JP3954698B2 - メモリー制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばフラッシュメモリーのように、消去がある特定サイズのブロック単位でしか行えず、かつ消去回数に制限がある不揮発性メモリーに適用して有効なメモリー制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
不揮発性メモリーとして最近多く使われるようになってきたフラッシュメモリーは、その書込をランダムに行うことができるが、その消去はブロック単位でしか行うことができない。したがって、従来においては、そのメモリーの記憶内容を更新するに際し、更新しようとする記憶データが格納されているブロック内の全記憶データを外部へいったん退避させて、その退避させたデータに対して必要な修正を行うとともに、退避元のブロックに対して物理消去を行い、この消去を行ったブロックに修正後の退避データを再度書き込むことが行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した技術では、メモリーの記憶内容を更新する度にブロック単位での消去が行われるために、ブロック内の記憶データを部分的に書き換える場合でも、そのブロック全体を物理消去しなければならず、これにより余分な処理時間と消去回数が増えてしまうという問題が生じる。
【0004】
本発明は、不揮発性メモリーに対する消去の時間および回数を増やすことなく、その記憶データの更新を効率良く行えるようにすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、データ領域とヘッダ領域とから成るブロックを複数有するフラッシュメモリーのうち、1つのブロックのデータ領域内の未書込エリアの先頭アドレスを検出する未書込エリア検出手段と、前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスと前記1つのブロックの最終アドレスとから前記未書込エリアのサイズを算出する未書込エリアサイズ算出手段と、前記未書込エリアサイズ算出手段によって算出された未書込エリアのサイズに基づいて、新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めるか否かを判定する書込可否判定手段と、前記書込可否判定手段によって前記新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めると判定されたら、前記新たなデータレコードが属する内容系列がすでに前記ヘッダ領域に登録済みであるか否かを判定する登録済判定手段と、前記登録済判定手段によって前記新たなデータレコードが属する内容系列が前記ヘッダ領域に登録済みでないと判定されたら、前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスから前記新たなデータレコードを書き込むと共に、前記新たなデータレコードが書き込まれた先頭アドレスとデータレコードサイズとを前記ヘッダ領域に登録する新規書込手段と、前記登録済判定手段によって前記新たなデータレコードが属する内容系列が前記ヘッダ領域に登録済みであると判定されたら、前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスから前記新たなデータレコードを書き込むと共に、前記新たなデータレコードが更新する同じ内容系列のデータレコード内に前記データレコードが無効になったことを示すフラグと前記新たなデータレコードが書き込まれた先頭アドレスを示すリンク情報とを書き込む更新データ書込手段と、前記書込可否判定手段によって前記新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めないと判定されたら、前記データ領域から内容系列毎に最新のデータレコードを抽出して他のブロックに複写する複写手段と、を備え、前記未書込エリア検出手段は、前記ヘッダ領域に登録された全ての内容系列のデータレコードを、リンク情報を用いてたどることにより、前記データ領域内の最終のデータレコードの先頭アドレスを検出し、前記最終のデータレコードの先頭アドレスと前記ヘッダ領域に書き込まれたデータレコードサイズとから前記最終のデータレコードの終了アドレスを検出するようにしたものである。
【0006】
