JP2003308240A - データ記憶装置 - Google Patents

データ記憶装置

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JP2003308240A JP2002112641A JP2002112641A JP2003308240A JP 2003308240 A JP2003308240 A JP 2003308240A JP 2002112641 A JP2002112641 A JP 2002112641A JP 2002112641 A JP2002112641 A JP 2002112641A JP 2003308240 A JP2003308240 A JP 2003308240A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラスタサイズが、半導体メモリの消去ブロ
ックサイズがクラスタのサイズよりも大きい場合であっ
ても、いわゆるガベッジコレクションを発生させずにデ
ータを記録する。 【解決手段】 メモリカードは、不揮発性の半導体メモ
リと、アトリビュート情報記憶部とを備えている。アト
リビュート情報記憶部には、１つのブロック内のセクタ
数と、ブロックの境界位置のセクタの論理アドレスを示
す情報とが格納されている。ホスト機器は、メモリカー
ド内の１ブロックを構成するクラスタ数と、ブロックの
先頭クラスタ位置とを把握し、１ブロック単位でデータ
を記録していく。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部に不揮発性の
半導体メモリを備えたデータ記憶装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電気的に消去可能な不揮発性メモリの一
つであるＮＡＮＤ型のフラッシュメモリでは、データが
消去された状態で、新たなデータの書き込みが行われ
る。フラッシュメモリでは、データを一括消去する消去
ブロックを設けて、この消去ブロック単位でデータの消
去を行った後、新たなデータの書き込みがされる。ま
た、フラッシュメモリでは、消去ブロックのサイズと、
データの書き込み単位（物理セクタ）とが異なってお
り、１つの消去ブロック内に複数の物理セクタが設けら
れている。
【０００３】また、フラッシュメモリに対して、１つの
消去ブロック内では、物理的に一定方向に向かいデータ
を記録していかなければならない。これは、消去ブロッ
ク内の任意の物理セクタにデータを記録した場合、フラ
ッシュメモリの特性上、書き込み対象セクタから一定方
向側に位置するセクタは記録済みデータの内容が保証さ
れるが、書き込み対象セクタから反対方向側に位置する
セクタは、記録済みデータの内容が保証されないためで
ある。そのため、フラッシュメモリでは、順方向にデー
タを記録していけば常に記録済みデータの内容が保証さ
れるように、物理アドレスや論理アドレスが設定される
のが一般的である。なお、記録対象の消去ブロックとは
異なる消去ブロックに記録されているデータに関して
は、その記録位置に関わらず、データ内容は常に保証さ
れる。
【０００４】このようなＮＡＮＤ型のフラッシュメモリ
を利用したアプリケーションとして、いわゆるメモリカ
ードと呼ばれる、リムーバブルな小型ＩＣメモリ装置が
知られている。メモリカードは、静止画像データ、動画
像データ、音声データ、音楽データ等の各種デジタルデ
ータを格納することができる。そのため、メモリカード
は、例えば、情報携帯端末、デスクトップ型コンピュー
タ、ノート型コンピュータ、携帯電話機、オーディオ装
置、家電装置等々のホスト機器に、外部記憶メディアと
して用いられる。
【０００５】メモリカードを外部記憶メディアとして利
用するホスト機器は、ハードディスク等の内部記憶メデ
ィアが備えられる場合がある。ハードディスクは、一般
的にＭＳ−ＤＯＳ（商標）と呼ばれるファイルシステム
を媒介として、ホスト機器から論理フォーマットでアク
セスがされる。そのため、メモリカードも、このような
他の記憶メディアとの互換性を鑑み、ＭＳ−ＤＯＳとい
ったような一般的なファイルシステムを適用できること
が望ましい。
【０００６】ＭＳ−ＤＯＳでは、ストレージメディアへ
のアクセス単位として、クラスタと呼ばれる単位が規定
されている。ＭＳ−ＤＯＳでは、このクラスタ単位で、
ＦＡＴ（File Allocation Table）を生成し、記憶メデ
ィア内に記録されているデータの連結関係が管理されて
いる。従って、ホスト機器は、このクラスタ単位で論理
的にアクセスを行うことにより、記憶メディアに記録さ
れているデータの読み出し、或いは、記憶メディアに対
するデータの書き込みを行うこととなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のメモ
リカードでは、フラッシュメモリの容量が比較的小さ
く、クラスタのサイズと消去ブロックのサイズとが一致
してため、クラスタ単位でデータの記録を行っている限
りでは、どのような記録を行ったとしても記録済みのデ
ータの内容が保証されていた。
【０００８】しかしながら、近年、フラッシュメモリの
高容量化が進み、それに伴って消去ブロックサイズも大
きくなってきた。そのため、高容量化されたフラッシュ
メモリを用いたメモリカードでは、ファイルシステムに
ＭＳ−ＤＯＳを用いると、クラスタのサイズが消去ブロ
ックのサイズよりも小さくなってしまう。このように、
クラスタのサイズが消去ブロックのサイズよりも小さく
なった場合、クラスタ単位でのデータの記録を行ったと
しても、記録済みデータの内容が保証されない場合が生
じてしまう可能性がある。
【０００９】そのため、このような高容量化されたフラ
ッシュメモリを用いたメモリカードでは、記録済みデー
タの内容を保証するため、同一の消去ブロック内で、書
き込み対象となるクラスタより後ろに記録済みのクラス
タがある場合には、ガベッジコレクションと呼ばれるメ
モリ領域を確保する処理が行われていた。
【００１０】メモリカードにおけるガベッジコレクショ
ンは具体的には次のように行われる。
【００１１】消去ブロック内の一部のクラスタに対して
データを書き込む場合、その消去ブロック内において書
き込み対象のクラスタよりアドレスが後ろ側のクラスタ
に、既に記録済みの有効なデータが記録されているか否
かを判断する。もし、同一の消去ブロック内でアドレス
が後ろ側のクラスタに既に記録済みの有効なデータがあ
る場合、書き込み対象クラスタのデータを除いた消去ブ
ロック内の全データを一旦バッファに読み出す。続い
て、新たな消去ブロックを確保し、バッファ内のデータ
と書き込み対象データとを合成したデータを、確保した
新たな消去ブロックに書き込む処理を行う。
【００１２】以上の処理がメモリカードにおけるガベッ
ジコレクションの処理である。なお、ガベッジコレクシ
ョンは、一般にメモリカード内のＣＰＵが行うため、ホ
スト機器のオペレーションシステムではその処理が認識
されない。
【００１３】このように、メモリカードにおけるガベッ
ジコレクションは、記録時に行われる処理であるにも関
わらず、データの読み出し及びバッファリングといった
冗長を行わなければならない。そのため、ガベッジコレ
クションが発生した場合には、ホスト機器とメモリカー
ドと間の記録速度が低下してしまう。このため、本来的
には、ガベッジコレクションを常に発生させずに、デー
タの記録を行えることが望ましい。
【００１４】ガベッジコレクションを常に発生させない
ためには、ホスト側からメモリ内の物理アドレスを直接
管理し、データの書き込みを行えばよい。しかしなが
ら、ＭＳ−ＤＯＳでは、メディアを物理アドレスで管理
していないので、メモリ内の物理アドレスを直接アクセ
スするには、ＭＳ−ＤＯＳとは異なる特殊なファイルシ
ステムを適用しなければならず、他のメディアとの互換
性を保つことができないので、望ましくない。
【００１５】本発明は、半導体メモリに対するデータの
アクセス単位の最大サイズが、当該半導体メモリの消去
ブロックサイズよりも小さいファイルシステムが適用さ
