JP4772909B1

JP4772909B1 - 情報処理装置および情報処理方法

Info

Publication number: JP4772909B1
Application number: JP2010077275A
Authority: JP
Inventors: 光俊青柳
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP2011210023A; US20120233520A1; US20110246858A1

Abstract

【課題】動作に重要なプログラムが書き込まれているフラッシュＲＯＭ上の物理的な記憶領域のデータが不良になっている場合にもプログラムを実行できるようにする。
【解決手段】この情報処理装置は、複数のカラムを一単位とするブロック単位にデータを記憶可能な物理的な記憶領域を有するフラッシュメモリと、前記フラッシュメモリの物理的な記憶領域からデータを読み出し、読み出したデータのエラー箇所を、前記記憶領域の物理的な記憶位置から読み取った第１エラー訂正符号に基づいて第１のエラー訂正を行うことで修復する第１エラー訂正部と、前記第１エラー訂正手段によるエラー訂正の結果、前記エラー箇所が修復できなかった場合、前記フラッシュメモリから読み出した前記データに含まれる第２エラー訂正符号に基づいて第２のエラー訂正を行うことで前記エラー箇所を修復する第２エラー訂正部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばフラッシュＲＯＭなどのフラッシュメモリにデータを書き込みおよび読み出し、処理を実行する情報処理装置および情報処理方法に関する。

近年、微細加工の技術向上に伴い、例えばフラッシュＲＯＭなどのフラッシュメモリの微細化が進んでおり、大容量・安価なフラッシュメモリを製造可能になってきている。

この半面、データ保持の信頼性は低下しており、フラッシュメモリに書き込んだデータが何らかの原因で破損し正しく読み出せなくなることが多くなっている。

フラッシュメモリのデータに、例えば装置（システム）を起動するための起動プログラムが含まれていた場合、装置（システム）そのものが起動しなくなり、例えばデジタルテレビジョン受信装置などの家電機器の場合、起動を失敗すると画面に何も表示されないことから対応が困難になる。

正しく読み出せなかったフラッシュメモリのデータをフラッシュメモリから正しく読み出す従来の技術としては、例えば異なる複数のブロックにブートプログラムを記憶しておき、はじめのブロックから読み出したデータに対してＥＣＣ(Error Correcting Code)に基づく判定を行い、不良ブロックと判定した場合、次のブロックに記憶されたブートプログラムを読み込み、不良でないと判定したデータをＣＰＵへ出力する技術が既に提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−２１５８２４号公報

しかしながら、上述した従来の技術の場合、ブートプログラムが書き込まれている複数のブロックをＥＣＣに基づき判定した結果、不良ブロックであった場合、正しいデータをＣＰＵに送れず、システムを起動できないという問題が解決せず、必ずしもよい方法とは言えない。

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、動作に重要なプログラムが書き込まれているフラッシュＲＯＭ上の物理的な記憶領域のデータが不良になっている場合にもプログラムを読み出して実行できる情報処理装置および情報処理方法を提供することを目的とする。

本発明の情報処理装置は、複数のカラムを一単位とするブロック単位にデータを記憶可能な物理的な記憶領域を有するフラッシュメモリと、前記フラッシュメモリの物理的な記憶領域からデータを読み出し、前記記憶領域にブロック単位に付与された第１エラー訂正符号に基づいて、当該ブロックのエラー訂正を行うことで前記データのエラー箇所を修復する第１エラー訂正部と、前記フラッシュメモリから読み出したデータのうち、複数のブロックに分けられたプログラムデータに対して付与された第２エラー訂正符号に基づいてエラー訂正を行うことで前記プログラムデータのエラー箇所を修復する第２エラー訂正部とを具備することを特徴とする。

