JP2010282492A - Memory system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メモリシステムに係り、例えば電気的に書き換えが可能なフラッシュメモリを備えたメモリシステムに関する。 The present invention relates to a memory system, for example, a memory system including an electrically rewritable flash memory.
不揮発性半導体メモリとしては、データの書き込み及び消去を電気的に行うEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)の一種であるNAND型フラッシュメモリが知られている。 As a nonvolatile semiconductor memory, a NAND flash memory which is a kind of EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) that electrically writes and erases data is known.
NAND型フラッシュメモリに用いられるメモリセルは、半導体基板上にトンネル絶縁膜を介して電荷蓄積を目的とする浮遊ゲート電極、ゲート間絶縁膜、制御ゲート電極が順に積層形成された積層ゲート構造を有している。そして、浮遊ゲート電極に電子を注入し、或いは浮遊ゲート電極から電子を放出することで、メモリセルに情報を書き込む。さらに、大容量化と低コスト化を実現するために、1つのメモリセルに2ビット以上のデータを格納する多値技術を用いたNAND型フラッシュメモリ(多値フラッシュメモリ)の開発が行われている。 A memory cell used in a NAND flash memory has a stacked gate structure in which a floating gate electrode, an intergate insulating film, and a control gate electrode are stacked in this order on a semiconductor substrate via a tunnel insulating film. is doing. Then, information is written into the memory cell by injecting electrons into the floating gate electrode or emitting electrons from the floating gate electrode. Furthermore, in order to realize large capacity and low cost, NAND flash memory (multi-value flash memory) using multi-value technology for storing data of 2 bits or more in one memory cell has been developed. Yes.
多値フラッシュメモリを実現するには、メモリセルの閾値電圧分布を細分化する必要がある。このため、データ書き込みにおいては、メモリセルに印加する電圧の制御が複雑になるため、書き込み時間が長くなってしまう。このため、データ書き込み時に待ち時間が長くなるため、書き込み速度が低下してしまう。 In order to realize a multi-level flash memory, it is necessary to subdivide the threshold voltage distribution of the memory cells. For this reason, in data writing, since the control of the voltage applied to the memory cell becomes complicated, the writing time becomes long. For this reason, since the waiting time becomes long when data is written, the writing speed is lowered.
なお、第1のフラッシュメモリに1ページ分のデータを記録して書き込み待ち状態になったとき、直ちに別の第2のフラッシュメモリに次の1ページ分のデータを記録することで、書き込み時間を短縮する技術が開示されている(特許文献1参照)。 When one page of data is recorded in the first flash memory and the writing wait state is entered, the next one page of data is immediately recorded in another second flash memory, thereby reducing the writing time. A technique for shortening is disclosed (see Patent Document 1).
本発明は、メモリセルに複数ビットの情報を書き込む際の書き込み速度を高速化することが可能なメモリシステムを提供する。 The present invention provides a memory system capable of increasing the writing speed when writing multiple bits of information in a memory cell.
本発明の一態様に係るメモリシステムは、不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリをアクセスするメモリインタフェースとをそれぞれが含み、前記不揮発性メモリはそれぞれが複数のメモリセルからなる複数のページを含み、各メモリセルはNビット(Nは2以上の自然数)を記憶可能である、第1及び第2のチャネルと、メモリセルにNビットを書き込む場合に書き込み時間が異なるNページの書き込み動作を行い、かつNページの書き込み動作毎にチャネルを切り替える制御部とを具備する。 The memory system according to an aspect of the present invention each includes a nonvolatile memory and a memory interface that accesses the nonvolatile memory, and the nonvolatile memory includes a plurality of pages each including a plurality of memory cells, Each memory cell can store N bits (N is a natural number greater than or equal to 2). The first and second channels perform a write operation of N pages with different write times when writing N bits to the memory cell. And a controller that switches channels for every N-page write operation.
