主記
憶領域および前記予備記憶領域を内蔵している不揮発性
半導体メモリの内部において、主記憶領域および予備記
憶領域以外の領域に書換え制御情報記憶手段が設けられ
ていてもよいし、主記憶領域および予備記憶領域が内蔵
されている不揮発性半導体メモリとは別に設けられてい
てもよい。
In the above description, as to where the rewrite control information storage means is provided, the main memory area and the spare memory area are provided inside the nonvolatile semiconductor memory including the main memory area and the spare memory area. The rewrite control information storage means may be provided in an area other than the storage area, or may be provided separately from the nonvolatile semiconductor memory in which the main storage area and the auxiliary storage area are incorporated.

【0018】前者の場合、書換え制御情報記憶手段に対
するアクセスを、主記憶領域、予備記憶領域に対するロ
ーデコーダおよびカラムデコーダを利用して行うことが
できる。
In the former case, the rewrite control information storage means can be accessed by using the row decoder and the column decoder for the main memory area and the spare memory area.

【0019】後者の場合、書換え制御情報記憶手段に対
するアクセスを、不揮発性半導体メモリに対するアクセ
スとは独立した状態で行うことができる。
In the latter case, the rewrite control information storage means can be accessed independently of the access to the non-volatile semiconductor memory.

【0020】また、上記において、好ましい態様は、前
記のブロック置換情報が、主記憶領域を構成する個々の
ブロックにおけるブロック置換の有無を数値によって示
すブロック単位情報を主記憶領域のブロック数と同数保
有することにより構成されていることである。そして、
このブロック単位情報は、初期値の場合にブロック置換
がないことを示し、初期値以外の場合は、その値に応じ
て予備記憶領域のいずれのブロックと置換されるかを示
すものとする。もちろん、このブロック単位情報の初期
値は、ブロック置換時にブロック単位情報に設定され得
る値以外とする。なお、初期値としては、一般的には、
最小値または最大値である。この場合、ブロック置換の
有無を示すブロック単位情報を主記憶領域のブロック毎
に保有するので、ブロック置換情報をシンプルに構成す
ることができる。
Further, in the above-described preferred embodiment, the block replacement information has the same number of block unit information as the number of blocks in the main storage area, which is a numerical value indicating the presence or absence of block replacement in each block constituting the main storage area. It is configured by doing. And
This block unit information indicates that there is no block replacement in the case of the initial value, and if it is other than the initial value, it indicates which block in the spare storage area is to be replaced according to the value. Of course, the initial value of this block unit information is other than the value that can be set in the block unit information at the time of block replacement. As an initial value, generally,
The minimum or maximum value. In this case, since block unit information indicating the presence / absence of block replacement is held for each block in the main storage area, the block replacement information can be simply configured.

【0021】また、上記において、好ましい態様は、前
記のブロック置換制御手段が、ブロック置換情報を構成
する複数の前記ブロック単位情報の中から最新更新ブロ
ック置換情報を検出し、最新更新ブロック置換情報が所
定の値に達していない場合に最新更新ブロック置換情報
に対して特定の値の加算を行うことでブロック置換実行
に必要なブロック置換情報を更新し、最新更新ブロック
置換情報が所定の値に達していた場合に予備記憶領域に
未使用ブロックが存在しないことを判断するように構成
されていることである。このことの意義は、後述する実
施の形態の説明で明かとなる。
Further, in the above-mentioned preferred embodiment, the block replacement control means detects the latest updated block replacement information from among the plurality of block unit information constituting the block replacement information, and the latest updated block replacement information is When the predetermined value has not been reached, the block replacement information necessary for executing the block replacement is updated by adding a specific value to the latest updated block replacement information, and the latest updated block replacement information reaches the predetermined value. In this case, it is configured to judge that there is no unused block in the spare storage area. The significance of this will become clear in the description of the embodiments below.

【0022】また、上記において、好ましい態様は、前
記の最新更新ブロック置換情報について、複数のブロッ
ク単位情報の最小値または最大値であり、最新更新ブロ
ック置換情報を最小値とするときは、前記所定の値に達
していた場合に予備記憶領域に未使用ブロックが存在し
ないことを判断する値は最大値とし、または、最新更新
ブロック置換情報を最大値とするときは、前記所定の値
に達していた場合に予備記憶領域に未使用ブロックが存
在しないことを判断する値は最小値とすることである。
Further, in the above, a preferable mode is the minimum value or the maximum value of a plurality of block unit information with respect to the latest update block replacement information, and when the latest update block replacement information is the minimum value, the predetermined value is set. The maximum value is used to determine that there are no unused blocks in the spare storage area when the value reaches the maximum value, or when the latest update block replacement information is set to the maximum value, the predetermined value is reached. In this case, the minimum value is used to determine that there is no unused block in the spare storage area.

【0023】この場合、ブロック置換情報に基づいてブ
ロック置換を適時実行するため複雑なデコーダを必要と
しないでブロック置換を行うことができる。
In this case, since the block replacement is executed at a proper time based on the block replacement information, the block replacement can be performed without the need for a complicated decoder.

【0024】また、上記において、好ましい態様は、少
なくとも判定手段の動作を停止させることにより、書換
え制御情報記憶手段に記憶されている書換え保証回数に
示される書換え回数制限を受けずに主記憶領域と予備記
憶領域の任意のブロックに対する書換えを可能とする第
2の動作モードを備えることである。
Further, in the above, in a preferable mode, at least the operation of the judging means is stopped so that the main storage area is not restricted by the number of rewrites indicated by the guaranteed number of rewrites stored in the rewrite control information storage means. The second operation mode is to provide rewriting to any block in the spare storage area.

【0025】この場合、書換え制御情報記憶手段を構成
するメモリセルの検査や特性評価を有利に展開すること
ができる。
In this case, the inspection and the characteristic evaluation of the memory cells forming the rewrite control information storage means can be advantageously developed.

【0026】また、上記において、好ましい態様は、外
部から所定の制御信号を入力することで書換え制御情報
記憶手段に記憶されている情報を書換え手段に拠らず直
接書換えることを可能とする第3の動作モードを備える
ことである。
Further, in the above, in a preferred mode, it is possible to directly rewrite the information stored in the rewriting control information storage means by inputting a predetermined control signal from the outside without depending on the rewriting means. 3 operation modes.

【0027】この場合、不揮発性半導体メモリ装置に何
らかの不具合が発生した際に、書換え基準回数情報によ
って指定される書換え回数における制限を緩和し、不具
合発生の原因を調査するための解析を有利に展開するこ
とができる。
In this case, when some trouble occurs in the non-volatile semiconductor memory device, the limit on the number of rewrites designated by the rewrite reference number information is relaxed, and the analysis for investigating the cause of the trouble is advantageously developed. can do.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の不揮発性半導体メ
モリ装置の一実施形態について、図面を参照しながら説
明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0029】図1は本発明の一実施形態における不揮発
性半導体メモリ装置の構成を示すブロック図である。1
はフラッシュEEPROMからなる不揮発性半導体メモ
リ、2は複数のブロックで構成されブロック単位でデー
タの書換えが可能な主記憶領域、3は複数のブロックで
構成されブロック単位でデータの書換えが可能な予備記
憶領域、4は書換え制御情報記憶領域、5は制御部、6
はローデコーダ、7は切替制御部、8は選択回路部、9
はカラムデコーダ、10は主記憶領域2および予備記憶
領域3の任意のブロックを消去するための消去信号、1
1は消去時に消去対象となるブロックを指定するための
消去ブロック情報、12はブロック置換信号、13は不
揮発性半導体メモリ1に対する書き込みもしくは消去実
行時に書き込みもしくは消去が完了したことを制御部5
に通知するための書換え完了信号である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. 1
Is a non-volatile semiconductor memory composed of a flash EEPROM, 2 is a main storage area composed of a plurality of blocks and capable of rewriting data in block units, 3 is a preliminary memory composed of a plurality of blocks and capable of rewriting data in block units Area, 4 is a rewrite control information storage area, 5 is a control unit, 6
Is a row decoder, 7 is a switching control unit, 8 is a selection circuit unit, 9
Is a column decoder, 10 is an erase signal for erasing an arbitrary block of the main memory area 2 and the spare memory area 3, 1
1 is erase block information for designating a block to be erased at the time of erasing, 12 is a block replacement signal, and 13 is a control unit 5 that the writing or erasing is completed when writing or erasing the nonvolatile semiconductor memory 1.
It is a rewriting completion signal for notifying the.

【0030】主記憶領域2を構成する各ブロックは、予
備記憶領域3を構成する各ブロックと同一なメモリセル
アレイ構造をしており、同一論理のブロックアドレスに
置換することが可能である。
Each block forming the main memory area 2 has the same memory cell array structure as each block forming the spare memory area 3, and can be replaced with a block address of the same logic.

【0031】主記憶領域2を構成するブロックと予備記
憶領域3を構成するブロックとの置換は、制御部5より
出力されるブロック置換信号12に従って切替制御部7
が選択回路部8に切替信号を出力し、選択回路部8が接
続先のブロックを切り替えることで実現する。
The replacement of the blocks forming the main storage area 2 with the blocks forming the auxiliary storage area 3 is performed in accordance with the block replacement signal 12 output from the control section 5.
Outputs a switching signal to the selection circuit unit 8, and the selection circuit unit 8 switches the block of the connection destination.

【0032】不揮発性半導体メモリ1のデータの書換え
および読み出し動作において、主記憶領域2の任意のブ
ロックもしくは任意のブロック内に存在するアドレスを
選択するためにローデコーダ6によって活性化された信
号線を、切替制御部7と選択回路部8で選択された信号
線すなわち予備記憶領域3の置換先のブロックに繋がる
信号線に切り替えることで、同一論理のブロックアドレ
スへの置換を行う。
In the data rewriting and reading operations of the non-volatile semiconductor memory 1, a signal line activated by the row decoder 6 for selecting an arbitrary block in the main memory area 2 or an address existing in the arbitrary block is selected. By switching to the signal line selected by the switching control unit 7 and the selection circuit unit 8, that is, the signal line connected to the block to which the spare storage area 3 is to be replaced, the block address of the same logic is replaced.

【0033】したがって、不揮発性半導体メモリ1のデ
ータの書換えおよび読み出し時に、書換えおよび読み出
しの対象となるアドレスを指定するためのアドレスデー
タがローデコーダ6とカラムデコーダ9とでデコードさ
れて不揮発性半導体メモリ1に到達する前に、切替制御
部7と選択回路部8によってブロックの置換を行ってお
く必要がある。
Therefore, at the time of rewriting and reading the data of the non-volatile semiconductor memory 1, the address data for designating the address to be rewritten and read is decoded by the row decoder 6 and the column decoder 9 and the non-volatile semiconductor memory. It is necessary to perform block replacement by the switching control unit 7 and the selection circuit unit 8 before reaching 1.

【0034】そこで、図1に示す不揮発性半導体メモリ
装置に電源が投入されたときに、制御部5はブロック置
換信号12を出力するものとする。ブロック置換信号1
2については後述する。
Therefore, when the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 1 is powered on, the control unit 5 outputs the block replacement signal 12. Block replacement signal 1
2 will be described later.

【0035】図2は本発明の一実施形態における書換え
制御情報記憶領域4の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of the rewrite control information storage area 4 in one embodiment of the present invention.

【0036】41は主記憶領域2と予備記憶領域3とで
構成される不揮発性半導体メモリ1の記憶領域のデータ
の書換え保証回数Naについての情報である書換え基準
回数情報I(Na)を記憶する書換え基準回数記憶領
域、42は主記憶領域2の任意のブロックと予備記憶領
域3の任意のブロックとのブロック置換情報I(Nx)
を記憶するブロック置換情報記憶領域、43は主記憶領
域2と予備記憶領域3を構成する各々のブロックの書換
え実績回数情報I(Nb)を記憶する書換え回数記憶領
域である。
Reference numeral 41 stores rewriting reference count information I (Na) which is information about the guaranteed number of rewriting Na of data in the storage area of the nonvolatile semiconductor memory 1 constituted by the main storage area 2 and the spare storage area 3. Rewriting reference count storage area, 42 is block replacement information I (Nx) between an arbitrary block in the main storage area 2 and an arbitrary block in the auxiliary storage area 3.
Is a block replacement information storage area, and 43 is a rewrite frequency storage area that stores the actual rewrite frequency information I (Nb) of each block constituting the main storage area 2 and the spare storage area 3.

【0037】書換え制御情報記憶領域4は、主記憶領域
2および予備記憶領域3と同一な不揮発性半導体メモリ
1内に設けられているため、図1に示すローデコーダ6
およびカラムデコーダ9によって選択される任意のアド
レスに対するデータの書換えが可能であり、また格納さ
れたデータを不揮発的に記憶することが可能である。
Since the rewrite control information storage area 4 is provided in the same non-volatile semiconductor memory 1 as the main storage area 2 and the spare storage area 3, the row decoder 6 shown in FIG.
The data can be rewritten to any address selected by the column decoder 9 and the stored data can be stored in a non-volatile manner.

