JP2013200919A - 不揮発性半導体メモリ装置、及び、その制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホスト装置10に接続される不揮発性半導体メモリ装置20に、データを書き換え可能に保持するメモリセル36を複数有するメモリ部(30)と、メモリセル36のアクセス対象でない保持データD1の状態チェックを行う設定(L1)であるか否かを切り替える物理的スイッチ40と、該物理的スイッチ40の設定が前記状態チェックを行う設定(L1)である場合、メモリセル36へのアクセスが無くてもメモリセル36の保持データD1の状態をチェックし、メモリ部(30)への書き込みが必要である状態の保持データD2をメモリ部(30)へ書き込むデータ管理手段U1と、を設ける。
【選択図】図3
Description
また、不揮発性半導体メモリ装置は、上述したように長期間のデータ保存用とされることもあれば、頻繁にデータを読み書きするために用いられることもある。上述した技術のように一定周期でメモリセルの状態検知を実施すると、頻繁にデータが読み書きされる不揮発性半導体メモリ装置の場合、状態検知処理のためにホスト装置からのアクセスが遅くなることがある。
なお、特許文献2に記載の技術は、ワンチップマイコンの技術であるが、動作電源の電位レベルを変更するレギュレータを不揮発性半導体メモリ外に設ける必要がある。また、特許文献3の技術は、フラッシュメモリ近傍の温度を測定する温度センサをフラッシュメモリ外に設ける必要がある。
データを書き換え可能に保持するメモリセルを複数有するメモリ部と、
前記メモリセルのアクセス対象でない保持データの状態チェックを行う設定であるか否かを切り替える物理的スイッチと、
該物理的スイッチの設定が前記状態チェックを行う設定である場合、前記メモリセルへのアクセスが無くても前記メモリセルの保持データの状態をチェックし、前記メモリ部への書き込みが必要である状態の保持データを前記メモリ部へ書き込むデータ管理手段と、を備えた態様を有する。
前記不揮発性半導体メモリ装置に設けられた物理的スイッチであって前記メモリセルのアクセス対象でない保持データの状態チェックを行う設定であるか否かを切り替える物理的スイッチの設定が前記状態チェックを行う設定である場合、前記メモリセルへのアクセスが無くても前記メモリセルの保持データの状態をチェックし、前記メモリ部への書き込みが必要である状態の保持データを前記メモリ部へ書き込む、態様を有する。
上記状態チェックには、ECC(Error Check and Correct)による保持データの誤りチェック、メモリセルにデータを書き込んでからの経過時間が設定を超えたか否かのチェック、メモリセルのページにデータを書き込んだ回数が設定を超えたか否かのチェック、これらの組合せ、等が含まれる。
上記保持データをメモリ部へ書き込むことには、メモリセルの保持データに誤りがあるか否かを検出する誤り検出手段により訂正された保持データをメモリ部に書き込むことが含まれる。
上記メモリ部への保持データの書き込みは、同じ場所への書き込みでもよいし、メモリ部内の異なる場所への書き込みでもよい。
ここで、上記メモリセルの書き換え回数には、メモリセルのブロック又はページの書き換え回数が含まれる。上記設定には、所定期間、メモリセルの書き換え回数、これらの組合せ、等が含まれる。
図1〜6は、不揮発性半導体メモリ装置20を有するコンピュータシステム1の一例を示している。図1に示すコンピュータシステム1は、外付けの不揮発性半導体メモリ装置20がホスト装置10に対して着脱可能に接続されている。コンピュータシステム1の概略は、以下の通りである。
以上の処理により、コントローラ50は、不揮発性半導体メモリ装置20への通電が開始されたとき、ライトプロテクトスイッチ42がオン(L1)であればメモリセル36へのアクセスが無くてもメモリセル36の保持データD1の状態チェックを開始し、フラッシュメモリ30への書き込みが必要である状態の正しい保持データD2をフラッシュメモリ30へ書き込む。従って、本技術は、保持データをより確実に維持することができる。
不揮発性半導体メモリ装置が長期間のデータ保存用とされる場合、ライトプロテクトスイッチ42がオン(L1)にされる可能性が比較的大きい。この場合、メモリセル36へのアクセスが無くてもメモリセル36の保持データD1の状態がチェックされ、フラッシュメモリ30への書き込みが必要である状態の保持データD2がフラッシュメモリ30へ書き込まれる。従って、長期間アクセスされないメモリセル36の保持データD1が維持される。一方、不揮発性半導体メモリ装置20が頻繁にデータを読み書きするために用いられる場合、ライトプロテクトスイッチ42がオフ(L2)にされる可能性が比較的大きい。この場合、保持データD1の状態チェックが行われない。このように、本技術は、長期間アクセスされずに保管されている可能性の高いライトプロテクトスイッチオン時に限定してアクセスが無くてもメモリセル36の保持データD1の状態がチェックされるので、長期間アクセスされないメモリセルのデータの保持期間をより効果的に延長することが可能となる。
図5は、コントローラ50が行うリードコマンド処理をフローチャートにより模式的に例示している。
一方、S202でデータ管理処理の途中でないと判断した場合、コントローラ50は、S206と同様のデータ読み出し処理を行い(S210)、リードコマンド処理を終了させる。