このように本発明のメモリー管理装置は、最終のデータレコードの先頭アドレスをリンク情報を用いて検出すると共に、前記最終のデータレコードの先頭アドレスとヘッダ領域に書き込まれたデータレコードサイズとから前記最終のデータレコードの終了アドレスを検出することによって未書込エリアの先頭アドレスを検出する。このため、未書込エリアの先頭アドレスを必要最小限の情報を用いて検出することができるため、データ本体をブロック内に最大限書き込むことができ、メモリーを有効に使用することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、データ領域とヘッダ領域とから成るブロックを複数有するフラッシュメモリーのうち、1つのブロックのデータ領域内の未書込エリアの先頭アドレスを検出する未書込エリア検出手段と、前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスと前記1つのブロックの最終アドレスとから前記未書込エリアのサイズを算出する未書込エリアサイズ算出手段と、前記未書込エリアサイズ算出手段によって算出された未書込エリアのサイズに基づいて、新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めるか否かを判定する書込可否判定手段と、前記書込可否判定手段によって前記新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めると判定されたら、前記新たなデータレコードが属する内容系列がすでに前記ヘッダ領域に登録済みであるか否かを判定する登録済判定手段と、前記登録済判定手段によって前記新たなデータレコードが属する内容系列が前記ヘッダ領域に登録済みでないと判定されたら、前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスから前記新たなデータレコードを書き込むと共に、前記新たなデータレコードが書き込まれた先頭アドレスとデータレコードサイズとを前記ヘッダ領域に登録する新規書込手段と、前記登録済判定手段によって前記新たなデータレコードが属する内容系列が前記ヘッダ領域に登録済みであると判定されたら、前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスから前記新たなデータレコードを書き込むと共に、前記新たなデータレコードが更新する同じ内容系列のデータレコード内に前記データレコードが無効になったことを示すフラグと前記新たなデータレコードが書き込まれた先頭アドレスを示すリンク情報とを書き込む更新データ書込手段と、前記書込可否判定手段によって前記新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めないと判定されたら、前記データ領域から内容系列毎に最新のデータレコードを抽出して他のブロックに複写する複写手段と、を備え、前記未書込エリア検出手段は、前記ヘッダ領域に登録された全ての内容系列のデータレコードを、リンク情報を用いてたどることにより、前記データ領域内の最終のデータレコードの先頭アドレスを検出し、前記最終のデータレコードの先頭アドレスと前記ヘッダ領域に書き込まれたデータレコードサイズとから前記最終のデータレコードの終了アドレスを検出するようにしたものである。このように本発明のメモリー管理装置は、最終のデータレコードの先頭アドレスをリンク情報を用いて検出すると共に、前記最終のデータレコードの先頭アドレスとヘッダ領域に書き込まれたデータレコードサイズとから前記最終のデータレコードの終了アドレスを検出することによって未書込エリアの先頭アドレスを検出する。このため、未書込エリアの先頭アドレスを必要最小限の情報を用いて検出することができるため、データ本体をブロック内に最大限書き込むことができ、メモリーを有効に使用することができる。
【0010】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図16を用いて説明する。
図1は、本発明の第1の実施態様によるメモリー制御装置の概略構成を示す。
【0011】
同図に示すメモリー制御装置1は、記憶領域管理部11、レコード書込部12、ヘッダ書込部13、レコード削除部14、ブロック管理部15、レコード読出部16などにより構成されている。上記機能(11〜16)は、図示を省略するが、汎用処理手段であるマイクロプロセッサを用いて一体的に構成されている。
【0012】
記憶領域管理部11は、フラッシュメモリー2の各記憶ブロックB1〜Bn内をデータ領域21とヘッダ領域22に分けて管理する。レコード書込部12は、上記データ領域21へのデータ書込をレコード単位で行うとともに、各データレコードにレコード間のデータ連結状態を示すリンク情報領域とデータレコードの有効/無効を示すフラグ領域を付加する。ヘッダ書込部13は、上記データ領域21に書き込まれたデータレコードの先頭アドレス位置とレコード長からなるヘッド情報を作成して上記ヘッダ領域22に書き込む。レコード削除部15は、上記データレコードの削除を、そのデータレコードの有効/無効を示すフラグ領域への無効フラグの書込によって論理的に行う。ブロック管理部15は、空き領域がなくなったブロックから有効なデータレコードだけを抽出して空き状態にある別ブロックに転送するとともに、転送元のブロックを物理的に消去することによりそのブロックを空き領域として解放する。レコード読出部16は、ヘッダ領域22のヘッダ情報に基づいてデータ領域21から有効なデータレコードを検索して読み出す。
