JP3376331B2 - フラッシュメモリを用いる記憶方法及び記憶制御プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

フラッシュメモリを用いる記憶方法及び記憶制御プログラムを記録した記録媒体

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JP3376331B2 JP33517199A JP33517199A JP3376331B2 JP 3376331 B2 JP3376331 B2 JP 3376331B2 JP 33517199 A JP33517199 A JP 33517199A JP 33517199 A JP33517199 A JP 33517199A JP 3376331 B2 JP3376331 B2 JP 3376331B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、フラッシュメモ
リを用いる記憶方法及び記憶制御プログラムを記録した
記録媒体に係り、詳しくは、運用中にデータが変更され
るにも関わらず保持していなければならないデータが存
する記憶装置において、データを記憶する不揮発性メモ
リとしてフラッシュメモリを用いる場合の記憶方法及び
記憶制御プログラムを記録した記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、変更が必要なデータの記憶には、
不揮発性メモリであるEEPROMが一般に使用されて
いる。ところが、近年になって、フラッシュメモリ内部
が2つのブロックに分かれており、一方のブロックに書
き込み又は消去中に、他方のブロックの読み出しが可能
なフラッシュメモリが普及してきている。これにより、
プログムを格納するためのフラッシュメモリに運用デー
タも記憶させることによってEEPROMを削除し、コ
ストダウン及び実装面積の低減を図ることが要求される
ようになってきている。しかしながら、フラッシュメモ
リは書込み回数の制限があり、制限を越えると書込みエ
ラーや消去エラーが発生することや、書込み及び消去に
時間がかかるため、その間に電池抜け等の要因により書
込み及び消去処理が途中で中断し、データが破壊される
恐れがあるという問題も生じている。また、周知の通
り、フラッシュメモリの書込みは、「1」を「0」にす
ることは出来ても、「0」を「1」にすることはできな
いため、データを書換える場合は、一旦データが書き込
まれている領域を全消去して全ビットを「1」の状態に
してから新データを書込む必要がある。
【0003】書込み回数制限による書込み及び消去エラ
ーに対応するためには、例えば、特開平6−33280
6に開示されているように、書込みエラーを検出した領
域は、その領域を使用するのを止め、代替え領域にデー
タを書込みすることが提案されている。すなわち、上記
公報には、フラッシュメモリを記憶媒体とする記憶部を
備える半導体メモリ部と、該半導体メモリ部との間で情
報を送受信するホストシステムとを有する記憶システム
において、前記半導体メモリ部は、前記ホストシステム
との間で情報を送受信するインタフェース回路と、前記
記憶部に対する情報の読み書きを制御し、当該記憶部の
エラー領域を検出する制御回路と、前記記億部の各領域
ごとに使用未使用の状態を保持し、該制御回路において
エラーを検出した場合に、前記記億部のエラー領域の代
わりに未使用の領域を代替領域として割り当て、該割り
当てた代替領域と前記エラー領域との対応を保持するメ
モリ管理手段とを有し、前記制御回路は、前記メモリ管
理手段を参照し、前記記憶部に対する情報の読み書きの
制御を行うようにした技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
6−332806の技術は、装置に安定して電源が供給
されていることが前提となっており、例えばデータを書
き込んでいる途中で電源を絶たれた場合には、書込み前
に消去を実施してしまっているため、運用データを完全
に消失してしまうことが考えられる。ところが、特に携
帯端末等の場合は、端末使用者の予期せぬ取り扱いによ
り、突然電源が絶たれることがあり、記憶方式も突然の
電源断を考慮しなくてはならない。上記技術は、突然の
