JP3472008B2 - フラッシュメモリ管理方法 - Google Patents

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
管理方法に関し、特に不良ブロックを代替するためのス
ペアブロックが用意されたフラッシュＥＥＰＲＯＭを有
するフラッシュメモリ装置の管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータやワーク
ステーション等のデータ処理装置の外部記憶装置として
は、通常、ハードディスク装置やフロッピーディスク装
置などのディスク装置が用いられていた。

【０００３】最近では、それらディスク装置に代わる外
部記憶装置として、フラッシュＥＥＰＲＯＭを内蔵した
フラッシュメモリカードが使用されるようになり、カー
ド装着用のスロットが標準装備されたパーソナルコンピ
ュータや、パーソナルコンピュータに外付けされて使用
されるメモリカードリーダ／ライタなどの周辺装置も開
発されている。

【０００４】フラッシュメモリカードは携帯性に富んで
おり、またフロッピーディスクよりも大きな容量のファ
イルを取り扱う事ができる。このため、特にノートブッ
ク型のポータブルコンピュータ、ＰＤＡ、電子スチルカ
メラなどの外部記憶装置として有効である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フラッシュメ
モリカードは、書き換え回数の制限という固有の問題を
有しており、新たなメモリ技術の採用によって改良が続
けられてはいるものの、外部記憶装置として使用する上
では、データ記憶の信頼性の面で完全ではない。このた
め、フラッシュメモリカードにおいては、データのリー
ド／ライトだけでなく、データの信頼性についてもソフ
トウェアで管理することが必要である。

【０００６】通常、フラッシュメモリカードにおいて
は、スペアブロックが用意されており、リード／ライト
エラーなどが発生した不良ブロックをスペアブロックに
よって代替することによって信頼性の向上が図られてい
る。ところが、従来では、未使用のスペアブロックが残
っているか否かは実際に不良ブロックが発生してその代
替処理を開始する段階になるまで検知することができな
い。このため、もし全てのスペアブロックが使用されて
しまった後において不良ブロックが生じると、その時点
で代替不能が初めて検知され、それによってカードアク
セスが一切不能とされてしまう。このため、ユーザには
カードアクセスが禁止された時点でカード不良が通知さ
れることになり、この時点では、すでにデータのバック
アップ作業などを行うことはできない状態である。

【０００７】この発明はこのような点に鑑みてなされた
ものであり、代替領域の飽和をいち早く検知できるよう
にし、フラッシュメモリの信頼性を十分に向上させるこ
とが可能なフラッシュメモリ管理方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、データ処理
装置のカードスロットに装着可能に構成され、不良ブロ
ックを代替するためのスペアブロックが用意されたフラ
ッシュＥＥＰＲＯＭを有するメモリカード、を管理する
フラッシュメモリ管理方法において、前記フラッシュＥ
ＥＰＲＯＭの不良ブロックとその代替のために使用され
たスペアブロックとの関係を示すカード管理情報を前記
メモリカードから読み取り、不良ブロックをスペアブロ
ックによって代替する度に前記カード管理情報を書き換
え、その書き換え結果に基づいて代替可能なスペアブロ
ックが残っているか否かを検出し、代替可能なスペアブ
ロックが無くなったことを検出したとき、前記メモリカ
ードに対するアクセス形態をリードオンリーに制限する
とともに、前記メモリカードの前記カード管理情報に、
前記メモリカードのアクセスモードを示す情報として前
記メモリカードがリードオンリーモードであることを示
す情報を設定することを特徴とする。

【０００９】このフラッシュメモリ管理方法において
は、メモリカードから読み取ったカード管理情報をブロ
ック代替処理を行う度に書き換え、その結果に基づいて
代替可能なスペアブロックが残っているか否かが調べら
れる。もし代替可能なスペアブロックが無くなったこと
が検出されたならば、その時点で、メモリカードの延命
のための手続きとして、前記メモリカードに対するアク
セス形態をリードオンリーに制限するとともに、前記メ
モリカードの前記カード管理情報に、前記メモリカード
のアクセスモードを示す情報として前記メモリカードが
リードオンリーモードであることを示す情報を設定す
る、という処理が実行される。よって、代替不能による
フラッシュメモリ装置の不良が発生する前に、代替領域
の飽和をいち早く検知できるようになり、フラッシュメ
モリの信頼性を十分に向上させることが可能となる。

【００１０】フラッシュメモリ装置の延命のための手続
きとしては、ユーザへの通知の他、アクセス形態をリー
ドオンリーに制限する、代替処理を禁止してその代わり
に新たな不良ブロックに対するアクセス権を排除する、
スペアブロック以外の他のブロックをスペアブロックと
して割り当ててスペアブロック数を増加させる等の処理
を行うことが好ましい。これにより、フラッシュメモリ
装置の延命を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態を説明する。図１には、この発明の一実施例
に係るフラッシュメモリ管理方法によって制御されるフ
ラッシュメモリカード１１の構成とそのカード１１をア
クセス制御するポータブルパーソナルコンピュータのハ
ードウェアおよびソフトウェア構成が示されている。

【００１２】フラッシュメモリカード１１はＪＥＩＤＡ
／ＰＣＭＣＩＡに準拠した物理的および電気的仕様を持
つＰＣカードであり、他のＰＣカード１２と同様に、パ
ーソナルコンピュータのＰＣカードホストアダプタ１３
が提供するカードスロットに取り外し自在に装着され
る。

【００１３】フラッシュメモリカード１１の認識および
アクセスは、パーソナルコンピュータのシステムメモリ
にロードされて実行されるフラッシュメモリカードドラ
イバ１４、カードサービス１５、ソケットサービス１
６、およびメモリテクノロジトライバ１７などによって
制御される。

【００１４】フラッシュメモリカードドライバ１４は、
フラッシュメモリカード１１に対応したデバイスドライ
バプログラムであり、ＪＥＩＤＡ／ＰＣＭＣＩＡで規定
されているクライアントドライバとして使用される。こ
のフラッシュメモリカードドライバ１４は、オペレーテ
ィングシステム１８やアプリケーションプログラム１９
からのコマンドをフラッシュメモリカード１１用のコマ
ンド（ページライトコマンド、ページリードコマンド、
ブロックイレーズコマンドなど）に変換して、フラッシ
ュメモリカード１１をアクセス制御する。

【００１５】また、フラッシュメモリカードドライバ１
４は、フラッシュメモリカード１１の信頼性を向上させ
るために、フラッシュメモリカード１１に対するアクセ
スで発生したエラー履歴の管理機能や、不良ブロックの
代替機能、さらには代替領域超過の際のカード延命機能
などを有している。

【００１６】カードサービス１５、ソケットサービス１
６、およびメモリテクノロジドライバ１７は、それぞれ
ＪＥＩＤＡ／ＰＣＭＣＩＡによって規定されたドライバ
プログラム群であり、ＰＣカードのリソース管理、ＰＣ
カード認識などに利用される。

【００１７】フラッシュメモリカード１１は、パーソナ
ルコンピュータの２次記憶装置として利用されるＰＣカ
ードであり、アトリビュートメモリ１１１と、コモンメ
モリ１１２を内蔵している。

【００１８】アトリビュートメモリ１１１は、ＥＥＰＲ
ＯＭなどから構成される不揮発性メモリであり、ここに
はカード属性情報が格納されている。カード属性情報
は、コモンメモリ１１２のメモリの種類、メモリサイ
ズ、アクセス速度等の情報と、フラッシュメモリカード
１１の用途（ディスクとして使用するか、メモリとして
使用するかなど）に関する情報を含んでいる。

【００１９】さらに、このフラッシュメモリカード１１
においては、コモンメモリ１１２に使用されているＮＡ
ＮＤ型フラッシュＥＥＰＲＯＭのイレーズ限界回数を示
す値もカード属性情報の１つとしてアトリビュートメモ
リ１１１に格納されている。

