JP4910402B2 - 不揮発性メモリの書き換え装置及び書き換え方法 - Google Patents

不揮発性メモリの書き換え装置及び書き換え方法 Download PDF

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本発明は、データが書き換え可能な不揮発性メモリの書き換え装置及び書き換え方法に関する。
データが書き換え不揮発性メモリとしては、フラッシュメモリ、EEPROM(Electric Erasable Programmable Read Only Memory)、FeRAM(Ferro Electric Random Access Memory)等、種々のメモリが挙げられる。
これらの不揮発性メモリでは、データを書き換える際に、書込み対象領域の書込み済みデータを一旦消去し、その後に新規データを書き込む処理を実行している。
例えば、フラッシュメモリにおける書き換え処理は、セクタ単位で実行され、書込み対象領域の全てのセクタについて消去及び書込みの処理が実行される。
このため、新規データの値にかかわらず、全てのデータを消去して書込むことにより書き換え処理を実行していたので、不揮発性メモリに書込む新規データの容量が大きい場合には、書き換え処理に要する時間が長くなってしまう。
この問題に適用しうる技術として、従来、フラッシュメモリのセクタ消去時間及びデータ書込み時間を短縮すべく、書き換え処理の実行前の書込み済みデータが消去状態の値であるセクタに対する書込み前のセクタ消去処理を実行しないこと、及び、書込む新規データが消去状態の値であるセクタに対するデータ書込み処理を実行しないこと、が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−297589公報
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、書込み前のデータの値が消去状態の値でないセクタに関しては、書込み後のデータの値に関係なく少なくとも消去処理が実行されるので、処理時間を十分に短縮できない、という問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、書込み済みデータと新規データの内容に応じて書き換え処理を省略することにより書き換え処理に要する時間を短縮できる情報処理装置及び情報処理方法を提供することが目的である。
上記目的を解決するために、請求項1記載の発明は、不揮発性メモリの記憶領域を所定の記憶容量単位で区分して得られる複数の区分領域のそれぞれを順次処理対象として書込み済みデータの消去及び新規データの書き込みを行なう単位処理を繰り返すことにより前記不揮発性メモリの書き換え処理を実行し、前記書き換え処理を実行する毎に更新される前記書込み済みデータの誤り検出符号を前記各区分領域単位で記載したチェックテーブルを記憶する不揮発性メモリの書き換え装置であって、前記所定の記憶容量単位で作成された前記新規データのチェックテーブルを前記新規データと共に取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記新規データのチェックテーブルと前記不揮発性メモリに記憶された前記書込み済みデータのチェックテーブルとを比較して一致するか否かを前記区分領域毎に判定する判定手段と、前記判定手段により一致すると判定された場合、当該区分領域を処理対象とした前記単位処理の実行を省略する省略手段と、前記単位処理が完了した前記区分領域の識別情報、及び前記省略手段により前記単位処理が省略された前記区分領域の識別情報を更新記憶する不揮発性記憶手段と、停電等の予期せぬ電源オフによって前記書き換え処理の実行が中断された場合、前記書き換え処理の中断によって前記書き換え処理が未処理となった区分領域を前記不揮発性記憶手段に更新記憶された識別情報に基づいて特定し、該特定された区分領域を処理対象とした前記単位処理を実行して前記書き換え処理を再開する再開手段と、を備えている。
