JP5422984B2 - 不揮発性メモリ、メモリ制御装置、メモリ制御システムおよび不揮発性メモリの制御方法 - Google Patents
不揮発性メモリ、メモリ制御装置、メモリ制御システムおよび不揮発性メモリの制御方法 Download PDFInfo
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Description
また、画像や映像等、データの大容量化により、より大容量なメモリデバイスが必要となり、不揮発性メモリの狭プロセス化も積極的に行われている。
不揮発性メモリ(Nonvolatile memory)90は、NANDセルグループ91を構成する複数のNANDセル(Cell)(メモリトランジスタ)92を直列に接続した構成をなしている。
各NANDセル92は、それぞれ、コントロールゲート(Control Gate)92aと、フローティングゲート(Floating Gate)92bとを有している。
図34(a)は、不揮発性メモリのデータ書き込みの様子を示す図である。
フローティングゲート92bはコントロールゲート92aおよび基板(Substrate)92cとはゲート酸化膜(Gate oxide)92dによって絶縁されており、電気的には浮いた状態である。
図35は、FNトンネル現象によるゲート酸化膜の劣化を示す図である。
そのため、書き換え回数が増加することにより、ゲート酸化膜92dの劣化とリーク電流が増加(Increase of Leak Current)する。
この現象により、一般的に不揮発性メモリに書き込み/消去回数(以下、書き換え回数と言う)に限界が存在し、書き換え回数に比例してデータ保持能力が減少する。
一例として、NAND型不揮発性メモリの消去状態のフローティングゲートの電圧レベルは4Vで、書き込み状態と消去状態を識別するセンスアンプ(SA)の設定値は1Vとする。
図36では、センスアンプは、フローティングゲートの電圧が1V以上か否かによりデータの論理「1」、「0」の判定を行う。このため、時間が経過するにつれて、NANDセルの論理が反転してしまい、読み出しエラーとなる。
書き換え回数が1万回の時点では、データを約20年保持することができるのに対し、書き換え回数が増加するにつれてデータ保持時間が減少している。そして、10万回書き換えた後で約10年間、書き換え回数が100万回の時点では、データを0.5年しか保持できない。
そのため、ゲート酸化膜に印加される電圧が相対的に高くなり、プロセスの微細化が進むのにつれて劣化が顕著になり、データ保持能力が悪化するという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、データの信頼性を向上することができる不揮発性メモリ、メモリ制御装置、メモリ制御システムおよび不揮発性メモリの制御方法を提供することを目的とする。
まず、実施の形態の不揮発性メモリについて説明し、その後、実施の形態をより具体的に説明する。
図1に示す不揮発性メモリ1は、メモリセルアレイ2と、第1のセンスアンプ3と、第2のセンスアンプ4と、書き込み部5とを有している。
第1のセンスアンプ3は、フローティングゲートの電圧値と、メモリセルの書き込み状態と消去状態とを識別する第1の閾値との大小を判定する。
なお、第1の閾値および第2の閾値は、図1に示すように外部から入力されるようになっていてもよいし、不揮発性メモリ1内部で生成するようにしてもよい。
以下、実施の形態をより具体的に説明する。
モジュール(Module)10は、CPU(Central Processing Unit)11によって装置全体が制御されている。CPU11には、チップセット(Chipset)12が接続されている。
ノースブリッジ12aには、比較的高速に動作する周辺機器が接続されており、これらの機器との間でデータの受け渡しをする。図2では、メモリ(Memory)13、PCI Express14およびディスプレイ(Display)15が接続されている。
サウスブリッジ12bには、比較的低速に動作する周辺機器が接続されている。図2では、オーディオインタフェース(Audio I/F)16、USB/PCI17、BIOS18、LANインタフェース19および不揮発性モジュール(Nonvolatile module)20が接続されている。
なお、図2の構成に限定されず、ノースブリッジ12aとサウスブリッジ12bとが1チップで構成されていてもよい。また、NANDコントローラ21と不揮発性メモリ22とが別個に構成されていてもよい。
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