【００２０】コモンメモリ１２は、パーソナルコンピュ
ータから供給されるユーザデータなどを記憶するための
メモリデバイスであり、複数のＮＡＮＤ型フラッシュＥ
ＥＰＲＯＭから構成されている。

【００２１】ＮＡＮＤ型フラッシュＥＥＰＲＯＭにおい
ては、書き込みや消去を行う際に扱うデータ量に最低単
位が定まっており、消去はブロック単位で実行され、デ
ータ書き込み、および読み出しはページ単位で実行され
る。

【００２２】この実施形態では、ＮＡＮＤ型フラッシュ
ＥＥＰＲＯＭとして、例えば、１６ＭビットのＮＡＮＤ
型フラッシュＥＥＰＲＯＭが使用される場合を想定す
る。この１６ＭビットのＮＡＮＤ型フラッシュＥＥＰＲ
ＯＭは、図２に示されているように、メモリセルアレイ
２１とデータレジスタ２２を備えている。メモリセルア
レイ２１は、８Ｋ行×２６４列×８ビットのメモリ構成
を有し、５１２個のブロックに分割されている。データ
消去はこのブロック単位で実行することができる。各ブ
ロックは１６ページ（行）から構成されており、各ペー
ジは、２５６バイトのデータ記憶領域と８バイトの冗長
領域を備えている。

【００２３】データの書込みと読み出しは、２５６＋８
バイトのデータレジスタ２２を介して、ページ単位（２
５６＋８バイト）で実行される。また、指定したページ
内の冗長領域（８バイト）だけをリード／ライトアクセ
スすることもできる。

【００２４】図１のコモンメモリ１１２のデータ記憶空
間は、多数のブロックを含むユーザデータ格納領域と、
不良ブロック代替用のいくつかのスペアブロックを含む
スペアブロック領域と、カード管理情報を記憶するブロ
ックを含むカード管理情報領域とに分割されている。

【００２５】カード管理情報は、データ書き込みや消去
などを正常に実行することができない不良ブロックの物
理ブロック番号（物理ブロックアドレス）を管理する不
良ブロック管理テーブル、およびスペアブロックの物理
ブロック番号毎にそれが代替する不良ブロックの物理ブ
ロック番号（物理ブロックアドレス）を管理するスペア
ブロック管理テーブルなどを含んでいる。

【００２６】これら不良ブロック管理テーブルおよびス
ペアブロック管理テーブルの内容を書き換えることによ
り、不良ブロックをスペアブロックによって代替するこ
とができる。すなわち、エラー発生したブロックはその
物理ブロック番号が不良ブロック管理テーブルに登録さ
れることによって不良ブロックとして扱われる。アクセ
ス対象のブロックが不良ブロックならば、スペアブロッ
ク管理テーブルが参照され、これによって代替先のスペ
アブロックが認識される。これによって、不良ブロック
の代りに、スペアブロックがアクセスされる。フラッシ
ュメモリカードドライバ１４は、フラッシュメモリカー
ド１１の挿入時にそのカード１１からカード管理情報を
読み取り、カード管理フラグを作成する。このカード管
理フラグは、代替領域超過をいち早く検知し、その際の
カード延命機能を実現するため等に利用される。

【００２７】また、コモンメモリ１１２においては、各
ページの８バイトの冗長領域は、ページステータス情報
などの管理データの格納に利用されている。この管理デ
ータは、フラッシュメモリカード１１の信頼性を高める
ために、前述のフラッシュメモリカードドライバ１４に
よって管理されている。

【００２８】ページステータス情報は、対応するページ
に対するアクセスで発生したエラー内容を識別するため
の複数のフラグから構成されている。フラッシュメモリ
カードドライバ１４は、各冗長領域のフラグを参照する
ことにより、ページ単位でエラー発生履歴などを認識す
ることができる。

【００２９】以下、図３を参照して、コモンメモリ１１
２上におけるユーザデータおよび管理データの記憶形式
について具体的に説明する。１ページのデータ領域は２
５６バイトであるので、フラッシュメモリカード１１を
フロッピーディスクまたはハードディスクとして使用す
る場合には、１セクタ分のユーザデータは図示のように
連続する２ページに亙って記憶される。

【００３０】各ブロックの先頭ページ（ページ０）の８
バイトの冗長領域には、次のような管理データが格納さ
れる。 ページデータ用ＬＲＣ（２バイト） イレーズカウンタ（４バイト） イレーズカウンタ用ＬＲＣ（１バイト） ページステータス情報（１バイト） ページデータ用ＬＲＣは、水平冗長検査（ＬＲＣ）の手
法を利用して、ページ０の２５６バイトのデータ領域に
格納されたユーザデータ（セクタ０の上位２５６バイ
ト）を計算することによって得られたエラー訂正符号で
ある。

【００３１】このページデータ用ＬＲＣは、データライ
ト時に作成され、データリード時に参照される。フラッ
シュメモリカードドライバ１４は、その上位ソフトウェ
ア（ＯＳ、アプリケーションプログラム）にデータを渡
すときには、ページデータ用ＬＲＣを利用して、そのデ
ータの有効性を確認する。

【００３２】イレーズカウンタは、対応するブロックの
消去回数（データ書換え回数）を示すものであり、各ブ
ロックの先頭ページにのみ書き込まれる。イレーズカウ
ンタのデータ長は４バイトであり、最大で４Ｇ（ギガ）
回数分を表記できる。このように大きなデータ長を確保
したのは、これからのフラッシュメモリデバイス技術の
進歩により、消去限界回数が増えていくことを考慮した
ためである。

【００３３】イレーズカウンタの値は、対応するブロッ
クが消去される度に＋１カウントアップされる。イレー
ズカウンタの値がアトリビュートメモリ１１１に格納さ
れている消去限界回数を越えると、そのブロックをスペ
アブロックによって代替するための処理がフラッシュメ
モリカードドライバ１４によって実行される。

【００３４】アトリビュートメモリ１１１に格納されて
いる消去限界回数の値は、マージンを確保するために、
フラッシュＥＥＰＲＯＭ自体の実際の消去限界回数より
も小さな値に設定されている。

【００３５】イレーズカウンタ用ＬＲＣは、その上位４
バイトのイレーズカウンタから水平冗長検査（ＬＲＣ）
によって計算されたエラー訂正符号である。イレーズカ
ウンタは、ブロック全体のデータ管理に影響を及ぼす重
要なデータであり、イレーズカウンタ用ＬＲＣはそのイ
レーズカウンタの信頼性を担保するために使用される。

【００３６】ページステータス情報は対応するページの
状態を示すものであり、その１バイト中の８ビットにそ
れぞれに意味を持たせることにより、対応するページの
状態を８つのフラグによって表す。

【００３７】ページ１〜ページ１６それぞれの冗長領域
には、ページデータ用ＬＲＣとページステータス情報だ
けが格納され、イレーズカウンタおよびイレーズカウン
タ用ＬＲＣは格納されない。

【００３８】次に、ページステータス情報の詳細を説明
する。ページステータス情報は８つのフラグを持つこと
ができるが、この実施例では、次の５つのフラグが定義
されている。

【００３９】プログラムフラグ（ｂ７） ｂ７＝０（プログラム済み） ＝１（未プログラム：消去済み） イレーズ回数オーバーフラグ（ｂ６） ｂ６＝０（イレーズ回数がしきい値を超過） ベリファイエラーフラグ（ｂ２） ｂ２＝０（リードベリファイエラー） プログラムエラーフラグ（ｂ１） ｂ１＝０（プログラムエラー） イレーズエラーフラグ（ｂ０） ｂ０＝０（イレーズエラー） 通常状態（工場出荷時も含む）においては、ページステ
ータス情報の１バイトは、ＦＦｈ（８ビットがすべて
１）で表現される。以下、各フラグの説明を行う。

