JP2009237602A - Memory system - Google Patents
Memory system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009237602A JP2009237602A JP2008079016A JP2008079016A JP2009237602A JP 2009237602 A JP2009237602 A JP 2009237602A JP 2008079016 A JP2008079016 A JP 2008079016A JP 2008079016 A JP2008079016 A JP 2008079016A JP 2009237602 A JP2009237602 A JP 2009237602A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory
- data
- backup
- power supply
- control circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
Abstract
Description
この発明は、メモリシステムに関する。例えば、バックアップ電源を所持したメモリシステム関する。 The present invention relates to a memory system. For example, it relates to a memory system having a backup power source.
例えば、携帯電話といったモバイル機器などのメモリシステムにおいて、不揮発性メモリが書き込み動作を実行している最中に、該不揮発性メモリに電源を供給する外部電源からの供給が遮断されてしまうことがある。このような場合、不揮発性メモリにおける書き込み動作は正常終了することができない場合がある(例えば特許文献1参照)。このため、不揮発性メモリにおいて、期待する書き込みデータが消去される、或いは破壊されるという問題があった。
本発明は、動作信頼性を向上させるメモリシステムを提供する。 The present invention provides a memory system that improves operational reliability.
この発明の一態様に係るメモリシステムは、データを保持可能な不揮発性のメモリセルを備えた半導体メモリと、第1外部電源から与えられる第1外部電圧と、バックアップ電源から与えられるバックアップ電圧とのいずれかを、前記半導体メモリに供給するバックアップ制御回路とを具備し、前記バックアップ制御回路は、前記メモリセルへのデータの書き込み中に前記第1外部電源が遮断された際に、前記バックアップ電圧を前記半導体メモリに供給し、前記書き込みが終了した後、前記バックアップ電圧の供給を停止する。 A memory system according to an aspect of the present invention includes a semiconductor memory including a nonvolatile memory cell capable of holding data, a first external voltage applied from a first external power supply, and a backup voltage applied from a backup power supply. A backup control circuit that supplies the semiconductor memory, and the backup control circuit supplies the backup voltage when the first external power supply is cut off during the writing of data to the memory cell. After the supply to the semiconductor memory and the writing is completed, the supply of the backup voltage is stopped.
本発明によれば、動作信頼性を向上させるメモリシステムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the memory system which improves operation | movement reliability can be provided.
以下、この発明の実施形態につき図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings.
[第1の実施形態]
この発明の第1の実施形態に係るメモリシステムについて説明する。
[First Embodiment]
A memory system according to a first embodiment of the present invention will be described.
<メモリシステムの全体構成例>
まず、メモリシステムの全体構成例について、図1を用いて説明する。図1は本実施形態に係るメモリシステムのブロック図である。
<Example of overall configuration of memory system>
First, an example of the overall configuration of the memory system will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a memory system according to this embodiment.
図示するように、メモリシステムは、LSI1とバックアップ電源2を備える。LSI1は、不揮発性半導体記憶装置であり、外部電源である電源B及び電源C、並びにバックアップ電源2から電圧の供給を受けて動作する。バックアップ電源2は、電源Cが遮断された際に、緊急用(バックアップ用)の電圧をLSI1に供給する。
As shown in the figure, the memory system includes an
上記LSI1は、不揮発性メモリ3、メモリコントローラ4、タイマー機能を備えた制御回路5(以下、タイマー5と称す)、及びバックアップ制御回路6を備えている。不揮発性メモリ3は、データを保持可能な不揮発性のメモリセルを備えた半導体メモリであって、例えばNAND型フラッシュメモリである。そしてメモリコントローラ4の命令に応答してデータの書き込み/読み出し/消去等を行う。
The
また不揮発性メモリ3は、メモリコントローラ4及びバックアップ制御回路6に対して、ビシー(busy)信号を出力する。ビジー信号は、不揮発性メモリ3の動作状態を外部に通知する為の信号である。すなわち、不揮発性メモリ3がデータを書き込み中、または読み出し中であり、外部からのアクセスを受け付けない状態では、ビジー信号をアサート(assert、本実施形態では‘L’レベル)する。この状態を、以下ビジー状態と呼ぶ。他方、外部からアクセス可能な状態では、ビジー信号をネゲート(negate、本実施形態では‘H’レベル)する。この状態を以下では、レディ(ready)状態と呼ぶ。また、不揮発性メモリ3の電源端子VDD_Memは、バックアップ制御回路6に接続されており、電源C又はバックアップ電源2のいずれかから電源電圧が供給される。
