JP3651886B2 - Electronic system - Google Patents

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  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性半導体メモリや、該不揮発性半導体メモリを搭載したシステムなどに適用して有用な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気的にデータ消去とデータ書込みが可能な不揮発性半導体メモリは、例えばフラッシュメモリで約10万回など、書換え回数に限界が存在し、その回数に近づくと正常に書込みが出来ない不良メモリセルが除々に発生するようになる。
【0003】
従来、上記のような不良メモリセルに対処するための様々な技術が提案されている。例えば特開平6−180993号公報、特開平8−306192号公報、特開平11−134880号公報に開示の技術は、データの書換えをする際に書込み対象となっているメモリセルのデータと新たに書込むデータとの比較を行って、これらのデータが異なる場合のみデータ消去とデータ書込みを行うことで各メモリセルの実際の書込み回数を減らし、不良メモリセルの発生を少なくしようというものである。
【0004】
また、特許第2818529号公報には、アドレス変換により各セクタの書込み回数が均等になるような制御を行い、書込みが1部分のメモリセルだけに集中してしまうのを防ぐことで、総合的な不良メモリセルの発生を少なくしようというものである。
【0005】
また、特開平6−20483号公報には、記憶領域を予め主記憶領域と代替用の補助記憶領域に分けておき、主記憶領域に不良メモリセルが発生した場合に、主記憶領域の使用を禁止し補助記憶領域を代替的に使用させるようにしたものである。
【0006】
ところで、フラッシュROMなどの不揮発性記憶装置は、例えばルーターやTA(Terminal Adapter)、インターネット上の所定のサイトにアクセスしてホームページデータを先読みするWEBアクセラレータなどコンピュータの周辺機器においてファームウェアが格納される記憶装置として用いられることが多い。ファームウェアを書換え可能な不揮発性記憶装置に格納することで、コンピュータのバージョンアップなどに対応させて周辺機器もバージョンアップさせて機能の拡充や変更など柔軟な対応が可能となる。
【0007】
このように不揮発性記憶装置をファームウェア格納用として用いる場合、記憶装置の全容量がファームウェアの格納により使われてしまうことは少なく、何割かは使用されずに残される。従って、不良メモリセルが発生した場合でも、その数が余り多いものでなければ、不良メモリセルを残りの領域のメモリセルと代替させることで、ファームウェアの全部を有効なメモリセルに格納しシステムとして何ら支障を来すことなく通常どおり使用することが出来る。
【0008】
また、不揮発性記憶装置をデジタルカメラの画像保存用やデジタル音楽プレーヤーの音楽データ保存用として使用するような場合でも、不揮発性記憶装置の全領域が有効でないと使用できないと云うことはなく、不良メモリセルが発生した場合に他のメモリセルに代替することで、記憶装置に保存できるデータの容量は減るもののそれ以外は特に支障を来すことなく使用することが出来る。ただし、代替するメモリセルがあまり多くなると、代替処理に時間がかかるためデータ読出しや書込み速度が本体機器の許容範囲を外れて正常に使用できなってしまう。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、不揮発性記憶装置において不良メモリセルが少しの割合で発生した場合でも一般にシステム異常に至らないことが多いのではあるが、上記の特開平6−180993号公報、特開平8−306192号公報、特開平11−134880号公報、特許第2818529号公報、特開平6−20483号公報に開示されているような技術では、ユーザに不良メモリセルの発生状況を知らせないため、システムとして支障を来すようになって初めてユーザは不良メモリセルの発生状況が判ることになる。このようなことは、ユーザにとって不親切であり、交換等の余裕をみて支障を来す前にユーザが認識できるようにしたいと云う要求があった。
【0010】
また、主記憶ブロックに不良メモリセルが発生した場合に補助ブロックに代替させるものでは、補助ブロックの確保のためにユーザーが自由に使えるメモリ容量よりも多くの記憶容量が必要でありコストの高騰を招いたり、また、不良メモリセルが発生した場合にまだ使用できるメモリセルを含んだ主記憶ブロックを切り捨ててしまうといった無駄もあった。
【0011】
