JP3593622B2 - 不揮発性メモリのデータ書き換え方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばページ、又はセクタ単位で書き換えをする不揮発性メモリ、特にその書き換え方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明では不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭを取り上げることにする。従来のＥＥＰＲＯＭはバイト単位で消去、書き込みを繰り返し、バイト単位の書き換えを可能にしていたが（以下、バイト書き換え型ＥＥＰＲＯＭとする）、ＥＥＰＲＯＭのメモリの大容量化、メモリサイズの縮小化、書き換え時間の高速化に伴い、ページ又はセクタ単位での一括の書き換えを行うＥＥＰＲＯＭが使用されるようになった（以下、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭとする）。しかし、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭのデータ書き換え方法もバイト書き換え型ＥＥＰＲＯＭと同じように、入力データを一時的にＲＡＭに書き込み、その入力データをＲＡＭからＥＥＰＲＯＭに転送し、書き込むだけであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭの書き換え方法では、ページ単位、又はセクタ単位によるデータの書き換えであるから、汎用のマイクロコンピュータ等で使用するには、使用するデータ量がＥＥＰＲＯＭの１ページ、又は１セクタのメモリ容量に対して少なすぎる。このようなデータをそのままフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭに格納しようとすると、その少ないデータを格納するために、１ページ又は１セクタのメモリ容量を確保しなくてはいけないことになり、容量の無駄が多くなるという問題点があった。
【０００４】
また、少ないデータ量に対しても、そのデータを格納するために１ページ、又は１セクタ分のメモリ容量を使用することは、書き換えをする場合には、そのページ、又はセクタに書き込まれている既存データを消去しなくてはいけないという問題点があった。
【０００５】
そこで、不揮発性メモリの書き換え方法において、メモリ容量を有効に利用でき、且つ既存のデータを消去することなく入力データの書き換えが行うことが望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る不揮発性メモリのデータ書き換え方法は、バイト単位の入力データを、バイト単位で書き換え可能な第一の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、ページ又はセクタ単位で一括して書き換え可能な不揮発性の第二の記憶手段における、前記入力データのアドレスを含むページ、又はセクタのデータを読み出して、バイト単位で書き換え可能な第三の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、第一の記憶手段に保持された入力データを、第三の記憶手段に保持された上記データのページ、又はセクタの該当する領域に書き込む工程と、第三の記憶手段に保持されたデータを、書き換えるバイト単位のデータ以外の部分のデータ内容を保持させたまま、第二の記憶手段の元のページ、又はセクタに一括して書き込む工程とを有する。
【０００７】
そして、バイト単位のデータを入力する際に、入力されたデータを第一の記憶手段に一時的に保持し、第二の記憶手段において、入力データのアドレスを含むページ又はセクタのデータを、バイト単位で書き換え可能な第三の記憶手段に読み出して、データの該当領域に入力データをバイト単位で書き込んだ後で、そのページ分又はセクタ分のデータを第二の記憶手段の元のページ、又はセクタに書き換えるので、結果的にページ、又はセクタ単位の制御の第二の記憶手段でも、バイト単位で入力データの書き込みを行うことになる。
【０００８】
また、本発明に係る不揮発性メモリのデータ書き換え方法は、バイト単位の入力データを、バイト単位で書き換え可能な第一の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、ページ、又はセクタ単位で一括して書き換え可能な不揮発性の第二の記憶手段における、入力データのアドレスを含むページ、又はセクタのデータを読み出して、不揮発性の第三の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、第三の記憶手段に保持されたページ、又はセクタのデータを読み出して、バイト単位で書き換え可能な第四の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、第一の記憶手段に保持された入力データを、第四の記憶手段に保持された上記データのページ、又はセクタの該当する領域に書き込む工程と、第四の記憶手段に保持されたデータを、、書き換えるバイト単位のデータ以外の部分のデータ内容を保持させたまま、第二の記憶手段の元のページ、又はセクタに一括して書き込む工程とを有する。
【０００９】