【００４０】プログラムフラグ（ｂ７）は、対応するペ
ージにデータを書き込む場合にブロックイレーズを実行
する必要があるか否かを判断するために使用されるもの
であり、対応するページを含むブロックが消去済で、そ
のページに対する書き込みがまだ実行されてない状態
（プログラムフラグ＝１）と、対応するページに対する
書き込みが実行済みである状態（プログラムフラグ＝
０）のいずれかを示す。

【００４１】消去のみのコマンドが発行された直後か、
初期状態である場合は、プログラムフラグは“１”であ
る。この場合、書き込む際に再度消去する必要は無い。
イレーズ回数オーバーフラグ（ｂ６）は、対応するペー
ジを含むブロックの消去回数がアトリビュートメモリ１
１１に記録されている消去限界回数の値を超過している
か否かを示すフラグである。

【００４２】すなわち、フラッシュメモリカードデバイ
スドライバ１４は、ブロックイレーズを実行する度に対
応するイレーズカウンタの値を＋１インクリメントし、
そのインクリメントされたイレーズカウンタの値がアト
リビュートメモリ１１１の消去限界回数を越えているか
否かを調べる。越えていたならば、該当するブロックに
含まれる全ページの冗長領域、またはそのブロックの先
頭ページの冗長領域に、“０”のイレーズ回数オーバー
フラグがセットされる。また、この場合には、そのブロ
ックはその時点で劣化を起こして無くても不良ブロック
として扱われ、スペアブロックとの代替処理が行われ
る。フラッシュメモリカードデバイスドライバ１４は、
各不良ブロックのイレーズ回数オーバーフラグを参照す
ることにより、実際にエラーを起こしているブロック
か、イレーズ回数オーバーによって不良として扱われて
いるブロックかを識別することができる。

【００４３】ベリファイエラーフラグ（ｂ２）は、対応
するページに対するページリード時に実行されるリード
ベリファイ作業でエラーが発生したか否かを示すフラグ
である。

【００４４】すなわち、フラッシュメモリカードデバイ
スドライバ１４は、指定されたページからデータをリー
ドした後、そのリードデータの正当性を対応するページ
データＬＲＣを利用して検証する。リードデータにエラ
ーが検出されたならば、ベリファイエラーフラグが
“０”にセットされる。この場合、ページリードはリト
ライされるが、リトライ処理で再度エラーが発生される
と、そのページを含むブロックは不良ブロックとして扱
われ、スペアブロックとの代替が行われる。ベリファイ
エラーが原因で代替された不良ブロックは、以降、使用
されることはない。

【００４５】プログラムエラーフラグ（ｂ１）は、対応
するページに対するページライト（プログラム）実行後
にそのライトデータの正当性を検証するために実行され
るプログラムベリファイ作業でエラーが発生したか否か
を示すフラグである。

【００４６】すなわち、フラッシュメモリカードデバイ
スドライバ１４は、指定されたページにライトデータを
書き込んだ後、そのページからデータを一旦リードし
て、ライトデータと比較する。不一致であれば、プログ
ラムエラーフラグが“０”にセットされる。この場合、
ページライトはリトライされるが、リトライ処理で再度
エラーが発生されると、そのページを含むブロックは不
良ブロックとして扱われ、スペアブロックと代替され
る。この代替処理では、不良ブロックの内容が読み出さ
れてスペアブロックにコピーされた後、スペアブロック
に対するライトデータの書き込みが実行される。プログ
ラムエラーが原因で代替された不良ブロックは、以降、
使用されることはない。

【００４７】イレーズエラーフラグ（ｂ０）は、対応す
るページを含むブロックに対する消去動作が正常に実行
されたか否かを示すフラグである。すなわち、フラッシ
ュメモリカードデバイスドライバ１４は、指定されたブ
ロックに対するイレーズ処理を実行した後、イレーズ処
理が正常に実行されたか否かを調べる。イレーズが失敗
した場合には、そのブロックに含まれる全ページの冗長
領域、またはそのブロックの先頭ページの冗長領域に、
“０”のイレーズエラーフラグがセットされる。この場
合、ブロックイレーズ処理はリトライされるが、リトラ
イ処理で再度エラーが発生されると、そのブロックは不
良ブロックとして扱われ、スペアブロックと代替され
る。イレーズエラーが原因で代替された不良ブロック
は、以降、使用されることはない。

【００４８】図４には、フラッシュメモリカードドライ
バ１４によって作成および管理されるカード管理フラグ
の構成が示されている。カード管理フラグは８ビットの
フラグを用いて実現されており、それら８ビットによっ
てカードの内部状態が表現される。カード管理フラグの
各ビットの意味は以下のとおりである。

【００４９】「ビット０ カード検知フラグ」カードが
挿入されたことを検出した時点で有効（ビットが１）と
なり、システム内で次の挿抜のイベントが起きるまで、
このフラグは維持される。ソフトウェア内部でカードの
存在を確認するプロセスにおいて、このフラグが有効の
間には、ハードウェアに直接応答することなく処理が行
えるようになる。

【００５０】このフラグはカードの抜去のイベントや、
他のプロセス実行時にカードが変更されたことを検出し
ない限り、リセットは行われない。 「ビット１ カード認定状態フラグ」カードがアクセス
可能になる設定がすべて完了の場合、フラグを有効とす
る。このフラグを参照することにより、その時点のカー
ドが設定をするべきなのかが判別可能になる。このフラ
グが無効である場合に他のフラグも参照の上、ソフトウ
ェアは何をするべきなのかを判断することが可能にな
る。

【００５１】「ビット２ カード内の管理情報の読み込
みフラグ」動的にソフトウェア内に持つデータ以外に、
カードのデータ領域にそれぞれのカードの状態を表す管
理情報がある場合、その管理情報をシステムのメモリ領
域に読み込みが完了したことを示すフラグである。この
フラグが有効である場合、カード内部の情報を毎回読み
にいく必要はなく、メモリ上の管理情報を参照して動作
することが可能になる。ソフトウェアのプロセスの処理
時間向上のために用いられるフラグである。また、管理
情報の内容の更新が行われる場合も、このフラグとビッ
ト００を参照することにより直接カード内部から情報を
読み込むのではなく、メモリを利用することも可能にな
る。

【００５２】「ビット３ 不良ブロック管理テーブルの
有効／無効フラグ」フラッシュＥＥＰＲＯＭを搭載した
メモリカードにおいて、カード使用中に半導体の劣化に
よる不良ブロックが発生する。その不良ブロックを管理
するテーブルが動作上で存在する場合に、管理するその
不良ブロック管理テーブルが今アクセスしているカード
に対して、有効なのかを判別するためのフラグである。
これにより、不良ブロックとして登録されているアドレ
スへのアクセス要求がきた場合に、即座にエラーを返す
ことが可能になる。

【００５３】「ビット４ カード全体の状態フラグ」こ
のフラグが有効な場合、現時点でカードに問題が無いこ
とを判別することが可能になる。このフラグが無効であ
る場合、一切の外部からのカードへのアクセスに対して
即座にエラーを返すことが可能になる。このフラグはカ
ード挿入直後のすべての初期化プロセスにおいて、問題
なく終了した場合に有効となる。

【００５４】「ビット５ 代替ブロック超過フラグ」カ
ード内部に不良ブロック発生時に代替するための領域と
して設けていたブロックがすべて使われていることを示
すフラグである。このフラグが有効になっているカード
に対し、その後無理な書き込みや消去を繰り返し不良カ
ードとなってしまう前に、カードをリードオンリーの状
態にするなどのカード延命処置をとることができる。そ
れにより大きな範囲でのデータの損失にならないように
制御することが可能になる。

