JP5398761B2 - メモリシステム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、例えば無線通信機能を有するメモリシステムに関する。

メモリ機能以外のアプリケーションモジュール、例えば無線ＬＡＮ等の無線通信機能を備えたメモリシステムが開発されている。このメモリシステムは、ユーザがアクセス可能な記憶部に、ユーザデータと共に、無線通信機能の動作を制御するアプリケーションソフトウェアや、コントローラの動作を制御するシステムソフトウェアが記憶されている。このため、ユーザが記憶部に保存されているアプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアを削除したり、改変したりする虞を有していた。

特開２００２−３２９１８０号公報

本実施形態は、ユーザによるアプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアのアクセスを禁止することが可能なメモリシステムを提供しようとするものである。

本実施形態のメモリシステムは、アプリケーションモジュールと、ユーザデータ、前記アプリケーションモジュールの動作を制御するアプリケーションソフトウェア、これらユーザデータ及びアプリケーションソフトウェアを識別するための識別情報及びアドレスを含むＦＡＴ（File allocation table）情報を記憶した記憶部と、前記記憶部の書き込み、消去を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記記憶部から読み出されたＦＡＴ情報のうち、アクセスを禁止すべき前記アプリケーションソフトウェアの前記識別情報及びアドレスを含むＦＡＴ情報を除き、除かれた後のＦＡＴ情報内のアドレスが連続するようにＦＡＴ情報を再構築し、前記再構築されたＦＡＴ情報をホストに通知することを特徴とする。

実施形態に適用されるメモリシステムを概略的に示す構成図。 図１に示すＮＡＮＤフラッシュメモリのメモリマップを示す図。 無線ＬＡＮ（Local Area Network）を有したＳＤカードの使用例を示す構成図。 メモリデバイスが有するインターフェース機能を示す図。 Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標） ＳＤカードがサポートするアプリケーションの一例を示す図。 本実施形態に適用されるメモリシステムの動作を説明するために示す図。 本実施形態のメモリ管理領域の動作を説明するために示す図。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るメモリシステムを概略的に示している。

メモリシステムは、例えばＳＤカードのようなメモリデバイス１１と、ホスト２０により構成される。メモリデバイス１１はＳＤカードとも言う。また、ホスト２０はホストデバイスとも言う。尚、メモリデバイス１１は必ずしもカード形状を有している必要は無く、ホスト２０に対して挿抜不可能な態様で実装されていても良い。

メモリデバイス１１は、ホスト２０に接続されたときに電源供給を受けて動作し、ホスト２０からのアクセスに応じた処理を行う。このメモリデバイス１１は、カードコントローラ１１ａを有している。

カードコントローラ１１ａは、例えばホストインターフェース（Ｉ／Ｆ）１２、ＣＰＵ１３、ＲＯＭ（Read only Memory）１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５、バッファ１６、拡張機能インターフェースとしての無線インターフェース（Ｉ／Ｆ）１７により構成されている。これらは、バスにより接続されている。さらに、バスには、メモリコントローラ１８ａが接続されている。このメモリコントローラ１８ａには、例えばＮＡＮＤフラッシュメモリ１８が接続されている。無線通信インターフェース１７には、拡張機能部（アプリケーションモジュール）としての無線ＬＡＮ信号処理部１９ａが接続されている。この無線ＬＡＮ信号処理部１９ａには、高周波信号を送受信するアンテナＡＴａが接続されている。

尚、拡張機能部は、無線ＬＡＮ信号処理部１９ａに限らず、その他の無線通信信号処理部１９ｂ、及びこの無線通信信号処理部１９ｂに接続されたアンテナＡＴｂなどを増設し、マルチファンクションのＳＤカードを構成することが可能である。無線ＬＡＮ信号処理部１９ａは、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）による無線通信機能を制御し、無線通信信号処理部１９ｂは、例えばＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ（登録商標）による近接無線通信機能を制御する。但し、拡張機能部の備える機能は無線通信に限定されるものではない。

ホストインターフェース１２は、カードコントローラ１１ａとホスト２０との間のインターフェース処理を行う。

一方、無線通信インターフェース１７は、無線ＬＡＮ信号処理部１９ａや無線通信信号処理部１９ｂとの間のインターフェース処理を行う。メモリコントローラ１８ａは、カードコントローラ１１ａとＮＡＮＤフラッシュメモリ１８との間のインターフェース処理を行う。