NANDコントローラ21は、ホストインタフェース部(Host Interface Unit)211と、コントロールレジスタ(Control Register)212と、電力制御部(Power Management Unit)213と、バッファ(Buffer)214と、ECC処理部215と、NANDインタフェース部(NAND Interface Unit)216とを有している。
コントロールレジスタ212は、CPU11からの命令を保持し、NANDコントローラ21の状態を示す。
バッファ214は、CPU11、不揮発性メモリ22間でやり取りされるデータを一時記憶する。
NANDインタフェース部216は、不揮発性メモリ22との通信を行う。
不揮発性メモリ22は、I/Oバッファ回路(I/O Buffer Circuit)221と、コマンドレジスタ(Command Register)222と、制御部(Control Logic)223と、アドレスレジスタ(Address Register)224と、NANDフラッシュアレイ(NAND Flash Array)225と、Xデコーダ(X Decoder)226と、Yデコーダ(Y Decoder)227と、センスアンプ回路(Sense Amp Circuit)228とを有している。
なお、Loアクティブの信号には、信号名の前に「/」を付している。
信号/ALは、不揮発性メモリ22のアドレスレジスタまたはデータレジスタを選択する信号である。
信号/REは、データ出力を行わせる信号である。
信号/WPは、書き込みおよび消去動作を強制的に禁止する信号である。
信号/SESは、後述するメインセンスアンプとサブセンスアンプのどちらの出力を有効とするかを制御する信号である。
また、制御部223は、高電圧発生回路(High Voltage Generator)223aを有している。この高電圧発生回路223aは、Xデコーダ226およびNANDフラッシュアレイ225に駆動用の電圧を供給する。
アドレスレジスタ224は、入力されたアドレス信号に基づいて読み出し・書き込み・消去する行アドレスおよび列アドレスを生成し、ページモード時にはアドレスを自動インクリメントする。
Yデコーダ227は、アドレスレジスタ224から出力される列アドレスをデコードして、選択されたデータ線(図示せず)経由で、メモリセルにデータを読み書きする。
センスアンプ回路228は、メイン基準セル(Main Reference Cell)2281と、サブ基準セル(Sub Reference Cell)2282と、メインセンスアンプ(第1のセンスアンプ)2283と、サブセンスアンプ(第2のセンスアンプ)2284と、論理回路(Logic Circuit)2285とを有している。
サブ基準セル2282は、2Vの電圧(メイン基準セル2281が供給する電圧より高い電圧)をサブセンスアンプ2284に供給する。
なお、このようなサブセンスアンプ2284の処理は、後述するリフレッシュ処理によって実行される。
図6は、ステータスレジスタの設定例を示す図である。
ステータスレジスタ30は8ビットのレジスタである。図6では、ステータスレジスタ30の1ビット目(REFR)にリフレッシュ処理を行っていることを示す値が設定(セット)される。例えば、REFRの値が「1」であれば、リフレッシュ処理が行われている。「0」であれば、リフレッシュ処理は行われていない。
次に、NANDフラッシュアレイ225のデータ構成を説明する。
図7および図8は、ページの構成を示す図である。
図8に示すように、各スペア(図8では、スペアE)にはLSN(Logical Sector Number)、DV(Data Validity)、BBI(Bad Block Information)、ECC(ECC Code for Data Field)、ECCS(ECC Code for Spare Field)、RSV(Reserved Area)、RC(Refresh Counter)等の設定領域が設けられている。
図9は、不揮発性メモリに与えるコマンドファンクションを示す図である。
次に、NANDコントローラ21の指示により、不揮発性メモリ22が行うリフレッシュ処理を説明する。
まず、NANDコントローラ21が、CPU11のクロック等によって経過時間を測定する(ステップS1)。
一方、予め用意した経過時間に達した場合(ステップS2のYes)、ステータスレジスタ30の「REFR」の値を「1」にセットする(ステップS3)。
リフレッシュ処理の終了後、ステータスレジスタ30の「REFR」の値を「0」にセットする(ステップS5)。
なお、上記処理を行わずに、CPU11が所定のタイミングでリフレッシュ処理を行うよう指示してもよい。