【００５５】「ビット６ 予約領域とし０をセット」 「ビット７ カード管理情報更新リクエストフラグ」メ
モリ内に読み込んだカードの管理情報の内容が更新さ
れ、カード内のデータ領域に書き込む必要が生じた場合
にフラグを有効とする。このフラグが有効であったこと
を検出した場合に、管理情報を更新するプロセスに進
む。このフラグが有効にならない限り、メモリに読み込
んだ管理情報はカードの挿抜で消去されたり上書きされ
てもカードの管理上、問題が無いということになる。

【００５６】このような８ビット（１バイト）分のデー
タにより、カード内の数々の状態を表記できる。本実施
形態では、このフラグをフラッシュメモリカードドライ
バ１４内部に持つことを前提に説明を行う。

【００５７】図５には、カード管理情報のデータ形式が
示されている。このカード情報は、本来データ領域のど
の領域に存在しても良いが、本実施形態ではカード１１
の最終消去ブロックに記述されている。 １）チェックビット列（オフセット ０ｈ） チェックビット列はカード管理情報の正当性を示すもの
で、１６バイトの固定値である。

【００５８】カード管理情報は、カードの最終ブロック
に格納されているが、もしも最終ブロックが不良ブロッ
クだった場合、その一つ前のブロックに格納される。こ
の場合、００ｈがカード管理情報内のチェックビット列
の場所に書き込まれる。

【００５９】チェックビット列が正しく読み込まれなか
った場合、そのカード管理情報は無効と認識され、その
前のブロックに新しいカード管理情報を作成する。 ２）カードバージョン情報（オフセット １０ｈ） バージョン情報は２バイトでカードの仕様バージョンを
示す。

【００６０】Ｂｙｔｅ０：カードメジャーバージョン 現在のカードメジャーバージョンは０１ｈである。 Ｂｙｔｅ１：カードマイナーバージョン 現在のカードマイナーバージョンは００ｈである。 ３）総ブロック数（オフセット １２ｈ） カードの総ブロック数を示す。この情報はアトリビュー
トメモリに記述されているメモリ容量から計算される総
ブロック数と一致していなければならない。総ブロック
数はカードのメモリ容量２Ｍバイト当たり５１２であ
る。

【００６１】Ｂｙｔｅ０：総ブロック数（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：総ブロック数 Ｂｙｔｅ２：総ブロック数 Ｂｙｔｅ３：総ブロック数（ＭＳＢ） データ領域の総ブロック数は、以下の計算式で得ること
がでる。

【００６２】データ領域総ブロック数＝総ブロック数−
（総スペアブロック数＋カード管理情報ブロックの総
数） ４）ブロックサイズ（オフセット １６ｈ） ブロック当たりのバイト数を示す。この値は４０９６の
固定値である。

【００６３】 Ｂｙｔｅ０：カードのブロックサイズ（ＬＳＢ）００Ｈ Ｂｙｔｅ１：カードのブロックサイズ（ＭＳＢ）１０Ｈ ５）ページサイズ（オフセット １８ｈ） ページ当たりのバイト数を示す。この値は２５６の固定
値である。

【００６４】 Ｂｙｔｅ０：カードのページサイズ（ＬＳＢ）００Ｈ Ｂｙｔｅ１：カードのページサイズ（ＭＳＢ）０１Ｈ ６）不良ブロックテーブル形式（オフセット １Ｅｈ） カード管理情報内の不良ブロックテーブルのフォーマッ
トを示す。

【００６５】 Ｂｙｔｅ０：ビット ７−２ 予約００ｈ Ｂｉｔ １−０ 不良ブロックテーブルエントリサイズ ００ 予約 ０１ 予約 １０ 不良ブロックテーブルの各エントリサイズは２バイト １１ 予約 Ｂｙｔｅ１：予約００ｈ ７）不良ブロックテーブルオフセット（オフセット ２
０ｈ） 不良ブロックテーブルの位置を示す。カード管理情報ブ
ロックの先頭からのオフセットで表す。

【００６６】Ｂｙｔｅ０：不良ブロックテーブルオフセ
ット（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：不良ブロックテーブルオフセット（ＭＳ
Ｂ） ８）不良ブロックテーブルエントリ数（オフセット ２
２ｈ） 不良ブロックテーブルのエントリ数を示す。カードデバ
イスドライバがサポートできる不良ブロックテーブルエ
ントリの最大値は５１２である。

【００６７】Ｂｙｔｅ０：不良ブロックテーブルエント
リ数（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：不良ブロックテーブルエントリ数（ＭＳ
Ｂ） ９）登録不良ブロック数（オフセット ２４ｈ） 不良ブロックテーブルに登録されている不良ブロックの
数を示す。

【００６８】Ｂｙｔｅ０：登録されている不良ブロック
エントリ数（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：登録されている不良ブロックエントリ数
（ＭＳＢ） 出荷時に不良ブロックエントリが登録されている可能性
もある。 １０）スペアブロックテーブル形式（オフセット ２Ｃ
ｈ） カードのスペアブロックテーブルのフォーマットを示
す。

【００６９】 Ｂｙｔｅ０：ビット ７−２ 予約００ｈ Ｂｉｔ１−０ スペアブロックテーブルエントリサイズ ００ 予約 ０１ 予約 １０ スペアブロックテーブルの各エントリサイズは２バイト １１ 予約 Ｂｙｔｅ１：予約００ｈ スペアブロックテーブル形式は０００２ｈの固定値であ
る。 １１）スペアブロックテーブルオフセット（オフセット
２Ｅｈ） スペアブロックテーブルの位置をカード管理情報ブロッ
クの先頭からのオフセットで示す。

【００７０】Ｂｙｔｅ０：スペアブロックテーブルオフ
セット（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：スペアブロックテーブルオフセット（ＭＳ
Ｂ） １２）スペアブロックテーブルエントリ数（オフセット
３０ｈ） スペアブロックテーブルに格納可能なエントリ数を示
す。代替領域が存在しない場合は０とし、エントリ数の
最大値は５１２である。スペアブロックテーブルエント
リは、カードの総容量に対しての比率（１〜５％）で決
定する。エントリ数と一致するだけのスペアブロック数
が存在する必要がある。

【００７１】カード管理情報が格納されたブロックが不
良になった場合、代替領域の最後にカード管理情報を移
し、総スペアブロックテーブルエントリ数も１減らす必
要がある。

【００７２】出荷時には代替領域を確保していないた
め、総スペアブロックテーブルエントリ数は０である。 Ｂｙｔｅ０：スペアブロックテーブルエントリ数（ＬＳ
Ｂ） Ｂｙｔｅ１：スペアブロックテーブルエントリ数（ＭＳ
Ｂ） １３）使用スペアブロック数（オフセット ３２ｈ） 使用中のスペアブロックの数を示す。ここに記してある
数はスペアブロック領域の不良ブロックも含む。出荷時
にはスペアブロック領域が確保されていないため、この
数値は０になる。

【００７３】 Ｂｙｔｅ０：使用済みのスペアブロック数（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：使用済みのスペアブロック数（ＭＳＢ） １４）カード管理情報格納ブロック数（オフセット ３
８ｈ） カード管理情報として使用されている物理ブロックの数
を示す。カード管理情報を格納可能な最大ブロック数は
５０である。

【００７４】Ｂｙｔｅ０：カード管理情報格納ブロック
数 例：０…無効（ここに０が記述されていることはありえ
ない） １…カード管理情報が１つの物理ブロックに格納されて
いる。

【００７５】 ２…カード管理情報が２つの物理ブロックに格納されて
いる。 ： Ｂｙｔｅ１：予約００ｈ 一つのカード管理情報が複数の物理ブロックにまたがる
ことは可能である。例えば、不良ブロックテーブルとス
ペアテーブルが違う物理ブロックに格納できる。ここに
登録されている数値は物理ブロックサイズに関連する。
カードの場合、この数値は常に１である。 １５）ファイルフォーマット文字列（オフセット ３Ｅ
ｈ） 特定のファイルフォーマットでカードを利用するための
識別情報を示す。ここは８バイトのキャラクタ文字列で
表記され、カードのフォーマットを示す。以下の文字列
は既に定義されている。