れた場合であっても、いわゆるガベッジコレクションを
発生させずに、データを記録することが可能なデータ記
憶装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるデータ記
憶装置は、ホスト機器に対して着脱自在に取り付けられ
るリムーバブルなデータ記憶装置であって、記録されて
いるデータが所定のデータ量のブロック単位で一括消去
される不揮発性の半導体メモリと、本装置の内部情報が
記録されたシステム情報記憶部とを備え、上記半導体メ
モリの記録領域には、ユーザによってデータが記録され
る領域であるユーザ領域が設けられ、上記ユーザ領域
は、データ読み書き単位であるセクタ毎に論理アドレス
を設定して記録データを管理するとともに物理的に連続
する所定数のセクタから構成されるクラスタ単位で記録
データの連結関係を管理する論理フォーマットに対応し
た、ファイル管理データが記録され、この論理フォーマ
ットに基づきホスト機器からアクセスがされ、上記シス
テム情報記憶部には、１つのブロック内のセクタ数と、
ブロックの境界位置のセクタの論理アドレスを示す情報
とが格納されていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態とし
て、本発明を適用したリムーバルな小型ＩＣメモリ装
置、並びに、この小型ＩＣメモリ装置を外部記憶メディ
アとして用いるデータ処理装置について説明する。
【００１８】なお、本発明の実施の形態として説明する
小型ＩＣメモリ装置のことを、以下、メモリカードと呼
ぶものとする。また、このメモリカードが接続されるデ
ータ処理装置のことを、ホスト機器と呼ぶものとする。
【００１９】アウトライン 図１に、ホスト機器及びメモリカードの外観斜視図を示
す。
【００２０】メモリカード１は、内部に不揮発性の半導
体メモリ（ＩＣメモリ）を有しており、静止画像デー
タ、動画像データ、音声データ、音楽データ等の各種デ
ジタルデータを格納することができる。このメモリカー
ド１は、例えば、情報携帯端末、デスクトップ型コンピ
ュータ、ノート型コンピュータ、携帯電話機、オーディ
オ装置、家電装置等々のホスト機器２の外部記憶メディ
アとして機能する。メモリカード１は、ホスト機器２に
設けられているスロット３に挿入された状態で使用され
る。メモリカード１のスロット３に対する挿入及び抜出
は、ユーザが自在に行うことができる。そのため、例え
ば、あるホスト機器に挿入されていたメモリカード１を
抜き出して、他のホスト機器に挿入することもでき、異
なるホスト機器間のデータのやり取りに用いることが可
能である。
【００２１】メモリカード１及びホスト機器２は、４ビ
ットパラレルデータ，クロック信号，バスステート信号
の６つの信号を転送する６線式半２重パラレルプロトコ
ルを用いたパラレルインタフェースでデータの転送を行
う。
【００２２】外観 図２は、本発明の実施の形態のメモリカード１を表面側
から見た斜視図であり、図３は、本発明の実施の形態の
メモリカード１を裏面側から見た斜視図である。
【００２３】メモリカード１は、主面（表面１ａ及び裏
面１ｂ）が略長方形とされた薄板形状となっている。メ
モリカード１は、主面の長手方向の長さが約５０ｍｍ、
主面の短辺方向の長さが約２１．４５ｍｍ、厚さが約
２．８ｍｍとなっている。また、メモリカード１は、主
面が、表面１ａと裏面１ｂとに区別される。裏面１ｂの
長手方向の一端には、１０個の平面電極（接続端子群
４）が、短辺方向に一列に並んで設けられている。ま
た、電極と電極との各間には、裏面１ｂから垂直に立ち
上がったガード５が設けられ、接続端子への接触防止が
図られている。また、メモリカード１の裏面１ｂには、
誤消去禁止用のスライドスイッチ６が設けられている。
【００２４】また、ホスト機器２のスロット３は、以上
のような形状のメモリカード１に対応した凹状の形状と
なっていて、メモリカード１が挿入可能である。さら
に、このスロット３は、メモリカード１が挿入されたと
きには、このメモリカード１が脱落しないように保持す
ることができる。また、スロット３には、メモリカード
１の１０個の平面電極に対応した位置に、１０個の接点
が設けられている。そのため、メモリカード１が接続端
子群４の方向からスロット内部に差し込まれることによ
り（図２のＸ方向にメモリカード１が差し込まれること
により）、これらのスロット３内の接点と、メモリカー
ド１の各接続端子とが電気的に接続されることとなる。
【００２５】本実施の形態のメモリカードのブロック構
成 図４に、メモリカード１の内部ブロック構成図を示す。
【００２６】メモリカード１は、パラレルインタフェー
ス回路（Ｉ／Ｆ）１２と、レジスタ回路１３と、データ
バッファ回路１４と、ＥＣＣ回路１５と、メモリＩ／Ｆ
コントローラ１６と、不揮発性半導体メモリ１７と、発
振制御回路１８とを備えて構成される。
【００２７】パラレルＩ／Ｆ回路１２は、６線式半２重
パラレル方式のデータ転送プロトコルを用いて、ホスト
機器２との間でデータの転送を行う回路である。
【００２８】レジスタ回路１３は、例えば、ホスト機器
から転送されるメモリＩ／Ｆコントローラ１６に対する
動作制御コマンド（以下、この動作制御コマンドのこと
をコントロールコマンドと呼ぶ。）、メモリカード１内
の内部状態、コントロールコマンドを実行する際に必要
な諸処のパラメータ、不揮発性半導体メモリ１７内のフ
ァイル管理情報等を記憶する回路である。このレジスタ
回路１３は、ホスト機器２及びメモリＩ／Ｆコントロー
ラ１６の両者からアクセスされる。なお、ホスト機器２
は、本メモリカードのデータ転送プロトコル上で規定さ
れる転送プロトコルコマンド（以下、ＴＰＣ(Transfer
Protocol Command)という。）を用いて、レジスタ回路
１３に対してアクセスを行う。すなわち、レジスタ回路
１３に格納されるコントロールコマンドや各種パラメー
タに対してホスト機器２が書き込みや読み出しをする場
合には、ＴＰＣを用いて行う。
【００２９】データバッファ回路１４は、不揮発性半導
体メモリ１７へ書き込まれるデータ、並びに、不揮発性
半導体メモリ１７から読み出されたデータを、一時的に
保存するメモリ回路である。すなわち、ホスト機器２か
ら不揮発性半導体メモリ１７へデータが書き込まれる場
合には、書き込み対象データがホスト機器２からデータ
バッファ回路１４へデータ転送プロトコルに従って転送
され、その後、データバッファ回路１４に格納されてい
る書き込み対象データをメモリＩ／Ｆコントローラ１６
が不揮発性半導体メモリ１７に書き込む。また、不揮発
性半導体メモリ１７からホスト機器２へデータが読み出
される場合には、メモリＩ／Ｆコントローラ１６が不揮
発性半導体メモリ１７から読み出し対象データを読み出
して一旦データバッファ回路１４に格納し、その後、そ
の読み出し対象データがデータ転送プロトコルに従って
データバッファ回路１４からホスト機器２へ転送され
る。なお、データバッファ回路１４は、所定のデータ書
き込み単位（例えば、フラッシュメモリのページサイズ
と同一の５１２バイト）分のデータ容量を有している。
なお、ホスト機器２は、ＴＰＣを用いて、データバッフ
ァ回路１４に対してアクセスを行う。すなわち、データ
バッファ回路１４に格納されるデータに対して、ホスト
機器２が書き込みや読み出しをする場合には、ＴＰＣを
用いて行う。
【００３０】ＥＣＣ回路１５は、不揮発性半導体メモリ
１７へ書き込まれるデータに対して誤り訂正コード（Ｅ
ＣＣ）を付加する。また、ＥＣＣ回路１５は、不揮発性
半導体メモリ１７から読み出したデータに付加されてい
る誤り訂正コードに基づき、この読み出したデータに対
する誤り訂正処理を行う。例えば、誤り訂正コードは、
５１２バイトのデータ単位に対して３バイト分付加され
る。
【００３１】メモリＩ／Ｆコントローラ１６は、レジス
タ回路１３内に格納されているコントロールコマンドに
従い、データバッファ１４と不揮発性半導体メモリ１７
との間のデータのやり取りの制御、不揮発性半導体メモ
リ１７のデータのセキュリティ管理の制御、メモリカー
ド１のその他のファンクションの制御、並びに、レジス