この発明の目的は、無駄なく有効的に記憶領域を使用できるとともに、交換等の余裕をみて支障を来す前にその前兆をユーザに知らせることの出来る不揮発性記憶装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、電気的にデータの書き換えが可能な不揮発性記憶装置を搭載した電子システムにおいて、データ書込みの際にデータ書込み出来なくなった不良メモリセルを検出する検出手段と、上記不良メモリセルのアドレスを記憶するアドレス記憶手段と、不良メモリセルのアドレスに書込み要求があった場合に他のアドレスのメモリセルへ書き込みされるように制御する代替制御手段とを備え、上記代替制御手段により不良メモリセルの代替が書込み単位毎(例えば、1メモリセル毎、バイト毎、セクタ毎など)に行われ、且つ、上記代替制御手段は、上記不揮発性記憶装置の外部に設けられたCPUにより構成されるとともに、不良メモリセルの代替とされる上記他のアドレスは代替用として予め確保されたアドレスでなく代替用として使用されないときにアクセス可能な通常のアドレスである構成とした。
【0013】
このような手段によれば、不良メモリセルの代替を書込み単位毎に行うので無駄がなく、また、代替用のメモリセルを別途記憶容量の中に組み込んでおく必要がないのでコストの低減を図れる。
【0014】
更に、本発明は、上記不良メモリセルの数に関する量がカウントされる計数手段と、該計数手段の計数値が所定値を越えたことに基づきシステム異常信号を出力する異常通知手段とを備えたものである。
【0015】
このような手段によれば、不良メモリセルが増えてシステム異常となる前に上記異常信号の出力によりその前兆を知らせることが出来る。従って、システム異常となる前にユーザーに注意を促し、突然システム異常となって救済の施しようがなくなると云った不都合を回避させることができる。
【0016】
望ましくは、上記計数手段は、不良メモリセルの数と分布に関する量をカウントし、不良メモリセルが同数のときに不良メモリセルが集中している場合よりも不良メモリセルが分散している場合の方が計数値が大きくなるように構成すると良い。すなわち、複数のアドレスで不良メモリセルがあって該アドレスが連続する場合に、これらアドレスが離散する場合よりも計数値が小さくなるように計数すると良い。
【0017】
不良メモリセルが集中している場合、その部分が特別に不良で、他の部分はさほど不良に達する傾向にないと云った状態であることが多く、一方、不良メモリセルが分散して発生している場合には、全体的に不良に達する傾向であることが多い。従って、上記のようなカウントを行うことで、システム異常の前兆として正確な情報を知らせることが出来る。
【0018】
更に望ましくは、例えば発光により報知を行うLEDなど、上記異常通知手段からの通知に基づきユーザにシステム異常に関する報知を行う報知手段を設けると良い。ユーザはこの報知によりメモリの交換やメモリへの新たなデータ書き込みを控えるなど、適切な処置を講ずることが出来る。
【0019】
また、上記のような不揮発性記憶装置は、コンピュータ周辺機器のファームウェア格納用メモリに適用すると有用である。メモリ不良でファームウェアの書換えに失敗するとシステムが全く機能しなくなる恐れがあるが、メモリ異常報知手段があるとユーザは異常報知により新たなバージョンのファームウェアへの書換えを控え、正常な不揮発性記憶装置と交換してからバージョンアップを行うなど適切な処置を取れる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1は、本発明の不揮発性記憶装置の実施の形態であるフラッシュメモリ10の概略構成を示すブロック図である。
【0022】
この実施の形態のフラッシュメモリ10は、フローティングゲートとコントロールゲートとを有する不揮発性のメモリセルをマトリックス状に配設してなるメモリアレイ11と、該メモリアレイ11の中からアドレス指定されたワード線とビット線とを選択するアドレスデコーダ12と、指定されたメモリセルのデータ読出し又はデータ書込みを行うR/W回路13と、データ書込みを完全に行うためにデータ書込み動作とベリファイ動作とを繰返し行わせるR/W制御回路14と、メモリアレイ11のデータを書込み単位よりも大きな所定単位ごとに一括消去する消去回路15と、フラッシュメモリ10の全体的な制御に加え不良メモリセルの管理やそのアドレス管理を行う制御回路16と、不良メモリのアドレスを記憶する不良アドレス記憶部(アドレス記憶手段)17と、不良メモリの数に関するカウントが行われる計数手段としてのカウンタ18等を備えている。
【0023】
制御回路16には、外部からリード・ライトコマンドR/Wやアドレス信号ADDが入力され、コマンドに応じてデータ書込み処理や読出し処理の実行制御を行う。そして、書込み処理でデータ書込みが正常に終了したら終了信号を外部に出力して書込み完了を通知する。また、制御回路16は不良メモリセルが検出された場合に、その不良アドレスや代替アドレスをアドレス記憶部17に格納したり、アドレスに応じてカウンタ18の更新を行う。さらに、制御回路16は代替制御手段としての機能を備え、不良メモリセルへ書込み要求やデータ読出し要求があった場合に、そのアドレスを正常なメモリセルの代替アドレスに変換してアドレスデコーダ12に出力するなどのアドレス管理を行う。また、不良メモリセルが増えてカウンタ18の値が所定値を越えた場合に異常通知手段としてシステム異常を知らせる異常信号を出力する。
【0024】
R/W制御回路14は、不良メモリセルを検出する検出手段としても機能し、データ書込み制御の際に、書込み動作とベリファイ動作を所定回繰り返しても正しくデータが書き込まれない場合に、不良メモリセルの発生とみなしてそのことを示す信号を制御回路16に出力する。