【００７６】“ ”空白 カードが特定のファイルフ
ォーマットでフォーマットされていないことを示す。
（工場出荷時） “ＤＯＳ ＦＡＴ”ＤＯＳのＦＡＴフォーマットでフォ
ーマットされていることを示す。 １６）アプリケーション／機器情報文字列（オフセット
４６ｈ） 特定のアプリケーション、または機器で利用するための
識別情報を示す。ここは１６バイトのキャラクタ文字列
で、１６文字以内であればどう記述してもかまわない。
しかし、以下の文字列は既に定義されている。

【００７７】“ ”（１６個の空白）特定のア
プリケーション／機器の指定無し（工場出荷時） １７）不良ブロックテーブル（オフセット ４００ｈ） 不良ブロックを登録するためのテーブルである。不良ブ
ロックの物理ブロック番号が格納される。物理ブロック
番号はカードの先頭ブロックを０とした値である。不良
ブロックエントリは、５１２エントリが用意され、２バ
イトでブロック番号を各エントリに記述する。

【００７８】未使用不良ブロックエントリの領域はＦＦ
ＦＦｈである。これは、エントリ内に何も記述されてい
ないことを表す。ＦＦＦＦｈ以外の数値が記述されてい
る場合は、使用済みということになる。使用済みのエン
トリ領域に未使用の領域があってはならない。必ず未使
用領域は使用済み領域の後になければならない。不良ブ
ロック番号は問題が起きたときにテーブル内に記述され
るため、不良ブロックエントリ内の番号は順不同であ
る。記述されているブロック数は、登録不良ブロック数
領域に記述されている必要がある。

【００７９】 Ｅｎｔｒｙ ０：Ｂｙｔｅ０：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃０（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃０（ＭＳＢ） Ｅｎｔｒｙ １：Ｂｙｔｅ０：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃１（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃１（ＭＳＢ） ： Ｅｎｔｒｙ 511：Ｂｙｔｅ０：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃５１１（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃５１１（ＭＳＢ） コメント：ＦＦＦＦｈ＝空き １８）スペアブロックテーブル（オフセット ８００
ｈ） データ領域中に発生した不良ブロックをスペアブロック
に代替したことを示すテーブルである。スペアブロック
テーブルは先頭から使用され、テーブル内には不良が発
生した物理ブロック番号が登録される。

【００８０】不良ブロックテーブルは最大５１２のエン
トリで構成され、各エントリには不良ブロック番号を格
納する。スペアブロックの最初のエントリを０とし、対
応するスペアブロックテーブルエントリに代替される不
良ブロック番号を格納する。

【００８１】未使用不良ブロックテーブルエントリの内
容はＦＦＦＦｈである。そしてこれはエントリ内に何も
記述されていないことを表す。スペアブロックが不良ブ
ロックである場合は対応するスペアブロックテーブルエ
ントリの内容はＦＦＦＥｈである。そしてこのブロック
はスペアブロックとして使用できない。００００ｈ〜Ｆ
ＦＦＤｈまでの値が、スペアブロックとして有効に使わ
れていることを表す。

【００８２】 Ｅｎｔｒｙ ０：Ｂｙｔｅ０：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃０（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃０（ＭＳＢ） Ｅｎｔｒｙ １：Ｂｙｔｅ０：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃１（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃１（ＭＳＢ） ： Ｅｎｔｒｙ 511：Ｂｙｔｅ０：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃５１１（ＬＳＢ） Ｂｙｔｅ１：Ｂａｄ ｂｌｏｃｋ＃５１１（ＭＳＢ） コメント：ＦＦＦＦｈ＝空き １９）チェックサム（オフセット ＦＦＦｈ） ２バイトのチェックサムは以下の計算方法で算出され
る。

【００８３】・管理情報領域の先頭からチェックサムの
直前までの内容を１６ビット長で加算する。 ・その結果の下位１６ビットの２の補数を格納する。

【００８４】つまり、カード管理情報ブロックの先頭か
ら最後まで１６ビットで加算した結果が００ｈであれ
ば、正常なチェックサムである。 ２０）予約（００ｈ） 将来の使用のための予約領域で００ｈに初期化された領
域である。 ２１）予約（ＦＦｈ） 将来の使用のための予約領域でＦＦｈに初期化された領
域である。

【００８５】次に、図６〜図８のフローチャートを参照
して、フラッシュメモリカードデバイスドライバ１４に
よって実行されるページリード、ページライト、および
ブロックイレーズ処理について説明する。

【００８６】まず、図６のフローチャートを参照して、
ＯＳ１８やアプリケーションプログラム１９からリード
コマンドが発行された場合に実行されるページリード処
理の手順を説明する。

【００８７】ＯＳ１８やアプリケーションプログラム１
９からリード要求コマンドを受け取ると、フラッシュメ
モリカードデバイスドライバ１４は、ページリージコマ
ンドを発行することによって、リード要求コマンドによ
って指定されたページに対するリードアクセスを開始
し、そのページから２５６バイトのユーザデータと８バ
イトの管理データを同時にリードする（ステップＳ１０
１）。

【００８８】この後、フラッシュメモリカードデバイス
ドライバ１４は、リードされたページデータに含まれる
２５６バイトのユーザデータに従ってＬＲＣを計算し
（ステップＳ１０２）、その計算されたＬＲＣと、リー
ドされたページデータに含まれるページデータ用ＬＲＣ
との一致の有無に従ってページリードが成功したか否か
を判断する（ステップＳ１０３）。

【００８９】計算されたＬＲＣが、リードされたページ
データに含まれるページデータ用ＬＲＣと一致したなら
ば、ページリードが正常に実行されたことが確認され、
リードされたページデータに含まれる２５６バイトのユ
ーザデータが有効データとして、ＯＳ１８やアプリケー
ションプログラム１９に渡される。

【００９０】一方、不一致であれば、ページリードが失
敗したと認識され、ベリファイエラーフラグが“０”に
セットされた後、ページリードがリトライされる（ステ
ップＳ１０５）。このリトライで再度リード処理のエラ
ーが発生されると、フラッシュメモリカードデバイスド
ライバ１４は、ブロック代替処理を行う（ステップＳ１
０６）。

【００９１】このブロック代替処理では、カード１１か
ら読み出してメモリに格納されているカード管理情報の
スペアブロック管理テーブルが書き替えられ、エラー発
生したブロックの物理ブロック番号が所定のスペアブロ
ックに対応するエントリに登録される。この後、フラッ
シュメモリカードデバイスドライバ１４は、エラー発生
したブロックの物理ブロック番号を不良ブロックテーブ
ルに登録してそれを不良ブロックにする（ステップＳ１
０７）。また、ここでは、使用スペアブロック数が＋１
され、これによって代替ブロック超過が発生するかどう
かが調べられる。代替ブロック超過の場合の処理の詳細
は、図１１を参照して後述する。

【００９２】これらステップＳ１０６，Ｓ１０７の処理
により、以降は、不良ブロックを指定するブロック番号
がスペアブロックのブロック番号に変換され、不良ブロ
ックの代りに、スペアブロックがアクセスされることに
なる。

【００９３】なお、ステップＳ１０６とＳ１０７はどち
らを先に実行しても良い。次に、図７のフローチャート
を参照して、ＯＳ１８やアプリケーションプログラム１
９からライトコマンドが発行された場合に実行されるペ
ージライト処理の手順を説明する。

