JP6719508B2

JP6719508B2 - メモリ制御装置

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Description

本発明は、メモリ制御装置に関する。

ＮＡＮＤフラッシュメモリを制御するＮＡＮＤフラッシュメモリコントローラは、ＮＡＮＤフラッシュメモリの寿命を延ばすために、ウェアレベリング（Wear-Leveling）を行うことが一般的に知られている。このウェアレベリングは、ＮＡＮＤフラッシュメモリコントローラによって様々な手法があり、そのウェアレベリングの実行タイミングもＮＡＮＤフラッシュメモリコントローラにより異なる。

いまシステムコントローラがＮＡＮＤフラッシュメモリコントローラと接続される構成の場合、ウェアレベリングの実行後、システムコントローラが管理するテーブルのデータは、ＮＡＮＤフラッシュメモリの他のブロックにコピーされている可能性がある。このためシステムコントローラが、あるデータをセキュリティのために消去したとしても、そのデータが別の場所に残存している可能性がある。そこでこのような残存しているデータを完全に消去するために、ＮＡＮＤフラッシュメモリコントローラには、完全消去機能を有するものがある。この完全消去機能は、ＮＡＮＤフラッシュメモリコントローラが書き込んだデータに上書きして、そのデータを完全に消去する機能で、このデータの消去はＮＡＮＤフラッシュメモリのブロック単位で実行される。このためＮＡＮＤフラッシュメモリのブロックよりも小さいデータを消去する場合はパフォーマンスの低下が発生するおそれがあるため、例えば特許文献１には、これを解決する提案がなされている。

特開２０１２−１９１３７０号公報

上記特許文献１では、完全消去モードが有効になったときに、ジョブのセキュリティレベルによって画像処理のパスを動的に切り替えることが記載されている。

完全消去モードをオンにすると、フラッシュメモリに記憶されたデータが完全に消去されるためセキュリティレベルを維持できる。しかしながら、この場合は、ユーザ領域の全てのデータが完全消去の対象となってしまうため、完全消去をする必要がないデータに対しても完全消去を行ってしまう。このため、全てのデータを完全消去すると多くの時間を要し、パフォーマンスが低下するおそれがある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決することにある。

本発明の特徴は、不揮発性記憶装置のメモリの全てを完全消去対象のエリアとせずに、完全消去対象のエリアとそれ以外のエリアとに分けて管理することにより、セキュリティレベルを維持しながら、パフォーマンスの低下を少なくすることにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るメモリ制御装置は、不揮発性記憶装置へのアクセスを制御するメモリ制御装置であって、論理アドレスと前記不揮発性記憶装置の記憶部に対応する物理アドレスとを対応付けるアドレス手段と、システム制御装置から消去コマンドを受け付ける受付手段と、前記記憶部に記憶されているデータを消去する消去処理を、前記受付手段によって受け付けた消去コマンドに従って前記不揮発性記憶装置に実行させるか否かの設定を確認する確認手段と、前記消去処理を実行させることが設定されている場合に、前記記憶部を、少なくとも、前記消去処理の対象とする、少なくとも１つの論理アドレスに対応する第１エリアと、前記消去処理の対象としない、少なくとも１つの論理アドレスに対応する第２エリアとに分割して管理する管理手段と、前記第１エリアの開始アドレスと終了アドレスを、前記不揮発性記憶装置に記憶させる制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、不揮発性記憶装置のデータのセキュリティレベルを維持しながら、不揮発性記憶装置のデータを消去する際のパフォーマンスの低下を少なくできる効果がある。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図。実施形態に係るフラッシュメモリのアドレス管理を説明する概念図。実施形態に係る４ギガビットのフラッシュメモリのブロックとページの概念を説明する図。実施形態に係るフラッシュメモリコントローラのリンクテーブルの概念図。実施形態に係るフラッシュメモリコントローラが書き込みコマンド（ライトコマンド）を受信した場合の処理を説明するフローチャート。実施形態に係るフラッシュメモリコントローラがライトコマンドを受信した場合のリンクテーブルの遷移を説明する図。実施形態に係るフラッシュメモリコントローラが消去コマンドを受信した場合の処理を説明するフローチャート。実施形態に係るフラッシュメモリコントローラが消去コマンドを受信した場合のリンクテーブルの遷移を説明する図。実施形態に係るフラッシュメモリコントローラが消去コマンドを受信した場合のリンクテーブルの接続変化を説明する図。実施形態に係るフラッシュメモリコントローラによるフラッシュメモリのブロック初期化処理を説明するフローチャート。実施形態に係るフラッシュメモリコントローラによるフラッシュメモリのブロック初期化処理におけるリンクテーブルの遷移を説明する図。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが、リンクテーブルのメインエリアに完全消去エリアを設ける処理を説明するフローチャート。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが、リンクテーブルのメインエリアを完全消去エリアと通常エリアとに分割した状態を説明する図。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが、リンクテーブルのメインエリアを完全消去エリアと通常エリアとに分割して管理しているときにライトコマンドを受信した場合の処理を示すフローチャート。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが完全消去エリアにデータを書き込むときのリンクテーブルの遷移を説明する図。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが通常エリアにデータを書き込むときのリンクテーブルの遷移を説明する図。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが、完全消去エリアと通常エリアとに分割して管理している場合に消去コマンドを受信したときの処理を説明するフローチャート。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが完全消去エリアのデータを消去するときのリンクテーブルの遷移を説明する図。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが通常エリアのアドレスのデータを消去するコマンドを受信した場合のブロックの変化を説明する図。実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラが、完全消去エリアと通常エリアとに分けて管理している場合のブロック初期化処理を説明するフローチャート。図２０のブロック初期化処理におけるリンクテーブルの遷移を説明する図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。以下の実施形態では、本発明のメモリ制御装置を、不揮発性記憶装置であるＮＡＮＤ型フラッシュメモリへのデータの読み書き（アクセス）を制御するフラシュメモリコントローラを例に説明する。