ＣＰＵ１３は、メモリデバイス１１全体の動作を司るものである。このＣＰＵ１３を制御するプログラムは、ＲＯＭ１４の中に格納されているファームウェア（制御プログラム等）を用いるか、あるいは、ＲＡＭ１１５上にロードして所定の処理が実行される。すなわち、ＣＰＵ１３は、各種のテーブルや無線通信機能を制御するための拡張レジスタをＲＡＭ１８上に作成したり、ホスト２０からライト（書き込み）コマンド、リード（読み出し）コマンド、イレース（消去）コマンドを受けてＮＡＮＤフラッシュメモリ１８上の領域をアクセスしたり、バッファ１６を介してデータ転送処理を制御したりする。

ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ１３により使用される制御プログラムなどのファームウェアの少なくとも一部を格納する。ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１３の作業エリアとして使用され、制御プログラムや各種のテーブルや後述する拡張レジスタを記憶する。

バッファ１６は、ホスト２０から送られてくるデータを、例えばＮＡＮＤフラッシュメモリ１８へ書き込む際、一定量のデータ（例えば１ページ分）を一時的に記憶したり、ＮＡＮＤフラッシュメモリ１８から読み出されたデータをホスト２０へ送り出す際、一定量のデータを一時的に記憶したりする。またバッファ１６を介することにより、ＳＤバスインターフェースとバックエンドを非同期に制御することができる。

ＮＡＮＤフラッシュメモリ１８は、例えば積層ゲート構造のメモリセル、又はＭＯＮＯＳ構造のメモリセルにより構成されている。このＮＡＮＤフラッシュメモリ１８は、例えばユーザデータと、無線ＬＡＮ信号処理部１９ａや、無線通信信号処理部１９ｂの動作を制御するためのアプリケーションソフトウェアと、カードコントローラ１１ａの動作を制御するシステムソフトウェアとを記憶している。これらユーザデータやアプリケーションソフトウェア、システムソフトウェアは、後述するＦＡＴ（File allocation table）により管理されている。

無線ＬＡＮ信号処理部１９ａでは、無線ＬＡＮの信号処理が行われる。無線通信Ｉ／Ｆ１７を介して制御される。

ホスト２０は、例えばデジタルカメラや携帯電話、パーソナルコンピュータなどが適用可能である。ホスト２０は、ホストコントローラ２１、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、例えばハードディスク２５(ＳＳＤを含む)により構成されている。これらはバスにより接続されている。

ＣＰＵ２２は、ホスト全体を制御する。ＲＯＭ２３は、ＣＰＵ２２の動作に必要なファームウェアを記憶している。ＲＡＭ２４は、例えばＣＰＵ２２の作業領域として使用されるが、ＣＰＵ２２が実行可能なプログラムもここにロードされ実行される。ハードディスク２５は、各種データを保持する。ホストコントローラ２１は、メモリデバイス１１が接続された状態において、メモリデバイス１１とのインターフェース処理を行う。さらに、ＣＰＵ２２の指示に従って、後述する各種コマンドを発行する。

図２は、図１に示すＮＡＮＤフラッシュメモリのメモリマップの一例を示している。ＳＤメモリカードの場合、ＳＤ規格によりカード容量毎のＦＡＴフォーマットパラメータが規定されており、ＦＡＴ１とＦＡＴ２を格納するＦＡＴ領域３０のアドレスが定められている。

パーティション領域３１は、パーティション情報などを含むパーティションテーブルを記憶する領域である。ブート領域３２は、ブート情報を記憶する領域である。

ＦＡＴ１、ＦＡＴ２は、書き込むべきファイルがどのクラスタに分割して記憶されたかを管理するための管理情報を記憶している。ＦＡＴ１、ＦＡＴ２には、同一のデータが記憶されており、一方のＦＡＴに欠陥が生じた場合、他方のＦＡＴを用いてデータの修復が可能とされている。さらに、ＦＡＴ１、ＦＡＴ２は、ファイルに割り当てられたクラスタの情報を記憶しており、ＮＡＮＤフラッシュメモリ中のクラスタのリンクの関係を記憶している。ＦＡＴ１、ＦＡＴ２に記憶された情報をトレースすることにより、元のファイルへと復元することができる。

ルートディレクトリ領域３３は、ルートディレクトリエントリの情報を記憶する。ルートディレクトリの下にサブディレクトリ３５を作成する場合、このサブディレクトリ３５はユーザデータエリア３４に作成される。ルートディレクトリ３３はアドレスが固定であるが、サブディレクトリのファイルエントリは任意の論理アドレスに設置可能とされている。

図３は、無線通信機能を有したメモリデバイス（ＳＤカード）１１の使用例を示している。メモリデバイス１１は、ホストとしての例えばデジタルカメラ５１、５２や、サーバー５３、パーソナルコンピュータ５４、携帯電話５５に装着される。