【００９４】ＯＳ１８やアプリケーションプログラム１
９からライト要求コマンドを受け取ると、フラッシュメ
モリカードデバイスドライバ１４は、まず、冗長領域だ
けをリードする専用コマンドをフラッシュＥＥＰＲＯＭ
に発行して、ライトアクセス対象のページから８バイト
の管理データをリードする（ステップＳ２０１）。次い
で、フラッシュメモリカードデバイスドライバ１４は、
リードした管理データに含まれるプログラムフラグを参
照して、該当するページが消去済か否かを調べる（ステ
ップＳ２０２）。

【００９５】該当するページが消去済で無い（プログラ
ムフラグ＝“１”）ならば、フラッシュメモリカードデ
バイスドライバ１４は、ステップＳ２０５以降のページ
ライト処理の実行に先だって、次の処理を行う。

【００９６】すなわち、フラッシュメモリカードデバイ
スドライバ１４は、まず、ライト対象のページを含むブ
ロックに対するイレーズ処理を実行し（ステップＳ２０
３）、その後、ステップＳ２０１でリードした管理デー
タに含まれるイレーズカウンタの値を＋１カウントアッ
プする（ステップＳ２０４）。

【００９７】このようにしてプログラム可能状態になる
と、フラッシュメモリカードデバイスドライバ１４は、
２５６バイトのライトデータからページデータ用ＬＲＣ
などを計算によって求め、２５６バイトのライトデータ
と８バイトの管理データを含むページライトデータを生
成する（ステップＳ２０５）。

【００９８】次に、フラッシュメモリカードデバイスド
ライバ１４は、ページライトコマンドを発行してページ
ライトデータのライトアクセスを実行し（ステップＳ２
０６）、その後、書き込んだデータを即座にフラッシュ
ＥＥＰＲＯＭから読み出して、それをページライトデー
タと比較するライトベリファイを実行する（ステップＳ
２０７）。

【００９９】リードデータとページライトデータが一致
せず、ページライトが失敗したと判断されると、フラッ
シュメモリカードデバイスドライバ１４は、プログラム
エラーフラグを“０”にセットした後、ページライト処
理をリトライする（ステップＳ２０９）。このリトライ
で再度ページライト処理のエラーが発生されると、フラ
ッシュメモリカードデバイスドライバ１４は、ブロック
代替処理を行う（ステップＳ２１５）。

【０１００】このブロック代替処理では、まず、エラー
発生したブロックの記憶内容がそれを代替するスペアブ
ロックにコピーされた後、ライトデータがスペアブロッ
クに書き込まれる。この後、カード管理情報のスペアブ
ロックテーブルが書き替えられて、エラー発生したブロ
ックの物理ブロック番号がそれを代替するスペアブロッ
クのエントリに登録される。この後、フラッシュメモリ
カードデバイスドライバ１４は、エラー発生したブロッ
クの物理ブロック番号を不良ブロック管理テーブルに登
録してそれを不良ブロックにする（ステップＳ２１
６）。また、ここでは、使用スペアブロック数が＋１さ
れ、代替ブロック超過が発生するかどうかが調べられ
る。

【０１０１】これらステップＳ２１５，Ｓ２１６の処理
により、以降は、不良ブロックの代りに、スペアブロッ
クがアクセスされることになる。なお、ステップＳ１０
６とＳ１０７はどちらを先に実行しても良い。

【０１０２】リードデータとページライトデータが一致
し、ページライトが成功したと判断された場合には（リ
トライ成功も含む）、フラッシュメモリカードデバイス
ドライバ１４は、ステップＳ２０４でカウントアップさ
れたイレーズカウンタの値がアトリビュートメモリ１１
１の消去限界回数を越えたか否かを調べる（ステップＳ
２１０）。消去限界回数を越えている場合には、フラッ
シュメモリカードデバイスドライバ１４は、ブロック代
替処理を行う（ステップＳ２１１）。

【０１０３】このブロック代替処理では、まず、消去限
界回数を越えたブロックの記憶内容がそれを代替するス
ペアブロックにコピーされた後、スペアブロックの先頭
ページのイレーズカウンタの値が初期値（＝０）に設定
し直される。そして、スペアブロックテーブルが書き替
えられて、消去限界回数を越えたブロックの物理ブロッ
ク番号がそれを代替するスペアブロックのエントリに登
録される。そして、使用スペアブロック数が＋１され、
代替ブロック超過が発生するかどうかが調べられる。

【０１０４】この後、フラッシュメモリカードデバイス
ドライバ１４は、エラー発生したブロックの物理ブロッ
ク番号を不良ブロック管理テーブルに登録してそれを不
良ブロックにし（ステップＳ２１２）、次いで、不良ブ
ロックの先頭ページに“０”のイレーズ回数オーバーフ
ラグをセットする（ステップＳ２１３）。

【０１０５】これらステップＳ２１２，Ｓ２１３の処理
により、以降は、不良ブロックの代りに、スペアブロッ
クがアクセスされることになる。また、ステップＳ２１
３の処理により、不良ブロックにされた原因（代替の原
因）がイレーズ回数オーバーによるものであることを、
知ることができる。

【０１０６】なお、ステップＳ２１１とＳ２１３はどち
らを先に実行しても良い。また、ステップＳ２１０〜Ｓ
２１３の処理は、ステップＳ２０２でプログラムフラグ
＝１であることが検出された場合には実行する必要はな
い。これは、プログラムフラグ＝１ならば、イレーズカ
ウンタのカウントアップは実行されないからである。

【０１０７】次に、図８のフローチャートを参照して、
ＯＳ１８やアプリケーションプログラム１９からイレー
ズコマンドが発行された場合に実行されるブロックイレ
ーズ処理の手順を説明する。

【０１０８】ＯＳ１８やアプリケーションプログラム１
９からイレーズコマンドを受け取ると、フラッシュメモ
リカードデバイスドライバ１４は、まず、冗長領域だけ
をリードする専用コマンドをフラッシュＥＥＰＲＯＭに
発行して、ブロックイレーズ対象の先頭ページから８バ
イトの管理データをリードする（ステップＳ３０１）。
次いで、フラッシュメモリカードデバイスドライバ１４
は、リードした管理データに含まれるプログラムフラグ
を参照して、該当するページがプログラムされている状
態か否かを調べる（ステップＳ３０２）。

【０１０９】該当するページがプログラムされている
（プログラムフラグ＝“０”）ならば、フラッシュメモ
リカードデバイスドライバ１４は、ブロックイレーズコ
マンドを発行して、イレーズ対象のブロックに対するイ
レーズ処理を実行し（ステップＳ３０３）、その後、ス
テップＳ３０１でリードした管理データに含まれるイレ
ーズカウンタの値を＋１カウントアップする（ステップ
Ｓ３０４）。

【０１１０】次いで、フラッシュメモリカードデバイス
ドライバ１４は、例えば、イレーズしたブロックの記憶
データが初期値（各ビット＝“１”）か否かを調べるこ
となどにより、ブロックイレーズが正常に実行されたか
否かを検出する（ステップＳ３０５）。

【０１１１】ブロックイレーズが失敗したと判断される
と、フラッシュメモリカードデバイスドライバ１４は、
イレーズ対象ブロックの先頭ページの冗長領域に“０”
のイレーズフラグをセットした後、ブロックイレーズ処
理をリトライする（ステップＳ３０６）。このリトライ
で再度ブロックイレーズ処理のエラーが発生されると、
フラッシュメモリカードデバイスドライバ１４は、ブロ
ック代替処理を行う（ステップＳ３１２）。

【０１１２】このブロック代替処理では、まず、スペア
ブロックテーブルが書き替えられて、エラー発生したブ
ロックの物理ブロック番号がそれを代替するスペアブロ
ックのエントリに登録される。この後、フラッシュメモ
リカードデバイスドライバ１４は、エラー発生したブロ
ックの物理ブロック番号を不良ブロック管理テーブルに
登録してそれを不良ブロックにする（ステップＳ３１
３）。また、ここでは、使用スペアブロック数が＋１さ
れ、代替ブロック超過が発生するかどうかが調べられ
る。

