JP2005527055A - パイプラインメモリのための効率的な読出し、書込み方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に大容量デジタルデータ記憶システムに関する。特に、本発明は、多状態格納システムと関連するオーバヘッドを減らすシステムおよび方法に関するものである。
このような記憶システムのコンパクトな物理的サイズと、再プログラムの反復が可能な不揮発性メモリの能力とに起因して、フラッシュメモリ記憶システムなどの不揮発性メモリシステムの利用が増加している。フラッシュメモリ記憶システムのコンパクトな物理的サイズは、ますます優勢になりつつあるデバイス内でのこのような記憶システムの利用を容易にしている。フラッシュメモリ記憶システムを用いるデバイスには、デジタルカメラ、デジタルカムコーダー、デジタル音楽プレイヤ、ハンドヘルドパーソナルコンピュータ並びに地球的規模の測位用デバイスが含まれる(但しこれらに限定されるわけではない)。フラッシュメモリ記憶システムに含まれる不揮発性メモリを反復して再プログラムする能力によって、フラッシュメモリ記憶システムの利用並びに再利用が可能となる。
本発明は、効率的にメモリセルへデータを書き込み、効率的にメモリセルからデータを読み出すシステムおよび方法に関する。本発明の1つの態様によれば、メモリシステムは、第1の記憶素子、データソース、第1のエレメント、第2のエレメントおよびリップルクロックを含む。データソースは第1の記憶素子に格納される複数のビットを出力し、さらに、データソースから第1のビットを受信し、さらに、第1のビットの計時も行って、第2のエレメントの中へ入れる。次いで、上記第1のエレメントは、第1のビットが第1のエレメントの中へ格納されているのとほぼ同じ間、複数のビットからなる第2のビットをデータソースから受け取る。上記リップルクロックにより、第1のエレメントと第2のエレメントへのアクセスが可能となり、それによって第1のビットと第2のビットのパイプライン化が可能となる。
ビットの読出しと、ビットの書込みに必要なトランジスタの個数を減らすなどの、多状態記憶素子からのビットの読出しと、多状態記憶素子内へのビットの書込みとに関連するオーバヘッドの軽減によって、メモリセルを備えた記憶システム全体のパフォーマンスの改善が可能となる。読出し処理と書込み処理(特に書込み処理)は一般に時間のかかる処理であるため、読出し処理と書込み処理とに関連する時間の短縮により、多状態処理と関連するオーバヘッドコストを大幅に減らすことができる。
Claims (38)
- メモリシステムであって、データの格納に適したメモリシステムにおいて、
複数の記憶素子であって、第1の記憶素子を備える複数の記憶素子と、
データソースであって、前記第1の記憶素子に格納すべき複数のビットを出力するように構成されるデータソースと、
第1のエレメントであって、前記複数のビットに含まれる第1のビットを前記データソースから受け取る第1のエレメントと、
第2のエレメントであり、前記第1のエレメントから前記第1のビットを受け取るように構成された前記第2のエレメントであって、前記第1のビットを前記第1の記憶素子の中へ格納するようにさらに構成された第2のエレメントと、
リップルクロックであって、前記第1のエレメントと前記第2のエレメントとへのアクセスをほぼ同時に可能にするように構成された前記リップルクロックと、を備えるメモリシステム。 - 前記リップルクロックが、前記複数の記憶素子に含まれる前記第1の記憶素子と少なくとも第2の記憶素子とへのアクセスをほぼ同時に可能にするようにさらに構成された請求項1に記載のメモリシステム。
- 前記第1のエレメントが第1のラッチであり、前記第2のエレメントが第2のラッチである請求項1に記載のメモリシステム。
- 前記第1のビットが前記第1の記憶素子の中へ格納されているのとほぼ同じ間、前記第1のエレメントが、前記データソースから前記複数のビットで第2のビットを受け取るように構成された請求項1に記載のメモリシステム。