まず、メインセンスアンプ2283を使用してNANDフラッシュアレイ225のデータ(例えば、図7または図8に示すデータ構成のデータ)を読み込む(ステップS11)。
次に、ECCエラーが発生したか否かを判断する(ステップS13)。
ECCエラーが発生した場合(ステップS13のYes)、リードエラー信号をCPU11に送信する(ステップS14)。その後、処理を終了する。
次に、ECCエラーが発生したか否かを判断する(ステップS17)。
ECCエラーが発生していない場合(ステップS17のNo)、(フローティングゲートの電圧マージンが充分確保されていると判断して)処理を終了する。
次に、ECCエラーが発生したか否かを判断する(ステップS20)。
ECCエラーが発生した場合(ステップS20のYes)、ステップS14に移行し、リードエラー信号をCPU11に送信する(ステップS14)。その後、処理を終了する。
そして、書き込みエラーが発生しているか否かを判断する(ステップS23)。
書き込みエラーが発生している場合(ステップS23のYes)、書き込みエラー信号をCPU11に送信する(ステップS24)。その後、処理を終了する。
なお、本実施の形態では、ステップS2の処理を行った後にステップS3の処理を行ったが、ステップS3の処理を先に行い、その後ステップS2の処理を行うようにしてもよい。
図13に示すグラフの横軸は、経過時間または読み書きのサイクル数を示し、縦軸は、フローティングゲートの電圧値を示している。
フローティングゲートの電圧レベルが2V以上の場合は、十分なマージンがあるので再書き込みは行わない。
このようにフローティングゲートの電圧値が、メイン基準セル2281が供給する1Vの電圧とサブ基準セル2282が供給する2Vの電圧との間に位置しているときにリフレッシュ処理を行って再書き込みを行うことにより、フローティングゲートの電圧マージンが充分確保されているときにデータを再度書き込むことができる。
ところで、リフレッシュ処理が現在行われていることをディスプレイ15に表示させるようにしてもよい。
CPU11が、NANDコントローラ21のステータスレジスタ30の「REFR」を参照する(ステップS31)。
「REFR」の値が「0」である場合(ステップS32のNo)、処理を終了する。
一方、「REFR」の値が「1」である場合(ステップS32のYes)、リフレッシュ処理が行われているため、CPU11に通知する。CPU11は、リフレッシュ処理を行っていることを示すメッセージをディスプレイ15に表示する(ステップS33)。その後、処理を終了する。
また、不揮発性メモリ22の交換を促す画面をディスプレイ15に表示させるようにすることもできる。
CPU11が、不揮発性メモリ22のリフレッシュカウンタの値「C」を参照する(ステップS41)。
値「C」が値「M」未満である場合(ステップS42のNo)、処理を終了する。
<第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態のシステムについて説明する。
第2の実施の形態のシステムは、センスアンプ回路の構成が第1の実施の形態のセンスアンプ回路228と異なり、それ以外は第1の実施の形態と同様である。
センスアンプ回路228aは、論理回路2285が設けられていない。その代わり、メインセンスアンプ2283およびサブセンスアンプ2286に、直接、信号Data−0を出力するセンスアンプを指定する信号/SESが入力される。
<第3の実施の形態>
次に、第3の実施の形態のシステムについて説明する。
第3の実施の形態のシステムは、不揮発性メモリの構成が第1の実施の形態と異なり、それ以外は第1の実施の形態と同様である。
第3の実施の形態の不揮発性メモリ22aの制御部223は、外部から指定されたアドレス(以下、「再書き込みアドレス」と言う)のブロックのデータを読み出してI/Oバッファ回路221に記憶する。そして、当該アドレスのブロックのデータを消去した後に、I/Oバッファ回路221に記憶したデータを当該アドレスのブロックに再書き込みするための再書き込み回路(Rewrite Circuit)223bを有している。
コマンドファンクションテーブル40aには、再書き込みアドレスのブロックへのデータの再書き込み(Rewrite to Current Block)を行うためのコマンド(リライトコマンド)が追加されている。
図19は、第3の実施の形態のリフレッシュ処理を示すフローチャートである。
以下、第1の実施の形態のリフレッシュ処理と異なる部分を中心に説明する。
次に、ステップS18aの再書き込み処理について説明する。
図20は、再書き込み処理を示すフローチャートである。