【０１１３】これらステップＳ３１２，Ｓ３１３の処理
により、以降は、不良ブロックの代りに、スペアブロッ
クがアクセスされることになる。なお、ステップＳ３１
２とＳ３１３はどちらを先に実行しても良い。

【０１１４】ブロックイレーズが成功したと判断された
場合には（リトライ成功も含む）、フラッシュメモリカ
ードデバイスドライバ１４は、ステップＳ３０４でカウ
ントアップされたイレーズカウンタの値がアトリビュー
トメモリ１１１の消去限界回数を越えたか否かを調べる
（ステップＳ３０７）。消去限界回数を越えている場合
には、フラッシュメモリカードデバイスドライバ１４
は、ブロック代替処理を行う（ステップＳ３０８）。

【０１１５】このブロック代替処理では、消去限界回数
を越えたブロックの物理ブロック番号がそれを代替する
スペアブロックのエントリに登録される。この後、フラ
ッシュメモリカードデバイスドライバ１４は、エラー発
生したブロックの物理ブロック番号を不良ブロックテー
ブルに登録してそれを不良ブロックにし（ステップＳ３
０９）、次いで、不良ブロックの先頭ページに“０”の
イレーズ回数オーバーフラグをセットする（ステップＳ
３１０）。また、ここでは、使用スペアブロック数が＋
１され、代替ブロック超過が発生するかどうかが調べら
れる。

【０１１６】これらステップＳ３０８，Ｓ３０９の処理
により、以降は、不良ブロックの代りに、スペアブロッ
クがアクセスされることになる。また、ステップＳ３１
０の処理により、不良ブロックにされた原因（代替の原
因）がイレーズ回数オーバーによるものであることを、
知ることができる。なお、ステップＳ３０８とＳ３０９
はどちらを先に実行しても良い。

【０１１７】一方、ステップＳ３０７で消去限界回数を
越えていないことが検出された場合には、フラッシュメ
モリカードデバイスドライバ１４は、イレーズしたブロ
ックの先頭ページに、ステップＳ３０４でカウントアッ
プしたイレーズカウンタの値を書き込み、そして各ペー
ジのプログラムフラグを“１”にリセットして終了する
（ステップＳ３１１）。

【０１１８】次に、図９のフローチャートを参照して、
カード初期化時に行われるカード管理フラグの生成処理
について説明する。フラッシュメモリカードデバイスド
ライバ１４は、カードサービス１５からの通知によって
カード挿入を検知すると、そのカードのアトリビュート
メモリからＣＩＳをリードしてそれがフラッシュメモリ
カード１１か否かを判断し、フラッシュメモリカード１
１であれば、カード検知フラグｂ０を１にする（ステッ
プＳ４０１）。この後、カード初期化ルーチンを行い、
初期化が全て正常終了したときに、フラッシュメモリカ
ードデバイスドライバ１４は、カード状態設定フラグｂ
１を１にする（ステップＳ４０２）。次いで、フラッシ
ュメモリカードデバイスドライバ１４は、フラッシュメ
モリカード１１からカード管理情報をコンピュータのメ
インメモリ上に読み込み、それが正常終了したときに管
理情報読み込みフラグｂ２を１にする（ステップＳ４０
３）。

【０１１９】この後、フラッシュメモリカードデバイス
ドライバ１４は、読み込んだカード管理情報の不良ブロ
ックテーブルに記述されている任意の不良ブロックにア
クセスしてページステータスフラグを読み取り、本当に
不良か否かを調べて不良ブロックの有効性を検証する。
ページステータスフラグにエラーフラグがあれば、不良
ブロックテーブルの内容が正しいものと判断して、不良
ブロック管理テーブル有効／無効フラグｂ３を１にする
（ステップＳ４０４）。次いで、フラッシュメモリカー
ドデバイスドライバ１４は、カード管理情報のスペアブ
ロックテーブルエントリ数で指定される総スペアブロッ
ク数が、使用スペアブロック数で指定される使用済みス
ペアブロック数よりも多いか否かを調べ、使用済みスペ
アブロック数よりも多ければ代替ブロック超過フラグｂ
５を０、使用済みスペアブロック数以下であれば代替ブ
ロック超過フラグｂ５を１にする（ステップＳ４０
５）。

【０１２０】以上の処理が全て正常に終了してエラーや
代替ブロック超過が無かった場合には、フラッシュメモ
リカードデバイスドライバ１４は、カード全体の状態フ
ラグｂ４を１にする（ステップＳ４０６）。

【０１２１】次に、図１０のフローチャートを参照し
て、カード管理情報更新時に行われるカード管理フラグ
の生成処理について説明する。フラッシュメモリカード
デバイスドライバ１４は、不良ブロック発生等によって
カード管理情報を更新するとき、カード管理情報更新フ
ラグｂ７を１にする。

【０１２２】次に図１１のフローチャートを使用して、
カード管理フラグを使用したカード管理の手順を説明す
る。カード１１がシステムに挿入され、物理的に挿入さ
れたことを信号で検知後、フラッシュメモリカードデバ
イスドライバ１４は、カード管理情報をシステムのメモ
リの領域にロードする（ステップＳ６０１）。次に、フ
ラッシュメモリカードデバイスドライバ１４は、カード
１１の属性情報ＣＩＳを読みだし、カードの初期化を開
始する（ステップＳ６０２）。そして、必要なリソース
を確保した後、カード管理フラグとして管理できるもの
はフラグを立てる。すべての初期化が終了した時点でカ
ード管理フラグのチェックを行い、通常プロセスが実行
可能かどうかを判別する（ステップＳ６０３，Ｓ６０
４）。

【０１２３】通常プロセスの実行を開始した場合（ステ
ップＳ６０５）は、必要な情報をカード管理フラグか、
またはメモリにマップされているカード管理情報を参照
して調べ、カード１１の状態の変更があれば必要に応じ
てフラグとカード管理情報を書き換えればよい。このフ
ラグとカード管理情報は、更新されるか、カード１１が
抜かれるまで保持される。そして、通常プロセスのアク
セス処理が原因でカード管理情報を更新する必要が生じ
た場合は（ステップＳ６０６）、その更新結果に応じて
カード管理フラグの代替領域超過フラグをたてるか否か
が調べられる。

【０１２４】そして、通常プロセスを実行するのに必要
とするフラグが立っていない場合、以下の処理が行われ
る。ビット５に１が立っている場合（ステップＳ６０
７）、カード１１内部に設けた代替領域が飽和している
ため、カード１１の延命を図るために、アクセスモード
の切り替えが行われる（ステップＳ６１１）。そして、
ユーザに代替領域の飽和を通知することなどによって、
カード１１内部のデータを別のメディアに移す作業を実
行させる。そして、カード１１が抜かれれば（ステップ
Ｓ６１２）、処理は終了する。

【０１２５】また、アクセスモードを次のように切り替
えて、カード使用を続行することもできる。 １）アクセスモード１ 代替領域が使用中に飽和した場合は、不良カードとする
のを防ぐため、カード１１のアクセス形態をリードオン
リーに制限する。この場合、この後、カード１１に対す
る消去や書き込みは禁止される。カード１１の状態を保
持しないで書き込みや消去を許すと、通常ブロックが不
良となった場合に代替領域不足のため不良カードとなっ
てしまうからである。

【０１２６】この後、カード１１が選択できるアクセス
モードを二つ設けることが可能になる。 ２）アクセスモード２ ひとつはカード１１の状態をこのままにし、代替領域飽
和後の不良ブロックに対しては一切のアクセス権を許さ
ないものとしてカード容量を減少させながら使用するモ
ードである。

【０１２７】２）アクセスモード３ もうひとつは、代替領域飽和後にカード１１を再度フォ
ーマットする時に代替領域の全容量に対する割合を増や
すことで、再度カードを使用できるようにするモードで
ある。

