JP4670370B2 - メモリコントローラ及びフラッシュメモリシステム - Google Patents
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Description
NAND型フラッシュメモリに対する書込処理若しくは読出処理は、ページと称される予め定められた数のメモリセル単位で処理が行なわれる。消去処理の単位であるブロックは複数のページで構成されている。
ATAインターフェース及びJTAGインターフェースを備え、当該インターフェースを介してホストシステムから与えられる指示情報に基づいて、フラッシュメモリに対するアクセスを制御するメモリコントローラであって、
前記ATAインターフェースを介して前記ホストシステムから与えられる前記指示情報を保持するATAレジスタと、
前記ATAインターフェースを介して前記ホストシステムから与えられる書き込みデータを保持するバッファメモリと、
前記JTAGインターフェースに含まれ、前記ホストシステムから当該JTAGインターフェースのデータ入力端子を介してシリアル入力される前記指示情報又は前記書き込みデータを保持する第1のシフトレジスタと、
前記JTAGインターフェースに含まれ、前記ホストシステムから当該JTAGインターフェースのデータ入力端子を介してシリアル入力される制御コマンドを保持する第2のシフトレジスタと、
前記JTAGインターフェースに含まれ、前記第1のシフトレジスタに保持された前記指示情報を前記ATAレジスタに転送し、前記第1のシフトレジスタに保持された前記書き込みデータを前記バッファメモリに転送するJTAG制御回路と、
前記ATAレジスタに保持された前記指示情報に基づいて、前記バッファメモリに保持された前記書き込みデータをフラッシュメモリに書き込む処理を制御するフラッシュメモリインターフェースブロックと、
を備え、
前記JTAG制御回路は、前記第2のシフトレジスタに保持された前記制御コマンドに基づいて、前記第1のシフトレジスタに保持されたものが前記指示情報であるか又は前記書き込みデータであるかを判別することを特徴とする。
前記JTAG制御回路は、前記第2のシフトレジスタに保持された前記制御コマンドに基づいて、前記バッファメモリに保持された前記読み出しデータを、前記第1のシフトレジスタに転送する回路を含み、
前記JTAGインターフェースは、前記第1のシフトレジスタに保持された前記読み出しデータが当該JTAGインターフェースのデータ出力端子を介してシリアル出力されるように制御するシリアル出力制御回路を更に備えてもよい。
図1は、本発明の実施形態に係るフラッシュメモリシステム10を、概略的に示すブロック図である。
以下、フラッシュメモリ11及びメモリコントローラ20の詳細を説明する。
フラッシュメモリシステム10において、データを記憶するフラッシュメモリ11は、NAND型フラッシュメモリで構成されている。NAND型フラッシュメモリは、ストレージデバイスへの用途として(ハードディスクの代わりになるものとして)開発された不揮発性メモリである。このNAND型フラッシュメモリは、ランダムアクセスを行なうことができず、書込みと読出しはページ単位で、消去はブロック単位で行なわれる。又、データの上書きができないので、データを書込むときは、消去されている領域にデータの書込みが行なわれる。
上記ブロックとページの構成は、フラッシュメモリ11の仕様によって異なるが、一般的なフラッシュメモリでは、図2(a)に示したように、1ブロックが32ページ(P0〜P31)で構成され、各ページが512バイトのユーザー領域と16バイトの冗長領域で構成されている。又、記憶容量の増加に伴い、図2(b)に示したように、1ブロックが64ページ(P0〜P63)で構成され、各ページが2048バイトのユーザー領域と64バイトの冗長領域で構成されているものも提供されている。本実施形態では、1ブロックが32ページで構成され、各ページが512バイトのユーザー領域と16バイトの冗長領域で構成されているものとして説明する。
一般的なNAND型フラッシュメモリは、書込みデータ若しくは読出しデータを保持するためのレジスタと、データを記憶するメモリセルアレイによって構成されている。メモリセルアレイは、複数のメモリセルが直列に接続されたメモリセル群を複数備えており、ワード線によって、メモリセル群の特定のメモリセルが選択される。このワード線によって選択されたメモリセルとレジスタの間で、データの複写(レジスタからメモリセルへの複写、若しくはメモリセルからレジスタへの複写)が行なわれる。
