JP4681096B2 - 記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、データの読み書きが可能な記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年フラッシュメモリの高集積化技術の発達により、記憶装置に装着および取出しが可能で、電源が切れても書き換え内容を保持できる大容量のフラッシュメモリカードが普及してきている。
【0003】
そのようなフラッシュメモリカードの中には、マイコンとの接続において、ハードウェア的およびソフトウェア的な接続仕様を既存の大容量ハードディスクと互換性を持たせ、従来から蓄積された接続ノウハウを活用できるようにする代わりに、使用形態において、通常のハードディスクがそうであるように、システム本体側の電源がオン状態での取出しや装着を想定しないフラッシュメモリカードもある。
【0004】
このようなフラッシュメモリカード(以降フラッシュメモリと称する)は、電源などの出力信号の立ち上がりでのみリセットされて使用可能な状態になる為、取出した後の装着の際には、フラッシュメモリへの電源をオフ・オンする必要がある。
【0005】
一方、このようなフラッシュメモリの記憶装置を各種機器に組込み、フラッシュメモリに必要なデータを記憶した後、フラッシュメモリを記憶装置から取出し、他のパソコンなどでデータを読み出し利用することが必要となってきている。
【0006】
また、近年省エネルギーを目的に、各事業所や工場などでの消費電力を管理するためのツールとして、使用している電力系統の消費電力を計測し、定期的な計測データをフラッシュメモリに記録できる電力モニタなど、マイコンとフラッシュメモリの記憶装置を組込んだ機器も普及してきている。
【0007】
このようなマイコン組込み型機器のフラッシュメモリの記憶装置において、取出し可能で、電源などの出力信号の立ち上がりでリセットされるフラッシュメモリなどの記憶媒体を扱う記憶装置に対してデータを読み書きする(以降アクセスと称する)場合の、従来の記憶装置について以下に説明する。
【0008】
図5に従来の記憶装置のブロック図を示す。100は制御部、200は記憶部、210は記憶媒体としてのフラッシュメモリ、220はフラッシュメモリ制御部、300は電力供給部である。
【0009】
図6に図5の構成の記憶装置が第1回目のデータを、記憶部に装着されたフラッシュメモリにアクセスし、そのフラッシュメモリを記憶部から取出し、新たにフラッシュメモリを記憶部に装着した後に、第2回目のデータを、記憶部に装着されたフラッシュメモリにアクセスする場合の処理シーケンスを示す。
【0010】
図6の110は、制御部で制御されている電力供給部が記憶部に供給する電源のオン状態またはオフ状態を示しており、横軸右方向に時間の経過に伴なう制御の事象を示す。
【0011】
まず、最初に制御部が電源をオンしフラッシュメモリはリセットされアクセス可能な状態となる。
【0012】
次に制御部により第1回目のデータをフラッシュメモリにアクセスする。
【0013】
そして、装着されていたフラッシュメモリが記憶部から取出された後、新たにフラッシュメモリが記憶部に装着された場合、制御部はそれらの取出し及び装着の経過をフラッシュメモリ制御部から出力される装着状態検出信号を入力監視して検知する。
【0014】
次にフラッシュメモリの装着を検知した制御部は、電力供給部を制御してフラッシュメモリへの電源状態をオフ後オンし直してフラッシュメモリをリセットし、次のフラッシュメモリへのアクセスに備える。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した記憶装置では、制御部100はフラッシュメモリ210の取出し及び装着の経過や状態をフラッシュメモリ制御部220から出力される装着状態検出信号を監視して常時把握する処理が必要である。
【0016】
また、装着状態検出信号の入力に誤りが発生した場合、フラッシュメモリ210への電源状態をオフ後オンする処理が実行されずに、フラッシュメモリ210のリセットが確実には出来なくなり、フラッシュメモリ210への正確なデータの読み書きができない場合が生じるという問題点があった。