本発明の情報処理方法は、複数のカラムを一単位とするブロック単位にデータを記憶可能な物理的な記憶領域を有するフラッシュメモリからデータを読み出して処理を行う情報処理方法において、前記フラッシュメモリの物理的な記憶領域からデータを読み出し、前記記憶領域にブロック単位に付与された第１エラー訂正符号に基づいて、当該ブロックのエラー訂正を行うことで前記データのエラー箇所を修復し、前記フラッシュメモリから読み出したデータのうち、複数のブロックに分けられたプログラムデータに対して付与された第２エラー訂正符号に基づいてエラー訂正を行うことで前記プログラムデータのエラー箇所を修復することを特徴とする。

本発明によれば、動作に重要なプログラムが書き込まれているフラッシュＲＯＭ上の物理的な記憶領域のデータが不良になっている場合にもプログラムを読み出して実行できる。

本発明の一実施形態のＴＶ装置の構成を示す図である。フラッシュＲＯＭへ書き込むべき対象のデータの構成を示す図である。フラッシュＲＯＭの記憶領域に対応して生成されるＥＣＣの模式図である。このＴＶ装置の起動動作を示すフローチャートである。起動動作の中のＥＣＣ訂正動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の情報処理装置に係る一つの実施の形態のテレビジョン受信装置（以下「ＴＶ装置」と称す）を詳細に説明する。図１はＴＶ装置の本体１（以下「ＴＶ本体１」と称す）の構成を示す図である。

図１に示すように、この実施形態のＴＶ装置は、ＴＶ本体１に、パワーユニット１０、マスクＲＯＭ１１、フラッシュＲＯＭ１２、ダイナミック・ランダム・アクセスメモリ１３（以下「ＤＲＡＭ１３」と称す）、キー操作部１４、映像表示用のディスプレイ等の表示部１５と、赤外線受信ユニット１６、チューナー１７、ビデオ処理部１８、オーディオ処理部１９、ＭＰＵ２０（マイクロ・プロセッシング・ユニット）などを有している。

キー操作部１４には、例えば電源キー、音量アップダウンキー、チャネル操作キー、方向キー、メニューキーなどが備えられている。

パワーユニット１０は、キー操作部１４の電源キーなどがオンされると、商用電源から供給された１００Ｖの交流電圧をＡＣ／ＤＣ変換または減圧などを行い、ＴＶ本体１内の各部に電力を供給する。

マスクＲＯＭ１１には、データの書き換えが不可能であり、電源投入と共にＭＰＵ２０により読み出される起動プログラムおよび初期設定データなど書き換える事のない各種データが記憶されている。

フラッシュＲＯＭ１２は、データの書き換えが可能な不揮発性メモリであり、一旦記憶されたデータは非通電時でも消去されないものの、近年のような微細化されたものはデータの保持性能に不安定要因が残る。このフラッシュＲＯＭ１２には、起動時に、ＭＰＵ２０により読みだされるプログラムが少し大きな単位で一旦格納される。少し大きな単位とは、フラッシュＲＯＭ１２の記憶領域に一回に書き込める量（約16KByte）をいう。すなわち、フラッシュＲＯＭ１２は、複数のカラムを一単位とするブロック単位にデータを記憶可能な物理的な記憶領域を有する。

ＤＲＡＭ１３は、データ保持用の電力が供給されている間、データを保持する高速なメモリである。ＤＲＡＭ１３には、ＭＰＵ２０により、フラッシュＲＯＭ１２から読み出された実行単位のプログラムデータ（起動プログラムおよび初期設定データなど）が書き込まれて、処理が実行される。

赤外線受信ユニット１６は、リモートコントローラ２（以下「リモコン２」と称す）またはＴＶ本体１（装置本体）に設けられたキー操作部１４からの電源キーオンによる起動信号を受け付ける。

チューナー１７は、アンテナから入力されたテレビジョン放送を受信し、受信した番組の映像をビデオ処理部１８へ出力すると共に、音声をオーディオ処理部１９へ出力する。チューナー１７は、デジタルチューナーまたはアナログチューナーの少なくとも一方を備える。また、デジタルチューナーまたはアナログチューナーは、それぞれ複数実装されていてもよい。