無線通信機能を有したメモリデバイス１１は、デジタルカメラ５１とともに使用することにより、写真データを無線通信ネットワーク上で他のカメラ５２に送信したり、他のカメラ５２から受信したりすることが可能である。また、無線通信ネットワークを介して例えば外部のサーバー５３に接続し、写真データをデジタルカメラ５１からサーバー５３に転送することも可能である。さらに、無線通信ネットワークを介して例えばパーソナルコンピュータ５４や携帯電話５５などの機器に接続し、写真データをデジタルカメラ５１からこれらパーソナルコンピュータ５４や携帯電話５５に転送することができる。

図４は、メモリデバイス１１が有するインターフェース機能を示している。

無線通信機能を有したメモリデバイス１１は、メモリデバイス１１を制御するホストデバイスとしての例えばデジタルカメラ５１とのインターフェースとなるインターフェース機能と、デジタルカメラ５１と他の電子機器、例えばカメラ５２や、サーバー５３、パーソナルコンピュータ５４、テレビ５６、プリンタ５７などと無線ＬＡＮ接続を行うネットワークインターフェースの機能を有している。

前述したホストインターフェース（カードインターフェース）１２は、ＳＤＡ(SD Association)で規格化された“SD Specifications Part 1”と“SD Specifications Part 2”に従って、カード内のデータにＦＡＴ経由でアクセス（読み書き）する機能を有するとともに、無線通信機能を有するカード特有のレジスタ（例えばＷｉ−ＦｉＳＤレジスタ）にアクセスする機能を有している。ここでＷｉ−Ｆｉ ＳＤレジスタのアクセスには、リードコマンド（ＣＭＤ４８）とライトコマンド（ＣＭＤ４９）が用いられる。リードコマンド（ＣＭＤ４８）は、対象となるレジスタに対してデータをブロック単位で読み込むコマンドであり、ライトコマンド（ＣＭＤ４９）は対象となるレジスタからデータをブロック単位で書き込むコマンドである。

例えばホスト２０がメモリデバイス１１に対して、Ｗｉ−Ｆｉ ＳＤカード特有のコマンドを発行する。又は、Ｗｉ−Ｆｉ ＳＤカード特有のデータを書き込むためにライトコマンド（ＣＭＤ４９）を用いて、ホスト２０がメモリデバイス１１から、Ｗｉ−Ｆｉ ＳＤカード特有のステータスやレスポンスを受け取る。また、Ｗｉ−Ｆｉ ＳＤカード特有のデータを読み込むためにリードコマンド（ＣＭＤ４８）が用いられる。

無線通信インターフェース１７は、物理層にＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ｎを、ネットワーク層にＩＰｖ４やＩＰｖ６を、トランスポート層にＴＣＰを、プレゼンテーション層にＳＳＬ／ＴＬＳを、アプリケーション層にＨＴＴＰやＦＴＰをサポートすることを想定している。さらに、家庭内機器との通信のためＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）の機能を有する場合もある。

メモリデバイス１１が２つのインターフェースを持つことにより、デジタルカメラで作成した写真データ（ＪＰＥＧやＲＡＷフォーマット）や動画データ（ＭＰＥＧ−２ ＴＳやＭＰ４フォーマット）を、ＨＴＴＰプロトコルをサポートするサーバーや機器に対して送信、又は受信することが可能になる。さらに、ＤＬＮＡをサポートするサーバーや機器により、写真や動画の再生が可能となるとともに、印刷を行うことも可能となる。また、写真データや動画データだけでなく、ホストデバイスが作成するデータ（ＸＭＬデータやテキストデータ）を追加して送ることにより、ホストデバイスはサーバーや周辺機器と認証作業を行ったり、メタデータの送受信を行ったりすることが可能となる。

図５は、Ｗｉ−Ｆｉ ＳＤカードがサポートするアプリケーションソフトウェアの一例を示しており、例えばウェブサーバーへ写真データをアップロードするサーバー・アップロード・アプリケーション等を含んでいる。この様に無線ＬＡＮ信号処理部１９ａや無線通信信号処理部１９ｂの動作を制御するためのアプリケーションソフトウェアの少なくとも一部は、上述した通りＮＡＮＤフラッシュメモリ１８に記憶されている。カードコントローラ１１ａは、当該アプリケーションソフトウェアを実行することで、アプリケーションモジュール（拡張機能部）を制御する。