次に、アドレスレジスタ224が、NANDコントローラ21から再書き込みアドレスを受けつける(ステップS52)。
次に、NANDフラッシュアレイ225からI/Oバッファ回路221にデータを読み出す(ステップS54)。
次に、消去エラーが発生したか否かを判断する(ステップS56)。
書き込みエラーが発生した場合(ステップS59のYes)、ステップS57に移行し、ステップS57以降の処理を行う。
なお、本実施の形態では、ステップS52に示す処理の後にステップS53に示す処理を行ったが、ステップS53に示す処理の後にステップS52に示す処理を行ってもよい。
<第4の実施の形態>
次に、第4の実施の形態のシステムについて説明する。
第4の実施の形態のシステムは、不揮発性メモリの構成が第3の実施の形態と異なり、それ以外は第3の実施の形態と同様である。
不揮発性メモリ22bは、再書き込みアドレスのブロックのデータを読み出してI/Oバッファ回路221に記憶する。そして、I/Oバッファ回路221とは別個に、外部から指定された当該アドレスとは異なるアドレス(以下、「置き換えアドレス」と言う)のブロックにデータを再書き込みするための置き換えレジスタ(Replace Resister)229を有している。
コマンドファンクションテーブル40bには、置き換えアドレスのブロックにデータを再書き込みする(Rewrite to Replacement Block)コマンド(リプレイスコマンド)が追加されている。
第4の実施の形態のリフレッシュ処理は、図19に示すステップS18aにおける再書き込み処理が、第3の実施の形態とは異なっている。
図23は、第4の実施の形態の再書き込み処理を示すフローチャートである。
まず、コマンドレジスタ222が、NANDコントローラ21から第1サイクルのリプレイスコマンド(83h)を受けつける(ステップS61)。
次に、置き換えレジスタ229が、NANDコントローラ21から置き換えるアドレスを受けつける(ステップS63)。
次に、NANDフラッシュアレイ225の指定された再書き込みアドレスのブロックからI/Oバッファ回路221にデータを読み出し、I/Oバッファ回路221にデータを保持させる(ステップS65)。
書き込みエラーが発生した場合(ステップS67のYes)、ステータスレジスタ30の「DWF」にエラーが発生したことを示すフラグをセットする(ステップS68)。その後、処理を終了する。
次に、消去エラーが発生したか否かを判断する(ステップS70)。
一方、消去エラーが発生していない場合(ステップS70のNo)、NANDコントローラ21の指示に基づいて、論理アドレスと物理アドレスとの関係を記載したマッピングテーブルを更新する(ステップS71)。その後、処理を終了する。
図24は、マッピングテーブルの更新処理を示すフローチャートである。
次に、書き込みエラーが発生しているか否かを判断する(ステップS82)。
書き込みエラーが発生していない場合(ステップS82のNo)、マッピングテーブルを更新する(ステップS84)。具体的には、論理アドレスに対応する物理アドレスを、データを読み出したアドレスから置き換えアドレスに書き換える。その後、処理を終了する。
さらに、不揮発性メモリ22は同じアドレスのブロックに書き込み・消去を繰り返すと劣化が進むため、全アドレスの書き換え回数が平均化されることが望ましい。
次に、第5の実施の形態のシステムについて説明する。
以下、第5の実施の形態のシステムについて、前述した第1の実施の形態のシステムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図25は、第5の実施の形態のNANDコントローラの構成を示すブロック図である。
スペアa、b、c、dの15バイト目および16バイト目に、アクセス回数情報を書き込むアクセスカウンタ(AC:Access Counter)が設定されている。なお、図21では一例としてスペアaの設定例を図示している。
図27は、第5の実施の形態のリフレッシュ処理要否判断処理を示すフローチャートである。
次に、アクセス回数情報の値「A」と予め用意した値「N」(例えばN=1000)を比較して、アクセス回数情報の値「A」が値「N」より大きいか否かを判断する(ステップS92)。
一方、値「A」が値「N」より大きい場合(ステップS92のYes)、ステータスレジスタ30の「REFR」の値を「1」にセットする(ステップS93)。
リフレッシュ処理の終了後、ステータスレジスタ30の「REFR」の値を「0」にセットする(ステップS95)。
以上でリフレッシュ処理要否判断処理の説明を終了する。
この第5の実施の形態のシステムによれば、第1の実施の形態のシステムと同様の効果が得られる。