【0038】なお、ここでは、書換え制御情報記憶領域
4を不揮発性半導体メモリ1内に設けた場合を例に説明
するが、本発明に示す不揮発性半導体メモリ装置におい
て、書換え制御情報記憶領域4を格納するための不揮発
性半導体メモリを不揮発性半導体メモリ1とは、別途設
けて構成することも可能である。
Here, the case where the rewrite control information storage area 4 is provided in the non-volatile semiconductor memory 1 will be described as an example. However, in the non-volatile semiconductor memory device according to the present invention, the rewrite control information storage area 4 is provided. A non-volatile semiconductor memory for storing may be provided separately from the non-volatile semiconductor memory 1.

【0039】書換え制御情報記憶領域4に格納されるデ
ータは、主記憶領域2および予備記憶領域3に対するデ
ータの書換えを有効にするか否かの判定や、前述した主
記憶領域2の任意のブロックと予備記憶領域3の任意の
ブロックとの置換制御のために用いられる。よって、主
記憶領域2と予備記憶領域3に対するデータの書換え時
や読み出し時の誤動作を防ぐために、不揮発性半導体メ
モリ装置のユーザによる実使用モードでは、原則的に、
書換え制御情報記憶領域4に対する不揮発性半導体メモ
リ装置の外部からの書換え操作を禁止する。
The data stored in the rewrite control information storage area 4 is used to determine whether or not the data rewrite to the main storage area 2 and the spare storage area 3 is valid, and for the above-mentioned arbitrary block of the main storage area 2. It is used for the replacement control of an arbitrary block in the spare storage area 3. Therefore, in order to prevent an erroneous operation at the time of rewriting or reading of data in the main memory area 2 and the spare memory area 3, in the actual use mode by the user of the nonvolatile semiconductor memory device, in principle,
The rewrite operation on the rewrite control information storage area 4 from the outside of the nonvolatile semiconductor memory device is prohibited.

【0040】図3は本発明の実施の形態における制御部
5の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control unit 5 in the embodiment of the present invention.

【0041】51は入力された信号に応じて予め設定さ
れたコマンドを実行するコマンド制御回路、52は消去
ブロック情報11を格納する消去ブロックレジスタ、5
3は書換え基準回数情報I(Na)を格納する書換え基
準回数レジスタ、54は書換え実績回数情報I(Nb)
を格納する書換え回数レジスタ、55はブロック置換情
報I(Nx)を格納するブロック置換情報レジスタ、5
6は入力された2つのデータ(I(Na),I(N
b))を比較し、結果に応じて予め設定された信号を出
力する比較器、57は入力された演算命令に応じて予め
設定された演算を行い演算結果を出力する演算器、58
は書換え制御情報記憶領域4から書換え基準回数レジス
タ53への単一方向のデータ転送および書換え制御情報
記憶領域4と書換え回数レジスタ54との間の双方向の
データ転送および書換え制御情報記憶領域4とブロック
置換情報レジスタ55との間の双方向のデータ転送を行
うためのデータバスである。
Reference numeral 51 is a command control circuit for executing a preset command according to an input signal, 52 is an erase block register for storing erase block information 11, 5
Reference numeral 3 is a rewriting reference number register that stores rewriting reference number information I (Na), and 54 is a rewriting actual number information I (Nb).
, A block replacement information register 55 for storing block replacement information I (Nx), 5
6 is the input two data (I (Na), I (N
b)) is compared, and a comparator that outputs a preset signal according to the result, 57 is a calculator that performs a preset calculation according to the input computing command, and outputs a computation result, 58
Indicates a unidirectional data transfer from the rewrite control information storage area 4 to the rewrite reference count register 53 and a bidirectional data transfer between the rewrite control information storage area 4 and the rewrite count register 54 and a rewrite control information storage area 4. This is a data bus for bidirectional data transfer with the block replacement information register 55.

【0042】511は書換え制御情報記憶領域4内のア
ドレスを指定するためにコマンド制御回路51から出力
されるアドレスデータ、512はコマンド制御回路51
から書換え制御情報記憶領域4に出力される読み出し信
号、513はコマンド制御回路51から書換え制御情報
記憶領域4に出力される書き込み信号、514はコマン
ド制御回路51から書換え制御情報記憶領域4に出力さ
れる消去信号、515はコマンド制御回路51から演算
器57に出力されるカウントアップ演算命令、516は
コマンド制御回路51から演算器57に出力されるブロ
ック置換演算命令、517は主記憶領域2および予備記
憶領域3に対する消去を実行するためにコマンド制御回
路51から主記憶領域2および予備記憶領域3に出力さ
れる消去信号、518はコマンド制御回路51から書換
え基準回数レジスタ53に出力される読み出し信号、5
19はコマンド制御回路51から不揮発性半導体メモリ
装置の外部に出力される書換え禁止信号、521は消去
ブロック情報、531は書換え基準回数情報I(N
a)、541は書換え実績回数情報I(Nb)、551
はブロック置換情報I(Nx)、561は比較器56か
らコマンド制御回路51に出力される比較結果、571
は演算器57から書換え回数レジスタ54に出力される
演算結果、572は演算器57からブロック置換情報レ
ジスタ55に出力される演算結果、573は演算器57
の演算結果に応じてコマンド制御回路51の次の動作を
指定するために演算器57からコマンド制御回路51に
出力される制御信号である。
Reference numeral 511 is address data output from the command control circuit 51 for designating an address in the rewrite control information storage area 4, and 512 is the command control circuit 51.
From the command control circuit 51 to the rewrite control information storage area 4, a read signal 513 is output from the command control circuit 51 to the rewrite control information storage area 4, and a write signal 514 is output from the command control circuit 51 to the rewrite control information storage area 4. Erase signal, 515 is a count-up operation instruction output from the command control circuit 51 to the operation unit 57, 516 is a block replacement operation instruction output from the command control circuit 51 to the operation unit 57, 517 is the main storage area 2 and the spare An erase signal output from the command control circuit 51 to the main storage area 2 and the auxiliary storage area 3 in order to execute the erase to the storage area 3, 518 is a read signal output from the command control circuit 51 to the rewriting reference count register 53, 5
Reference numeral 19 is a rewrite prohibition signal output from the command control circuit 51 to the outside of the nonvolatile semiconductor memory device, 521 is erase block information, 531 is rewrite reference count information I (N
a) and 541 are information on the number of rewrites I (Nb), 551
Is the block replacement information I (Nx), 561 is the comparison result output from the comparator 56 to the command control circuit 51, 571
Is a calculation result output from the computing unit 57 to the rewriting number register 54, 572 is a calculation result output from the computing unit 57 to the block replacement information register 55, and 573 is a computing unit 57.
Is a control signal output from the computing unit 57 to the command control circuit 51 for designating the next operation of the command control circuit 51 according to the computation result of

【0043】以上のように構成された不揮発性半導体メ
モリ装置について、以下、ユーザによる実使用モードで
の動作を図6のフローチャートを参照しながら説明す
る。
With respect to the nonvolatile semiconductor memory device configured as described above, the operation in the actual use mode by the user will be described below with reference to the flowchart of FIG.

【0044】主記憶領域2および予備記憶領域3に対し
てデータの書き換えや読み出しを実行するための準備作
業として、本実施の形態における不揮発性半導体メモリ
装置に電源が投入されると、制御部5は、まず初めに書
換え制御情報記憶領域4の書換え基準回数記憶領域41
を指定するためのアドレスデータ511と読み出し信号
512を出力し、書換え基準回数記憶領域41に記憶し
ている書換え基準回数情報I(Na)をデータバス58
を通じて書換え基準回数レジスタ53に読み出し、格納
する(ステップS1)。
When the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment is powered on as a preparatory work for rewriting and reading data in the main memory area 2 and the spare memory area 3, the control unit 5 First, the rewrite reference number storage area 41 of the rewrite control information storage area 4
The address data 511 for designating the data and the read signal 512 are output, and the rewriting reference number information I (Na) stored in the rewriting reference number storage area 41 is stored in the data bus 58.
It is read out and stored in the rewriting reference count register 53 through (step S1).

【0045】次に、制御部5は、書換え制御情報記憶領
域4のブロック置換情報記憶領域42を指定するための
アドレスデータ511と読み出し信号512を出力し、
ブロック置換情報記憶領域42に記憶しているブロック
置換情報I(Nx)をデータバス58を通じてブロック
置換情報レジスタ55に読み出し、格納する(ステップ
S2)。
Next, the control section 5 outputs address data 511 for designating the block replacement information storage area 42 of the rewrite control information storage area 4 and a read signal 512,
The block replacement information I (Nx) stored in the block replacement information storage area 42 is read out and stored in the block replacement information register 55 through the data bus 58 (step S2).

【0046】前述した図1についての説明文中におい
て、不揮発性半導体メモリ装置に電源が投入されたとき
に、制御部5はブロック置換信号12を出力するものと
すると説明したが、順番としては、書換え基準回数レジ
スタ53に書換え基準回数情報I(Na)を格納する動
作と、ブロック置換情報レジスタ55にブロック置換情
報I(Nx)を格納する動作が先に行われる。
In the above description of FIG. 1, it has been explained that the control section 5 outputs the block replacement signal 12 when the power of the nonvolatile semiconductor memory device is turned on. The operation of storing the rewrite reference number information I (Na) in the reference number register 53 and the operation of storing the block replacement information I (Nx) in the block replacement information register 55 are performed first.

【0047】制御部5は、ブロック置換情報レジスタ5
5に格納されている情報を、ブロック置換信号12とし
て切替制御部7に出力する。
The control unit 5 uses the block replacement information register 5
The information stored in 5 is output to the switching control unit 7 as the block replacement signal 12.

【0048】主記憶領域2の任意のブロックのデータを
消去するとき、制御部5には消去信号10と消去ブロッ
ク情報11が入力される。図3に示すように、消去信号
10は制御部5内のコマンド制御回路51に入力され、
また消去ブロック情報11は制御部5内の消去ブロック
レジスタ52に格納された後、コマンド制御回路51に
入力される(ステップS3)。
When erasing data in an arbitrary block in the main memory area 2, the erase signal 10 and erase block information 11 are input to the control unit 5. As shown in FIG. 3, the erase signal 10 is input to the command control circuit 51 in the control unit 5,
The erase block information 11 is stored in the erase block register 52 in the control unit 5 and then input to the command control circuit 51 (step S3).

【0049】図3に示す消去ブロック情報11と消去ブ
ロック情報521とは同一の情報である。消去ブロック
情報11は、主記憶領域2を構成するブロック数と同一
もしくは主記憶領域2を構成するブロック数以上のビッ
ト数を持ち、消去対象とするブロックに対応するビット
を“1”とし、消去対象としないブロックに対応するビ
ットを“0”とすることで消去ブロックを指定する。消
去ブロック情報11において複数のビットを“1”にす
ることで、主記憶領域2の複数のブロックを同時に消去
対象として消去することができる。消去ブロックレジス
タ52は、消去ブロック情報11を格納するために消去
ブロック情報11と同一のビット数で構成する。
The erase block information 11 and the erase block information 521 shown in FIG. 3 are the same information. The erase block information 11 has the same number of bits as the number of blocks forming the main memory area 2 or more bits than the number of blocks forming the main memory area 2, and the bit corresponding to the block to be erased is set to "1" and erased. The erase block is designated by setting the bit corresponding to the block that is not the target to “0”. By setting a plurality of bits in the erase block information 11 to "1", a plurality of blocks in the main memory area 2 can be erased simultaneously as an erase target. The erase block register 52 has the same number of bits as the erase block information 11 to store the erase block information 11.

【0050】以降で消去ブロック情報521によって消
去対象に指定されるブロックが複数ブロックの場合を例
に説明する。
Hereinafter, a case will be described as an example in which the blocks designated to be erased by the erase block information 521 are a plurality of blocks.

【0051】コマンド制御回路51に消去信号10と消
去ブロック情報521が入力されると、コマンド制御回
路51は、消去ブロック情報521によって指定される
消去対象ブロックの書換え実績回数情報I(Nb)を読
み出すために、書換え制御情報記憶領域4の書換え回数
記憶領域43の中で消去対象ブロックの書換え実績回数
情報I(Nb)を記憶している領域を指定するためのア
ドレスデータ511と読み出し信号512を出力する。
When the erase signal 10 and the erase block information 521 are input to the command control circuit 51, the command control circuit 51 reads out the rewrite history number information I (Nb) of the erase target block designated by the erase block information 521. Therefore, the address data 511 and the read signal 512 for designating an area in the rewrite frequency storage area 43 of the rewrite control information storage area 4 in which the rewrite record frequency information I (Nb) of the erase target block is stored are output. To do.

