JP2007534048A - ブロック毎に消去可能なメモリにおいてメモリセクタを書込む方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、多数のメモリセクタを含む個々に消去可能なメモリブロック（ＳＢ）においてメモリセクタを書込む方法に関し、論理アドレス（ＬＡ）から実ブロックアドレス（ＲＢＡ）及び実セクタアドレス（ＲＳＡ）へアドレス変換する割当て表（ＺＴ）により、実セクタへのアクセスが行われ、既に書込まれたセクタに関するセクタ書込み指令を実行すべき時、変更されたアドレス変換により代替メモリブロック（ＡＢ）への書込みがそのつど行われ、セクタから代替メモリブロック（ＡＢ）への書込み過程が順次に行われ、代替メモリブロックにおけるそれぞれのセクタの位置がセクタ表に記憶される。

Description

本発明は、多数のメモリセクタを含む個々に消去可能なメモリブロックにおいてメモリセクタを書込む方法であって、論理アドレスから実ブロックアドレス及び実セクタアドレスへアドレス変換する割当て表により、実セクタへのアクセスが行われ、既に書込まれたセクタに関するセクタ書込み指令を実行すべき時、変更されたアドレス変換により代替メモリブロックへの書込みがそのつど行われるものに関する。

広範に普及している不揮発性半導体メモリ（フラッシュメモリ）はブロックに組織され、これらのブロックがセクタに組織され、ブロックは例えばそれぞれ５１２バイトを持つ２５６個のセクタから成っている。メモリは、新しいセクタを前もって消去されたセクタへセクタ毎にのみ書込みできるという性質を持っている。消去は、それぞれ１つのブロックのためにすべてのセクタに対して一緒に行われる。メモリへのセクタの書込みは読出しより長く続き、ブロックの消去操作は長い時間例えば数ミリ秒を必要とする。

ドイツ連邦共和国特許出願第１０２２７２５６．５号には、セクタの書込みのためどのように代替メモリブロックが探索されるか、また新しい情報がそのセクタへどのように書込まれるかの方法が記載されている。ビットリストにおいて、どんなセクタが新たにそれぞれの代替メモリブロックへ書込まれたかが、セクタマスクとして記述される。さてセクタを第２回書込まねばならない場合、新しい代替メモリブロックが検索され、これへ書込まれる。この方法は、代替メモリブロックへの僅かな書込み過程後も、新しい代替メモリブロックを探索し、セクタを転記せねばならない、という欠点を持っている。更に新しいメモリチップは、ブロック内のセクタが順次にのみ上昇するように書込み可能であるという性質を持っている。即ち前後しないセクタを書込む場合、新しい代替メモリブロックも探索して、既に書込まれているセクタをコピーせねばならない。コピー過程は、メモリシステムの速度を低下させる比較的緩慢な書込み過程である。米国特許第５，８３５，９３５号明細書から、書込み要求のある場合、ブロックにある次の空のセクタを利用することが公知である。それによりブロックは順次に書込まれるが、論理セクタアドレスと物理セクタアドレスとの間の割当て表がそれぞれ合わされ、そのためそれぞれ別の書込み過程が必要になる。

本発明の課題は、前述した欠点を回避してメモリシステムの速度を改善する方法を開示することである。

セクタから代替メモリブロックへの書込み過程が順次に行われ、代替メモリブロックにおけるそれぞれのセクタの位置がセクタ表に記憶されることによって、この課題が解決される。

有利な実施形態は従属請求項に示されている。

セクタの書込みの際、これが論理アドレスによりアドレス指定される。このアドレスは、論理セクタアドレスと論理ブロックアドレスとに分割可能である。メモリシステムは、一緒に消去可能なメモリブロックと、個々に書込み可能な実セクタとに組織されている。割当て表において、論理ブロックアドレスが実メモリブロックアドレスに割当てられている。論理セクタアドレスは、アドレス変換なしに、直接実セクタアドレスとして利用される。若干のメモリブロックは代替メモリブロックとして留保され、書込み操作の際利用することができる。そのつど書込むべきメモリブロックのために、代替メモリブロックが割当てられ、メモリシステムに属するメモリコントローラの内部ノートメモリにおいて、代替メモリブロックのアドレス及びセクタが書込まれた付属リストが導かれる。さてブロックの変更されたセクタを順次付属する代替メモリブロックへ書込み、関係するメモリセクタが代替メモリブロックのどのセクタへ書込まれたかを示すセクタ表としてリストを導くのが有利である。

１つの実施形態においてセクタ表が、（論理セクタと同じ）実セクタアドレスによりアクセスされる指標表として構成されている。この位置におけるそのつどの表記録が、対応するメモリセクタが書込まれた代替メモリブロックにあるセクタを示す。

指標表は、できるだけ高い値を持つ初めに初期化される。このような値は、付属するセクタがまだ変らずに最初のメモリブロックにあることを示す。

セクタ表の別の実施形態において、セクタ表が探索表として構成され、各表記録において、代替メモリブロックにあるそれぞれの有効なセクタ位置を持つ実セクタアドレスが表示されている。メモリセクタの現在の位置を速く見出すため、探索表を実セクタアドレスの後に配列するのが有利である。