図１は、本実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。

この情報処理装置は、装置全体の動作を制御するシステムコントローラ１０と、ＮＡＮＤフラッシュメモリ（以下、フラッシュメモリ）３０を制御するＮＡＮＤフラッシュメモリコントローラ（以下、フラッシュメモリコントローラ）２０とを有している。

システムコントローラ１０は、フラッシュメモリコントローラ２０と汎用のバス４０で接続される。システムコントローラ１０は、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２、外部Ｉ／Ｆ１０３，ＵＩ（ユーザインターフェース）１０４，ＲＡＭ１０５，ＲＯＭ１０６を有し、これらはバスを介して相互に接続されている。ＣＰＵ１０１は、装置の起動時、ＲＯＭ１０６からブートプログラムを読み出して実行し、記憶部１０２に格納されているプログラムをＲＡＭ１０５へ展開する。そしてＣＰＵ１０１は、そのＲＡＭ１０５に展開されたプログラムを実行して、この装置の動作を制御する。またＣＰＵ１０１は、ＵＩ１０４に画像データを出力してユーザインターフェースの画面を表示する。また外部Ｉ／Ｆ１０３にはＵＳＢメモリ等が接続される。

フラッシュメモリコントローラ２０は、ＣＰＵ１１０，ＲＯＭ１１１，ＲＡＭ１１２を有する。フラッシュメモリコントローラ２０は、システムコントローラ１０のＣＰＵ１０１が指定した、フラッシュメモリ３０のアドレスへのデータのリード／ライト／イレース等のコマンドを受信する。フラッシュメモリコントローラ２０は、システムコントローラ１０からコマンドを受け取ると、そのコマンドに応じた処理をフラッシュメモリ３０に対して行う。

フラッシュメモリコントローラ２０のＣＰＵ１１０は、ＲＯＭ１１１に格納されているプログラムに従ってフラッシュメモリコントローラ２０の動作を制御する。ＲＡＭ１１２は、ＣＰＵ１１０による制御の際にＣＰＵ１１０が使用する各種データを一時的に保存するワークエリアを提供している。

