JP2020154584A - メモリシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ID読出コマンドに対する応答情報の大きさを柔軟に設定することができるメモリシステムを提供する。【解決手段】一つの実施形態に係るメモリシステムは、コントローラと、NAND型フラッシュメモリとを備える。前記コントローラは、SPIに準拠したバスによりホスト機器と接続可能である。前記NAND型フラッシュメモリは、ID読出コマンドを認識した前記コントローラが出力する情報の大きさを示す第1の情報と、製造元IDを示す第2の情報と、デバイスIDを示す第3の情報と、第4の情報と、を記憶する。前記コントローラは、前記ID読出コマンドを認識した場合に、前記第1の情報に示された大きさを有するとともに、前記第2の情報及び前記第3の情報と、前記第2の情報、前記第3の情報、及び前記第4の情報と、のいずれか一群を含む応答情報を前記ホスト機器に出力する。【選択図】図8
Description
本発明の実施形態は、メモリシステムに関する。
NAND型フラッシュメモリとして、Serial Peripheral Interface(SPI)に準拠したものが知られている。このようなNAND型フラッシュメモリのコントローラは、例えば、ホスト機器からID読出(Read ID)コマンドを受信すると、製造元IDコード及びデバイスIDコードを出力する。
ID読出コマンドを受信したコントローラが出力するデータサイズは、固定的に設定されている。しかし、コントローラが出力するデータサイズを柔軟に設定することができれば、ID読出コマンドに対し、製造元IDコード及びデバイスIDコードに加え、他のコードを出力することも可能となる。
一つの実施形態に係るメモリシステムは、コントローラと、NAND型フラッシュメモリとを備える。前記コントローラは、Serial Peripheral Interfaceに準拠したバスによりホスト機器と接続可能であって、当該ホスト機器からのチップセレクト信号の受信直後に受信される信号をコマンドとして認識する。前記NAND型フラッシュメモリは、ID読出コマンドを認識した前記コントローラが出力する情報の大きさを示す第1の情報と、製造元IDを示す第2の情報と、デバイスIDを示す第3の情報と、第4の情報と、を記憶する。前記コントローラは、当該コントローラが認識したコマンドが前記ID読出コマンドである場合に、前記第1の情報に示された大きさを有するとともに、前記第2の情報及び前記第3の情報と、前記第2の情報、前記第3の情報、及び前記第4の情報と、のいずれか一群を含む応答情報を前記ホスト機器に出力する。
以下に、一つの実施形態について、図1乃至図16を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称で特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によって説明され得る。
図1は、本実施形態におけるメモリシステム1を概略的に示す例示的な平面図である。図2は、本実施形態におけるメモリシステム1を図1のF2−F2線に沿って概略的に示す例示的な断面図である。
図1及び図2に示すように、メモリシステム1は、半導体チップであるメモリチップ100及びコントローラチップ200を有する。メモリチップ100は、NAND型フラッシュメモリの一例である。コントローラチップ200は、コントローラの一例である。
メモリチップ100はNAND型フラッシュメモリのような半導体メモリを含む。コントローラチップ200は、メモリチップ100を制御するコントローラを含む。メモリチップ100及びコントローラチップ200は、リードフレーム300に実装されるとともに、樹脂350によって封止されてパッケージングされている。
具体的には、図2に示すように、メモリチップ100は、リードフレーム300のダイパッド310上に搭載される。コントローラチップ200は、メモリチップ100の上に載置される。コントローラチップ200は、例えばボンディングワイヤ340により、リードフレーム300のインナーリード320に接続される。さらに、コントローラチップ200は、ボンディングワイヤによりメモリチップ100とも接続されている。メモリチップ100、コントローラチップ200、ダイパッド310、インナーリード320、及びボンディングワイヤ340が、樹脂350によって封止されている。
インナーリード320は、樹脂350の外部に露出されたアウターリード330に接続されている。そしてアウターリード330は、メモリシステム1の外部接続端子(外部接続ピン)として機能する。
図1の例において、第1ピンから第16ピンまでの16個の外部接続端子が用意されている。メモリシステム1は、第1乃至第16ピンを介して、メモリチップにアクセスしてメモリシステム1を制御するホスト機器と通信する。