The
メモリコントローラ4は、電源Bから電源端子VDD_Contを介して電源電圧の供給を受けて動作する。そしてメモリコントローラ4は、図示せぬホスト(host)機器からの命令に応答して、不揮発性メモリ3に対しデータの書き込み/読み出し/消去等の制御を行う。メモリコントローラ4は、不揮発性メモリ3がレディ状態の場合、すなわちビジー信号が‘H’レベルの場合に、不揮発性メモリ3との間でデータや制御信号の授受を行う。ビジー状態では、データや制御信号の授受は禁止される。
The
タイマー5は、例えば時計機能を有する。そしてタイマー5は、電源端子VDD_Bを介して電源C及びバックアップ電源2に接続される。つまり、電源Cが例えば何らかの原因で遮断された場合でも、バックアップ電源2から電圧が供給されるため、タイマー5は常時稼動できる。
The
バックアップ制御回路6は、電源Cから与えられる電圧を不揮発性メモリ3へ供給する。不揮発性メモリ3は、この電圧を電源電圧として用いて動作する。また、バックアップ制御回路6は、不揮発性メモリ3でデータの書き込み動作が行われている最中に、何らかの原因で電源Cが遮断されてしまった場合、バックアップ電源2から入力端子T2を介して与えられる電圧を、出力端子T4から不揮発性メモリ3へと供給する。この場合には、不揮発性メモリ3は、バックアップ電源2から与えられる電圧を電源電圧として用いて動作する。不揮発性メモリ3において書き込み動作が終了すると、バックアップ制御回路6はバックアップ電源2から与えられる電圧の不揮発性メモリ3への供給を停止する。なお、バックアップ制御回路6は、入力端子T3からビジー信号を受け取ることで、上記不揮発性メモリ3が書き込み動作中であるか否かを判断する。
The
以下、上記説明した不揮発性メモリ3、メモリコントローラ4、バックアップ制御回路6について詳細を述べる。
Hereinafter, details of the above-described
<不揮発性メモリ3の構成例>
次に、不揮発性メモリ3の構成の詳細について図2を用いて説明する。
<Configuration Example of
Next, details of the configuration of the
図示するように、不揮発性メモリ3は、メモリセルアレイ11、ビット線制御回路12、カラムデコーダ13、データ入出力バッファ14、データ入出力端子15、ワード線制御回路16、制御部17、及び制御信号入力端子18を備えている。
As shown, the
メモリセルアレイ11は、複数の不揮発性のメモリセルを備えている。メモリセルは、例えば電荷蓄積層と制御ゲートを含む積層ゲートを備えたnチャネルMOSトランジスタである。そしてメモリセルの制御ゲートはワード線に接続され、ドレインはビット線に電気的に接続され、ソースはソース線に電気的に接続されている。
The
ワード線制御回路16は、メモリセルアレイ11のロウ方向を選択する。つまり、制御部17から与えられるロウアドレスに従っていずれかのワード線を選択し、選択したワード線に対し電圧を印加する。
The word
カラムデコーダ13は、制御部17から与えられるカラムアドレスに従って、メモリセルアレイ1のカラム方向を選択する。
The
ビット線制御回路12は、データの書き込み動作時には、データ入出力バッファ14から与えられるデータをビット線に転送し、メモリセルにデータを書き込む。また読み出し時には、カラムデコーダ13によって選択されたビット線にデータを読み出し、読み出しデータをセンス・増幅する。
In the data write operation, the bit
データ入出力端子15は、メモリコントローラ4から供給された書き込みデータ、アドレス、及びコマンドを、データ入出力バッファ14へと出力する。また、読み出しデータをメモリコントローラ4へ出力する。
The data input /
データ入出力バッファ14は、データ入出力端子15で受け取った書き込みデータ、アドレス、及びコマンドを一時的に保持する。そして、書き込みデータをビット線制御回路12に出力し、アドレス及びコマンドを制御部17へ出力する。また、ビット線制御回路12から受け取った読み出しデータを、データ入出力端子15を介してメモリコントローラ4へ出力する。
The data input /
制御信号入力端子18は、メモリコントローラ4から供給された制御信号を制御部17に供給する。制御信号は例えば、書き込み動作を制御するためのライトイネーブル(write enable)信号や、不揮発性メモリ3自身の動作を有効とするためのチップイネーブル(chip enable)信号などである。
The control
制御部17は、不揮発性メモリ3全体の動作を制御する。すなわち、制御入力端子18で受け取った制御信号、並びにデータ入出力バッファ14から受け取ったコマンド及びアドレスに基づいて、データの書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作時における動作シーケンスを実行する。そしてこのシーケンスを実行するために、不揮発性メモリ3内に含まれる各回路ブロックの動作を制御する。また制御部17は、不揮発性メモリ3内の各回路ブロックの制御状態に基づいて、上記したビジー信号をメモリコントローラ4へ出力する。更に制御部17は、電圧発生回路を含む。電圧発生回路は、データの書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作に必要な電圧を発生し、不揮発性メモリ3内の各回路ブロックへ供給する。
The
<メモリセルアレイ11の構成例>
次に、メモリセルアレイ11の構成例について図3を用いて、詳細に説明する。図3は本実施形態に係るNAND型フラッシュメモリのブロック図である。
<Configuration Example of
Next, a configuration example of the
図示するようにメモリセルアレイ11は、不揮発性のメモリセルが直列接続された複数のNANDセル20を備えている。NANDセル20の各々は、例えば16個のメモリセルトランジスタMTと、選択トランジスタST1、ST2とを含んでいる。メモリセルトランジスタMTは、例えばMONOS型、またはFG型の積層ゲートを備えたnチャネルMOSトランジスタである。MONOS型の積層ゲートは、次のような構成を有する。すなわち積層ゲートは、p型半導体基板上にゲート絶縁膜を介在して形成された電荷蓄積層(絶縁膜)と、電荷蓄積層上に形成され、電荷蓄積層より誘電率の高い絶縁膜(以下、ブロック層と呼ぶ)と、更にブロック層上に形成された制御ゲートとを有する。FG型の場合には、積層ゲートは半導体基板上にゲート絶縁膜を介在して形成された電荷蓄積層(浮遊ゲート:導電層)と、浮遊ゲート上にゲート間絶縁膜を介在して形成された制御ゲートとを含む。なお、メモリセルトランジスタMTの個数は16個に限られず、8個や32個、64個、128個、256個等であってもよく、その数は限定されるものではない。またメモリセルトランジスタMTは、隣接するもの同士でソース、ドレインを共有している。そして、選択トランジスタST1、ST2間に、その電流経路が直列接続されるようにして配置されている。直列接続されたメモリセルトランジスタMTの一端側のドレイン領域は選択トランジスタST1のソース領域に接続され、他端側のソース領域は選択トランジスタST2のドレイン領域に接続されている。
As illustrated, the