【0017】
また、フラッシュメモリ210に電流が流れている状態でフラッシュメモリ210を記憶部200に装着したり取出したりするとフラッシュメモリ210に規定以上の電流が流れ、破壊される場合があるので、フラッシュメモリ210に供給する電源をオフ状態にしたり、フラッシュメモリ210に接続された信号線を制御部側と電気的に切り離すことが望ましいが、このような電源オフ化や制御線の電気的な切り離しを実行するタイミングを決定するために、オペレータから対話的に指示入力する処理部を別途設けなければならないなどの問題点があった。
【0018】
以上は、マイコン組込み型の機器を構築する上で、記憶装置に対するマイコンの制御処理を簡略化したいことに加えて、対話処理を簡素化したものにして、オペレータの操作回数を減らすと共に、対話処理の制御プログラムを簡略化したい場合の問題点となる。
【0019】
本発明は、上記問題点を解決するもので、記憶部の状態を検知することなく正確に記憶部をリセットして記憶部へのデータの読み書きを確実に行うことができる記憶装置を、制御プログラムの負担を少なくして、簡単に提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の記憶装置は、データを記憶する記憶部と、前記記憶部に電力を供給する電力供給部と、前記記憶部を制御する制御部とを備え、前記電力供給部は、前記記憶部が制御される場合のみ前記記憶部に電力を供給し、前記記憶部はフラッシュメモリと前記フラッシュメモリを制御するフラッシュメモリ制御部とで構成し、前記フラッシュメモリは前記電力供給部の出力信号の立ち上がりでリセットされ、前記電力供給部から少なくとも前記フラッシュメモリに電力が供給されていない間、前記記憶部から前記フラッシュメモリを取出すことが可能であり、前記制御部は前記フラッシュメモリに電力を供給後、予め保持した待ち時間を経過してから前記フラッシュメモリにデータを読み書き開始し、正常に読み書き出来なかった場合、正常に読み書き可能になるまでリトライし、前記待ち時間及びリトライした期間に基づいて前記待ち時間を更新する機能を有するとともに、前記フラッシュメモリを前記記憶部から取出すまで前記待ち時間を保持する構成を有している。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の記憶装置によれば、記憶部が制御される場合のみ電力供給部から記憶部に電力を供給することにより記憶部にデータを記憶することができる。また、電源供給部の出力信号の立ち上がりでリセットされるようなフラッシュメモリとフラッシュメモリ制御部とで構成する記憶部に対して、記憶部が制御される場合のみ電力供給部から記憶部に電力を供給することにより記憶部にデータを記憶するとともに電力供給部から電力が供給されていない間、記憶部からフラッシュメモリを取出すことができる。更に、制御部がフラッシュメモリに電力を供給後、予め保持した待ち時間を経過してからフラッシュメモリにデータを読み書き開始し、正常に読み書き出来なかった場合、正常に読み書き可能になるまでリトライし、待ち時間及びリトライした期間に基づいて待ち時間を更新するとともに、フラッシュメモリを記憶部から取出すまで待ち時間を保持することができる。
【0022】
以下、本発明の一実施の形態について説明する。
【0023】
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態を示す記憶装置のブロック図、図2はフラッシュメモリに対する処理シーケンスの説明図である。
【0024】
図1において、10は制御部で、記憶部20を電力供給部30および記憶部20の構成要素であるフラッシュメモリ制御部22を制御しながら記憶部20の構成要素であるフラッシュメモリ21へのデータの読み書きをするものである。また、20は記憶部で、データを記憶する記憶媒体であるフラッシュメモリ21とフラッシュメモリ21を制御するフラッシュメモリ制御部22とで構成される。また、21は記憶媒体であるフラッシュメモリで、制御部10にフラッシュメモリ制御部22を介して接続され、記憶部20から取出し可能で、電力供給部30から供給される電源の出力信号の立ち上がりでリセットされる。また、22はフラッシュメモリ制御部で、制御部10とフラッシュメモリ21との間に接続され、制御部10がフラッシュメモリ21にアクセスする場合に必要なアクセス制御信号線およびデータ信号線を、制御部10から入力する信号線制御信号の指示に従って電気的に接続または切断するものである。さらに、30は電力供給部で、制御部10から入力する電力制御信号の指示に従ってフラッシュメモリ21への電力供給のオン・オフ制御を行うものである。