例えば、上記メモリ部は、NAND型フラッシュメモリ以外にも、NOR型フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)、等でもよい。
また、ライトコマンド処理については、図6(b)に例示するように、データ管理処理の途中でデータ書き込み要求に応じた処理を行えばよい。すなわち、コントローラ50は、ホスト装置10からライトコマンドを受信してライトコマンド処理を開始すると、データ管理処理の途中であるか否かを判断し(S322)、データ管理処理の途中であればデータ管理処理を途中で停止させ(S324)、ライトプロテクトスイッチオフであればデータ書き込み処理を行い、ライトプロテクトスイッチオンであれば書き込み禁止を返信する(S326)。その後、コントローラ50は、データ管理処理を再開し(S328)、ライトコマンド処理を終了させる。一方、データ管理処理の途中でなければ、コントローラ50は、ライトプロテクトスイッチオフであればデータ書き込み処理を行い、ライトプロテクトスイッチオンであれば書き込み禁止を返信し(S330)、ライトコマンド処理を終了させる。
図8は、リライト処理できないブロック32に代替ブロック処理を適用するデータ管理処理を模式的なフローチャートにより例示している。この処理は、例えば、不揮発性半導体メモリ装置20への通電が開始された電源投入時に開始し、他の処理と並列して行われる。
本データ管理処理は、代替ブロック処理の不要なブロックをリライト処理で済ませることができるので、メモリ部のデータ容量の残量が少ないときにデータの保持期間をより効果的に延長することが可能となる。
図9は、データを書き込んでからの期間が設定期間を超えたブロック32を選んで状態チェックを行うデータ管理処理を模式的なフローチャートにより例示している。この処理における状態チェックは、メモリセルにデータを書き込んでからの期間が設定を超えたか否かのチェックと、メモリセルの保持データに誤りがあるか否かのECCチェックと、の組合せである。このデータ管理処理を行うため、図7に示すコントローラ50は、メモリセル36にデータを書き込んでからの期間と比較するための設定データD4がROM(内部メモリ52)に書き込まれているものとする。図9のデータ管理処理は、例えば、不揮発性半導体メモリ装置20への通電が開始された電源投入時に開始し、他の処理と並列して行われる。
NTFSといったファイルシステムの場合、フラッシュメモリ30に保持されているファイルには最後にアクセスした日時を表す「アクセス日時」が添付されている。そこで、S152では、対象ブロックBiについてデータに対して最後にアクセスした「アクセス日時」(t3とする。)を取得する。S154では、対象ブロックBiについてデータに対して最後にアクセスしてからの期間(ΔT23とする。)が設定(ΔTth2)を超えたか否かを判断し、期間ΔT23が設定期間ΔTth2を超過した場合にECCチェックを行えばよい。
図2(c)で示したように、管理領域R1にはブロック32毎のデータの書き換え回数が記録されている。そこで、S162では、管理領域R1から対象ブロックBiの書き換え回数(n1とする。)を読み出す。S164では、対象ブロックBiについて書き換え回数n1が設定(ΔTth3)を超えたか否かを判断し、書き換え回数n1が設定回数ΔTth3を超過した場合にECCチェックを行えばよい。
図12は、書き込んでからの期間の長い保持データD1から順に状態チェックを行うデータ管理処理を模式的なフローチャートにより例示している。S182,S184以外は、図9で示したデータ管理処理と同様である。
なお、図12で示したデータ管理処理についても、「更新日時」を「アクセス日時」に置き換え可能である。
図13は、電源オン継続時に設定期間を超過したら状態チェックを行うデータ管理処理を模式的なフローチャートにより例示している。例えば、スマートフォンを含む携帯電話に不揮発性半導体メモリ装置を接続するとき、携帯電話から常時、電力が供給されることが想定される。従って、不揮発性半導体メモリ装置への通電が継続しても、ある間隔でデータ管理処理が行われると、好都合である。図13に示すデータ管理処理を行うため、図7に示すコントローラ50は、通電継続時に状態チェックの行われていない期間と比較するための設定データD5がROM(内部メモリ52)に書き込まれているものとする。図13のデータ管理処理は、例えば、不揮発性半導体メモリ装置20への通電が開始された電源投入時に開始し、他の処理と並列して行われる。
図14は、保持データD1の書き込み状態を知らせる表示を行うデータ管理処理を模式的なフローチャートにより例示している。この処理を行うため、図7に示す不揮発性半導体メモリ装置20は、コントローラ50のGPIO56に接続された発光ダイオード(LED)60を備えているものとする。LED60は、メモリ部(30)への書き込みが必要である状態の保持データD2をメモリ部(30)へ書き込んでいる状態を知らせる表示手段U3を構成する。むろん、表示手段U3は、LED以外の光源でもよいし、液晶等の表示手段でもよい。図14のデータ管理処理は、例えば、不揮発性半導体メモリ装置20への通電が開始された電源投入時に開始し、他の処理と並列して行われる。
なお、上述した処理の各ステップの順番は、適宜、変更可能である。例えば、図14のデータ管理処理において、S102,S104の間でS502のLED表示処理を行い、S112の後でS504のLED消灯処理を行ってもよい。すると、データ管理処理が行われている間、常時、表示が行われる。従って、メモリ部への書き込みが必要である状態の保持データをメモリ部へ書き込んでいる状態の表示が目立つ。