メモリコントローラ20は、ATAインターフェースブロック21と、マイクロプロセッサ22と、フラッシュメモリインターフェースブロック23と、ECC(エラー・コレクション・コード)ブロック24と、バッファ25と、JTAGインターフェースブロック26と、ATAレジスタ27で構成されている。
これら機能ブロックによって構成されるメモリコントローラ20は、一つの半導体チップ上に集積されている。
ATAインターフェースブロック21は、フラッシュメモリシステム10を、ATAインターフェース31に接続するためのブロックである。
図3は、JTAGインターフェースブロック26及びJTAGインターフェース32の概要を示す模式図である。
テストクロック端子TCKは、クロック信号を入力する端子である。テストモードセレクト端子TMSは、JTAGインターフェースブロック26の動作を制御するための信号を入力する端子である。テストデータインプット端子TDIは、コマンドやデータの信号を入力する端子である。テストデータアウトプット端子TDOは、JTAGインターフェースブロック26から信号を出力する端子である。テストリセット端子は、初期化する信号を入力する端子でる。
テストデータインプット端子TDIとデータレジスタ26cの出力端子とが、マルチプレクサ26gの入力端子に接続され、マルチプレクサ26gの出力端子がアドレスレジスタ26dの入力側に接続されている。
フラッシュメモリシステム10にATAインターフェース31を介してアクセスする場合、ATAインターフェースブロック21の制御のもと、ATAインターフェース31から与えられる外部コマンド、論理アドレス情報(例えば、LBA(Logical Block Address)方式のアドレス情報)及びセクタ数等の情報がATAレジスタ27に書込まれ、ATAインターフェース31から与えられるデータは、バッファ25に保持される。また、フラッシュメモリ11から読出したデータは、バッファ25に保持され、ATAインターフェースブロック21の制御のもと、ホストシステム30側に出力される。
尚、各物理ブロックの冗長領域に書込まれるブロックステータス、論理アドレス情報等は、冗長領域に書込むデータを設定するレジスタに書込まれ、ユーザ領域に書込まれるユーザデータと共に書込まれる。
JTAGインターフェース32を介してフラッシュメモリシステム10にアクセスする場合、外部コマンド、論理アドレス情報及びセクタ数等の情報は、JTAGインターフェースブロック26を介してATAレジスタ27に書込まれる。
ここでの動作説明では、テストクロック端子TCKから入力する信号をTCK信号といい、テストモードセレクト端子TMSから入力する信号をTMS信号という。また、テストデータインプット端子TDIから入力する信号をTDI信号といい、テストデータアウトプット端子TDOから出力する信号をTDO信号という。
図5は、テストデータインプット端子TDIから入力されるデータとテストデータアウトプット端子TDOから出力されるデータを示す説明図である。
最初のステップW1では、ATAレジスタ27への書込み処理を実行し、これにより、ATAレジスタ27には、外部コマンド、論理アドレス情報(例えば、LBA(Logical Block Address)方式のアドレス情報)及びセクタ数等の情報が書込まれる。ここで、ATAレジスタ27に書込まれる外部コマンドは、フラッシュメモリ11への書込み処理を指示するものである。
制御コマンドIR−1は、ATAレジスタ27への書込み処理を指示するコマンドである。レジスタ指示情報AR−1は、ATAレジスタ27内のレジスタを選択するための情報である。
この設定では、ホストシステム30が、割込みを要求する制御コマンドIR−2をテストデータインプット端子TDIから入力する(図5(b))。制御コマンドIR−2は、インストラクションレジスタ26f内のセルIR0〜IR3にシフト入力されてラッチされ、JTAG制御ブロック26bによってデコードされる。即ち、制御コマンドIR−2のシフト入力とデコードは、上述の制御コマンドIR−1の場合と同様に、インストラクションレジスタ26fのステートをシフトステートに設定した後にアップデートステートに設定することにより実行される。
このバッファ25への書込み処理では、バッファ25への書込み処理を指示する制御コマンドIR−3と、ユーザデータに対応するデータDT−3とが、テストデータインプット端子TDIから入力される(図5(d))。制御コマンドIR−3は、インストラクションレジスタ26f内のセルIR0〜IR3にシフト入力され、JTAG制御ブロック26bにより、デコードされる。