図3は、本実施形態における各ピンの機能の一例を示す表である。図3に示すように、第1ピンは、制御信号/HOLDの入力用、又はシリアルデータSO3の出力用に用いられる。制御信号/HOLDは、ホスト機器とメモリシステム1との間の通信を一時的に停止する際にアサート(“L”レベル)される。第2ピンは、電源電圧Vccを受信する。第3ピン乃至第6ピン、及び第11ピン乃至第14ピンは未使用ピンであり、例えば将来的に何らかの信号やデータの送受信が必要になった際に使用することができる。第7ピンは、チップセレクト信号/CSを受信する。チップセレクト信号/CSは、メモリチップ100及びコントローラチップ200を活性化させるための信号(メモリシステム1にアクセスする際に活性化される信号)であり、例えばホスト機器がメモリシステム1にコマンドを入力するタイミングでアサート(“L”レベル)される。第8ピンは、シリアルデータ(SO又はSO1)の出力用に用いられる。第9ピンは、制御信号/WPの入力用、又はシリアルデータ(SO2)の出力用に用いられる。制御信号/WPはライトプロテクト設定信号であり、メモリチップへの書き込みの禁止設定を抑止する際にアサート(“L”レベル)される。第10ピンは、基準電位Vssを受信する。第15ピンは、シリアルデータ(SI)の入力用、又はシリアルデータ(SO0)の出力用に用いられる。第16ピンは、シリアルクロック信号SCKを受信する。
上記ピン構成は、Serial Peripheral Interface(SPI)に準拠している。そして、第1ピン、第8ピン、第9ピン、及び第15ピンをシリアルデータ出力用として任意に選択することで、一倍速、二倍速、又は四倍速でデータをホスト機器へ出力することが出来る。
図4は、本実施形態における他の例のメモリシステム1を概略的に示す例示的な平面図である。図4の例では、第1ピン乃至第8ピンまでの8個の外部接続端子が設けられている。図5は、本実施形態の図4の例における各ピンの機能の一例を示す表である。
図5に示すように、第1ピンはチップセレクト信号/CSを受信し、第2ピンはシリアルデータSO,SO1を出力し、第3ピンはライトプロテクト信号/WPを受信、又はシリアルデータSO2を出力し、第4ピンは基準電位Vssを受信し、第5ピンはシリアルデータSIを受信、又はシリアルデータSO0を出力し、第6ピンはシリアルクロックSCKを受信し、第7ピンは制御信号/HOLDを受信、又はシリアルデータSO3を出力し、第8ピンは電源電圧Vccを受信する。図5の例でも、ピン構成はSPIに準拠している。
図6は、本実施形態のメモリシステム1の内部構成を概略的に示す例示的な機能ブロック図である。以下では、メモリチップ100をNAND型フラッシュメモリ100と称し、コントローラチップ200を単にコントローラ200と称する。
図6に示すように、メモリシステム1はNAND型フラッシュメモリ100とコントローラ200とを備えている。NAND型フラッシュメモリ100は、複数のメモリセルを備え、データを不揮発に記憶する。コントローラ200は、NANDバスによってNAND型フラッシュメモリ100に接続され、SPIに準拠したSPIバスによってホスト機器500に接続される。コントローラ200は、NAND型フラッシュメモリ100へのアクセスを制御する。
SPIバスは、図3及び図5で説明した通りである。一方、NANDバスは、NANDインターフェースに従った信号の送受信を行う。この信号の具体例は、チップイネーブル信号/CE、アドレスラッチイネーブル信号ALE、コマンドラッチイネーブル信号CLE、ライトイネーブル信号/WE、リードイネーブル信号/RE、レディ・ビジー信号/RB、入出力信号I/O、及びライトプロテクト信号/WPである。
信号/CEはlowレベルでアサートされ、NAND型フラッシュメモリ100を活性化させるための信号であり、NAND型フラッシュメモリ100にアクセスする際にアサートされる。信号CLE及びALEは、NAND型フラッシュメモリ100への入力信号I/Oがそれぞれコマンド及びアドレスであることをNAND型フラッシュメモリ100に通知する信号である。信号/WEはlowレベルでアサートされ、入力信号I/OをNAND型フラッシュメモリ100に取り込ませるための信号である。信号/REもlowレベルでアサートされ、NAND型フラッシュメモリ100から出力信号I/Oを読み出すための信号である。レディ・ビジー信号/RBは、NAND型フラッシュメモリ100がレディ状態(コントローラ200からの命令を受信できる状態)であるか、それともビジー状態(コントローラ200からの命令を受信できない状態)であるかを示す信号であり、lowレベルがビジー状態を示す。入出力信号I/Oは、例えば8ビット(n=8)の信号である。そして入出力信号I/Oは、NAND型フラッシュメモリ100とコントローラ200との間で送受信されるデータの実体であり、コマンド、アドレス、書き込みデータ、及び読み出しデータ等である。信号/WPは、NAND型フラッシュメモリ100への書き込みを禁止するための信号である。
