JP4946102B2 - 不揮発性メモリシステムおよび不揮発性メモリの管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、コントローラとフラッシュメモリ等の不揮発性メモリにより構成される不揮発性メモリシステムおよび不揮発性メモリの管理方法に関するものである。

通常、複数のメモリバンクを持つ不揮発メモリシステムのアドレス管理において、各メモリバンクを独立して管理する方法と、複数のバンクをまとめて管理する方法（たとえば特許文献１参照）が知られている。
ＵＳＰ６，７５７，８００

各メモリバンクを独立して管理する方法では、メモリバンク数が増えるとそれに比例してアドレス管理に必要なテーブルサイズが増加するため、必要なＲＡＭサイズが増大したり、一度に全ての情報をＲＡＭに置くことができないなどの問題があり、コスト増やパフォーマンス低下の原因となっていた。

一方、複数のバンクをまとめて管理する方法(USP6、757、800など)では、テーブルサイズの増加は抑えられる。
しかしながら、まとめた範囲内で各メモリバンクの同一アドレスのブロックを等しく扱うために、図１のようにどれか一つのブロックに不良が発生して使用不可となると、同じアドレスを持つ全てのメモリバンクのブロックを使用不可としなければならず、見かけ上の不良ブロック数が実際の不良ブロック数のメモリバンク数倍にも増加するという不利益があった。

本発明は、複数のバンクをまとめて管理する方法を取りながらバンクごとに不良ブロックの代替処理を行うことで、アドレス管理に必要なテーブルサイズを小さく保ちつつ、見かけ上の不良ブロック数を実際の不良ブロック数から大きく増大させることのない不揮発性メモリシステムおよび不揮発性メモリの管理方法を提供することにある。

本発明の第１の観点の不揮発性メモリシステムは、複数のバンクを含む不揮発性メモリと、アドレス変換テーブルの管理情報に基づいて上記不揮発性メモリを管理するコントローラと、を有し、上記不揮発性メモリの各バンクは、バンク内アドレスが割り当てられた複数のメモリブロックを含み、上記コントローラの上記アドレス変換テーブルは、仮想ブロックを管理するための基本テーブルと、不良メモリブロックと良メモリブロックの置き換えを行うための差分情報テーブルとに分割され、上記コントローラは、上記アドレス変換テーブルの管理情報に基づいて生成したアドレスに応じて各バンクにアクセス可能で、同じバンク内アドレスを持つ異なるバンクにおける複数のメモリブロックを一つの上記仮想ブロックとして、上記アドレス変換テーブルの基本テーブルの情報に基づいてバンク間でまとめて管理する機能と、上記仮想ブロックの少なくとも１つ以上の不良メモリブロックを上記差分情報により他の仮想ブロックの良メモリブロックと置き換えを行うように管理する機能と、を含み、上記アドレス変換テーブルにおいて、上記基本テーブルは、上記仮想ブロックの論理アドレスを物理アドレスに変換する論理アドレス−物理アドレス（論物）変換テーブルにより形成され、上記差分情報テーブルは、不良メモリブロックの物理アドレスと良メモリブロックの物理アドレスの変換を行う物理アドレス−物理アドレス（物物）変換テーブルにより形成され、上記コントローラは、上記論物変換テーブル上でメモリブロックの置き換えのための上記物物変換の対象となる仮想ブロックアドレスにフラグをたてる。

また、本発明の第１の観点の不揮発性メモリシステムは、それぞれ異なるチップに形成された複数の不揮発性メモリと、アドレス変換テーブルの管理情報に基づいて上記不揮発性メモリを管理するコントローラと、を有し、上記各不揮発性メモリは、チップ内アドレスが割り当てられた複数のメモリブロックを含み、上記コントローラの上記アドレス変換テーブルは、仮想ブロックを管理するための基本テーブルと、不良メモリブロックと良メモリブロックの置き換えを行うための差分情報テーブルとに分割され、上記コントローラは、上記アドレス変換テーブルの管理情報に基づいて生成したアドレスに応じて各チップにアクセス可能で、同じチップ内アドレスを持つ異なるチップにおける複数のメモリブロックを一つの上記仮想ブロックとして、上記アドレス変換テーブルの基本テーブルの情報に基づいてバンク間でまとめて管理する機能と、上記仮想ブロックの少なくとも１つ以上の不良メモリブロックを上記差分情報により他の仮想ブロックの良メモリブロックと置き換えを行うように管理する機能と、を含み、上記アドレス変換テーブルにおいて、上記基本テーブルは、上記仮想ブロックの論理アドレスを物理アドレスに変換する論理アドレス−物理アドレス（論物）変換テーブルにより形成され、上記差分情報テーブルは、上記差分情報テーブルは、不良メモリブロックの物理アドレスと良メモリブロックの物理アドレスの変換を行う物理アドレス−物理アドレス（物物）変換テーブルにより形成され、上記コントローラは、上記論物変換テーブル上でメモリブロックの置き換えのための上記物物変換の対象となる仮想ブロックアドレスにフラグをたてる。