同一行にあるメモリセルトランジスタMTの制御ゲートはワード線WL0〜WL15のいずれかに共通接続され、同一行にあるメモリセルの選択トランジスタST1、ST2のゲート電極は、それぞれセレクトゲート線SGD、SGSに共通接続されている。なお説明の簡単化のため、以下ではワード線WL0〜WL15を区別しない場合には、単にワード線WLと呼ぶことがある。また、メモリセルアレイ11において同一列にある選択トランジスタST1のドレインは、いずれかのビット線BL0〜BLn(nは自然数)に共通接続される。以下、ビット線BL0〜BLnについても、これらを区別しない場合には一括してビット線BLと呼ぶ。選択トランジスタST2のソースはソース線SLに共通接続される。なお、選択トランジスタST1、ST2は必ずしも両方必要ではなく、NANDセル5を選択出来るのであればいずれか一方のみが設けられていても良い。
The control gates of the memory cell transistors MT in the same row are commonly connected to one of the word lines WL0 to WL15, and the gate electrodes of the select transistors ST1 and ST2 of the memory cells in the same row are connected to the select gate lines SGD and SGS, respectively. Commonly connected. For simplification of description, the word lines WL0 to WL15 may be simply referred to as word lines WL below when not distinguished from each other. Further, the drains of the select transistors ST1 in the same column in the
図3では、1行のNANDセル20のみを図示している。しかし、メモリセルアレイ11内には複数行のNANDセル20が設けられても良い。この場合、同一列にあるNANDセル20は同一のビット線BLに接続される。また、同一のワード線WLに接続された複数のメモリセルトランジスタMTには一括してデータが書き込まれ、この単位をページと呼ぶ。更に、同一行にある複数のNANDセルは一括してデータが消去され、この単位をメモリブロックと呼ぶ。
In FIG. 3, only one row of
<メモリコントローラ4の構成例>
次にメモリコントローラ4の構成例について、図4を用いて説明する。図4はメモリコントローラ4のブロック図である。
<Configuration Example of
Next, a configuration example of the
図示するように、メモリコントローラ4は、メモリセルアレイ11内部の物理状態(例えば、何処の物理ブロックアドレスに、何番目の論理セクタアドレスデータが含まれているか、或いは、何処のブロックが消去状態であるか)を管理する。メモリコントローラ4はメモリインタフェース30、MPU(Micro Processing Unit)32、RAM(Random Access Memory)31、ホストインターフェース33を備える。例えば、これらは、同一の基板上に形成されており、内部バス34によって通信可能に接続されている。
As shown in the figure, the
ホストインターフェース33は、図示せぬホスト機器と接続可能とされ、ホスト機器との間の通信を司る。 The host interface 33 can be connected to a host device (not shown) and manages communication with the host device.
メモリインタフェース30は、図示せぬデータバスによって不揮発性メモリ3との間の通信を司る。つまり、メモリインタフェース30は、不揮発性メモリ3に対し、制御信号、アドレス、コマンドの送信及びデータ信号の送受信をする。制御信号は、不揮発性メモリ3に対して送信される信号が、アドレス、コマンド、データなのかを判別するための制御信号でもある。データ信号は、メモリセルアレイ11に書き込み/読み出しされるデータの信号であり、図示せぬデータバスにより不揮発性メモリ3へと送受信される。また、アドレス及びコマンド信号も図示せぬデータバスにより不揮発性メモリ3へと送信される。
The
MPU32は、メモリコントローラ4全体の動作を制御する。図示せぬホスト機器に格納されているファームウェア(制御プログラム)をRAM31上に読み出して、所定の処理を実行することにより、各種のテーブルをRAM31上に作成する。つまり、ホストインターフェース33から書き込みコマンド、読み出しコマンド、消去コマンドを受け取り、不揮発性メモリ3に対して所定の作業を実行したり、データ転送処理を制御したりする。
The
RAM31は、MPU32の作業エリアとして使用され、制御プログラムなどを記憶する。
The
<バックアップ制御回路6の構成例>
次に、バックアップ制御回路6の構成例について、図5を用いて詳細を述べる。図5はバックアップ制御回路6のブロック図である。図示するように、バックアップ制御回路6は、比較器40、スイッチ制御回路41及びスイッチ回路44を備えている。
<Configuration Example of
Next, a configuration example of the
比較器40は、正転入力端子が、接続ノードT1を介して電源Bが接続され、反転入力端子には、電源Bの比較対象となる基準電圧VREFが供給される。比較器40は、メモリコントローラ4から供給される基準電圧VREF(例えば3.0[V])と、電源Bとを比較する。つまり比較器40は、電源Bの値が基準電圧VREF以下になると‘L’レベルの信号を出力する。なお、詳細には‘L’レベルを出力するタイミングは電源Bが例えば、2.7[V]以下になった時点である。また、電源Bの値が基準電圧VREFよりも大きいと‘H’レベルを出力する。詳細には、電源Bの値が2.8[V]以上で‘H’レベルを出力する。
The
スイッチ制御回路41は、インバータ45及びNANDゲート46を備えている。インバータ45は、比較器40の比較結果を反転する。NANDゲート46は、接続ノードT3を介して不揮発性メモリ3から与えられるビジー信号と、インバータ45の反転結果とのNAND演算を行う。そしてNANDゲート46は、NAND演算結果を信号BACKCONTとして、スイッチ回路44へ出力する。従ってNANDゲート46は、ビジー信号が‘H’レベル(レディ状態)であり、インバータ45の出力が‘H’レベルである場合に、信号BACKCONTを‘L’とし、それ以外の場合に‘H’レベルとする。なお、スイッチ制御回路41の構成は上記インバータ45及びNANDゲート46の組み合わせに限られるものでは無く、同様の論理条件にて信号BACKCONTを出力出来るものであれば良い。
The
スイッチ素子42は、例えばnpn型バイポーラトランジスタであり、ベースに信号BACKCONTが供給され、コレクタは接続ノードT2を介して電源C及びバックアップ電源2が接続され、エミッタは接続ノードT4を介して不揮発性メモリ3に接続されている。従って、信号BACKCONTが‘H’レベルの場合には、スイッチ素子42がオン状態となる。その結果、不揮発性メモリ3には、電源C又はバックアップ電源2の発生する電圧が供給される。よって、何らかの原因で電源Cが遮断された場合でも、スイッチ素子42がオン状態であれば、バックアップ電源2の発生する電圧が、不揮発性メモリ3へと供給される。