次に、コントローラ200の構成の詳細について説明する。図6に示すように、コントローラ200は、ホスト入出力回路210、ホストインターフェース回路220、NANDインターフェース回路230、NAND入出力回路240、シーケンサ(ステートマシン)250、データバッファ260,270、レジスタ280、及び周辺回路600を備えている。レジスタ280は、記憶領域の一例である。なお、記憶領域はレジスタ280に限らず、例えば、RAMのような他の記憶装置又は他の記憶領域が記憶領域の一例であってもよい。
ホスト入出力回路210は、ホスト機器500との間で送受信される信号のバッファとして機能する。信号SCK、SI、/CS、/HOLD、及び/WPはまずホスト入出力回路210で受信され、その後、ホストインターフェース回路220に出力される。
ホストインターフェース回路220は、信号SCKに同期して信号SIを内部に取り込む。またホストインターフェース回路220は、信号SCKに同期して出力される信号SOを、ホスト入出力回路210を介してホスト機器500へ送信する。
ホストインターフェース回路220は、ホスト入出力回路210を介したホスト機器500との間の信号の送受信制御を司る。またホストインターフェース回路220は、シリアル/パラレル変換器及びパラレル/シリアル変換器として機能する。例えば、ホスト機器500からの入力信号SIをシリアル信号からパラレル信号に変換し、NAND型フラッシュメモリ100から読み出されたデータをパラレル信号からシリアル信号に変換する。さらにホストインターフェース回路220は、入力信号SIがコマンドであった場合にコマンドデコーダとして機能し、受信したコマンドをデコードする。そしてデコード結果を例えばシーケンサ250に出力する。
データバッファ260,270は、ホスト機器500から受信した書き込みデータを、ホストインターフェース回路220を介して一時的に保持する。さらに、NAND型フラッシュメモリ100から読み出されたデータを、NANDインターフェース回路230を介して一時的に保持する。
レジスタ280は、例えば、ステータスレジスタ及びアドレスレジスタのような、種々のレジスタを含む。ステータスレジスタは、特徴テーブルのような、メモリシステム1の種々のステータス情報を保持する。アドレスレジスタは、ホスト機器500から受信したアドレスを、ホストインターフェース回路220を介して保持する。
NANDインターフェース回路230は、NAND入出力回路240を介したNAND型フラッシュメモリ100との間の信号の送受信制御を司る。そしてNANDインターフェース回路230は、シーケンサ250の命令に従って、NANDインターフェースに準拠した各種コマンドを発行し、アドレスレジスタ内のアドレスと共にNAND入出力回路240を介してNAND型フラッシュメモリ100へ出力する。
データの書き込み時には、NANDインターフェース回路230は、データバッファ260及び/又は270内のデータを、NAND入出力回路240を介してNAND型フラッシュメモリ100へ出力する。さらにデータの読み出し時には、NANDインターフェース回路230は、NAND型フラッシュメモリ100から読み出されたデータを、データバッファ260及び/又は270に転送する。
NAND入出力回路240は、NAND型フラッシュメモリ100との間で送受信される信号のバッファとして機能する。また、NANDインターフェース回路230の命令に従って、信号/CE、CLE、ALE、/WE、/RE、/WPをアサート又はデアサートする。さらに、データの読み出し時には、信号IO(読み出しデータ)を一時的に保持し、NANDインターフェース回路230へ転送し、書き込み時には信号IO(書き込みデータ)を一時的に保持し、NAND型フラッシュメモリ100へ送信する。また、NAND型フラッシュメモリ100からレディ・ビジー信号/RBを受信し、これをNANDインターフェース回路230へ転送する。
シーケンサ250は、コントローラ200全体の動作を制御する。例えば、ホスト機器500からデータの読み出し要求があった際には、NANDインターフェース回路230に対して読み出し動作を実行するためのシーケンスを実行するよう命令する。またホスト機器500からデータの書き込み要求があった際には、NANDインターフェース回路230に対して読み出し動作を実行するためのシーケンスを実行するよう命令する。さらに、NAND型フラッシュメモリ100から受信したステータス情報に従って、ステータスレジスタ内の特徴テーブルを更新する。
周辺回路600は、外部から電源電圧Vccを受信し、各回路ブロックへ転送すると共に、コントローラ200の動作に必要なその他の制御を行う。
次に、NAND型フラッシュメモリ100の構成について、図7を用いて説明する。図7は、本実施形態のNAND型フラッシュメモリ100の内部構成を概略的に示す例示的な機能ブロック図である。
図7に示すように、NAND型フラッシュメモリ100は、メモリセルアレイ110、ロウデコーダ120、センスアンプ130、データレジスタ140、カラムデコーダ150、ECC回路400、ステータスレジスタ410、アドレスレジスタ420、コマンドレジスタ430、制御回路440、電圧発生回路450、入出力制御回路460、ロジック回路470、及びデータレジスタ480を備えている。