セクタ表の両方の構成において、代替メモリブロックにあるセクタの位置が、セクタの管理範囲にも一緒に記憶されるのが有利である。それによりセクタ表が、メモリシステムの再始動の際、管理範囲に記憶されているセクタ位置から再び構成される。このような再始動の際最高位置番号を持つセクタの位置がセクタ表へ受け継がれる。

方法の実施形態では、メモリブロックの典型的なセクタ数は、２５６個のセクタである。指標表を持つ実施形態において、指標表が２５６バイトの長さである。探索表を持つ実施形態では、探索表は３２バイトの長さである。３２バイトを持つ表の実施形態では、２５６個のセクタ用のセクタマスクを、１６個のセクタ用の探索表と重ねることができる。

代替メモリブロックへの種々の書込み操作により、付属するセクタ表が満たされる。セクタ表の終わりに達すると、新しい代替メモリブロックが探索され、この代替メモリブロックにおいて有効なセクタが、最初のメモリブロック及び今までの代替メモリブロックから一緒にコピーされる。それから割当て表における記録が適当に実現されることによって、このブロックが最初のメモリブロックの位置をとる。今までのメモリブロック及び代替メモリブロックが消去のため解放され、消去後新しい代替メモリブロックとして役立つ。

それぞれのメモリブロックのために最も有利な書込み管理を設定するため、各論理ブロックアドレスへの割当て表において、戦略マーカが一緒に導かれる。このマーカは、書込み操作の際最後にビット毎のセクタマスクで作業されたか又はバイト毎のセクタで作業されたかを示す。代替メモリブロックのこの管理方式は、次の書込み操作に対しても維持される。戦略マーカが有利なようにまず指示“セクタマスク”により初期化される。なぜならば大抵の書込み操作は順次に行われ、それから管理がセクタマスクにわたって最も速く行われるからである。

しかし“ＦＡＴタイルシステム”形式のメモリシステムでは、ＦＡＴを含むメモリブロックを戦略マーカ“セクタ表”と共に直ちに初期化するのが有利である。なぜならば、このようなメモリシステムでは、同じメモリセクタへの頻繁すぎる書込み操作が起こるからである。それによりメモリシステムの速度が初めから上昇せしめられる。

メモリシステムの作動中に、個々のメモリセクタが一層頻繁に重ね書きされることが確認されると、代替メモリブロックの管理をセクタマスクからセクタ表へ移すのが有利である。その場合割当て表にある戦略マーカもそれに応じて追従される。セクタの複製がないと、メモリブロックを管理するためのセクタマスクへ移すのが有利である。

本発明の実施形態が図に例として示されている。

図１には、論理ブロックアドレスＬＢＡと論理セクタアドレスＬＳＡから構成される論理アドレスＬＡが示されている。論理ブロックアドレスＬＢＡにより、付属する実アドレスＲＡが記憶されている割当て表ＺＴへアクセスされる。実アドレスＲＡは、実ブロックアドレスＲＢＡと実セクタアドレスＲＳＡから構成されている。実セクタアドレスＲＳＡは記憶されない。なぜならば、論理セクタアドレスＲＳＡとしても利用されるからである。更に割当て表ＺＴには、論理ブロックアドレスに属する戦略マーカＳＦが記憶されて、セクタマスクで作業されるか又はセクタ表で作業されるかを示す。論理アドレスＬＡに属する実アドレスＲＡは、論理アドレスＬＡにより記憶操作のために利用されるメモリブロックＳＢを指し示している。

図２には、メモリブロックＳＢ及び付属する代替メモリブロックＡＢが示され、この代替メモリブロックＡＢにおいて、記憶操作が指標表ＩＴを介して制御される。実セクタアドレスＲＳＡを介して指標表ＩＴへアクセスされる。表記録は、代替メモリブロックＡＢにあるセクタの実際の位置を示すか、又はメモリブロックＳＢにある対応セクタがまだ有効（Ｇ）であることを示す。そのため指標表ＩＴにおいてこれらの位置に、最高値（ＦＦ）が記録されている。一層新しいセクタ内容が代替メモリブロックにあってもはや有効でないセクタは、メモリブロックＳＢに（Ｘ）で示されている。代替メモリブロックＡＢにおいて順次にセクタへの書込みが行われ、これが矢印により示されている。１つの論理セクタアドレスＬＳＡに対して複数のセクタ内容が代替メモリブロックＡＢにあってもよい。この例においてそれは、代替メモリブロックＡＢの位置０及び２に記録されているセクタ０に関係する。指標表ＩＴにある付属の位置０は、有効なセクタを表している。システム始動の際表を正しく再構成できるために、セクタの上昇する順序が維持される。代替メモリブロックＡＢの読出しの際、セクタこの例ではセクタ０が繰返し見出されると、このブロックにおいて最高の位置を持つセクタが有効なセクタである。

