JP4653960B2 - メモリカードおよび不揮発性メモリ混載マイコン - Google Patents

Description

本発明は、メモリカードおよび不揮発性メモリ混載マイコンに関し、特にフラッシュメモリ（フラッシュＥＥＰＲＯＭ）などのような不揮発性メモリを搭載したメモリカードや
、この不揮発性メモリとマイコンを混載した不揮発性メモリ混載マイコンに適用して有効な技術に関する。

本発明者が検討したところによれば、メモリカードに関しては、以下のような技術が考えられる。

たとえば、パーソナルコンピュータや携帯機器などの外部記憶媒体として、標準化団体であるＭＭＣＡ（ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａＣａｒｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が標準化したマルチメディアカード（登録商標）などのメモリカードが広く知られており、デジタルビデオカメラの静止画像記録、携帯電話のデータ記録、携帯音楽プレーヤの音楽記録などに用いられている。このようなマルチメディアカードにおいて、たとえばＭＭＣＡの非特許文献１では、電源仕様が１．８Ｖ系（１．６５Ｖ≦Ｖｃｃ≦１．９５Ｖ）と、３．３Ｖ系（２．７０Ｖ≦Ｖｃｃ≦３．６０Ｖ）に規格化され、（１．９５Ｖ＜Ｖｃｃ＜２．７０
Ｖ）は禁止領域となっている。
マルチメディアカード システム仕様書 バージョン３．３（ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａＣａｒｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒｓｉｏｎ３．３）

ところで、前記のようなメモリカードの技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。

たとえば、前記のようなマルチメディアカードにおいては、電源仕様が１．８Ｖ系と３
．３Ｖ系に規格化されているが、現状では３．３Ｖ系の電源で動作するものが製品化されている。このような状況の中、マルチメディアカードを使用する携帯機器などでは低消費電力化の傾向があり、それに伴ってマルチメディアカードにおいても、必要に応じて３．３Ｖ系から１．８Ｖ系に遷移させて動作させることが望まれている。

そこで、本発明の目的は、１．８Ｖ系と３．３Ｖ系などのような、異なる２種類の電源仕様による動作を実現することができるメモリカードおよび不揮発性メモリ混載マイコンを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明は、不揮発性メモリ（フラッシュメモリなど）と、この不揮発性メモリに対する動作を制御する制御手段（コントローラなど）と、不揮発性メモリの動作に対応して電圧レベルを変換する変換手段（レギュレータ／レベルシフタなど）とを備えたメモリカードに適用され、不揮発性メモリを第１電圧レベルで動作させる第１動作モードと、不揮発性メモリを第１電圧レベルより高い第２電圧レベルで動作させる第２動作モードとを有し、制御手段が、供給される電源電圧レベルを判定する場合、第１電圧レベルに対応する第１検出点の通過判定後、第２電圧レベルに対応する第２検出点の通過有無を判定し、第１電圧レベルであれば変換手段を駆動させずに不揮発性メモリを第１動作モードで動作させ、第２電圧レベルであれば変換手段を駆動させて電圧レベルを変換して不揮発性メモリを第２動作モードで動作させるものである。

このメモリカードにおいて、制御手段は、第１電圧レベルと第２電圧レベルのいずれか一方、または両方で動作可能を示す情報を持つものである。また、制御手段は、第１動作モードから第２動作モードへの遷移は自動的に行い、第２動作モードから第１動作モードへの遷移は不可能としたり、あるいはホスト機器からの遷移指示を受けて可能とするものである。特に、第１電圧レベルは１．８Ｖ系であり、第２電圧レベルは３．３Ｖ系とするものである。

また、本発明は、不揮発性メモリ混載マイコンに適用され、前記メモリカードと同様の機能を有する、不揮発性メモリ（フラッシュメモリなど）、マイコン、変換手段（レギュ
レータ／レベルシフタなど）を備え、マイコンが、供給される電源電圧レベルを判定する場合、第１電圧レベルに対応する第１検出点の通過判定後、第２電圧レベルに対応する第２検出点の通過有無を判定し、第１電圧レベルであれば変換手段を駆動させずに不揮発性メモリを第１動作モードで動作させ、第２電圧レベルであれば変換手段を駆動させて電圧レベルを変換して不揮発性メモリを第２動作モードで動作させるものである。

この不揮発性メモリ混載マイコンにおいて、マイコンは、第１電圧レベルと第２電圧レベルのいずれか一方、または両方で動作可能を示す情報を持つものである。また、マイコンは、第１動作モードから第２動作モードへの遷移、および第２動作モードから第１動作モードへの遷移は自動的に行うものである。特に、第１電圧レベルは１．８Ｖ系であり、第２電圧レベルは３．３Ｖ系とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）１．８Ｖ系と３．３Ｖ系などのような、第１電圧レベルと第２電圧レベルとの異なる２種類の電源仕様による動作を実現することができる。