本発明の一態様に係るメモリシステムは、第1及び第2のチップを有する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリをアクセスするメモリインタフェースとをそれぞれが含み、前記第1及び第2のチップの各々はそれぞれが複数のメモリセルからなる複数のページを含み、各メモリセルはNビット(Nは2以上の自然数)を記憶可能である、第1及び第2のチャネルと、メモリセルにNビットを書き込む場合に書き込み時間が異なるNページの書き込み動作を行い、かつNページの書き込み動作毎にチャネル及びチップを切り替える制御部とを具備する。 A memory system according to an aspect of the present invention includes a nonvolatile memory having first and second chips and a memory interface for accessing the nonvolatile memory, and each of the first and second chips. Includes a plurality of pages each consisting of a plurality of memory cells, each memory cell being capable of storing N bits (N is a natural number greater than or equal to 2), first and second channels, and N bits in the memory cells A controller that performs a write operation of N pages having different write times when writing, and switches a channel and a chip for each N page write operation.
本発明によれば、メモリセルに複数ビットの情報を書き込む際の書き込み速度を高速化することが可能なメモリシステムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a memory system capable of increasing the writing speed when writing information of a plurality of bits into a memory cell.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, elements having the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
図1は、本発明の一実施形態に係るメモリシステム10の構成を示すブロック図である。メモリシステム10は、複数個のNAND型フラッシュメモリ21、及びこれらを制御するメモリコントローラ11を備えている。なお、本実施形態では、メモリシステム10が2個のNAND型フラッシュメモリ21−0、21−1を備える場合を一例として説明するが、NAND型フラッシュメモリの数は2個以上であってもよい。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
メモリコントローラ11は、制御部(CPU:Central Processing Unit)12、ROM(Read Only Memory)13、RAM(Random Access Memory)14、複数個のNANDインタフェース15、ホストインタフェース16、及びGPIO(General Purpose Input/Output)を備えており、これらモジュールはシステムバス18を介して接続されている。
The memory controller 11 includes a control unit (CPU: Central Processing Unit) 12, a ROM (Read Only Memory) 13, a RAM (Random Access Memory) 14, a plurality of NAND interfaces 15, a
ホストインタフェース16は、例えばUSB(Universal Serial Bus)インタフェースからなり、データ転送規格であるUSB規格に基づいてホストとの間でデータの送受信を制御する。
The
CPU12は、メモリシステム10全体の動作を統括的に制御する。CPU12は、例えばメモリシステム10が電源供給を受けたときに、ROM13やNAND型フラッシュメモリ21に格納されたファームウェア(FW)を用いて、メモリシステム10の各種動作を制御する。また、CPU12は、ホストから書き込みコマンド、読み出しコマンド、及び消去コマンドを受け、NAND型フラッシュメモリ21に対して書き込み、読み出し、及び消去動作を制御する。
The
ROM13は、メモリシステム10の各種動作を制御するために必要なファームウェア(ソフトウェア)を格納する。RAM14は、CPU12の作業エリアとして使用され、データや各種テーブルを一時的に記憶する。GPIO17は、入出力ポートであり、これに接続されるモジュールの入出力制御を行う。
The
NANDインタフェース15は、NAND型フラッシュメモリ21と同じ数だけ配置されており、従って本実施形態では、2個のNAND型フラッシュメモリ21−0、21−1に対応する2個のNANDインタフェース15−0、15−1が配置される。NANDインタフェース15−0は、NAND型フラッシュメモリ21−0との間のインタフェース処理を実行する。同様に、NANDインタフェース15−1は、NAND型フラッシュメモリ21−1との間のインタフェース処理を実行する。 The NAND interfaces 15 are arranged in the same number as the NAND flash memories 21. Therefore, in the present embodiment, the two NAND interfaces 15-0 corresponding to the two NAND flash memories 21-0 and 21-1. 15-1 are arranged. The NAND interface 15-0 executes interface processing with the NAND flash memory 21-0. Similarly, the NAND interface 15-1 executes interface processing with the NAND flash memory 21-1.