The
スイッチ素子43は、例えばnpn型バイポーラトランジスタであり、ベースに比較器40の出力が供給され、コレクタは接続ノードT2を介して電源C及びバックアップ電源2が接続され、エミッタは接続ノードT4を介して不揮発性メモリ3に接続されている。従って、比較器40の出力が‘H’レベルの場合に、スイッチ素子43がオン状態となる。
The
次に、上記構成のバックアップ制御回路6の動作について、図6を用いて説明する。図6はバックアップ制御回路6の動作の流れを示すフローチャートである。電源B、Cともにオフ状態である場合(ステップS0、NO)、すなわちLSI1に電源B、Cが接続されていない状態であると、比較器40は‘L’レベルを出力する(S1)。
Next, the operation of the
更に、ビジー信号が‘H’レベルだった場合(レディ状態)(S2、YES)、信号BACKCONTは‘L’レベルとなる(S3)。ステップS0及び、ステップS3により、スイッチ素子42、43は共にオフ状態となる(S4)。
Further, when the busy signal is at the “H” level (ready state) (S2, YES), the signal BACKCONT is at the “L” level (S3). By step S0 and step S3, both switch
ステップS2においてビジー信号が‘L’レベルである場合(ビジー状態)(S2、NO)、信号BACKCONTは‘H’レベルとなる(S5)。これにより、スイッチ素子42はオン状態となり(S6)、スイッチ素子43はオフ状態となる(S7)。
When the busy signal is at the “L” level in step S2 (busy state) (S2, NO), the signal BACKCONT is at the “H” level (S5). Thereby, the
電源B、Cが共にオン状態である場合(S0、YES)、比較器40の出力は‘H’レベルとなる(S8)。この場合には、ビジー信号にかかわらず信号BACKCONTは‘H’となる(S9)。従って、スイッチ素子42、43は共にオン状態となる(S10)。
When the power supplies B and C are both in the on state (S0, YES), the output of the
<メモリシステム全体の動作について>
次に、上記構成のメモリシステムの動作について、図7を用いて説明する。図7は、メモリシステムの動作の流れを示す状態遷移図である。図7は、電源B、Cがオフ状態からオン状態に切替わった後、不揮発性メモリ3において書き込み作業中に何らかの原因で電源B、Cが遮断された場合、不揮発性メモリ3がデータの書き込み作業を終了するまでバックアップ電源2から不揮発性メモリ3に電圧の供給がされる場合について示している。
<Operation of the entire memory system>
Next, the operation of the memory system configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a state transition diagram showing an operation flow of the memory system. FIG. 7 shows that when the power supplies B and C are interrupted for some reason during the writing operation in the
まず、状態1について説明する。図示するように電源B、Cがオフ状態(ステップS0、NO)である結果、バックアップ電源2に接続されたタイマー5以外は動作停止状態である。従って、比較器40の出力は‘L’レベル(S1)であり、ビジー信号は‘H’レベル(S2、YES)である。また、ステップS1及び信号BACKCONTが‘L’レベル(S3)であるため、スイッチ素子42、43は共にオフ状態である(S4)。また、スイッチ素子42、43が共にオフ状態であるため、バックアップ電源2が不揮発性メモリ3へ与える電源電圧の電源供給経路は形成されていない。このため、不揮発性メモリ3の電源はオフ状態である。
First,
次に、状態2について説明する。図示するように、電源B、Cがそれぞれオン状態(S0、YES)になると、電源Bに接続されたメモリコントローラ4がオン状態となり、バックアップ制御回路6が導通状態となる。つまり、不揮発性メモリ3への電源供給経路が形成される。すなわち、電源Bがオン状態であるので、比較器40は‘H’レベルを出力する(S8)。そして、まだ不揮発性メモリ3では書き込み/読み出し作業が行われていないため、ビジー信号は‘H’レベル(レディ状態)である。その結果、信号BACKCONTは‘H’レベル(S9)となる。これにより、スイッチ素子42、43は共にオン状態(S10)となり、電源Cを不揮発性メモリ3に接続する。電源Cから電圧を供給されることで、不揮発性メモリ3も動作状態となる。
Next,
次に、状態3について説明する。状態3は、状態2においてビジー信号が‘L’レベルとされた状態である。すなわち、不揮発性メモリ3にて、データの書き込み/読み出し作業が行われている状態である。それ以外は、状態2と全く同じである。
Next,
次に、状態4について説明する。状態4は、不揮発性メモリ3がデータの書き込み動作を行い、ビジー信号が‘L’レベルである最中に、電源B、Cの両方が遮断された状態(S0、NO)である。この場合、比較器40の出力が‘L’レベル(S1)、ビジー信号が‘L’レベル(S2、NO)であるので、信号BACKCONTは‘H’レベル(S5)となる。その結果、スイッチ素子42はオン状態となる(S6)。従って、電源B、Cが遮断されても、バックアップ電源2による電圧が、スイッチ素子42を介して不揮発性メモリ3へと供給される。他方、電源Bが遮断されることで、スイッチ素子43はオフ状態とされる(S7)。
Next,
次に、状態5について説明する。状態4においてデータの書き込み作業が正常終了した状態である。不揮発性メモリ3においてデータの書き込みが終了すると、ビジー信号は‘L’レベルから‘H’レベルに反転(S2、YES)する。つまり、ビジー状態からレディ状態に遷移する。すると、信号BACKCONTは‘L’レベル(S3)となるので、スイッチ素子42はオフ状態へと切替わる(S4)。これにより、バックアップ電源2から不揮発性メモリ3への電圧の供給が停止される。なお、バックアップ電源に常時接続されている、タイマー5は常時オン状態である。
Next,
<この実施形態に係る効果>
上記のように、第1の実施形態に係るメモリシステムによれば、少なくとも以下の効果が得られる。
(1)動作信頼性を向上出来る(その1)。
本効果つき、比較例としてのバックアップ電源を備えたメモリシステムを挙げつつ、以下詳細に説明する。
<Effects according to this embodiment>
As described above, according to the memory system of the first embodiment, at least the following effects can be obtained.
