JP2004341989A - メモリカードパックとメモリカード - Google Patents

Abstract

【課題】大容量のディジタル情報を記録可能にするとともに、書き換え可能な回数を改善した安価なメモリカードパックを提供する。
【解決手段】外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録するメモリカードと不揮発性メモリとを備え、前記データの一部を書き換え回数の定格がメモリカードよりも大きい不揮発性メモリに格納する。この構成によって、書き換え回数の大きいファイルシステム領域を書き換え回数の定格が前記メモリカードよりも大きい不揮発性メモリにライトするので、メモリカードパックの耐用年数を増加することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不揮発性メモリを搭載したメモリカードパックおよび、メモリカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＳＤカード等のフラッシュメモリが内蔵されたカード型の記録媒体であるメモリカードは超小型、超薄型であり、その取り扱い易さから、ディジタルスチルカメラ等のディジタル機器に広く利用されている。
【０００３】
しかしながら、現在発売されているメモリカードの記録最大容量は５１２ＭＢであり、上記のようなメモリカードに、映像信号を長時間記録する場合は記録容量が不足している。例えば、ＤＶの映像信号と音声信号を記録するには、１フレーム当たり１００ＫＢの容量が必要であり、５１２ＭＢのメモリカードには約２分程度しか記録することはできない。
【０００４】
特開２００２−１８９９９２号公報（メモリカードドライブと携帯型メモリカードドライブ）では、外部インターフェイスを有するメモリカードパック本体に、複数のメモリカードの装着部を設け、これらの装着部に複数のメモリカードを装着することによって、大容量の情報を１枚のメモリカードパックで記録可能にしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１８９９９２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のメモリカードパックでは、複数のメモリカードをパックキングして１パックとすることによって、記録容量を増大することには対応しているが、メモリカードパック自体の書き換え回数については改善がなされていない。
【０００７】
一般に、フラッシュメモリの書き換え回数の定格は、１００，０００回以上であり、書き換え回数を超えた場合は、素子疲労によって特性の維持が困難である。その対応として、ライトする論理ブロックに対応する物理ブロックを、ローテーションすることによって、特定の物理ブロックに書き換えが集中することを防止している。（レベリング）
しかしながら、ライトする論理ブロックに対応する物理ブロックのローテーションは消去済みブロックの中から選択されて実施される。よって、メモリカードが容量近くまで記録されている状態では、レベリングの効果は期待できない。
【０００８】
また、メモリカードのライトの領域は、ファイルの情報を格納するファイルシステム領域とユーザ領域とに分割され、ファイルシステム領域はその重要性から（ファイルシステム領域が破壊されるとユーザ領域も読めない）停電等を考慮して所定時間毎に記録をおこなうことが多い。この場合、ファイルシステム領域の書き換え回数がユーザ領域に比べて多くなるのは明らかである。
【０００９】
図５に従来のメモリカードを複数枚備えたメモリカードパックの構成例を示す。同図において、１は外部インターフェイス部であり、外部インターフェイス部を介してデータがメモリカードパックに転送される。２は制御手段であり、後述する４枚のメモリカードを制御する。３，４，５，６はメモリカードであり、それぞれメモリカード０、メモリカード１、メモリカード２、メモリカード３と記す。
【００１０】
図６に本メモリカードパックの記録フォーマットを示す。
【００１１】
同図に示すように、４枚のメモリカードにおける領域をシステム領域とユーザ領域の２領域に分割し、システム領域はメモリカード０のみに割り当てている。また、４枚のメモリカードを通して論理アドレスが、同図の矢印で示す順番で付加される。例えば、５１２ＭＢのメモリカードであると、
メモリカード０の論理アドレスは［００００００００：１ＦＦＦＦＦＦＦ］、
メモリカード１の論理アドレスは［２０００００００：３ＦＦＦＦＦＦＦ］、
メモリカード２の論理アドレスは［４０００００００：５ＦＦＦＦＦＦＦ］、
メモリカード３の論理アドレスは［６０００００００：７ＦＦＦＦＦＦＦ］となる。
【００１２】
システム領域をメモリカード０の［０００００００：０００３ＦＦＦＦ］に割り当てた場合は、ユーザ領域は［０００４００００：７ＦＦＦＦＦＦＦ］で定義される。本仕様では、メモリカードの識別ビットは上位２ビットとなる。
【００１３】
また、システム領域にはファイルシステム領域等が含まれている。ファイルシステムにＦＡＴ１６を用いた場合は、メモリカード４枚で記録容量は２ＧＢなので、ファイル管理の最小単位であるクラスタは３２ＫＢで定義される。