好適には、上記コントローラは、上記論物変換テーブル上で上記フラグをたてた上記仮想ブロックアドレスに、アクセスアドレス交換を行う物理アドレスフィールドに対応する変換テーブルのインデックスを付加する。

好適には、上記コントローラは、対応するメモリブロックに一つ以上の不良が発生した仮想ブロックにおいては、実際に不良として扱う仮想ブロックと不良としない仮想ブロックに分け、不良として扱う仮想ブロックの不良でないメモリブロックと不良としない仮想ブロックの不良メモリブロックを交換する。

好適には、上記コントローラは、対応するメモリブロックに不良が発生していない仮想ブロックを不良として扱う仮想ブロックとし、対応するメモリブロックに一つ以上の不良が発生した仮想ブロックを不良としない仮想ブロックに分け、不良として扱う仮想ブロックの不良でないメモリブロックと不良としない仮想ブロックの不良メモリブロックを交換する。

好適には、上記コントローラは、不良でないブロックと不良ブロックの交換を、バンクまたはチップ内、あるいは、バンクまたはチップを跨いで行う。

本発明の第２の観点は、バンク内アドレスが割り当てられた複数のメモリブロックを含む複数のバンクを有する不揮発性メモリへのアクセスをアドレス変換テーブルの管理情報に基づいて管理する不揮発性メモリの管理方法であって、上記アドレス変換テーブルを、仮想ブロックを管理するための基本テーブルと、不良メモリブロックと良メモリブロックの置き換えを行うための差分情報テーブルとに分割し、同じバンク内アドレスを持つ異なるバンクにおける複数のメモリブロックを一つの上記仮想ブロックとして、上記アドレス変換テーブルの基本テーブルの情報に基づいてバンク間でまとめて管理するとともに、上記仮想ブロックの少なくとも１つ以上の不良メモリブロックを上記差分情報により他の仮想ブロックの良メモリブロックと置き換えを行うように管理し、上記アドレス変換テーブルにおいて、上記基本テーブルを、上記仮想ブロックの論理アドレスを物理アドレスに変換する論理アドレス−物理アドレス（論物）変換テーブルにより形成し、上記差分情報テーブルを、不良メモリブロックの物理アドレスと良メモリブロックの物理アドレスの変換を行う物理アドレス−物理アドレス（物物）変換テーブルにより形成し、上記論物変換テーブル上でメモリブロックの置き換えのための上記物物変換の対象となる仮想ブロックアドレスにフラグをたてる。

本発明の第２の観点は、それぞれ異なるチップに形成され、チップ内アドレスが割り当てられた複数のメモリブロックを含む複数の不揮発性メモリへのアクセスをアドレス変換テーブルの管理情報に基づいて管理する不揮発性メモリの管理方法であって、上記アドレス変換テーブルを、仮想ブロックを管理するための基本テーブルと、不良メモリブロックと良メモリブロックの置き換えを行うための差分情報テーブルとに分割し、同じチップ内アドレスを持つ異なるチップにおける複数のメモリブロックを一つの上記仮想ブロックとして、上記アドレス変換テーブルの基本テーブルの情報に基づいてチップ間でまとめて管理するとともに、上記仮想ブロックの少なくとも１つ以上の不良メモリブロックを上記差分情報により他の仮想ブロックの良メモリブロックと置き換えを行うように管理し、上記アドレス変換テーブルにおいて、上記基本テーブルを、上記仮想ブロックの論理アドレスを物理アドレスに変換する論理アドレス−物理アドレス（論物）変換テーブルにより形成し、上記差分情報テーブルを、不良メモリブロックの物理アドレスと良メモリブロックの物理アドレスの変換を行う物理アドレス−物理アドレス（物物）変換テーブルにより形成し、上記論物変換テーブル上でメモリブロックの置き換えのための上記物物変換の対象となる仮想ブロックアドレスにフラグをたてる。