(1) Operation reliability can be improved (part 1).
This will be described in detail below with reference to a memory system having a backup power supply as a comparative example.
図8に比較例としてメモリシステムのブロック図を示す。図示するように、比較例に係る構成は、本実施形態に係る図1における構成において、バックアップ制御回路6を廃したものである。すなわちメモリシステムは、不揮発性メモリ3、メモリコントローラ4、タイマー5及びバックアップ電源2を備える。なお、本実施形態と同じ構成には同様の参照番号を付している。図示するように、比較例に係るメモリシステムでは、バックアップ電源2はタイマー5にのみ使用されている。このため、例えば、不揮発性メモリ3において、データの書き込み中に電源A又は電源Bのいずれか一方が何らかの原因で遮断されると、不揮発性メモリ3への電源供給が停止する。従って、不揮発性メモリ3における書き込み動作は正常終了しない。これにより、期待する書き込みデータは消去或いはデータ破壊を起こしてしまうという問題がある。
FIG. 8 shows a block diagram of a memory system as a comparative example. As shown in the drawing, the configuration according to the comparative example is obtained by eliminating the
この点、本実施形態に係るメモリシステムであると、バックアップ制御回路6を備える。そのため、不揮発性メモリ3において書き込み中に、外部電源が電源B、C方が遮断されたとしても、バックアップ制御回路6が、バックアップ電源2の発生する電圧を不揮発性メモリ3へ供給する。従って、不揮発性メモリ3におけるデータの書き込み動作が終了するまで、不揮発性メモリ3への電圧供給が停止されることが無く、データが消去、或いは破壊されることを防止出来、メモリシステムの動作信頼性を向上出来る。
In this regard, the memory system according to the present embodiment includes the
なお、上記本実施形態に係るメモリシステム1の動作について、電源B、Cの両方が遮断された場合について説明したが、電源Bのみが何らかの原因で遮断された場合においても、不揮発性メモリ3、バックアップ制御回路6の動作は上記実施形態と同様である。この場合、不揮発性メモリ3に供給される電源は、バックアップ電源2ではなく、電源Cである。また、電源Cのみが何らかの原因で遮断された場合、電源Bはオン状態であるから、不揮発性メモリ3、バックアップ制御回路6は通常動作を行う。すなわち、不揮発性メモリ3においてデータの書き込み中に電源Cのみが遮断されたとしても、図7に示す状態2、3の動作が行われる。
The operation of the
[第2の実施形態]
次に、この発明の第2の実施形態に係るメモリシステムについて説明する。本実施形態は、ダミービジー(dummy busy)機能を有する不揮発性メモリ3に、上記第1の実施形態を適用したものである。以下では、上記第1の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
Next explained is a memory system according to the second embodiment of the invention. In the present embodiment, the first embodiment is applied to a
<ダミービジー機能について>
まず初めに、不揮発性メモリ3が有するダミービジー機能について説明をする。ダミービジー機能を有する本実施形態に係る不揮発性メモリ3は、第1の実施形態と同様に図2の構成を有する。そして図2の構成において、ビット線制御回路12は図示せぬデータバッファ(記憶回路)を備える。
<Dummy busy function>
First, the dummy busy function of the
そしてデータの書き込み時において、データ入出力端子15から入力された書き込みデータは、まずデータ入出力バッファ14に格納された後、メモリコントローラ4の命令に応答して、ビット線制御回路12内のデータバッファに転送される。その後、このデータバッファに転送された書き込みデータがビット線BLに与えられ、データの書き込みが行われる。
At the time of data writing, the write data input from the data input /
すなわち不揮発性メモリ3は、2段のデータバッファを備えた構成を備えている。従って、例えメモリセルへデータの書き込み中であったとしても、データ入出力バッファ14が空の状態であれば、不揮発性メモリ3は外部からデータを受け取ることが可能である。つまり、レディ状態となる。逆に、メモリセルへのデータの書き込み実行中でなくても、データ入出力バッファ14がデータを保持している状態であれば、不揮発性メモリ3は外部からデータを受け取ることが出来ない。
That is, the
そこで本実施形態に係る不揮発性メモリ3は、メモリセルへのデータの書き込み実行中でなくても、データ入出力バッファ15がデータを保持している状態であれば、ビジー信号を出力する。すなわちビジー信号をアサートする。これが、ダミービジー機能であり、ダミービジー機能においてビジー信号を出力することを、以下、ダミービジー動作と呼ぶことがある。これによってメモリコントローラ4は、不揮発性メモリ3がデータを受け取れない状態にあることを認識出来る。
Therefore, the
またダミービジー機能には、メモリコントローラ4の命令に応答して、不揮発性メモリ3の状態に応じてビジー信号を強制的に出力させる(すなわちアサートさせる)動作が含まれる。すなわち、上記ダミービジー動作によれば、実際にはデータのメモリセルへの書き込みが実行中であっても、データ入出力バッファ15が空であると、ビジー信号の出力は停止される。すなわちネゲートされる。しかし場合によっては、メモリコントローラ4は、不揮発性メモリ3において実際にメモリセルへの書き込みが実行中であるか否かの情報を必要とする場合がある。
The dummy busy function includes an operation of forcibly outputting (that is, asserting) a busy signal according to the state of the
このような場合に、メモリコントローラ4の命令があると(以後、この命令を切り替えコマンドと呼ぶ)、不揮発性メモリ3は自身が行っている実際の動作に応じて、ビジー信号を出力する。すなわち、メモリセルへの書き込みを実行中であれば、回路17はビジー信号をアサートする。言い換えれば、ビジー信号を出力し、メモリコントローラ4に対して自身がビジー状態にあることを通知する。他方、書き込みを行っていなければ、回路17は引き続きビジー信号をネゲートする。言い換えれば、ビジー信号の出力停止を維持し、メモリコントローラ4に対して自身がレディ状態にあることを通知する。ダミービジー機能にはこのような動作が含まれ、本動作においてビジー信号をアサートまたはネゲートすることを、以下、トゥルービジー(true busy)動作と呼ぶことがある。トゥルービジー動作においてアサートされたビジー信号は、メモリセルへの書き込みが終了すると、ネゲートされる。