【0025】
ここで、制御部10はマイコンなどのCPU、フラッシュメモリ21はフラッシュメモリカードなど、フラッシュメモリ制御部22はハイ・インピーダンス制御の可能な双方向または単方向のバッファICなど、電力供給部30は出力のオン・オフ制御付の直流電源で実現される。
【0026】
以上のように構成された記憶装置について、第1回目のデータを記憶部20に装着されたフラッシュメモリ21にアクセスし、そのフラッシュメモリ21を記憶部20から取出し、次にフラッシュメモリ21または別のフラッシュメモリ21を記憶部20に装着した後に、記憶部20に装着されたフラッシュメモリに第2回目のデータをアクセスする動作を、フラッシュメモリ21への電力供給をオン・オフ制御する場合について図1及び図2を用いて説明する。
【0027】
図2の50は、制御部10で制御されている電力供給部30がフラッシュメモリ21に供給する電源のオン状態またはオフ状態を示しており、横軸右方向に時間の経過に伴なう制御の事象を示す。
【0028】
まず、初期状態として、制御部10からフラッシュメモリ制御部22を介してフラッシュメモリ21にアクセス(以降、「制御部10からフラッシュメモリ21にアクセス」と表現する。)する必要の無い状態では、制御部10から電力供給部30に対して電力制御信号として電源オフの指示が出されており、電力供給部30からフラッシュメモリ21には電力が供給されていない状態であり、かつ、制御部10からフラッシュメモリ制御部22には信号線制御信号として信号線切り離しの指示が出されており、フラッシュメモリ21と制御部10を接続するデータ信号線およびアクセス制御信号線はハイ・インピーダンス状態で電気的に切り離された状態となっている。ここで、データ信号線には、制御部10がフラッシュメモリ21に書込みまたは読み出しするデータやアドレスが乗せられ、アクセス制御信号線には、そのタイミングを制御する制御信号の情報がのせられる。
【0029】
次に制御部10により第1回目のデータをフラッシュメモリ21にアクセスする場合、制御部10は、電力供給部30に電力制御信号を介してフラッシュメモリ21に電力供給を指示してフラッシュメモリ21に電力を供給するとともに、フラッシュメモリ制御部22に信号線制御信号を介して信号線接続の指示を出し、フラッシュメモリ21と制御部10を電気的に接続する。この時、フラッシュメモリ21は電源(電力供給部30)のオンの出力信号の立ち上がりでリセットされるため、制御部10からのアクセスを受け付けることが出来る状態となる。
【0030】
フラッシュメモリ21に対して必要なアクセスを終了した制御部10は、電力供給部30に電力制御信号を介してフラッシュメモリ21に電力供給の停止を指示してフラッシュメモリ21への電力供給を停止するとともに、フラッシュメモリ制御部22に信号線制御信号を介して信号線切り離しの指示を出し、フラッシュメモリ21と制御部10を電気的に切り離す。
【0031】
次に、フラッシュメモリ21が電気的に切り離されている上記の状態のまま、オペレータは、装着されていたフラッシュメモリ21を記憶部20から取出すことができ、同様に、フラッシュメモリ21を記憶部20に装着することができる。この間、制御部10は何も処理する必要が無い。
【0032】
次に、第2回目のデータを上記のように記憶部20に装着されたフラッシュメモリ21にアクセスするには、上記のように第1回目のデータをフラッシュメモリ21にアクセスしたのと同様の処理を繰り返す。
【0033】
すなわち、制御部10は、フラッシュメモリ21にデータアクセスの必要が生じた場合、上記のような電力供給部30及びフラッシュメモリ制御部22への単純な処理を繰り返すのみで良い。従って、制御部10のプログラムの負担を少なくして、簡単な制御で実現することができる。