本発明によれば、管理テーブルサイズを小さく維持したまま細かな管理を行うことが可能になる。
たとえば、見かけ上の不良ブロック数を大幅に減少させることが可能になり、ブロックの利用効率が大幅に改善される。利用効率が改善されることにより実効容量が増加し、システムの低コスト化に繋がる。
また、管理テーブルサイズを小さく維持したまま利用効率を落とさずに管理対象とするブロック数を増加させることが可能になり、大容量の不揮発メモリシステム構築が可能になる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る不揮発性メモリシステムの構成例を示すブロック図である。

本不揮発性メモリシステム１は、図２に示すように、複数のメモリバンク２−１〜２−ｎ(図２の例ではｎ＝４)を有する不揮発性メモリユニット（以下、単にメモリユニットという場合もある）２と、図示しないホストからの要求に応じてメモリユニット２へのアクセスを制御するコントローラ３により構成されている。

各メモリバンク２−１(Ａ)，２−２（Ｂ），２−３（Ｃ），２−４（Ｄ）は、それぞれ同様の構成を有し、メモリセルアレイ２１（−１〜−４）、アドレスデコーダ２２（−１〜−４）、およびページバッファ２３（−１〜−４）を含んで構成されている。
メモリセルアレイ２１は、たとえばＮＡＮＤ型フラッシュメモリセルアレイにより形成される。
メモリバンク２−１のアドレスデコーダ２２−１はアドレス線ＡＤＲＬ１によりコントローラ３と接続されている。同様に、メモリバンク２−２のアドレスデコーダ２２−２はアドレス線ＡＤＲＬ２によりコントローラ３と接続され、メモリバンク２−３のアドレスデコーダ２２−３はアドレス線ＡＤＲＬ３によりコントローラ３と接続され、メモリバンク２−４のアドレスデコーダ２２−４はアドレス線ＡＤＲＬ４によりコントローラ３と接続されている。
メモリバンク２−１のページバッファ２３−１はデータ線ＤＴＬ１によりコントローラ３と接続されている。同様に、メモリバンク２−２のページバッファ２３−２はデータ線ＤＴＬ２によりコントローラ３と接続され、メモリバンク２−３のページバッファ２３−３はデータ線ＤＴＬ３によりコントローラ３と接続され、メモリバンク２−４のページバッファ２３−４はデータ線ＤＴＬ４によりコントローラ３と接続されている。

各メモリバンク２−１〜２−４は、アドレス線ＡＤＲＬ１〜ＡＤＲＬ４を通して受け取ったアドレスを用いて不揮発性メモリのセルアレイ２１−１〜２１−４にアクセスを行い、コントローラ３から受け取ったデータを該当する箇所に書き込んだり、該当する箇所から読み出したデータをコントローラ３に送出したりする。

図２では、コントローラ３がアドレスを送出するアドレス線と、コントローラ３との間でデータをやり取りするデータ線が別になっているが、通常のＮＡＮＤフラッシュメモリのようにマルチプレクスして同じ線を共有しても良い。この場合はコントローラとメモリユニットの間の信号線数が削減できるというメリットがある。
また、バンク選択の方法を別途用いることで、信号線を複数のバンク間で共有することもできる。

図３は、図２のメモリユニット２のメモリ領域を概念的に示す図である。
メモリユニット２は、図３に示すように、各メモリバンク（以下、単にバンクという場合もある）２−１〜２−４は複数のメモリブロックＢＬＫ１〜ＢＬＫｍを有する。
そして、各メモリバンク２−１〜２−４の同じメモリバンク内アドレスにあるブロックをまとめた複数のブロック(束ねた複数ブロック)により仮想ブロックＶＢＬＫ（１〜ｍ）が形成されている。
この仮想ブロックＶＢＬＫは、後述するように、コントローラ３において管理単位として扱われる。
ここで、メモリバンクは複数のメモリブロックを持つ互いに同じ構造のものであれば何でも良く、それぞれ別のチップであっても、同じチップの中の別の領域であっても良い。