図２は、実施形態に係るフラッシュメモリのアドレス管理を説明する概念図である。ここで汎用バス４０は、ＳＡＴＡ／ＩＦを例に説明する。

システムコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、ＬＢＡ方式で指定したアドレスに対してリード／ライト等のコマンドをフラッシュメモリコントローラ２０へ発行する。フラッシュメモリコントローラ２０は、ＣＰＵ１０１から受信したライト／イレースのコマンドから論理ブロック（ＬＢｌｏｃｋ）２１０と物理ブロック２３０の関係を表すリンクテーブル２２０を作成する。リンクテーブル２２０を図２の例で説明すると、ＬＢｌｏｃｋ０はＰＢｌｏｃｋ２と接続され、ＬＢｌｏｃｋ２はＰＢｌｏｃｋ１と接続されるリンクテーブル２２０となっており、この関係はウェアレベリングが実行されることで更新される。フラッシュメモリコントローラ２０の物理ブロック２３０であるＰＢｌｏｃｋ０，１，２，…，ｎは、それぞれフラッシュメモリ３０のブロック３１１のＢｌｏｃｋ０，１，２…，ｎと１対１で接続され、この関係が崩れることはない。

図３は、実施形態に係る４ギガビットのフラッシュメモリ３０のブロックとページの概念を説明する図である。

フラッシュメモリ３０は、４ギガビット（＝２５６Ｋビット×２０４８）のサイズで、それぞれが２５６キロビットの２０４８個のブロック３１１で構成される。ここで各ブロック３１１は６４個のページ３１１１で構成され、一つのページ３１１１のサイズは４Ｋビットである。フラッシュメモリコントローラ２０は、フラッシュメモリ３０へデータを書き込む場合は、ページ単位でデータを書き込む。またフラッシュメモリコントローラ２０が、フラッシュメモリ３０のデータを消去する場合は、ブロック単位でデータの消去を行う。

図４は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０のリンクテーブル２２０の概念図で、ここではフラッシュメモリ３０へデータを書き込んだ後の状態を示している。

リンクテーブル２２０は、ユーザ領域であるメインエリア４１０とリザーブエリア４２０の二つの領域を備えている。尚、このユーザ領域以外にも、フラッシュメモリコントローラ２０が管理するシステム領域が存在するが、本実施形態ではそれらの領域に関する説明を割愛する。メインエリア４１０には、有効データが記憶されているフラッシュメモリ３０のブロック３１１に対応する使用済ブロック４１１と、論理ブロック２１０とのリンクが解除されたフラッシュメモリ３０のブロックに対応するブロック４１２とが存在する。この論理ブロック２１０とリンクが解除されたブロック４１２に対応するフラッシュメモリ３０のブロック３１１のデータは、リンクが解除されているためシステムコントローラ１０から読み出すことはできない。しかし、フラッシュメモリ３０に対して直接リードコマンドを発行した場合は、そのデータ自体はフラッシュメモリ３０に残存しているため読み出すことができる。リザーブエリア４２０には、複数の書き込み可能な空きブロック４２１を含んでいる。この書き込み可能な空きブロック４２１とは、フラッシュメモリ３０が書き込み可能なように、全ビットが「１」に初期化されたブロックである。

メインエリア４１０とリザーブエリア４２０のブロック数は、フラッシュメモリコントローラ２０のファームウェア等で予め決まっており、フラッシュメモリ３０が未使用状態では、メインエリア４１０のブロックは全て空きブロックである。

図５は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０が書き込みコマンド（ライトコマンド）を受信した場合の処理を説明するフローチャートである。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１１に記憶されており、ＣＰＵ１１０がそのプログラムを実行することによりこの処理が達成される。

図６は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０がライトコマンドを受信した場合のリンクテーブル２２０の遷移を説明する図である。図５のフローチャートを図６のリンクテーブルのブロック遷移を参照しながら説明する。

図５の処理は、フラッシュメモリコントローラ２０がシステムコントローラ１０からライトコマンドを受信することにより開始される。このときリンクテーブル２２０の状態は、図６（Ａ）に示す状態であるとし、ライトコマンドで書き込まれるデータはライトデータＡ４００で示されている。

まずＳ５０１でＣＰＵ１１０は、その受信したライトデータＡ４００をフラッシュメモリ３０に書き込むために、そのライトデータＡ４００のデータサイズから、そのデータを書き込むのに必要なブロック数を求める。そして、その求めた数のブロックをリザーブエリア４２０から選定する。尚、図６（Ａ）では、ライトデータＡ４００のサイズは、１ブロック以下のサイズとする。