JTAG制御ブロック26bは、インストラクションレジスタ26fに入力されてラッチされた制御コマンドIR−3が、バッファ25への書込み処理を指示するコマンドであることを知得し、この処理に応じた制御を行う。
図7は、テストデータインプット端子TDIから入力されるデータとテストデータアウトプット端子TDOから出力されるデータを示している。
最初のステップR1において、ATAレジスタ27への書込み処理を実行する。
ATAレジスタ27には、外部コマンド、論理アドレス情報(例えば、LBA方式のアドレス情報)及びセクタ数等の情報が書込まれる。ここで、ATAレジスタ27に書込まれる外部コマンドは、フラッシュメモリ11からの読出し処理を指示するものである。
11 フラッシュメモリ
20 メモリコントローラ
21 ATAインターフェースブロック
22 マイクロプロセッサ
23 フラッシュメモリインターフェースブロック
24 ECCブロック
25 バッファ
26 JTAGインターフェースブロック
26a TAPコントローラ
26b JTAG制御ブロック
26c データレジスタ
26d アドレスレジスタ
26e バイパスレジスタ
26f インストラクションレジスタ
26g マルチプレクサ
26h マルチプレクサ
26i 入力カウンタ
TDI テストデータインプット端子
TDO テストデータアウトプット端子
TCK テストクロック端子
TMS テストモードセレクト端子
27 ATAレジスタ
30 ホストシステム
31 ATAインターフェース
32 JTAGインターフェース
Claims (3)
- ATAインターフェース及びJTAGインターフェースを備え、当該インターフェースを介してホストシステムから与えられる指示情報に基づいて、フラッシュメモリに対するアクセスを制御するメモリコントローラであって、
前記ATAインターフェースを介して前記ホストシステムから与えられる前記指示情報を保持するATAレジスタと、
前記ATAインターフェースを介して前記ホストシステムから与えられる書き込みデータを保持するバッファメモリと、
前記JTAGインターフェースに含まれ、前記ホストシステムから当該JTAGインターフェースのデータ入力端子を介してシリアル入力される前記指示情報又は前記書き込みデータを保持する第1のシフトレジスタと、
前記JTAGインターフェースに含まれ、前記ホストシステムから当該JTAGインターフェースのデータ入力端子を介してシリアル入力される制御コマンドを保持する第2のシフトレジスタと、
前記JTAGインターフェースに含まれ、前記第1のシフトレジスタに保持された前記指示情報を前記ATAレジスタに転送し、前記第1のシフトレジスタに保持された前記書き込みデータを前記バッファメモリに転送するJTAG制御回路と、
前記ATAレジスタに保持された前記指示情報に基づいて、前記バッファメモリに保持された前記書き込みデータをフラッシュメモリに書き込む処理を制御するフラッシュメモリインターフェースブロックと、
を備え、
前記JTAG制御回路は、前記第2のシフトレジスタに保持された前記制御コマンドに基づいて、前記第1のシフトレジスタに保持されたものが前記指示情報であるか又は前記書き込みデータであるかを判別することを特徴とするメモリコントローラ。 - 前記フラッシュメモリインターフェースブロックは、前記ATAレジスタに保持された前記指示情報に基づいて、フラッシュメモリから読み出された読み出しデータを前記バッファメモリに書き込む処理を制御する回路を含み、
前記JTAG制御回路は、前記第2のシフトレジスタに保持された前記制御コマンドに基づいて、前記バッファメモリに保持された前記読み出しデータを、前記第1のシフトレジスタに転送する回路を含み、
前記JTAGインターフェースは、前記第1のシフトレジスタに保持された前記読み出しデータが当該JTAGインターフェースのデータ出力端子を介してシリアル出力されるように制御するシリアル出力制御回路を更に備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のメモリコントローラ。 - 請求項1又は2に記載のメモリコントローラとフラッシュメモリを備えることを特徴とするフラッシュメモリシステム。
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