そして、バイト単位のデータを入力する際に、入力されたデータを第一の記憶手段に一時的に保持し、第二の記憶手段において、入力データのアドレスを含むページ又はセクタのデータを、不揮発性の第三の記憶手段に読み出して保持しておき、そのデータを読み出して、バイト単位で書き換え可能な第四の記憶手段に読み出して、データの該当領域に入力データをバイト単位で書き込んだ後で、そのページ分又はセクタ分のデータを第二の記憶手段の元のページ、又はセクタに書き換えるので、第三の記憶手段において既存データのバックアップを取ることができ、結果的にページ、又はセクタ単位の制御の第二の記憶手段でも、バイト単位で入力データの書き込みを行うことになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性メモリのデータ書き換え方法における動作フローを示す図である。１、３はＲＡＭであり、バイト単位の書き換えはできるが、揮発性なので電源をＯＦＦすると書き込まれているデータは消去されてしまう。２はフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭであり、電気的にデータの消去、書き込みの可能なＲＯＭであり、不揮発性なので電源をＯＦＦしても書き込まれた内容は消去されずに保存される。大容量、小型であるが、ページ又はセクタ単位での制御しか行えない。
【００１１】
フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭはラッチ回路１１、メモリセル部１２、センスアンプ１３から構成されている。ラッチ回路１１は、データの書き換えを高速にするために、入力データを一時保持しておき、ページ単位でメモリセル部１２に送出する。
【００１２】
メモリセル部１２は、図４のようにメモリセル２１、コントロールライン２２、及びローライン２３から構成されている。メモリセル２１は実際に入力データを保持する。コントロールライン２２は、メモリセルのデータを書き換える際に電圧をかけるコントロールゲートが並んだものである。ローライン２３は、例えばデータを書き換えたい場合に書き換えるメモリセル２１を特定するために使用するものである。図５はバイト書き換え型ＥＥＰＲＯＭのメモリセル部である。メモリセル２１ａ、コントロールライン２２ａ、及びローライン２３ａ、選択素子２４から構成されている。メモリセル２１ａ、コントロールライン２２ａ、及びローライン２３ａは、それぞれメモリセル２１、コントロールライン２２、及びローライン２３と同様の役割を果たす。バイト書き換え型ＥＥＰＲＯＭのメモリセル部はフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭのメモリセル部とは違い、消去を行うバイトを選択するための選択素子２４が備えられているから、バイト単位での消去が可能となる。しかし、高耐圧のトランジスタを必要とし、またその分だけメモリサイズが大きくなる。バイト書き換え型ＥＥＰＲＯＭもフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭも、データの消去作業は全てのビットを１にすることによって行われ、データの書き込みは、必要なビットだけを０にすることによって行われる。
【００１３】
センスアンプ１３は、メモリセル部が保持しているデータを読み出す際に、各メモリセルに保持されたデータが０であったか、それとも１であったかを判断してデータを送出するところである。
【００１４】
第一の実施の形態の動作を説明する。また、本発明の実施例におけるフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭの制御は、ページ単位で行われるとする。
フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２に書き込みを行う入力データをＲＡＭ１へ転送し、書き込みを行い（Ｓ１１）、既存データを含めた、入力データの書き込みを行うアドレスの位置するページのデータをセンスアンプ１３を通して読み出し、ＲＡＭ３へ転送し、書き込む（Ｓ１２）。ＲＡＭ１に書き込まれた入力データをＲＡＭ３へ転送し、ＲＡＭ３において、入力するアドレスに対応する領域へ入力データを書き込む（Ｓ１３）。ＲＡＭ３内に保持されている、入力データの書き込みを終えたデータを、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２のラッチ回路１１に転送し、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２内のメモリセル部１２の元のページに書き込む（Ｓ１４）。
【００１５】
上記のように構成された不揮発性メモリのデータ書き換え方法においては、ＲＡＭ３がバイト単位での書き換えが可能であるために、入力データの書き込みを行うアドレスの位置するページのデータをＲＡＭ３に読み出し、ここで入力データをバイト単位で書き込んでからＥＥＰＲＯＭの書き換えをするから、結果として既存データを消去することがなく、バイト単位での書き換えを行うことができる。
【００１６】
また、特別な装置を必要とせず、例えばコントロールＲＯＭ領域（Ｃ−ＲＯＭ）のプログラムの制御を変更するだけでデータの書き換えが行え、追加ロジックの必要がない。
【００１７】
実施形態２．
図２は本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性メモリのデータ書き換え方法の動作フローを示す図であり、１、２、１１、１２、１３は上記実施例と同一である。
【００１８】