【００１４】
上記のように構成されたメモリカードパックの記録動作について、以下説明する。
【００１５】
まず、記録データと、前記したメモリカードパックの論理アドレスが外部インターフェイス部１を介して、制御手段２に転送される。制御手段２では論理アドレスの上位２ビットに従って、有効なメモリカードを検出して、各メモリカードの所定のアドレスにデータを記録する。１個のファイルを書き込む場合は、（１）ＦＡＴの読み込み、（２）各メモリカードの空領域の検出、（３）空領域へのユーザデータの記録、（４）ＦＡＴの更新という一連の処理が行われる。本処理では「ユーザデータの記録」＋「ＦＡＴの更新」が行われるので、ＦＡＴ領域を割り当てているメモリカード０の書き換え回数は他のメモリカードよりも多くなる。よって、メモリカードパックの耐用年数はＦＡＴ等のファイルシステム領域の書き換え回数によって依存してしまうことになる。
【００１６】
本発明は、上記問題を解決するものであり、大容量の画像データを記録可能にするとともに、記録媒体の耐用年数が、書き換え回数が多いファイルシステム領域に依存しない記録媒体を提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明のメモリカードパックは、外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録するメモリカードと、不揮発性メモリとを備え、前記データの一部を書き換え回数の定格が前記メモリカードより大きい不揮発性メモリに格納する。
【００１８】
この構成によって、書き換え回数の大きいファイルシステム領域を前記メモリカードよりも書き換え回数の大きい不揮発性メモリにライトするので、記録媒体の耐用年数を増加することができる。
【００１９】
また、本発明のメモリカードパックは、外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録するメモリカードと不揮発性メモリとを備え、前記データの一部を記録ブロックまたは消去ブロックサイズが前記メモリカードより小さい不揮発性メモリに格納する。
【００２０】
この構成によって、書き換え回数の多くかつ書き換え量の少ないファイルシステム領域を、前記メモリカードよりも、記録ブロックまたは消去ブロックサイズの小さい不揮発性メモリにライトするので、書き換え不要のデータを書き換えする確率が減少し、記録媒体の耐用年数を増加することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１および請求項２に記載のメモリカードパックは、外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録するメモリカードと、不揮発性メモリとを備え、前記データの一部を前記不揮発性メモリに格納し、前記不揮発性メモリは、書き換え回数の定格が前記メモリカードより大きいことを特徴とする。
【００２２】
このように構成することで、書き換えの頻度が大きいファイルシステム領域のデータを不揮発性メモリに記録する。
【００２３】
本発明の請求項３に記載のメモリカードパックは、前記不揮発性メモリの記録ブロックサイズまたは消去ブロックサイズが前記メモリカードのものより小さいことを特徴とする。
【００２４】
このように構成することで、書き換えバイト数が少量で発生するファイルシステム領域のデータを不揮発性メモリに記録する。
【００２５】
本発明の請求項４に記載のメモリカードパックは、前記不揮発性メモリにはシステムデータを記録し、前記メモリカードにはユーザデータを記録することを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項５および請求項６に記載のメモリカードは、外部インターフェイス部と、外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録する特性の異なる２種類の不揮発性メモリとを備え、前記２種類の不揮発性メモリは、書き換え回数の定格が異なる２種類のメモリであることを特徴とする。
【００２７】
このように構成することで、書き換えの頻度が大きいファイルシステム領域のデータをライト制限回数の大きい不揮発性メモリに記録する。
【００２８】
本発明の請求項７に記載のメモリカードは、前記２種類の不揮発性メモリが、記録ブロックサイズまたは消去ブロックサイズの異なる２種類のメモリであることを特徴とする。
【００２９】
このように構成することで、書き換えバイト数が少量で発生するファイルシステム領域のデータは、記録ブロックサイズまたは消去ブロックサイズの小さい不揮発性メモリに記録する。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３１】
（実施の形態）
図１に本発明のメモリカードパックの構成図を示す。図１において、１は外部インターフェイス部であり、外部インターフェイス部を介してデータがメモリカードパックに転送される。２は制御手段であり、後述する４枚のメモリカード及びＦＥＲＡＭを制御する。３，４，５，６はメモリカードであり、それぞれメモリカード０、メモリカード１、メモリカード２、メモリカード３と記す。７はＦＥＲＡＭ（強誘電体メモリ）であり、ＦＥＲＡＭはフラッシュメモリと比較して書き換え回数が多い。