メモリセルアレイ110は、ロウ及びカラムに対応付けられた複数の不揮発性のメモリセルを備えている。そして、同一行にあるメモリセルは同一のワード線に接続され、同一列にあるメモリセルは同一のビット線に接続される。データの読み出し及び書き込みは、同一のワード線に接続された複数のメモリセルに対して一括して行われる。この単位をページと呼ぶ。1ページ分のデータは、正味のデータと管理データとを含む。正味のデータは、セクタと呼ばれる単位で管理される。例えば、1ページは4つのセクタを含み、各セクタは512バイトのデータサイズを有する。管理データは、例えばエラー訂正のためのECCデータ(パリティ)を含む。エラー訂正はセクタ毎に行われる。従って管理データは、セクタ毎に用意されたECCデータを含む。また、データの消去は、複数のページ単位で一括して行われる。この単位をブロックと呼ぶ。
ロウデコーダ120は、メモリセルアレイ110のロウ方向を指定するロウアドレスをデコードする。そして、デコード結果に応じてワード線を選択し、データの書き込み、読み出し、及び消去に必要な電圧を印加する。
センスアンプ130は、データの読み出し時には、メモリセルアレイ110から読み出されたデータをセンスし、データレジスタ140に転送する。データの書き込み時には、データレジスタ140内のデータをメモリセルアレイ110に転送する。
データレジスタ140は、1ページ分の書き込みデータ又は読み出しデータを一時的に保持する。
カラムデコーダ150は、メモリセルアレイ110のカラム方向を指定するカラムアドレスをデコードする。そしてデコード結果に応じて、書き込み時にはデータをデータレジスタ140に転送し、読み出し時にはデータレジスタ140からデータを読み出す。
ECC回路400は、エラー検出及びエラー訂正処理を行う。より具体的には、データの書き込み時には、コントローラ200から受信したデータに基づいて、セクタ毎にパリティを生成し、このパリティと正味のデータとをデータレジスタ140に転送する。データの読み出し時には、データレジスタ140から転送されたデータに含まれるパリティに基づき、セクタ毎にシンドロームを生成し、エラーの有無を検出する。そしてエラーが検出された際には、そのビット位置を特定し、エラーを訂正する。1セクタにつき訂正可能なエラービット数は、例えば、1セクタあたり8ビットである。またECC回路400は、各セクタにおいて検出されたエラービット数を、ステータス情報としてステータスレジスタ410に出力可能である。
ロジック回路470は、コントローラ200から信号/CE、CLE、ALE、/WE、/RE、及び/WPを受信する。
入出力制御回路460は、信号IO[n:0]を受信する。そして入出力制御回路460は、信号IOがアドレスであった場合(ALE=“H”の場合)には、これをアドレスレジスタ420に保持させる。また信号IOがコマンドであった場合(CLE=“H”の場合)には、これをコマンドレジスタ430に保持させる。さらに信号IOがデータであった場合(ALE=CLE=“L”の場合)には、これをデータレジスタ480に保持させる。
ステータスレジスタ410は、NAND型フラッシュメモリ100の各種ステータス情報を保持する。ステータス情報には、前述のECC回路400から与えられるエラービット数、また制御回路440から与えられる書き込み動作及び消去動作が成功(パス)したか失敗(フェイル)したかを示す情報等が含まれる。
制御回路440は、コマンドレジスタ430に保持されたコマンドと、ロジック回路470に入力された各種信号に基づいて、NAND型フラッシュメモリ100全体を制御する。また制御回路440は、レディ・ビジー信号/RBを発生して、コントローラ200へ出力する。
電圧発生回路450は、制御回路440の命令に基づいて、データの書き込み、読み出し、及び消去動作に必要な電圧を生成し、これをメモリセルアレイ110、ロウデコーダ120、及びセンスアンプ130に供給する。
メモリセルアレイ110は、One Time Programmable(OTP)領域111を含む。OTP領域111は、一回だけ書き込み可能な不揮発性の領域である。OTP領域111は、ヒューズ型のような種々の方式によって一回だけ書き込み可能とされてよい。なお、OTP領域111は、メモリセルアレイ110とは別に設けられてもよい。
図8は、本実施形態におけるIDページPの構成の一例を示す模式図である。OTP領域111には、少なくとも一つのページが設けられる。OTP領域111に含まれるページのうち一つが、図8に例示されるIDページPである。
図8に示すように、OTP領域111のIDページPには、出力サイズ情報SIZE_DAT、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、オーガニゼーション情報ORG_DAT、及び他の複数の情報DATを含む256バイトのデータが記憶されている。IDページPに記憶された出力サイズ情報SIZE_DAT、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、オーガニゼーション情報ORG_DAT、及び他の情報DATは、情報群の一例である。出力サイズ情報SIZE_DATは、第1の情報の一例である。製造元ID情報MFR_IDは、第2の情報の一例である。デバイスID情報DEV_IDは、第3の情報の一例である。オーガニゼーション情報ORG_DATは、第4の情報の一例である。