第二実施例の動作を説明する。フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２に書き込みを行う入力データをＲＡＭ１へ転送し、書き込みを行い（Ｓ２１）、既存データを含めた、入力データの書き込みを行うアドレスの位置するページのデータをセンスアンプ１３を通して読み出し、ラッチ回路１１へ転送し、書き込む（Ｓ２２）。ＲＡＭ１に書き込まれた入力データをラッチ回路１１へ転送し、ラッチ回路１１において、入力するアドレスに対応する領域へ入力データを書き込む（Ｓ２３）。ラッチ回路１１内に保持されている、入力データの書き込みを終えた既存データを含んだ１ページ分のデータを、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２内のメモリセル部１２の元のページに書き込む（Ｓ２４）。
【００１９】
上記のように構成された不揮発性メモリのデータ書き換え方法においては、ＥＥＰＲＯＭ２内のラッチ回路１１がバイト単位での書き換えが可能であるために、入力データの書き込みを行うアドレスの位置するページのデータをラッチ回路１１に読み出し、ここで入力データをバイト単位で書き込んでからＥＥＰＲＯＭの書き換えをするから、結果として既存データを消去することがなく、バイト単位での書き換えを行うことができる。
【００２０】
また、既存のフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２のラッチ回路を使用するので、特別な装置を必要とせず、例えばコントロールＲＯＭ領域（Ｃ−ＲＯＭ）のプログラムの制御を変更するだけでデータの書き換えが行え、追加ロジックの必要がなく、使用するＲＡＭの容量を減らすことができる。
【００２１】
実施形態３．
図３は本発明の第三の実施の形態に係る不揮発性メモリのデータ書き換え方法の動作フローを示す図であり、１、２、１１、１２、１３は上記のものと同一である。４は２と同様のフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭである。また、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ４のラッチ回路は１１ａ、メモリセル部は１２ａ、センスアンプは１３ａである。
【００２２】
第三の実施の形態の動作を説明する。外部から入力され、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２に書き込みを行う入力データをＲＡＭ１へ転送し、書き込みを行い（Ｓ３１）、入力データの書き込みを行うアドレスの位置するページのデータをセンスアンプ１３をとおして読み出し、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ４のラッチ回路１１ａに転送し、メモリセル部１２ａに書き込む（Ｓ３２）。フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ４に書き込まれたフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２のデータを、センスアンプは１３ａをとおして読み出し、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２のラッチ回路１１に転送し、書き込む（Ｓ３３）。ＲＡＭ１に書き込まれた入力データをフラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２のラッチ回路１１へ転送し、ラッチ回路１１において、入力データを対応する領域に書き込む（Ｓ３４）。入力データの書き込みを終えた既存データを含んだ１ページ分のデータを、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２内のメモリセル部１２の元のページに書き込む（Ｓ３５）。
【００２３】
上記のように構成された不揮発性メモリのデータ書き換え方法においては、既存データを含む１ページ分のデータを保持するのに不揮発性のＥＥＰＲＯＭ４を使用することで、入力データの書き込みを終えた１ページ分のデータを、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２内の元のページに書き込みを行っている最中に、電源がＯＦＦとなり、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ２内に既存データが残っていなかったとしても、既存データはＥＥＰＲＯＭ４に保持されているから、既存データが消去してしまうということはなくなる。
【００２４】
また、特別な装置を必要とせず、例えばコントロールＲＯＭ領域（Ｃ−ＲＯＭ）のプログラムの制御を変更するだけでデータの書き換えが行え、追加ロジックの必要がない。
【００２５】
実施形態４．
なお、第一の実施の形態においては、ＲＡＭを２つ使用することを例示したが、本発明ではそれに限定されるものではなく、同一のＲＡＭの別領域を使用してもよい。また、第三の実施の形態も同様であり、フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭを２つ使用することを例示したが、本発明ではそれに限定されるものではなく、同一のＥＥＰＲＯＭの別領域を使用してもよい。
【００２６】
また、上記の説明では本発明をマイクロコンピュータのプログラムによって制御する場合について述べたが、その他制御系のロジックの追加はあるものの、フルロジックの製品にも利用できる。
【００２７】