図2は、2つのチャネルの構成を示すブロック図である。メモリシステム10は、データ転送を行うための2つのチャネル(チャネル0及びチャネル1)を備えている。「チャネル」とは、データを転送する経路であり、CPUと記憶装置とをつないでデータの授受を行う機能を有する回路部分をいう。本実施形態では、第1のチャネル0は、NAND型フラッシュメモリ21−0、及びこれを制御するNANDインタフェース15−0からなり、また、第2のチャネル1は、NAND型フラッシュメモリ21−1、及びこれを制御するNANDインタフェース15−1からなる。CPU12は、2つのチャネル(チャネル0及びチャネル1)に対して独立に、データの書き込み、読み出し、及び消去を行うことが可能である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of two channels. The
次に、NAND型フラッシュメモリ21の構成について説明する。各NAND型フラッシュメモリ21は、2個のチップ(チップ0及びチップ1)を備えている。なお、1個のNAND型フラッシュメモリ21に含まれるチップの数に特に制限はなく、1個であってもよいし、2個以上であってもよい。
Next, the configuration of the NAND flash memory 21 will be described. Each NAND flash memory 21 includes two chips (
各チップは、データ消去の単位である複数のブロックを備えている。各ブロックは、マトリクス状に配列された複数のメモリセルを備えており、また、データ書き込み及び読み出しの単位である複数のページから構成されている。 Each chip includes a plurality of blocks which are data erasing units. Each block includes a plurality of memory cells arranged in a matrix and is composed of a plurality of pages which are units for data writing and reading.
なお、各NAND型フラッシュメモリ21は、前述したメモリセルアレイの他に、メモリセルアレイに対して、データの書き込み、読み出し、及び消去処理を実行する周辺回路を備えている。具体的には、NAND型フラッシュメモリ21は、メモリセルアレイの列を選択するカラムデコーダ、メモリセルアレイの行を選択するロウデコーダ、メモリセルからデータを読み出すためのセンスアンプ回路、読み出し及び書き込みデータを保持するデータキャッシュなどを含む。 Each NAND flash memory 21 includes a peripheral circuit that performs data write, read, and erase processing on the memory cell array in addition to the memory cell array described above. Specifically, the NAND flash memory 21 holds a column decoder for selecting a column of the memory cell array, a row decoder for selecting a row of the memory cell array, a sense amplifier circuit for reading data from the memory cell, and read and write data. Including data cache.
図3は、1個のブロックの構成を示す回路図である。各ブロックは、ビット線BL0〜BLnの本数に対応する(n+1)個のNANDストリングを備えている。「n」は、0以上の自然数である。複数個のNANDストリングにそれぞれ含まれる選択トランジスタST1は、そのドレインがビット線BLに接続され、そのゲートが選択ゲート線SGDに共通接続されている。また、複数個のNANDストリングにそれぞれ含まれる選択トランジスタST2は、そのソースがソース線SLに共通接続され、そのゲートが選択ゲート線SGSに共通接続されている。 FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of one block. Each block includes (n + 1) NAND strings corresponding to the number of bit lines BL0 to BLn. “N” is a natural number of 0 or more. The select transistors ST1 included in each of the plurality of NAND strings have their drains connected to the bit line BL and their gates commonly connected to the select gate line SGD. In addition, the selection transistors ST2 included in each of the plurality of NAND strings have their sources commonly connected to the source line SL and their gates commonly connected to the selection gate line SGS.
各NANDストリングにおいて、ワード線WL0〜WLmの本数に対応する(m+1)個のメモリセルMCは、選択トランジスタST1のソースと選択トランジスタST2のドレインとの間に、それぞれの電流経路が直列接続されるように配置されている。すなわち、(m+1)個のメモリセルMCは、隣接するもの同士で拡散領域(ソース領域若しくはドレイン領域)を共有するような形でカラム方向に直列接続される。 In each NAND string, current paths of (m + 1) memory cells MC corresponding to the number of word lines WL0 to WLm are connected in series between the source of the selection transistor ST1 and the drain of the selection transistor ST2. Are arranged as follows. That is, (m + 1) memory cells MC are connected in series in the column direction so that adjacent memory cells share a diffusion region (source region or drain region).