本実施形態において、出力サイズ情報SIZE_DAT、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、オーガニゼーション情報ORG_DAT、及び他の情報DATはそれぞれ、1バイトのデータサイズを有するコード値である。なお、これらの情報のデータサイズはこの例に限られない。
出力サイズ情報SIZE_DATは、ID読出コマンドを認識したコントローラ200が出力する情報の大きさ(データサイズ)を示す。1バイト(8ビット)の出力サイズ情報SIZE_DATは、256通りのデータサイズを示すことができる。なお、出力サイズ情報SIZE_DATが示すデータサイズの範囲は、出力サイズ情報SIZE_DATのデータサイズによって異なる。出力サイズ情報SIZE_DATのデータサイズは、1ビット単位で設定されてよい。情報の大きさは、情報数(情報量)とも表現され得る。例えば8ビットであれば、情報数(情報量)は8つと表現され得る。
製造元ID情報MFR_IDは、メモリシステム1の製造元に固有の製造元IDを示す。デバイスID情報DEV_IDは、メモリシステム1の構成に固有のデバイスIDを示す。
図9は、本実施形態におけるオーガニゼーション情報ORG_DATの一例を示す表である。オーガニゼーション情報ORG_DATは、ページサイズと、ブロックサイズと、Out Of Band(OOB)サイズと、バス幅とを示す。ページサイズは、一括して読み出し及び書き込みされるデータの大きさを示す情報である。ブロックサイズは、一括して消去されるデータの大きさを示す情報である。OOBサイズは、ECCに用いられる冗長領域の大きさを示す情報である。
図8の他の情報DATは、種々の情報を示してもよいし、何ら情報を示さなくてもよい。また、IDページPは、他の情報DATを有さなくてもよいし、256バイトよりも大きいデータを有してもよい。
製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、オーガニゼーション情報ORG_DAT、及び他の情報DATは、IDページPにおいて出力サイズ情報SIZE_DATに続く(隣接する)領域に順に記憶されている。本実施形態では、製造元ID情報MFR_IDが出力サイズ情報SIZE_DATに続く1バイト目の領域に記憶され、デバイスID情報DEV_IDが2バイト目の領域に記憶され、オーガニゼーション情報ORG_DATが3バイト目の領域に記憶され、複数の他の情報DATが4バイト目乃至256バイト目の領域に順に記憶される。
出力サイズ情報SIZE_DAT、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、オーガニゼーション情報ORG_DAT、及び他の複数の情報DATは、例えば、メモリシステム1の出荷前にOTP領域111のIDページPに書き込まれる。これらのデータが一度OTP領域111に書き込まれると、以降、OTP領域111は書き込み不可の読み出し専用領域となる。
なお、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、オーガニゼーション情報ORG_DAT、及び他の情報DATは、上記の例に限らず、出力サイズ情報SIZE_DATから離間した領域に記憶されてもよいし、出力サイズ情報SIZE_DATと異なるページに記憶されてもよい。
次に、本実施形態に係るメモリシステム1におけるIDページ読出動作について説明する。図10は、本実施形態のIDページ読出動作時におけるホスト機器500、コントローラ200、及びNAND型フラッシュメモリ100の動作の一例を示すフローチャートである。図11は、本実施形態のIDページ読出動作時におけるNANDバス上の各種信号の例示的なタイムチャートである。
図11に示すように、メモリシステム1の起動時において、コントローラ200のNANDインターフェース回路230は、例えばシーケンサ250の制御に従って、アドレス入力コマンド“00h”を発行し、これを、NAND入出力回路240を介してNAND型フラッシュメモリ100へ送信する。コントローラ200は引き続き、例えば5サイクルに亘ってアドレスADDをNAND型フラッシュメモリ100へ送信し、その後読出コマンド“30h”を発行して、これをNAND型フラッシュメモリ100へ送信する。なお、このアドレスADDは、OTP領域111のIDページPを指定するアドレスであって、例えばレジスタ280に保持されたブロック、ページ、及びカラムを示すアドレスを含む。
コマンド“30h”に応答して、NAND型フラッシュメモリ100内では、メモリセルアレイ110(OTP領域111)からのIDページPのデータの読出動作が開始され、NAND型フラッシュメモリ100はビジー状態(/RB=“L”)となる(S11)。