【0052】ただし、書換え制御情報記憶領域4の書換
え回数記憶領域43の中で消去対象ブロックの書換え実
績回数情報I(Nb)を記憶している領域は、消去対象
ブロックに対するブロック置換が行われているか否かに
より異なるため、コマンド制御回路51は、ブロック置
換情報レジスタ55からブロック置換情報I(Nx)5
51を読み出し、ブロック置換情報I(Nx)551に
基づいて書換え制御情報記憶領域4の書換え回数記憶領
域43の中で消去対象ブロックの書換え実績回数情報I
(Nb)を記憶している領域を指定するためのアドレス
データ511を出力する。
However, in the rewrite frequency storage area 43 of the rewrite control information storage area 4, the area storing the rewrite record frequency information I (Nb) of the erase target block is subjected to block replacement for the erase target block. The command control circuit 51 uses the block replacement information I (Nx) 5 from the block replacement information register 55 because it depends on whether or not
51 is read out, and based on the block replacement information I (Nx) 551, in the rewriting frequency storage area 43 of the rewriting control information storage area 4, the rewriting actual performance frequency information I of the block to be erased.
Address data 511 for designating an area storing (Nb) is output.

【0053】つまり、消去対象ブロックがブロック置換
されておらず、主記憶領域2を構成するブロックである
状態では、そのブロックの書換え実績回数情報I(N
b)を記憶している領域を指定するためのアドレスデー
タ511を出力する。また、消去対象ブロックがすでに
予備記憶領域3を構成する予備ブロックのいずれかとブ
ロック置換されている状態では、置換されている予備ブ
ロックの書換え実績回数情報I(Nb)を記憶している
領域を指定するためのアドレスデータ511を出力する
(ステップS4)。
That is, in a state where the block to be erased is not a block replacement and is a block forming the main memory area 2, the number of rewriting history information I (N
Address data 511 for designating the area storing b) is output. Further, when the block to be erased has already been replaced with one of the spare blocks forming the spare storage area 3, the area storing the rewrite record count information I (Nb) of the replaced spare block is designated. The address data 511 is output (step S4).

【0054】(1)第1の消去対象ブロック 消去対象に指定されているブロックが複数存在する場合
においては、すなわち消去ブロック情報521において
複数のビットが“1”となっている場合においては、コ
マンド制御回路51は、消去対象に指定されている複数
のブロックの内、論理ブロックアドレス下位の1ブロッ
クの書換え実績回数情報I(Nb)を記憶している領域
を指定するためのアドレスデータ511をまず始めに出
力する。このようにまず始めに消去対象ブロックに指定
されたブロックを第1の消去対象ブロックと呼ぶことに
する。
(1) First erase target block When a plurality of blocks designated as erase targets exist, that is, when a plurality of bits in the erase block information 521 are "1", the command The control circuit 51 first sets the address data 511 for designating an area in which the rewrite record count information I (Nb) of one block lower in the logical block address is stored among the plurality of blocks designated to be erased. Output at the beginning. In this way, the block designated as the erase target block is first called the first erase target block.

【0055】なお、以降同様に消去対象に指定されてい
る複数のブロックの内、論理ブロックアドレス下位から
i番目のブロックを第iの消去対象ブロックと呼ぶこと
にする。すなわち、論理ブロックアドレス下位から2番
目のブロックを第2の消去対象ブロックと呼び、論理ブ
ロックアドレス下位から3番目のブロックを第3の消去
対象ブロックと呼ぶことにする。
In the same manner, the i-th block from the lower logical block address among the plurality of blocks designated to be erased will be called the i-th erased block. That is, the second block from the lower logical block address is called the second erase target block, and the third block from the lower logical block address is called the third erase target block.

【0056】書換え回数記憶領域43に記憶されている
第1の消去対象ブロックの書換え実績回数情報I(N
b)は、データバス58を通じて書換え回数レジスタ5
4に読み出され、格納される(ステップS4)。
Information on the actual number of rewrites I (N) of the first erase target block stored in the rewrite count storage area 43.
b) is a rewrite count register 5 through the data bus 58.
4 and is stored (step S4).

【0057】本実施の形態においては、書換え回数レジ
スタ54は、その一例の構成として、1ブロック分の書
換え実績回数情報I(Nb)を格納できる大きさで構成
する。従って、消去対象に指定されているブロックが複
数存在する場合、コマンド制御回路51は、消去対象に
指定されている複数のブロックの内、論理ブロックアド
レス下位の1ブロックに対応する書換え実績回数情報I
(Nb)から順番に適宜、書換え回数レジスタ54に読
み出し、格納する必要がある。
In the present embodiment, the rewrite frequency register 54 has a size capable of storing the rewrite record frequency information I (Nb) for one block, as an example configuration. Therefore, when there are a plurality of blocks designated to be erased, the command control circuit 51 causes the information I on the number of rewrites corresponding to one block lower in the logical block address among the plurality of blocks designated to be erased.
It is necessary to read and store in the rewriting frequency register 54 in order from (Nb).

【0058】書換え回数レジスタ54に格納された第1
の消去対象ブロックの書換え実績回数情報I(Nb)
は、書換え実績回数情報I(Nb)541として比較器
56に入力される。
The first stored in the rewrite count register 54
Information I (Nb) on the number of rewrites of the block to be erased
Is input to the comparator 56 as the number of rewriting history information I (Nb) 541.

【0059】コマンド制御回路51は、消去ブロック情
報521に応じて書換え回数記憶領域43への読み出し
信号512を出力した後、続いて書換え基準回数レジス
タ53に格納されている書換え基準回数情報I(Na)
を比較器56に読み出すための読み出し信号518を書
換え基準回数レジスタ53に出力する。読み出し信号5
18を受けた書換え基準回数レジスタ53は、格納され
ている情報を書換え基準回数情報I(Na)531とし
て比較器56に出力する。ここで、比較器56は、入力
された書換え基準回数情報I(Na)531の値である
書換え保証回数Naと書換え実績回数情報I(Nb)5
41の値である書換え回数Nbの大小関係を比較し、比
較結果561をコマンド制御回路51に出力する。この
機能が特許請求の範囲にいう「判定手段」に相当してい
る(ステップS5)。
The command control circuit 51 outputs a read signal 512 to the rewrite count storage area 43 in accordance with the erase block information 521, and then, the rewrite reference count information I (Na) stored in the rewrite reference count register 53. )
A read signal 518 for reading the value into the comparator 56 is output to the rewriting reference count register 53. Read signal 5
Rewriting reference number register 53 which has received 18 outputs the stored information to comparator 56 as rewriting reference number information I (Na) 531. Here, the comparator 56 has the guaranteed number of times of rewriting Na, which is the value of the input number of times of rewriting reference I (Na) 531, and the number of times of actual rewriting I (Nb) 5
The magnitude relationship of the number of rewrites Nb, which is the value of 41, is compared, and the comparison result 561 is output to the command control circuit 51. This function corresponds to the "determination means" in the claims (step S5).

【0060】(1−1) Nb<Naの場合 比較結果561は、コマンド制御回路51にコマンドを
実行させるための制御信号であり、比較結果561が書
換え実績回数情報I(Nb)541の値である書換え回
数Nbが書換え基準回数情報I(Na)531の値であ
る書換え保証回数Na未満であることを示す信号であっ
た場合、コマンド制御回路51は、第1の消去対象ブロ
ックに対する消去を有効とし、かつ第1の消去対象ブロ
ックの書換え実績回数を「+1」カウントアップするた
めの制御を行う。より詳しくは、次のとおりである。
(1-1) In the case of Nb <Na The comparison result 561 is a control signal for causing the command control circuit 51 to execute a command, and the comparison result 561 is the value of the actual rewriting frequency information I (Nb) 541. If the signal indicates that the certain number of times of rewriting Nb is less than the guaranteed number of times of rewriting Na, which is the value of the reference number of times of rewriting information I (Na) 531, the command control circuit 51 validates the erasing of the first erase target block. In addition, the control is performed to increase the number of rewrites of the first erase target block by "+1". More details are as follows.

【0061】まず、コマンド制御回路51は、書換え回
数レジスタ54に格納されている書換え実績回数情報I
(Nb)を「+1」カウントアップする。この機能が特
許請求の範囲にいう「計数手段」に相当している(ステ
ップS6)。
First of all, the command control circuit 51 stores the rewriting record count information I stored in the rewriting count register 54.
(Nb) is incremented by "+1". This function corresponds to the "counter" in the claims (step S6).

【0062】次いで、再度、書換え回数レジスタ54に
格納するためのカウントアップ演算命令515を出力す
る。カウントアップ演算命令を受けた演算器57で「+
1」カウントアップ演算が完了し、書換え回数レジスタ
54に対して演算結果571を出力する。すると、演算
器57は、更新された書換え回数レジスタ54の書換え
実績回数情報I(Nb)を書換え回数記憶領域43の第
1の消去対象ブロックの書換え実績回数情報I(Nb)
を記憶する領域、すなわち更新される前の書換え実績回
数情報I(Nb)が格納されていた書換え回数記憶領域
43内の領域に格納するための制御信号573をコマン
ド制御回路51に出力する。
Then, the count-up operation instruction 515 for storing in the rewriting number register 54 is output again. When the calculator 57 receives the count-up calculation command,
The 1 ”count-up operation is completed, and the operation result 571 is output to the rewrite number register 54. Then, the computing unit 57 updates the updated rewriting frequency information I (Nb) of the rewriting frequency register 54 to the rewriting frequency information I (Nb) of the first erase target block in the rewriting frequency storage area 43.
Is output to the command control circuit 51, that is, a control signal 573 for storing in a region in the rewrite number storage region 43 in which the rewrite record number information I (Nb) before being updated is stored.

【0063】制御信号573を受けたコマンド制御回路
51は、書換え回数記憶領域43の第1の消去対象ブロ
ックの書換え実績回数情報I(Nb)を記憶する領域を
指定するためのアドレスデータ511と消去信号514
を出力し、書換え回数記憶領域43の第1の消去対象ブ
ロックの書換え実績回数情報I(Nb)を記憶する領域
の消去を行う。書換え回数記憶領域43は、消去完了を
示す書換え完了信号13をコマンド制御回路51に出力
する。
Upon receipt of the control signal 573, the command control circuit 51 erases the address data 511 for designating an area in the rewrite frequency storage area 43 for storing the actual rewrite frequency information I (Nb) of the first erase target block. Signal 514
Is output to erase the area of the rewrite frequency storage area 43 in which the rewrite record frequency information I (Nb) of the first erase target block is stored. The rewrite count storage area 43 outputs a rewrite completion signal 13 indicating the completion of erasing to the command control circuit 51.

【0064】コマンド制御回路51は、書換え完了信号
13に応じてさらに書換え回数記憶領域43の第1の消
去対象ブロックの書換え実績回数情報I(Nb)を記憶
する領域を指定するためのアドレスデータ511と書き
込み信号513を出力する。これにより、書換え回数レ
ジスタ54に格納されているカウントアップ演算結果5
71すなわち「+1」カウントアップされた書換え実績
回数情報I(Nb)をデータバス58を通じて書換え回
数記憶領域43に転送する。その結果、書換え回数記憶
領域43の中の第1の消去対象ブロックの書換え実績回
数情報I(Nb)を記憶する領域に対して「+1」カウ
ントアップされた書換え実績回数情報I(Nb)を書き
込む(ステップS7)。
In response to the rewrite completion signal 13, the command control circuit 51 further specifies address data 511 for designating an area in the rewrite frequency storage area 43 for storing the actual rewrite frequency information I (Nb) of the first erase target block. And a write signal 513 is output. As a result, the count-up operation result 5 stored in the rewrite count register 54
71, that is, the rewrite record count information I (Nb) that has been incremented by “+1” is transferred to the rewrite count storage area 43 through the data bus 58. As a result, the rewrite record count information I (Nb) that has been incremented by “+1” is written to the region in the rewrite count storage area 43 that stores the rewrite record count information I (Nb) of the first erase target block. (Step S7).

【0065】以上のように、本実施の形態に示す不揮発
性半導体メモリ装置のユーザーによる実使用モードにお
ける書換え回数記憶領域43に対するデータの書換え動
作は、コマンド制御回路51によって行われる。
As described above, the command control circuit 51 performs the data rewriting operation on the rewriting frequency storage area 43 in the actual use mode by the user of the nonvolatile semiconductor memory device shown in the present embodiment.