【0013】
図2は、上記メモリー2の最小消去単位をなす記憶ブロック(B1〜Bn)の1つ(B1)を示す。同図に示すように、記憶ブロックB1はデータ領域21とヘッダ領域22に区画されて管理される。
【0014】
データ領域21には、各種データが内容別のレコード単位で格納される。R1−1,R3−1,R2−1,R1−2,R2−2,R3−2,R1−3はそれぞれデータレコードを示す。この場合、R1−1,R1−2,R−3は同じ内容系列(R1)のデータレコードであって、R1−3,R1−2,R1−1の順で新しくなっている。つまり、R1−1はブロックB1に最初に格納されたレコードであり、R1−2はそのR1−1を修正した更新レコード、R1−3はR1−2をさらに修正した最新レコードである。同様に、同じ内容系列のレコードR3−1,R3−2ではR3−2が最新レコードであり、R2−1,R2−2ではR2−2が最新レコードである。
【0015】
ヘッダ領域22には、上記データレコードの先頭アドレス位置とレコード長からなるヘッダH1〜H3情報が格納される。このヘッダ情報は、上記データレコードの内容系列ごとに1つずつ作成される。たとえば、R1−1,R1−2,R−3の内容系列(R1)については、その中の最初のレコードR1−1の先頭アドレス位置とレコード長からなるヘッダ情報H1が作成されて格納される。同様に、R3−1,R3−2の内容系列(R3)についてはR3−1のヘッダ情報H3が、R2−1,R2−2の内容系列(R2)についてはR2−1のヘッダ情報H2が、それぞれに作成されて格納されるようになっている。
【0016】
図3は上記データレコードおよびヘッダ情報のデータフォーマット例を示す。まず、ヘッダ情報は、上述したように、同一内容系列(Rx)の最初のデータレコード(Rx−1)の先頭アドレス位置(ポインタ)とレコード長(データサイズ)により構成される。
【0017】
データレコードRx−1は、データ本体部111と、レコード間のデータ連結状態を示すリンク情報部112と、データレコードの有効/無効を示すフラグ部113により構成される。この場合、リンク情報部112とフラグ部113は、データレコードRx−1が更新または削除された場合に追記の形で書き込まれるフィールドであって、最初の書込時点では空白のままとなっている。すなわち、リンク情報部112のフィールドには、データレコーダRx−1の内容が更新されて新たなデータレコーダRx−2がデータ領域21に格納されたときに、その新たなデータレコードRx−2の先頭アドレス位置が書き込まれる。フラグ部113には、データレコードRx−1が無効になったことを示すフラグが書き込まれる。この無効フラグが書き込まれたデータレコードRx−1は論理的に仮想削除されたことになる。
【0018】
図4は上記ブロック管理部15の動作概念を示す。
同図に示すように、たとえばブロックB1の空き容量が少なくなって次のデータレコードを書き加える余地がなくなった場合、そのブロックB1内から、同一内容系列ごとに最新のデータレコードを抽出して、次のブロックB2に複写する。この複写に際しては、ヘッダ情報も新たに作成し直して、ブロックB2のヘッダ領域に書き込む。これにより、元ブロックB1に格納されていた無効なレコードデータは実質的に破棄され、ブロックB2には、有効なデータレコードだけがブロックB2に転送される。この転送の後、元ブロックB1の記憶領域は物理消去により解放される。
【0019】
図5はデータレコードの新規書込または更新処理の概略フローを示す。
同図に示すように、メモリーにデータレコードを書き込む場合は、そのデータレコードと同じ内容系列のレコードがすでに登録済みであるか否かを判定する(WS−1)。この判定はメモリーの各ブロックに設けてあるヘッダ領域を検索して行われる。
【0020】
書き込もうとするデータレコードが登録されていなかった場合、つまり新規なレコードを書き込む場合は、そのデータレコードのヘッダ情報をメモリーのヘッダ領域に新規登録してから、そのデータレコードを上述した所定フォーマットでメモリーのデータ領域に書き込むことを行う(WS−2,WS−3)。
【0021】
また、書き込もうとするデータデコードが登録済みであった場合、つまりすでに書き込まれているレコードを更新する場合は、そのデータレコードを上述した所定フォーマットでメモリーのデータ領域に書き込むとともに、旧データレコードのリンク情報部(112)に新レコードの先頭アドレス位置を書き込み、かつそのフラグ部(113)に無効(削除)を示すフラグを書き込む(WS−3)。
【0022】
図6はデータレコードの読出処理の概略フローを示す。
同図に示すように、メモリーからデータレコードを読み出す場合は、そのデータレコードが登録済みか否かを判定する(RS−1)。この判定は上述したヘッダ情報の検索により行われる。
【0023】