請求項1記載の発明によれば、不揮発性メモリの記憶領域を所定の記憶容量単位で区分して得られる複数の区分領域のそれぞれを順次処理対象として書込み済みデータの消去及び新規データの書き込みを行なう単位処理を繰り返すことにより前記不揮発性メモリの書き換え処理を実行するに際し、前記各区分領域に前記書込み済みデータのチェックテーブルを不揮発性メモリに記憶しておき、前記所定の記憶容量単位で作成された前記新規データのチェックテーブルを取得して、前記新規データのチェックテーブルと前記不揮発性メモリに記憶された前記書込み済みデータのチェックテーブルとを比較して一致するか否かを前記区分領域毎に判定し、一致すると判定された前記区分領域を処理対象とした前記単位処理の実行を省略して、前記書き換え処理が実行される毎に前記不揮発性メモリに記憶されたチェックテーブルを更新するので、書込み済みデータと新規データの内容に応じて書き換え処理を省略することにより書き換え処理に要する時間を短縮できる。
すなわち、本発明は、書込み済みデータのチェックテーブルと新規データのチェックテーブルとを用意しておき、チェックテーブルの異なる区分領域については単位処理を実行し、チェックテーブルが一致する区分領域については単位処理を省略する。
なお、チェックテーブルとしては、所定の記憶容量単位のデータのチェックサム等を適用することができる。
また、本発明は前記単位処理が完了した前記区分領域の識別情報、及び前記省略手段により前記単位処理が省略された前記区分領域の識別情報を更新記憶する不揮発性記憶手段と、停電等の予期せぬ電源オフによって前記書き換え処理の実行が中断された場合、前記書き換え処理の中断によって前記書き換え処理が未処理となった区分領域を前記不揮発性記憶手段に更新記憶された識別情報に基づいて特定し、該特定された区分領域を処理対象とした前記単位処理を実行して前記書き換え処理を再開する再開手段と、を更に備えた構成とすることもできる。
さらに、本発明は、請求項記載の発明のように、前記所定の記憶容量は、前記単位処理を実行可能な最小単位としてもよい。なお、単位処理を実行可能な最小単位は、不揮発性メモリの種類や仕様等に基づいて決定される。
一方、上記課題を解決するために、請求項記載の発明は、 不揮発性メモリの記憶領域を所定の記憶容量単位で区分して得られる複数の区分領域のそれぞれを順次処理対象として書込み済みデータの消去及び新規データの書き込みを行なう単位処理を繰り返すことにより前記不揮発性メモリの書き換え処理を実行する不揮発性メモリの書き換え方法であって、前記書込み済みデータの誤り検出符号を前記各区分領域単位で記載したチェックテーブルを前記不揮発性メモリに記憶しておき、前記所定の記憶容量単位で作成された前記新規データのチェックテーブルを前記新規データと共に取得して、前記新規データのチェックテーブルと前記不揮発性メモリに記憶された前記書込み済みデータのチェックテーブルとを比較して一致するか否かを前記区分領域毎に判定し、一致すると判定された前記区分領域を処理対象とした前記単位処理の実行を省略して、前記書き換え処理が実行される毎に前記不揮発性メモリに記憶されたチェックテーブルを更新し、前記単位処理が完了した前記区分領域の識別情報、及び前記単位処理が省略された前記区分領域の識別情報を更新記憶し、停電等の予期せぬ電源オフによって前記書き換え処理の実行が中断された場合、前記書き換え処理の中断によって前記書き換え処理が未処理となった区分領域を前記更新記憶された識別情報に基づいて特定し、該特定した区分領域を処理対象とした前記単位処理を実行して前記書き換え処理を再開する。
請求項記載の発明によれば、請求項1記載の不揮発性メモリの書き換え装置と同様に作用するので、請求項1記載の発明と同様、書込み済みデータと新規データの内容に応じて書き換え処理を省略することにより書き換え処理に要する時間を短縮できる。
以上説明した如く本発明は、不揮発性メモリの記憶領域を所定の記憶容量単位で区分して得られる複数の区分領域のそれぞれを順次処理対象として書込み済みデータの消去及び新規データの書き込みを行なう単位処理を繰り返すことにより前記不揮発性メモリの書き換え処理を実行するに際し、前記各区分領域に前記書込み済みデータのチェックテーブル記憶しておき、前記所定の記憶容量単位で作成された前記新規データのチェックテーブルを取得して、前記新規データのチェックテーブル記憶された前記書込み済みデータのチェックテーブルとを比較して一致するか否かを前記区分領域毎に判定し、一致すると判定された前記区分領域を処理対象とした前記単位処理の実行を省略して、前記書き換え処理が実行される毎記憶されたチェックテーブルを更新するので、書込み済みデータと新規データの内容に応じて書き換え処理を省略することにより書き換え処理に要する時間を短縮できる、という優れた効果を有する。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、図1は、本実施の形態に係るデータ書き換え装置10の構成を示す概略図であり、以下、データ書き換え装置10の概略構成について説明する。