（ＦＡＴのアクセス管理）
前述したように、ＮＡＮＤフラッシュメモリ１８は、ユーザデータ、及び無線ＬＡＮ信号処理部１９ａや無線通信信号処理部１９ｂの動作を制御するためのアプリケーションソフトウェアや、システムソフトウェアを記憶している。このうち、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアは、ユーザにより消去されたり、改変されたりしてはならない。このため、本実施形態において、カードコントローラ１１ａは、メモリコントローラ１８ａに保持されたＦＡＴの情報のうち、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアを除く情報のみをユーザに開示するようにしている。

図６は、本実施形態の動作を示す図である。図６に示すように、ホスト２０からＦＡＴ情報の読み出し指令（ファイル名表示命令）が発行されると（Ｓ１）、カードコントローラ１１ａは、メモリコントローラ１８ａにＦＡＴ情報の読み出し指令を発行する（Ｓ２）。メモリコントローラ１８ａは、ＮＡＮＤフラッシュメモリ１８にＦＡＴ情報の読み出し指令を発行する（Ｓ３）。ＮＡＮＤフラッシュメモリ１８は、メモリコントローラ１８ａから供給されたＦＡＴ情報の読み出し指令に基づきＦＡＴ情報を読み出し、読み出したＦＡＴ情報をメモリコントローラ１８ａに通知する（Ｓ４）。

図７は、メモリコントローラ１８ａとカードコントローラ１１ａの内容を示している。図７において、メモリコントローラ１８ａの例えばバッファに読み出されたＦＡＴ情報は、ユーザがアクセス可能なデータと、ユーザのアクセスを禁止すべき、無線通信機能のアプリケーションソフトウェアや、システムソフトウェアを含んでいる。すなわち、メモリコントローラ１８ａに読み出されたＦＡＴ情報は、ユーザがアクセス可能なデータと、ユーザのアクセスを禁止すべき、無線通信機能のアプリケーションソフトウェアや、システムソフトウェアを識別するための識別情報（７１）と、これら識別情報に対応するデータやソフトウェアが記憶された領域を示すアドレス（７２）により構成されている。

この後、メモリコントローラ１８ａは、上記読み出したＦＡＴ情報をカードコントローラ１１ａのバッファ１６に転送する（Ｓ５）。このとき、メモリコントローラ１８ａは、図７に示すように、ＦＡＴ情報のうち、ユーザのアクセスを禁止すべき、無線通信機能のアプリケーションソフトウェアや、システムソフトウェアをマスクする。すなわち、メモリコントローラ１８ａは、ＦＡＴ情報のうち、ユーザのアクセスを禁止すべき、無線通信機能のアプリケーションソフトウェアや、システムソフトウェアを除く情報を、カードコントローラ１１ａのバッファ１６に転送する。

この状態において、バッファ１６に保持されたＦＡＴ情報は、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアが除かれているため、図７に（７３）で示すように、転送された情報に付されたアドレスが不連続となっている。このため、カードコントローラ１１ａは、バッファ１６に保持されたＦＡＴ情報を再構築する。具体的には、図７に（７４）で示すように、ＦＡＴ情報に含まれる識別情報（７１）に対応するアドレスが連続的となるように振り直される（Ｓ６）。

このようにアドレスが振り直された状態において、カードコントローラ１１ａは、ＦＡＴ情報をホスト２０に通知する（Ｓ７）。ＦＡＴ情報は、連続するアドレスを有している。このため、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアの領域はユーザに公開されず、ユーザは、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアの領域を除くＦＡＴ領域を連続したメモリ空間として管理することができる。

上記状態において、ホスト２０よりデータの書き込み指令を発行する場合、ホスト２０は、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアが格納された領域を指定することができない。カードコントローラ１１ａは、ホスト２０よりデータの書き込み指令が発行された場合、図７に示すＦＡＴ情報に基づき、データを書き込むクラスタを指定し、メモリコントローラ１８ａへ書き込み指令を発行する。この指定されたクラスタは、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアが格納された以外の領域である。メモリコントローラ１８ａは、指示されたクラスタへデータを書き込むため、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアが格納されたクラスタが破壊されることを防止できる。

また、ユーザがデータの削除を指示する場合、ユーザは、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアが格納された領域を指定することができない。ユーザにより、このようなアクセス禁止領域以外のデータの削除指令が発行された場合、カードコントローラ１１ａは、削除指令に基づきデータを削除するクラスタを指定し、メモリコントローラ１８ａへデータの削除を指示する。メモリコントローラ１８ａは、指示されたクラスタのデータを削除する。したがって、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアが格納されたクラスタのデータが削除されることを防止できる。