（２）前記（１）により、電源仕様が、異なる２種類の電圧レベルにより動作可能なメモリカード、不揮発性メモリ混載マイコンを提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、図１により、本発明の一実施の形態であるメモリカードを用いたシステムの構成の一例を説明する。図１は、メモリカードを用いたシステムの構成図を示す。

本実施の形態であるメモリカードを用いたシステムは、たとえばメモリカードの一例としてのマルチメディアカードを用いたシステムとされ、マルチメディアカード１と、このマルチメディアカード１に電気的に接続され、マルチメディアカード１にコマンドを供給して、このマルチメディアカード１の動作を制御するホスト機器２などから構成される。このシステムでは、ホスト機器２は、たとえばパーソナルコンピュータや携帯機器などからなり、これらの外部記憶媒体としてマルチメディアカード１が用いられる。

マルチメディアカード１は、各種情報を記憶するフラッシュメモリ１１と、このフラッシュメモリ１１に対する動作を制御するコントローラ１２などから構成される。このマルチメディアカード１は、ホスト機器２に挿抜可能に設けられ、ホスト機器２への挿入状態において、ホスト機器２と電気的に接続される。

フラッシュメモリ１１には、ユーザデータおよび管理データなどを記憶するメモリアレイ２１と、このメモリアレイ２１に対する制御論理機能を持つロジック回路２２と、このメモリアレイ２１とロジック回路２２からなるコア回路を動作させる電圧レベルを変換するためのＯＮ／ＯＦＦ機能付きのレギュレータ２３と、コントローラ１２とのインターフェースを司り、コントローラ１２と接続するためのＯＮ／ＯＦＦ機能付きのレベルシフタなどの制御論理機能を持つＩ／Ｏ回路２４などが備えられている。

コントローラ１２には、カード全体の演算処理を司るＣＰＵなどからなるコア回路３１と、ホスト機器２とのインターフェースを司り、ホスト機器２と接続するためのＯＮ／ＯＦＦ機能付きのレベルシフタなどの制御論理機能を持つＩ／Ｏ回路３２と、フラッシュメモリ１１とのインターフェースを司り、フラッシュメモリ１１にアクセスするためのＯＮ／ＯＦＦ機能付きのレベルシフタなどの制御論理機能を持つＩ／Ｏ回路３３と、ホスト機器２から供給される電源電圧レベルを検出する電圧検出回路３４と、コア回路３１を動作させる電圧レベルを変換するためのＯＮ／ＯＦＦ機能付きのレギュレータ３５などが備えられている。また、このコントローラ１２には、コア回路３１内のレジスタ（図示せず）などに、１．８Ｖ系の第１電圧レベルと３．３Ｖ系の第２電圧レベルの両方で動作可能を示す情報を持っている。あるいは、１．８Ｖ系と３．３Ｖ系の一方に限られる場合には、その一方で動作可能を示す情報を持つことも可能である。

以上のように構成されるシステムにおいて、マルチメディアカード１には、ホスト機器２から、電源電圧として、１．８Ｖ系（１．６５Ｖ〜１．９５Ｖ）と３．３Ｖ系（２．７〜３．６Ｖ）の電圧が供給され、フラッシュメモリ１１、コントローラ１２にそれぞれ印加される。

そして、フラッシュメモリ１１では、１．８Ｖ系が印加された場合にはレギュレータ２３をＯＦＦにして駆動させず、３．３Ｖ系が印加された場合にはレギュレータ２３をＯＮにして駆動させて電圧レベルを１．８Ｖ系に変換して、メモリアレイ２１とロジック回路２２からなるコア回路に１．８Ｖ±０．１５Ｖを印加する。さらに、Ｉ／Ｏ回路２４においても、１．８Ｖ系が印加された場合にはレベルシフタをＯＦＦにして駆動させず、３．３Ｖ系が印加された場合にはレベルシフタをＯＮにして駆動させて信号の振幅を１．８Ｖ系の電圧レベルに変換する。

一方、コントローラ１２では、１．８Ｖ系が印加された場合、３．３Ｖ系が印加された場合にもレギュレータ３５をＯＮにして駆動させて常時電圧レベルを１．８Ｖ系に変換して、コア回路３１に１．８Ｖ±０．１５Ｖを印加する。さらに、Ｉ／Ｏ回路３２においても、１．８Ｖ系が印加された場合にはレベルシフタをＯＦＦにして駆動させず、３．３Ｖ系が印加された場合にはレベルシフタをＯＮにして駆動させて信号の振幅を１．８Ｖ系の電圧レベルに変換する。