- 前記第2のエレメントが前記第1のエレメントから前記第2のビットを受け取るように構成され、前記第1のエレメントが、前記複数のビットに含まれる第3のビットを前記データソースから受け取っているのとほぼ同じ間、前記第2のエレメントが、前記複数の記憶素子に含まれる第2の記憶素子の中へ前記第2のビットを格納するようにさらに構成された請求項4に記載のメモリシステム。
- 前記第1の記憶素子の中へ前記第1のビットを格納後、前記第1のエレメントが、前記複数のビットに含まれる第2のビットを前記データソースから受け取るように構成された請求項1に記載のメモリシステム。
- 前記メモリシステムがデータ受信装置をさらに備え、前記第1のエレメントが、前記第1の記憶素子から第3のビットを受け取り、次いで、前記第3のビットを前記データ受信装置へ出力するようにさらに構成された請求項1に記載のメモリシステム。
- 前記複数の記憶素子が第2の記憶素子を備え、前記第3のビットの前記データ受信装置への出力後とほぼ同じ時点に、前記第2のエレメントが前記第2の記憶素子から第4のビットを受け取るようにさらに構成された請求項7に記載のメモリシステム。
- 前記メモリシステムが不揮発性メモリシステムである請求項1に記載のメモリシステム。
- 前記不揮発性メモリシステムがメモリカードである請求項9に記載のメモリシステム。
- 前記メモリカードが、PCカード、コンパクトフラッシュカード、マルチメディアカード、セキュリティ保護デジタルカード、スマートメディアカード、およびメモリスティックカードのうちの1つである請求項10に記載のメモリシステム。
- 前記第1の記憶素子が不揮発性記憶素子である請求項9に記載のメモリシステム。
- コンピューティングシステムであって、
ホストであって、第1のビットと第2のビットとを備える複数のビットを出力するように構成されるホストと、
記憶デバイスであって、前記ホストと通信状態にある記憶デバイスと、を備えたコンピューティングシステムにおいて、前記記憶デバイスが、
記憶素子のアレイであって、少なくとも1つの記憶素子を備える前記記憶素子のアレイと、
第1のバッファ用エレメントであって、前記第1のビットを前記ホストから受け取るように構成される第1のバッファ用エレメントと、
第2のバッファ用エレメントであって、前記第1のバッファ用エレメントから前記第1のビットを受け取るように構成される第2のバッファ用エレメントであり、前記第1のビットを前記アレイの中へ格納するようにさらに構成される第2のバッファ用エレメントと、
リップルクロックであって、前記第1のバッファ用エレメントと前記第2のバッファ用エレメントへのアクセスをほぼ同時に可能にするように構成されたリップルクロックと、を備えるよう構成されたコンピューティングシステム。 - 前記リップルクロックが、前記アレイに含まれる前記少なくとも1つの記憶素子と、少なくとも第2の記憶素子とへのほぼ同時のアクセスを可能にするようにさらに構成された請求項13に記載のコンピューティングシステム。
- 前記第1のバッファ用エレメントが第1のラッチであり、前記第2のバッファ用エレメントが第2のラッチである請求項13に記載のコンピューティングシステム。
- 前記アレイ内への前記第2のビットの格納中とほぼ同じ間、前記第1のバッファ用エレメントが前記複数のビットで前記ホストから第3のビットを受け取るように構成された請求項13に記載のコンピューティングシステム。
- 前記第2のバッファ用エレメントが前記アレイから第3のビットを受け取り、次いで、前記第3のビットを前記ホストへ出力するようにさらに構成された請求項13に記載のコンピューティングシステム。
- 前記第2のバッファ用エレメントがアレイから第3のビットを受け取り、次いで、前記第1のバッファ用エレメントへ前記第3のビットを出力するようにさらに構成され、さらに、前記第1のバッファ用エレメントが前記第3のビットを前記ホストへ出力するように構成された請求項13に記載のコンピューティングシステム。
- 前記記憶デバイスが不揮発性メモリシステムであり、前記少なくとも1つの記憶素子が不揮発性記憶素子である請求項13に記載のコンピューティングシステム。