【0025】
アドレス記憶部17は、1メモリセル単位或いはバイト単位で且つ低い電圧で消去が可能なEEPROMを用いて構成したり、或いは、メモリアレイ11の一部の領域を用いて構成される。
【0026】
図2は、本発明に係る不揮発性記憶装置を使用したシステムの一例としてのルータ1の構成例を示すブロック図である。
【0027】
上述したフラッシュメモリ10は、ルータ1においてはファームウェアを記憶する不揮発性メモリなどに適用されるとともに、更に、システム内の他の構成と組み合わされて本発明に係るユーザへの異常報知機能を備えた記憶装置を実現する。
【0028】
すなわち、この実施の形態のルータ1には、通信処理や装置の全体的な制御を行うCPU2や、CPU2へ作業領域を提供するRAM20、並びに、CPU2により実行されるファームウェアが格納される上述のフラッシュメモリ10、電話回線側の通信インターフェース30やイーサネット側の通信インターフェース40のほか、発信着信の通知や電話番号などの表示に加え、フラッシュメモリ10の不良に関する表示が行われる例えばセグメント表示器などの表示部50や、点灯や消灯により発信着信の報知やフラッシュメモリ10の異常報知など各種の報知を行う報知手段としてのLED60などが設けられている。
【0029】
上記フラッシュメモリ10の異常に関する表示部の表示やLEDの点灯は、フラッシュメモリ10からのシステム異常信号の出力に基づきCPU2により実行される。そして、このような報知により、ユーザはメモリに異常があることが分るので、新たなバージョンのファームウェアが提供された場合でも、フラッシュメモリ10のデータを新バージョンのものに書き換えたりしないように注意したり、フラッシュメモリ10の交換の準備をすることが出来る。
【0030】
次に、上記フラッシュメモリ10の書込み処理について図3のフローチャートを参照しながら説明する。図3は、フラッシュメモリ10の制御回路16により実行されるデータ書込み処理のフローチャートである。
【0031】
外部からアドレス信号ADDと書込みコマンドとが入力されて書込み要求があるとこの書込み処理を開始して、先ず、ステップS1において、入力アドレスと不良アドレス記憶部17にあるアドレスとの比較を行う。その結果、入力アドレスが不良メモリセルのアドレスでなければ次のステップS2に移行するが、不良メモリセルのアドレスであれば、別のアドレスに再度書込み要求を出して、そのアドレスを入力アドレスとして再度ステップS1からの処理を実行する。
【0032】
なお、異なるアドレスへのアドレス変換をした場合には、次にそのデータの読出し処理を行う際に、同様のアドレス変換が行われて対応するデータが読み出されるように、制御回路16によりアドレス管理が行われる。また、代替的に使用しているアドレスへの書込み要求や読出し要求があった場合にも、同様に他のアドレスが代替的に使用されるようにアドレス管理が行われる。このような制御技術は、従来のMMU(Memory Management Unit)と同様のもので周知の技術である。
【0033】
なお、上記のようなアドレス変換をフラッシュメモリ10の内部で行わずに、フラッシュメモリ10の外部にMMUを設けて該MMUにより行わせたり、外部のCPUにより行わせるようにしても良い。その場合、ステップS1の判別処理で不良メモリセルのアドレスと判別された場合には、入力されたアドレスが不良メモリセルのものであることを示す不良アドレス信号を外部へ出力するように構成し、該不良アドレス信号に基づいてMMUやCPUが上記のようなアドレス変換を行うように構成すれば良い。
【0034】
ステップS1の判別処理で不良アドレスでないと判別された場合には、続くステップS2においてR/W制御回路14にデータ書込み処理を行わせる。そして、R/W制御回路14からデータ書込み終了の信号を受けたら、次のステップS3に移行する。
【0035】
ステップS3では、ステップS2で書き込んだデータを読み出して、さらに次のステップS4でこのデータの照合を行う。続いてステップS5において、データ照合の結果として書込みデータと読出しデータとが合致していれば、そのまま書込み処理を終了するが、合致していなければ、ステップS6に移行してそのアドレスのメモリセルを不良メモリセルとして、当該アドレスをアドレス記憶部17に格納する。
【0036】
次いで、ステップS7において不良メモリセルに関するカウンタ18の更新を行ってステップS8に移行する。
【0037】
図4には、フラッシュメモリ10に発生する不良メモリセルのカウント方法を説明する図を示す。上記ステップS7において行われるカウンタ18の更新は、例えば、図4(a)に示すように、メモリアレイ11の配置上で互いに離散した位置にあるメモリセルが不良となっている場合には不良メモリセルの数だけカウントされるように、また、図4(b)に示すように、連続した配置で複数のメモリセルが不良となった場合には、不良メモリセルの数に拘わらず不良セル数「1」と見なされるようにカウンタ18の更新が行われる。
【0038】