電源断等による場合の制御については考慮されてなく、
電源断で運用データを消失してしまう恐れがある。した
がって、携帯端末、その他消失してはならないデータを
記憶する必要のある装置にはフラッシュメモリの使用が
困難であるという問題は解消されない。この発明は、上
述の事情に鑑みなされたもので、フラッシュメモリにデ
ータを書込み又は消去中に電源断等が発生してもデータ
を失うことがなく、信頼性の高いフラッシュメモリを用
いる記憶方法及び記憶制御プログラムを記録した記録媒
体を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、データを記憶する領域が第
1不揮発面と第2不揮発面との2面に構成されたフラッ
シュメモリと、バックアップ面を有し、二次電池により
バックアップされているバックアップ用RAMとを備
え、前記第1不揮発面、第2不揮発面、バックアップ面
を合わせた計3面の領域にそれぞれチェックサムが付加
された同一の運用データを記憶することを特徴とするフ
ラッシュメモリを用いる記憶方法に係り、前記第1不揮
発面、第2不揮発面、及びバックアップ面の各々の有効
性を確認し、有効と判断された面の中から複写元となる
最優先有効面を、バックアップ面>第1不揮発面>第2
不揮発面の優先順位に従い決定し、この最優先有効面と
前記チェックサムが一致していない条件で複写許可面を
決定し、書換え未処理の複写許可面がある場合にのみ運
用データを複写していくことを特徴としている。
【0006】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載のフラッシュメモリを用いる記憶方法に係り、前記運
用データを書換えする際は、前記バックアップ面、第1
不揮発面、第2不揮発面の順でデータ書換えを実施し、
前記第2不揮発面の書換えが完了するまでは書換え前の
旧データ又は書換え完了後の新データが前記フラッシュ
メモリ上に存在するようにしたことを特徴としている。
【0007】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載のフラッシュメモリを用いる記憶方法に係り、前記第
1不揮発面及び第2不揮発面には、ブロック管理テーブ
ルを記憶する領域を備え、前記ブロック管理テーブルに
は、前記第1不揮発面又は第2不揮発面の書込み中/書
込み完了/書込み未実施/消去中/消去完了/消去未実
施の状態のいずれか1又は複数が書込まれることを特徴
としている。
【0008】また、請求項4記載の発明は、請求項1記
載のフラッシュメモリを用いる記憶方法に係り、前記フ
ラッシュメモリ及びバックアップ用RAMが、携帯端末
における制御部のCPUにアドレスデータバスを介して
接続され、前記運用データが携帯端末の運用データであ
ることを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリを
用いる記憶方法。
【0009】また、請求項5記載の発明は、コンピュー
タ読み取り可能な記録媒体に係り、コンピュータに、請
求項1記載のフラッシュメモリを用いる記憶方法を実行
させるための記憶制御プログラムが記録されていること
を特徴としている。
【0010】
【0011】
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図1は、この発明の一実施例であるフ
ラッシュメモリを用いる記憶方法が適用された携帯端末
の電気的構成を示すブロック図、図2は、同記憶方法に
用いられるフラッシュメモリ及びバックアップ用RAM
の運用データ記憶領域を示す概念図、また、図3は、同
フラッシュメモリに設定されたブロック管理テーブルを
示す図である。この例の携帯端末は、図1に示すよう
に、アンテナ1を介して基地局と無線通信するための無
線部2と、ベースバンド信号を取り扱う制御部3とで大
略構成されている。無線部2は、受信部4と送信部5と
からなる。受信部4は、図示していないが、高周波増幅
器、受信ミキサ、中間周波数増幅器、復調器等で構成さ
れ、また、送信部5は送信電力増幅器、送信ミキサ、変
調器等で構成されている。上記制御部3は、変調・復調
処理を行うベースバンド処理回路6と、装置全体を制御
するCPU7と、ユーザ系の処理を統括するユーザイン
タフェース処理回路8とを備えている。このユーザイン