【0066】(1−2) Nb≧Naの場合 比較結果561が書換え実績回数情報I(Nb)541
の値である書換え回数Nbが書換え基準回数情報I(N
a)531の値である書換え保証回数Na以上であるこ
とを示す信号であった場合、コマンド制御回路51は、
予備記憶領域3を構成するブロックの中から未使用のブ
ロックを検出し(ステップS8)、第1の消去対象ブロ
ックと検出された予備記憶領域3の未使用ブロックとの
置換を行うことで(ステップS11)、第1の消去対象
ブロックに対する消去を有効にするための制御を行い、
また予備記憶領域3を構成するブロックの中で未使用の
ブロックを検出できなかった場合は、第1の消去対象ブ
ロックに対する消去を無効にするための制御を行う(ス
テップS13)。より詳しくは、次のとおりである。
(1-2) In the case of Nb ≧ Na, the comparison result 561 is the rewriting record number information I (Nb) 541.
The number of rewrites Nb, which is the value of
a) When the signal indicates that the number of guaranteed rewriting Na is 531 or more, the command control circuit 51
An unused block is detected from the blocks forming the spare memory area 3 (step S8), and the first erase target block is replaced with the detected unused block of the spare memory area 3 (step S8). S11), a control for validating the erase for the first erase target block is performed,
If an unused block cannot be detected among the blocks forming the spare storage area 3, control is performed to invalidate the erasure of the first erase target block (step S13). More details are as follows.

【0067】まず、コマンド制御回路51は、予備記憶
領域3を構成するブロックの中から未使用のブロックを
検出し(ステップS8)、第1の消去対象ブロックと検
出された予備記憶領域3の未使用ブロックとの置換を行
うためのブロック置換演算命令516を出力する。
First, the command control circuit 51 detects an unused block from the blocks forming the spare memory area 3 (step S8), and the unallocated block of the spare memory area 3 detected as the first erase target block is detected. A block replacement operation instruction 516 for replacing the used block is output.

【0068】ここでブロック置換演算について述べる前
に、ブロック置換情報I(Nx)について図4を用いて
説明する。
Before describing the block replacement operation, the block replacement information I (Nx) will be described with reference to FIG.

【0069】図4は本発明の一実施形態におけるブロッ
ク置換情報I(Nx)の構成図である。
FIG. 4 is a block diagram of the block replacement information I (Nx) in one embodiment of the present invention.

【0070】ブロック置換情報I(Nx)は、主記憶領
域2の任意のブロックを予備記憶領域3のどの予備ブロ
ックと置換するかを示す情報である。
The block replacement information I (Nx) is information indicating which spare block in the spare storage area 3 is to replace an arbitrary block in the main storage area 2.

【0071】予備記憶領域3を3個の予備ブロックにて
構成した場合、3個の予備ブロックの内いずれの予備ブ
ロックと置換をするかを示す情報としては、図4(a)
に示すように2ビットが必要である。
When the spare storage area 3 is composed of three spare blocks, the information indicating which of the three spare blocks is to be replaced is shown in FIG.
Two bits are required as shown in.

【0072】つまり、主記憶領域2の任意の1ブロック
を予備記憶領域3の予備ブロックとは置換しない場合
は、“00”とし、主記憶領域2の任意の1ブロックを
予備記憶領域3の予備ブロック1と置換する場合は、
“01”とし、主記憶領域2の任意の1ブロックを予備
記憶領域3の予備ブロック2と置換する場合は、“1
0”とし、主記憶領域2の任意の1ブロックを予備記憶
領域3の予備ブロック3と置換する場合は、“11”と
することで、主記憶領域2の任意の1ブロックの置換情
報を構成する。
That is, if one block in the main memory area 2 is not replaced with a spare block in the spare memory area 3, then "00" is set and any one block in the main memory area 2 is spared in the spare memory area 3. To replace block 1,
If "01" is set and one block in the main memory area 2 is replaced with the spare block 2 in the spare memory area 3, "1" is set.
When the arbitrary block in the main memory area 2 is replaced with the spare block 3 in the spare memory area 3, the replacement information of the arbitrary block in the main memory area 2 is configured by setting it to "11". To do.

【0073】従って、N個のブロックで構成される主記
憶領域2全体のブロック置換情報I(Nx)は、N×2
ビットのデータとして構成することができる。
Therefore, the block replacement information I (Nx) of the entire main memory area 2 composed of N blocks is N × 2.
It can be configured as bit data.

【0074】図5(a)は、N個のブロックで構成され
る主記憶領域2において、予備記憶領域3の予備ブロッ
クとの置換が行われない状態を示すブロック置換情報I
(Nx)を示す。この場合、主記憶領域2のブロック1
からブロックNまでの各ブロックの置換情報がすべて初
期値“00”となる。
FIG. 5A shows the block replacement information I indicating that the replacement of the spare block in the spare storage area 3 with the spare block in the main storage area 2 composed of N blocks is not performed.
(Nx) is shown. In this case, block 1 of main memory area 2
The replacement information of each block from to N is the initial value "00".

【0075】図5(b)は、主記憶領域2のブロック1
と予備記憶領域3の予備ブロック1との置換を行う状態
を示すブロック置換情報I(Nx)を示す。この場合、
ブロック1の置換情報のみが“01”となり、ブロック
1以外の各ブロックの置換情報は、“00”となる。
FIG. 5B shows a block 1 of the main memory area 2.
And block replacement information I (Nx) indicating a state in which the spare block 1 in the spare storage area 3 is replaced. in this case,
Only the replacement information of the block 1 is “01”, and the replacement information of each block other than the block 1 is “00”.

【0076】図5(c)は、主記憶領域2のブロック1
と予備記憶領域3の予備ブロック1との置換、かつ主記
憶領域2のブロック3と予備記憶領域3の予備ブロック
2との置換を行う状態を示すブロック置換情報I(N
x)を示す。この場合、ブロック1の置換情報が“0
1”、かつブロック3の置換情報が“10”となり、ブ
ロック1およびブロック3以外の各ブロックの置換情報
は、“00”となる。
FIG. 5C shows a block 1 of the main memory area 2.
And the spare block 1 in the spare storage area 3 and the block 3 in the main storage area 2 and the spare block 2 in the spare storage area 3 are replaced with block replacement information I (N
x) is shown. In this case, the replacement information of block 1 is "0".
1 "and the replacement information of the block 3 is" 10 ", and the replacement information of each block other than the block 1 and the block 3 is" 00 ".

【0077】図5(d)は、同様に、主記憶領域2のブ
ロック1と予備記憶領域3の予備ブロック1との置換、
かつ主記憶領域2のブロック3と予備記憶領域3の予備
ブロック2との置換、かつ主記憶領域2のブロック5と
予備記憶領域3の予備ブロック3との置換を行う状態を
示すブロック置換情報I(Nx)を示す。この場合、ブ
ロック1の置換情報が“01”、かつブロック3の置換
情報が“10”、かつブロック5の置換情報が“11”
となり、ブロック1およびブロック3およびブロック5
以外の各ブロックの置換情報は、“00”となる。
Similarly, FIG. 5D shows replacement of the block 1 in the main memory area 2 with the spare block 1 in the spare memory area 3,
Block replacement information I indicating a state in which the block 3 in the main memory area 2 and the spare block 2 in the spare memory area 3 are replaced, and the block 5 in the main memory area 2 and the spare block 3 in the spare memory area 3 are replaced. (Nx) is shown. In this case, the replacement information of block 1 is “01”, the replacement information of block 3 is “10”, and the replacement information of block 5 is “11”.
And block 1 and block 3 and block 5
The replacement information of each block other than is “00”.

【0078】なお、上記では、予備記憶領域3を3個の
予備ブロックにて構成した場合のブロック置換情報I
(Nx)について述べたが、予備記憶領域3を例えば1
5個の予備ブロックにて構成する場合は、15個の予備
ブロックの内のいずれの予備ブロックと置換をするかを
示す情報として、図4(b)に示すように4ビットのデ
ータが必要となり、N個のブロックで構成される主記憶
領域2全体のブロック置換情報I(Nx)は、N×4ビ
ットのデータとして構成することができる。つまり、主
記憶領域2を何個のブロックにて構成するか、かつ予備
記憶領域3を何個の予備ブロックにて構成するかによ
り、ブロック置換情報I(Nx)のビット数は変る。
In the above description, the block replacement information I when the spare storage area 3 is composed of three spare blocks
Although (Nx) has been described, the spare storage area 3 is set to, for example, 1
In the case of configuring with 5 spare blocks, 4-bit data as shown in FIG. 4B is required as information indicating which spare block of 15 spare blocks is to be replaced. , The block replacement information I (Nx) of the entire main memory area 2 composed of N blocks can be configured as N × 4 bit data. That is, the number of bits of the block replacement information I (Nx) varies depending on how many blocks the main storage area 2 is made up of and how many spare blocks the spare storage area 3 is made up of.

【0079】以上、ブロック置換情報I(Nx)につい
て述べたが、以降で、演算器57がブロック置換演算命
令516を受けたときのブロック置換演算について、主
記憶領域2が32個のブロックにより構成され、かつ予
備記憶領域3が3個のブロックにより構成された場合を
例に説明する。この場合、32×2=64ビットのブロ
ック置換情報I(Nx)がブロック置換情報レジスタ5
5に格納されている。
Although the block replacement information I (Nx) has been described above, the main storage area 2 is composed of 32 blocks for the block replacement operation when the calculator 57 receives the block replacement operation instruction 516. An example will be described in which the spare storage area 3 is configured by three blocks. In this case, the block replacement information I (Nx) of 32 × 2 = 64 bits is stored in the block replacement information register 5
Stored in 5.

【0080】演算器57は、ブロック置換演算命令51
6を受けると、ブロック置換情報レジスタ55に格納さ
れている64ビットのブロック置換情報I(Nx)の中
より、各々2ビットで構成されるブロック1置換情報か
らブロック32置換情報までの32個の置換情報を順次
読み出し、32個の置換情報の中の最大値を検出する。
The arithmetic unit 57 has a block replacement arithmetic instruction 51.
6 is received, the block replacement information I (Nx) of 64 bits stored in the block replacement information register 55 contains 32 pieces of block 1 replacement information to block 32 replacement information each consisting of 2 bits. The replacement information is sequentially read, and the maximum value of the 32 pieces of replacement information is detected.

【0081】最大値が“00”であった場合、予備記憶
領域3を構成する3個の予備ブロックはすべて未使用で
あることを示す。
If the maximum value is "00", it indicates that all three spare blocks forming the spare storage area 3 are unused.

【0082】最大値が“01”であった場合、予備記憶
領域3を構成する3個の予備ブロックの内、予備ブロッ
ク1はすでにブロック置換により使用されていることを
示す。
When the maximum value is "01", it indicates that the spare block 1 of the three spare blocks forming the spare storage area 3 has already been used for block replacement.

【0083】最大値が“10”であった場合、予備記憶
領域3を構成する3個の予備ブロックの内、予備ブロッ
ク1と予備ブロック2はすでにブロック置換により使用
されていることを示す。
When the maximum value is "10", it indicates that among the three spare blocks forming the spare storage area 3, the spare block 1 and the spare block 2 have already been used by block replacement.

【0084】そして最大値が“11”であった場合は、
予備記憶領域3を構成する3個の予備ブロックすべてが
すでにブロック置換により使用されていること、すなわ
ち未使用の予備ブロックが存在しないことを示す。
When the maximum value is "11",
This indicates that all three spare blocks forming the spare storage area 3 have already been used by block replacement, that is, there is no unused spare block.

【0085】演算器57で検出した最大値が“11”以
外の場合、演算器57は、検出した最大値に「+1」を
加える。そして、ブロック置換情報レジスタ55に格納
されている64ビットのブロック置換情報I(Nx)の
内、第1の消去対象ブロックに対応する2ビットの置換
情報を、最大値に「+1」を加えた演算結果に置き換え
ることで、ブロック置換情報I(Nx)を更新する。こ
の機能が特許請求の範囲にいう「書換え手段」に相当し
ている(ステップS10)。
When the maximum value detected by the calculator 57 is other than "11", the calculator 57 adds "+1" to the detected maximum value. Then, of the 64-bit block replacement information I (Nx) stored in the block replacement information register 55, 2-bit replacement information corresponding to the first erase target block is added with “+1” to the maximum value. The block replacement information I (Nx) is updated by replacing with the calculation result. This function corresponds to "rewriting means" in the claims (step S10).

【0086】なお、ブロック置換情報レジスタ55に格
納されているブロック置換情報I(Nx)が更新される
と、ブロック置換情報レジスタ55は、更新内容をブロ
ック置換信号12として切替制御部7に出力し、即座に
ブロック置換を実行するものとする。この機能が特許請
求の範囲にいう「ブロック置換制御手段」に相当してい
る(ステップS11)。
When the block replacement information I (Nx) stored in the block replacement information register 55 is updated, the block replacement information register 55 outputs the updated content as the block replacement signal 12 to the switching control section 7. , Shall perform block replacement immediately. This function corresponds to "block replacement control means" in the claims (step S11).