さらに、ユーザがＮＡＮＤフラッシュメモリ１８のフォーマットを指示した場合、カードコントローラ１１ａは、ＦＡＴ情報に基づき、アクセス禁止領域に対応するフォーマットしないクラスタを指定し、メモリコントローラ１８ａへフォーマット指令を発行する。メモリコントローラ１８ａは、指定されたクラスタを除く領域のみをフォーマットする。この後、メモリコントローラ１８ａは、フォーマット後のＦＡＴ情報をカードコントローラ１１ａへ通知する。カードコントローラ１１ａは、上述したようにＦＡＴ情報を再構築し、アドレスを振り直した状態でホスト２０に通知する。

以後、上記と同様にして、ユーザ側からのフォーマット指示によって通信機能、および制御コントローラの動作用ソフトウェアが削除、またはフォーマットされることを防ぐことができる。

上記実施形態によれば、ＮＡＮＤフラッシュメモリ１８から読み出されたＦＡＴ情報のうち、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアなどのアクセスを禁止すべき領域を示す識別情報及びそれに対応するアドレスを除いてホスト２０に転送している。このため、アプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアなどの重要な情報の改変及び削除を防止することが可能である。

また、メモリコントローラ１８ａが読み出したＦＡＴ情報をカードコントローラ１１ａが再構成するようにメモリデバイスを設計することで、メモリコントローラ１８ａに関しては、拡張機能部を備えていない従来のメモリデバイスで使用していたコントローラと実質的に同一なものを流用することが可能である。例えば、メモリデバイス１１がＳＤカードである場合、メモリコントローラ１８ａは、従来のＳＤメモリコントローラを流用することが可能である。

また、カードコントローラ１１ａにより、ＦＡＴ情報が再構築され、ＦＡＴ情報内のアドレスが連続となるよう振り直されている。このため、ユーザは、ＦＡＴ情報の格納領域を連続したメモリ空間として管理することができるため、誤操作によるホスト２０及びメモリデバイス１１の誤動作を防止することが可能である。

例えば、カードコントローラ１１ａがアプリケーションソフトウェアやシステムソフトウェアなどのアクセスを禁止すべき領域を設定し、ホストデバイスから当該アクセス禁止領域に対するアクセスがあった場合に、アクセス不可であることを示す情報を返す構成も想定し得るが、デジタルカメラなどのホストデバイスにとってこの様な情報を取り扱うのは容易ではない。

すなわち、例えばパーソナルコンピュータ等の高度なホストデバイスの場合は、ユーザがアクセス禁止領域をアクセスしようとした場合、パーソナルコンピュータからユーザにアクセスできない旨が報知される。しかし、例えば簡単な構成のデジタルカメラなどのホストデバイスは、このようなフェイル・セーフ機能を持たない場合がある。このようなホストデバイスにおいて、メモリデバイス１１のアクセス禁止領域をアクセスしようとした場合、メモリデバイス１１自体がアクセス禁止とされ、メモリデバイス１１を使用することができなくなることがある。

これに対して、本実施形態は、ＦＡＴ情報を再構築し、ＦＡＴ情報内のアドレスが連続となるよう振り直すことでアクセス禁止領域のアクセスを回避しているため、上記のような誤操作及び誤動作を防止することが可能である。したがって、メモリデバイス１１が使用できなくなることを防止できる。

尚、上記実施形態は、メモリデバイス１１にアプリケーションとして無線通信機能を搭載した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他のアプリケーションを搭載することも可能である。

その他、本発明は上記各実施形態そのまま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具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１…メモリデバイス、１３…ＣＰＵ、１８…ＮＡＮＤフラッシュメモリ、１８ａ…メモリコントローラ、２０…ホスト、３０…ＦＡＴ領域。

Claims (3)

1. アプリケーションモジュールと、
   ユーザデータ、前記アプリケーションモジュールの動作を制御するアプリケーションソフトウェア、これらユーザデータ及びアプリケーションソフトウェアを識別するための識別情報及びアドレスを含むＦＡＴ（File allocation table）情報を記憶した記憶部と、
   前記記憶部の書き込み、消去を制御する制御部と、を具備し、
   前記制御部は、前記記憶部から読み出されたＦＡＴ情報のうち、アクセスを禁止すべき前記アプリケーションソフトウェアの前記識別情報及びアドレスを含むＦＡＴ情報を除き、除かれた後のＦＡＴ情報内のアドレスが連続するようにＦＡＴ情報を再構築し、前記再構築されたＦＡＴ情報をホストに通知することを特徴とするメモリシステム。
2. 前記アプリケーションモジュールは、無線ＬＡＮ信号処理部であることを特徴とする請求項１記載のメモリシステム。
3. 前記アプリケーションソフトウェアは、前記無線ＬＡＮ信号処理部を駆動するためのプログラムであることを特徴とする請求項２記載のメモリシステム。

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