タフェース処理回路8は、主としてキー10の入力検
出、充電部11のからの充電制御及び電源12の制御を
行うものである。
【0013】CPU7にはアドレスデータバス14を介
して不揮発性メモリとしてのフラッシュメモリ15と、
同じく不揮発性メモリであるスタティックRAM(SR
AM)よりなるバックアップ用RAM16と、表示部1
7とが接続されている。CPU7は、ベースバンド処理
制御プログラム70、ユーザインタフェース制御プログ
ラム71、フラッシュメモリ制御プログラム72、バッ
クアップ用RAM制御プログラム73及び表示制御プロ
グラム74を記録した記録媒体20の入力により、後述
する各種の制御を行うようになっている。フラッシュメ
モリ15には、プログラムと、書換えが必要であるが半
永久的に保持していなくてはならないデータ(以下、こ
のデータを運用データと称す)が格納されている。バッ
クアップ用RAM16は二次電池18でバックアップさ
れている。図2に示すように、前記フラッシュメモリ1
5及びバックアップ用RAM16に、運用データを記憶
する領域を設けている。すなわち、フラッシュメモリ1
5上には第1不揮発面15A及び第2不揮発面15Bの
2つの領域を設けると共に、第1不揮発面15A及び第
2不揮発面15Bには、それぞれ後述するようなブロッ
ク管理テーブルを格納する領域を設けている。また、バ
ックアップ用RAM16には、運用データを記憶する領
域、すなわち、バックアップ面16Aを設けている。
【0014】図3に示すように、上記フラッシュメモリ
15のブロック管理テーブルは、各不揮発面15A、1
5Bの書込状況、消去状況の状態が格納される。すなわ
ち、各面15A、15Bのブロック管理テーブルの00
番地(上位)から01(下位)に書込状況が、02番地
(上位)から03番地(下位)に消去状況が各々格納さ
れている。書込状況において、上位がFF、下位がFF
のときは未使用(無効)であり、上位がFF、下位が0
0のときは書込中(無効)であり、上位が00、下位が
00のときは書込完了(有効)であることを示してい
る。また、消去状況において、上位がFF、下位がFF
のときは消去未処理(無効)であり、上位が00、下位
が00のときは消去中(無効)であり、上位がFF、下
位が00のときは消去完了(有効)であることを示して
いる。
【0015】前記CPU7は、消去を開始する前に、ブ
ロック管理テーブルに「消去中」をセットし、消去完了
後に「消去完了」をセットする。また、運用データの書
込みを開始する前には「書込中」をセットし、書込完了
した場合は「書込完了」セットする。これにより、例え
ば書込処理及び消去処理中に電源断が発生した場合も、
次回電源ON時にブロック管理テーブルを見ることによ
って、どの面の運用データが正常で、どの面の運用デー
タは処理途中であるかを容易にに判断することができ
る。また、書込処理及び消去処理中にエラーが発生した
場合も、書込状況及び消去状況の状態を「完了」とせず
そのままにしておくことで、次回処理時は何らかの要因
で処理が途中で中断したと判断し、再度書込み及び消去
を試みることが可能となる。これにより、CPU7は、
運用データが正常であるか否かを各面15A、15Bご
とに判断することができ、正常でないと判断された面
に、正常な面の運用データを複写することにより、復旧
させることが可能となる。
【0016】また、運用データ変更時は、第1不揮発面
15A及び第2不揮発面15B及びバックアップ面16
Aの3面全ての書換えを実施する。図4は、その運用デ
ータ書換え手順図を示している。図4において、Pデー
タ、Qデータは各々運用データ名を示している。例え
ば、運用データの書換え前(手順A1)では、第1不揮
発面15A、第2不揮発面15B、及びバックアップ面
16に、各々Pデータが書き込まれ、書換えによってQ
データになることを示している。次に、図4、及び図5
に示す運用データ書換えのフローチャートを参照して、
この例のフラッシュメモリを用いる記憶方法の動作につ
いて説明する。最初に、運用データ変更時の書換えにつ
いて説明する。運用データの書換えを開始する場合、ま
ず、運用データをバックアップ用RAM16のバックア
ップ面16Aに書込む(ステップS1)。これでバック
アップ面16Aの運用データはQデータとなる(手順A