そして、最もドレイン側に位置するメモリセルMCから順に、制御ゲート電極がワード線WL0〜WLmにそれぞれ接続されている。従って、ワード線WL0に接続されたメモリセルMCのドレインは選択トランジスタST1のソースに接続され、ワード線WLmに接続されたメモリセルMCのソースは選択トランジスタST2のドレインに接続されている。 The control gate electrodes are connected to the word lines WL0 to WLm in order from the memory cell MC located closest to the drain side. Therefore, the drain of the memory cell MC connected to the word line WL0 is connected to the source of the selection transistor ST1, and the source of the memory cell MC connected to the word line WLm is connected to the drain of the selection transistor ST2.
ワード線WL0〜WLmは、ブロック内のNANDストリング間で、メモリセルMCの制御ゲート電極を共通に接続している。つまり、ブロック内において同一行にあるメモリセルMCの制御ゲート電極は、同一のワード線WLに接続される。この同一のワード線WLに接続される(n+1)個のメモリセルMCはページとして取り扱われる。 The word lines WL0 to WLm connect the control gate electrodes of the memory cells MC in common between the NAND strings in the block. That is, the control gate electrodes of the memory cells MC in the same row in the block are connected to the same word line WL. The (n + 1) memory cells MC connected to the same word line WL are handled as a page.
また、ビット線BLは、ブロック間で、選択トランジスタST1のドレインを共通接続している。つまり、複数個のブロック内において同一列にあるNANDストリングは、同一のビット線BLに接続される。 In addition, the bit line BL commonly connects the drains of the selection transistors ST1 between the blocks. That is, NAND strings in the same column in a plurality of blocks are connected to the same bit line BL.
各メモリセルは、P型ウェル上に形成された積層ゲート構造を備えたMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)から構成される。積層ゲート構造は、P型ウェル上に、トンネル絶縁膜、電荷蓄積層(浮遊ゲート電極)、ゲート間絶縁膜、制御ゲート電極が順に積層されて構成される。メモリセルは、浮遊ゲート電極に蓄積される電子の数に応じて閾値電圧が変化し、この閾値電圧の違いに応じてデータを記録する。メモリセルは、閾値電圧の分布を細分化して2ビット以上の多値データを記憶する。従って、図3において、共通のワード線WLに接続された1行は、2ページ(下位ページ及び上位ページ)に対応する。なお、本実施形態では、メモリセルが2ビットを記憶する場合を一例として説明するが、これに限定されるものではなく、3ビット以上を記憶するようにメモリセルやその周辺回路を構成してもよい。 Each memory cell is composed of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) having a stacked gate structure formed on a P-type well. The stacked gate structure is configured by sequentially stacking a tunnel insulating film, a charge storage layer (floating gate electrode), an inter-gate insulating film, and a control gate electrode on a P-type well. In the memory cell, the threshold voltage changes according to the number of electrons accumulated in the floating gate electrode, and data is recorded according to the difference in threshold voltage. The memory cell subdivides the threshold voltage distribution and stores multi-value data of 2 bits or more. Therefore, in FIG. 3, one row connected to the common word line WL corresponds to two pages (lower page and upper page). In this embodiment, the case where the memory cell stores 2 bits is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the memory cell and its peripheral circuit are configured to store 3 bits or more. Also good.
図4は、メモリセルの閾値分布とデータとの関係を説明する図である。図4の横軸はメモリセルの閾値電圧Vth、縦軸はメモリセルの数(セル数)を示している。メモリセルに2ビットのデータを書き込む場合は、下位ビットデータを書き込むための下位ページ書き込みと、上位ビットを書き込むための上位ページ書き込みとが行われる。 FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the threshold distribution of memory cells and data. The horizontal axis of FIG. 4 indicates the threshold voltage Vth of the memory cell, and the vertical axis indicates the number of memory cells (cell number). When writing 2-bit data to the memory cell, lower page writing for writing lower bit data and upper page writing for writing upper bits are performed.