コントローラ３は、管理情報に基づいて不揮発性メモリユニット２を管理する。コントローラ３の管理情報は、複数のブロックに束ねて管理する基本テーブルと、ブロック間の差分情報とに分割される。そして、コントローラ３は、複数のブロックを基本テーブルで束ねて管理し、束ねられた範囲で異なる部分を差分情報を用いて管理する。
コントローラ３は、束ねられたブロックのうち1つ以上のブロックを差分情報により他のブロックと代替する。
本実施形態においては、上述したように、不揮発性メモリユニット２は、複数のメモリバンク２−１〜２−４を有し、コントローラ３はアドレスに基づいて各メモリバンク２−１〜２−４ごとにアクセス可能で、同じバンク内アドレスを持つ異なるバンクにおける複数のブロックを仮想ブロックＶＢＬＫとしてバンク間で束ねる。

コントローラ３は、図２に示すように、アドレス生成部３１、アドレス変換テーブル３２、およびデータ処理部３３を有する。

アドレス生成部３１は、アドレス変換テーブル３２の管理情報に基づいて不揮発性メモリユニット２にアクセスするためのアドレスを生成し、生成したアドレスをアドレス線ＡＤＲＬ１〜ＡＤＲＬ４を介して各メモリバンク２−１〜２−４に転送する。アドレス生成部３１は、複数のメモリバンクに対して異なるアドレスを送出することができる。
各メモリバンク２−１〜２−４は、受け取ったアドレスを用いて不揮発メモリのセルアレイにアクセスを行い、コントローラ３から受け取ったデータを該当する箇所に書き込んだり、該当する箇所から読み出したデータをコントローラ３に送出したりする。

データ処理部３３は、ホストからから受け取ったデータを不揮発性メモリユニット２のアドレス指定されたメモリバンク２−１〜２−４の該当する箇所に書き込むためにデータ線ＤＴＬ１〜ＤＴＬ４に送出し、また、該当する箇所から読み出したデータをホスト側に送出したりする。

アドレス変換テーブル３２は、管理情報が複数のブロックに束ねて管理する基本テーブルと、ブロック間の差分情報とに分割されている。
以下に、本実施形態のコントローラ３の構成および管理情報に基づく制御機能について具体的に説明する。

本実施形態に係るコントローラ３の特徴は、図４に示すように、そのまま保持するとサイズが大きくなってしまう不揮発メモリの管理情報を、図５に示すように、複数ブロック／バンクを束ねて管理する基本テーブル３２１とブロック／バンク間の差分情報テーブル３２２とに分割することでサイズを小さくすることである。

たとえば、複数のバンクがある不揮発メモリユニット２を、管理情報サイズを小さくするために単純にバンクを束ねて管理すると不良ブロックが見かけ上増えてしまうが、差分情報を用いてバンクごとに不良ブロックと良ブロックの置き換えをすることで、管理情報サイズを抑えたまま見かけ上の不良ブロックサイズを増やさないという効果がある。

図６は、本実施形態において論理アドレスＬＡから仮想ブロックアドレスＶＢＡへの変換および、仮想ブロックアドレスＶＢＡから各メモリバンク２−１〜２−４へのアクセス時に使用するアドレスへの変換の様子を示したものである。

通常の、対応するメモリブロックＢＬＫに不良が発生していない仮想ブロックＶＢＬＫにおいては、仮想ブロックＶＢＬＫのアドレスにバンクを表す識別子を加えてメモリアクセスを行う。
ここで、バンクを表す識別子とはバンクアドレスやチップセレクト信号、チャネル番号などバンクを表すものであれば何でも良い。

一方、対応するメモリブロックＢＬＫに一つ以上の不良が発生した仮想ブロックＶＢＬＫにおいては、実際に不良として扱う仮想ブロックＶＢＬＫ−Ｎと不良としない仮想ブロックＶＢＬＫ−Ｇに分け、不良として扱う仮想ブロックの不良でないブロック(AfffやDfff)と不良としない仮想ブロックの不良ブロック(AgggやDhhh)を同じバンク内で交換する。
これにより、不良としない仮想ブロックＶＢＬＫ−Ｇは対応するブロックが全て不良でないブロックとなるので、それらのアドレスを用いてメモリアクセスを行う。

なお、対応するメモリブロックに不良が発生していない仮想ブロックを不良として扱うことも可能である。この場合、あらかじめ決められた仮想ブロックを不良とすることが可能になる。
また、不良でないブロックと不良ブロックの交換をバンクを跨いで行うことも可能である。この場合、バンク間で不良ブロック数に偏りがある場合でも均等に不良ブロックが発生したのと同じ取り扱いが可能になる。