【0087】さらに演算器57は、ブロック置換情報レ
ジスタ55に格納されているブロック置換情報I(N
x)の更新が完了すると、第1の消去対象ブロックが予
備ブロックと置換されたことを示す制御信号573をコ
マンド制御回路51に出力する。
Further, the computing unit 57 has the block replacement information I (N) stored in the block replacement information register 55.
When the update of x) is completed, the control signal 573 indicating that the first erase target block has been replaced with the spare block is output to the command control circuit 51.

【0088】コマンド制御回路51は、演算器57から
第1の消去対象ブロックが予備ブロックと置換されたこ
とを示す制御信号573を受けると、更新されたブロッ
ク置換情報I(Nx)を書換え制御情報記憶領域4のブ
ロック置換情報記憶領域42に書き込むための制御を行
う。より詳しくは、次のとおりである。
When the command control circuit 51 receives the control signal 573 from the calculator 57 indicating that the first block to be erased has been replaced with the spare block, the command control circuit 51 rewrites the updated block replacement information I (Nx). Control for writing to the block replacement information storage area 42 of the storage area 4 is performed. More details are as follows.

【0089】まず、コマンド制御回路51は、ブロック
置換情報記憶領域42を指定するためのアドレスデータ
511と消去信号514を出力し、ブロック置換情報記
憶領域42の消去を行い、消去が完了したことを示す書
換え完了信号13に応じてコマンド制御回路51は、さ
らにブロック置換情報記憶領域42を指定するためのア
ドレスデータ511と書き込み信号513を出力し、ブ
ロック置換情報レジスタ55に格納されている更新され
たブロック置換情報I(Nx)をデータバス58を通じ
てブロック置換情報記憶領域42に転送することで、ブ
ロック置換情報記憶領域42に対する更新されたブロッ
ク置換情報I(Nx)の書き込みを行う。
First, the command control circuit 51 outputs address data 511 for designating the block replacement information storage area 42 and an erase signal 514, erases the block replacement information storage area 42, and confirms that the erase is completed. In response to the rewriting completion signal 13 shown, the command control circuit 51 further outputs the address data 511 for designating the block replacement information storage area 42 and the write signal 513, and is updated in the block replacement information register 55. The updated block replacement information I (Nx) is written to the block replacement information storage area 42 by transferring the block replacement information I (Nx) to the block replacement information storage area 42 through the data bus 58.

【0090】以上のように、本実施の形態に示す不揮発
性半導体メモリ装置のユーザーによる実使用モードにお
けるブロック置換情報記憶領域42に対するデータの書
換え動作は、コマンド制御回路51によって行われる。
As described above, the command control circuit 51 performs the data rewriting operation on the block replacement information storage area 42 in the actual use mode by the user of the nonvolatile semiconductor memory device shown in the present embodiment.

【0091】コマンド制御回路51は、ブロック置換情
報記憶領域42への書き込みが完了したことを示す書換
え完了信号13を受けると、今度は、ブロック置換情報
レジスタ55よりブロック置換情報I(Nx)551を
読み出すことで第1の消去対象ブロックが予備記憶領域
3のいずれの予備ブロックと置換されたかを判断し、書
換え回数記憶領域43の中の置換先の予備ブロックの書
換え実績回数情報I(Nb)が記憶されている領域に対
して実績の書換え回数Nbが1回であることを示す書換
え実績回数情報I(Nb)を書き込む。これは、第1の
消去対象ブロックとの置換を行った予備ブロックの書換
え実績回数情報I(Nb)を更新するためである(ステ
ップS12)。
When the command control circuit 51 receives the rewrite completion signal 13 indicating that the writing to the block replacement information storage area 42 is completed, this time, the block replacement information I (Nx) 551 is read from the block replacement information register 55. It is determined by reading out which spare block in the spare storage area 3 the first erase target block has been replaced, and the rewrite record count information I (Nb) of the replacement destination spare block in the rewrite count storage area 43 is displayed. The actual rewriting frequency information I (Nb) indicating that the actual rewriting frequency Nb is 1 is written in the stored area. This is to update the rewrite history number information I (Nb) of the spare block that has been replaced with the first erase target block (step S12).

【0092】以上のようにして、消去ブロック情報52
1によって消去対象に指定されるブロックが複数存在す
る場合において、コマンド制御回路51は、書換え完了
信号13を受けた場合に、第1の消去対象ブロックに対
する消去を許可すると判断すると同時に、第1の消去対
象ブロックの消去を有効にするための制御を終える。
As described above, the erase block information 52
When there are a plurality of blocks designated to be erased by 1 and the command control circuit 51 receives the rewrite completion signal 13, it determines that the first block to be erased is permitted to erase, and at the same time, the first The control for enabling the erase of the erase target block ends.

【0093】書換え完了信号13を受ける場合とは、す
なわち、次の2つの場合である。
The case of receiving the rewrite completion signal 13 is the following two cases.

【0094】第1の場合は、第1の消去対象ブロックの
書換え実績回数が書換え基準回数未満であるという判定
により、第1の消去対象ブロックの書換え実績回数情報
I(Nb)が更新され、書換え回数記憶領域43の所定
の領域に対して更新された書換え実績回数情報I(N
b)の書き込みを行い、書換え実績回数情報I(Nb)
の書き込みが完了した場合である。
In the first case, by determining that the actual number of rewrites of the first erase target block is less than the reference number of rewrites, the actual record number of rewrites information I (Nb) of the first erase target block is updated to rewrite. The rewriting history number information I (N) updated for a predetermined area of the number-of-times storage area 43
b) is written, and the number of rewriting results information I (Nb)
This is the case when the writing of is completed.

【0095】第2の場合は、第1の消去対象ブロックの
書換え実績回数が書換え基準回数以上ではあるが、予備
記憶領域3の予備ブロックとの置換が可能と判定され、
ブロックの置換が行われ、かつ書換え回数記憶領域43
の所定の領域に対して書換え実績回数情報I(Nb)を
更新するための書き込みを行い、書換え実績回数情報I
(Nb)の書き込みが完了した場合である。
In the second case, although the actual number of rewrites of the first erase target block is equal to or greater than the reference number of rewrites, it is determined that the spare block in the spare storage area 3 can be replaced.
Block replacement is performed and the number of rewrites storage area 43
In order to update the actual rewriting frequency information I (Nb) in a predetermined area of
This is the case when the writing of (Nb) is completed.

【0096】なお、初期値については、これを最小値
“00”とすることに代えて、最大値“11”としても
よい。この場合、予備ブロックを使用する毎に「−1」
の加算すなわちデクリメントを行うことで、“10”、
“01”、“00”の順に予備ブロックを使用してゆ
き、演算器57で検出した最小値が“00”になると予
備記憶領域3を構成する3個の予備ブロックすべてがす
でにブロック置換により使用されていること、すなわち
未使用の予備ブロックが存在しないことを示すものとす
る。
The initial value may be set to the maximum value "11" instead of the minimum value "00". In this case, it is "-1" every time the spare block is used.
By adding or decrementing, "10",
The spare blocks are used in the order of “01” and “00”, and when the minimum value detected by the arithmetic unit 57 becomes “00”, all three spare blocks forming the spare storage area 3 are already used by the block replacement. That is, that is, there is no unused spare block.

【0097】上記の未使用ブロックの検出において、最
大値が“11”であるか否かが判断基準となる(ステッ
プS9)。
In the above-mentioned unused block detection, whether or not the maximum value is "11" is a criterion (step S9).

【0098】演算器57で検出した最大値が“11”で
あった場合、予備記憶領域3の中に未使用の予備ブロッ
クは存在しないため、演算器57は、第1の消去対象ブ
ロックの置換が不可能であること、すなわち第1の消去
対象ブロックの消去が無効であることを示す制御信号5
73をコマンド制御回路51に出力する。
When the maximum value detected by the calculator 57 is "11", there is no unused spare block in the spare storage area 3, so the calculator 57 replaces the first erase target block. Control signal 5 indicating that the erasure of the first erase target block is invalid.
73 is output to the command control circuit 51.

【0099】コマンド制御回路51は、第1の消去対象
ブロックの消去が無効であることを示す制御信号573
を受けると、不揮発性半導体メモリ装置に対するデータ
の書換え回数Nbが予め設定された書換え保証回数Na
に達したことを通知するために、不揮発性半導体メモリ
装置の外部に書換え禁止信号519を出力し、以降の不
揮発性半導体メモリ装置に対するデータの書換えを禁止
する。この機能が特許請求の範囲にいう「通知手段」に
相当している(ステップS13)。
The command control circuit 51 controls the control signal 573 indicating that the erase of the first erase target block is invalid.
When the data is received, the number Nb of data rewrites to the non-volatile semiconductor memory device is the preset number of guaranteed rewrites Na.
In order to notify that the non-volatile semiconductor memory device has reached, the rewrite prohibition signal 519 is output to the outside of the non-volatile semiconductor memory device to prohibit the subsequent rewriting of data to the non-volatile semiconductor memory device. This function corresponds to the "notifying means" in the claims (step S13).

【0100】(2) 第2の消去対象ブロック コマンド制御回路51は、第1の消去対象ブロックの消
去を有効にするための制御を終えると、続いて消去対象
に指定されている複数のブロックの内、論理ブロックア
ドレス下位から2番目のブロック、すなわち第2の消去
対象ブロックに対する消去を有効にするための制御を開
始する(ステップ14)。より詳しくは、次のとおりで
ある。
(2) When the second erase target block command control circuit 51 completes the control for validating the erase of the first erase target block, the second erase target block command control circuit 51 subsequently erases a plurality of blocks designated to be erased. Of these, the control for enabling the erasing of the second block from the lower logical block address, that is, the second erasing target block is started (step 14). More details are as follows.

【0101】まず、コマンド制御回路51は、ブロック
置換情報レジスタ55からブロック置換情報I(Nx)
551を読み出し、ブロック置換情報I(Nx)551
に基づいて、書換え制御情報記憶領域4の書換え回数記
憶領域43の中で第2の消去対象ブロックの書換え実績
回数情報I(Nb)を記憶している領域を指定するため
のアドレスデータ511と読み出し信号512を出力
し、書換え回数レジスタ54に第2の消去対象ブロック
の書換え実績回数情報I(Nb)を読み出す。
First, the command control circuit 51 outputs the block replacement information I (Nx) from the block replacement information register 55.
551 is read, and block replacement information I (Nx) 551
On the basis of the above, the address data 511 for designating the area in which the rewritable count information I (Nb) of the second erase target block is stored in the rewritable count storage area 43 of the rewrite control information storage area 4 and read. The signal 512 is output, and the actual rewriting frequency information I (Nb) of the second erase target block is read to the rewriting frequency register 54.

【0102】書換え回数レジスタ54に格納された第2
の消去対象ブロックの書換え実績回数情報I(Nb)5
41は比較器56に入力される。コマンド制御回路51
は、書換え回数記憶領域43への読み出し信号512を
出力した後、続いて書換え基準回数レジスタ53に格納
されている書換え基準回数情報I(Na)を比較器56
に読み出すための読み出し信号518を書換え基準回数
レジスタ53に出力する。
The second data stored in the rewrite count register 54
Rewriting history information I (Nb) 5 of the block to be erased
41 is input to the comparator 56. Command control circuit 51
After outputting the read signal 512 to the rewrite frequency storage area 43, the comparator 56 compares the rewrite standard frequency information I (Na) stored in the rewrite standard frequency register 53.
The read signal 518 for reading out is output to the rewriting reference count register 53.

【0103】読み出し信号518を受けた書換え基準回
数レジスタ53は、格納されている情報を書換え基準回
数情報I(Na)531として比較器56に出力する。
ここで、比較器56は、入力された書換え基準回数情報
I(Na)531の値である書換え保証回数Naと書換
え実績回数情報I(Nb)541の値である書換え回数
Nbとの大小関係を比較し、比較結果561をコマンド
制御回路51に出力する。
Rewriting reference number register 53 receiving read signal 518 outputs the stored information to comparator 56 as rewriting reference number information I (Na) 531.
Here, the comparator 56 determines the magnitude relationship between the guaranteed number of times of rewriting Na, which is the value of the input rewriting reference number of times information I (Na) 531, and the number of times of rewriting Nb, which is the value of the actual number of rewriting times information I (Nb) 541. The comparison result 561 is output to the command control circuit 51.

