JP2007334728A - 集積回路チップ、データ読み出し方法、およびデータ書き込み方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】データの書き換えが可能でありデータを二重化して記憶するメモリを備えた集積回路チップであって、前記メモリは、ページ単位でのデータ消去が不要で、バイト単位でのデータ書き換えが可能な不揮発性メモリであることを特徴とする。消去が不要で、バイト単位での直接書き換えが可能なNVM、例えばFeRAMなどを利用するので、RAMへのコピーが不要となり、データ更新時は二重化されたデータの無効面を更新し、最後に有効面と無効面を切り替えるといった単純な処理に置き換えることが可能である。また、データ構造からセグメントテーブルを削除することが可能である。
【選択図】図7
Description
を含むものである。
図1は、ICカードを用いたシステムの構成を示す説明図である。
図1に示したシステムの一例では、集積回路チップ(ICチップ)を備えたICカード100と、ICカード100との間で直接通信を行いICカード100に記録されたデータの読み出しおよび書き込みを行うリーダライタ200と、を含んで構成される。
以下の説明では、図1に示した集積回路チップ110内のNVM112とRAM114におけるブロークントランザクション処理を中心に説明する。ブロークントランザクションとは、ICカードにおけるデータ書き込み中の電源断のことである。図2に、ファイルシステムを単純なデータ構造とした場合の一般的な処理の流れを示す。
図3は、実際のファイルシステムにおけるEEPROM上の管理テーブルのデータ構造を示す説明図である。
図4は、起動処理を示す説明図である。
起動処理では、まず、EEPROM上の管理テーブルの有効面をRAMへコピーする。ルートテーブルのCRCチェックでエラーが発生した場合、ブロークントランザクション対応処理では、両方のルートテーブルのCRCとカウンタを確認してルートテーブル有効面を決定する。
図5は、データ読み出し処理を示す説明図である。
データ読み出し処理では、指定されたデータの位置をRAM上の管理テーブルから取得し、そのデータを物理ブロック(EEPROM)からバッファ(RAM)へコピーする。
図6は、データ書き込み処理を示す説明図である。
データ書き込み処理では、指定されたデータの位置をRAM上の管理テーブルから取得し、新しいデータを格納した位置を示すようにRAM上の管理テーブルを更新し、その情報をEEPROMへコピーする。EEPROMではコピーの前に消去を実行する。
以下では、本実施形態に特徴的なFeRAMを利用した場合のファイルシステムについて説明する。FeRAMは強誘電体を利用した不揮発メモリの一種である。強誘電体とは、電圧を加えることによって物質内の自発分極(物質内に電気的な正負が生じる状態)の方向を自由に変化させ、電圧をかけなくてもその分極方向を持続させることのできる誘電体(分極により電荷を蓄え、直流電流を通さない物質)のことであり、これを記憶素子とする不揮発メモリがFeRAMである。FeRAMは構造などがDRAMに似ていて、フラッシュメモリの10倍以上に及ぶ高速な読み書きが可能である。また、信頼性の面においてもフラッシュメモリ、EEPROMに比べて格段に高い。
(b)1バイト単位での書き込みが可能であることから、ページ(セグメント)単位でデータを管理する必要がない。データ構造が簡略化され、処理時間を短縮できる可能性がある。
(c)1バイト単位での書き込みが可能で、書き換え回数が108回以上であることから、RAMへ転送せずにFeRAM上のデータを直接更新できる可能性がある。その結果、RAMの使用量を節約できる可能性がある。
図7に、FeRAMを用いた直接更新型ファイルシステムのデータ構造を示す。
図8は、起動処理を示す説明図である。
起動処理では、FeRAM上の管理テーブルの有効面を、FeRAM上の無効面へコピーする。データ読み出し処理では有効面にだけアクセスするため、この処理はデータ書き込み処理直前に行うことも可能である。
データ読み出し処理では、指定されたデータの位置を、FeRAM上のルートテーブル有効面から取得し、そのデータを物理ブロック(FeRAM)からバッファ(RAM)へコピーする。
データ書き込み処理では、指定されたデータの位置を、FeRAM上のルートテーブル無効面から取得し、新しいデータを格納した位置を示すようにFeRAM上のルートテーブル無効面を更新する。最後に、FeRAM上のテーブルスイッチを更新する。