【００３２】
以上の構成を有するメモリカードパックの動作について詳細に説明する。
【００３３】
記録データ及びメモリカードパックの論理アドレスは、外部インターフェイス部１を介して、制御手段２に転送される。制御手段２では論理アドレスに従って、有効なメモリカードを検出して、各メモリカードの所定のアドレスにデータを記録する。
【００３４】
図２は本実施の形態におけるメモリマップである。図２に示すように、記録データをシステムデータとユーザデータに分類し、システムデータはＦＥＲＡＭ７に記録し、ユーザデータはメモリカードに記録する。システムデータはファイルシステムのデータを想定している。
【００３５】
よって、メモリカード１枚当たりの記録容量５１２ＭＢ、記録総容量が２ＧＢのメモリカードパックにおいて、ファイルシステムとしてＦＡＴ１６を採用した場合の論理アドレスのマッピングを以下に示す。
【００３６】
ＦＥＲＡＭの論理アドレスは［００００００００：０００３ＦＦＦＦ］、であり、システムデータを記録する。
メモリカード０の論理アドレスは［０００４００００：１ＦＦＦＦＦＦＦ］、
メモリカード１の論理アドレスは［２０００００００：３ＦＦＦＦＦＦＦ］、
メモリカード２の論理アドレスは［４０００００００：５ＦＦＦＦＦＦＦ］、
メモリカード３の論理アドレスは［６０００００００：７ＦＦＦＦＦＦＦ］
であり、４枚のメモリカードにユーザデータを記録する。
【００３７】
１個のファイルを書き込む場合は、（１）ＦＡＴ１６の読み込み、（２）各メモリカードの空領域の検出、（３）空領域へのユーザデータの記録、（４）ＦＡＴ１６の更新という一連の処理が行われる。本処理では「ユーザデータの記録」＋「ＦＡＴ１６の更新」が行われるので、ＦＡＴ１６領域を割り当てているＦＥＲＡＭの書き換え回数はメモリカードよりも多くなる。
【００３８】
しかしながら、ＦＥＲＡＭは強誘電体を利用したメモリであり、書き換え回数を１、０００、０００、０００、０００回（１兆回）以上保証しているので全く問題はない。（フラッシュメモリは１００、０００回以上）
また、メモリカードに使用されているＮＡＮＤ型のフラッシュメモリは、上書きができないブロックアクセスメモリである。（上書きを行う場合は、記録ブロックの消去後に記録する）さらに記録ブロックのサイズと消去ブロックのサイズが異なっている場合が多く、記録ブロックを複数ブロック集めて消去ブロックとしている。
【００３９】
図３は記録済みデータを更新する動作の説明図である。同図を用いて、１個の消去ブロックの中に２個の記録ブロックが含まれているフラッシュメモリにおいて、ブロックＡとブロックＢが同一消去ブロック内に記録されており、ブロックＢを更新する場合の動作について説明する。
【００４０】
同図（ａ）は更新前の状態で、ブロックＡとブロックＢが記録済みである。
【００４１】
同図（ｂ）はブロックＢ（Ｎｅｗ）を新たに書き込んだ状態であり、ブロックＢ（Ｎｅｗ）は既消去ブロックをサーチして、既消去ブロックに記録される。
【００４２】
同図（ｃ）はブロックＡをブロックＢ（Ｎｅｗ）を書き込んだ消去ブロックに属する記録ブロックに移動した状態
同図（ｄ）は更新前のブロックＡとブロックＢが属していた消去ブロックを消去した状態である。
【００４３】
このように、フラッシュメモリでは１記録ブロックのみの更新を行う場合、１消去ブロックの中に複数の記録ブロックが属する構成を有しているため、更新する必要のないブロックにも書き換えが発生することになる。よって、ファイルシステムのように、バイト数が小さくて連続していないデータの更新では、書き換えブロック数が２倍以上になってしまう。
【００４４】
さらに、他のブロックも書き換え（本例ではブロックＡ）するため、小ブロックを書き換えした場合の記録時間も大きくなり、記録レートが劣化してしまう。上記の課題もＦＥＲＡＭを用いると解決する。ＦＥＲＡＭは記録ブロックが小さく（数バイト）、重ね書きが可能なメモリであるので、小ブロックの更新が他ブロックに影響することはないので記録レートは劣化しない。
【００４５】
このように、外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録するメモリカードと前記メモリカードよりも書き換え回数の大きい不揮発性メモリとを備え、書き換えの頻度が大きいファイルシステム領域のデータを不揮発性メモリに記録すれば、メモリカードパックの耐用年数を増加することができる。
【００４６】
また、書き換えが比較的小ブロックで発生するファイルシステムデータの記録媒体として、ＦＥＲＡＭのような、数バイト単位で記録可能な不揮発性メモリを用いることにより、書き換え不要部分も再記録する必要性はなくなるので、記録レートの劣化を防止できる。
【００４７】
また、安価なフラッシュメモリを搭載したメモリカードに大容量のユーザデータを記録し、性能は良好であるが高価なＦＥＲＲＡＭ等の不揮発メモリに小容量のシステムデータを記録するのでコストメリットも大きい。