【0104】比較結果561はコマンド制御回路51に
コマンドを実行させるための制御信号であり、比較結果
561が、書換え回数Nbが書換え保証回数Na未満で
あることを示す信号であった場合、コマンド制御回路5
1は、第2の消去対象ブロックに対する消去を有効と
し、かつ第2の消去対象ブロックの書換え実績回数を
「+1」カウントアップするための制御を行う。
The comparison result 561 is a control signal for causing the command control circuit 51 to execute a command. When the comparison result 561 is a signal indicating that the number of rewrites Nb is less than the guaranteed number of rewrites Na, command control is performed. Circuit 5
1 makes the erasing of the second erasing target block valid, and performs control for counting up the number of rewrites of the second erasing target block by "+1".

【0105】まず、コマンド制御回路51は、書換え回
数レジスタ54に格納されている書換え実績回数情報I
(Nb)を「+1」カウントアップし、再度、書換え回
数レジスタ54に格納するためのカウントアップ演算命
令515を出力する。カウントアップ演算命令を受けた
演算器57で「+1」カウントアップ演算が完了し、書
換え回数レジスタ54に対して演算結果571を出力す
ると、演算器57は、更新された書換え回数レジスタ5
4の書換え実績回数情報I(Nb)を書換え回数記憶領
域43の第2の消去対象ブロックの書換え実績回数情報
I(Nb)を記憶する領域、すなわち更新される前の書
換え実績回数情報I(Nb)が格納されていた書換え回
数記憶領域43内の領域に格納するための制御信号57
3をコマンド制御回路51に出力する。
First, the command control circuit 51 causes the rewriting frequency information I stored in the rewriting frequency register 54.
(Nb) is incremented by "+1", and the count-up operation instruction 515 for storing in the rewriting number register 54 is output again. When the computing unit 57 that has received the count-up computing command completes the “+1” count-up computation and outputs the computation result 571 to the rewriting number register 54, the computing unit 57 updates the rewriting number register 5
4 is the area for storing the actual rewriting frequency information I (Nb) of the second erasing target block in the rewriting frequency storage area 43, that is, the rewriting actual frequency information I (Nb) before being updated. ) Is stored in the area of the rewrite frequency storage area 43 that has been stored.
3 is output to the command control circuit 51.

【0106】制御信号573を受けたコマンド制御回路
51は、書換え回数記憶領域43の第2の消去対象ブロ
ックの書換え実績回数情報I(Nb)を記憶する領域を
指定するためのアドレスデータ511と消去信号514
を出力し、書換え回数記憶領域43の第2の消去対象ブ
ロックの書換え実績回数情報I(Nb)を記憶する領域
の消去を行う。さらに、コマンド制御回路51は、消去
完了を示す書換え完了信号13に応じて、書換え回数記
憶領域43の第2の消去対象ブロックの書換え実績回数
情報I(Nb)を記憶する領域を指定するためのアドレ
スデータ511と書き込み信号513を出力する。そし
て、書換え回数レジスタ54に格納されているカウント
アップ演算結果571すなわち「+1」カウントアップ
された書換え実績回数情報I(Nb)をデータバス58
を通じて書換え回数記憶領域43に転送する。これによ
り、書換え回数記憶領域43の中の第2の消去対象ブロ
ックの書換え実績回数情報I(Nb)を記憶する領域に
対して「+1」カウントアップされた書換え実績回数情
報I(Nb)を書き込む。
Upon receiving the control signal 573, the command control circuit 51 erases the address data 511 for designating an area in the rewrite frequency storage area 43 for storing the actual rewrite frequency information I (Nb) of the second erase target block. Signal 514
Is output to erase the area in the rewrite frequency storage area 43 for storing the rewrite history frequency information I (Nb) of the second erase target block. Further, the command control circuit 51 is responsive to the rewriting completion signal 13 indicating the completion of erasing to specify an area of the rewriting frequency storage area 43 for storing the actual rewriting frequency information I (Nb) of the second erase target block. The address data 511 and the write signal 513 are output. Then, the count-up operation result 571 stored in the rewrite count register 54, that is, the rewrite record count information I (Nb) that has been incremented by “+1” is transferred to the data bus 58.
Through the rewriting frequency storage area 43. As a result, the rewrite record count information I (Nb) that has been incremented by “+1” is written to the region in the rewrite count storage area 43 in which the rewrite record count information I (Nb) of the second erase target block is stored. .

【0107】比較結果561が、書換え回数Nbが書換
え保証回数Na以上であることを示す信号であった場
合、コマンド制御回路51は、予備記憶領域3を構成す
るブロックの中から未使用のブロックを検出し、第2の
消去対象ブロックと検出された予備記憶領域3の未使用
ブロックとの置換を行うことで、第2の消去対象ブロッ
クに対する消去を有効にするための制御を行い、また予
備記憶領域3を構成するブロックの中で未使用のブロッ
クを検出できなかった場合は、第2の消去対象ブロック
に対する消去を無効にするための制御を行う。より詳し
くは、次のとおりである。
If the comparison result 561 is a signal indicating that the number of rewrites Nb is the guaranteed number of rewrites Na or more, the command control circuit 51 selects an unused block from the blocks constituting the spare storage area 3. By detecting and replacing the second block to be erased with an unused block of the detected spare memory area 3, control is performed to validate the erase to the second block to be erased, and the spare memory is also stored. If an unused block cannot be detected among the blocks forming the area 3, control is performed to invalidate the erasure of the second erase target block. More details are as follows.

【0108】まず、コマンド制御回路51は、予備記憶
領域3を構成するブロックの中から未使用のブロックを
検出し、第2の消去対象ブロックと検出された予備記憶
領域3の未使用ブロックとの置換を行うためのブロック
置換演算命令516を演算器57に出力する。演算器5
7は、ブロック置換演算命令516を受けると、ブロッ
ク置換情報レジスタ55に格納されている64ビットの
ブロック置換情報I(Nx)の中より、各々2ビットで
構成されるブロック1置換情報からブロック32置換情
報までの32個の置換情報を順次読み出し、32個の置
換情報の中の最大値を検出する。
First, the command control circuit 51 detects an unused block from the blocks forming the spare storage area 3, and identifies the second block to be erased and the detected unused block in the spare storage area 3. The block replacement calculation instruction 516 for replacement is output to the calculator 57. Calculator 5
Upon receipt of the block replacement operation instruction 516, the block 7 from the block replacement information I (Nx) of 64 bits stored in the block replacement information register 55 to the block 32 from the block 1 replacement information composed of 2 bits. The 32 pieces of replacement information up to the replacement information are sequentially read, and the maximum value of the 32 pieces of replacement information is detected.

【0109】演算器57で検出した最大値が“11”で
あった場合、予備記憶領域3の中に未使用の予備ブロッ
クは存在しないため、演算器57は、第2の消去対象ブ
ロックの置換が不可能であること、すなわち第2の消去
対象ブロックの消去が無効であることを示す制御信号5
73をコマンド制御回路51に出力する。
When the maximum value detected by the computing unit 57 is "11", there is no unused spare block in the spare storage area 3, so the computing unit 57 replaces the second erase target block. Control signal 5 indicating that the erasure of the second erase target block is invalid.
73 is output to the command control circuit 51.

【0110】コマンド制御回路51は、第2の消去対象
ブロックの消去が無効であることを示す制御信号573
を受けると、不揮発性半導体メモリ装置に対するデータ
の書換え回数Nbが予め設定された書換え保証回数Na
に達したことを通知するために、不揮発性半導体メモリ
装置の外部に書換え禁止信号519を出力し、以降の不
揮発性半導体メモリ装置に対するデータの書換えを禁止
する。
The command control circuit 51 controls the control signal 573 indicating that the erasure of the second erase target block is invalid.
When the data is received, the number Nb of data rewrites to the non-volatile semiconductor memory device is the preset number of guaranteed rewrites Na.
In order to notify that the non-volatile semiconductor memory device has reached, the rewrite prohibition signal 519 is output to the outside of the non-volatile semiconductor memory device to prohibit the subsequent rewriting of data to the non-volatile semiconductor memory device.

【0111】演算器57で検出した最大値が“11”以
外の場合、演算器57は、検出した最大値に「+1」を
加える。そしてブロック置換情報レジスタ55に格納さ
れている64ビットのブロック置換情報I(Nx)の
内、第2の消去対象ブロックに対応する2ビットの置換
情報を最大値に「+1」を加えた演算結果に置き換える
ことでブロック置換情報I(Nx)を更新し、ブロック
置換を実行する。
When the maximum value detected by the calculator 57 is other than "11", the calculator 57 adds "+1" to the detected maximum value. Then, of the 64-bit block replacement information I (Nx) stored in the block replacement information register 55, the operation result obtained by adding “+1” to the maximum value of the 2-bit replacement information corresponding to the second block to be erased. The block replacement information I (Nx) is updated by replacing with, and block replacement is executed.

【0112】さらに演算器57は、ブロック置換情報レ
ジスタ55に格納されているブロック置換情報I(N
x)の更新が完了すると、第2の消去対象ブロックが予
備ブロックと置換されたことを示す制御信号573をコ
マンド制御回路51に出力する。コマンド制御回路51
は、演算器57から第2の消去対象ブロックが予備ブロ
ックと置換されたことを示す制御信号573を受ける
と、更新されたブロック置換情報I(Nx)を書換え制
御情報記憶領域4のブロック置換情報記憶領域42に書
き込むための制御を行う。より詳しくは、次のとおりで
ある。
Further, the computing unit 57 has the block replacement information I (N) stored in the block replacement information register 55.
When the updating of x) is completed, the control signal 573 indicating that the second erase target block has been replaced with the spare block is output to the command control circuit 51. Command control circuit 51
When the control signal 573 indicating that the second block to be erased has been replaced with the spare block is received from the arithmetic unit 57, the updated block replacement information I (Nx) is written to the block replacement information in the rewrite control information storage area 4. Control for writing to the storage area 42 is performed. More details are as follows.

【0113】まず、コマンド制御回路51は、ブロック
置換情報記憶領域42を指定するためのアドレスデータ
511と消去信号514を出力し、ブロック置換情報記
憶領域42の消去を行う。消去が完了したことを示す書
換え完了信号13に応じてコマンド制御回路51は、さ
らにブロック置換情報記憶領域42を指定するためのア
ドレスデータ511と書き込み信号513を出力し、ブ
ロック置換情報レジスタ55に格納されている更新され
たブロック置換情報I(Nx)をデータバス58を通じ
てブロック置換情報記憶領域42に転送する。これによ
り、ブロック置換情報記憶領域42に対する更新された
ブロック置換情報I(Nx)の書き込みを行う。コマン
ド制御回路51は、ブロック置換情報記憶領域42への
書き込みが完了したことを示す書換え完了信号13を受
けると、今度は、ブロック置換情報レジスタ55よりブ
ロック置換情報I(Nx)551を読み出す。そして、
第2の消去対象ブロックが予備記憶領域3のいずれの予
備ブロックと置換されたかを判断し、書換え回数記憶領
域43の中の置換先の予備ブロックの書換え実績回数情
報I(Nb)が記憶されている領域に対して書換え実績
回数が1回であることを示す書換え実績回数情報I(N
b)を書き込む。これは、第2の消去対象ブロックとの
置換を行った予備ブロックの書換え実績回数情報I(N
b)を更新するためである。
First, the command control circuit 51 outputs address data 511 for designating the block replacement information storage area 42 and an erase signal 514 to erase the block replacement information storage area 42. In response to the rewriting completion signal 13 indicating that the erasing is completed, the command control circuit 51 further outputs address data 511 for designating the block replacement information storage area 42 and a write signal 513, and stores it in the block replacement information register 55. The updated block replacement information I (Nx) is transferred to the block replacement information storage area 42 through the data bus 58. As a result, the updated block replacement information I (Nx) is written in the block replacement information storage area 42. When the command control circuit 51 receives the rewrite completion signal 13 indicating that the writing to the block replacement information storage area 42 is completed, this time, the block replacement information I (Nx) 551 is read from the block replacement information register 55. And
It is determined which spare block in the spare storage area 3 the second erase target block has been replaced with, and the actual rewriting frequency information I (Nb) of the replacement destination spare block in the rewriting frequency storage area 43 is stored. Rewriting record number information I (N
Write b). This is the information I (N) of the number of rewrites of the spare block that has been replaced with the second block to be erased.
This is for updating b).

【0114】以上のようにして、消去ブロック情報52
1によって消去対象に指定されるブロックが複数存在す
る場合において、コマンド制御回路51は、書換え完了
信号13を受けた場合に、第2の消去対象ブロックに対
する消去を許可すると判断すると同時に、第2の消去対
象ブロックの消去を有効にするための制御を終える。
As described above, the erase block information 52
When there are a plurality of blocks designated to be erased by 1 and the command control circuit 51 receives the rewrite completion signal 13, the command control circuit 51 determines that the second block to be erased is permitted to erase, and at the same time the second block is erased. The control for enabling the erase of the erase target block ends.