In such a case, when there is a command from the memory controller 4 (hereinafter, this command is referred to as a switching command), the
<LSI1の構成について>
次に、本実施形態に係るLSI1の構成について、図9を用いて説明する。図9は、本実施形態に係るLSI1の一部領域のブロック図であり、特にバックアップ制御回路6及びメモリ制御部4を示している。
<Configuration of
Next, the configuration of the
<バックアップ制御回路について>
バックアップ制御回路6の構成は、第1の実施形態において図5を用いて説明した構成とほぼ同様である。図5と異なる点は、バイポーラトランジスタ43のベースに、比較器40の出力では無く、メモリコントローラ4の出力する信号POWERONが入力される点と、比較器40の出力がメモリコントローラ4へ与えられる点である。それ以外の構成及び動作は、第1の実施形態と同様である。
<About the backup control circuit>
The configuration of the
<メモリコントローラ4について>
次に、本実施形態に係るメモリコントローラ4について説明する。本実施形態に係るメモリコントローラ4は、第1の実施形態で説明した機能に加え、上記切り替え命令を生成して不揮発性メモリ3へ与えることで、不揮発性メモリ3に対してトゥルービジー動作を実行するよう命令する。また、入力端子VLD_Monで受け取った比較器40の比較結果に応じて信号POWERONを出力し、これによりバイポーラトランジスタ43を制御する。
<About the
Next, the
次に図10を用いてメモリコントローラ4の動作の詳細について説明する。図10は、メモリコントローラ4の動作を示すフローチャートであり、特にトゥルービジー動作及び信号POWERONの出力に関するものである。
Next, details of the operation of the
図示するように、メモリコントローラ4はビジー信号を確認し(ステップS20)ビジー信号が‘H’レベルであれば(ネゲートされていれば:S21、NO)、比較器40の出力を確認する(S22)。比較器40の出力が‘L’レベルであれば(S23、YES)、切り替え命令を生成して不揮発性メモリ3へ出力する(S24)。つまり、不揮発性メモリ3に対してトゥルービジー動作を行うよう命令する。そして信号POWERONを‘L’レベルとして、バイポーラトランジスタ43をオフ状態とする(S25)。
As shown in the figure, the
ステップS23において比較器40の出力が‘H’レベルであれば(S23、NO)、メモリコントローラ4は信号POWERONを‘H’レベルとする(S26)。これにより、バイポーラトランジスタ43はオン状態とされる。
If the output of the
ステップS21においてビジー信号が‘L’レベルであれば(アサートされていれば:S21、YES)、メモリコントローラ4は比較器40の出力を確認する(S27)。比較器40の出力が‘H’レベルであれば(S28、NO)、ステップS26の処理を行う。つまり信号POWERONを‘H’レベルとする。他方、比較器40の出力が‘L’レベルであれば(S28、YES)、ステップS25へ進む。すなわち、ステップS27、S28、S25の一連の処理、及びステップS27、S28、S26の一連の処理に従ったバックアップ制御回路6の動作は、第1の実施形態における動作と同様である。
If the busy signal is 'L' level in step S21 (if asserted: S21, YES), the
<メモリシステムの動作>
次に、本実施形態に係るメモリシステムの動作について、図11を用いて説明する。図11はメモリコントローラ4が不揮発性メモリ3に出力する信号のタイムチャートであり、メモリコントローラ4が不揮発性メモリ3へ出力するコマンド及びデータ、ビジー信号、並びに不揮発性メモリ3の動作状態を示している。
<Operation of memory system>
Next, the operation of the memory system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a time chart of signals output from the
図示するように、まず、時刻t0でメモリコントローラ4は不揮発性メモリ3へコマンド‘80h’を出力する。コマンド‘80h’は、不揮発性メモリ3に対して書き込み動作の開始を命令するコマンドである。引き続きメモリコントローラ4は、時刻t1でアドレスを不揮発性メモリ3へ出力し、時刻t2で書き込みデータを出力する。
As shown in the drawing, first, the
次にメモリコントローラ4は、時刻t3において、コマンド‘15h’を不揮発性メモリ3へ出力する。コマンド‘15h’は、書き込みデータをデータ入出力バッファ14からビット線制御回路12内のデータバッファへ転送させると共に、データバッファ内の書き込みデータをメモリセルへプログラムさせる旨の命令である。
Next, the
すると、コマンド‘15h’に応答して、不揮発性メモリ3において書き込みデータがデータバッファへ転送され、転送された書き込みデータのメモリセルへのプログラムが開始される。また、制御部17はダミービジー動作を行い、データ入出力バッファ14が空になるまでの間、ビジー信号を出力する。すなわちビジー信号は‘L’レベルとされる。
Then, in response to the command “15h”, the write data is transferred to the data buffer in the
その後、時刻t5においてデータ入出力バッファ14が空になると、制御部17はビジー信号を‘H’レベルとする。すると、ビジー信号が‘H’レベルになったことを受けてメモリコントローラ4は、切り替えコマンドを不揮発性メモリ3へ出力する。切り替えコマンドに応答して不揮発性メモリ3は、時刻t6においてトゥルービジー動作を開始する。すると、この時点においてはメモリセルへのプログラム実行中であるので、制御部17はビジー信号を‘L’レベルとする。その後、時刻t7においてプログラムが終了すると、ビジー信号は‘H’レベルとなる。
Thereafter, when the data input /
<効果>
上記のように第2の実施形態に係るメモリシステムによれば上記(1)の効果に加え、少なくとも以下の効果が得られる。
(2)動作信頼性を向上出来る(その2)。
本実施形態に係る構成であると、ダミービジー機能を備えた不揮発性メモリ3を有するメモリシステムにおいても、上記第1の実施形態と同様に、メモリセルへのデータの書き込み中に電源が遮断された場合におけるデータの消去、破壊を防止出来る。
<Effect>
As described above, according to the memory system according to the second embodiment, in addition to the effect (1), at least the following effects can be obtained.