IDページPのデータのメモリセルアレイ110からの読み出しが完了すると、NAND型フラッシュメモリ100はレディ状態となる。これに応答してコントローラ200が信号/REをトグルさせると、信号/REに同期して、例えば5サイクルに亘ってデータDATAがNAND型フラッシュメモリ100からコントローラ200へ転送される。なお、データDATAはIDページPのデータを含む。
例えばシーケンサ250の制御に従い、ホストインターフェース回路220は、データバッファ260又は270からIDページPのデータを読み出し、レジスタ280に保持させる(S12)。
以上のIDページ読出動作により、コントローラ200は、起動時にIDページPをNAND型フラッシュメモリ100から読み出すとともにレジスタ280に記憶させる。なお、コントローラ200は、上記説明と異なる動作によってIDページPをNAND型フラッシュメモリ100から読み出すとともにレジスタ280に記憶させてもよい。
次に、本実施形態に係るメモリシステム1におけるID読出動作について説明する。図12は、本実施形態のID読出動作におけるホスト機器500、コントローラ200、及びNAND型フラッシュメモリ100の動作の一例を示すフローチャートである。図13は、本実施形態のID読出動作時におけるSPIバス上の各種信号の例示的なタイムチャートである。
図13に示すように、ホスト機器500は、信号/CSをアサートするとともに、ID読出コマンドCMD_9Fhを信号SIとして発行し、さらにクロックSCKを発行する。
コントローラ200のホストインターフェース回路220は、信号/CSがアサートされて最初のクロックSCKを受信した際の信号SIをコマンドとして認識する。このコマンドは、例えば8クロックサイクルにわたって入力される8ビット信号である。このように、コントローラ200は、ホスト機器500からの信号/CSの受信直後に受信される信号をコマンドとして認識する。ID読出コマンドCMD_9Fhを受信したことで、シーケンサ250はID読出シーケンスを開始する。引き続きホスト機器500は、例えば8クロックサイクルにわたってダミービットDMY_BITをコントローラ200へ送信する。
コントローラ200がID読出コマンドCMD_9Fhを認識すると、例えばシーケンサ250の制御に従い、ホストインターフェース回路220はレジスタ280からID情報ID_DATを読み出す(S21)。ID情報ID_DATは、応答情報の一例である。そして、ホスト機器500が8クロックサイクルに亘ってダミービットDMY_BITを出力した後、ホストインターフェース回路220は、読み出したID情報ID_DATをホスト機器500へ送信する。
ID情報ID_DATは、レジスタ280に記憶された出力サイズ情報SIZE_DATに示されたデータサイズを有するデータ群であって、レジスタ280のIDページPに記憶されたデータ群のうち出力サイズ情報SIZE_DATに続く領域に記憶されたデータを含んでいる。言い換えると、コントローラ200は、出力サイズ情報SIZE_DATに示されたデータサイズの範囲内で、出力サイズ情報SIZE_DATに続く領域に記憶されたデータ群を出力する。
本実施形態では、一例として、出力サイズ情報SIZE_DATは、ID情報ID_DATのデータサイズが3バイトとなることを示すよう設定される。このため、ID情報ID_DATは、製造元ID情報MFR_IDと、デバイスID情報DEV_IDと、オーガニゼーション情報ORG_DATとを含む3バイトのデータ群となる。すなわち、ホストインターフェース回路220は、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、及びオーガニゼーション情報ORG_DATを、順にホスト機器500へ送信する。
出力サイズ情報SIZE_DATが示すデータサイズの最小値は2バイトである。また、出力サイズ情報SIZE_DATが示すデータサイズの最大値は、出力サイズ情報SIZE_DATのデータサイズ又は1ページとして定義されるデータサイズにより設定される。このため、ID情報ID_DATは、製造元ID情報MFR_ID及びデバイスID情報DEV_IDと、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、及びオーガニゼーション情報ORG_DATのような他の情報と、のいずれか一群を含む。すなわち、コントローラ200は、出力サイズ情報SIZE_DATに基づき、ID読出コマンドCMD_9Fhを認識した際に出力するID情報ID_DATのデータサイズ及びコード値を変えることができる。
ホスト機器500は、ID情報ID_DATを受信すると、信号/CSをデアサートする。ホスト機器500は、ID情報ID_DATの全てを受信した後に信号/CSをデアサートしてもよいし、製造元ID情報MFR_ID及びデバイスID情報DEV_IDを受信した後に信号/CSをデアサートしてもよい。