2)。書込後、バックアップが正常にされていたか否か
の判断に使用する判断用データ(以下、IDデータと称
す)を書込む。こIDデータとしては、例えば、アスキ
ーコードでABCD等の制御文字が使用される。
【0017】次に、全データに対し、チェックサム(検
査合計)を計算し、バックアップ面16A内の所定の領
域にチェックサムを書込む。ここにチェックサムとは、
バックアップ用RAM16に記憶される運用データを1
バイト単位加算したものである。以上にて、バックアッ
プ面16Aの書換えが完了する(ステップS2)。以下
の手順として、バックアップ面16Aの運用データをフ
ラッシュメモリ15の不揮発面15A、15Bに複写し
ていく。まず、第1不揮発面15Aに運用データを書込
むための事前処理として、手順A3に示すように第1不
揮発面15Aの消去処理を行う。まず、第1不揮発面1
5Aのブロック管理テーブルに「消去中」を書込み(図
3参照)、続いて第1不揮発面15Aの消去処理を実行
する。消去処理が完了したら第1不揮発面15Aのブロ
ック管理デーブルに「消去完了」を書込む(ステップS
3)。
【0018】次に、CPU7は、アクセス失敗(書込み
又は消去の失敗)が発生したか否かを判断し(ステップ
S4)、アクセス失敗がなければ(NOのとき)、ステ
ップS5に移行し、運用データを第1不揮発面15Aに
書込む処理を行う(手順A4)。運用データを書込む際
も、まず第1不揮発面15Aのブロック管理テーブルに
「書込中」を書き込んだ後、先にバックアップ面16A
に書かれたQデータを第1不揮発面15Aの領域に複写
し、書込む。書込みが完了したら第1不揮発面15Aの
ブロック管理テーブルに「書込完了」を書込む。これ
で、第1不揮発面15Aの書換え処理が完了する。第1
不揮発面15Aの書込み処理が終了したら、ステップS
3と同様にして第2不揮発面15Bに運用データを書込
むための事前処理として消去を行う。まず、第2不揮発
面15Bのブロック管理テーブルに「消去中」を書込
む。続いて第2不揮発面15Bの消去を行う。消去が完
了したらブロック管理デーブルに「消去完了」を書込む
(ステップS6、手順A5)。
【0019】次に、CPU7は、アクセス失敗(書込み
又は消去の失敗)があるか否かを判断し(ステップS
7)、アクセス失敗がなければ、Qデータを第2不揮発
面15Bに書込む処理に移行する。処理手順は第1不揮
発面15Aへの書込みと同様、第2不揮発面15Bのブ
ロック管理テーブルに「書込中」を書き込んだ後、バッ
クアップ面16Aに書かれたQデータを第2不揮発面1
5Bの領域に複写し書込む。書込みが完了したら第2不
揮発面15Bのブロック管理テーブルに「書込完了」を
書き込んで、第2不揮発面15Bの書換え処理が完了す
る(ステップS8、手順A6)。ステップS4におい
て、書込みエラー又は消去エラーを検出した場合は、ス
テップS5の第1不揮発面15Aの書込み処理を実行す
る必要はないため、即座にステップS6に移行して第2
不揮発面15Bの消去処理を行う。また、ステップS7
において、書込みエラー又は消去エラーを検出した場合
は、ステップS8の第2不揮発面15Bの書込み処理を
実行する必要はないため、即座に書換え処理を終了す
る。
【0020】一般に、図1に示すような端、この例の末
装置においては、バックアップ用RAM16上の運用デ
ータを用いて、装置運用を実施するようになっている。
したがって、二次電池18が放電しきってしまった場
合、フラッシュメモリ15の第1不揮発面15Aからバ
ックアップ面16Aに複写し、復旧する仕組みをとる必
要がある。また、例えば、フラッシュメモリ15の第1
不揮発面15Aの処理中に電源12の断電が発生した場
合や、静電気等の外的要因により、第1不揮発面15A
の書換え処理が失敗した場合、当面はバックアップ面1
6Aの運用データにより運用を継続することが可能であ
るが、その状態のまま二次電池18が放電しきってしま
う場合も考慮し、あるタイミングでバックアップ面16
Aの運用データを不揮発面に複写する必要がある。以
下、この場合の制御手順を、図6のフローチャートを参
照しながら説明する。
【0021】図6に示すように、電源ON時にまず、第
1不揮発面15A、第2不揮発面15B及びバックアッ
プ面16Aの各面の有効性を確認する(ステップS1