また、上記ステップS6における不良メモリセルのアドレス格納の形式も、連続配置の複数のメモリセルが不良となった場合に、それら複数のメモリセルのアドレスを個別に格納するのではなく、それら複数アドレスの先頭アドレスと終了アドレスとその間全てが不良であることを示す識別情報とを格納しておけば良い。そうすることでアドレス記憶部17に必要な容量も小さくすることが出来る。
【0039】
ステップS8では、カウンタ18の値が所定数(例えばメモリ容量の10%など)になっているか否か判別し、所定数以下であれば、別のアドレスへ再度書込み要求を行ってステップS1からの処理を再実行する。一方、カウンタ18の値が所定数以上であれば、ステップS9において、以降、ハイレベルのシステム異常信号が出力され続けられるようにする。そして、この書込み処理を終了する。
【0040】
システム側では、フラッシュメモリ10からシステム異常信号が出力されるとルータ1のCPU2がそれを検出し、該CPU2の制御により表示部にフラッシュROMの交換を促す表示やLEDの点灯が行われる。
【0041】
以上のように、この実施の形態のフラッシュメモリ10によれば、不良メモリセルの代替を書込み単位毎に行うので無駄がなく、また、代替用のメモリセルを別途記憶容量の中に組み込んでおく必要がないのでコストの低減を図れる。
【0042】
また、不良メモリセルが増えてシステム異常となる前に上記異常信号の出力によりその前兆を知らせることが出来るので、システム異常となる前にユーザーに注意を促し、突然システム異常となって救済の施しようがなくなると云った不都合を回避させることができる。
【0043】
また、不良メモリセルの数が同数でも、不良メモリセルが配置上集中して発生している場合よりも、不良メモリセルが分散して発生している場合の方が、早目に異常信号が出力されるので、システム異常の前兆としてより正確な情報を知らせることが出来る。
【0044】
そして、表示部でのシステム異常注意の表示やLEDの点灯などにより、ユーザはフラッシュメモリ10を交換したり、ファームウェアのバージョンアップを控えるなど適切な対処を講ずることが出来る。
【0045】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、不揮発性記憶装置としてフラッシュメモリや該フラッシュメモリを搭載した記憶システムを例示したが、その他、1ビット単位やバイト単位でデータ消去可能なEEPROM(electrically erasable programmable ROM)など、種々の不揮発性メモリを利用することが出来る。また、実施の形態では、1メモリセルを書込み単位とするタイプの不揮発性記憶装置を例示したが、バイトやセクタを書込み単位とするタイプのものにも同様に適用することが出来る。
【0046】
また、本発明に係る不揮発性記憶装置を、システムのファームウェアを格納するフラッシュメモリとして説明したが、一般的なデータを格納し頻繁にデータの書換えが行われるようなフラッシュメモリなどに適用しても効果的である。
【0047】
また、不良メモリセルに関するカウントの仕方も、上記実施の形態のものに限られず、例えば、集中しているか分布しているか拘わらずに不良メモリセルの発生数をそのままカウントするようにしたり、或いは、連続配置のメモリセルが不良となった場合は、その数の1/2や1/3など重み付けした数カウントされるようにしても良い。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従うと、不良メモリセルの代替を書込み単位毎に行うので無駄がなく、また、代替用のメモリセルを別途記憶容量の中に組み込んでおく必要がないのでコストの低減を図れる。また、不良メモリセルが増えてシステム異常となる前に上記異常信号の出力によりその前兆を知らせることが出来るので、システム異常となる前にユーザーに注意を促し、突然システム異常となって救済の施しようがなくなると云った不都合を回避させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のフラッシュメモリの概略構成を示すブロック図である。
【図2】本発明に係る不揮発性記憶装置が搭載されているルータのシステム構成を示すブロック図である。
【図3】フラッシュメモリの制御回路により実行されるデータ書込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図4】フラッシュメモリに発生する不良メモリセルのカウント方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 ルータ
2 CPU
10 フラッシュメモリ(不揮発性記憶装置)
11 メモリアレイ
14 R/W制御回路
16 制御回路
17 不良アドレス記憶部(アドレス記憶手段)
18 カウンタ(計数手段)
50 表示部
60 報知用LED
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique that is useful when applied to, for example, a nonvolatile semiconductor memory such as a flash memory, or a system in which the nonvolatile semiconductor memory is mounted.