タ回路１３内に格納されているデータの更新処理等を行
う。
【００３２】不揮発性半導体メモリ１７は、例えば、Ｎ
ＡＮＤ型のフラッシュメモリ等の不揮発性の半導体メモ
リである。不揮発性半導体メモリ１７の容量は、例えば
１６Ｍバイト、３２Ｍバイト、６４Ｍバイト、１２８Ｍ
バイトである。不揮発性半導体メモリ１７は、消去ブロ
ック単位が、例えば６４Ｋ，１２８Ｋバイトである。
【００３３】発振制御回路１８は、本メモリカード１内
の動作クロックを発生する。
【００３４】メモリカード１には、合計１０個の接続端
子が設けられていることとなる。また、ホスト機器２側
にも同様の接続端子が設けられている。
【００３５】メモリカードとホスト機器間のインタフェ
ース機能の構成 図５に、本実施の形態のメモリカード１とホスト機器２
とのインタフェース機能をモデル化した図を示す。
【００３６】ホスト機器２のインタフェース機能は、フ
ァイルマネージャ３１と、ＴＰＣインタフェース３２
と、パラレルインタフェース３３とから構成される。ま
た、メモリカード１のインタフェース機能は、パラレル
インタフェース３３と、レジスタ３５と、データバッフ
ァ３６と、メモリＩ／Ｆコントローラ３７と、メモリ３
８とから構成される。
【００３７】ファイルマネージャ３１は、ホスト機器の
オペレーションシステムであり、メモリカード１内に格
納されているファイル、並びに、ホスト機器の他のメデ
ィアに格納されているファイルの管理を行う。本実施の
形態では、ファイルマネージャ３１は、オペレーション
システムとしてＭＳ−ＤＯＳ（Micorosoft Disc Operat
ion System）（登録商標）が用いられる。ファイルマネ
ージャ３１は、上記ＭＳ−ＤＯＳによりホスト機器２に
接続されている他のストレージメディアも管理してい
る。ファイルマネージャ３１は、ホスト機器２内のコン
トローラ内に実現される機能である。
【００３８】ＴＰＣインタフェース３２は、ファイルマ
ネージャ３１の下位レイヤとなるインタフェース機能で
ある。ＴＰＣインタフェース３２は、本インタフェース
の特有のコマンド（ＴＰＣ:Transfer Protocol Comman
d）が規定されたデータ転送プロトコルにより、メモリ
カード１内のレジスタ３５及びデータバッファ３６へア
クセスを行う。このＴＰＣインタフェース３２は、ホス
ト機器２内のコントローラ等により実現される機能であ
る。
【００３９】パラレルインタフェース３３，３４は、Ｔ
ＰＣインタフェース３２の下位レイヤとなり、本インタ
フェースシステムの物理階層である。パラレルインタフ
ェース３３，３４は、４ビットパラレルデータ，クロッ
ク，バスステート信号の６つの信号を転送するデータ転
送プロトコルである６線式半２重パラレルプロトコルに
従い、データ転送を行う。パラレルインタフェース３
３，３４は、パラレルインタフェース回路１２により実
現される機能である。
【００４０】レジスタ３５は、ホストから転送されたコ
ントロールコマンド、メモリカードの内部状態、メモリ
３８にアクセスするデータのアドレス、コントロールコ
マンドを実行する際に必要な諸処のパラメータ、メモリ
内のファイル管理情報等を格納する。レジスタ３５は、
メモリカード１のレジスタ回路１３上に実現される機能
である。
【００４１】データバッファ３６は、メモリ３８へ書き
込まれるデータ、並びに、メモリ３８から読み出された
データを、一時的に保存するバッファ領域である。デー
タバッファ３６は、メモリカード１のデータバッファ回
路１４上に実現される機能である。
【００４２】メモリＩ／Ｆコントローラ３７は、レジス
タ３５内に格納されているコマンド並びに各種情報に従
い、データバッファ３６とメモリ３８との間のデータの
読み出し、書き込み、消去、並びに、レジスタ３５内の
各種情報の更新等の制御を行う。メモリＩ／Ｆコントロ
ーラ３７は、ホスト機器２上のメモリＩ／Ｆコントロー
ラ１６により実現される機能である。
【００４３】メモリ３８は、データのメモリ領域であ
り、メモリＩ／Ｆコントローラ３７を通して独自のモデ
ルとして仮想化されている。メモリ３８は、メモリカー
ド１上の不揮発性半導体メモリ１７により実現される機
能である。
【００４４】以上のような構成のホスト機器及びメモリ
カードでは、ファイルマネージャ３１に管理されている
他のメディアに格納されているデータを、上記パラレル
インタフェース３３，３４を介してメモリ３８に転送す
ることができる。また、ファイルマネージャ３１は、本
メモリカードと他のストレージデバイスとを、オペレー
ションシステム（ＭＳ−ＤＯＳ）で共通に管理している
ため、例えば、メモリ３８に格納されているデータを他
のストレージメディアに転送したり、他のストレージメ
ディアに格納されているデータをメモリ３８に転送した
りすることができる。
【００４５】メモリカードのデータ格納領域の物理フォ
ーマット つぎに、メモリカード１のデータ格納領域（不揮発性半
導体メモリ１７）の物理フォーマットについて説明をす
る。
【００４６】メモリカード１は、ユーザに生成されたフ
ァイルが格納されるユーザエリアと、本メモリカード１
の内部情報等が格納されているシステムエリアとから構
成されている。ユーザエリア及びシステムエリアは、と
もにコントロールコマンドを用いてホスト機器２からア
クセスが可能である。ただし、ユーザエリアとシステム
エリアとは、互いに異なるアドレス空間に形成されてお
り、異なるコントロールコマンドによりホスト機器２か
らアクセスがされる。
【００４７】（ユーザエリアの物理フォーマット）ユー
ザエリアは、例えば６４Ｋバイト又は１２８Ｋバイトの
ブロックと呼ばれる単位で物理的に分割されている。こ
のブロックが本メモリカード１における一括消去の単位
となる。つまり、フラッシュメモリにおける消去ブロッ
クが、本ブロックに対応する。
【００４８】ブロックには、有効ブロック及び予備ブロ
ックの２種類がある。有効ブロックは、ファイルの実体
データ等が記録されるブロックである。予備ブロック
は、後発性の不良の代替データが記録される領域であ
る。
【００４９】ユーザエリアは、ホスト機器２からはセク
タ単位で連続するエリアとして認識されるが、内部では
有効なデータを記録するセクタ番号から導き出される論
理ブロック番号と物理ブロック番号とで管理されてい
る。論理ブロック番号と物理ブロック番号との対応情報
は物理ブロックの管理エリアである冗長部に記録すると
ともに、対応をデータ化した状態でホスト機器２からは
アクセスできないシステムエリアに記録している。
【００５０】各ブロックには、ブロックの格納位置を特
定する物理ブロック番号が設定されている。この物理ブ
ロック番号は、有効ブロック及び予備ブロックの区別に
関わらずユニークに番号が設定されている。有効ブロッ
クには、論理ブロック番号が記録される。論理ブロック
番号は、各ブロック内の所定の領域に書き込まれる。論
理ブロック番号は、本メモリカード１の初期化時に記録
される。ブロックに不良が生じた場合には、未記録の予
備ブロックに対して、不良ブロックの論理ブロック番号
を書き込んで、論理ブロック番号の代替が行われる。各
ブロック内は、ページと呼ばれる書き込み読み出し単位
で分割されている。このページが、後述する論理フォー
マットにおけるセクタと一対一で対応する。
【００５１】各ブロックに付けられる論理ブロック番号
は、後述する論理フォーマットにおけるクラスタ番号及
びＬＢＡセクタ番号と、一義的に対応することとなる。
ホスト機器２側からは、後述する論理フォーマットでデ
ータ格納領域に対して仮想的にアクセスがされるが、メ
モリＩ／Ｆコントローラ１６が、論理ブロック番号と物
理ブロック番号との対応関係が記述された論理−物理変
換テーブルを用いてアドレス変換を行う。そのため、ホ
スト機器２側は、物理的にデータが記録されている位置
を把握しなくても、論理的なアドレス（クラスタ番号や
ＬＢＡセクタ番号）を用いて不揮発性半導体メモリ１７
に対してアクセスを行うことが可能となる。
【００５２】（システムエリアの物理フォーマット）シ
ステムエリアには、本メモリカード１を制御するために