この際に、フラッシュメモリ１１内のレギュレータ２３、コントローラ１２内のレギュレータ３５のＯＮ／ＯＦＦ、レベルシフタのＯＮ／ＯＦＦの各制御は、ホスト機器２から供給される電源電圧を電圧検出回路３４で検出し、コア回路３１における判定結果に基づいて制御される。たとえば、この電源電圧レベルを判定する場合、１．８Ｖ系の電圧レベルに対応する検出点Ａ（１．２５Ｖ〜１．５５Ｖ）の通過判定後、３．３Ｖ系の電圧レベルに対応する検出点Ｂ（２．３Ｖ〜２．５Ｖ）の通過有無を判定し、１．８Ｖ系の電圧レベルであれば、レギュレータ２３、レベルシフタを駆動させずにフラッシュメモリ１１を１．８Ｖ系動作モードで動作させ、また３．３Ｖ系の電圧レベルであれば、レギュレータ２３、レベルシフタを駆動させて電圧レベルを変換してフラッシュメモリ１１を３．３Ｖ系動作モードで動作させる。このように、１．８Ｖ系と３．３Ｖ系との異なる２種類の電圧レベルによる動作モードで動作させることができる。

また、コントローラ１２のコア回路３１についても、１．８Ｖ系の電圧レベルであれば
、レベルシフタを駆動させずに１．８Ｖ系動作モードで動作させることができ、また３．３Ｖ系の電圧レベルであれば、レベルシフタを駆動させて電圧レベルを変換することで、３．３Ｖ系動作モードで動作させることができる。

次に、図２により、本実施の形態であるメモリカードを用いたシステムにおいて、パワーオンシーケンスの一例を説明する。図２は、パワーオンシーケンスの説明図を示す。なお、このシステムでは、予めホスト機器２に対して、マルチメディアカード１が動作可能な電圧範囲を知らせておく。

パワーオンシーケンスにおいて、検出点Ａ（１．２５Ｖ〜１．５５Ｖ）通過後のマルチメディアカード１は、１．８Ｖ系（１．６５Ｖ〜１．９５Ｖ）動作モードとなる。すなわち、電圧検出回路３４において１．２５Ｖ〜１．５５Ｖの範囲の電圧レベルを検出した場合（Ｄｅｔｅｃｔ＿Ａ）は、これを受けてコア回路３１が１．８Ｖ系のリセットを解除し
、フラッシュメモリ１１を１．６５Ｖ〜１．９５Ｖの動作保証範囲内で動作させる。なお
、この検出点Ａを含む１．２５Ｖ〜１．６５Ｖの範囲において、コントローラ１２の制御によりフラッシュメモリ１１に対してリード動作を行い、フラッシュメモリ１１の動作を確認する。

さらに、検出点Ｂ（２．７〜３．６Ｖ）通過後は、コントローラ１２がフラッシュメモリ１１に対して３．３Ｖ系（２．７〜３．６Ｖ）動作モードを指示し、これによってフラッシュメモリ１１は３．３Ｖ系動作モードとなる。すなわち、電圧検出回路３４において２．７Ｖ〜３．６Ｖの範囲の電圧レベルを検出した場合（Ｄｅｔｅｃｔ＿Ｂ）は、これを受けてコア回路３１が３．３Ｖ系のリセットを解除し、フラッシュメモリ１１を２．７Ｖ〜３．６Ｖの動作保証範囲内で動作させる。この際に、コントローラ１２に内蔵の３．３Ｖ系動作を示すレジスタ（３Ｖｏｐｅ．Ｒｅｇ）をセットし、動作モードをコマンドで指定する。

次に、図３〜図７により、各検出点におけるマルチメディアカードの動作を説明する。それぞれ、図３は検出点Ａを通過した時、図４は検出点Ｂを通過した時（レベルシフタあり）、図５は検出点Ｂを通過した時（レベルシフタなし）、図６は検出点Ｂを通過後に検
出点Ｂ以下に低下した時（遷移不可能）、図７は検出点Ｂを通過後に検出点Ｂ以下に低下
した時（遷移可能）の説明図を示す。

図３に示すように、ホスト機器２からの供給電圧が検出点Ａを通過した時は、コントローラ１２のコア回路３１およびフラッシュメモリ１１のコア回路の動作電圧とホスト機器２からの供給電圧が同等なので、コントローラ１２内のＩ／Ｏ回路３２，３３、フラッシュメモリ１１内のＩ／Ｏ回路２４のレベルシフタはＯＦＦにして駆動させない。また、フラッシュメモリ１１内のレギュレータ２３もＯＦＦにして駆動させない。すなわち、ホスト機器２から供給された電源電圧（１．８Ｖ系：１．６５Ｖ〜１．９５Ｖ）により、マルチメディアカード１内のコントローラ１２のコア回路３１、フラッシュメモリ１１のコア回路をそれぞれ動作させる。かつ、ホスト機器２とマルチメディアカード１内のコントローラ１２のコア回路３１との間、コントローラ１２のコア回路３１とフラッシュメモリ１１のコア回路との間の信号電圧も、１．８Ｖ系で入力および出力される。これにより、フラッシュメモリ１１を１．８Ｖ系動作モードで動作させることができる。