(2) Operation reliability can be improved (part 2).
In the configuration according to the present embodiment, even in the memory system having the
本実施形態に係るメモリシステムであると、メモリコントローラ4は、不揮発性メモリ3がレディ状態(ビジー信号=‘H’)である際に電源B、Cが遮断された際に、切り替えコマンドを発生して、不揮発性メモリ3に対してビジー信号をアサートする。すると、レディ状態にある不揮発性メモリ3が書き込み中で無ければ、ビジー信号は‘H’レベルを維持する。しかし、レディ状態にある不揮発性メモリ3が書き込み中であれば、ビジー信号は‘L’レベルとなる。従って、バイポーラトランジスタ42がオン状態となり、不揮発性メモリ3にはバックアップ電源2の発生する電圧が供給される。従って、データの消去、破壊が防止される。その結果、第1の実施形態と同様、メモリシステムの動作信頼性を向上出来る。
In the memory system according to the present embodiment, the
上記のように、この発明の第1、第2の実施形態に係るメモリシステムであると、不揮発性メモリ3がデータの書き込み中に、電源が遮断された場合、バックアップ電源から電圧供給することで、書き込み動作の不正終了を防止出来る。また、図8に示す比較例に比べて、電源Cの供給する電圧を不揮発性メモリ3へ供給することで、電源Aを廃することが出来る。すなわち、メモリシステムが必要とする外部電源数を削減出来、このことも、書き込み中にデータが消去される、或いは破壊されるという問題の解消に寄与する。なお、上記実施形態では比較器40がバックアップ制御回路6に含まれる場合を例に説明したが、メモリコントローラ4内に含まれても良い。
As described above, in the memory system according to the first and second embodiments of the present invention, when the power is cut off while the
なお、本実施形態では、メモリシステムを構成する不揮発性メモリ3、メモリコントローラ4、タイマー5、及びバックアップ制御回路6が同一のLSI(Chip)内に設けられた場合について説明している。しかし、各構成はそれぞれ独立したLSI(Chip)であってもよい。つまり図1に示すメモリシステムは複数のLSI(Chip)によって構成される場合であってもよい。
In the present embodiment, the case where the
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be extracted as an invention.
1…メモリシステム、2…バックアップ電源、3…不揮発性メモリ、4…メモリ制御部、5…タイマー機能を備えた周辺回路、6…バックアップ制御回路、11…メモリセルアレイ、12…ビット線制御回路、13…カラムデコーダ、14…データ入出力バッファ、15…データ入出力端子、16…ワード線制御回路、17…制御部、18…制御信号入力端子、20…NANDセル、30…メモリインタフェース、31…RAM、32…MPU、33…HOSTインターフェース、34…内部バス、40…比較器、41…スイッチ制御回路、42、43…スイッチ素子、44…スイッチ回路、45…インバータ、46…NANDゲート
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第1外部電源から与えられる第1外部電圧と、バックアップ電源から与えられるバックアップ電圧とのいずれかを、前記半導体メモリに供給するバックアップ制御回路と
を具備し、前記バックアップ制御回路は、前記メモリセルへのデータの書き込み中に前記第1外部電源が遮断された際に、前記バックアップ電圧を前記半導体メモリに供給し、前記書き込みが終了した後、前記バックアップ電圧の供給を停止する
ことを特徴とするメモリシステム。 A semiconductor memory having nonvolatile memory cells capable of holding data; and
A backup control circuit for supplying either the first external voltage supplied from the first external power supply or the backup voltage supplied from the backup power supply to the semiconductor memory, and the backup control circuit is connected to the memory cell. The backup voltage is supplied to the semiconductor memory when the first external power supply is cut off during the data writing, and the supply of the backup voltage is stopped after the writing is completed. system.
前記バックアップ制御回路は、基準電圧と、第2外部電源から与えられる第2外部電圧とを比較する比較器と、
前記バックアップ電源と前記半導体メモリとを接続、または非接続とするスイッチ回路と、
前記比較器における比較の結果、前記第2外部電圧が前記基準電圧よりも小さく、且つ前記半導体メモリが前記ビジー信号を出力している場合、前記スイッチ回路に対して前記バックアップ電源と前記半導体メモリとを接続させ、前記ビジー信号の出力が停止された際に、前記スイッチ回路に対して前記バックアップ電源と前記半導体メモリとを非接続とさせるスイッチ制御回路と
を備えることを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。 The semiconductor memory outputs a busy signal indicating that the data is being written while the data is being written to the memory cell,
The backup control circuit includes a comparator that compares a reference voltage with a second external voltage supplied from a second external power supply;
A switch circuit for connecting or disconnecting the backup power supply and the semiconductor memory;
As a result of comparison in the comparator, when the second external voltage is smaller than the reference voltage and the semiconductor memory is outputting the busy signal, the backup power supply and the semiconductor memory are connected to the switch circuit. And a switch control circuit for disconnecting the backup power supply and the semiconductor memory from the switch circuit when the output of the busy signal is stopped. The described memory system.