<第6の実施の形態>
次に、第6の実施の形態のシステムについて説明する。
第6の実施の形態のシステムは、CPU11の機能が第5の実施の形態と異なり、それ以外は第5の実施の形態と同様である。
まず、NANDフラッシュアレイ225のリフレッシュカウンタを参照し、カウンタ値を読み出す(ステップS101)。
一方、カウンタ値「Co」が値「P」より大きい場合(ステップS102のYes)、NANDコントローラ21のリフレッシュ間隔レジスタ217の値「I」を読み出す(ステップS103)。
次に、ステップS104にて変更したレジスタの値をリフレッシュ間隔レジスタ217に書き込む(ステップS105)。その後、処理を終了する。
リフレッシュ間隔変更処理が行われたことで、2回目から3回目および3回目から4回目のリフレッシュ処理が行われるタイミングが、1回目から2回目の半分になっている。
そして、第6の実施の形態のシステムによれば、さらに、書き込み回数が増加して、絶縁膜の劣化によりデータを保持できる期間が減少した場合でも、リフレッシュ処理を行う間隔を短くすることにより、データの信頼性をより高めることができる。
次に、第7の実施の形態のシステムについて説明する。
以下、第7の実施の形態のシステムについて、前述した第1の実施の形態のシステムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図30は、第7の実施の形態のNANDコントローラの構成を示すブロック図である。
図31は、不揮発性メモリの現在日時情報の設定を説明する図である。
図32は、第7の実施の形態のリフレッシュ処理要否判断処理を示すフローチャートである。
次に、LRDに格納されている日時情報「L」を読み出す(ステップS112)。
一方、値「Cu−L」が値「Qより大きい場合(ステップS113のYes)、ステータスレジスタ30の「REFR」の値を「1」にセットする(ステップS114)。
リフレッシュ処理の終了後、ステータスレジスタ30の「REFR」の値を「0」にセットする(ステップS116)。
以上でリフレッシュ処理要否判断処理の説明を終了する。
この第7の実施の形態のシステムによれば、第1の実施の形態のシステムと同様の効果が得られる。
また、前述した各実施の形態では、コンピュータシステムを用いて説明したが、本発明を携帯電話やPDA等の情報処理装置にも適用することができる。
(付記1) フローティングゲートを備える複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、
前記フローティングゲートの電圧値と、前記メモリセルの書き込み状態と消去状態とを識別する第1の閾値との大小を判定する第1のセンスアンプと、
前記フローティングゲートの電圧値と、前記第1の閾値より大きな第2の閾値との大小を判定する第2のセンスアンプと、
前記第2のセンスアンプが、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定した前記フローティングゲートを備える前記メモリセルのデータを再度書き込む書き込み部と、
を有することを特徴とする不揮発性メモリ。
(付記6) 前記メモリセルアレイの指定されたアドレスのブロックのデータを読み出すデータ読み出し部と、
読み出した前記データを一時記憶する一時記憶部とをさらに有し、
前記データ読み出し部は、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定したデータをブロック単位で読み出して前記一時記憶部に記憶し、
前記書き込み部は、前記アドレスのブロックのデータを消去した後に、前記一時記憶部に記憶したデータを前記アドレスのブロックに再度書き込むことを特徴とする付記1記載の不揮発性メモリ。
読み出した前記データを一時記憶する一時記憶部とをさらに有し、
前記データ読み出し部は、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定したデータをブロック単位で読み出して前記一時記憶部に記憶し、
前記書き込み部は、前記アドレスのブロックのデータを消去した後に、前記一時記憶部に記憶したデータを前記アドレスのブロックとは異なるアドレスのブロックに再度書き込むことを特徴とする付記1記載の不揮発性メモリ。
前記第2のセンスアンプは、前記書き込み位置のメモリセルのフローティングゲートの電圧値と、前記第2の閾値との大小を判定することを特徴とする付記1記載の不揮発性メモリ。