以上説明したように、本実施形態によれば、バイト単位での直接書き換えが可能なため、ページ単位での管理が不要となり、データ構造がシンプルになる。また、FeRAM上のデータを直接書き換えができるため、更新の際にRAMではなく、二重化されたFeRAMの無効面へコピーするため、RAMの使用量を削減できる。さらに、データ構造がシンプルになり、データ更新の際のRAMからFeRAMへのコピーが不要となるため、データ書き込み処理時間を短縮できる。
本発明は集積回路チップ、データ読み出し方法、およびデータ書き込み方法にかかり、特に、データ更新中の電源断発生時に対応するためデータを二重化して保持する集積回路チップ、データ読み出し方法、およびデータ書き込み方法に関する。
110 集積回路チップ(ICチップ)
112 NVM
114 RAM
200 リーダライタ
Claims (9)
- データの書き換えが可能でありデータを二重化して記憶するメモリを備えた集積回路チップであって、
前記メモリは、ページ単位でのデータ消去が不要で、バイト単位でのデータ書き換えが可能な不揮発性メモリであることを特徴とする、集積回路チップ。 - 前記不揮発性メモリは、FeRAMであることを特徴とする、請求項1に記載の集積回路チップ。
- 前記不揮発性メモリのデータ構造は、
論理ブロックと物理ブロックとの対応情報と、ブロークントランザクション用のカウンタとをそれぞれ二重化して保持するルートテーブルと、
前記ルートテーブルの有効面/無効面を示すためのテーブルスイッチと、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の集積回路チップ。 - ページ単位でのデータ消去が不要でバイト単位での書き換えが可能な不揮発性メモリと、揮発性メモリとを備えた集積回路チップからデータを読み出すデータ読み出し方法であって、
前記不揮発性メモリは、
論理ブロックと物理ブロックとの対応情報と、ブロークントランザクション用のカウンタとをそれぞれ二重化して保持するルートテーブルと、
前記ルートテーブルの有効面/無効面を示すためのテーブルスイッチと、
を含むものであり、
前記集積回路チップを起動する起動工程と、
読み出し指定されたデータの位置を、前記不揮発性メモリ上のルートテーブルの有効面から取得し、その取得したデータを前記揮発性メモリ上のバッファへコピーする工程と、
前記揮発性メモリからデータを読み出す工程と、
を含むことを特徴とする、データ読み出し方法。 - 前記起動工程は、
前記テーブルスイッチにより前記ルートテーブルの有効面をチェックする工程と、
前記ルートテーブルの有効面から無効面へ、前記論理ブロックに対応する前記物理ブロックの情報をコピーする工程と、
を含むことを特徴とする、請求項4に記載のデータ読み出し方法。 - 前記不揮発性メモリは、FeRAMであることを特徴とする、請求項4に記載のデータ読み出し方法。
- ページ単位でのデータ消去が不要でバイト単位での書き換えが可能な不揮発性メモリを備えた集積回路チップに対してデータを書き込むデータ書き込み方法であって、
前記不揮発性メモリは、
論理ブロックと物理ブロックとの対応情報と、ブロークントランザクション用のカウンタとをそれぞれ二重化して保持するルートテーブルと、
前記ルートテーブルの有効面/無効面を示すためのテーブルスイッチと、
を含むものであり、
前記集積回路チップを起動する起動工程と、
書き込み指定されたデータの位置を、前記不揮発性メモリ上のルートテーブルの無効面から取得し、新しいデータを格納した位置を示すように前記ルートテーブルの無効面を更新する工程と、
前記テーブルスイッチを反転し、前記ルートテーブルの有効面と無効面とを切り替える工程と、
を含むことを特徴とする、データ書き込み方法。 - 前記起動工程は、
前記テーブルスイッチにより前記ルートテーブルの有効面をチェックする工程と、
前記ルートテーブルの有効面から無効面へ、前記論理ブロックに対応する前記物理ブロックの情報をコピーする工程と、
を含むことを特徴とする、請求項7に記載のデータ書き込み方法。 - 前記不揮発性メモリは、FeRAMであることを特徴とする、請求項7に記載のデータ書き込み方法。
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