0)。バックアップ面15Aが有効であるか否かは、運
用データが正常に読み出せ、かつチェックサムが計算値
と一致することで判断する。また、不揮発面15A、1
5Bが有効であるか否かは、ブロック管理テーブルの各
状態が、「書込完了」、「消去完了」、及び運用データ
が正常に読み出せる状態であり、かつチェックサムが計
算値と一致する場合である。有効と判断された面の中か
ら複写元となる最優先有効面を、バックアップ面16A
>第1不揮発面15A>第2不揮発面15Bの優先順位
に従い決定する。このような優先順位とする理由は、バ
ックアップ面16Aは有効でさえあれば、必ず最も新し
いデータが記憶されているからである。
【0022】最優先有効面が決定したら、当該面のデー
タを全て他面に複写するわけであるが、少しでもフラッ
シュメモリ15ヘの書込回数を低減するために、複写す
べきか否かを判断する。当該面が有効であり、かつ、最
優先有効面とチェックサムが一致している場合は、全く
同じデータが正常に書き込まれていると判断し、複写を
行わない仕組みとする。上記の全ての判断より、最優先
有効面と複写許可面を決定する。なお、上記の判断、決
定は全てCPU7の処理で行われる。次いで、書換え未
処理の複写許可面ありか否かを判断し(ステップS1
1)、ないときは終了する。書換え未処理の複写許可面
がある場合は、書込む面はフラッシュメモリか否かを判
断し(ステップS12)、YESであればステップS1
3に進む。その後、運用データと同様の書換え手順で順
次複写許可面に最優先面の運用テータを複写していく。
【0023】すなわち、複写許可面に運用データを書込
むための事前処理として、複写許可面のブロック管理テ
ーブルに「消去中」を書込み、続いて複写許可面の消去
を行い、消去が完了したらブロック管理デーブルに「消
去完了」を書込む(ステップS13)。次に、ステップ
S14に移行し、最優先有効面の運用データをフラッシ
ュメモリ15の複写許可面に書込む処理を行う。運用デ
ータを書込む際も、まずブロック管理テーブルに「書込
中」を書き込んだ後、複写元に書かれた全データを複写
許可面の領域に複写し書込む。書込みが完了したらブロ
ック管理テーブルに「書込完了」を書き込んで、フラッ
シュメモリ15の複写許可面の書換え処理が完了する。
その後、ステップS11に戻り上記動作を繰り返す。
【0024】ステップS12において、書込む面がフラ
ッシュメモリ15でない場合、つまりバックアップ用R
AM16である場合は、最優先有効面の運用データを複
写許可面(バックアップ面16A)に書込む処理を行い
(ステップS15)、書き込んだ運用データのチェック
サムを計算し(ステップS16)、この運用データのチ
ェックサムと最優先有効面のチェックサムとが一致する
か否かを判断し(ステップS17)、一致しない場合は
一致するまで繰り返し、一致する場合チェックサムを書
込む(ステップS18)。その後ステップS11に戻り
上記動作を繰り返す。これらの手順を実施することによ
り、仮に二次電池18が放電しきってしまったり、運用
データの変更途中に電源断等が発生しても、必ず運用デ
ータを復旧させ正常に運用を継続することが可能とな
る。
【0025】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この実施
の形態では、フラッシュメモリ15を用いる記憶方法を
携帯端末に使用した例を説明しているが、例えばパソコ
ン、各種通信機器等、運用中にデータが変更されるにも
関わらず保持していなくてはならないデータを取り扱う
全ての装置に適用可能である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、フラッシュメモリの2面の領域とバックアップ用R
AMの1面の領域とを合わせた計3面の領域にデータを
記憶するようにしたので、書換え途中で電源断や外来的
要因で書込みエラー、消去エラーが発生しても、運用デ
ータがいずれかの面には残っており、これを処理が中断
した面に複写するこにより復旧させることが可能とな
り、いかなる場合であっても、正常な運用データを保持
し、運用を継続することができる。また、保持していな
くてはならないデータの記憶媒体として、従来のような
EEPROMではなくフラッシュメモリの使用が可能と