必要となる情報が記録されるアトリビュート情報エリア
が設けられている。
【００５３】アトリビュート情報エリアに記録されるデ
ータを図６に示す。
【００５４】アトリビュート情報エリアには、図６に示
すように、“ATRB info area confirmation”、“Devic
e-Information entry”、“System information”、“M
BR Values”、“PBR Values”が記録されている“ATRB
info area confirmation”には、当該アトリビュート情
報エリアを識別するための識別コードが含まれている。
【００５５】“Device-Information entry”は、以下の
“Device-Information（System information，MBR Valu
es，PBR Values）”の各記録位置を示す。記録位置は、
アトリビュート情報エリアのオフセット値で表される。
【００５６】“System information”には、本メモリカ
ード１の内部情報が記録される。例えば、“System inf
ormation”には、バージョンやクラス情報、１ブロック
のバイト数、１ブロックに含まれるセクタ数、トータル
ブロック数、アセンブリ日時、シリアル番号、アセンブ
リメーカ番号、フラッシュメモリのメーカ番号、フラッ
シュメモリのモデル番号、コントローラの番号、コント
ローラの機能、ブロック境界の開始セクタ番号、デバイ
スタイプ（リードライト可能、リードオンリー等）等が
記録される。
【００５７】なお、“System information”に記録され
ている「１ブロックに含まれるセクタ数」及び「ブロッ
ク境界の開始セクタ番号」は、ホスト機器２が「リアル
タイム記録モード」でデータを記録する際に参照される
こととなる。「リアルタイム記録モード」の処理につい
ては、その詳細を後述する。
【００５８】“MBR Values”には、ＭＳ−ＤＯＳ上で規
定されている「ＭＢＲ」（Master Boot Record）の推奨
パラメータが記録されている。例えば、“MBR Values”
には、ＭＢＲ内に記録されるブート識別、開始ヘッド番
号、開始シリンダ番号、システム識別、最終ヘッド番
号、最終セクタ番号、最終シリンダ番号、開始ＬＢＡセ
クタ番号、パーティションサイズが記録される。開始Ｌ
ＢＡセクタ番号に示されたセクタが、「ＰＢＲ」（Part
ition Boot Record）の記録位置となる。つまり、ＭＳ
−ＤＯＳ上で規定されている各パーティションの開始位
置となる。なお、ＭＳ−ＤＯＳでは、１つのストレージ
メディア内に、複数のパーティションを形成することが
可能とされているが、本例では不揮発性半導体メモリ１
７に形成されるパーティションは１つであるものとして
いる。もっとも、本発明は、１つのみのパーティション
を形成した場合のメモリカードに限定して適用されるも
のではなく、複数のパーティションを形成した場合のメ
モリカードに適用してもよい。
【００５９】“PBR Values”には、ＭＳ−ＤＯＳ上で規
定されている「ＰＢＲ」の推奨パラメータが記録されて
いる。例えば、“PBR Values”には、ＰＢＲ内に記録さ
れるジャンプコード、ＯＥＭ名とバージョン、１セクタ
あたりのバイト数、１クラスタあたりのセクタ数、予約
セクタ数、ＦＡＴ（ File Allocation Table）数、ルー
トディレクトリエントリのエントリ数、メディア内のセ
クタの数、メディアＩＤ、１ＦＡＴあたりのセクタ数、
１ヘッドあたりのセクタ数、ヘッド数、隠しセクタ数、
論理セクタの合計数、物理ドライブ番号、拡張ブート識
別、ボリュームのシリアル番号、ボリュームラベル、フ
ァイルシステムタイプが記録される。
【００６０】本実施の形態のメモリカード１のデータ格
納領域（不揮発性半導体メモリ１７）の物理フォーマッ
トは以上のようになる。
【００６１】なお、本メモリカード１には、コントロー
ルコマンドとして、アトリビュート情報を読み出すコマ
ンド（READ_ATRB）が設定されている。ホスト機器２
は、“MBR Values”及び“PBR Values”を、READ_ATRB
コマンドを用いて読み出すことにより、アセンブリメー
カにより推奨される論理フォーマットで、メモリカード
１を初期化することが可能となる。また、本メモリカー
ド１には、コントロールコマンドとして、不揮発性半導
体メモリ１７を初期化するコマンド（FORMAT）が設定さ
れている。ホスト機器２は、メモリカード１に対してFO
RMATコマンドを与えると、メモリＩ／Ｆコントローラ１
６がアトリビュート情報エリア内に記録されている“MB
R Values”及び“PBR Values”を参照し、この“MBR Va
lues”及び“PBR Values”の内容に従い不揮発性半導体
メモリ１７を初期化する。メモリカード１の初期化につ
いては、その詳細を後述する。
【００６２】メモリカードのデータ格納領域の論理フォ
ーマット つぎに、本メモリカード１に適用される論理フォーマッ
トについて説明をする。
【００６３】本メモリカードでは、データ格納領域に対
する論理フォーマットとして、ＭＳ−ＤＯＳ互換フォー
マットを採用している。ＭＳ−ＤＯＳ互換フォーマット
は、階層ディレクトリ構造でメディア内に記録されてい
るデータファイルを管理するファイルシステムである。
ＭＳ−ＤＯＳ互換フォーマットでは、シリンダ、ヘッ
ド、セクタと呼ばれる単位でメディアに対してデータの
アクセスが行われる。メディアに対する実際のデータの
読み出し／書き込みの単位はセクタとなる。さらに、Ｍ
Ｓ−ＤＯＳ互換フォーマットでは、記録されているデー
タを管理するにあたりクラスタという単位を定めてい
る。クラスタのサイズは、セクタのサイズの倍数とな
る。例えば、６４セクタで１クラスタが構成される。ホ
スト機器２側のオペレーションシステム上からは、クラ
スタ単位でファイルの管理が行われる。
【００６４】本メモリカード１に適用される論理フォー
マットでは、ブロックのサイズよりもクラスタのサイズ
が小さく、さらに、クラスタのサイズのｎ倍（ｎは２以
上の整数）が１つのブロックのサイズとなる。例えば、
１ブロックのデータサイズが１２８Ｋバイトである場
合、１クラスタのデータサイズが３２Ｋバイト、つま
り、１つのブロック内に４クラスタが記録される。
【００６５】また、本メモリカード１に適用される論理
フォーマットは、ブロックの境界位置が、必ずクラスタ
の境界位置と一致するように、設定がされる。つまり、
１つのクラスタが、２つのブロックに跨らないように設
定がされる。
【００６６】論理フォーマットを以上のような条件に設
定するには、ＭＳ−ＤＯＳのファイル管理データ（ＭＢ
Ｒ，ＰＢＲ，ＦＡＴ，ルートディレクトリ）の記録位置
や、各ファイル管理データ内に記録されるパラメータを
調整すればよい。このような条件で論理フォーマットを
行うためのパラメータは、アトリビュート情報内の“MB
R Values”及び“PBR Values”に記録されている。
【００６７】ＭＳ−ＤＯＳのファイル管理データの内容
は以下のとおりである。
【００６８】ＭＢＲは、ユーザ領域の先頭に配置され
る。ＭＢＲ内に記述される内容は、アトリビュート情報
内の“MBR Values”に記述される内容と同様である。
【００６９】ＰＢＲは、各パーティションの先頭セクタ
に配置される。ＰＢＲが記録されているセクタは、ＭＢ
Ｒ内の開始ＬＢＡセクタ番号に記述されている。なお、
ＬＢＡセクタ番号とは、有効ブロック内（或いは有効ブ
ロックから代替された代替ブロック）の各セクタにユニ
ークに付けられた番号である。ＬＢＡセクタ番号は、論
理ブロック番号が０のブロックの先頭セクタから、昇順
に付けられている。
【００７０】ＦＡＴは、ＰＢＲに続く次のセクタから、
複数のセクタに亘って記録される。ＦＡＴは、ユーザ領
域で扱われるファイルの連結状態をクラスタ単位で表し
ている。
【００７１】メディア上に記録されているデータは、ク
ラスタ単位で管理されているが、１つのファイルの本体
が複数のクラスタに亘る場合には、１つのクラスタを最
後まで読み出した後に、次のクラスタを読み出さなけれ