前記書き込み指示部は、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定したデータを含むアドレスのブロックのデータを前記データ読み出し部に読み出させて前記一時記憶部に記憶させ、前記アドレスのブロックのデータを消去した後に、前記書き込み部に、前記一時記憶部に記憶させたデータを前記アドレスのブロックに再度、書き込ませることを特徴とする付記9記載のメモリ制御装置。
前記書き込み指示部は、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定したデータを含むアドレスのブロックのデータを前記データ読み出し部に読み出させて前記一時記憶部に記憶させ、前記アドレスのブロックのデータを消去した後に、前記書き込み部に、前記一時記憶部に記憶させたデータを前記アドレスのブロックとは異なるアドレスのブロックに再度、書き込ませることを特徴とする付記9記載のメモリ制御装置。
前記書き込み指示部は、前記書き込み部に、前記一時記憶部に記憶させたデータを前記アドレスのブロックに再度、書き込ませるとともに、前記テーブルの前記データの論理アドレスに対応する再度、書き込んだ物理アドレスを更新することを特徴とする付記11記載のメモリ制御装置。
前記書き込み指示部は、前記第2のセンスアンプが判定処理を行う毎に、前記判定処理を行った日時を前記不揮発性メモリの所定の位置に書き込むよう前記書き込み部に指示し、
現在の日時と前記所定の位置に書き込まれた日時との差分が前記日時経過判断用閾値を超えた場合に前記第2のセンスアンプの判定処理を行わせることを特徴とする付記9記載のメモリ制御装置。
前記書き込み指示部は、前記不揮発性メモリに対するアクセス回数を前記不揮発性メモリの所定の位置に書き込むよう前記書き込み部に指示し、
前記アクセス回数が前記アクセス回数判断用閾値を超えた場合に前記第2のセンスアンプの判定処理を行わせることを特徴とする付記9記載のメモリ制御装置。
(付記17) 前記書き込み指示部は、前記書き込み指示部が前記書き込み部に書き込みを指示した回数を前記不揮発性メモリの所定の位置に書き込むよう前記書き込み部に指示することを特徴とする付記9記載のメモリ制御装置。
前記不揮発性メモリに対し、前記第2のセンスアンプが前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定した前記フローティングゲートを備える前記メモリセルのデータの書き込みを前記書き込み部に指示する書き込み指示部を有するメモリ制御装置と、
前記メモリ制御装置の動作状態を表示装置に表示させる表示制御部と、
を有することを特徴とするメモリ制御システム。
前記表示制御部は、前記レジスタに設定されたフラグを読み出し、前記フラグが設定されている場合、前記書き込み指示部が、前記フローティングゲートの論理を維持する書き込みの指示を行っていることを前記表示装置に表示させることを特徴とする付記18記載のメモリ制御システム。
前記回数が、所定の回数を超えた場合、前記第2のセンスアンプの前回の判定処理を行った時間から今回の判定処理を行うまでの時間の間隔よりも今回の判定処理を行う時間から次回以降の判定処理を行う時間の間隔を短くすることを特徴とする付記18記載のメモリ制御システム。
前記回数が、所定の回数を超えた場合、前記不揮発性メモリの交換を促す画面を表示させることを特徴とする付記18記載のメモリ制御システム。
第1のセンスアンプが、前記フローティングゲートの電圧値と、前記メモリセルの書き込み状態と消去状態とを識別する第1の閾値との大小を判定し、
第2のセンスアンプが、前記フローティングゲートの電圧値と、前記第1の閾値より大きな第2の閾値との大小を判定し、
書き込み部が、前記第2のセンスアンプが、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定した前記フローティングゲートを備える前記メモリセルのデータを再度書き込む、
ことを特徴とする不揮発性メモリの制御方法。
2 メモリセルアレイ
3 第1のセンスアンプ
4 第2のセンスアンプ
5 書き込み部
10 モジュール
11 CPU
12 チップセット
12a ノースブリッジ
12b サウスブリッジ
13 メモリ
15 ディスプレイ
20 不揮発性モジュール
21、21a、21b NANDコントローラ
22 NAND型不揮発性メモリ(不揮発性メモリ)
30 ステータスレジスタ
40、40a、40b コマンドファンクションテーブル
211 ホストインタフェース部
212 コントロールレジスタ
213 電力制御部
214 バッファ
215 ECC処理部
216 NANDインタフェース部
217 リフレッシュ間隔レジスタ
218 I2Cインタフェース部
221 I/Oバッファ回路
222 コマンドレジスタ
223 制御部