【0115】書換え完了信号13を受ける場合とは、す
なわち、次の2つの場合である。
The case where the rewrite completion signal 13 is received is the following two cases.

【0116】第1の場合は、第2の消去対象ブロックの
書換え実績回数が書換え基準回数未満であるという判定
により、第2の消去対象ブロックの書換え実績回数情報
I(Nb)が更新され、書換え回数記憶領域43の所定
の領域に対して更新された書換え実績回数情報I(N
b)の書き込みを行い、書換え実績回数情報I(Nb)
の書き込みが完了した場合である。
In the first case, it is determined that the actual number of rewrites of the second erase target block is less than the reference number of rewrites, and the actual rewrite count information I (Nb) of the second erase target block is updated to rewrite. The rewriting history number information I (N) updated for a predetermined area of the number-of-times storage area 43
b) is written, and the number of rewriting results information I (Nb)
This is the case when the writing of is completed.

【0117】第2の場合は、第2の消去対象ブロックの
書換え実績回数が書換え基準回数以上ではあるが、予備
記憶領域3の予備ブロックとの置換が可能と判定され、
ブロックの置換が行われ、かつ書換え回数記憶領域43
の所定の領域に対して書換え実績回数情報I(Nb)を
更新するための書き込みを行い、書換え実績回数情報I
(Nb)の書き込みが完了した場合である。
In the second case, although the actual number of rewrites of the second erase target block is equal to or greater than the reference number of rewrites, it is determined that the spare block in the spare storage area 3 can be replaced.
Block replacement is performed and the number of rewrites storage area 43
In order to update the actual rewriting frequency information I (Nb) in a predetermined area of
This is the case when the writing of (Nb) is completed.

【0118】消去ブロック情報521によって指定され
る消去対象ブロックが3ブロック以上の場合は、コマン
ド制御回路51は、第2の消去対象ブロックの消去を有
効にするための制御を終えると、同様にして第3の消去
対象ブロック以降のすべての消去対象ブロックに対し
て、消去を許可するか否かを判定するための上記制御を
繰り返し行う。
When the erase target block designated by the erase block information 521 is three or more blocks, the command control circuit 51 similarly performs the control for enabling the erase of the second erase target block. The above control for determining whether or not to permit the erasure is repeated for all the erasure target blocks after the third erasure target block.

【0119】コマンド制御回路51において、不揮発性
半導体メモリ装置に対するデータの書換え回数Nbが予
め設定された書換え保証回数Naに達したことを通知
し、かつ不揮発性半導体メモリ装置に対するデータの書
換えを禁止するための書換え禁止信号519が不揮発性
半導体メモリ装置の外部に出力されることなく、すべて
の消去対象ブロックに対する消去が許可された場合に、
コマンド制御回路51は、消去信号517を出力し、消
去ブロック情報521によって指定されたすべてのブロ
ックに対する消去を一括して実行する(ステップS1
5)。
The command control circuit 51 notifies that the number of times Nb of data rewriting to the nonvolatile semiconductor memory device has reached the preset guaranteed number of times of rewriting Na, and prohibits the rewriting of data to the nonvolatile semiconductor memory device. If the erase prohibition signal 519 is output to the outside of the non-volatile semiconductor memory device, and erasing is permitted for all blocks to be erased,
The command control circuit 51 outputs the erase signal 517 and collectively erases all the blocks specified by the erase block information 521 (step S1).
5).

【0120】なお、消去ブロック情報521によって消
去対象として指定されるブロックが1ブロックである場
合は、前述した複数のブロックに対する消去を許可する
か否かを判定するための一連の制御において、第1の消
去対象ブロックの消去が許可された時点でコマンド制御
回路51は、消去信号517を出力し、消去ブロック情
報521によって指定された1ブロックに対する消去を
実行する。
If the block designated as the erase target by the erase block information 521 is one block, the first block in the series of controls for determining whether or not to permit the erase of a plurality of blocks described above is performed. The command control circuit 51 outputs an erase signal 517 when the erase of the erase target block is permitted, and erases one block designated by the erase block information 521.

【0121】ここまでは、本実施の形態に示す不揮発性
半導体メモリ装置のユーザーによる実使用モードにおけ
る制御部5の動作について説明した。
Up to this point, the operation of control unit 5 in the actual use mode by the user of the nonvolatile semiconductor memory device shown in the present embodiment has been described.

【0122】上記の説明においては、書換え制御情報記
憶領域4内のブロック置換情報記憶領域42および書換
え回数記憶領域43に対するデータの書換え動作は、す
べてコマンド制御回路51によって行い、不揮発性半導
体メモリ装置の外部からの書換え操作を禁止することを
述べた。
In the above description, the data rewriting operation for the block replacement information storage area 42 and the rewriting frequency storage area 43 in the rewriting control information storage area 4 is all performed by the command control circuit 51, and the nonvolatile semiconductor memory device It is stated that the rewriting operation from outside is prohibited.

【0123】また、上記の説明では、ユーザによる実使
用モードにおいては、書換え制御情報記憶領域4内の書
換え基準回数記憶領域41は、コマンド制御回路51に
よる書換え基準回数情報I(Na)の読み出し操作のみ
が可能であり、不揮発性半導体メモリ装置の外部からの
データの書換えはできないことを述べた。
Further, in the above description, in the actual use mode by the user, the rewrite reference number storage area 41 in the rewrite control information storage area 4 has a read operation of the rewrite reference number information I (Na) by the command control circuit 51. It has been described that only data can be written, and data cannot be rewritten from outside the nonvolatile semiconductor memory device.

【0124】しかし、書換え制御情報記憶領域4を構成
するメモリセルの検査や特性評価、および書換え保証回
数Naの設定すなわち書換え基準回数記憶領域41への
データの書き込みを実行するためには、書換え制御情報
記憶領域4に対する不揮発性半導体メモリ装置の外部か
らの書換え操作ができることが必須である。
However, in order to carry out the inspection and characteristic evaluation of the memory cells forming the rewrite control information storage area 4 and the setting of the guaranteed rewrite frequency Na, that is, the writing of data to the rewrite reference count storage area 41, the rewrite control is performed. It is essential that the information storage area 4 can be rewritten from the outside of the nonvolatile semiconductor memory device.

【0125】また、本実施の形態に示す不揮発性半導体
メモリ装置に何らかの不具合が発生した際、不具合発生
の原因を調査するための解析を行うためには、書換え基
準回数情報I(Na)によって指定される書換え回数N
bに制限がないことが望ましい。
Further, when any failure occurs in the non-volatile semiconductor memory device shown in the present embodiment, in order to perform an analysis for investigating the cause of the failure occurrence, the rewriting reference frequency information I (Na) is designated. Number of rewrites N
It is desirable that b is not limited.

【0126】そこで本実施の形態に示す不揮発性半導体
メモリ装置は、書換え制御情報記憶領域4に対する不揮
発性半導体メモリ装置の外部からの書換え操作を可能と
し、かつ書換え回数Nbに制限のないテストモード(第
2の動作モード)を備えるものとする。
Therefore, the non-volatile semiconductor memory device according to the present embodiment allows a rewriting operation to the rewriting control information storage area 4 from the outside of the non-volatile semiconductor memory device, and the number of rewriting times Nb is unlimited. The second operation mode).

【0127】まず、本実施の形態に示す不揮発性半導体
メモリ装置のテストモードにおいては、初期状態として
主記憶領域2を構成するブロックと予備記憶領域3を構
成するブロックとの置換は、一切行われていないものと
する。そして不揮発性半導体メモリ装置の外部より不揮
発性半導体メモリ装置に入力される読み出し信号、書き
込み信号、消去信号は、すべて制御部5を通過してダイ
レクトに不揮発性半導体メモリ1に入力される。
First, in the test mode of the non-volatile semiconductor memory device shown in the present embodiment, the replacement of the blocks forming main memory area 2 with the spare memory area 3 is initially performed. Not yet. Then, all read signals, write signals, and erase signals input to the nonvolatile semiconductor memory device from the outside of the nonvolatile semiconductor memory device pass through the control unit 5 and are directly input to the nonvolatile semiconductor memory 1.

【0128】また、同じく不揮発性半導体メモリ装置の
外部より不揮発性半導体メモリ装置に入力される読み出
し、書き込み、消去の対象となる不揮発性半導体メモリ
1のアドレスを指定するためのアドレス情報およびブロ
ック消去実行時に不揮発性半導体メモリ1内の主記憶領
域2もしくは予備記憶領域3の消去対象ブロックを指定
するための消去ブロック情報は、いずれも制御部5を通
過してダイレクトにローデコーダ6およびカラムデコー
ダ9に入力され、不揮発性半導体メモリ1内の所定のア
ドレスもしくは消去対象ブロックを選択する。
Similarly, the address information for designating the address of the nonvolatile semiconductor memory 1 to be read, written, and erased, which is input to the nonvolatile semiconductor memory device from the outside of the nonvolatile semiconductor memory device, and the block erase execution are executed. Sometimes, the erase block information for designating the erase target block in the main memory area 2 or the spare memory area 3 in the nonvolatile semiconductor memory 1 is directly passed to the row decoder 6 and the column decoder 9 through the control unit 5. It is input and selects a predetermined address or a block to be erased in the nonvolatile semiconductor memory 1.

【0129】この間、制御部5内のコマンド制御回路5
1は、一切の動作をしない。そのため、テストモード時
においては、不揮発性半導体メモリ装置の外部から不揮
発性半導体メモリ1の任意のアドレスに対するデータの
読み出し操作や書換え操作、および任意のブロックに対
するブロック消去操作をダイレクトに実行することが可
能となる。
During this time, the command control circuit 5 in the control unit 5
1 does not operate at all. Therefore, in the test mode, it is possible to directly perform a data read operation or a rewrite operation for an arbitrary address of the nonvolatile semiconductor memory 1 and a block erase operation for an arbitrary block from the outside of the nonvolatile semiconductor memory device. Becomes

【0130】また、制御部5内のコマンド制御回路51
は、一切の動作をしないと述べたが、不揮発性半導体メ
モリ装置の外部よりコマンド制御回路51に対して所望
の動作を実行させるための制御信号を直接入力すること
で、ユーザーによる実使用モード時と同様にコマンド制
御回路51を動作させることも可能である。
Further, the command control circuit 51 in the control unit 5
Does not perform any operation, but by directly inputting a control signal for executing a desired operation to the command control circuit 51 from the outside of the nonvolatile semiconductor memory device, the user can operate in the actual use mode. Similarly, the command control circuit 51 can be operated.

【0131】[0131]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、主記憶
領域におけるブロックの書換え回数が書換え保証回数に
達したときには、予備記憶領域の未使用ブロックへのブ
ロック置換に切り換えるので、その主記憶領域でのブロ
ックにおけるそれ以上の書換えは抑制され、過剰な書換
えを禁止するので、不揮発性半導体メモリに記憶されて
いるデータの信頼性を確保することができる。
As described above, according to the present invention, when the number of times of rewriting of a block in the main memory area reaches the guaranteed number of times of rewriting, the main memory area is switched to an unused block of the spare memory area. Further rewriting in the block in the storage area is suppressed and excessive rewriting is prohibited, so that the reliability of the data stored in the nonvolatile semiconductor memory can be secured.

【0132】また、主記憶領域におけるあるブロックが
書換え保証回数に達した場合に、従来技術のように未使
用ブロックの有無にかかわらず最早ブロック置換が不可
能になってしまうのではなく、予備記憶領域に未使用ブ
ロックが存在している限りは、そのブロック置換を許容
するから、書換え回数について実質的に寿命の延長を実
現することができる。
When a certain block in the main memory area reaches the guaranteed number of rewrites, the block replacement is no longer impossible regardless of the presence or absence of an unused block as in the conventional technique, but the spare memory is not used. As long as an unused block exists in the area, the block replacement is allowed, so that the life can be substantially extended with respect to the number of rewrites.

【0133】また、ブロック置換の有無を示すブロック
単位情報を主記憶領域のブロック毎に保有することによ
り、ブロック置換情報をシンプルに構成することができ
る。
Further, by retaining the block unit information indicating the presence / absence of block replacement for each block in the main storage area, the block replacement information can be simply constructed.

【0134】また、予備記憶領域に未使用ブロックがあ
るか否かの判断を介してのブロック置換において、数値
を用いて最大値または最小値で判断することによりブロ
ック置換を適時実行するため、複雑なデコーダを必要と
しないですむ。
Further, in the block replacement by judging whether or not there is an unused block in the spare storage area, since the block replacement is executed at a proper time by judging the maximum value or the minimum value using a numerical value, it is complicated. You don't need a special decoder.