図７、図８、および図９は不良ブロックと不良でないブロックの交換の対応を表すテーブルを示したものである。

図７は、全仮想ブロックアドレスに対応した各バンクのアクセスアドレスを内容とした物物(物理−物理)アドレス変換テーブルを示す図である。
不良ブロックのない仮想ブロックＶＢＬＫ−Ｇ、たとえば仮想ブロックアドレス000hでは対応する各バンクのアクセスアドレスは全て同じ000hとなる。
不良ブロックのある仮想ブロックＶＢＬＫ−Ｎについては、仮想ブロックアドレスfffに対応するバンクＡのアクセスアドレスをggg、バンクＤのアクセスアドレスをhhhとして、それぞれ仮想ブロックアドレスgggおよびhhhの対応するエントリと入れ替える。
これにより、仮想ブロックアドレスgggおよびhhhには不良でないブロックのアクセスアドレスが割り当てられ、不良でない仮想ブロックとして扱うことができる。仮想ブロックアドレスfffは不良として使用禁止とする。

図８は、ブロックの交換が発生する仮想ブロックアドレスと、それに対応した各バンクのアクセスアドレスを内容とした物物(物理−物理)アドレス変換テーブルを示す図である。
不良ブロックは発生数に限りがあるため、全仮想ブロックについてテーブルを持つ必要はなく、交換の発生する仮想ブロックアドレスについてのみでも良い。
この場合、アドレス生成部３１がある仮想ブロックアドレスＶＢＡについて、このテーブルの仮想アドレスの列にそのアドレスが含まれるかどうかを判断して、含まれる場合にはアクセスアドレス交換を行う必要がある。

図９は、不良として扱う仮想ブロックアドレスと、それに対応した各バンクのアクセスアドレスを内容とした物物(物理−物理)アドレス変換テーブルを示す図である。
アドレス交換をする際は不良として扱う仮想ブロックと不良としない仮想ブロックの間での交換となるため、不良として扱う仮想ブロックについてのみテーブルをもつことも可能である。
この場合、ある仮想ブロックアドレスについて、各バンクのアクセスアドレスの中にそのアドレスが含まれるかどうかを判断して、含まれる場合にはアクセスアドレス交換を行う必要がある。

図１０および図１１は、論理アドレス-物理アドレス（＝仮想ブロックアドレス）変換を行うシステムにおいて、アクセスアドレス交換を行う仮想ブロックアドレスに論物テーブル上でマークすることで変換の有無を表す様子を示したものである。

図１０は、論物テーブルの物理アドレスフィールドに１ビット（bit）のフラグを設けた例を示す図である。
このフラグＦＬＧが「０」の物理アドレスでは、アドレスをそのまま各バンクのアクセスアドレスとして用い、このフラグが「１」の物理アドレスでは図８や図９のようなテーブルを用いてアクセスアドレス交換を行う。

図１１は、論物テーブルのアクセスアドレス交換を行う物理アドレスフィールドに対応するテーブルのインデックスを追加した例を示す図である。
アクセスアドレス交換を行う物理アドレスにおいて、このフィールドに示されたインデックスＩＤＸを用いて対応するテーブルを参照することで、交換すべきアクセスアドレスを得ることが可能となる。

図１２は、本実施形態に係る差分情報を用いた不良ブロックの代替処理の一例を説明するための図である。
図１２に示す例は、不揮発メモリ上に不良ブロックがあったときにそのブロックをスキップして、以降のアドレスへのアクセスに対してアドレスをシフトすることで不良ブロックの代替処理を行うこととし、そのための情報を差分情報として保持するものである。

図１３は、図１２に示す不良ブロックの代替処理における差分情報の例を示す図である。
図１３の例においては、差分情報３２２は各バンクの不良ブロックのアドレスを小さな順に並べたリストとなっている。
リストの最後はＥＯＬ(End Of List)を示すものであり、該当バンクの最大アドレスより大きな値を使用するものでも良い。