同図に示されるように、データ書き換え装置10は、I/F24を備えており、パーソナルコンピュータ(PC)12と通信媒体を介して接続されている。
なお、通信媒体としては、有線通信を行うケーブル等の他、ブルートゥース(Bluetooth)、IrDA(Infrared Data Association)規格等に代表される無線通信を行うための赤外線、電波等を適用することができる。
データ書き換え装置10は、装置全体の動作を司るCPU(中央演算処理装置)20と、データ書き換え装置10におけるRAM(Random Access Memory)等により構成されたメモリ22と、上記I/F24と、入出力制御部26と、を含んで構成されており、メモリ22及び入出力制御部26はそれぞれCPU20に接続されており、I/F24は入出力制御部26に接続されている。
入出力制御部26では、I/F24を介して入力されたダウンロードデータを一時的に保持して、CPU20の指示に従い出力する。
また、データ書き換え装置10は、フラッシュメモリ28及びNVM(不揮発性メモリ:Non-volatile memory)30を含んで構成されており、当該フラッシュメモリ28及びNVM30は、それぞれCPU20に接続されている。
また、CPU20では、入出力制御部26から出力されたダウンロードデータを一旦メモリ22に格納し、当該ダウンロードデータを用いてフラッシュメモリ28に対するデータ書き換え処理を実行する。
図2には、フラッシュメモリ28の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、フラッシュメモリ28は、所定の記憶容量毎の複数のセクタ29に分割され、各セクタ29単位でデータの消去及び書込みが実行可能とされている。
各セクタ29には、それぞれ識別コード(本実施の形態では、1〜Nの整数)が付与されており、当該識別コードによりセクタが特定可能とされている。
CPU20では、ダウンロードデータに基づき書き換え処理を施す領域をセクタ単位で設定し、各セクタに書き込まれた書込み済みデータを一旦消去する消去処理を実行した後に、ダウンロードデータに基づく書込み処理を実行することによって、データ書き換え処理を実行する。
ところで、本実施の形態では、各セクタの書込み済みデータとダウンロードデータとの比較を行い、互いに一致する場合にはデータ書き換え処理を省略するようにしている。
そこで、図3に示されるような、チェックサムテーブル28Aが、フラッシュメモリ28に格納されている。チェックサムテーブル28Aは、書込み済みデータのチェックサムを各セクタ単位で記憶されている。当該チェックサムテーブル28Aは、フラッシュメモリ28に対する書き換え処理が実行される毎に、CPU20により更新記憶される。
また、図4には、ダウンロードデータ34のデータの構成の一例が模式的に示されている。なお、同図に示すダウンロードデータ34は、フラッシュメモリ28に記憶されたファームウェアを書き換える際にダウンロードされるものである。
同図に示されるように、本実施の形態では、ダウンロードデータ34は、ファームウェア本体としてのROMイメージ34Bと、ファームウェア本体のうち必要最小限の機能を実行可能なプログラムが含まれる緊急用ダウンローダ34Aと、当該ダウンロードデータ34のチェックサムテーブル34Cと、が含まれている。
図5に示されるように、ダウンロードデータ34のチェックサムテーブル34Cは、緊急用ダウンローダ34A及びROMイメージ34Bのデータを、フラッシュメモリ28の各セクタの記憶容量単位で分割して得られた分割データ毎にチェックサムが記憶されている。なお、同図に示す「データNo.」は、分割データの順番を示すものである。
CPU20では、書き換え処理を実行する際に、フラッシュメモリ28に格納されたチェックサムテーブル28Aと、ダウンロードデータ34に含まれるチェックサムテーブル34Cの対応するチェックサムを順次比較して、両者が一致するセクタについては書き換え処理を省略する。