ビデオ処理部１８は、チューナー１７から入力される映像のデジタルデータまたはアナログ信号を表示部１５に表示するための映像として再生する。

オーディオ処理部１９は、チューナー１７から入力される音声のデジタルデータまたはアナログ信号をスピーカ（図示せず）から出力するための音声として再生する。

ＭＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ１２から読み出した起動プログラムおよび初期設定データをＤＲＡＭ１３に展開し、フラッシュＲＯＭ１２の記憶領域の物理的な記憶位置から読み取ったチェックサムを用いて、データをブロック毎にエラーチェックし、データが正しい場合に起動処理を実行する。上記エラーチェックの結果、ブロック毎のデータの一部または全部が正しくない場合、ＭＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ１２の物理的な記憶位置から読み取ったエラー訂正符号（メモリ上の物理的な位置のＥＣＣ(Error Correcting Code)であり「第１ＥＣＣ」という）によるデータのエラー訂正（第１のエラー訂正）を行い、エラー箇所を修復する。なおエラーチェックとエラー修正を合わせてエラー修正処理という。

またＭＰＵ２０は、第１のエラー訂正でエラー箇所を修復できなかった場合、フラッシュＲＯＭ１２から読み取ったプログラムデータに含まれるＥＣＣ（ソフトウエア上のＥＣＣであり「第２ＥＣＣ」という）を用いてプログラムデータ自体を修正（修復）、つまり第２のエラー訂正を行い、フラッシュＲＯＭ１２の該当エラー箇所のデータを上書き（正しいデータを書き戻）した後、フラッシュＲＯＭ１３のプログラムデータを再度読み出してプログラムを実行、つまり起動処理を実行する。

すなわち、ＭＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ１２の物理的な記憶領域からデータを読み出し、読み出したデータのエラー箇所を、記憶領域の物理的な記憶位置から読み取った第１ＥＣＣに基づいて第１のエラー訂正を行うことで修復する第１エラー訂正部として機能する。

またＭＰＵ２０は、第１のエラー訂正の結果、エラー箇所が修復できなかった場合、フラッシュＲＯＭ１２から読み出したデータに付与された（含まれる）第２ＥＣＣに基づいて第２のエラー訂正を行うことでエラー箇所を修復する第２エラー訂正部として機能する。

さらにＭＰＵ２０は、エラー箇所が修復されたデータを、フラッシュＲＯＭ１２に書き戻した後、データをフラッシュＲＯＭ１２からＤＲＡＭ１３に読み出しプログラムを実行するプログラム実行部として機能する。

以下、この実施形態のＴＶ本体１の動作を説明する。まず図２を参照してフラッシュＲＯＭ１２に書き込むべきデータについて説明する。

フラッシュＲＯＭ１２に書き込まれるデータは、図２に示すように、ヘッダ（16KByte）と、起動プログラム（16KByte×m）と、ＥＣＣ（16KByte×m／512＊3）と、その他のデータ（ユーザ設定データ、ＥＰＧ（電子番組表）のデータ、画質調整データ等）から構成されている。

起動プログラムのデータをさらに詳細にすると、ヘッダ、プログラムデータ1、プログラムデータ2、…プログラムデータn、ＥＣＣ、ＥＣＣのチェックサム等に区分されている。ヘッダはプログラムのヘッダである。ＥＣＣは後述する図３の説明のようにして生成した第２ＥＣＣである。

ヘッダはさらに識別子1、オフセット1、サイズ1、チェックサム1、識別子2、オフセット2、サイズ2、チェックサム2、…、識別子N、オフセットN、サイズN、チェックサムNおよびヘッダのチェックサムなどに細分される。オフセットはデータの先頭からのオフセットを示す。

フラッシュＲＯＭ１２の物理的な記憶領域は、図３に示すように、通常、一定量(例えば約16KByte)毎に区切られたブロックが複数（例えば512ブロック）設けられている。これはデバイスのハードウエアとしての特徴である。ブロック内の1区画をカラムという。