ばならない。しかしながら、つぎのクラスタは、必ずし
も物理的に連続する位置に記録されているとは限らな
い。そのため、ホスト機器２は、メディア上に記録され
ているデータに対してアクセスを行う場合、ある１つの
クラスタに続くクラスタが、どのクラスタであるかを示
す情報が必要となる。このような情報が記録されている
のが、ＦＡＴである。
【００７２】ＦＡＴには、メディア上に存在するクラス
タ数と同じだけの、格納領域が設けられて構成されてい
る。メディア上に存在する全てのクラスタには、０２
（１６進数）から始まるクラスタ番号が付けられてい
る。ＦＡＴ内の各格納領域には、クラスタ番号が一義的
に割り当てられる。各格納領域には、自己が割り当てら
れているクラスタに接続した次のクラスタの番号が格納
される。このため、あるクラスタに接続される次のクラ
スタを見つけ出したい場合には、そのクラスタが割り当
てられている格納領域に格納されている番号を参照すれ
ばよい。
【００７３】なお、本メモリカード１では、バックアッ
プのために２つのＦＡＴ（ＦＡＴ１，ＦＡＴ２）を記録
している。また、１つのＦＡＴの物理的なデータサイズ
は、メディア内のクラスタ数が変化しないため、データ
内容が更新したとしても必ず一定となる。
【００７４】ルートディレクトリエントリは、ルートデ
ィレクトリに配置される各ファイル及びサブディレクト
リのエントリ情報が記述される。ルートディレクトリエ
ントリは、ＦＡＴが記録された最終セクタに続く次のセ
クタから記録される。１つのエントリ情報のバイト数は
規定値であり、且つ、ルートディレクトリに配置される
エントリ数も規定値となる。そのため、ルートディレク
トリエントリのデータサイズは、必ず一定となる。な
お、ＭＳ−ＤＯＳ互換フォーマットの拡張型であるFAT3
2ファイルシステムではルートディレクトリエントリの
特別扱いは廃止され、ルートディレクトリエントリもク
ラスタの管理化におかれる。
【００７５】ＭＳ−ＤＯＳ互換フォーマットでは、以上
のファイル管理データに続く次のセクタから、最初のク
ラスタ（クラスタ番号“０２”）が開始される。すなわ
ち、ルートディレクトリエントリが記録された最終セク
タの次のセクタ以降が、ユーザにより生成された実際の
ファイルが記録される領域となる。従って、本メモリカ
ード１では、このクラスタ番号０２の最初のセクタが、
必ず、ブロックの先頭セクタとなるように、上記のファ
イル管理データが記録される。本メモリカード１では、
ユーザ領域内のいずれかのブロックの開始セクタのＬＢ
Ａセクタ番号が、アトリビュート情報内の「ブロック境
界の開始セクタ番号」に記述される。
【００７６】なお、いわゆるスーパーフロッピー（登録
商標）方式と呼ばれるフォーマットを本メモリカード１
に適用してもよい。スーパーフロッピー方式では、上述
したＭＢＲにあたる管理データが存在せず、ＰＢＲがユ
ーザ領域の先頭に記録される。本発明は、ＭＳ−ＤＯＳ
互換フォーマットに限らず、スーパーフロッピー方式の
ようなＭＢＲが存在しないフォーマットにも適用するこ
とができる。
【００７７】ホスト機器２による初期化処理及びデータ
記録処理 つぎに、ホスト機器２によるメモリカード１の初期化処
理、並びに、データ記録処理について説明する。
【００７８】（初期化処理）メモリカード１をホスト機
器２のオペレーションシステムから参照可能とするに
は、メモリカード１をＭＳ−ＤＯＳのファイルシステム
で初期化する必要がある。初期化処理は、少なくともフ
ァイル管理データ（ＭＢＲ，ＰＢＲ，ＦＡＴ，ルートデ
ィレクトリエントリ）の記録を行えばよい。初期化処理
は、通常、メモリカード１の工場出荷時に行われている
が、必要に応じてユーザが行うこともできる。
【００７９】本メモリカード１に対して初期化処理を行
うには、２つの方法がある。第１の方法は、書き込み用
のコントロールコマンドを用いて必要なデータを所定の
セクタに書き込んでいく方法である。第２の方法は、初
期化用のコントロールコマンドを用いる方法である。
【００８０】上記第１の方法及び第２の方法を説明する
にあたり、まず、コントロールコマンドについて説明を
する。
【００８１】メモリカード１では、メモリＩ／Ｆコント
ローラ１６に対して、ホスト機器２から動作制御コマン
ドが転送されることが、インタフェースプロトコル上で
定められている。コントロールコマンドは、ホスト機器
２からＴＰＣの中のコマンドセット命令によりレジスタ
回路１３内のコマンドレジスタに格納される。メモリＩ
/Ｆコントローラ１６は、コマンドレジスタ内にコント
ロールコマンドが格納されると、そのコントロールコマ
ンドに対応した動作制御を実行する。
【００８２】コントロールコマンドには、例えば、不揮
発性半導体メモリ１７からデータバッファ回路１４へデ
ータを読み出すコマンド、データバッファ回路１４から
不揮発性半導体メモリ１７へデータを書き込むコマン
ド、不揮発性半導体メモリ１７上のデータを消去するコ
マンド、本メモリカード１を工場出荷状態に戻すフォー
マットコマンド、メモリカード１の発振器１８の動作を
停止させるスリープコマンド等がある。
【００８３】コントロールコマンドの具体例を以下に示
す。
【００８４】READ_DATAコマンドは、不揮発性半導体メ
モリ１７のユーザエリアの指定アドレスからデータを連
続的に、読み出していく命令である。メモリＩ/Ｆコン
トローラ１６は、このREAD_DATAコマンドが与えられる
と、レジスタ回路１３内のアドレスレジスタに格納され
ているアドレスを参照し、不揮発性半導体メモリ１７上
のアドレスに対してアクセスを行い、このアドレスから
データを読み出していく。読み出したデータは、一旦デ
ータバッファ回路１４へ転送する。メモリＩ/Ｆコント
ローラ１６は、データバッファ回路１４が一杯となる
と、すなわち、５１２バイト分データを読み出すと、ホ
スト機器２に対して転送要求の割り込みを発行する。そ
して、ホスト機器２によってデータバッファ回路１４内
のデータが読み出されると、続くデータを不揮発性半導
体メモリ１７からデータバッファ回路１４へ転送してい
く。メモリＩ/Ｆコントローラ１６は、レジスタ回路１
３内のデータカウントレジスタに格納されているデータ
数分データを読み出すまで、以上の処理を繰り返す。
【００８５】WRITE_DATAコマンドは、データバッファ回
路１４に格納されているデータを、不揮発性半導体メモ
リ１７のユーザエリアの指定アドレスからデータを連続
的に記録していく命令である。メモリＩ/Ｆコントロー
ラ１６は、WRITE_DATAコマンドが与えられると、レジス
タ回路１３内のデータアドレスレジスタに格納されてい
るアドレスを参照し、不揮発性半導体メモリ１７上のア
ドレスに対してアクセスを行い、このアドレスからデー
タを書き込んでいく。書き込むデータは、データバッフ
ァ回路１４に格納されているデータである。メモリＩ/
Ｆコントローラ１６は、データバッファ回路１４内が空
となると、すなわち、５１２バイト分データを書き込む
と、ホスト機器２に対して転送要求の割り込みを発行す
る。そして、ホスト機器２によってデータバッファ回路
１４内にデータが書き込まれると、続くデータをデータ
バッファ回路１４から不揮発性半導体メモリ１７へ書き
込んでいく。メモリＩ/Ｆコントローラ１６は、レジス
タ回路１３内のデータカウントレジスタに格納されてい
るデータ数分データを書き込むまで、以上の処理を繰り
返す。
【００８６】READ_ATRBコマンドは、不揮発性半導体メ
モリ１７からアトリビュート情報を読み出す命令であ
る。メモリＩ/Ｆコントローラ１６は、このREAD_ATRBが
与えられると、不揮発性半導体メモリ１７内のアトリビ
ュート情報を読み出して、データバッファ回路１４に転
送する。
【００８７】FORMATコマンドは、不揮発性半導体メモリ
１７からアトリビュート情報を読み出し、このアトリビ
ュート情報内の“MBR Values”及び“PBR Values”を読
み出し、その値に従い、不揮発性半導体メモリ１７内に
ＭＢＲ，ＰＢＲ，ＦＡＴ，ルートディレクトリエントリ
を書き込んでいく。
【００８８】以上がコントロールコマンドの説明であ