図４に示すように、ホスト機器２からの供給電圧が検出点Ｂを通過した時は、コントローラ１２のコア回路３１およびフラッシュメモリ１１のコア回路の動作電圧とホスト機器２からの供給電圧が異なるので、コントローラ１２内のＩ／Ｏ回路３２，３３、フラッシュメモリ１１内のＩ／Ｏ回路２４のレベルシフタをＯＮにして信号レベルを合わせる。すなわち、ホスト機器２とマルチメディアカード１内のコントローラ１２との間のＩ／Ｏ回路３２は３．３Ｖ系から１．８Ｖ系に降圧し、コントローラ１２とフラッシュメモリ１１との間のＩ／Ｏ回路３３は１．８Ｖ系から３．３Ｖ系に昇圧し、フラッシュメモリ１１のＩ／Ｏ回路２４は３．３Ｖ系から１．８Ｖ系に降圧駆動する。かつ、コントローラ１２内の３．３Ｖ系動作を示すレジスタ（３Ｖｏｐｅ．Ｒｅｇ）を参照して、フラッシュメモリ１１に３．３Ｖ系動作コマンド（ＣＭＤ）を発行することにより、レギュレータ２３は３
．３Ｖ系から１．８Ｖ系に降圧する。そして、マルチメディアカード１内のコントローラ１２のコア回路３１、フラッシュメモリ１１のコア回路を１．８Ｖ系でそれぞれ動作させる。これにより、１．８Ｖ系から３．３Ｖ系の動作モードへ自動的に遷移し、フラッシュメモリ１１を３．３Ｖ系動作モードで動作させることができる。

図５に示すように、図４（コントローラ１２とフラッシュメモリ１１との間のＩ／Ｏ回路にレベルシフタがある構成）に対して、レベルシフタがない構成においては、コントローラ１２とフラッシュメモリ１１との間のＩ／Ｏ回路３３，２４は１．８Ｖ系のままで駆動することができる。

図６に示すように、ホスト機器２からの供給電圧が検出点Ｂを通過後に検出点Ｂ以下に低下した時は、ホスト機器２側の電力低下を想定し、マルチメディアカード１の動作中に３．３Ｖ系の動作から１．８Ｖ系の動作へは遷移しない仕組みを持つ。すなわち、コントローラ１２内の３．３Ｖ系動作を示すレジスタ（３Ｖｏｐｅ．Ｒｅｇ）が“１”から“０”に変化した場合、マルチメディアカード１はインアクティブ状態に遷移する。これにより、１．８Ｖ系から３．３Ｖ系の動作モードへは自動的に遷移するが、３．３Ｖ系から１．８Ｖ系の動作モードへは遷移不可能とすることができる。

図７に示すように、図６（３．３Ｖ系動作モードから１．８Ｖ系動作モードへは遷移不可能）に対して、３．３Ｖ系で動作していたホスト機器２側が低電力モードを要求してきた場合を想定すると、マルチメディアカード１はホスト機器２からのコマンド（動作電圧モード切替コマンド）を受けて１．８Ｖ系の動作に遷移できる仕組みを持つ。その時、供給電圧が検出点Ｂ通過後に検出点Ｂ以下に低下するが、動作電圧モード切替コマンドのフラグを立て、コントローラ１２内の３．３Ｖ系動作を示すレジスタ（３Ｖｏｐｅ．Ｒｅｇ
）が“１”から“０”に変化した場合でも、マルチメディアカード１はアクティブ状態に遷移する。その際、フラッシュメモリ１１のレギュレータ２３をＯＦＦにしてフラッシュメモリ１１も１．８Ｖ系の動作とする。これにより、３．３Ｖ系から１．８Ｖ系の動作モードへはホスト機器２からのコマンドを受けて遷移可能とすることができる。

次に、図８および図９により、本実施の形態において、他のメモリカードを用いたシステムの構成の一例を説明する。図８および図９は、他のメモリカードを用いたシステムの構成図を示す。

図８に示す、メモリカードを用いたシステムは、前記図１と同様にマルチメディアカードを用いたシステムとされ、前記図１に対して、フラッシュメモリ１１ａのＩ／Ｏ回路（
２４）、コントローラ１２ａの電圧検出回路（３４）を削除し、コントローラ１２ａのコ
ア回路３１ａを１．３Ｖ系で動作させるように構成した例である。