ホスト機器500は、製造元ID情報MFR_ID及びデバイスID情報DEV_IDを含むID情報ID_DATを受信することで、メモリシステム1を認識することができる。さらに、ホスト機器500は、オーガニゼーション情報ORG_DATによりメモリシステム1の制御に用いる情報を取得することができる。
ホスト機器500は、ID情報ID_DATに含まれるオーガニゼーション情報ORG_DATを認識しなくてもよい。この場合、ホスト機器500は、例えば、別途パラメータページコマンドを発行してメモリシステム1の制御に用いる情報をメモリシステム1から取得してもよい。また、ホスト機器500は、当該ホスト機器500内のテーブルから、製造元ID情報MFR_ID及びデバイスID情報DEV_IDに対応する、メモリシステム1の制御に用いる情報を取得してもよい。
以上説明された本実施形態に係るメモリシステム1において、コントローラ200は、ID読出コマンドCMD_9Fhを認識した場合に、出力サイズ情報SIZE_DATに示されたデータサイズ(大きさ)を有するとともに製造元ID情報MFR_ID及びデバイスID情報DEV_IDと、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、及びオーガニゼーション情報ORG_DATと、のいずれか一群を含むID情報ID_DATをホスト機器500に出力する。これにより、ID読出コマンドCMD_9Fhに対してコントローラ200が出力するID情報ID_DATのデータサイズを、出力サイズ情報SIZE_DATに応じた所望のデータサイズに設定することができる。従って、例えば同一の回路構成を有するメモリシステム1であっても、仕様や顧客要求に応じて、ID情報ID_DATのデータサイズを柔軟に設定することができる。例えば、出力サイズ情報SIZE_DATに応じて、ID情報ID_DATは、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、及び仕様や顧客要求に応じたオーガニゼーション情報ORG_DATを含むことができる。
なお、本実施形態においては、オーガニゼーション情報ORG_DATが第4の情報の一例であるが、他の情報が第4の情報の一例であってもよいし、第4の情報として複数の情報(例えばオーガニゼーション情報ORG_DAT及び他の情報DAT)がID情報ID_DATに含まれてもよい。
コントローラ200は、起動時に出力サイズ情報SIZE_DAT、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、及びオーガニゼーション情報ORG_DATを含むIDページPをNAND型フラッシュメモリ100から読み出すとともに当該コントローラ200のレジスタ280に記憶させる。ID読出コマンドCMD_9Fhを認識した場合に、コントローラ200は、当該レジスタ280に記憶された出力サイズ情報SIZE_DATが示す大きさを有するID情報ID_DATをホスト機器500に出力する。これにより、コントローラ200は、ID読出コマンドCMD_9Fhを認識する度にNAND型フラッシュメモリ100から情報を読み出す必要が無く、例えばSPIにおける一般的なID読出コマンドCMD_9Fhに対する応答タイミングでID情報ID_DATをホスト機器500に出力することができる。
製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、及びオーガニゼーション情報ORG_DATは、出力サイズ情報SIZE_DATに続く領域に記憶される。これにより、出力サイズ情報SIZE_DAT、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、及びオーガニゼーション情報ORG_DATは、1ページ分のデータ群として一度に読み出されることが可能となる。
出力サイズ情報SIZE_DAT、製造元ID情報MFR_ID、デバイスID情報DEV_ID、及びオーガニゼーション情報ORG_DATは、NAND型フラッシュメモリ100の一回だけ書き込み可能なOTP領域111に記憶される。これにより、出力サイズ情報SIZE_DAT、製造元ID情報MFR_ID、及びデバイスID情報DEV_IDが書き換えられることが抑制される。
オーガニゼーション情報ORG_DATは、一括して読み出し及び書き込みされるデータの大きさを示すページサイズと、一括して消去されるデータの大きさを示すブロックサイズと、ECCに用いられる冗長領域の大きさを示すOOBサイズと、を含む。これにより、ホスト機器500がこれらの情報を取得するための動作を別途行うことが不要になり、メモリシステム1がホスト機器500で使用可能になるまでの時間を短縮することができる。さらに、ホスト機器500がこれらの情報を持つ必要が無く、ホスト機器500におけるデータの量を低減できる。
なお、実施形態は上記説明した形態に限られず、種々の変形が可能である。例えば上記実施形態では、NAND型フラッシュメモリ100とコントローラ200とが別々の半導体チップである場合を例に説明した。しかし、これらはワンチップで形成されてもよい。この場合のメモリシステム1のブロック図を図14に示す。