る。
【００８９】メモリカード１を第１の方法で初期化する
場合には、ホスト機器２は、READ_ATRBコマンドを用い
て、アトリビュート情報内の“MBR Values”及び“PBR
Values”を読み出す。そして、読み出した“MBR Value
s”及び“PBR Values”に記述されている値を参照し、
ＭＢＲ，ＰＢＲ，ＦＡＴ，ルートディレクトリを生成す
る。そして、さらに、“MBR Values”及び“PBR Value
s”に記述されている所定のセクタに対して、WRITE_DAT
Aコマンドを用いて、生成したＭＢＲ，ＰＢＲ，ＦＡ
Ｔ，ルートディレクトリエントリを書き込んでいく。こ
のような処理を行うことによって、メモリカード１が初
期化され、ホスト機器２により参照可能となる。
【００９０】なお、ＭＢＲ，ＰＢＲ，ＦＡＴ，ルートデ
ィレクトリエントリの値は、アトリビュート情報内の
“MBR Values”及び“PBR Values”に従わず、ホスト機
器２が独自に生成してもよい。
【００９１】メモリカード１を第２の方法で初期化する
場合には、ホスト機器２は、FORMATコマンドをホスト機
器２のメモリＩ／Ｆコントローラ１６に与える。メモリ
Ｉ／Ｆコントローラ１６は、FORMATコマンドが与えられ
ると、アトリビュート情報内の“MBR Values”及び“PB
R Values”を読み出す。そして、メモリＩ／Ｆコントロ
ーラ１６は、読み出した“MBR Values”及び“PBR Valu
es”に記述されている値に基づき、“MBR Values”及び
“PBR Values”に記述されている所定のセクタに対し
て、不揮発性半導体メモリ１７に対してＭＢＲ，ＰＢ
Ｒ，ＦＡＴ，ルートディレクトリエントリを書き込んで
いく。このような処理を行うことによって、メモリカー
ド１が初期化され、ホスト機器２により参照可能とな
る。
【００９２】以上のように、本メモリカード１では、ホ
スト機器２が書き込み用のコマンド（WRITE_DATAコマン
ド）を用いて、ホスト機器２自身が生成したパラメータ
を書き込んでいって初期化を行う方法と、ホスト機器２
が初期化用のコマンド（FORMATコマンド）を用いて、メ
モリカード１が自動的に初期化を行う方法との２種類の
初期化を選択的に行うことが可能となる。ホスト機器２
では、メモリカード１に対して初期化を行う場合に、初
期化用のコマンド（FORMATコマンド）を用いることがで
きるので、各バージョンや規格毎に対応した専用のパラ
メータや初期化処理プログラムを内蔵する必要がなくな
り、容易に初期化を行うことができる。
【００９３】（データ記録処理）続いて、ホスト機器２
からメモリカード１に対してデータを記録する場合の動
作について、図７を参照して説明をする。
【００９４】ホスト機器２は、メモリカード１がスロッ
トに装着されると、アトリビュート情報を読み出すコマ
ンド（READ_ATRBコマンド）を用いて、アトリビュート
情報内の“System information”から、「１ブロックに
含まれるセクタ数」及び「ブロック境界の開始セクタ番
号」を読み出す（ステップＳ１１）。
【００９５】続いて、ホスト機器２は、ユーザにより記
録動作が開始されるまで、処理を待機する（ステップＳ
１２）。
【００９６】ユーザにより記録動作が開始されると、現
在の記録モードが、リアルタイム記録モードであるか、
通常記録モードであるかを判断する（ステップＳ１
３）。
【００９７】記録モードが通常記録モードである場合に
はステップＳ１４に進み、リアルタイム記録モードであ
る場合にはステップＳ１５に進む。
【００９８】ここで、リアルタイム記録モードとは、例
えば、動画像信号の実時間記録を行う場合等の記録デー
タの生成処理に対してデータ記録処理が追従しなければ
ならないような記録処理や、大容量データの記録処理な
どの高速記録が要求される記録処理の場合に、適用され
るモードである。それに対して、通常記録モードとは、
例えば、静止画像信号の記録を行う場合等の高速記録が
要求されない場合の記録モードでである。リアルタイム
記録と通常記録のモード選択は、ユーザが手動で設定し
てもよいし、ホスト機器２が記録するデータに合わせて
自動選択してもよい。
【００９９】ステップＳ１４では、１クラスタ単位での
記録処理を行う。すなわち、ＦＡＴを参照してクラスタ
単位で空き領域を検索し、見つけ出した空き領域に順次
データを記録していく。
【０１００】ステップＳ１５では、ＦＡＴを参照して、
１ブロック分連続した空き領域を見つけ出し、１ブロッ
ク分連続して空き領域があれば、そのブロックに対して
連続してデータを記録する。すなわち、空きクラスタが
あったとしても、その空きクラスタが含まれているブロ
ックの他のクラスタに、既にデータが記録されていれ
ば、その空きクラスタに対してはデータを記録しない。
例えば、１ブロックが４クラスタで構成されていれば、
４クラスタ単位で空きブロックに対してデータを記録し
ていく。
【０１０１】ホスト機器２は、通常であれば、物理フォ
ーマット上のブロックの認識をすることができないが、
本メモリカード１では、ブロックの境界位置が必ずクラ
スタの境界位置となるように論理フォーマットが形成さ
れている。そのため、１ブロック内のクラスタ数（或い
はセクタ数）とブロックの境界のクラスタ番号（或いは
ＬＢＡセクタ番号）がわかれば、論理フォーマット上か
らブロックを認識することができる。従って、ホスト機
器２は、１ブロック内のクラスタ数並びにブロックの先
頭クラスタの位置を、ステップＳ１１で参照した「１ブ
ロックに含まれるセクタ数」及び「ブロック境界の開始
セクタ番号」から判断することができる。
【０１０２】このようなリアルタイム記録モードを適用
すれば、クラスタのサイズより消去ブロックのサイズの
方が大きいメディアに対しても、特殊なファイルシステ
ムを用いることなく、ブロック単位でデータを記録する
ことが可能となる。このため、このリアルタイム記録モ
ードでは、記録済みデータを保護するために必要となる
ガベッジコレクションが発生することなく、データが記
録される。従って、通常にクラスタ単位で記録をするよ
りも、高速に記録することが可能となる。
【０１０３】なお、通常のファイルシステムでは、デー
タの記録前或いは記録中に、メディア内の空き容量を確
認することが可能である。ホスト機器２は、通常記録モ
ードが選択されている場合には、ＦＡＴから単純にあき
クラスタ数を検出して、空き容量を算出する。一方、リ
アルタイム記録モードが選択されている場合には、ＦＡ
Ｔから全てのクラスタが未記録であるブロックを検出し
て、そのブロック数から空き容量を算出する。
【０１０４】メモリカード１の具体的なフォーマット例 つぎに、メモリカード１の具体的なフォーマット例を示
す。以下説明するフォーマット例は、全容量が６４Ｍバ
イト、セクタサイズが５１２バイト、クラスタサイズが
３２Ｋバイト、１ブロックのサイズが１２８Ｋバイト、
１つのＦＡＴを記録するために必要とするセクタ数が８
個であるメモリカード１に対するものである。従って、
１クラスタが６４セクタから構成され、１ブロックが４
クラスタから構成されている。なお、本例では、ＭＳ−
ＤＯＳのタイプとして、総クラスタ数が４０８５を超え
る場合に用いられるＦＡＴ１６を適用した場合について
説明をする。ＦＡＴ１６では、ＦＡＴ内の各クラスタに
割り当てられるバイト数が、２バイト（１６ビット）で
ある。
【０１０５】（第１の具体例）図８に、第１の具体例の
メディアイメージを示す。図９に、第１の具体例の各パ
ラメータの値を示す。図１０に第１の具体例のＭＢＲの
記述内容を示す。図１１に第１の具体例のＰＢＲの記述
内容を示す。
【０１０６】ＬＢＡセクタ番号は、パーティションやブ
ート領域に関わらず、メディア内の全有効ブロックに対
してユニークに付けられた番号である。ＬＢＡセクタ番
号は、先頭セクタが０とされ、以後、１ずつインクリメ
ントされている。ブロック番号は、各有効ブロックに付
けられた論理ブロック番号である。ブロック番号は、先
頭ブロックが０とされ、以後、１ずつインクリメントさ
れている。なお、有効ブロックが代替された場合には、