メモリセルのデータを消去すると、メモリセルが“A”レベル(消去状態)の閾値電圧に設定される。例えば、消去状態の“A”レベルは、負側に設定される。 When data in the memory cell is erased, the memory cell is set to the “A” level (erased state) threshold voltage. For example, the “A” level in the erased state is set to the negative side.
第1ステージにおいて下位ページ書き込みを行うことにより、閾値電圧が“A”レベル(消去状態)の“1”データと、閾値電圧が“A”レベルより高い“M”レベルの“0”データとのいずれかをメモリセルは記憶することができる。“1”データの場合には、メモリセルの閾値電圧をシフトさせない。“0”データの場合には、メモリセルの閾値電圧を正側にシフトさせる。“0”データの書き込みは、ベリファイ電圧Vmを用いて行われる。 By performing the lower page write in the first stage, “1” data whose threshold voltage is “A” level (erased state) and “0” data whose “M” level is higher than “A” level. Either of them can be stored in the memory cell. In the case of “1” data, the threshold voltage of the memory cell is not shifted. In the case of “0” data, the threshold voltage of the memory cell is shifted to the positive side. “0” data is written using the verify voltage Vm.
続いて、第2ステージにおいて上位ページ書き込みを行うことにより、“11”データ、“01”データ、“00”データ、及び“10”データの4個のデータのいずれかをメモリセルは記憶することができる。“11”データは閾値電圧が“A”レベル(消去状態)、“01”データは閾値電圧が“B”レベル、“00”データは閾値電圧が“C”レベル、“10”データは閾値電圧が“D”レベルに設定される。なお、閾値電圧A〜Dの関係は、A<B<C<D<Vreadである。“11”データの場合には、メモリセルの閾値電圧をシフトさせない。“01”データの書き込みは、ベリファイ電圧Vbを用いて行われる。“00”データの書き込みは、Vbより高いベリファイ電圧Vcを用いて行われる。“10”データの書き込みは、Vcより高いベリファイ電圧Vdを用いて行われる。なお、閾値電圧とデータとの割り付けは、任意に設定可能である。 Subsequently, the upper page is written in the second stage, so that the memory cell stores any one of the four data of “11” data, “01” data, “00” data, and “10” data. Can do. “11” data has a threshold voltage “A” level (erased state), “01” data has a threshold voltage “B” level, “00” data has a threshold voltage “C” level, and “10” data has a threshold voltage. Is set to the “D” level. The relationship between the threshold voltages A to D is A <B <C <D <Vread. In the case of “11” data, the threshold voltage of the memory cell is not shifted. The “01” data is written using the verify voltage Vb. “00” data is written using a verify voltage Vc higher than Vb. "10" data is written using a verify voltage Vd higher than Vc. Note that the assignment between the threshold voltage and the data can be arbitrarily set.
ここで、多値メモリでは、書き込みデータに応じてメモリセルの閾値電圧を正確に制御する必要がある。メモリセルへの書き込みでは、レベルを超えてしまうオーバープログラムの懸念があるため、書き込み電圧を少しずつ上げながら行う書き込み動作と、閾値電圧を確認するベリファイ動作とを何度も繰り返すステップアップ書き込み方式が用いられる。 Here, in the multilevel memory, it is necessary to accurately control the threshold voltage of the memory cell in accordance with the write data. When writing to a memory cell, there is a concern of overprogramming exceeding the level, so there is a step-up writing method that repeats the write operation with the write voltage raised gradually and the verify operation to check the threshold voltage many times. Used.
具体的には、下位ページの書き込みでは、最初に、外部から下位ページのデータが入力される。そして、データに応じた閾値電圧となるようにメモリセルに書き込み電圧が印加される。その後、メモリセルが正しい閾値電圧になっているかを確認するベリファイが行われる。正しい閾値電圧になっていないメモリセルがページ内に存在する限りにおいては、徐々に電圧を上げながら書き込み電圧を印加する動作と、メモリセルが正しい閾値電圧になっているかを確認するベリファイとが繰り返し行われる。 Specifically, in the lower page writing, first, the lower page data is input from the outside. Then, a write voltage is applied to the memory cell so that a threshold voltage corresponding to data is obtained. Thereafter, verification is performed to confirm whether the memory cell has a correct threshold voltage. As long as there are memory cells in the page that are not at the correct threshold voltage, the operation of applying the write voltage while gradually increasing the voltage and the verification to confirm whether the memory cell has the correct threshold voltage are repeated. Done.