すなわち、このフラッシュＲＯＭ１２は、一方向（1列）に並べた複数のカラムを一単位とするブロックを、その方向と直交する方向に所定数（512個）並べて配置した記憶領域（第２ＥＣＣの訂正対象の領域）と、ブロック毎に計算したＥＣＣが記憶される記憶領域（第１ＥＣＣ記憶領域）とを有するものである。なおフラッシュＲＯＭ１２に一回に書き込むデータをデータセットということにする。この例の場合、第１ＥＣＣ記憶領域は16Byteである。

このＴＶ装置では、ＭＰＵ２０が、書き込み対象のデータセットをフラッシュＲＯＭ１２へ書き込む際に、フラッシュＲＯＭ１２の記憶領域の各ブロックに入れるデータのうち、所定のカラムの1Byte、例えば先頭のカラムの1Byteをそれぞれ抜き出し、ブロックの数分、つまり512Byteをエラー訂正符号計算対象データとし、エラー訂正符号計算を行うことで、3Byteのエラー訂正符号を生成し、データセットに付与する。そして、3Byteのエラー訂正符号を含むデータセットがフラッシュＲＯＭ１２へ書き込まれる。

以下、図４のフローチャートを参照してこのＴＶ装置の起動処理動作（情報処理方法）を説明する。このＴＶ装置では、家庭の壁コンセントなどの商用電源に、ＡＣコードなどを介してＴＶ本体１が接続された状態で、ＴＶ本体１のキー操作部１４の電源キーまたはリモコン２の電源スイッチがオン操作されると、パワーユニット１０から動作用の電力がＴＶ本体１内の各部に供給される。

すると、ＭＰＵ２０は、起動対象のプログラムをマスクＲＯＭ１１上で実行し、第１ＥＣＣ記憶領域の第１ＥＣＣを用いてエラー訂正処理（第１ＥＣＣ訂正）を実行する（図４のステップＳ１０１）。

この場合、ＭＰＵ２０は、始めにフラッシュＲＯＭからプログラムのヘッダをＤＲＡＭ１３上に展開し、ヘッダのデータに対するＥＣＣ訂正処理を実行し（ステップＳ１０２）、ヘッダのデータを訂正する。

続いて、ヘッダのチェックサムの正誤を検証、つまりチェックサムが正しいか否かを判定し、ヘッダのチェックサムのエラー訂正を行う（ステップＳ１０３）。

エラー訂正後、ＭＰＵ２０は、カウンタの値Ｙを“０”に設定し（ステップＳ１０４）、そのカウンタの値Ｙをインクリメント（＋１）し（ステップＳ１０５）、第１番目のプログラムデータをフラッシュＲＯＭから読み出してＤＲＡＭ１３上に展開し、エラーチェックとＥＣＣ訂正を行い（ステップＳ１０６）、エラーが修復された場合（ステップＳ１０７のＹｅｓ）はそのプログラムを実行する（ステップＳ１１０）。

第１ＥＣＣ訂正で、プログラムのデータを訂正した結果、エラーが修復できない場合（ステップＳ１０７のＮｏ）、ＭＰＵ２０は、展開したプログラムデータが起動プログラムか否かをチェックする（ステップＳ１０８）。このチェックにはヘッダから得られる情報を利用するものとする。

このチェックの結果、プログラムデータが起動プログラムである場合（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、ＭＰＵ２０は、プログラムデータに付与されている第２ＥＣＣを抽出して、第２ＥＣＣによるプログラムデータのエラー訂正処理（第２ＥＣＣ訂正）を行う（ステップＳ１０９）。

この処理では、ＭＰＵ２０は、まず、プログラムデータのチェックサムの正誤を検証、つまりチェックサムが正しいか否かを判定し、プログラムデータのチェックサムが正しくない場合、ＭＰＵ２０は、プログラムデータに対するＥＣＣ訂正を行い、プログラムデータを訂正する。