すなわち、例えば図2に塗りつぶしで示すセクタ29のチェックサムが一致しなかったと仮定すると、当該塗りつぶしで示すセクタ29についてだけ書き換え処理を実行すればよい。ファームウェアの更新等においては、書込み済みデータの一部を変更する場合が多いので、チェックサムが一致しないセクタ29の数は特に少なく、処理時間が大幅に短縮される。
また、本実施の形態では、ダウンロードデータの書き換え処理が、停電やトラブル等により途中で中断された場合、処理が完了していないセクタを処理対象として当該書き換え処理を再開するようにしている。
そこで、NVM30には、書き換え処理が終了したセクタ29のセクタNo.(1〜N)及びダウンロードデータ34のデータNo.(1〜M)を記憶する処理カウンタが格納されている。当該処理カウンタの記憶内容は、書き換え処理の進行に伴いCPU20により更新される。
以下、本実施の形態の作用を説明する。
図6は、データ書き換え装置10とPC12との間の通信が開始された場合にCPU20により実行される書き換え処理プログラムの処理の流れが示されている。以下、同図を参照しながら本実施の形態に係る書き換え処理について説明する。
まず、ステップ200では、ダウンロードデータ34の受信を行い、次のステップ202では、フラッシュメモリ28に記憶された書込み済みデータのチェックサムテーブル28Aを取得する。
ここで、ダウンロードデータ34の受信は、I/F24を介して入力されたダウンロードデータを入出力制御部26に一旦保持して、メモリ22に格納ことにより実行される。
次のステップ204では、NVM30の処理カウンタの初期値として、ダウンロードデータ34の先頭の単位データのNo.1をセットすると共に、対応するデータが格納されたセクタ29のセクタNo.(1〜N)をセットし、その後にステップ206に移行する。なお、上記対応するデータが存在しない場合は、未使用のセクタ29のセクタNo.等をセットするようにしてもよい。
ステップ206では、処理カウンタの値に応じたデータ及びセクタを処理対象とした後に、ステップ208に移行する。ステップ208では、ダウンロードデータ34のチェックサムテーブル34Cとフラッシュメモリ28のチェックサムテーブル28Aの処理対象に対応するチェックサムを比較し、その後にステップ210に移行する。
ステップ210では、比較の結果、チェックサムが一致したか否かを判定し、当該判定が否定判定となった場合は、ステップ212に移行する。ステップ212では、処理対象とされたセクタ29に対するデータの消去処理を実行し、その後にステップ214に移行して、消去処理を施したセクタ29への処理対象となるデータの書込み処理を実行して、ステップ216に移行する。
一方、ステップ210で肯定判定となった場合は、書込み済みデータとダウンロードデータとが一致するものと判断し、ステップ212及びステップ214の処理を実行することなくステップ216に移行する。
ステップ216では、全てのデータを処理対象としたか否かを判定し、当該判定が否定判定となった場合はステップ218に移行して、処理カウンタを更新した後に再びステップ206に移行する。
また、ステップ216が肯定判定となった場合は、ステップ220に移行して、チェックサムテーブルの更新を実行した後に本書き換え処理を終了する。
これにより、書き換え前後の記憶内容が同一のセクタ29に対しては消去処理及び書き込み処理が実行されないので、処理時間を短縮して書き換えを実行することができる。
また、書き換え処理が停電等により中断された場合でも、NVM30の処理カウンタに処理がどこまで完了したかが記憶されているので、当該処理カウンタに基づいて処理が完了していないセクタ29を対象とした再書き換え処理が実行可能である。
図7には、CPU20により実行される再書き換え処理プログラムの処理の流れが示されている。以下、同図を参照して、本実施の形態に係る再書き換え処理について説明する。
まず、ステップ240では、ダウンロードデータ34の再受信を行い、次のステップ242では、フラッシュメモリ28に記憶された書込み済みデータのチェックサムテーブル28Aを取得する。
なお、ダウンロードデータ34の再受信は、I/F24を介して入力されたダウンロードデータを入出力制御部26に一旦保持して、メモリ22に格納ことにより実行される。
次のステップ244では、NVM30の処理カウンタの値を取得し、その後にステップ246に移行して、処理カウンタの値に応じたデータ及びセクタを処理対象とした後に、ステップ248に移行する。