これに対して、上位ページの書き込みでは、上位ページのデータを書き込む前に、メモリセルに記憶された下位ページのデータを調べるための内部データロードが行われる。その後、下位ページの書き込みと同様に、徐々に電圧を上げながら書き込み電圧を印加する動作と、メモリセルが正しい閾値電圧になっているかを確認するベリファイとが繰り返し行われる。 On the other hand, in the upper page write, before the upper page data is written, an internal data load for examining the lower page data stored in the memory cell is performed. Thereafter, similarly to the writing of the lower page, the operation of applying the writing voltage while gradually increasing the voltage and the verification for confirming whether the memory cell has the correct threshold voltage are repeatedly performed.
以上の説明のように、上位ページの書き込みは、下位ページの書き込みよりも複雑であるため、書き込み時間が長くなる。例えば、上位ページの書き込み時間は、下位ページの書き込み時間の3倍程度、又はそれ以上となる。 As described above, the writing of the upper page is more complicated than the writing of the lower page, so that the writing time becomes longer. For example, the writing time of the upper page is about three times or more than the writing time of the lower page.
このように、書き込み時間が異なる2種類の書き込み動作、すなわち、高速の書き込み動作(下位ページ書き込み動作)と、低速の書き込み動作(上位ページ書き込み動作)とが混在するメモリシステム10では、書き込み中のビジー時間が増えるため、レイテンシが長くなる。そこで、本実施形態では、複数のチャネルを用いたインターリーブ方式を採用することで、ビジー時間を仮想的に減少するようにしている。
Thus, in the
(動作)
以下に、このように構成されたメモリシステム10の書き込み動作について説明する。図5は、メモリシステム10の書き込み動作を示すフローチャートである。図5において、左側のボックス列は、チャネル0のNAND型フラッシュメモリ21−0の様子を示しており、右側のボックス列は、チャネル1のNAND型フラッシュメモリ21−1の様子を示している。例えば、チャネル0のチップ0の4つの四角は、上から順に、第1の下位ページ、第1の上位ページ、第2の下位ページ、第2の上位ページに該当する。図5の下に向かってステップが進んでいき、全部で5つのステップが示されている。また、チップ内の矢印は、当該ステップにおいて書き込み動作が行われているページを表している。チップ内の斜線は、書き込み済みのページを表している。
(Operation)
Hereinafter, a write operation of the
最初に、CPU12は、チャネル0,チップ0に対して下位ページ及び上位ページの書き込み動作を実行する(ステップS100)。続いて、CPU12は、チャネル及びチップを切り替え、チャネル1,チップ0に対して下位ページ及び上位ページの書き込み動作を実行する(ステップS101)。続いて、CPU12は、チャネル及びチップを切り替え、チャネル0,チップ1に対して下位ページ及び上位ページの書き込み動作を実行する(ステップS102)。続いて、CPU12は、チャネル及びチップを切り替え、チャネル1,チップ1に対して下位ページ及び上位ページの書き込み動作を実行する(ステップS103)。続いて、CPU12は、最初に戻って、チャネル0,チップ0に対して下位ページ及び上位ページの書き込み動作を実行する(ステップS104)。
First, the
このように、CPU12は、下位ページ及び上位ページの書き込みをセットとして、チャネル0,チップ0→チャネル1,チップ0→チャネル0,チップ1→チャネル1,チップ1→チャネル0,チップ0の順に書き込み動作を実行する。すなわち、CPU12は、2ページ分のデータがホストから入力される毎に、チャネル及びチップを順次に切り替えるようにしている。チャネル及びチップの切り替えが一通り終了したら、その後に入力される2ページ分のデータに対しても、上記同様の順に書き込み動作を実行する。