そして、ＭＰＵ２０は、第２ＥＣＣ訂正により修復されたプログラムを実行する（ステップＳ１１０）。

なお、上記判定ステップＳ１０８におけるチェックの結果、プログラムデータが起動プログラムでなければ（ステップＳ１０８のＮｏ）、ＭＰＵ２０は、データの正誤に関わらず（エラー訂正などを行わず）、そのプログラムを実行する（ステップＳ１１０）。

そして、読込対象のプログラム数Ｘに達するまで上記処理ステップＳ１０５〜Ｓ１１１のＮｏを繰り返し、プログラム数、つまりカウンタの値Ｙが、読込対象のプログラム数Ｘに達した場合（ステップＳ１１１のＹｅｓ）、起動処理を終了する。

次に、図５のフローチャートを参照して上記エラー訂正処理（ステップＳ１０９）の詳細について説明する。

エラー訂正を行う場合、ＭＰＵ２０は、まずカラムの位置カウンタのカウント数（カラム数）ｍを０にセットする（ステップＳ２０１）。

続いて、ＭＰＵ２０は、ブロックの位置カウンタのカウント数（ブロック数）ｎを０にセットする（ステップＳ２０２）。このようにして各位置カウンタのカウント数を初期化する。

次に、ＭＰＵ２０は、第ｎブロック、第ｍカラムの位置にデータが存在するか否かを確認する（ステップＳ２０３）。

ここで、確認元となる情報は、ヘッダのプログラム長情報から入手し、入手したヘッダのプログラム長情報から、ブロック，カラムの位置にデータが存在するか否かを確認する。

その位置にデータが存在する場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、ＭＰＵ２０は、データ［ブロック］＝フラッシュ［ブロック］［カラム］とし（ステップＳ２０４）、ブロック数ｎをインクリメントする（ステップＳ２０６）。なお、ブロック＝ｎ、カラム＝ｍ、のフラッシュＲＯＭ１２内部のデータをフラッシュ［ｎ］［ｍ］と表す。

また、その位置にデータが存在しない場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、ＭＰＵ２０は、データ［ブロック］＝０とし（ステップＳ２０５）、ブロック数ｎをインクリメントする（ステップＳ２０６）。なお、ブロック＝ｎ、カラム＝ｍ、のフラッシュＲＯＭ１２内部のデータをフラッシュ［ｎ］［ｍ］と表す。

ブロック数ｎが既定ブロック数Ｎよりも小さいうちは（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、上記ステップＳ２０３〜Ｓ２０６までの動作を繰り返す。

そして、ブロック数ｎが既定ブロック数Ｎと同じになると（ステップＳ２０７のＮｏ）、次に、ＭＰＵ２０は、ＥＣＣ［カラム］を用いてデータ訂正を行う（ステップＳ２０８）。

なお、ＥＣＣ［カラム］は、カラムのデータチェック用のＥＣＣ符号データを表すものとする。

データ訂正後、カラム数ｍをインクリメントし（ステップＳ２０９）、インクリメントされたカラム数ｍがブロックサイズＭよりも小さいうちは（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、上記ステップＳ２０２〜Ｓ２０９までの動作を繰り返す。

そして、カラム数ｍがブロックサイズＭと同じになると（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、次に、ＭＰＵ２０は、エラー訂正したデータをフラッシュＲＯＭ１２へ書き戻す（ステップＳ２１１）。

以上のようにこの実施形態のＴＶ装置によれば、ＴＶ本体１の電源を入れて、ＭＰＵ２０がフラッシュＲＯＭ１２から起動プログラムをＤＲＡＭ１３へ読み込み実行する際に、データのヘッダ部分について通常のエラーチェック（第１のＥＣＣ訂正）を行ったときに、フラッシュＲＯＭ１２のプログラムが書き込まれているブロックにエラー箇所が検出された場合に、フラッシュＲＯＭ１２から読み出したプログラムデータに含まれる第２ＥＣＣによるエラー訂正により不良ブロックを正しいデータに修復し、修復した正しいデータを該当エラー箇所に書き込み、再度読み出すので、起動プログラムを正しく読み出して実行し、ＴＶ本体１のシステム（各部）を正常に起動することができる。すなわち、プログラムが書き込まれているブロックが不良ブロックであった場合にも起動動作を正常に行えるようになる。