また、上記の実施例では、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭを内蔵し、また制御するワンチップのマイクロコンピュータを想定したが、本発明ではそれに限定されるものではなく、チップ外で構成されたＲＡＭ、又はＥＥＰＲＯＭを使用し、マイクロコンピュータ等の制御手段が制御するようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ページ又はセクタ単位で制御される不揮発性の第二記憶手段でも、入力データのアドレスを含むページ、又はセクタを、バイト単位で書き換え可能な第三の記憶手段に転送し、そこでバイト単位で入力データを書き込んでから元のページにデータを戻すことによって結果的にバイト単位の書き換えを可能にしたので、少量のデータを扱う汎用のマイクロコンピュータにおいてもメモリを有効に利用でき、新しい入力データを追加するのに既存データを消去する必要がなくなる。
【００２９】
また、本発明によれば、ページ又はセクタ単位で制御される不揮発性の第二記憶手段でも、入力データのアドレスを含むページ、又はセクタを、一度不揮発性の第三の記憶手段に保持してから、バイト単位で書き換え可能な第四の記憶手段に転送し、そこでバイト単位で入力データを書き込んでから元のページにデータを戻すことによって結果的にバイト単位の書き換えを可能にしたので、少量のデータを扱う汎用のマイクロコンピュータにおいてもメモリを有効に利用でき、新しい入力データを追加するのに既存データを消去する必要がなくなり、書き換え途中に電源がＯＦＦになっても書き換え前のデータが第三の記憶手段に保持されているために、工程中の停電等の電気の供給ができない場合にも既存のデータを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る不揮発性メモリのデータ書き換え方法における動作フローを示す図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係る不揮発性メモリのデータ書き換え方法における動作フローを示す図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態に係る不揮発性メモリのデータ書き換え方法における動作フローを示す図である。
【図４】フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭのメモリセル部の構成である。
【図５】バイト書き換え型ＥＥＰＲＯＭのメモリセル部の構成である。
【符号の説明】
１、３ ＲＡＭ
２、４ フラッシュ書き換え型ＥＥＰＲＯＭ
１１ ラッチ回路
１２ メモリセル部
１３ センスアンプ
２１、２１ａ メモリセル
２２、２２ａ コントロールライン
２３、２３ａ ローライン
２４ 選択素子

Claims (6)

1. バイト単位の入力データを、バイト単位で書き換え可能な第一の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、
   ページ、又はセクタ単位で一括して書き換え可能な不揮発性の第二の記憶手段における、前記入力データのアドレスを含むページ、又はセクタのデータを読み出して、バイト単位で書き換え可能な第三の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、
   前記第一の記憶手段に保持された入力データを、前記第三の記憶手段に保持された上記データのページ、又はセクタの該当する領域に書き込む工程と、
   前記第三の記憶手段に保持されたデータを、書き換えるバイト単位のデータ以外の部分のデータ内容を保持させたまま、前記第二の記憶手段の元のページ、又はセクタに一括して書き込む工程とを有することを特徴とする不揮発性メモリのデータ書き換え方法。
2. バイト単位の入力データを、バイト単位で書き換え可能な第一の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、
   ページ、又はセクタ単位で一括して書き換え可能な不揮発性の第二の記憶手段における、前記入力データのアドレスを含むページ、又はセクタのデータを読み出して、不揮発性の第三の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、
   前記第三の記憶手段に保持された前記ページ、又はセクタのデータを読み出して、バイト単位で書き換え可能な第四の記憶手段に一時的に保持しておく工程と、
   前記第一の記憶手段に保持された入力データを、前記第四の記憶手段に保持された上記データのページ、又はセクタの該当する領域に書き込む工程と、
   前記第四の記憶手段に保持されたデータを、書き換えるバイト単位のデータ以外の部分のデータ内容を保持させたまま、前記第二の記憶手段の元のページ、又はセクタに一括して書き込む工程とを有することを特徴とする不揮発性メモリのデータ書き換え方法。
3. 前記第二の記憶手段として、データを一時的に保持し、前記データの入力が終了すると、入力データを送出するラッチ回路と、前記ラッチ回路から送出された前記データを受取り、前記データを保持するメモリセルを有するＥＥＰＲＯＭを使用することを特徴とする請求項１又は２記載の不揮発性メモリのデータ書き換え方法。
4. 前記第三の記憶手段として、ＲＡＭを使用することを特徴とする請求項１又は３記載の不揮発性メモリのデータ書き換え方法。
5. 前記第三の記憶手段として、前記ＥＥＰＲＯＭに含まれるラッチ回路を使用することを特徴とする請求項３記載の不揮発性メモリのデータ書き換え方法。
6. 前記第三の記憶手段として、ＥＥＰＲＯＭを使用することを特徴とする請求項２又は３記載の不揮発性メモリのデータ書き換え方法。

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