[0002]
[Prior art]
Non-volatile semiconductor memory that can electrically erase and write data has a limit on the number of times of rewriting, such as about 100,000 times in flash memory, and there are defective memory cells that cannot be normally written when the number approaches. It will gradually occur.
[0003]
Conventionally, various techniques for dealing with the defective memory cell as described above have been proposed. For example, the techniques disclosed in JP-A-6-180993, JP-A-8-306192, and JP-A-11-134880 are newly applied to the data of a memory cell to be written when data is rewritten. The comparison with the data to be written is performed, and only when these data are different, data erasure and data writing are performed to reduce the actual number of times of writing in each memory cell and to reduce the occurrence of defective memory cells.
[0004]
Japanese Patent No. 2818529 discloses a control that makes the number of writes in each sector equal by address conversion, and prevents writing from being concentrated on only one portion of memory cells. This is to reduce the number of defective memory cells.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-20483 discloses that a storage area is divided into a main storage area and an auxiliary storage area for replacement in advance, and the use of the main storage area is performed when a defective memory cell is generated in the main storage area. The auxiliary storage area is prohibited and used as an alternative.
[0006]
By the way, a nonvolatile storage device such as a flash ROM is a storage in which firmware is stored in peripheral devices of a computer such as a router, TA (Terminal Adapter), or a web accelerator that accesses a predetermined site on the Internet and prefetches homepage data. Often used as a device. By storing the firmware in a rewritable non-volatile storage device, it is possible to flexibly cope with function upgrades and changes by upgrading peripheral devices in response to computer upgrades and the like.
[0007]
As described above, when the nonvolatile storage device is used for storing firmware, the entire capacity of the storage device is rarely used for storing firmware, and some percent is left unused. Therefore, even if a defective memory cell occurs, if the number is not too large, the defective memory cell is replaced with a memory cell in the remaining area, so that the entire firmware is stored in a valid memory cell. It can be used as usual without any trouble.
[0008]
Also, even when the nonvolatile storage device is used for storing images of a digital camera or for storing music data of a digital music player, it cannot be said that it cannot be used unless the entire area of the nonvolatile storage device is valid. By replacing the memory cell with another memory cell when it occurs, the capacity of the data that can be stored in the storage device is reduced, but other than that, it can be used without causing any trouble. However, if there are too many memory cells to be replaced, it takes time for the replacement process, so that the data reading and writing speeds are out of the allowable range of the main device and can be used normally.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, even when defective memory cells occur in a small percentage in the nonvolatile memory device, the system does not usually cause a system abnormality. However, the above-mentioned JP-A-6-180993 and JP-A-8- In the technology disclosed in Japanese Patent No. 306192, Japanese Patent Laid-Open No. 11-134880, Japanese Patent No. 2818529, and Japanese Patent Laid-Open No. 6-20483, the system does not inform the user of the occurrence of defective memory cells. Only when the trouble occurs will the user know the occurrence of defective memory cells. This is unfriendly for the user, and there has been a demand for the user to be able to recognize it before he / she has a trouble in exchange.
[0010]
In addition, in the case where a defective memory cell occurs in the main memory block, an alternative to the auxiliary block requires more memory capacity than the user can freely use to secure the auxiliary block, which increases the cost. In addition, there is a waste that a main memory block including a memory cell that can still be used when a defective memory cell is generated is discarded.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nonvolatile storage device that can effectively use a storage area without waste and can notify a user of a sign before trouble occurs with a margin for replacement or the like.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a detection means for detecting a defective memory cell in which data cannot be written at the time of data writing in an electronic system equipped with a nonvolatile storage device capable of electrically rewriting data. An address storage means for storing the address of the defective memory cell; and an alternative control means for controlling to write to a memory cell at another address when a write request is made to the address of the defective memory cell, The replacement control unit replaces the defective memory cell for each write unit (for example, for each memory cell, for each byte, for each sector, etc.) , and the replacement control unit is provided outside the nonvolatile memory device. The above-mentioned other addresses that are used as substitutes for defective memory cells are addresses reserved in advance for substitution. It has a structure which is accessible normal address when not in use as an alternative for not scan.