【0034】
また、フラッシュメモリ21を記憶部20から取出したり装着する場合、制御部10が、フラッシュメモリ21にアクセスしていない状態では、フラッシュメモリ21には電力が供給されない状態でかつアクセス制御信号線およびデータ信号線も制御部10と切り離された状態であるため、フラッシュメモリ21に電気的なストレスを与ることなく取出したり装着することができる。
【0035】
しかも、その際に、制御部10は、フラッシュメモリ21の装着状態や経過をいっさい検知することなく実行できることになる。
【0036】
また、電力モニタの場合、機器本体側の計測データ入力部に高電圧がかけられている為、本実施の形態の記憶装置のように、フラッシュメモリ21へのアクセス期間以外は常に機器本体と非通電状態にされている場合、計測データ入力部から入ってくる高電圧のノイズがフラッシュメモリ21にかかりフラッシュメモリ21上のデータ内容を破壊する確率を極力抑える事が出来、耐ノイズ性に優れる。
【0037】
また、本実施の形態の記憶装置の場合、フラッシュメモリ21への電力供給期間が必要最低限である為、フラッシュメモリ21で消費する電力が抑えられ、省エネルギーに優れている。
【0038】
ただ、上記のように、制御部10がフラッシュメモリ21にデータをアクセスする過程において、制御部10が、電力供給部30を制御して、フラッシュメモリ21への電力供給を開始しても、フラッシュメモリ21が内部的に準備完了状態になるまで、制御部10は、データの書込みや読み出しを実質的にはできない。
【0039】
このため、制御部10はフラッシュメモリ21への電力供給を開始してから、一定期間の処理待ちをした後、フラッシュメモリ21へのアクセスを開始しなければならない。
【0040】
通常、このフラッシュメモリのセットアップ待ち時間(フラッシュメモリに電力を供給してから正常なデータの読み書きができるまでの時間のことで、150msec〜800msec)は、使用するフラッシュメモリ21のメーカの違い、製品個体のばらつき、使用温度条件などによるあらゆるばらつきを考慮して、最長の待ち時間を設定する必要がある。
【0041】
しかし、前述のように、電力系統の消費電力をモニターし、定期的な計測データをフラッシュメモリ21に記録する電力モニタなどの機器に本記憶装置を適用する場合、計測データの保存間隔が長い場合は数時間から短い場合は1秒前後と制御範囲が非常に広い。
【0042】
この場合、保存間隔をより短くするためには、フラッシュメモリ21のセットアップ待ち時間(1秒前後)がボトルネックとなる為、可能な限り制御部10の待ち時間を減らしたいという問題点が発生する。
【0043】
この問題点を解決する為に、本実施の形態の記憶装置は、制御部10がフラッシュメモリ21に電力を供給後、予め保持した待ち時間を経過してからフラッシュメモリ21にデータの読み書きを開始し、正常に読み書きが出来なかった場合は、正常に読み書き可能になるまでリトライし、待ち時間及びリトライした期間に基づいて待ち時間を更新するとともに、フラッシュメモリ21を記憶部20から取出すまで待ち時間を保持することができるようにする。
【0044】
図3は制御部10の、データをフラッシュメモリ21にアクセスする場合の処理シーケンスの説明図、図4は図3の処理シーケンスに対応する制御部10の処理フローチャートである。
【0045】
図3において60は、制御部10で制御されている電力供給部30が記憶部20に供給する電源のオン状態またはオフ状態を示しており、横軸右方向に時間の経過に伴なう制御の事象を示す。
【0046】
まず、制御部10に予め保持してあるフラッシュメモリ21のセットアップ待ち時間の初期値(例えば100msec)TW0を待ち時間TWに初期設定しておく。
【0047】
そして、データをフラッシュメモリ21にアクセスする必要が発生した時点で、制御部10は、電力供給部30に電力制御信号を介してフラッシュメモリ21への電力供給を指示してフラッシュメモリ21に電力を供給し(S1)、待ち時間TWの処理待ちをする(S2)。
【0048】