この構成においては、コントローラ１２ａのレギュレータ３５ａが基準電圧発生回路を含み、ホスト機器２から１．８Ｖ系の電圧、または３．３Ｖ系の電圧が供給された場合でも、基準電圧発生回路により発生される基準電圧に基づいて、１．８Ｖ系および３．３Ｖ系のそれぞれの供給電圧に対応して１．３Ｖ系の電圧に降圧し、コア回路３１ａに対して１．３Ｖ系の電圧を供給して動作させることができる。なお、コントローラ１２ａのＩ／Ｏ回路３２ａ，３３ａ内のレベルシフタは、１．８Ｖ系の電圧であれば駆動させず、３．３Ｖ系の電圧であれば駆動させる。

また、フラッシュメモリ１１ａにおいては、レギュレータ２３ａが電圧検出回路を含み
、この電圧検出回路によりホスト機器２から供給された電源電圧を検出し、１．８Ｖ系の電圧レベルであれば、レギュレータ２３ａを駆動させないことで、メモリアレイ２１ａとロジック回路２２ａからなるコア回路を１．８Ｖ系動作モードで動作させることができ、また３．３Ｖ系の電圧レベルであれば、レギュレータ２３ａを駆動させて電圧レベルを変換することによって３．３Ｖ系動作モードで動作させることができる。

図９に示す、メモリカードを用いたシステムは、前記図１および前記図８と同様にマルチメディアカードを用いたシステムとされ、前記図８に対して、フラッシュメモリ１１ｂのレギュレータ（２３）を削除し、このフラッシュメモリ１１ｂにコントローラ１２ｂのレギュレータ３５ｂで降圧した電圧を供給して１．８Ｖ系で動作させるとともに、コントローラ１２ｂのコア回路３１ｂも１．８Ｖ系で動作させるように構成した例である。

この構成においては、コントローラ１２ｂのレギュレータ３５ｂが電圧検出回路を含み
、この電圧検出回路によりホスト機器２から供給された電源電圧を検出し、１．８Ｖ系の電圧レベルであれば、レギュレータ３５ｂを駆動させずにコア回路３１ｂを１．８Ｖ系動作モードで動作させ、また３．３Ｖ系の電圧レベルであれば、レギュレータ３５ｂを駆動させて電圧レベルを変換して３．３Ｖ系動作モードで動作させることができる。なお、コントローラ１２ｂのＩ／Ｏ回路３２ｂ，３３ｂ内のレベルシフタは、１．８Ｖ系の電圧であれば駆動させず、３．３Ｖ系の電圧であれば駆動させる。

また、フラッシュメモリ１１ｂにおいては、コントローラ１２ｂのレギュレータ３５ｂを経由して１．８Ｖ系の電圧レベルが供給されるので、メモリアレイ２１ｂとロジック回路２２ｂからなるコア回路を１．８Ｖ系動作モードで動作させることができる。

次に、図１０により、本発明の一実施の形態である不揮発性メモリ混載マイコンを用いたシステムの構成の一例を説明する。図１０は、不揮発性メモリ混載マイコンを用いたシステムの構成図を示す。

本実施の形態である不揮発性メモリ混載マイコンを用いたシステムは、不揮発性メモリ混載マイコン６と、この不揮発性メモリ混載マイコン６に電気的に接続され、不揮発性メモリ混載マイコン６にコマンドを供給して、この不揮発性メモリ混載マイコン６の動作を制御するホスト機器７などから構成され、不揮発性メモリ混載マイコン６は前記メモリカードと同様の機能を有している。すなわち、不揮発性メモリ混載マイコン６は、各種情報を記憶するフラッシュメモリ６１と、このフラッシュメモリ６１に対する動作を制御するマイコン６２などから構成される。

フラッシュメモリ６１には、ユーザデータおよび管理データなどを記憶するメモリアレイ７１と、このメモリアレイ７１に対する制御論理機能を持つロジック回路７２などが備えられている。このフラッシュメモリ６１へは、マイコン６２のレギュレータを経由して電源電圧が供給される。

マイコン６２には、ＣＰＵおよびＲＡＭなどからなるコア回路８１と、ホスト機器７とのインターフェースを司り、ホスト機器７と接続するためのＯＮ／ＯＦＦ機能付きのレベルシフタなどの制御論理機能を持つＩ／Ｏ回路８２と、ホスト機器７から供給される電源電圧レベルを検出する電圧検出回路８４と、コア回路８１を動作させる電圧レベルを変換するためのＯＮ／ＯＦＦ機能付きのレギュレータ８５などが備えられている。

この構成において、不揮発性メモリ混載マイコン６に内蔵されたマイコン６２が、ホスト機器７から供給される電源電圧レベルを判定する場合、１．８Ｖ系の電圧レベルに対応する検出点Ａの通過判定後、３．３Ｖ系の電圧レベルに対応する検出点Ｂの通過有無を判定し、１．８Ｖ系の電圧レベルであれば、レギュレータ８５、レベルシフタを駆動させずにフラッシュメモリ６１に供給することにより、フラッシュメモリ６１を１．８Ｖ系動作モードで動作させることができ、また３．３Ｖ系の電圧レベルであれば、レギュレータ８５、レベルシフタを駆動させて電圧レベルを変換してフラッシュメモリ６１に供給することにより、フラッシュメモリ６１を３．３Ｖ系動作モードで動作させることができる。