【０１２８】この２点のモードの違いは、カード１１を
使用しているユーザが使用可能容量を把握している状態
でカード１１の利用可能容量の減少を許すか、使えば使
うほど無意識の内にカード容量が減っていくかの違いで
ある。カード１１がどのアクセスモードになっていて、
ソフトウェアがどういう動作をすればよいかは、カード
管理情報内に管理するか、前述のカード管理フラグを１
６ビットにしてフラグで管理するなど様々な方法がとれ
る。その管理方法を具体例をあげて説明すると、カード
管理情報では、既に予約としてとってある領域を利用し
て１〜２バイト表現で以下のように設定することが可能
である。 （１バイトで表現する） ００ｈ…通常アクセスモード ０１ｈ…代替領域拡張モード ０２ｈ…不良セクタ（ブロック）モード ＦＦｈ…リードオンリーモード また、フラグを拡張する場合であれば上記の１バイト表
記をビットマップにするだけで実現可能である。フラグ
を利用する場合は、８バイトすべてをアクセスモードの
表現に使うのは無駄な部分が生じるため、前記のカード
管理情報の内容を変更する。

【０１２９】 ビット７ ビット６ ０ ０ …通常アクセスモード ０ １ …代替領域拡張モード １ ０ …不良セクタ（ブロック）モード １ １ …リードオンリーモード カード管理情報でアクセスモードを管理する場合は、そ
のカードが管理情報を書き換えない限り、モードが有効
のままになる。逆に管理フラグ内でモードを切り替える
場合は、カードを挿入して抜き去るまでの間だけモード
が有効になる。

【０１３０】フラッシュメモリカードの場合は、いろい
ろな手法で寿命を伸ばすように努力がされてきている
が、本実施形態の機能を実現すると寿命近辺でのデータ
の損失の防止とＰＣカードとしての寿命を延長すること
が可能になる。

【０１３１】また、図１１において、他のビットに対す
る処理は以下の通りである。ビット０が１になっていな
い時（ステップＳ６０８）、挿入直後にこのフラグが有
効になっていない場合は、フラッシュメモリカードドラ
イバ１４の管理すべきＰＣカードではないか、あるいは
挿入直後に抜き去られたかと判断し、処理を中断する。

【０１３２】ビット１が１になっていない場合（ステッ
プＳ６０９）は、カード１１が動作するためのすべての
条件が揃っていない可能性があるため、カード１１の初
期化処理を再度実行する必要がある。ビット２、３が同
時に１に立っていない場合（ステップＳ６１０）、カー
ド管理情報が正常に読み出せなかったか、カード管理情
報は読み出せたが、必要とする情報がきちんと読み出せ
なかった可能性がある。もう一度読み出し処理を行う
か、カードの初期化からやり直す必要がある。

【０１３３】ビット４に１が立っている場合、初期化の
段階でカードを不良と判別しているため一切のその後の
アクセスは無効となる。以上説明したように、この実施
形態においては、フラッシュメモリカード１１から読み
取ったカード管理情報をブロック代替処理を行う度に書
き換え、その結果に基づいて代替可能なスペアブロック
が残っているか否かが調べられる。もし代替可能なスペ
アブロックが無くなったことが検出されたならば、その
時点で、フラッシュメモリカード１１の延命のための手
続きが開始される。よって、代替不能によるフラッシュ
メモリカード１１自体の不良が発生する前に、代替領域
の飽和をいち早く検知できるようになり、フラッシュメ
モリの信頼性を十分に向上させることが可能となる。

【０１３４】また、アクセス形態をリードオンリーに制
限する、代替処理を禁止してその代わりに新たな不良ブ
ロックに対するアクセス権を排除する、スペアブロック
以外の他のブロックをスペアブロックとして割り当てて
スペアブロック数を増加させる等の処理を行うことによ
り、フラッシュメモリカード１１の延命を図ることがで
きる。

【０１３５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、代替領域の飽和をいち早く検知できるようになり、
フラッシュメモリの信頼性を十分に向上させることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るフラッシュメモリ
カード管理方法を使用したパーソナルコンピュータのハ
ードウェアおよびソフトウェア構成を示すブロック図。

【図２】同実施形態で使用されるフラッシュメモリカー
ドに設けられたフラッシュＥＥＰＲＯＭの回路構成を示
す図。

【図３】同実施形態で使用されるフラッシュメモリカー
ドに格納される管理データのデータ構造を説明するため
の図。

【図４】同実施形態で使用されるカード管理フラグのデ
ータ構造を示す図。

【図５】同実施形態で使用されるカード管理情報のデー
タ構造を示す図。

【図６】同実施形態におけるリードアクセス処理の手順
を説明するフローチャート。

【図７】同実施形態におけるライトアクセス処理の手順
を説明するフローチャート。

【図８】同実施形態におけるブロックイレーズ処理の手
順を説明するフローチャート。

【図９】同実施形態においてカード初期化時に行われる
カード管理フラグの生成処理の手順を示すフローチャー
ト。

【図１０】同実施形態においてカード管理情報更新時に
行われるカード管理フラグの生成処理の手順を示すフロ
ーチャート。

【図１１】同実施形態におけるカード管理フラグを使用
したカード管理の手順を説明するフローチャート。

【符号の説明】

１１…フラッシュメモリカード、１２…他のＰＣカー
ド、１３…ＰＣカードホストアダプタ、１４…フラッシ
ュメモリカードドライバ、１５…カードサービス、１６
…ソケットサービス、１７…メモリテクノロジドライ
バ、１８…ＯＳ、１０…アプリケーションプログラム。

───────────────────────────────────────────────────── 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 G06K 19/07 - 19/073 G11C 29/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ処理装置のカードスロットに装着
   可能に構成され、不良ブロックを代替するためのスペア
   ブロックが用意されたフラッシュＥＥＰＲＯＭを有する
   メモリカード、を管理するフラッシュメモリ管理方法に
   おいて、 前記フラッシュＥＥＰＲＯＭの不良ブロックとその代替
   のために使用されたスペアブロックとの関係を示すカー
   ド管理情報を前記メモリカードから読み取り、 不良ブロックをスペアブロックによって代替する度に前
   記カード管理情報を書き換え、その書き換え結果に基づ
   いて代替可能なスペアブロックが残っているか否かを検
   出し、 代替可能なスペアブロックが無くなったことを検出した
   とき、前記メモリカードに対するアクセス形態をリード
   オンリーに制限するとともに、前記メモリカードの前記
   カード管理情報に、前記メモリカードのアクセスモード
   を示す情報として前記メモリカードがリードオンリーモ
   ードであることを示す情報を設定することを特徴とする
   フラッシュメモリ管理方法。
2. 【請求項２】 不良ブロックを代替するためのスペアブ
   ロックが用意されたフラッシュＥＥＰＲＯＭを有するメ
   モリカードが装着可能なメモリカードスロットを備えた
   データ処理装置において、 前記フラッシュＥＥＰＲＯＭの不良ブロックとその代替
   のために使用されたスペアブロックとの関係を示すカー
   ド管理情報を前記メモリカードスロットに装着されたメ
   モリカードから読み取る手段と、 不良ブロックをスペアブロックによって代替する度に前
   記カード管理情報を書き換え、その書き換え結果に基づ
   いて代替可能なスペアブロックが前記メモリカードに残
   っているか否かを検出する手段と、 代替可能なスペアブロックが無くなったことを検出した
   とき、前記メモリカードに対するアクセス形態をリード
   オンリーに制限するとともに、前記メモリカードの前記
   カード管理情報に、前記メモリカードのアクセスモード
   を示す情報として前記メモリカードがリードオンリーモ
   ードであることを示す情報を設定する手段とを具備する
   ことを特徴とするデータ処理装置。