なり、EEPROM削除によりコストダウンと実装面積
の低減をはかることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例であるフラッシュメモリを
用いる記憶方法が適用された携帯端末の電気的構成を示
すブロック図である。
【図2】同記憶方法に用いられるフラッシュメモリ及び
バックアップ用RAMの運用データ記憶領域を示す概念
図である。
【図3】同フラッシュメモリに設定されたブロック管理
テーブルを示す図である。
【図4】同実施例の動作を説明するための図で、運用デ
ータの書換え手順を示す図である。
【図5】同運用データ書換えの動作処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図6】同実施例の動作を説明するための図で、電源O
N直後の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
3 制御部 7 CPU 14 アドレスデータバス 15 フラッシュメモリ 15A 第1不揮発面 15B 第2不揮発面 16 バックアップ用RAM 16A バックアップ面 70 記録媒体 72 フラッシュメモリ制御プログラム(記憶制御
プログラム) 73 バックアップ用RAM制御プログラム(記憶
制御プログラム)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 12/16 G06F 12/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを記憶する領域が第1不揮発面と
    第2不揮発面との2面に構成されたフラッシュメモリ
    と、バックアップ面を有し、二次電池によりバックアッ
    プされているバックアップ用RAMとを備え、 前記第1不揮発面、第2不揮発面、バックアップ面を合
    わせた計3面の領域にそれぞれチェックサムが付加され
    同一の運用データを記憶することを特徴とするフラッ
    シュメモリを用いる記憶方法であって、前記第1不揮発面、第2不揮発面、及びバックアップ面
    の各々の有効性を確認し、有効と判断された面の中から
    複写元となる最優先有効面を、バックアップ面>第1不
    揮発面>第2不揮発面の優先順位に従い決定し、この最
    優先有効面と前記チェックサムが一致していない条件で
    複写許可面を決定し、書換え未処理の複写許可面がある
    場合にのみ運用データを複写していく ことを特徴とする
    フラッシュメモリを用いる記憶方法。
  2. 【請求項2】 前記運用データを書換えする際は、前記
    バックアップ面、第1不揮発面、第2不揮発面の順でデ
    ータ書換えを実施し、前記第2不揮発面の書換えが完了
    するまでは書換え前の旧データ又は書換え完了後の新デ
    ータが前記フラッシュメモリ上に存在するようにしたこ
    とを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリを用い
    る記憶方法。
  3. 【請求項3】 前記第1不揮発面及び第2不揮発面に
    は、ブロック管理テーブルを記憶する領域を備え、前記
    ブロック管理テーブルには、前記第1不揮発面又は第2
    不揮発面の書込み中/書込み完了/書込み未実施/消去
    中/消去完了/消去未実施の状態のいずれか1又は複数
    が書込まれることを特徴とする請求項1記載のフラッシ
    ュメモリを用いる記憶方法。
  4. 【請求項4】 前記フラッシュメモリ及びバックアップ
    用RAMは、携帯端末における制御部のCPUにアドレ
    スデータバスを介して接続され、前記運用データは携帯
    端末の運用データであることを特徴とする請求項1記載
    のフラッシュメモリを用いる記憶方法。
  5. 【請求項5】 コンピュータに、請求項1記載のフラッ
    シュメモリを用いる記憶方法を実行させるための記憶制
    御プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ
    読み取り可能な記録媒体。
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