次に、制御部10はフラッシュメモリ21にアクセスし(S3)、正常にアクセス出来たかどうかをチェックし(S4)、正常にアクセス出来なかった場合には、予め設定された待ち時間増加分ΔT(例えば100msec)を待ち時間TWに加算し待ち時間TWを更新する(S5)。
【0049】
次に、待ち時間増加分ΔTの間処理待ち(S6)をした後、フラッシュメモリ21へのアクセスをリトライし(S3)、正常にアクセス出来たかどうかをチェックし(S4)、正常にアクセス出来れば1回のデータ処理を終了する(S7)。
【0050】
上記ステップ(S4)において、正常にアクセス出来なかった場合は、ステップ(S3)からステップ(S6)の処理を繰り返す。
【0051】
制御部10は、フラッシュメモリ21に対するデータアクセスが発生する度に上記のステップ(S1)からステップ(S7)を実行する。
【0052】
これは、電力モニタの場合では、定期的な時刻における計測データ(系統電圧、消費電力、消費電流などの一連のデータ)の保存処理に相当する。
【0053】
そして、同一のフラッシュメモリ21へのアクセスであるにもかかわらず、温度変化などの状況の変化により、フラッシュメモリ21のセットアップ待ち時間が長くなっても確実にデータを読み書きすることができる。
【0054】
なお、待ち時間TWに上限値を設けることにより、待ち時間が上限値に達した場合は、フラッシュメモリ21へのアクセスに障害があると判断する機能を付加することもできる。
【0055】
また、待ち時間TWは、フラッシュメモリ21が、記憶部20から抜出されるか又は装着されたことをオペレータとの対話処理で認識した時点でフラッシュメモリ21のセットアップ待ち時間の初期値TW0を待ち時間TWに設定し直す。
【0056】
このことにより、新たに装着されたフラッシュメモリの待ち時間が、先ほど使用していたフラッシュメモリ21よりもセットアップ待ち時間が短くて済む場合にその特性を生かしたより短時間でのアクセスが可能となる。
【0057】
また、フラッシュメモリ21が、記憶部20から抜出されるか又は装着されたことを認識するため、対話処理でオペレータに入力してもらう方法があるが、これ以外にも、フラッシュメモリ21の装着状態を、装着状態検出信号を入力監視して認識したり、一定期間(例えば、電力モニタの場合、計測データの保存間隔の3倍程度)のフラッシュメモリ21へのアクセス処理が発生しない状態が続いた時には、フラッシュメモリ21が、記憶部20から抜出されたと認識させるようにしても良い。
【0058】
また、フラッシュメモリ21のセットアップ待ち時間の初期値TW0を待ち時間TWに設定し直す処理を、一定期間(例えば、電力モニタの場合、計測データの保存間隔の3倍程度)に、フラッシュメモリ21へのアクセス処理が発生しない状態が続いた時点で行っても良い。
【0059】
また、フラッシュメモリ21が抜き出された時は、セットアップ待ち時間を初期値TW0にセットしてもよい。
【0060】
以上のようにすることで、使用するフラッシュメモリ21のセットアップ待ち時間のメーカの違い、製品個体のばらつき、使用温度条件などによるばらつきに自動的に対処してアクセスが可能になるため、使用するフラッシュメモリを選ばず、特性に関係なく安定動作する信頼性の高い記憶装置とすることができる。
【0061】
また、フラッシュメモリ21へのデータアクセス時のセットアップ待ち時間を一律に長くする必要がなくなり、装着しているフラッシュメモリにおける最短の待ち時間でデータアクセスを行うことができる。
【0062】
このことより、前述の電力モニタなどの機器に本記憶装置を適用すれば、より短い間隔で繰り返し行われるデータ計測および保存処理を実現可能とする。
【0063】
また、フラッシュメモリ21の交換をしない状態で複数回のデータアクセスをする場合、2回目以降のデータアクセス時はフラッシュメモリ21への必要なアクセス待ち時間が保持できている為、ステップ(S3)におけるフラッシュメモリ21へのリトライのアクセス回数が無くなる。
【0064】