223a 高電圧発生回路
223b 再書き込み回路
224 アドレスレジスタ
225 NANDフラッシュアレイ
226 Xデコーダ
227 Yデコーダ
228、228a センスアンプ回路
229 置き換えレジスタ
2281 メイン基準セル
2282 サブ基準セル
2283 メインセンスアンプ
2284、2286 サブセンスアンプ
2285 論理回路
Claims (8)
- フローティングゲートを備える複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、
前記フローティングゲートの電圧値と、前記メモリセルの書き込み状態と消去状態とを識別する第1の閾値との大小を判定する第1のセンスアンプと、
前記フローティングゲートの電圧値と、前記第1の閾値より大きな第2の閾値との大小を判定する第2のセンスアンプと、
前記第2のセンスアンプが、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定した前記フローティングゲートを備える前記メモリセルのデータを再度書き込む書き込み部と、
前記メモリセルアレイの指定されたアドレスのブロックのデータを読み出すデータ読み出し部と、
読み出した前記データを一時記憶する一時記憶部と
を有し、
前記メモリセルアレイの前記アドレスのブロックにデータを書き込む際、前記ブロックの所定のメモリセルが常に同じデータを書き込む書き込み位置に設定されており、
前記第2のセンスアンプは、前記書き込み位置のメモリセルのフローティングゲートの電圧値と、前記第2の閾値との大小を判定し、
前記データ読み出し部は、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定したデータをブロック単位で読み出して前記一時記憶部に記憶し、
前記書き込み部は、前記アドレスのブロックのデータを消去した後に、前記一時記憶部に記憶したデータを、全アドレスの書き換え回数が平均化されるように前記アドレスのブロックとは異なるアドレスのブロックに再度書き込む
ことを特徴とする不揮発性メモリ。 - 前記第2のセンスアンプの判定は、前記第1のセンスアンプが前記第1の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より小さいと判定した後に行われる
ことを特徴とする請求項1記載の不揮発性メモリ。 - フローティングゲートを備える複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、前記フローティングゲートの電圧値と、前記メモリセルの書き込み状態と消去状態とを識別する第1の閾値との大小を判定する第1のセンスアンプと、前記フローティングゲートの電圧値と、前記第1の閾値より大きな第2の閾値との大小を判定する第2のセンスアンプと、指示されたデータを前記メモリセルに書き込む書き込み部と、前記メモリセルアレイの指定されたアドレスのブロックのデータを読み出すデータ読み出し部と、読み出した前記データを一時記憶する一時記憶部と、を有する不揮発性メモリに対し、前記第2のセンスアンプが前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定した前記フローティングゲートを備える前記メモリセルのデータの書き込みを前記書き込み部に指示する書き込み指示部を有し、
前記メモリセルアレイの前記アドレスのブロックにデータを書き込む際、前記ブロックの所定のメモリセルが常に同じデータを書き込む書き込み位置に設定されており、
前記第2のセンスアンプは、前記書き込み位置のメモリセルのフローティングゲートの電圧値と、前記第2の閾値との大小を判定し、
前記データ読み出し部は、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定したデータをブロック単位で読み出して前記一時記憶部に記憶し、
前記書き込み部は、前記アドレスのブロックのデータを消去した後に、前記一時記憶部に記憶したデータを、全アドレスの書き換え回数が平均化されるように前記アドレスのブロックとは異なるアドレスのブロックに再度書き込む
ことを特徴とするメモリ制御装置。 - 前記不揮発性メモリは、所定の日時が経過したか否かを判断する日時経過判断用閾値が設定されたレジスタをさらに有し、
前記書き込み指示部は、前記第2のセンスアンプが判定処理を行う毎に、前記判定処理を行った日時を前記不揮発性メモリの所定の位置に書き込むよう前記書き込み部に指示し、
現在の日時と前記所定の位置に書き込まれた日時との差分が前記日時経過判断用閾値を超えた場合に前記第2のセンスアンプの判定処理を行わせる