In this way, the
図6は、メモリシステム10の書き込み動作を示すタイミングチャートである。なお、データはホストからメモリシステム10に順次入力されている。最初に、CPU12は、チャネル0,チップ0に対して、データの入力(Data In)と下位ページの書き込み動作とを実行する。具体的には、CPU12がチャネル0,チップ0を選択し、チャネル0のチップ0に1ぺージ分のデータを入力する。これを受けて、NAND型フラッシュメモリ21−0は、このデータをチップ0の下位ページに書き込む。データ書き込み中は、NAND型フラッシュメモリ21−0は、ビジー信号を活性化する。図6に示すように、この下位ページの書き込み動作によるビジー時間“busy時間(Lower)”は、短くなっている。下位ページの書き込みが終了すると、NAND型フラッシュメモリ21−0は、ビジーを解除する。
FIG. 6 is a timing chart showing the write operation of the
続いて、ビジーが解除されるのを待った後、CPU12は、チャネル0,チップ0に対して、データの入力と上位ページの書き込み動作とを実行する。具体的には、CPU12がチャネル0,チップ0を選択し、チャネル0のチップ0に1ページ分のデータを入力する。これを受けて、NAND型フラッシュメモリ21−0は、このデータをチップ0の上位ページに書き込む。図6に示すように、この上位ページの書き込み動作によるビジー時間“busy時間(Upper)”は、ビジー時間“busy時間(Lower)”に比べて長くなっている。
Subsequently, after waiting for the busy state to be released, the
チャネル0,チップ0のビジー期間中(上位ページ書き込み中)に、CPU12は、チャネル1,チップ0に対して、データの入力と下位ページの書き込み動作とを実行する。続いて、ビジーが解除されるのを待った後、CPU12は、チャネル1,チップ0に対して、データの入力と上位ページの書き込み動作とを実行する。
During the busy period of
チャネル1,チップ0のビジー期間中(上位ページ書き込み中)に、CPU12は、チャネル0,チップ1に対して、データの入力と下位ページの書き込み動作とを実行する。続いて、ビジーが解除されるのを待った後、CPU12は、チャネル0,チップ1に対して、データの入力と上位ページの書き込み動作とを実行する。
During the busy period of channel 1 and chip 0 (during upper page writing), the
チャネル0,チップ1のビジー期間中(上位ページ書き込み中)に、CPU12は、チャネル1,チップ1に対して、データの入力と下位ページの書き込み動作とを実行する。続いて、ビジーが解除されるのを待った後、CPU12は、チャネル1,チップ1に対して、データの入力と上位ページの書き込み動作とを実行する。
During the busy period of
この後、NAND型フラッシュメモリ21−0によって、チャネル0,チップ0のビジーが解除されるため、続けて、CPU12は、チャネル0,チップ0に対して下位ページ及び上位ページの書き込み動作を実行する。以下、これらのインターリーブ動作を繰り返す。
Thereafter, since the busy of the
以上詳述したように本実施形態では、メモリシステム10が2個のチャネル(チャネル0及びチャネル1)を備え、これら2個のチャネルに対してインターリーブ方式を用いて書き込み動作を実行する。この際に、下位ページ及び上位ページの書き込み動作を単位として、2個のチャネルを順に切り替えるようにしている。
As described above in detail, in the present embodiment, the
さらに、各チャネルに含まれるNAND型フラッシュメモリ21が2個のチップを備え、これら2個のチップに対してインターリーブ方式を用いて書き込み動作を実行する。この際に、下位ページ及び上位ページの書き込み動作を単位として、2個のチャネル及び2個のチップを順に切り替えるようにしている。 Further, the NAND flash memory 21 included in each channel includes two chips, and a write operation is performed on these two chips using an interleave method. At this time, two channels and two chips are sequentially switched in units of write operations for the lower page and the upper page.