このことは、前述の電力モニタの場合、機器本体側の計測データ入力部に高電圧がかけられている為、計測データ入力部から入ってくる高電圧のノイズが制御部10がフラッシュメモリ21にアクセスしている最中にかかり、フラッシュメモリ21上に既に保存されているデータ内容を破壊する確率を極力抑える事が出来、記憶装置の信頼性向上がはかられる。
【0065】
さらに、リトライのアクセス時の不用意なエラーを発生させる事が無くなる。そのため、エラー発生時に起こり得るデータの消失や誤ったデータのフラッシュメモリへの書込みの恐れを取り除く効果がある。
【0066】
【発明の効果】
以上のように本発明の記憶装置によれば、制御部が、記憶部を制御する場合のみ電力供給部から記憶部に電力を供給するため、記憶部への電力供給期間を必要最低限にでき、記憶部で消費する電力を抑えた省エネルギーに優れた記憶装置を実現することができる。また、電力供給部の出力信号でフラッシュメモリをリセットするとともに、フラッシュメモリが制御される場合のみ電力供給部からフラッシュメモリに電力を供給するため、フラッシュメモリの装着状態を検知することなく、正確にフラッシュメモリをリセットしてフラッシュメモリへのデータの読み書きを確実に行うことができる記憶装置を、制御プログラムの負担を少なくして、簡単な制御で実現することができる。さらに、フラッシュメモリへのアクセス期間以外は機器本体と非通電状態にできるため、耐ノイズ性に優れた記憶装置を実現することができる。さらに、フラッシュメモリを記憶部に装着したり取出す時のフラッシュメモリへの電気的なストレスを与えない為の処理を別途設ける必要が無く、制御プログラムの負担を少なくした記憶装置を実現することができる。また、制御部が、フラッシュメモリを正常に読み書き出来なかった場合は正常に読み書き可能になるまでリトライし、待ち時間及びリトライした期間に基づいて待ち時間を更新する機能を有するとともに、フラッシュメモリを記憶部から取出すまで待ち時間を保持するため、フラッシュメモリのセットアップ待ち時間のメーカの違い、製品個体のばらつき、使用温度条件の変化などに自動的に対処でき、使用するフラッシュメモリの特性に関係なく安定動作する信頼性の高い記憶装置を実現することができる。さらに、フラッシュメモリへのデータアクセス時のセットアップ待ち時間を一律に長くする必要がなくなり、使用するフラッシュメモリでの最短の待ち時間でデータアクセスを行うことができるため、電力モニタなどの機器に本記憶装置を適用することにより、より短い間隔で繰り返し行われるデータ計測および保存処理を可能とする記憶装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における記憶装置のブロック図
【図2】同実施の形態における処理シーケンスの説明図
【図3】同実施の形態におけるフラッシュメモリへのアクセスリトライの処理シーケンスの説明図
【図4】同実施の形態におけるフラッシュメモリへのアクセスリトライの処理シーケンスのフローチャート
【図5】従来の記憶装置のブロック図
【図6】従来の記憶装置の処理シーケンスの説明図
【符号の説明】
10 制御部
20 記憶部
21 フラッシュメモリ
22 フラッシュメモリ制御部
30 電力供給部
Claims (1)
- データを記憶する記憶部と、前記記憶部に電力を供給する電力供給部と、前記記憶部を制御する制御部とを備え、前記電力供給部は、前記記憶部が制御される場合のみ前記記憶部に電力を供給し、前記記憶部はフラッシュメモリと前記フラッシュメモリを制御するフラッシュメモリ制御部とで構成し、前記フラッシュメモリは前記電力供給部の出力信号の立ち上がりでリセットされ、前記電力供給部から少なくとも前記フラッシュメモリに電力が供給されていない間、前記記憶部から前記フラッシュメモリを取出すことが可能であり、前記制御部は前記フラッシュメモリに電力を供給後、予め保持した待ち時間を経過してから前記フラッシュメモリにデータの読み書きを開始し、正常に読み書き出来なかった場合は正常に読み書き可能になるまでリトライし、前記待ち時間及び前記リトライした期間に基づいて前記待ち時間を更新する機能を有するとともに、前記フラッシュメモリを前記記憶部から取出すまで前記待ち時間を保持する記憶装置。
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