[0013]
According to such means, a defective memory cell is replaced every writing unit, so there is no waste, and it is not necessary to separately install a replacement memory cell in the storage capacity, so that the cost can be reduced. .
[0014]
Further, the present invention comprises a counting means for counting an amount related to the number of defective memory cells, and an abnormality notifying means for outputting a system abnormality signal when the count value of the counting means exceeds a predetermined value. Is.
[0015]
According to such means, before the number of defective memory cells increases and a system abnormality occurs, the precursor can be notified by the output of the abnormal signal. Therefore, it is possible to avoid the inconvenience that the user is alerted before the system abnormality occurs, and the system suddenly becomes abnormal and no relief is provided.
[0016]
Preferably, the counting means counts the number related to the number and distribution of defective memory cells, and when the number of defective memory cells is the same, the number of defective memory cells is more concentrated than when defective memory cells are concentrated. It is better to configure so that the count value becomes larger. That is, when there are defective memory cells at a plurality of addresses and the addresses are continuous, it is preferable to count so that the count value is smaller than when the addresses are discrete.
[0017]
When defective memory cells are concentrated, it is often the case that the portion is specially defective and the other portions are not prone to failure so much. In many cases, the tendency is to reach an overall failure. Therefore, by performing the count as described above, it is possible to notify accurate information as a precursor of system abnormality.
[0018]
More preferably, a notification means for notifying the user of a system abnormality based on a notification from the abnormality notification means, such as an LED for notification by light emission, may be provided. By this notification, the user can take appropriate measures such as refraining from replacing the memory or writing new data into the memory.
[0019]
The nonvolatile storage device as described above is useful when applied to a firmware storage memory of a computer peripheral device. If rewriting of firmware fails due to memory failure, the system may not function at all, but if there is a memory abnormality notification means, the user refrains from rewriting to a new version of firmware by abnormality notification, and a normal nonvolatile storage device Appropriate measures can be taken, such as version upgrade after replacement.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a flash memory 10 which is an embodiment of a nonvolatile memory device of the present invention.
[0022]
A flash memory 10 according to this embodiment includes a memory array 11 in which nonvolatile memory cells having floating gates and control gates are arranged in a matrix, and a word line addressed from the memory array 11 And an address decoder 12 for selecting a bit line, an R / W circuit 13 for reading or writing data in a specified memory cell, and a data writing operation and a verifying operation are repeated for complete data writing. R / W control circuit 14 for erasing, erasing circuit 15 for collectively erasing data in the memory array 11 for each predetermined unit larger than the writing unit, and control of the defective memory cell and its address in addition to the overall control of the flash memory 10 A control circuit 16 that performs management and a defective address that stores an address of the defective memory And 憶部 (address storage means) 17, count on the number of defective memory is provided with a counter 18 such as counting means to be performed.
[0023]
The control circuit 16 receives a read / write command R / W and an address signal ADD from the outside, and performs execution control of data write processing and read processing according to the command. When data writing is normally completed in the writing process, an end signal is output to the outside to notify the completion of writing. In addition, when a defective memory cell is detected, the control circuit 16 stores the defective address or alternative address in the address storage unit 17 or updates the counter 18 according to the address. Further, the control circuit 16 has a function as an alternative control means, and when there is a write request or a data read request to a defective memory cell, the address is converted into an alternative address of a normal memory cell and output to the address decoder 12 Address management such as to do. In addition, when the number of defective memory cells increases and the value of the counter 18 exceeds a predetermined value, an abnormality signal for notifying a system abnormality is output as abnormality notification means.
[0024]
The R / W control circuit 14 also functions as a detecting means for detecting a defective memory cell. When data is not correctly written even if the write operation and the verify operation are repeated a predetermined number of times during data write control, the R / W control circuit 14 A signal indicating the occurrence of the cell is output to the control circuit 16.
[0025]
The address storage unit 17 is configured by using an EEPROM that can be erased by a low voltage with one memory cell unit or byte unit, or by using a partial area of the memory array 11.
[0026]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the router 1 as an example of a system using the nonvolatile storage device according to the present invention.
[0027]
The flash memory 10 described above is applied to a nonvolatile memory or the like that stores firmware in the router 1 and further includes a function for notifying a user according to the present invention in combination with other components in the system. A storage device is realized.