換言すると、動作に重要なプログラムが書き込まれているフラッシュＲＯＭ１２上の物理的な記憶領域のデータが、例えばブロック単位で不良になっている場合に、元の各ブロックから1Byteずつ抜き出して生成しデータに付与した第２ＥＣＣから、データのエラーを修復しプログラムを起動することができる。

なお、本願発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。上記実施形態で説明した各構成要素を、コンピュータのハードディスク装置などのストレージにインストールしたプログラムで実現してもよく、また上記プログラムを、コンピュータ読取可能な電子媒体：electronic mediaに記憶しておき、プログラムを電子媒体からコンピュータに読み取らせることで本発明の機能をコンピュータが実現するようにしてもよい。電子媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やフラッシュメモリ、リムーバブルメディア（Removable media）等が含まれる。さらに、ネットワークを介して接続した異なるコンピュータに構成要素を分散して記憶し、各構成要素を機能させたコンピュータ間で通信することで実現してもよい。

１…ＴＶ本体、２…リモコン、１０…パワーユニット、１１…マスクＲＯＭ、１２…フラッシュＲＯＭ、１３…ＤＲＡＭ、１５…表示部、１６…赤外線受信部、１７…チューナー、１８…ビデオ処理部、１９…オーディオ処理部、２０…ＭＰＵ。

Claims

複数のカラムを一単位とするブロック単位にデータを記憶可能な物理的な記憶領域を有するフラッシュメモリと、
前記フラッシュメモリの物理的な記憶領域からデータを読み出し、前記記憶領域にブロック単位に付与された第１エラー訂正符号に基づいて、当該ブロックのエラー訂正を行うことで前記データのエラー箇所を修復する第１エラー訂正部と、
前記フラッシュメモリから読み出したデータのうち、複数のブロックに分けられたプログラムデータに対して付与された第２エラー訂正符号に基づいてエラー訂正を行うことで前記プログラムデータのエラー箇所を修復する第２エラー訂正部と
を具備することを特徴とする情報処理装置。
前記第２エラー訂正符号は、
前記フラッシュメモリへ書き込むべき対象のデータのうち、前記フラッシュメモリの物理的な記憶領域の各ブロックの所定のカラムに記憶すべき１バイトのデータをそれぞれ抽出し、抽出したブロックの数分のデータから生成され、前記対象のデータに付与されたものであることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
前記第２エラー訂正部は、
前記プログラムデータに対してエラーチェックとエラー箇所のエラー訂正を行うことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
前記プログラムデータは、起動プログラムを含むことを特徴とする請求項３記載の情報処理装置。
前記第２エラー訂正部により前記エラー箇所が修復されたデータを、前記フラッシュメモリに書き戻した後、前記データを前記フラッシュメモリからダイナミック・ランダム・アクセスメモリに読み出し前記プログラムを実行するプログラム実行部を具備することを特徴とする請求項３記載の情報処理装置。
前記第２エラー訂正部は、
前記第１エラー訂正部によりエラー箇所の修復ができなかった場合に、前記第２エラー訂正符号に基づいてエラー訂正を行うことで前記プログラムデータのエラー箇所を修復することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
複数のカラムを一単位とするブロック単位にデータを記憶可能な物理的な記憶領域を有するフラッシュメモリからデータを読み出して処理を行う情報処理方法において、
前記フラッシュメモリの物理的な記憶領域からデータを読み出し、前記記憶領域にブロック単位に付与された第１エラー訂正符号に基づいて、当該ブロックのエラー訂正を行うことで前記データのエラー箇所を修復し、
前記フラッシュメモリから読み出したデータのうち、複数のブロックに分けられたプログラムデータに対して付与された第２エラー訂正符号に基づいてエラー訂正を行うことで前記プログラムデータのエラー箇所を修復することを特徴とする情報処理方法。