図１４は、この差分情報を用いた場合のアドレス変換フローを示す図である。

図１４のアドレス変換処理は、現在のバンクをＡ、基本テーブル３２１で得られたブロックアドレスをＭ、不良ブロックリストの該当バンクの先頭をポインタＰとする(ＳＴ１〜ＳＴ３)。
そして、ポインタＰの示す位置の内容が基本テーブル３２１で得られたブロックアドレスＭより大きいか否かの判別を行う（ＳＴ４）。
ステップＳＴ４において、ポインタＰの示す位置の内容が基本テーブル３２１で得られたブロックアドレスＭより大きくないと判別すると、Ｍに１を加え、Ｐを１つ進め（ＳＴ５）、ステップＳＴ４の判別処理を再び行う。
一方、ステップＳＴ４において、ポインタＰの示す位置の内容が基本テーブル３２１で得られたブロックアドレスＭより大きいと判別すると、該当バンクで実際にアクセスするアドレスをＭとする（ＳＴ６）。
次に、現在のバンクが最終バンクであるか否かを判別する（ＳＴ７）。
ステップＳＴ７において、現在のバンクが最終バンクでないと判別すると、現在のバンクを次のバンクとしてステップＳＴ２からの処理に移行する。
ステップＳＴ７において、現在のバンクが最終バンクであると判別すると、処理を終了する。

上記処理を要約すると、基本テーブル３２１において得られた各バンク共通のブロックアドレスに対して、差分情報として持っている不良ブロックのリストと比較しながら必要な数だけアドレスをインクリメントして、バンクごとに実際にアクセスする時のアドレスを作成する。
これにより、不良ブロックをスキップしてアドレスをシフトする操作が行える。

以上説明したように、本実施形態によれば、管理情報に基づいて不揮発性メモリユニット２を管理するコントローラ３を有し、コントローラ３の管理情報は、複数のブロックに束ねて管理する基本テーブルと、ブロック間の差分情報とに分割され、コントローラ３は、複数のブロックを基本テーブルで束ねて管理し、束ねられた範囲で異なる部分を差分情報を用いて管理することから、以下の効果を得ることができる。
不揮発性メモリを用いたシステムにおいてアドレス管理方式の大幅な改良により、管理テーブルサイズを小さく維持したまま細かな管理を行うことが可能になる。
たとえば、見かけ上の不良ブロック数を大幅に減少させることが可能になり、ブロックの利用効率が大幅に改善される。利用効率が改善されることにより実効容量が増加し、システムの低コスト化に繋がる。
また、管理テーブルサイズを小さく維持したまま利用効率を落とさずに管理対象とするブロック数を増加させることが可能になり、大容量の不揮発メモリシステム構築が可能になる。

課題を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る不揮発性メモリシステムの構成例を示すブロック図である。 図２のメモリユニットのメモリ領域を概念的に示す図である。 一般的なフラッシュ管理テーブルの例を示す図である。 本実施形態に係る管理情報が基本テーブルと差分情報テーブルを含むことを説明するための図である。 本実施形態において論理アドレスから仮想ブロックアドレスへの変換および、仮想ブロックアドレスから各メモリバンクへのアクセス時に使用するアドレスへの変換の様子を示す図である。 全仮想ブロックアドレスに対応した各バンクのアクセスアドレスを内容とした物物(物理−物理)アドレス変換テーブルを示す図である。 ブロックの交換が発生する仮想ブロックアドレスと、それに対応した各バンクのアクセスアドレスを内容とした物物(物理−物理)アドレス変換テーブルを示す図である。 不良として扱う仮想ブロックアドレスと、それに対応した各バンクのアクセスアドレスを内容とした物物(物理−物理)アドレス変換テーブルを示す図である。 論物テーブルの物理アドレスフィールドに１ビット（bit）のフラグを設けた例を示す図である。 論物テーブルのアクセスアドレス交換を行う物理アドレスフィールドに対応するテーブルのインデックスを追加した例を示す図である。 本実施形態に係る差分情報を用いた不良ブロックの代替処理の一例を説明するための図である。 図１２に示す不良ブロックの代替処理における差分情報の例を示す図である。 差分情報を用いた場合のアドレス変換フローを示す図である。

符号の説明

１・・・不揮発性メモリシステム、２・・・メモリユニット、２−１〜２−ｎ・・・メモリバンク、２１（−１〜−４）・・・メモリセルアレイ、２２（−１〜−４）・・・アドレスデコーダ、２３（−１〜−４）・・・ページバッファ、３・・・コントローラ、３１・・・アドレス生成部、３２・・・アドレス変換テーブル、３２１・・・基本テーブル、３２２・・・差分情報テーブル、３３・・・データ処理部。

Claims (12)