- 前記記憶デバイスが、PCカード、コンパクトフラッシュカード、マルチメディアカード、セキュリティ保護デジタルカード、スマートメディアカード、およびメモリスティックカードのうちの1つである請求項19に記載のコンピューティングシステム。
- 前記ホストシステムが情報を取得するように構成され、前記情報が前記複数のビットを含み、前記情報が静止画像情報、オーディオ情報、ビデオ情報、および無線で取得される情報のうちの1つの情報である請求項13に記載のコンピューティングシステム。
- 前記ホストシステムが、デジタルカメラ、ビデオカメラ、セルラ通信装置およびオーディオプレイヤ並びにビデオプレイヤである請求項21に記載のコンピューティングシステム。
- 前記記憶デバイスが前記ホストシステムに関して取り外し可能である請求項13に記載のコンピューティングシステム。
- メモリシステムの中に複数のビットを格納する方法であって、前記メモリシステムが、少なくとも1つの記憶素子と、第1のバッファ用エレメントと、第2のバッファ用エレメントとを含むアレイを備えるように為す方法において、
複数のビットに含まれる第1のビットを前記第1のバッファ用エレメントへ出力するステップと、
前記アレイの中へ前記第1のビットを書き込む書込み処理を開始するステップであって、前記アレイの中へ前記第1のビットを書き込む前記書込み処理が、前記第2のバッファ用エレメントへ前記第1のビットを出力するように為すステップと、
前記複数のビットに含まれる第2のビットを前記第1のバッファ用エレメントへ出力するステップであって、前記記憶素子の中へ前記第1のビットを書き込む前記書込み処理の開始後に、前記第2のビットが前記第1のバッファ用エレメントへ出力されるステップと、
前記第1のバッファ用エレメントへの前記第2のビットの出力後に、前記アレイの中へ前記第1のビットを書き込む前記書込み処理を終了するステップと、を備える方法。 - 請求項24に記載の方法であって、
前記アレイの中へ前記第2のビットを書き込む書込み処理を開始するステップであって、前記アレイの中へ前記第2のビットを書き込む前記書込み処理を開始するステップが、前記第2のバッファ用エレメントへ前記第2のビットを出力するステップを含むように為すステップと、
前記アレイの中へ前記第2のビットを書き込む前記書込み処理の開始のほぼ同じ後に、前記複数のビットに含まれる第3のビットを前記第1のバッファ用エレメントへ出力するステップと、
前記第1のバッファ用エレメントへの前記第3のビットの出力後に、前記アレイの中へ前記第2のビットを書き込む前記書込み処理を終了するステップと、をさらに備える方法。 - メモリシステムから複数のビットを読み出す方法であって、前記メモリシステムが、少なくとも1つの記憶素子と、第1のバッファ用エレメントと、第2のバッファ用エレメントと、を含む記憶素子アレイを備えるように為す方法において、
前記複数のビットに含まれる第1のビットを前記第1のバッファ用エレメントへ出力するステップであって、前記記憶素子アレイから前記第1のビットを出力するステップと、
前記第1のバッファ用エレメントから第2のバッファ用エレメントへ前記第1のビットを出力するステップと、
前記第2のバッファ用エレメントから前記第1のビットを取得するステップと、を備える方法。 - 前記メモリシステムが第3のバッファ用エレメントをさらに備える請求項26に記載の方法であって、
前記第2のバッファ用エレメントへの前記第1のビットの出力後とほぼ同じ時点に、前記複数のビットに含まれる第2のビットを前記第1のバッファ用エレメントへ出力するステップと、
前記第1のバッファ用エレメントから前記第3のバッファ用エレメントへ前記第2のビットを出力するステップと、
前記第2のバッファ用エレメントからの前記第1のビットの取得中とほぼ同じ間、前記第3のバッファ用エレメントから前記第2のビットを取得するステップと、をさらに備える方法。 - 請求項26に記載の方法であって、
前記第2のバッファ用エレメントへの前記第1のビットの出力後とほぼ同じ時点に、前記複数のビットに含まれる第2のビットを前記第1のバッファ用エレメントへ出力するステップと、