また、この不揮発性メモリ混載マイコン６において、ホスト機器７からの供給電圧が検出点Ａを通過後に検出点Ｂを通過した時は、１．８Ｖ系から３．３Ｖ系の動作モードへ自動的に遷移可能であり、また検出点Ｂを通過後に検出点Ｂ以下に低下した時は、３．３Ｖ系から１．８Ｖ系の動作モードへ自動的に遷移可能な構成となっている。

従って、本実施の形態によれば、フラッシュメモリ１１，１１ａ，１１ｂとコントローラ１２，１２ａ，１２ｂを搭載したマルチメディアカード１，１ａ，１ｂや、フラッシュメモリ６１とマイコン６２を混載した不揮発性メモリ混載マイコン６において、１．８Ｖ系と３．３Ｖ系との異なる２種類の電源仕様により動作させることができる。

また、マルチメディアカード１，１ａ，１ｂにおいては、１．８Ｖ系動作モードから３
．３Ｖ系動作モードへは自動的に遷移し、３．３Ｖ系動作モードから１．８Ｖ系動作モードへの遷移は不可能としたり、あるいはホスト機器２からのコマンドを受けて遷移可能とすることができる。

また、不揮発性メモリ混載マイコン６においては、１．８Ｖ系動作モードから３．３Ｖ系動作モードへの遷移、３．３Ｖ系動作モードから１．８Ｖ系動作モードへの遷移はどちらも自動的に可能とすることができる。

マルチメディアカードの内部レジスタとしてＯＣＲ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）と呼ばれるものがあり、そのＯＣＲにはそのマルチメディアカードが動作可能な電圧を示す情報が含まれている。ＯＣＲの内容を表１に示す。

このＯＣＲはマルチメディアカードに接続されるホスト機器からも読み出しが可能とされ、ＯＣＲに含まれる動作電圧情報を取得することにより、ホスト機器はマルチメディアカードが動作可能な電圧を知ることが出来、マルチメディアカードに供給する電圧レベルを選択することが可能となる。

ホスト機器からは、例えば１．８Ｖ系の動作電圧が供給されており、マルチメディアカード内のフラッシュメモリが１．８Ｖ系の動作電圧では格納されているデータの読み出しについても動作不安定となるようなフラッシュメモリであった場合を考慮すると、ＯＣＲをフラッシュメモリに格納していた場合、このようなフラッシュメモリから読み出されたＯＣＲ情報をホスト機器に供給した場合、誤った動作電圧情報をホスト機器は取得することにもなりかねないことから、ＯＣＲ情報をフラッシュメモリに格納することは適切ではない。

また、マルチメディアカード内のフラッシュメモリが１．８Ｖ系の動作電圧で動作可能か否かに応じて、ＯＣＲ情報をフラッシュメモリに格納するか、他に格納するかを選択することは、マルチメディアカード内のコントローラの品種の増加を招き、製造コストの増大を招くことにもなる。

そこで、本発明者は、マルチメディアカードを２種類の電源により動作可能とすると共に、１種類の電源のみで動作可能とする場合においても、ＯＣＲ情報を適切にホスト機器に供給することを検討した。

図１１に、ＯＣＲ情報の設定についての一実施の形態を示す。表１に示すＯＣＲの内容のうち動作電圧を示す情報として設定を行う必要があるのは第７ビット目のみであり、他のビットについては固定となっている。そのため、第７ビットの設定のためにボンディングパットを設け、ボンディングパットが接地電源に接続されている場合は論理“０”に設定され、ボンディングパットがオープン又は動作電源に接続されている場合は論理“１”に設定され、マルチメディアカード全体として１．８Ｖ系の動作電圧で動作可能か否かを設定することが出来る。

ＯＣＲの他のビットについても、将来において設定が必要となる可能性をも考慮するのであれば、図１２に示す通り、他のビットについてもボンディングパットにより設定可能としておいても良い。

更に、図１３に、ＯＣＲ情報の設定についての他の実施の形態を示す。本実施の形態では、第７ビット目の設定のためにヒューズを設け、該ヒューズが電気的に接続されていることで接地電源に接続され論理“０”に設定され、該ヒューズが電気的に切断されていることで動作電源に接続され論理“１”に設定され、マルチメディアカード全体として１．８Ｖ系の動作電圧で動作可能か否かを設定することが出来る。