代替されたブロックに対して、ＬＢＡセクタ番号及びブ
ロック番号が付けられる。
【０１０７】第１の具体例では、ＭＢＲは、ブロック番
号０の先頭セクタ（ＬＢＡセクタ番号０）に記録され
る。ＰＢＲは、ブロック番号１のＬＢＡセクタ番号４６
２のセクタに記録される。ＦＡＴ１及びＦＡＴ２は、ブ
ロック番号１のＬＢＡセクタ番号４６４〜４７９のセク
タに記録される。ルートディレクトリエントリは、ブロ
ック番号１のＬＢＡセクタ番号４８０〜５１１のセクタ
に記録される。
【０１０８】以上のようにＭＢＲ，ＰＢＲ，ＦＡＴ，ル
ートディレクトリエントリが記録されることによって、
ユーザにより生成されたファイルが記録される先頭のセ
クタ（クラスタ２の先頭セクタ）は、ブロック２の先頭
セクタ（ＬＢＡセクタ番号５１２）から記録されること
となる。この結果、ブロックの境界位置が、クラスタの
境界位置に一致した論理フォーマットとされることにな
る。
【０１０９】（第２の具体例）図１２に、第２の具体例
のメディアイメージを示す。図１３に、第２の具体例の
各パラメータの値を示す。図１４に第２の具体例のＭＢ
Ｒの記述内容を示し、図１５に第２の具体例のＰＢＲの
記述内容を示す。
【０１１０】ＬＢＡセクタ番号は、パーティションやブ
ート領域に関わらず、メディア内の全有効ブロックに対
してユニークに付けられた番号である。ＬＢＡセクタ番
号は、先頭セクタが０とされ、以後、１ずつインクリメ
ントされている。ブロック番号は、各有効ブロックに付
けられた論理ブロック番号である。ブロック番号は、先
頭ブロックが０とされ、以後、１ずつインクリメントさ
れている。なお、有効ブロックが代替された場合には、
代替されたブロックに対して、ＬＢＡセクタ番号及びブ
ロック番号が付けられる。
【０１１１】第２の具体例では、ＭＢＲは、ブロック番
号０の先頭セクタ（ＬＢＡセクタ番号０）に記録され
る。ＰＢＲは、ブロック番号１のＬＢＡセクタ番号３３
５のセクタに記録される。ＦＡＴ１及びＦＡＴ２は、ブ
ロック番号１のＬＢＡセクタ番号３３６〜３５１のセク
タに記録される。ルートディレクトリエントリは、ブロ
ック番号１のＬＢＡセクタ番号３５２〜３８３のセクタ
に記録される。
【０１１２】以上のようにＭＢＲ，ＰＢＲ，ＦＡＴ，ル
ートディレクトリエントリが記録されることによって、
ユーザにより生成されたファイルが記録される先頭のセ
クタ（クラスタ２の先頭セクタ）は、ブロック１のＬＢ
Ａセクタ番号３８４から記録されることとなる。この結
果、ブロックの境界位置が、クラスタの境界位置に一致
した論理フォーマットとされることになる。
【０１１３】（第１の具体例と第２の具体例の違い）以
上のように、第１の具体例と、第２の具体例は、ブロッ
ク境界位置がクラスタ境界位置となっており、ともにホ
スト機器２側から、ブロック単位の一括記録ができる、
つまり、４クラスタ単位で記録ができる。
【０１１４】ところで、ＦＡＴ１６のフォーマットで
は、先頭の８バイトが“Ｆ８ＦＦ ＦＦＦＦ”の規定値
となっている。また、ＦＡＴ１６のフォーマットでは、
９バイト目から４バイトずつ各クラスタの領域が定めら
れている。最初のクラスタのクラスタ番号は、“２”で
ある。なお、本例では、１セクタあたりのバイト数が５
１２バイトである。このため、ＦＡＴの第１セクタに
は、クラスタ番号２〜クラスタ番号１２７までのクラス
タの領域が形成されることとなる。
【０１１５】第１の具体例のフォーマットの場合、図１
６に示すように、クラスタ番号０２，０３，０４，０５
でブロック２が構成され、クラスタ番号０６，０７，０
８，０９でブロック３が構成され、クラスタ番号０ａ，
０ｂ，０ｃ，０ｄでブロック４が構成され、以後、４ク
ラスタごとに１つのブロックが構成される。また、第１
の具体例のフォーマットの場合、ＦＡＴの先頭セクタ
は、ブロック３３の２番目のクラスタ（クラスタ７ｆ）
で終了している。そして、ＦＡＴの２番目のセクタは、
ブロック３３の３番目のクラスタ（クラスタ８０）から
開始されている。つまり、第１の具体例のフォーマット
では、ＦＡＴ内で表されているブロックの境界位置と、
ＦＡＴの実際のセクタ位置とが一致していない。
【０１１６】これに対して、第２の具体例のフォーマッ
トの場合、図１７に示すように、クラスタ番号０２、０
３でブロック１が構成され、クラスタ番号０４，０５，
０６，０７でブロック２が構成され、クラスタ番号０
８，０９，０ａ、０ｂでブロック３が構成され、クラス
タ番号０ｃ，０ｄ，０ｅ，０ｆでブロック４が構成さ
れ、以後、４クラスタごとに１つのブロックが構成され
る。また、第２の具体例のフォーマットの場合、ＦＡＴ
の先頭セクタは、ブロック３２の４番目のクラスタ、即
ち、ブロック内の最後のクラスタ（クラスタ７ｆ）で終
了している。そして、ＦＡＴの２番目のセクタは、ブロ
ック３３の最初のクラスタから開始されている。つま
り、第２の具体例のフォーマットでは、ＦＡＴ内で表さ
れているブロックの境界位置と、ＦＡＴの実際のセクタ
位置とが一致している。
【０１１７】ＦＡＴの実際のセクタ境界と、ＦＡＴで表
されたブロックの境界とが一致していない場合、例え
ば、セクタ境界にあるブロックのクラスタ情報を読み出
す場合、２つのセクタを読まなければならない。それに
対して、ＦＡＴの実際のセクタ境界と、ＦＡＴで表され
たブロックの境界とが一致している場合、セクタ境界に
あるブロックのクラスタ情報を読み出す場合であって
も、１つのセクタのみを読み出せばよい。
【０１１８】従って、第１の具体例のフォーマットより
も、第２の具体例のフォーマットの方が、ホスト機器２
側でのファイル管理が容易となる。
【０１１９】（ＭＢＲとＰＢＲとを異なるブロックに記
録）また、第１の具体例と第２の具体例とは両者とも、
ＭＢＲが、単独のブロックに記録されている。つまり、
ＭＢＲが、ＰＢＲ，ＦＡＴ，ルートディレクトリエント
リとは異なるブロックに記録されている。このように、
ＭＢＲを単独のブロックに記録することによって、フラ
ッシュメモリのような一括消去単位が定められたメディ
アの場合、ファイルの安全性が確保される。つまり、書
き換えの可能性があるＰＢＲ，ＦＡＴ，ルートディレク
トリエントリや、実データとは異なるブロックに記録さ
れているため、ＭＢＲを書き換える必要がなくなり、フ
ァイルの安全性が確保される。
【０１２０】このようなＭＢＲと、ＰＢＲ，ＦＡＴ，ル
ートディレクトリとを異なるブロックに記録すること
は、本メモリカード１のような、ブロックサイズがクラ
スタサイズよりも大きい場合でなくても適用することが
できる。
【０１２１】通常、図１８に示すように、ＭＢＲ，ＰＢ
Ｒ，ＦＡＴ，ルートディレクトリエントリは、ブロック
位置に関わらず、セクタ単位で連続して記録される。つ
まり、ＭＢＲがセクタ０、ＰＢＲがセクタ１のセクタに
記録される。
【０１２２】それに対して、クラスタサイズが３２Ｋバ
イト、ブロックサイズが１６Ｋバイトといったような、
ブロックサイズよりクラスタサイズの方が小さいメモリ
カードである場合には、図１９に示すように、ＭＢＲを
セクタ番号０のセクタに記録し、ＰＢＲをセクタ番号４
７のセクタに記録すればよい。
【０１２３】また、クラスタサイズが３２Ｋバイト、ブ
ロックサイズが１６Ｋバイトといったような、ブロック
サイズとクラスタサイズとが一致するメモリカードであ
る場合には、図２０に示すように、ＭＢＲをセクタ番号
０のセクタに記録し、ＰＢＲをセクタ番号７９のセクタ
に記録すればよい。
【０１２４】
【発明の効果】本発明のデータ記憶装置では、ブロック
単位で一括消去される不揮発性の半導体メモリと、シス
テム情報記憶部とを備え、このシステム情報記憶部に、
１つのブロック内のセクタ数と、ブロックの境界位置の
セクタの論理アドレスを示す情報とが格納されている。
【０１２５】このため本発明では、半導体メモリに対す
るデータのアクセス単位の最大サイズが、当該半導体メ
モリの消去ブロックサイズよりも小さいファイルシステ
ムが適用された場合であっても、いわゆるガベッジコレ
クションを発生させずに、データを記録することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のホスト機器及びメモリカ