前記半導体メモリは、前記メモリセルへのデータの書き込み中に、該データの書き込み中であることを示すビジー信号を、前記メモリコントローラに出力する
ことを特徴とする請求項1記載のメモリシステム。 A memory controller for controlling the operation of the semiconductor memory;
The memory system according to claim 1, wherein the semiconductor memory outputs a busy signal indicating that the data is being written to the memory controller while the data is being written to the memory cell.
前記バックアップ電源は、前記第1外部電源が遮断された際に、前記バックアップ電圧を前記制御回路に供給する
ことを特徴とする請求項1記載のメモリシステム。 A control circuit connected to the backup power source and the first external power source and having a timer function;
The memory system according to claim 1, wherein the backup power supply supplies the backup voltage to the control circuit when the first external power supply is shut off.
前記半導体メモリは、外部から受信した書き込みデータを一時的に保持する第1バッファ回路と、
前記第1バッファ回路から前記書き込みデータが転送され、且つ該書き込みデータを前記メモリセルに書き込む第2バッファ回路と、
前記メモリセルが配置されたメモリセルアレイと、
前記第1バッファ回路に前記書き込みデータを保持する際に前記ビジー信号を出力すると共に、前記書き込みデータが前記第2バッファ回路に転送されることにより前記第1バッファ回路が空になった時点で、前記ビジー信号の出力を停止する制御回路と
を備え、前記メモリコントローラは、前記半導体メモリがビジー信号の出力を停止した状態で前記第2外部電源が遮断された場合、前記半導体メモリに対して、前記メモリセルに対するデータの書き込みを行っている際には前記ビジー信号を再度出力するよう命令する
ことを特徴とする請求項2記載のメモリシステム。 A memory controller for controlling the operation of the semiconductor memory;
The semiconductor memory includes a first buffer circuit that temporarily holds write data received from the outside;
A second buffer circuit for transferring the write data from the first buffer circuit and writing the write data into the memory cell;
A memory cell array in which the memory cells are disposed;
When the write data is held in the first buffer circuit, the busy signal is output, and when the write data is transferred to the second buffer circuit, the first buffer circuit becomes empty. A control circuit for stopping the output of the busy signal, and the memory controller, when the second external power supply is shut off while the semiconductor memory stops outputting the busy signal, 3. The memory system according to claim 2, wherein when the data is being written to the memory cell, the memory system is instructed to output the busy signal again.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008079016A JP2009237602A (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Memory system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008079016A JP2009237602A (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Memory system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009237602A true JP2009237602A (en) | 2009-10-15 |
Family
ID=41251521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008079016A Withdrawn JP2009237602A (en) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | Memory system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009237602A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013033402A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Nec Access Technica Ltd | Information regeneration device, memory control system, information regeneration method, and computer program |
JP2014063209A (en) * | 2012-09-19 | 2014-04-10 | Tdk Corp | Flash memory system and power supply control method |
US9442560B2 (en) | 2014-02-26 | 2016-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Memory system minimizing occurrences of storing of operation data in non-volatile storage during power saving mode |
-
2008
- 2008-03-25 JP JP2008079016A patent/JP2009237602A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013033402A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Nec Access Technica Ltd | Information regeneration device, memory control system, information regeneration method, and computer program |
JP2014063209A (en) * | 2012-09-19 | 2014-04-10 | Tdk Corp | Flash memory system and power supply control method |
US9442560B2 (en) | 2014-02-26 | 2016-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Memory system minimizing occurrences of storing of operation data in non-volatile storage during power saving mode |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107871525B (en) | Semiconductor memory device and continuous read method | |
US8199587B2 (en) | Memory devices and their operation with different sets of logical erase blocks | |
KR100677802B1 (en) | A semiconductor memory device with mos transistors, each including a floating gate and a control gate, control method thereof and a memory card including the same | |
JP2007133927A (en) | Semiconductor memory and its control method | |
JP2006331501A (en) | Semiconductor memory apparatus | |
JP2014186787A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device, memory controller, and memory system | |
US20110113187A1 (en) | Semiconductor device and method for controlling the same | |
US11386964B2 (en) | Systems and methods involving hardware-based reset of unresponsive memory devices | |
JP2007012134A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US7248503B2 (en) | Semiconductor nonvolatile storage device | |
JP2012128769A (en) | Memory system | |
US11158385B2 (en) | Semiconductor memory device that includes block decoders each having plural transistors and a latch circuit | |
JP5744118B2 (en) | Semiconductor memory device | |
CN109841253B (en) | Semiconductor memory device and reset method thereof | |
JP2009237602A (en) | Memory system | |
US8296499B2 (en) | Flash memory device and program method thereof | |
US7701781B2 (en) | Semiconductor memory device with memory cell including a charge storage layer and a control gate and method of controlling the same | |
JP2005310314A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device | |
JP4284331B2 (en) | Access method for nonvolatile semiconductor memory device | |
JP2011146103A (en) | Semiconductor memory device | |
JP2013030251A (en) | Memory system | |
JP5017443B2 (en) | Memory system | |
JP2000123591A (en) | Non-volatile semiconductor memory | |
TWI713039B (en) | Semiconductor storing apparatus and flash memory operation method | |
CN113724767B (en) | Semiconductor memory device and flash memory operation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110607 |