この場合、読み出そうとするデータレコードが登録されていなければ、該当するデータレコーダがないということで、読み出しは行われない。
【0024】
読み出そうとするデータレコーダが登録されていたならば、そのデータレコーダのヘッダ情報に基づいて、データ領域から最新のデータレコードを検索する。この検索は、データレコードのリンク情報部(112)をチェックして行われる(RS−2)。
【0025】
最新のデータレコードが検索されたならば、次にその最新のデータレコードが有効か否かを判定する(RS−3)。この判定は、データレコーダのフラグ部(113)をチェックして行われる。フラグ部(113)に無効フラグが書き込まれていたならば、そのデータレコーダは削除されたものとみなして、読み出しは行わない。しかし、フラグ部(113)に無効フラグが書き込まれていなかったならば、つまり有効フラグであったならば、そのデータレコードを読み出す(RS−4)。
【0026】
図7はデータデコードの登録に際して実行される処理フローを示す。
データレコードの登録に際しては、同図に示すように、ヘッダ領域にヘッダ情報を新規登録するための空き領域が残っているかを確認するサブ処理が実行される(S1−1,S1−2)。
【0027】
図8はデータレコードの書込/更新に際して実行される処理フローを示す。
同図に示すように、データレコードの書込/更新に際しては、まず、データ領域に未書込の空き領域が残っているか否かをサーチし、空き領域が残っていた場合はその空き領域サイズを算出することが行われる(S2−1)。データレコードを新たに書き込めるだけの空き領域が残っていたならば、その空き領域に新規または更新のデータレコードの書込を行わせる(S2−2,S2−4)。空き領域が残っていなかったならば、次ブロックに新しいデータ領域を設定し、この新しいデータ領域を使ってデータレコードの書込を行わせる(S2−2,S2−3,S2−4)。
【0028】
図9は空き領域のサーチと空き領域サイズの算出に関する概略フローを示す。
同図に示すように、未書込の空き領域サーチは、データ領域内に格納されているすべてのデータレコードのリンク情報部を参照して行われる。リンク情報部には、前述したように、データレコーダの内容が更新されて新たなデータレコーダが書き込まれたときに、その新たなデータレコードの先頭アドレス位置が書き込まれるようになっている。したがって、すべてのデータレコードのリンク情報部をたどることにより、最終のデータレコードの先頭アドレス位置を検出することができる。この最終のデータレコードの終了アドレス位置はヘッダ情報に書き込んであるレコード長により求めることができ、この終了アドレスから未書込の空き領域サイズを算出することができる(S3−1,S3−2,S3−3)。
【0029】
図10は次ブロックに新しいデータ領域を設定するときの概略フローを示す。
同図に示すように、次ブロックに新しいデータ領域を設定する場合は、前ブロックのデータ領域から最新かつ有効なデータレコードだけを抽出して次ブロックのデータ領域に転写するとともに、その最新かつ有効なデータレコードに関するヘッダ情報を作成して次ブロックのヘッダ領域に書き込む(S4−1,S4−2)。この後、前ブロックを物理消去する(S4−2)。
【0039】
図11は、本発明の技術が適用された通信制御装置の該略構成を示す。
同図に示す通信制御装置3は、ホスト装置をなすユーザ端末装置4と通信回線5の間に介在するファクシミリモデム装置をなすものであって、マイクロプロセッサを用いたマイクロコントローラ31、フラッシュメモリーを用いた不揮発性メモリー32、ワークRAM33、変復調および回線制御部34、プログラム格納ROM35、およびホストI/F(インタフェイス)36などにより構成されている。
【0040】
ここで、不揮発性メモリー32には通信設定データなどのシステム情報が格納され、その書込/更新は上述したメモリー制御装置1を用いて行われるようになっている。そのメモリー制御装置1は、マイクロコントローラ(マイクロプロセッサ)31によりソフトウェア的に構成されている。
【0041】
図12は、図11に示した通信制御装置3の主要構成部分を機能ブロック別に示す。
【0042】
同図に示すように、上記通信制御装置3には、ホストI/F制御部61、通信制御処理部62、データ書込処理部63、システム情報管理部64、およびメイン制御部65などの各機能ブロックが設けられている。各機能ブロックは上記マイクロコントローラ31によりソフトウェア的に実現される。また、データ書込処理部63とシステム情報管理部64は本発明のメモリー制御装置をなし、不揮発性メモリー32に対するシステム情報の書込/更新をレコード単位で行うようになっている。
【0043】
なお、以上の説明では、1つのメモリーチップ内に複数の消去ブロックを有するフラッシュメモリーを使用する場合について説明したが、1チップを1消去単位とする多チップ構成のメモリーに対しても本発明は有効である。