従って本実施形態によれば、書き込み時間が長い上位ページの書き込み動作中に、別のチャネルに書き込みアクセスを開始することにより、ビジー時間を仮想的に減少させることができる。この結果、NAND型フラッシュメモリ全体でのレイテンシを短縮することができ、ひいては、書き込み速度を向上させることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the busy time can be virtually reduced by starting the write access to another channel during the upper page write operation with a long write time. As a result, the latency of the entire NAND flash memory can be shortened, and as a result, the writing speed can be improved.
なお、本実施形態では、2個のチャネル及び2個のチップを備えたメモリシステム10の構成例を示しているが、チャネルの数は2個以上であってもよく、またチップの数は1個又は2個以上であってもよい。チャネル及びチップの数は、上位ページ書き込み時間に応じて最適に設定することで、NAND型フラッシュメモリ全体でのレイテンシをより短縮することが可能となる。
In this embodiment, a configuration example of the
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化できる。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention. In addition, various inventions can be configured by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements disclosed in the embodiments, or constituent elements of different embodiments may be appropriately combined.
BL…ビット線、WL…ワード線、SL…ソース線、SGD,SGS…選択ゲート線、MC…メモリセル、ST…選択トランジスタ、10…メモリシステム、11…メモリコントローラ、12…CPU、13…ROM、14…RAM、15…NANDインタフェース、16…ホストインタフェース、17…GPIO、18…システムバス、21…NAND型フラッシュメモリ。 BL ... bit line, WL ... word line, SL ... source line, SGD, SGS ... selection gate line, MC ... memory cell, ST ... select transistor, 10 ... memory system, 11 ... memory controller, 12 ... CPU, 13 ... ROM , 14 ... RAM, 15 ... NAND interface, 16 ... host interface, 17 ... GPIO, 18 ... system bus, 21 ... NAND flash memory.
Claims (5)
メモリセルにNビットを書き込む場合に書き込み時間が異なるNページの書き込み動作を行い、かつNページの書き込み動作毎にチャネルを切り替える制御部と、
を具備することを特徴とするメモリシステム。 Each includes a non-volatile memory and a memory interface for accessing the non-volatile memory, the non-volatile memory including a plurality of pages each consisting of a plurality of memory cells, each memory cell having N bits (N is 2 or more) First and second channels capable of storing a natural number of
A controller that performs N page write operations with different write times when N bits are written to a memory cell, and switches the channel for each N page write operation;
A memory system comprising:
メモリセルにNビットを書き込む場合に書き込み時間が異なるNページの書き込み動作を行い、かつNページの書き込み動作毎にチャネル及びチップを切り替える制御部と、
を具備することを特徴とするメモリシステム。 Each includes a non-volatile memory having first and second chips and a memory interface for accessing the non-volatile memory, and each of the first and second chips includes a plurality of memory cells. A first channel and a second channel each including a page, each memory cell being capable of storing N bits (N is a natural number greater than or equal to 2);
A controller that performs N page write operations with different write times when N bits are written to a memory cell, and switches a channel and a chip for each N page write operation;
A memory system comprising:
前記Nビットは、2ビットであることを特徴とする請求項1又は2に記載のメモリシステム。 The N page includes first and second pages,
3. The memory system according to claim 1, wherein the N bits are 2 bits.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009136337A JP2010282492A (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Memory system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009136337A JP2010282492A (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Memory system |
Publications (1)
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ID=43539154
Family Applications (1)
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JP2009136337A Withdrawn JP2010282492A (en) | 2009-06-05 | 2009-06-05 | Memory system |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8301850B2 (en) | 2009-09-08 | 2012-10-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Memory system which writes data to multi-level flash memory by zigzag interleave operation |
JP2013235630A (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-21 | Sony Corp | Control device, storage device, and data writing method |
JP2014102610A (en) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Recording apparatus, and recording method |
-
2009
- 2009-06-05 JP JP2009136337A patent/JP2010282492A/en not_active Withdrawn
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JP2013235630A (en) * | 2012-05-08 | 2013-11-21 | Sony Corp | Control device, storage device, and data writing method |
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Legal Events
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