[0028]
That is, in the router 1 of this embodiment, the CPU 2 that performs communication processing and overall control of the apparatus, the RAM 20 that provides a work area to the CPU 2, and the above-described flash that stores firmware executed by the CPU 2 are stored. In addition to the display of the memory 10, the communication interface 30 on the telephone line side and the communication interface 40 on the Ethernet side, in addition to displaying notifications of incoming / outgoing calls, telephone numbers, etc., display regarding defects in the flash memory 10 is performed. The LED 50 is provided as a notification means for performing various notifications such as notification of outgoing / incoming calls and notification of abnormalities in the flash memory 10 by turning on and off.
[0029]
The display on the display relating to the abnormality of the flash memory 10 and the lighting of the LED are executed by the CPU 2 based on the output of the system abnormality signal from the flash memory 10. And since such notifications indicate that the user has an abnormality in the memory, even if a new version of firmware is provided, be careful not to rewrite the data in the flash memory 10 with the new version. Or the flash memory 10 can be prepared for replacement.
[0030]
Next, the writing process of the flash memory 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 3 is a flowchart of data write processing executed by the control circuit 16 of the flash memory 10.
[0031]
When an address signal ADD and a write command are input from the outside and there is a write request, this write process is started. First, in step S1, the input address is compared with the address in the defective address storage unit 17. As a result, if the input address is not the address of the defective memory cell, the process proceeds to the next step S2. If it is the address of the defective memory cell, a write request is issued again to another address, and the address is used again as the input address. The process from step S1 is executed.
[0032]
When address conversion to a different address is performed, the address management is performed by the control circuit 16 so that the same address conversion is performed and the corresponding data is read out when the data is read next time. Done. In addition, when there is a write request or read request to an alternative address, address management is performed so that another address is used alternatively. Such a control technique is similar to a conventional MMU (Memory Management Unit) and is a well-known technique.
[0033]
Instead of performing the address conversion as described above in the flash memory 10, an MMU may be provided outside the flash memory 10 and performed by the MMU, or may be performed by an external CPU. In that case, when it is determined that the address of the defective memory cell is determined in the determination process in step S1, a defective address signal indicating that the input address is that of the defective memory cell is output to the outside. What is necessary is just to comprise so that MMU and CPU may perform the above address conversion based on this defective address signal.
[0034]
If it is determined in step S1 that the address is not a defective address, the R / W control circuit 14 is caused to perform data write processing in subsequent step S2. Then, when the data write end signal is received from the R / W control circuit 14, the process proceeds to the next step S3.
[0035]
In step S3, the data written in step S2 is read, and in the next step S4, this data is collated. Subsequently, in step S5, if the write data matches the read data as a result of the data collation, the write process is terminated as it is. If the data does not match, the process proceeds to step S6 and the memory cell at the address is stored. The address is stored in the address storage unit 17 as a defective memory cell.
[0036]
Next, in step S7, the counter 18 relating to the defective memory cell is updated, and the process proceeds to step S8.
[0037]
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for counting defective memory cells generated in the flash memory 10. For example, as shown in FIG. 4A, the updating of the counter 18 performed in the above step S7 is performed when the memory cells located at discrete positions on the arrangement of the memory array 11 are defective. When a plurality of memory cells are defective in a continuous arrangement as shown in FIG. 4B, the number of defective cells is counted regardless of the number of defective memory cells. The counter 18 is updated so as to be regarded as “1”.
[0038]
Also, the format of storing the addresses of the defective memory cells in the above step S6 is not to store the addresses of the plurality of memory cells individually when a plurality of memory cells arranged in succession are defective. It is only necessary to store the start address and end address of ID and identification information indicating that all of them are defective. By doing so, the capacity required for the address storage unit 17 can be reduced.
[0039]
In step S8, it is determined whether or not the value of the counter 18 is a predetermined number (for example, 10% of the memory capacity). If the value is less than the predetermined number, a write request is made again to another address, and the process from step S1 is started. Re-execute processing. On the other hand, if the value of the counter 18 is equal to or greater than the predetermined number, in step S9, a high level system abnormality signal is continuously output. Then, this writing process is terminated.
[0040]
On the system side, when a system abnormality signal is output from the flash memory 10, the CPU 2 of the router 1 detects it, and under the control of the CPU 2, a display for prompting replacement of the flash ROM and LED lighting are performed.
[0041]
As described above, according to the flash memory 10 of this embodiment, a defective memory cell is replaced for each writing unit, so there is no waste, and a replacement memory cell is separately incorporated in the storage capacity. Since it is not necessary, the cost can be reduced.