【0135】また、外部から書換え制御情報記憶手段の
情報を直接書換えることを可能とする動作モードを備え
ておれば、書換え制御情報記憶手段の検査や解析を可能
とするとともに、書換え保証回数を予め任意の値に設定
することを可能とする。すなわち、書換え制御情報記憶
手段を構成するメモリセルの検査や特性評価を有利に展
開することができる。不揮発性半導体メモリ装置に何ら
かの不具合が発生した際に、書換え基準回数情報によっ
て指定される書換え回数における制限を緩和し、不具合
発生の原因を調査するための解析を有利に展開すること
ができる。
If an operation mode is provided that allows the information in the rewrite control information storage means to be directly rewritten from the outside, the rewrite control information storage means can be inspected and analyzed and the guaranteed number of rewrites can be guaranteed. It is possible to set an arbitrary value in advance. That is, the inspection and characteristic evaluation of the memory cell forming the rewrite control information storage means can be advantageously developed. When some trouble occurs in the non-volatile semiconductor memory device, it is possible to relax the restriction on the number of rewrites designated by the rewrite reference number information, and to advantageously develop the analysis for investigating the cause of the trouble.

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

【図1】本発明の実施の形態における不揮発性半導体メ
モリ装置の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態における書換え制御情報記
憶領域の構成図
FIG. 2 is a configuration diagram of a rewrite control information storage area according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態における制御部の構成を示
すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control unit according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態におけるブロック置換情報
の構成図
FIG. 4 is a configuration diagram of block replacement information according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態におけるブロック置換情報
の例を示す構成図
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of block replacement information according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態の不揮発性半導体メモリ装
置の動作を示すフローチャート
FIG. 6 is a flowchart showing an operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図7】従来の不揮発性半導体メモリ装置の構成を示す
ブロック図
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 不揮発性半導体メモリ(フラッシュEEPROM) 2 主記憶領域 3 予備記憶領域 4 書換え制御情報記憶領域 5 制御部 6 ローデコーダ 7 切替制御部 8 選択回路部 9 カラムデコーダ 10 消去信号 11 消去ブロック情報 12 ブロック置換信号 13 書換え完了信号 41 書換え基準回数記憶領域 42 ブロック置換情報記憶領域 43 書換え回数記憶領域 51 コマンド制御回路 52 消去ブロックレジスタ 53 書換え基準回数レジスタ 54 書換え回数レジスタ 55 ブロック置換情報レジスタ 56 比較器 57 演算器 58 データバス 511 アドレスデータ 512 読み出し信号 513 書き込み信号 514 消去信号 515 カウントアップ演算命令 516 ブロック置換演算命令 517 消去信号 518 読み出し信号 519 書換え禁止信号 521 消去ブロック情報 531 書換え基準回数情報(I(Na)) 541 書換え実績回数情報(I(Nb)) 551 ブロック置換情報(I(Nx)) 561 比較結果 571 カウントアップ演算結果 572 ブロック置換演算結果 573 制御信号 I(Na) 書換え基準回数情報 I(Nb) 書換え実績回数情報 I(Nx) ブロック置換情報 1 Non-volatile semiconductor memory (flash EEPROM) 2 main storage area 3 spare storage area 4 Rewrite control information storage area 5 control unit 6 row decoder 7 Switching control unit 8 Selection circuit section 9 column decoder 10 Erase signal 11 Erase block information 12 block replacement signal 13 Rewrite completion signal 41 Rewriting reference count storage area 42 block replacement information storage area 43 Rewrite count storage area 51 Command control circuit 52 Erase Block Register 53 Rewriting reference count register 54 Rewrite count register 55 Block replacement information register 56 comparator 57 calculator 58 data bus 511 address data 512 read signal 513 write signal 514 Erase signal 515 Count up operation instruction 516 Block replacement operation instruction 517 erase signal 518 read signal 519 Rewrite prohibition signal 521 erase block information 531 Rewriting reference count information (I (Na)) 541 Rewriting record information (I (Nb)) 551 block replacement information (I (Nx)) 561 comparison result 571 Count up calculation result 572 Block replacement operation result 573 control signal I (Na) Rewriting reference count information I (Nb) Rewriting record information I (Nx) block replacement information

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 論理アドレスに対応する複数のブロック
によって構成されブロック単位でデータの書換えが可能
な主記憶領域と前記主記憶領域の任意のブロックと同一
論理アドレスへの置換が可能な複数のブロックによって
構成されブロック単位でデータの書換えが可能な予備記
憶領域とを有する不揮発性半導体メモリと、 前記不揮発性半導体メモリの書換え保証回数と前記不揮
発性半導体メモリを構成する各ブロックの書換え回数と
ブロック置換情報を不揮発的に記憶する書換え制御情報
記憶手段と、 前記不揮発性半導体メモリを構成する各ブロックの書換
え回数をカウントする計数手段と、 前記不揮発性半導体メモリの任意のブロックに消去信号
が入力された際に前記計数手段のカウント値が前記書換
え制御情報記憶手段に記憶されている書換え保証回数に
達している場合に該当ブロックに対する消去不可の判定
を行う判定手段と、 前記判定手段が消去不可と判定した場合に前記予備記憶
領域の未使用ブロックを検出しブロック置換実行に必要
なブロック置換情報を更新するとともにブロック置換を
実行するブロック置換制御手段と、 前記ブロック置換制御手段により未使用ブロックが検出
されなかった場合に前記不揮発性半導体メモリが書換え
禁止となったことを外部に通知する通知手段と、 前記計数手段のカウント値と前記ブロック置換情報が更
新される度に更新内容に応じて前記書換え制御情報記憶
手段の記憶内容を適時書換える書換え手段とを具備する
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ装置。
1. A main memory area configured by a plurality of blocks corresponding to logical addresses and capable of rewriting data in block units, and a plurality of blocks capable of replacing an arbitrary block of the main memory area with the same logical address. A non-volatile semiconductor memory having a spare storage area in which data can be rewritten in block units, the guaranteed number of rewrites of the non-volatile semiconductor memory, the number of rewrites of each block constituting the non-volatile semiconductor memory, and block replacement Rewriting control information storage means for storing information in a non-volatile manner, counting means for counting the number of times of rewriting of each block constituting the non-volatile semiconductor memory, and an erasing signal is input to an arbitrary block of the non-volatile semiconductor memory. At this time, the count value of the counting means is stored in the rewrite control information storage means. And a determination unit that determines whether or not the corresponding block is erasable when the guaranteed number of rewrites has been reached, and an unused block in the spare storage area that is detected when the determination unit determines that the block cannot be erased. Block replacement control means for updating the block replacement information and executing block replacement, and externally that the nonvolatile semiconductor memory is prohibited from being rewritten when the unused block is not detected by the block replacement control means. And a rewriting unit that rewrites the stored content of the rewrite control information storage unit in accordance with the updated content each time the count value of the counting unit and the block replacement information are updated. Non-volatile semiconductor memory device.
【請求項2】 前記書換え制御情報記憶手段は、前記主
記憶領域および前記予備記憶領域が内蔵されている前記
不揮発性半導体メモリの内部において、前記主記憶領域
および前記予備記憶領域以外の領域に設けられているこ
とを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体メモリ
装置。
2. The rewrite control information storage means is provided in an area other than the main storage area and the spare storage area inside the nonvolatile semiconductor memory having the main storage area and the spare storage area built therein. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the non-volatile semiconductor memory device is a non-volatile semiconductor memory device.
【請求項3】 前記書換え制御情報記憶手段は、前記主
記憶領域および前記予備記憶領域が内蔵されている前記
不揮発性半導体メモリとは別に設けられていることを特
徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
3. The rewrite control information storage means is provided separately from the non-volatile semiconductor memory in which the main storage area and the auxiliary storage area are incorporated. Non-volatile semiconductor memory device.
【請求項4】 前記ブロック置換情報は、前記主記憶領
域を構成する個々のブロックにおけるブロック置換の有
無を数値によって示すブロック単位情報を前記主記憶領
域のブロック数と同数保有することにより構成され、 前記ブロック単位情報は、初期値の場合にブロック置換
がないことを示し、初期値以外の場合は、その値に応じ
て前記予備記憶領域のいずれのブロックと置換されるか
を示し、 かつ前記ブロック単位情報の初期値は、ブロック置換時
に前記ブロック単位情報に設定され得る値以外であるこ
とを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに
記載の不揮発性半導体メモリ装置。
4. The block replacement information is configured by holding the same number of block unit information as the numerical value of the number of blocks in the main storage area, the block unit information indicating the presence or absence of block replacement in each block forming the main storage area, The block unit information indicates that there is no block replacement in the case of the initial value, and if it is other than the initial value, it indicates which block of the spare storage area is to be replaced according to the value, and the block 4. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the initial value of the unit information is other than a value that can be set in the block unit information at the time of block replacement.
【請求項5】 前記ブロック置換情報の前記初期値は、
前記ブロック単位情報に設定され得る値の最小値である
ことを特徴とする請求項4に記載の不揮発性半導体メモ
リ装置。
5. The initial value of the block replacement information is
The non-volatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein the block unit information is a minimum value that can be set.
【請求項6】 前記ブロック置換制御手段は、前記ブロ
ック置換情報を構成する複数の前記ブロック単位情報の
中から最新更新ブロック置換情報を検出し、前記最新更
新ブロック置換情報が所定の値に達していない場合に前
記最新更新ブロック置換情報に対して特定の値の加算を
行うことでブロック置換実行に必要なブロック置換情報
を更新し、前記最新更新ブロック置換情報が所定の値に
達していた場合に前記予備記憶領域に未使用ブロックが
存在しないことを判断することを特徴とする請求項4ま
たは請求項5に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
6. The block replacement control means detects latest updated block replacement information from a plurality of the block unit information constituting the block replacement information, and the latest updated block replacement information has reached a predetermined value. If not, the block replacement information necessary for executing the block replacement is updated by adding a specific value to the latest updated block replacement information, and if the latest updated block replacement information has reached a predetermined value. 6. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein it is determined that there are no unused blocks in the spare storage area.
【請求項7】 前記最新更新ブロック置換情報は、複数
の前記ブロック単位情報の最小値または最大値であり、
前記最新更新ブロック置換情報を最小値とするときは、
前記所定の値に達していた場合に前記予備記憶領域に未
使用ブロックが存在しないことを判断する値は最大値と
し、前記最新更新ブロック置換情報を最大値とするとき
は、前記所定の値に達していた場合に前記予備記憶領域
に未使用ブロックが存在しないことを判断する値は最小
値とすることを特徴とする請求項6に記載の不揮発性半
導体メモリ装置。
7. The latest updated block replacement information is a minimum value or a maximum value of a plurality of the block unit information,
When the latest updated block replacement information is set to the minimum value,
When the predetermined value is reached, the value for determining that there is no unused block in the spare storage area is the maximum value, and when the latest updated block replacement information is the maximum value, the predetermined value is set to the predetermined value. 7. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein a value for determining that there is no unused block in the spare storage area when the storage capacity has reached the minimum value is the minimum value.
【請求項8】 請求項1から請求項7までのいずれかに
記載の不揮発性半導体メモリ装置において、少なくとも
前記判定手段の動作を停止させることにより、前記書換
え制御情報記憶手段に記憶されている書換え保証回数に
示される書換え回数制限を受けずに前記主記憶領域と前
記予備記憶領域の任意のブロックに対する書換えを可能
とする第2の動作モードを備えることを特徴とする不揮
発性半導体メモリ装置。
8. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein at least the rewriting control information storage means stores the rewrite operation by stopping the operation of the determination means. A non-volatile semiconductor memory device comprising a second operation mode that enables rewriting to an arbitrary block of the main memory area and the auxiliary memory area without being subject to the number of rewriting times indicated by the guaranteed number of times.
【請求項9】 請求項1から請求項8までのいずれかに
記載の不揮発性半導体メモリにおいて、外部から所定の
制御信号を入力することで前記書換え制御情報記憶手段
に記憶されている情報を前記書換え手段に拠らず直接書
換えることを可能とする第3の動作モードを備えること
を特徴とする不揮発性半導体メモリ装置。
9. The non-volatile semiconductor memory according to claim 1, wherein the information stored in the rewrite control information storage means is input by inputting a predetermined control signal from the outside. A non-volatile semiconductor memory device having a third operation mode which enables direct rewriting regardless of rewriting means.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010123009A (en) * 2008-11-21 2010-06-03 Kyocera Mita Corp Information management device and information management method
WO2011043012A1 (en) * 2009-10-05 2011-04-14 パナソニック株式会社 Nonvolatile semiconductor storage device, signal processing system, control method for signal processing system, and rewrite method for nonvolatile semiconductor storage device
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JP2015191664A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 バルン エレクトロニクス カンパニー, リミテッド Method of warning write protection in data storage unit having memory chip

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