1. 複数のバンクを含む不揮発性メモリと、
   アドレス変換テーブルの管理情報に基づいて上記不揮発性メモリを管理するコントローラと、を有し、
   上記不揮発性メモリの各バンクは、
   バンク内アドレスが割り当てられた複数のメモリブロックを含み、
   上記コントローラの上記アドレス変換テーブルは、
   仮想ブロックを管理するための基本テーブルと、不良メモリブロックと良メモリブロックの置き換えを行うための差分情報テーブルとに分割され、
   上記コントローラは、
   上記アドレス変換テーブルの管理情報に基づいて生成したアドレスに応じて各バンクにアクセス可能で、
   同じバンク内アドレスを持つ異なるバンクにおける複数のメモリブロックを一つの上記仮想ブロックとして、上記アドレス変換テーブルの基本テーブルの情報に基づいてバンク間でまとめて管理する機能と、
   上記仮想ブロックの少なくとも１つ以上の不良メモリブロックを上記差分情報により他の仮想ブロックの良メモリブロックと置き換えを行うように管理する機能と、を含み、
   上記アドレス変換テーブルにおいて、
   上記基本テーブルは、
   上記仮想ブロックの論理アドレスを物理アドレスに変換する論理アドレス−物理アドレス（論物）変換テーブルにより形成され、
   上記差分情報テーブルは、
   不良メモリブロックの物理アドレスと良メモリブロックの物理アドレスの変換を行う物理アドレス−物理アドレス（物物）変換テーブルにより形成され、
   上記コントローラは、
   上記論物変換テーブル上でメモリブロックの置き換えのための上記物物変換の対象となる仮想ブロックアドレスにフラグをたてる
   不揮発性メモリシステム。
2. それぞれ異なるチップに形成された複数の不揮発性メモリと、
   アドレス変換テーブルの管理情報に基づいて上記不揮発性メモリを管理するコントローラと、を有し、
   上記各不揮発性メモリは、
   チップ内アドレスが割り当てられた複数のメモリブロックを含み、
   上記コントローラの上記アドレス変換テーブルは、
   仮想ブロックを管理するための基本テーブルと、不良メモリブロックと良メモリブロックの置き換えを行うための差分情報テーブルとに分割され、
   上記コントローラは、
   上記アドレス変換テーブルの管理情報に基づいて生成したアドレスに応じて各チップにアクセス可能で、
   同じチップ内アドレスを持つ異なるチップにおける複数のメモリブロックを一つの上記仮想ブロックとして、上記アドレス変換テーブルの基本テーブルの情報に基づいてバンク間でまとめて管理する機能と、
   上記仮想ブロックの少なくとも１つ以上の不良メモリブロックを上記差分情報により他の仮想ブロックの良メモリブロックと置き換えを行うように管理する機能と、を含み、
   上記アドレス変換テーブルにおいて、
   上記基本テーブルは、
   上記仮想ブロックの論理アドレスを物理アドレスに変換する論理アドレス−物理アドレス（論物）変換テーブルにより形成され、
   上記差分情報テーブルは、
   不良メモリブロックの物理アドレスと良メモリブロックの物理アドレスの変換を行う物理アドレス−物理アドレス（物物）変換テーブルにより形成され、
   上記コントローラは、
   上記論物変換テーブル上でメモリブロックの置き換えのための上記物物変換の対象となる仮想ブロックアドレスにフラグをたてる
   不揮発性メモリシステム。
3. 上記コントローラは、
   上記論物変換テーブル上で上記フラグをたてた上記仮想ブロックアドレスに、アクセスアドレス交換を行う物理アドレスフィールドに対応する変換テーブルのインデックスを付加する
   請求項１または２記載の不揮発性メモリシステム。
4. 上記コントローラは、
   対応するメモリブロックに一つ以上の不良が発生した仮想ブロックにおいては、実際に不良として扱う仮想ブロックと不良としない仮想ブロックに分け、不良として扱う仮想ブロックの不良でないメモリブロックと不良としない仮想ブロックの不良メモリブロックを交換する
   請求項１から３のいずれか一に記載の不揮発性メモリシステム。
5. 上記コントローラは、
   対応するメモリブロックに不良が発生していない仮想ブロックを不良として扱う仮想ブロックとし、対応するメモリブロックに一つ以上の不良が発生した仮想ブロックを不良としない仮想ブロックに分け、不良として扱う仮想ブロックの不良でないメモリブロックと不良としない仮想ブロックの不良メモリブロックを交換する
   請求項１から３のいずれか一に記載の不揮発性メモリシステム。