図１２と同様、図１４に示すように、ＯＣＲの他のビットについてもヒューズを介して接地電源若しくは動作電源のいずれか一方に接続しておくことで、設定可能としておいても良いことは言うまでもない。また、ヒューズの構成としてレーザで切断をするレーザヒューズ等や不揮発性メモリを用いたフラッシュヒューズ等であっても良い。

また、ボンディングパットの接続電位やヒューズでの接続／切断の設定は、図示する様に動作電源にｐｕｌｌ−ｕｐしている場合と、ｐｕｌｌ−ｄｏｗｎしている場合で異なることも言うまでもない。

このように、ＯＣＲ情報の設定をボンディングパットやヒューズにより設定可能とすることで、コントローラは接続されるフラッシュメモリの動作電圧に応じて設定可能とすることが出来、コントローラの品種の増加及び管理コストの増大を低減することが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

たとえば、前記実施の形態においては、不揮発性メモリとしてフラッシュメモリを例に説明したが、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリなどにも適用することが可能である。

また、本発明は、前記のようにフラッシュメモリを搭載したマルチメディアカードに適用して効果的であるが、さらに他の規格のメモリカード、メモリ装置などの半導体装置全般に広く応用可能であり、特に異なる２種類の電源により動作させるメモリカードや半導体装置に良好に適用することができる。

更には、前記実施の形態では１．８Ｖ系動作モードと３．３Ｖ系動作モードの２つの動作モードについて説明をしたが、例えば１．２Ｖ系動作モードを更に有するようなメモリカードや半導体装置であっても良い。このようなメモリカードの場合、１．２Ｖ系の電源電圧が供給される場合は、レギュレータを停止させ又はスルーさせ、１．８Ｖ系又は３．３Ｖ系の電源電圧が供給される場合はレギュレータを動作させて、コア回路３１等に１．２Ｖ系の電圧を供給するようにしても良い。

若しくは、昇圧用のレギュレータと降圧用のレギュレータとを有し、１．８Ｖ系の電源電圧が供給される場合は、レギュレータを停止させ又はスルーさせ、１．２Ｖ系の電源電圧が供給される場合は昇圧用レギュレータを動作させ、３．３Ｖ系の電源電圧が供給される場合は降圧用レギュレータを動作させて、コア回路３１等に１．８Ｖの電圧を供給するようにしても良い。

また、前記実施の形態では、フラッシュメモリは３．３Ｖ系の電源電圧を１．８Ｖ系の電源電圧にレギュレータで降圧してコア回路に供給しているが、メモリアレイ２１に含まれるメモリセルへの書込や消去動作時において使用する例えば１０Ｖ程度の高電圧を発生させる昇圧用のレギュレータを更に有しても良い。

本発明の一実施の形態であるメモリカードを用いたシステムを示す構成図である。 本発明の一実施の形態であるメモリカードを用いたシステムにおいて、パワーオンシーケンスを示す説明図である。 本発明の一実施の形態であるメモリカードを用いたシステムにおいて、検出点Ａを通過した時の動作を示す説明図である。 本発明の一実施の形態であるメモリカードを用いたシステムにおいて、検出点Ｂを通過した時（レベルシフタあり）の動作を示す説明図である。 本発明の一実施の形態であるメモリカードを用いたシステムにおいて、検出点Ｂを通過した時（レベルシフタなし）の動作を示す説明図である。 本発明の一実施の形態であるメモリカードを用いたシステムにおいて、検出点Ｂを通過後に検出点Ｂ以下に低下した時（遷移不可能）の動作を示す説明図である。 本発明の一実施の形態であるメモリカードを用いたシステムにおいて、検出点Ｂを通過後に検出点Ｂ以下に低下した時（遷移可能）の動作を示す説明図である。 本発明の一実施の形態において、他のメモリカードを用いたシステムを示す構成図である。 本発明の一実施の形態において、さらに他のメモリカードを用いたシステムを示す構成図である。 本発明の一実施の形態である不揮発性メモリ混載マイコンを用いたシステムを示す構成図である。 本発明の一実施の形態であるＯＣＲ設定をボンディングパットで行う構成図である。 本発明の一実施の形態であるＯＣＲ設定をボンディングパットで行う他の構成図である。 本発明の一実施の形態であるＯＣＲ設定をヒューズで行う構成図である。 本発明の一実施の形態であるＯＣＲ設定をヒューズで行う他の構成図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ マルチメディアカード
２ ホスト機器
１１，１１ａ，１１ｂ フラッシュメモリ
１２，１２ａ，１２ｂ コントローラ
２１，２１ａ，２１ｂ メモリアレイ
２２，２２ａ，２２ｂ ロジック回路
２３，２３ａ レギュレータ
２４ Ｉ／Ｏ回路
３１，３１ａ，３１ｂ コア回路
３２，３２ａ，３２ｂ Ｉ／Ｏ回路
３３，３３ａ，３３ｂ Ｉ／Ｏ回路
３４ 電圧検出回路
３５，３５ａ，３５ｂ レギュレータ
６ 不揮発性メモリ混載マイコン
７ ホスト機器
６１ フラッシュメモリ
６２ マイコン
７１ メモリアレイ
７２ ロジック回路
８１ コア回路
８２ Ｉ／Ｏ回路
８４ 電圧検出回路
８５ レギュレータ