ステップ248では、ダウンロードデータ34のチェックサムテーブル34Cとフラッシュメモリ28のチェックサムテーブル28Aの処理対象に対応するチェックサムを比較し、その後にステップ250に移行する。
ステップ250では、比較の結果、チェックサムが一致したか否かを判定し、当該判定が否定判定となった場合は、ステップ252に移行する。ステップ252では、処理対象とされたセクタ29に対するデータの消去処理を実行し、その後にステップ254に移行して、消去処理を施したセクタ29への処理対象となるデータの書込み処理を実行して、ステップ256に移行する。
一方、ステップ250で肯定判定となった場合は、書込み済みデータとダウンロードデータとが一致するものと判断し、ステップ252及びステップ254の処理を実行することなくステップ256に移行する。
ステップ256では、全てのデータを処理対象としたか否かを判定し、当該判定が否定判定となった場合はステップ258に移行して、処理カウンタを更新した後に再びステップ246に移行する。
また、ステップ246が肯定判定となった場合は、ステップ260に移行して、チェックサムテーブルの更新を実行した後に本書き換え処理を終了する。
このように、再書き換え処理においては、前回、書き換え処理が中断されたセクタ29から書き換え処理が実行されるので、再書き換えに要する時間を短縮することができる。
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、フラッシュメモリ28の各セクタ29を順次処理対象として書込み済みデータの消去及びダウンロードデータの書き込みを繰り返すことによりフラッシュメモリ28の書き換え処理を実行するに際し、各セクタ29の書込み済みデータのチェックサムを示すチェックサムテーブル28Aをフラッシュメモリ28に記憶しておき、各セクタ29に対応する記憶容量単位で作成されたダウンロードデータ34のチェックサムテーブル34Cを取得して、ダウンロードデータ34のチェックサムテーブル34Cと書込み済みデータのチェックサムテーブル28Aとを比較して一致するか否かを各セクタ29毎に判定し、一致すると判定されたセクタ29を処理対象とした前記消去及び書き込みの実行を省略して、書き換え処理が実行される毎にチェックサムテーブル28Aを更新するので、書込み済みデータと新規データの内容に応じて書き換え処理を省略することにより書き換え処理に要する時間を短縮できる。
また、本実施の形態によれば、消去及び書き込み処理が完了した場合、及び当該処理が省略された場合に、処理対象とされたセクタ29のセクタNo.が更新記憶されるNVM30に処理カウンタを設けておき、書き換え処理の実行が中断された場合、NVM30の処理カウンタに基づいて未処理のセクタ29を処理対象として再書き換え処理を実行するので、書き換え処理が中断された場合でも、書き換えに要する時間を短縮することができる。
なお、本実施の形態では、ダウンロードデータ34のチェックサムテーブル34Cがダウンロードデータ34Cの一部に含まれる形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、チェックサムテーブルデータとしてダウンロードデータ34とは別に入力するようにしてもよいし、プログラム等によりダウンロードデータに基づいてチェックサムテーブルを生成するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、セクタ29単位でチェックサムテーブルを作成して書き換え処理を実行する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のセクタ29からなるブロック単位で処理を実行するようにしてもよい。
すなわち、処理を実行する単位(特許請求の範囲における、「所定の記憶容量」に相当)は、チェックサムテーブルの比較に要する時間と、消去及び書込み処理(特許請求の範囲における「単位処理」に相当)に要する時間と、を考慮して、適宜決定することができる。
さらに、上記各実施の形態に係るデータ書き換え装置10の構成(図1参照)は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
また、上記各実施の形態に係る処理の流れ(図6及び図7参照)も一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