6. 上記コントローラは、
   不良でないブロックと不良ブロックの交換を、バンクまたはチップ内、あるいは、バンクまたはチップを跨いで行う
   請求項１から５のいずれか一に記載の不揮発性メモリシステム。
7. バンク内アドレスが割り当てられた複数のメモリブロックを含む複数のバンクを有する不揮発性メモリへのアクセスをアドレス変換テーブルの管理情報に基づいて管理する不揮発性メモリの管理方法であって、
   上記アドレス変換テーブルを、
   仮想ブロックを管理するための基本テーブルと、不良メモリブロックと良メモリブロックの置き換えを行うための差分情報テーブルとに分割し、
   同じバンク内アドレスを持つ異なるバンクにおける複数のメモリブロックを一つの上記仮想ブロックとして、上記アドレス変換テーブルの基本テーブルの情報に基づいてバンク間でまとめて管理するとともに、
   上記仮想ブロックの少なくとも１つ以上の不良メモリブロックを上記差分情報により他の仮想ブロックの良メモリブロックと置き換えを行うように管理し、
   上記アドレス変換テーブルにおいて、
   上記基本テーブルを、
   上記仮想ブロックの論理アドレスを物理アドレスに変換する論理アドレス−物理アドレス（論物）変換テーブルにより形成し、
   上記差分情報テーブルを、
   不良メモリブロックの物理アドレスと良メモリブロックの物理アドレスの変換を行う物理アドレス−物理アドレス（物物）変換テーブルにより形成し、
   上記論物変換テーブル上でメモリブロックの置き換えのための上記物物変換の対象となる仮想ブロックアドレスにフラグをたてる
   不揮発性メモリの管理方法。
8. それぞれ異なるチップに形成され、チップ内アドレスが割り当てられた複数のメモリブロックを含む複数の不揮発性メモリへのアクセスをアドレス変換テーブルの管理情報に基づいて管理する不揮発性メモリの管理方法であって、
   上記アドレス変換テーブルを、
   仮想ブロックを管理するための基本テーブルと、不良メモリブロックと良メモリブロックの置き換えを行うための差分情報テーブルとに分割し、
   同じチップ内アドレスを持つ異なるチップにおける複数のメモリブロックを一つの上記仮想ブロックとして、上記アドレス変換テーブルの基本テーブルの情報に基づいてチップ間でまとめて管理するとともに、
   上記仮想ブロックの少なくとも１つ以上の不良メモリブロックを上記差分情報により他の仮想ブロックの良メモリブロックと置き換えを行うように管理し、
   上記アドレス変換テーブルにおいて、
   上記基本テーブルを、
   上記仮想ブロックの論理アドレスを物理アドレスに変換する論理アドレス−物理アドレス（論物）変換テーブルにより形成し、
   上記差分情報テーブルを、
   不良メモリブロックの物理アドレスと良メモリブロックの物理アドレスの変換を行う物理アドレス−物理アドレス（物物）変換テーブルにより形成し、
   上記論物変換テーブル上でメモリブロックの置き換えのための上記物物変換の対象となる仮想ブロックアドレスにフラグをたてる
   不揮発性メモリの管理方法。
9. 上記論物変換テーブル上で上記フラグをたてた上記仮想ブロックアドレスに、アクセスアドレス交換を行う物理アドレスフィールドに対応する変換テーブルのインデックスを付加する
   請求項７または８記載の不揮発性メモリの管理方法。
10. 対応するメモリブロックに一つ以上の不良が発生した仮想ブロックにおいては、実際に不良として扱う仮想ブロックと不良としない仮想ブロックに分け、不良として扱う仮想ブロックの不良でないメモリブロックと不良としない仮想ブロックの不良メモリブロックを交換する
    請求項７から９のいずれか一に記載の不揮発性メモリの管理方法。
11. 対応するメモリブロックに不良が発生していない仮想ブロックを不良として扱う仮想ブロックとし、対応するメモリブロックに一つ以上の不良が発生した仮想ブロックを不良としない仮想ブロックに分け、不良として扱う仮想ブロックの不良でないメモリブロックと不良としない仮想ブロックの不良メモリブロックを交換する
    請求項７から９のいずれか一に記載の不揮発性メモリの管理方法。
12. 不良でないブロックと不良ブロックの交換を、バンクまたはチップ内、あるいは、バンクまたはチップを跨いで行う
    請求項７から１１のいずれか一に記載の不揮発性メモリの管理方法。

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