【0044】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、消去がブロック単位でしか行えないメモリーのデータ更新を、その消去の時間および回数を増やすことなく、効率よく行わせることができる、という有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施態様によるメモリー制御装置の概要構成を示すブロック図
【図2】 メモリーの最小消去単位をなす記憶ブロックの構成図
【図3】 データレコードおよびヘッダ情報のフォーマット例を示す図
【図4】 ブロック管理部の動作概念を示す図
【図5】 データレコードの書込/更新に関する処理概略を示すフローチャート
【図6】 データレコードの読出に関する処理概略を示すフローチャート
【図7】 データレコードの登録に関する処理概略を示すフローチャート
【図8】 データレコードの書込/更新に際して実行される処理のフローチャート
【図9】 空き領域のサーチと空き領域サイズの算出に関する処理のフローチャート
【図10】 次ブロックに新しいデータ領域を設定するときの処理概略を示すフローチャート
【図11】 本発明の技術が適用された通信制御装置の概略構成を示すブロック図
【図12】 図11に示した通信制御装置内の構成を機能ブロック別に示す図
【符号の説明】
1 メモリー制御装置
11 記憶領域管理部
12 レコード書込部
13 ヘッダ書込部
14 レコード削除部
15 ブロック管理部
16 レコード読出部
2 フラッシュメモリー
21 データ領域
22 ヘッダ領域
B1〜Bn 記憶ブロック
111 データ本体部
112 リンク情報部
113 フラグ部
3 通信制御装置
31 マイクロコントローラ(メモリー制御装置1)
32 フラッシュメモリーを用いた不揮発性メモリー
33 ワークRAM
34 変復調および回線制御部
35 プログラム格納ROM
36 ホストI/F(インタフェイス)
4 ユーザ端末装置(ホスト装置)
5 通信回線
61 ホストI/F制御部
62 通信制御処理部
63 データ書込処理部(メモリー制御装置1)
64 システム情報管理部(メモリー制御装置1)
65 メイン制御部
Claims (1)
- データ領域とヘッダ領域とから成るブロックを複数有するフラッシュメモリーのうち、1つのブロックのデータ領域内の未書込エリアの先頭アドレスを検出する未書込エリア検出手段と、
前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスと前記1つのブロックの最終アドレスとから前記未書込エリアのサイズを算出する未書込エリアサイズ算出手段と、
前記未書込エリアサイズ算出手段によって算出された未書込エリアのサイズに基づいて、新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めるか否かを判定する書込可否判定手段と、
前記書込可否判定手段によって前記新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めると判定されたら、前記新たなデータレコードが属する内容系列がすでに前記ヘッダ領域に登録済みであるか否かを判定する登録済判定手段と、
前記登録済判定手段によって前記新たなデータレコードが属する内容系列が前記ヘッダ領域に登録済みでないと判定されたら、前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスから前記新たなデータレコードを書き込むと共に、前記新たなデータレコードが書き込まれた先頭アドレスとデータレコードサイズとを前記ヘッダ領域に登録する新規書込手段と、
前記登録済判定手段によって前記新たなデータレコードが属する内容系列が前記ヘッダ領域に登録済みであると判定されたら、前記未書込エリア検出手段によって検出された未書込エリアの先頭アドレスから前記新たなデータレコードを書き込むと共に、前記新たなデータレコードが更新する同じ内容系列のデータレコード内に前記データレコードが無効になったことを示すフラグと前記新たなデータレコードが書き込まれた先頭アドレスを示すリンク情報とを書き込む更新データ書込手段と、
前記書込可否判定手段によって前記新たなデータレコードを前記データ領域に書き込めないと判定されたら、前記データ領域から内容系列毎に最新のデータレコードを抽出して他のブロックに複写する複写手段と、
を備え、
前記未書込エリア検出手段は、前記ヘッダ領域に登録された全ての内容系列のデータレコードを、リンク情報を用いてたどることにより、前記データ領域内の最終のデータレコードの先頭アドレスを検出し、前記最終のデータレコードの先頭アドレスと前記ヘッダ領域に書き込まれたデータレコードサイズとから前記最終のデータレコードの終了アドレスを検出することを特徴とするメモリー制御装置。
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