ードの外観斜視図である。
【図２】メモリカードを表面側から見た斜視図である。
【図３】メモリカードを裏面側から見た斜視図である。
【図４】メモリカードの内部ブロック構成図である。
【図５】メモリカードとホスト機器との間のデータ伝送
をするためのインタフェース機能の構成図である。
【図６】アトリビュート情報エリアに記録されるデータ
を示す図である。
【図７】ホスト機器のデータ記録処理内容を示すフロー
チャートである。
【図８】第１の具体例のフォーマットを適用した場合の
メディアイメージを示す図である。
【図９】第１の具体例のフォーマットを適用した場合の
各パラメータの値を示す図である。
【図１０】第１の具体例のフォーマットを適用した場合
のＭＢＲの記述内容を示す図である。
【図１１】第１の具体例のフォーマットを適用した場合
のＰＢＲの記述内容を示す図である。
【図１２】第２の具体例のフォーマットを適用した場合
のメディアイメージを示す図である。
【図１３】第２の具体例のフォーマットを適用した場合
の各パラメータの値を示す図である。
【図１４】第２の具体例のフォーマットを適用した場合
のＭＢＲの記述内容を示す図である。
【図１５】第２の具体例のフォーマットを適用した場合
のＰＢＲの記述内容を示す図である。
【図１６】第１の具体例のフォーマットを適用した場合
のＦＡＴの状態を示す図である。
【図１７】第２の具体例のフォーマットを適用した場合
のＦＡＴの状態を示す図である。
【図１８】通常フォーマットのメディアイメージを示す
図である。
【図１９】ブロックサイズよりクラスタサイズの方が小
さいメモリカードのメディアイメージを示す図である。
【図２０】ブロックサイズとクラスタサイズとが同一の
メモリカードのメディアイメージを示す図である。
【符号の説明】
１ メモリカード、２ ホスト機器、１３ レジスタ回
路、１４ データバッファ回路、１６ メモリＩ／Ｆコ
ントローラ、１７ 不揮発性半導体メモリ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ホスト機器に対して着脱自在に取り付け
    られるリムーバブルなデータ記憶装置において、 記録されているデータが所定のデータ量のブロック単位
    で一括消去される不揮発性の半導体メモリと、 本装置の内部情報が記録されたシステム情報記憶部とを
    備え、 上記半導体メモリの記録領域には、ユーザによってデー
    タが記録される領域であるユーザ領域が設けられ、 上記ユーザ領域は、データ読み書き単位であるセクタ毎
    に論理アドレスを設定して記録データを管理するととも
    に物理的に連続する所定数のセクタから構成されるクラ
    スタ単位で記録データの連結関係を管理する論理フォー
    マットに対応した、ファイル管理データが記録され、こ
    の論理フォーマットに基づきホスト機器からアクセスが
    され、 上記システム情報記憶部には、１つのブロック内のセク
    タ数と、ブロックの境界位置のセクタの論理アドレスを
    示す情報とが格納されていることを特徴とするデータ記
    憶装置。
  2. 【請求項２】 上記ブロックのサイズは、上記クラスタ
    のサイズのｎ倍（ｎは２以上の整数）とされ、 上記ユーザ領域内の各ブロックの先頭のセクタは、上記
    クラスタの先頭のセクタと一致するように論理フォーマ
    ットが形成されていることを特徴とする請求項１記載の
    データ記憶装置。
  3. 【請求項３】 上記ファイル管理データは、当該ユーザ
    領域の先頭の論理アドレスのセクタに記録されるマスタ
    ーブートレコード（MBR）と、当該ユーザ領域に形成さ
    れる各パーティションの先頭の論理アドレスのセクタに
    記録されるパーティションブートレコード（PBR）と、
    各PBRの次の論理アドレスのセクタから複数のセクタに
    亘り記録されるファイルアロケーションテーブル（FA
    T）と、各FATの次の論理アドレスのセクタから複数のセ
    クタに亘り記録されるルートディレクトリエントリとか
    ら構成され、 上記MBRには、PBRが記録されたセクタの論理アドレスが
    記述されており、 上記PBRには、当該PBRが記録されているパーティション
    に関する情報が記述されており、 上記FATには、当該クラスタの次に接続されるクラスタ
    を特定する連結情報が格納される領域が、パーティショ
    ン内の全クラスタに対応して設けられており、 上記ルートディレクトリエントリには、最上位のディレ
    クトリに配置されるファイル及びサブディレクトリのエ
    ントリ情報が記述され、 各パーティションに記録される上記実体データは、上記
    ルートディレクトリエントリの次のセクタから記録され
    ることを特徴とする請求項２記載のデータ記憶装置。
  4. 【請求項４】 上記ファイル管理データは、当該ユーザ
    領域の先頭の論理アドレスのセクタに記録されるパーテ
    ィションブートレコード(PBR)と、PBRの次の論理アドレ
    スのセクタから複数のセクタに亘り記録されるファイル
    アロケーションテーブル（FAT）と、FATの次の論理アド
    レスのセクタから複数のセクタに亘り記録されるルート
    ディレクトリエントリとから構成され、 上記PBRには、当該PBRが記録されているパーティション
    に関する情報が記述されており、 上記FATには、当該クラスタの次に接続されるクラスタ
    を特定する連結情報が格納される領域が、パーティショ
    ン内の全クラスタに対応して設けられており、 上記ルートディレクトリエントリには、最上位のディレ
    クトリに配置されるファイル及びサブディレクトリのエ
    ントリ情報が記述され、 パーティションに記録される上記実体データは、上記ル
    ートディレクトリエントリの次のセクタから記録される
    ことを特徴とする請求項２記載のデータ記憶装置。
  5. 【請求項５】 上記ファイル管理データは、当該ユーザ
    領域の先頭の論理アドレスのセクタに記録されるマスタ
    ーブートレコード（MBR）と、当該ユーザ領域に形成さ
    れる各パーティションの先頭の論理アドレスのセクタか
    ら複数セクタに亘って記録されるパーティションブート
    レコード（PBR）と、各PBRに続く論理アドレスのセクタ
    から複数のセクタに亘り記録されるファイルアロケーシ
    ョンテーブル（FAT）とから構成され、 上記MBRには、PBRが記録されたセクタの論理アドレスが
    記述されており、 上記PBRには、当該PBRが記録されているパーティション
    に関する情報が記述されており、 上記FATには、当該クラスタの次に接続されるクラスタ
    を特定する連結情報が格納される領域が、パーティショ
    ン内の全クラスタに対応して設けられており、 上記ルートディレクトリエントリには、最上位のディレ
    クトリに配置されるファイル及びサブディレクトリのエ
    ントリ情報が記述され、上記ルートディレクトリエント
    リの次のセクタから記録されることを特徴とする請求項
    ２記載のデータ記憶装置。
  6. 【請求項６】 上記論理フォーマットは、１つのブロッ
    クに記録される連続したｎ個のクラスタに対する連結情
    報の記録領域が、１つのセクタ内に完結して形成される
    ように、設定されていることを特徴とする請求項４記載
    のデータ記憶装置。
  7. 【請求項７】 上記システム情報記憶部には、PBRが記
    録される論理セクタが格納されていることを特徴とする
    請求項６記載のデータ記憶装置。
  8. 【請求項８】 上記システム情報記憶部は、半導体メモ
    リの記録領域上に形成されていることを特徴とする請求
    項１記載のデータ記憶装置。
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