【００４８】
尚、本実施の形態では、システムデータ用の不揮発性メモリとして、ＦＥＲＡＭを代用したが、ＦＥＲＡＭに限るものではなく、ＭＲＡＭ等の磁性体メモリなどを利用してもよいことはいうまでもない。
【００４９】
図４は、本メモリカードパックの構成をメモリカード自体に適応したメモリカードの内部構成図である。同図において、１１は外部インターフェイス部であり、外部インターフェイス部を介してデータがメモリカードパックに転送される。１２は制御手段であり、後述する４枚のフラッシュメモリ及びＦＥＲＡＭを制御する。１３，１４，１５，１６はフラッシュメモリであり、それぞれフラッシュメモリ０、フラッシュメモリ１、フラッシュメモリ２、フラッシュメモリ３と記す。１７はＦＥＲＡＭ（強誘電体メモリ）であり、ＦＥＲＡＭはフラッシュメモリと比較して書き換え回数が多い。
【００５０】
動作については、図１とほぼ同一であり、記録データ及びメモリカードパックの論理アドレスは、外部インターフェイス部１１を介して、制御手段１２に転送される。制御手段１２では論理アドレスに従って、各メモリを検出して、各メモリの所定のアドレスにデータを記録する。
【００５１】
書き換え回数が多く、小ブロックアクセスなシステムデータ領域はＦＥＲＡＭに記録し、ユーザデータはフラッシュメモリに記録する。
【００５２】
このように、外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録する２種類の不揮発性メモリ（ＦＥＲＡＭとフラッシュメモリ）とを備え、書き換えの頻度が大きいファイルシステム領域のデータをＦＥＲＡＭに記録すれば、メモリカードの耐用年数を増加することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録するメモリカードと前記メモリカードよりも書き換え回数の大きい不揮発性メモリとを備え、書き換えの頻度が大きいファイルシステム領域のデータを不揮発性メモリに記録すれば、メモリカードパックの耐用年数を増加することができる。
【００５４】
また、書き換えが比較的小ブロックで発生するファイルシステムデータの記録媒体として、ＦＥＲＡＭのような、数バイト単位で記録可能な不揮発性メモリを用いることにより、書き換え不要部分も再記録する必要性はなくなるので、記録レートの劣化を防止できる。
【００５５】
また、安価なフラッシュメモリを搭載したメモリカードに大容量のユーザデータを記録し、性能は良好であるが高価なＦＥＲＲＡＭ等の不揮発メモリに小容量のシステムデータを記録するのでコストメリットも大きい。
【００５６】
さらに、外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録する２種類の不揮発性メモリ（ＦＥＲＡＭとフラッシュメモリ）とを備え、書き換えの頻度が大きいファイルシステム領域のデータをＦＥＲＡＭに記録すれば、メモリカードの耐用年数を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるメモリカードの構成図
【図２】図１のメモリカードパックに記録するデータのアライメント図
【図３】メモリカードにおける上書き動作例図
【図４】従来のメモリカードパックの構成図
【図５】従来のメモリカードパックに記録するデータのアライメント図
【図６】本メモリカードパックの記録フォーマット図
【符号の説明】
１，１１ インターフェイス部
２，１２ 制御手段
３ メモリカード０
４ メモリカード１
５ メモリカード２
６ メモリカード３
７，１７ ＦＥＲＡＭ
１３ フラッシュメモリ０
１４ フラッシュメモリ１
１５ フラッシュメモリ２
１６ フラッシュメモリ３

Claims (7)

1. 外部インターフェイス部と、前記外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録するメモリカードと、不揮発性メモリとを備え、前記データの一部を前記不揮発性メモリに格納することを特徴とするメモリカードパック。
2. 前記不揮発性メモリは、書き換え回数の定格が前記メモリカードより大きいことを特徴とする請求項１に記載のメモリカードパック。
3. 前記不揮発性メモリは、記録ブロックサイズまたは消去ブロックサイズが前記メモリカードより小さいことを特徴とする請求項１に記載のメモリカードパック。
4. 前記不揮発性メモリにはシステムデータを記録し、前記メモリカードにはユーザデータを記録することを特徴とする請求項１に記載のメモリカードパック。
5. 外部インターフェイス部と、外部インターフェイス部を介して転送されるデータを記録する特性の異なる２種類の不揮発性メモリとを備えたことを特徴とするメモリカード。
6. 前記２種類の不揮発性メモリは、書き換え回数の定格が異なる２種類のメモリであることを特徴とする請求項５に記載のメモリカード。
7. 前記２種類の不揮発性メモリは、記録ブロックサイズまたは消去ブロックサイズの異なる２種類のメモリであることを特徴とする請求項５に記載のメモリカード。

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