図9〜14のデータ管理処理も、代替ブロック処理の代わりにリライト処理を行ってもよいし、リライト処理と代替ブロック処理とを組み合わせて行ってもよい。
上述した状態チェックは、ECC回路55を使用せずに行われてもよい。
むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる不揮発性半導体メモリ装置、不揮発性半導体メモリ装置の制御方法、等でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
10…ホスト装置、18…スロット(ホスト側接続部)、19…電源、
20…不揮発性半導体メモリ装置、28…挿入端(メモリ側接続部)、29…電源端子、
30…フラッシュメモリ(メモリ部)、
32…ブロック、34…ページ、36…メモリセル、
40…物理的スイッチ、41…つまみ、42…ライトプロテクトスイッチ、
50…コントローラ、55…ECC回路(誤り検出手段)、
60…発光ダイオード(光源、表示手段)、
D1…保持データ、D2…書き込みが必要である状態の保持データ、
D3…訂正された保持データ、D4,D5…設定データ、
L1…オン位置(状態チェックを行う設定)、
L2…オフ位置(状態チェックを行わない設定)、
R1…管理領域、R2…開放領域、R3…データ領域、R4…スペア領域、
U1…データ管理手段、U2…誤り検出手段、U3…表示手段。
Claims (10)
- ホスト装置に接続される不揮発性半導体メモリ装置であって、
データを書き換え可能に保持するメモリセルを複数有するメモリ部と、
前記メモリセルのアクセス対象でない保持データの状態チェックを行う設定であるか否かを切り替える物理的スイッチと、
該物理的スイッチの設定が前記状態チェックを行う設定である場合、前記メモリセルへのアクセスが無くても前記メモリセルの保持データの状態をチェックし、前記メモリ部への書き込みが必要である状態の保持データを前記メモリ部へ書き込むデータ管理手段と、を備えた不揮発性半導体メモリ装置。 - 前記物理的スイッチがライトプロテクトスイッチである、請求項1に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
- 前記データ管理手段は、前記物理的スイッチの設定が前記状態チェックを行う設定である場合、前記メモリセルにデータを書き込んでからの期間、前記メモリセルに対して最後にアクセスしてからの期間、及び、前記メモリセルの書き換え回数、から選ばれる一以上が設定を超えたか否かを判断し、超えたと判断したときに前記メモリセルの保持データの状態をチェックする、請求項1又は請求項2に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
- 前記データ管理手段は、前記メモリセルの保持データに誤りがあるか否かを検出する誤り検出手段を有し、誤りが検出され訂正された保持データを前記メモリ部へ書き込む、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
- 前記データ管理手段は、前記メモリ部の保持データのうち書き込んでからの期間の長い保持データから順に状態をチェックする、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
- 前記データ管理手段は、本不揮発性半導体メモリ装置への通電が開始されたとき、前記物理的スイッチの設定が前記状態チェックを行う設定であれば前記保持データの状態のチェックを開始する、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
- 前記データ管理手段は、前記物理的スイッチの設定が前記状態チェックを行う設定である場合、本不揮発性半導体メモリ装置への通電が継続して前記状態チェックの行われていない期間が設定を超えたか否かを判断し、超えたと判断したときに再び前記保持データの状態のチェックを開始する、請求項6に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
- 前記データ管理手段は、前記メモリ部への書き込みが必要である状態の保持データを元の場所とは異なる場所の前記メモリ部に書き込む、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
- 前記メモリ部への書き込みが必要である状態の保持データを前記メモリ部へ書き込んでいる状態を知らせる表示手段を備えた、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
- データを書き換え可能に保持するメモリセルを複数有するメモリ部を備えホスト装置に接続される不揮発性半導体メモリ装置の制御方法であって、
前記不揮発性半導体メモリ装置に設けられた物理的スイッチであって前記メモリセルのアクセス対象でない保持データの状態チェックを行う設定であるか否かを切り替える物理的スイッチの設定が前記状態チェックを行う設定である場合、前記メモリセルへのアクセスが無くても前記メモリセルの保持データの状態をチェックし、前記メモリ部への書き込みが必要である状態の保持データを前記メモリ部へ書き込む、制御方法。
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