[0042]
In addition, since the abnormal signal can be signaled by the output of the abnormal signal before the number of defective memory cells increases and the system malfunctions, the user is alerted before the system malfunctions, and suddenly a system malfunction occurs and relief is performed. It is possible to avoid the inconvenience that there is no way.
[0043]
In addition, even when the number of defective memory cells is the same, an abnormal signal is earlier when the defective memory cells are distributed than when the defective memory cells are concentrated in the arrangement. Since it is output, it is possible to notify more accurate information as a precursor of system abnormality.
[0044]
The user can take appropriate measures such as replacing the flash memory 10 or refraining from upgrading the firmware by displaying a notice of system abnormality on the display unit or lighting the LED.
[0045]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, a flash memory or a storage system equipped with the flash memory is exemplified as a nonvolatile storage device, but various other nonvolatile memories such as EEPROM (electrically erasable programmable ROM) capable of erasing data in units of 1 bit or bytes. Can be used. In the embodiment, the nonvolatile memory device of the type having one memory cell as a writing unit is illustrated, but the present invention can be similarly applied to a type having a writing unit of bytes or sectors.
[0046]
Further, the nonvolatile storage device according to the present invention has been described as a flash memory for storing system firmware, but the present invention may be applied to a flash memory that stores general data and frequently rewrites data. It is effective.
[0047]
Further, the counting method for defective memory cells is not limited to that of the above embodiment, for example, the number of occurrences of defective memory cells may be counted as it is regardless of whether it is concentrated or distributed, or When memory cells arranged continuously become defective, a weighted number such as 1/2 or 1/3 of the number may be counted.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, defective memory cells are replaced for each write unit, so there is no waste, and there is no need to separately install a replacement memory cell in the storage capacity. Reduction can be achieved. In addition, since the abnormal signal can be signaled by the output of the abnormal signal before the number of defective memory cells increases and the system malfunctions, the user is alerted before the system malfunctions, and suddenly a system malfunction occurs and relief is performed. There is an effect that it is possible to avoid the inconvenience that there is no way out.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a flash memory according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of a router equipped with a nonvolatile storage device according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of data write processing executed by a control circuit of the flash memory.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for counting defective memory cells generated in a flash memory.
[Explanation of symbols]
1 Router 2 CPU
10 Flash memory (nonvolatile storage device)
11 Memory array 14 R / W control circuit 16 Control circuit 17 Defective address storage unit (address storage means)
18 Counter (Counting means)
50 Display unit 60 LED for notification

Claims (1)

電気的にデータの書き換えが可能な不揮発性記憶装置を搭載した電子システムにおいて、
データ書込みの際に正常にデータの書込みが行えない不良メモリセルを検出する検出手段と、
上記不良メモリセルのアドレスを記憶するアドレス記憶手段と、
不良メモリセルのアドレスに書込み要求があった場合に他のアドレスのメモリセルへデータを書き込ませることで不良メモリセルの代替を書込み単位毎に行う代替制御手段と、
上記不良メモリセルの計数処理を行う計数手段と、
該計数手段の計数値が所定値を超えたことに基づきシステム異常信号を出力する異常通知手段と、
該異常通知手段からの信号出力に基づきLEDの発光によりユーザにシステム異常に関する報知を行う報知手段とを備え、
上記計数手段は、複数のアドレスで不良メモリセルがあって該アドレスが連続する場合に、これらアドレスが離散する場合よりも計数値が小さくなるように計数し、
上記代替制御手段は、上記不揮発性記憶装置の外部に設けられたCPUにより構成されるとともに、不良メモリセルの代替とされる上記他のアドレスは代替用として予め確保されたアドレスでなく代替用として使用されないときにアクセス可能な通常のアドレスであることを特徴とする電子システム。
In an electronic system equipped with a nonvolatile storage device that can electrically rewrite data,
Detecting means for detecting a defective memory cell that cannot normally write data at the time of data writing;
Address storage means for storing the address of the defective memory cell;
An alternative control means for substituting a defective memory cell for each write unit by writing data to a memory cell at another address when there is a write request to the address of the defective memory cell;
Counting means for counting the defective memory cells;
An abnormality notification means for outputting a system abnormality signal when the count value of the counting means exceeds a predetermined value;
An informing means for informing a user of a system abnormality by light emission of an LED based on a signal output from the abnormality notifying means,
The counting means counts such that when there are defective memory cells at a plurality of addresses and the addresses are continuous, the count value is smaller than when the addresses are discrete,
The substitution control means is constituted by a CPU provided outside the nonvolatile memory device, and the other address to be substituted for the defective memory cell is not an address reserved in advance for substitution but for substitution. An electronic system characterized by a normal address accessible when not in use.
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