Claims (7)

1. 不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに対する動作を制御する制御手段とを備え、
   前記不揮発性メモリ乃至前記制御手段の少なくともどちらか一方に、前記不揮発性メモリの動作に対応して電圧レベルを変換する変換手段を備え、
   前記不揮発性メモリを第１電圧レベルで動作させる第１動作モードと、前記不揮発性メモリを前記第１電圧レベルより高い第２電圧レベルで動作させる第２動作モードとを有し、
   前記制御手段は、供給される電源電圧レベルを判定する場合、前記第１電圧レベルに対応する第１検出点の通過判定後、前記第２電圧レベルに対応する第２検出点の通過有無を判定し、前記第１電圧レベルであれば前記変換手段を駆動させずに前記不揮発性メモリを前記第１動作モードで動作させ、前記第２電圧レベルであれば前記変換手段を駆動させて電圧レベルを変換して前記不揮発性メモリを前記第２動作モードで動作させるものであり、
   前記制御手段は、前記第１動作モードから前記第２動作モードへの遷移は自動的に行い、前記第２動作モードから前記第１動作モードへの遷移は不可能とすることを特徴とするメモリカード。
2. 不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに対する動作を制御する制御手段とを備え、
   前記不揮発性メモリ乃至前記制御手段の少なくともどちらか一方に、前記不揮発性メモリの動作に対応して電圧レベルを変換する変換手段を備え、
   前記不揮発性メモリを第１電圧レベルで動作させる第１動作モードと、前記不揮発性メモリを前記第１電圧レベルより高い第２電圧レベルで動作させる第２動作モードとを有し、
   前記制御手段は、供給される電源電圧レベルを判定する場合、前記第１電圧レベルに対応する第１検出点の通過判定後、前記第２電圧レベルに対応する第２検出点の通過有無を判定し、前記第１電圧レベルであれば前記変換手段を駆動させずに前記不揮発性メモリを前記第１動作モードで動作させ、前記第２電圧レベルであれば前記変換手段を駆動させて電圧レベルを変換して前記不揮発性メモリを前記第２動作モードで動作させるものであり、
   前記制御手段は、前記第１動作モードから前記第２動作モードへの遷移は自動的に行い、前記第２動作モードから前記第１動作モードへの遷移はホスト機器からの遷移指示を受けて可能とすることを特徴とするメモリカード。
3. 請求項１乃至請求項２のいずれかに記載のメモリカードにおいて、
   前記制御手段は、前記第１電圧レベルと前記第２電圧レベルのいずれか一方、または両方で動作可能を示す情報を持つことを特徴とするメモリカード。
4. 請求項１乃至請求項２のいずれかに記載のメモリカードにおいて、
   前記第１電圧レベルは１．８Ｖ系であり、前記第２電圧レベルは３．３Ｖ系であることを特徴とするメモリカード。
5. 不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリに対する動作を制御するマイコンとを備え、
   前記マイコンに、前記不揮発性メモリの動作に対応して電圧レベルを変換する変換手段を備え、
   前記不揮発性メモリを第１電圧レベルで動作させる第１動作モードと、前記不揮発性メモリを前記第１電圧レベルより高い第２電圧レベルで動作させる第２動作モードとを有し、
   前記マイコンは、供給される電源電圧レベルを判定する場合、前記第１電圧レベルに対応する第１検出点の通過判定後、前記第２電圧レベルに対応する第２検出点の通過有無を判定し、前記第１電圧レベルであれば前記変換手段を駆動させずに前記不揮発性メモリを前記第１動作モードで動作させ、前記第２電圧レベルであれば前記変換手段を駆動させて電圧レベルを変換して前記不揮発性メモリを前記第２動作モードで動作させるものであり、
   前記マイコンは、前記第１動作モードから前記第２動作モードへの遷移、および前記第２動作モードから前記第１動作モードへの遷移は自動的に行うことを特徴とする不揮発性メモリ混載マイコン。
6. 請求項５記載の不揮発性メモリ混載マイコンにおいて、
   前記マイコンは、前記第１電圧レベルと前記第２電圧レベルのいずれか一方、または両方で動作可能を示す情報を持つことを特徴とする不揮発性メモリ混載マイコン。
7. 請求項５記載の不揮発性メモリ混載マイコンにおいて、
   前記第１電圧レベルは１．８Ｖ系であり、前記第２電圧レベルは３．３Ｖ系であることを特徴とする不揮発性メモリ混載マイコン。

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