図14に示すように、ブロック構成は、図7と同様であるが、ホスト機器500からの信号SCK、/CS、/HOLD、及び/WPがロジック回路470に入力され、信号SI及びSOは入出力制御回路460を介して入出力される。そして、レジスタ410,420,430、制御回路440及び460、並びにロジック回路470がコントローラ200として機能する。すなわち、制御回路440がシーケンサ250及びホストインターフェース回路220として機能し、信号/CSによりホスト機器500からの命令を判別する。入出力制御回路460及びロジック回路470は、ホスト入出力回路210として機能する。レジスタ410及び420はレジスタ280として機能し、IDページPは、例えばステータスレジスタ410等に保持される。
また、上記実施形態で説明したフローチャートにおける各処理は、可能な限りその順番を入れ替えることが出来る。
さらに、上記実施形態で説明したタイミングチャートも一例に過ぎず、信号SIを入力する際に必要なクロック数や、信号SOを出力する際に必要なクロック数も、上記実施形態に限定されるものではない。また、コマンドによっては、直後にダミービットが入力される例を示しているが、この場合に限定されるものでは無い。
また、上記実施形態で説明したメモリシステムは、例えばテレビやセットトップボックス等のアプリケーションを起動するために用いることも出来る。図15はそのようなシステムの例を示す。図15の例では、メモリシステム1の他に、NOR型フラッシュメモリ2が用意され、メモリシステム1及びNOR型フラッシュメモリ2は、ともに共通にSPIインターフェースによって接続される。本例では、メモリシステム1を制御するためのコマンド(ID読出コマンド9Fh等)がNOR型フラッシュメモリ2に保持されている。そして、ホスト機器500起動時に、ホスト機器500内のROMの保持するシーケンスによって、ホスト機器500はNOR型フラッシュメモリ2から上記コマンド情報を読み出す。そして、このコマンド情報を用いて、ホスト機器500はメモリシステム1から起動シーケンスを読み出し、これを実行してアプリケーションが起動される。
あるいは、ホスト機器500のROM内にメモリシステム1のコマンド情報が保持されていれば、図16に示すようにNOR型フラッシュメモリ2が省略されてもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…メモリシステム、100…NAND型フラッシュメモリ、110…メモリセルアレイ、111…OTP領域、200…コントローラ、280…レジスタ、500…ホスト機器、P…IDページ、SIZE_DAT…出力サイズ情報、MFR_ID…製造元ID情報、DEV_ID…デバイスID情報、ORG_DAT…オーガニゼーション情報、ID_DAT…ID情報。
Claims (5)
- Serial Peripheral Interfaceに準拠したバスによりホスト機器と接続可能であって、当該ホスト機器からのチップセレクト信号の受信直後に受信される信号をコマンドとして認識するコントローラと、
ID読出コマンドを認識した前記コントローラが出力する情報の大きさを示す第1の情報と、製造元IDを示す第2の情報と、デバイスIDを示す第3の情報と、第4の情報と、を記憶したNAND型フラッシュメモリと、
を具備し、
前記コントローラは、当該コントローラが認識したコマンドが前記ID読出コマンドである場合に、前記第1の情報に示された大きさを有するとともに、前記第2の情報及び前記第3の情報と、前記第2の情報、前記第3の情報、及び前記第4の情報と、のいずれか一群を含む応答情報を前記ホスト機器に出力する、
メモリシステム。 - 前記コントローラは、記憶領域を有するとともに、前記メモリシステムの起動時に前記第1の情報、前記第2の情報、前記第3の情報、及び前記第4の情報を含む情報群を前記NAND型フラッシュメモリから読み出すとともに前記記憶領域に記憶させ、当該コントローラが認識したコマンドが前記ID読出コマンドである場合に、前記記憶領域に記憶された前記第1の情報に示された大きさを有する前記応答情報を前記ホスト機器に出力する、請求項1のメモリシステム。
- 前記第2の情報、前記第3の情報、及び前記第4の情報は、前記第1の情報に続く領域に記憶される、請求項1又は請求項2のメモリシステム。
- 前記第1の情報、前記第2の情報、前記第3の情報、及び前記第4の情報は、前記NAND型フラッシュメモリの一回だけ書き込み可能な領域に記憶される、請求項1乃至請求項3のいずれか一つのメモリシステム。
- 前記第4の情報は、一括して読み出し及び書き込みされるデータの大きさを示す情報と、一括して消去されるデータの大きさを示す情報と、ECCに用いられる冗長領域の大きさを示す情報と、を含む、請求項1乃至請求項4のいずれか一つのメモリシステム。
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