図３には、探索表ＳＴを持つ図２におけるのと同じ状態が示されている。探索表は、論理セクタアドレスＬＳＡの後に配列され、ここではセクタ０，２，５である。各表記録において、代替メモリブロックＡＢに有効なセクタがある。探索表ＳＴにおいて記載されてないセクタは、更にメモリブロックＳＢにあり、ここでは（Ｇ）で示されている。

図４には、メモリブロックＳＢ及び代替メモリブロックＡＢの新しいメモリブロックＮＢへのまとめが示されている。代替メモリブロックＡＢに記載されている変更されたセクタは、新しいメモリブロックＮＢにある対応セクタへコピーされる。残りのセクタは、最初のメモリブロックＳＢから新しいメモリブロックＮＢへコピーされる。従って新しいメモリブロックは、ここでは（Ｇ）で示す有効なセクタのみを含んでいる。

論理アドレスに対するメモリブロックの割当てを示す。 指標表による書込み管理を示す。 探索表による書込み管理を示す。 メモリブロック及び代替メモリブロックＡＢの新しいメモリブロックへのまとめを示す。

符号の説明

ＡＢ 代替メモリブロック
ＦＦ 最高値
Ｇ 有効セクタ
ＩＴ 指標表
ＬＡ 論理アドレス
ＬＢＡ 論理ブロックアドレス
ＬＳＡ 論理セクタアドレス
ＮＢ 新しいメモリブロック
ＲＢＡ 実ブロックアドレス
ＲＳＡ 実セクタアドレス
ＳＢ メモリブロック
ＳＦ 戦略マーカ
ＳＴ 探索表
Ｘ 無効セクタ
ＺＴ 割当て表

Claims (17)

1. 多数のメモリセクタを含む個々に消去可能なメモリブロック（ＳＢ）においてメモリセクタを書込む方法であって、論理アドレス（ＬＡ）から実ブロックアドレス（ＲＢＡ）及び実セクタアドレス（ＲＳＡ）へアドレス変換する割当て表（ＺＴ）により、実セクタへのアクセスが行われ、既に書込まれたセクタに関するセクタ書込み指令を実行すべき時、変更されたアドレス変換により代替メモリブロック（ＡＢ）への書込みがそのつど行われるものにおいて、セクタから代替メモリブロック（ＡＢ）への書込み過程が順次に行われ、代替メモリブロックにおけるそれぞれのセクタの位置がセクタ表に記憶されることを特徴とする方法。
2. 変更されるアドレス変換が、実ブロックアドレス（ＲＢＡ）及びセクタ表を持つデータレコードを介して、メモリコントローラのノートメモリにおいて行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. セクタ表が指標表（ＩＴ）として構成され、実セクタアドレス（ＲＳＡ）が指標として用いられ、それぞれの表位置において、代替ブロックにある有効セクタ位置が表示されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 指標表（ＩＴ）にある最高値が、セクタアドレス（ＲＳＡ）の所で、付属するセクタが変らずに最初のメモリブロック（ＳＢ）にあることを表示することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. セクタ表が探索表（ＳＴ）として構成され、各表記録において、代替メモリブロック（ＡＢ）にあるそれぞれの有効なセクタ位置を持つ実セクタアドレス（ＲＳＡ）が表示されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 探索表（ＳＴ）が実セクタアドレス（ＲＳＡ）の後に配列されていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 代替メモリブロック（ＡＢ）にあるセクタの位置が、セクタの管理範囲にも一緒に記憶されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. ブロックのセクタ表か、メモリシステムの再始動の際、管理範囲に記憶されているセクタ位置から再び構成されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 再始動の際高位置番号を持つセクタの位置がセクタ表へ受け継がれることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. メモリブロックが２５６個のセクタを含み、付属する指標表（ＩＴ）が２５６バイトの長さであることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
11. メモリブロックが２５６個のセクタを含み、付属する探索表（ＳＴ）が３２バイトの長さであることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
12. セクタ表が満たされていると、新しい代替メモリブロックが探索され、この代替メモリブロックにおいて有効なセクタが、最初のメモリブロック及び今までの代替メモリブロックから一緒にコピーされることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
13. 割当て表にある新しい代替メモリブロックが最初のメモリブロックとして記録され、今までのメモリブロック及び代替メモリブロックが消去のため解放されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 各論理ブロックアドレスへの割当て表において、これのためにセクタマスク又はセクタ表が最後に利用されたか否かを示す戦略マーカが一緒に導かれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
15. 戦略マーカが指示“セクタマスク”により初期化されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. メモリシステムをＦＡＴ−ファイルシステムとしてフォーマットする際、ＦＡＴ用メモリブロックが指示“セクタテーブル”により初期化されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
17. 代替メモリブロックにおいて僅かなセクタしか書込まれておらず、これらセクタの１つを書込む場合、代替メモリブロックの管理がセクタマスクからセクタ表へ移されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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