ことを特徴とする請求項3記載のメモリ制御装置。 - 前記メモリセルのアクセス回数を判断するアクセス回数判断用閾値が設定されたレジスタをさらに有し、
前記書き込み指示部は、前記不揮発性メモリに対するアクセス回数を前記不揮発性メモリの所定の位置に書き込むよう前記書き込み部に指示し、
前記アクセス回数が前記アクセス回数判断用閾値を超えた場合に前記第2のセンスアンプの判定処理を行わせる
ことを特徴とする請求項3記載のメモリ制御装置。 - フローティングゲートを備える複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、前記フローティングゲートの電圧値と、前記メモリセルの書き込み状態と消去状態とを識別する第1の閾値との大小を判定する第1のセンスアンプと、前記フローティングゲートの電圧値と、前記第1の閾値より大きな第2の閾値との大小を判定する第2のセンスアンプと、指示されたデータを前記メモリセルに書き込む書き込み部と、前記メモリセルアレイの指定されたアドレスのブロックのデータを読み出すデータ読み出し部と、読み出した前記データを一時記憶する一時記憶部と、を有する不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに対し、前記第2のセンスアンプが前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定した前記フローティングゲートを備える前記メモリセルのデータの書き込みを前記書き込み部に指示する書き込み指示部を有するメモリ制御装置と、
前記メモリ制御装置の動作状態を表示装置に表示させる表示制御部と、
を有し、
前記メモリセルアレイの前記アドレスのブロックにデータを書き込む際、前記ブロックの所定のメモリセルが常に同じデータを書き込む書き込み位置に設定されており、
前記第2のセンスアンプは、前記書き込み位置のメモリセルのフローティングゲートの電圧値と、前記第2の閾値との大小を判定し、
前記データ読み出し部は、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定したデータをブロック単位で読み出して前記一時記憶部に記憶し、
前記書き込み部は、前記アドレスのブロックのデータを消去した後に、前記一時記憶部に記憶したデータを、全アドレスの書き換え回数が平均化されるように前記アドレスのブロックとは異なるアドレスのブロックに再度書き込む
ことを特徴とするメモリ制御システム。 - 前記不揮発性メモリは、前記書き込み指示部が前記書き込み部に書き込みを指示する回数を格納する部位を有し、
前記回数が、所定の回数を超えた場合、前記第2のセンスアンプの前回の判定処理を行った時間から今回の判定処理を行うまでの時間の間隔よりも今回の判定処理を行う時間から次回以降の判定処理を行う時間の間隔を短くする
ことを特徴とする請求項6記載のメモリ制御システム。 - フローティングゲートを備える複数のメモリセルを有するメモリセルアレイを備える不揮発性メモリが有する、
第1のセンスアンプが、前記フローティングゲートの電圧値と、前記メモリセルの書き込み状態と消去状態とを識別する第1の閾値との大小を判定し、
第2のセンスアンプが、前記フローティングゲートの電圧値と、前記第1の閾値より大きな第2の閾値との大小を判定し、
書き込み部が、前記第2のセンスアンプが、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定した前記フローティングゲートを備える前記メモリセルのデータを再度書き込む工程を含み、
前記不揮発性メモリが有するデータ読み出し部が、前記メモリセルアレイの指定されたアドレスのブロックのデータを読み出し、読み出した前記データを一時記憶部に一時記憶する工程をさらに含み、
前記メモリセルアレイの前記アドレスのブロックにデータを書き込む際、前記ブロックの所定のメモリセルが常に同じデータを書き込む書き込み位置に設定されており、
前記第2のセンスアンプが、前記書き込み位置のメモリセルのフローティングゲートの電圧値と、前記第2の閾値との大小を判定し、
前記データ読み出し部が、前記第2の閾値が前記フローティングゲートの電圧値より大きいと判定したデータをブロック単位で読み出して前記一時記憶部に記憶し、
前記書き込み部が、前記アドレスのブロックのデータを消去した後に、前記一時記憶部に記憶したデータを、全アドレスの書き換え回数が平均化されるように前記アドレスのブロックとは異なるアドレスのブロックに再度書き込む
ことを特徴とする不揮発性メモリの制御方法。
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