実施の形態に係るデータ書き換え装置の構成を示す概略図である。 実施の形態に係るフラッシュメモリの構成を模式的に示す概略図である。 実施の形態に係るフラッシュメモリに格納されたチェックサムデータを示す模式図である。 実施の形態に係るダウンロードデータを模式的に示す説明図である。 実施の形態に係るダウンロードデータに含まれるチェックサムデータを示す模式図である。 実施の形態に係る書き換え処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る再書き換え処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
符号の説明
10 データ書き換え装置
12 PC
20 CPU(判定手段、省略手段、再開手段)
22 メモリ
24 I/F
26 入出力制御部(取得手段)
28 フラッシュメモリ(記憶手段)
29 セクタ(区分領域)
30 NVM(不揮発性記憶手段)

Claims (3)

  1. 不揮発性メモリの記憶領域を所定の記憶容量単位で区分して得られる複数の区分領域のそれぞれを順次処理対象として書込み済みデータの消去及び新規データの書き込みを行なう単位処理を繰り返すことにより前記不揮発性メモリの書き換え処理を実行し、前記書き換え処理を実行する毎に更新される前記書込み済みデータの誤り検出符号を前記各区分領域単位で記載したチェックテーブルを記憶する不揮発性メモリの書き換え装置であって、
    前記所定の記憶容量単位で作成された前記新規データのチェックテーブルを前記新規データと共に取得する取得手段と、
    前記取得手段により取得された前記新規データのチェックテーブルと前記不揮発性メモリに記憶された前記書込み済みデータのチェックテーブルとを比較して一致するか否かを前記区分領域毎に判定する判定手段と、
    前記判定手段により一致すると判定された場合、当該区分領域を処理対象とした前記単位処理の実行を省略する省略手段と、
    前記単位処理が完了した前記区分領域の識別情報、及び前記省略手段により前記単位処理が省略された前記区分領域の識別情報を更新記憶する不揮発性記憶手段と、
    停電等の予期せぬ電源オフによって前記書き換え処理の実行が中断された場合、前記書き換え処理の中断によって前記書き換え処理が未処理となった区分領域を前記不揮発性記憶手段に更新記憶された識別情報に基づいて特定し、該特定された区分領域を処理対象とした前記単位処理を実行して前記書き換え処理を再開する再開手段と、
    を備えた不揮発性メモリの書き換え装置。
  2. 前記所定の記憶容量は、前記単位処理を実行可能な最小単位であることを特徴とする請求項記載の不揮発性メモリの書き換え装置。
  3. 不揮発性メモリの記憶領域を所定の記憶容量単位で区分して得られる複数の区分領域のそれぞれを順次処理対象として書込み済みデータの消去及び新規データの書き込みを行なう単位処理を繰り返すことにより前記不揮発性メモリの書き換え処理を実行する不揮発性メモリの書き換え方法であって、
    前記書込み済みデータの誤り検出符号を前記各区分領域単位で記載したチェックテーブルを前記不揮発性メモリに記憶しておき、
    前記所定の記憶容量単位で作成された前記新規データのチェックテーブルを前記新規データと共に取得して、
    前記新規データのチェックテーブルと前記不揮発性メモリに記憶された前記書込み済みデータのチェックテーブルとを比較して一致するか否かを前記区分領域毎に判定し、
    一致すると判定された前記区分領域を処理対象とした前記単位処理の実行を省略して、
    前記書き換え処理が実行される毎に前記不揮発性メモリに記憶されたチェックテーブルを更新し
    前記単位処理が完了した前記区分領域の識別情報、及び前記単位処理が省略された前記区分領域の識別情報を更新記憶し、
    停電等の予期せぬ電源オフによって前記書き換え処理の実行が中断された場合、前記書き換え処理の中断によって前記書き換え処理が未処理となった区分領域を前記更新記憶された識別情報に基づいて特定し、該特定した区分領域を処理対象とした前記単位処理を実行して前記書き換え処理を再開する、
    不揮発性メモリの書き換え方法。
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