前記第2のバッファ用エレメントからの前記第1のビットの取得中とほぼ同じ間、前記第1のバッファ用エレメントから前記第2のビットを取得するステップと、をさらに備える方法。 - 前記メモリシステムがデータ受信装置をさらに備え、前記第1のバッファ用エレメントが前記記憶素子アレイから第2のビットを受け取り、前記第2のビットを前記データ受信装置へ出力するようにさらに構成された請求項26に記載の方法。
- メモリシステムであって、データの格納に適したメモリシステムにおいて、
第1のエレメントと、
第2のエレメントであって、第1のビットと第2のビットとを出力するように構成された第2のエレメントと、
第1のバッファ用エレメントであり、前記第2のエレメントから前記第1のビットを取得するように構成された第1のバッファ用エレメントであって、前記第1のエレメントへ前記第1のビットを出力するようにさらに構成された前記第1のバッファ用エレメントと、
第2のバッファ用エレメントであって、前記第1のバッファ用エレメントによって前記第1のビットが前記第1のエレメントへ出力されているのとほぼ同じ間、前記第2のエレメントから前記第2のビットを取得するように構成される第2のバッファ用エレメントと、を備えるメモリシステムにおいて、さらに、前記第1のバッファ用エレメントによって前記第1のビットが前記第1のエレメントへ出力された後、前記第2のバッファ用エレメントが前記第1のエレメントへ前記第2のビットを出力するように構成されたメモリシステム。 - 前記第1のバッファ用エレメントが第1のラッチであり、前記第2のバッファ用エレメントが第2のラッチである請求項30に記載のメモリシステム。
- 前記メモリシステムが不揮発性メモリシステムである請求項30に記載のメモリシステム。
- 前記不揮発性メモリシステムがメモリカードである請求項32に記載のメモリシステム。
- 請求項30に記載のメモリシステムであって、
第3のエレメントをさらに備え、前記第2のバッファ用エレメントが前記第3のエレメントへ前記第2のビットを出力するようにさらに構成されたメモリシステム。 - システムにおいてビットをパイプライン化する方法であって、前記システムが、第1のエレメントと、第1のラッチ用エレメントと、第2のラッチ用エレメントと、リップルクロックとを備えるように為す方法において、
前記第1のラッチ用エレメントの中へ第1のビットをロードするステップと、
前記第1のエレメントへ前記第1のビットを出力するプロセスを開始するステップであって、前記第1のエレメントが前記第1のビットを少なくとも一時的に保持するように構成されるステップと、
前記第2のラッチ用エレメントの中へ第2のビットをロードするステップであって、前記第1のエレメントの中へ前記第1のビットを出力する前記プロセスが開始されるのとほぼ同時に、前記リップルクロックにより前記第2のラッチ用エレメントの中へ前記第2のビットをロードするステップと、を備える方法。 - 前記第2のラッチ用エレメントへ前記第2のビットを出力した後、前記第1のエレメントへ前記第1のビットを出力する前記プロセスを終了するステップをさらに備える請求項35に記載の方法。
- 前記プロセスが書込み処理であり、前記第1のエレメントの中へ前記第1のビットを書き込むように前記書込み処理が構成された請求項36に記載の方法。
- 請求項37に記載の方法であって、前記システムが第2のエレメントを備える方法において、
前記第2のエレメントから前記第1のビットを読み出すステップであって、前記第2のエレメントから前記第1のビットを読み出すステップが、前記第1のラッチ用エレメントの中へ前記第1のビットをロードするステップと、
前記第2のエレメントから前記第2のビットを読み出すステップであって、前記第2のエレメントから前記第2のビットを読み出すステップが、前記第2のラッチ用エレメントの中へ前記第2のビットをロードし、それによって、前記リップルクロックによって、前記プロセスが前記第1のエレメントの出力を開始するのとほぼ同時に、前記第2のエレメントから前記第2のビットを読み出すことが可能となるステップと、をさらに備える方法。
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