次にＳ５０２に進みＣＰＵ１１０は、Ｓ５０１で選定した数のブロックを、リザーブエリア４２０からメインエリア４１０に移動する。この状態を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）では、リンクテーブル２２０のリザーブエリア４２０にある一つの空きブロック４２１をメインエリア４１０へ移動している。

次にＳ５０３に進みＣＰＵ１１０は、メインエリア４１０へ移動したブロック４２１に対応するフラッシュメモリ３０のブロックへ、そのデータＡ４００を書き込んで、図６（Ｃ）に示すように、リンクテーブル２２０を更新する。

ここでライトデータＡ４００のサイズは、一つのブロックのサイズ以下となっているため、リザーブエリア４２０からメインエリア４１０に移動する空きブロック４２１の数は一つである。しかしながら、そのデータサイズが複数ブロックのサイズに相当している場合は、リザーブエリア４２０から複数の空きブロック４２１をメインエリア４１０へ移動する。

図７は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０が消去コマンドを受信した場合の処理を説明するフローチャートである。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１１に記憶されており、ＣＰＵ１１０がそのプログラムを実行することによりこの処理が達成される。

図８は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０が消去コマンドを受信した場合のリンクテーブル２２０の遷移を説明する図である。

図９は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０が消去コマンドを受信した場合のリンクテーブル２２０の接続変化を説明する図である。以下、図７のフローチャートを、図８、図９を参照して説明する。

図７の処理は、フラッシュメモリコントローラ２０が、システムコントローラ１０から、フラッシュメモリ３０のＢｌｏｃｋ２（９０１）のデータを消去する消去コマンドを受信することにより開始される。このときリンクテーブル２２０は、図８（Ａ）に示す状態であり、リンクテーブル２２０の接続は図９（Ａ）に示す状態とする。

まずＳ７０１でＣＰＵ１１０は、消去対象のデータの論理アドレス（ＬＢｌｏｃｋ０）と物理アドレス（ＰＢｌｏｃｋ２）のリンクを解除する。図９（Ａ）では、フラッシュメモリコントローラ２０は、フラッシュメモリ３０のブロック９０１を、論理アドレス２１０（ＬＢｌｏｃｋ０）と物理ブロック２３０（ＰＢｌｏｃｋ２）に対応付けて管理している。

図９（Ｂ）では、フラッシュメモリコントローラ２０が、フラッシュメモリ３０のＢｌｏｃｋ２（９０１）のデータの消去コマンドを受信することにより、ＬＢｌｏｃｋ０とＰＢｌｏｃｋ２のリンクが解除された状態を示している。

次にＳ７０２に進みＣＰＵ１１０は、Ｓ７０１でリンクを解除したリンクテーブル２２０を更新する。このとき図８（Ｂ）に示すように、フラッシュメモリコントローラ２０は、フラッシュメモリ３０のＢｌｏｃｋ２（９０１）に対応するメインエリア４１０のブロック８０１のリンクを解除する。このとき図９（Ｂ）に示すように、ブロック９０１とリンクテーブル２２０の論理アドレスとのリンクは解除されているが、フラッシュメモリ３０のＢｌｏｃｋ２のデータは、フラッシュメモリ３０に残存している。

このようにフラッシュメモリ３０のあるブロックのデータの消去コマンドを受信すると、そのブロックと論理アドレスとのリンクが解除されることにより、そのフラッシュメモリ３０のブロックのデータは読み出せなくなる。しかしながら、フラッシュメモリ３０のそのブロックのデータは残存したままとなる。

図１０は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０によるフラッシュメモリ３０のブロック初期化処理を説明するフローチャートである。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１１に記憶されており、ＣＰＵ１１０がそのプログラムを実行することによりこの処理が達成される。

図１１は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０によるフラッシュメモリ３０のブロック初期化処理によるリンクテーブル２２０の遷移を説明する図である。以下、図１０のフローチャートを図１１を参照しながら説明する。

まずＳ１００１でＣＰＵ１１０は、リザーブエリア４２０の空きブロックの数が所定値以下になったかどうか判定する。図１１（Ａ）では、リザーブエリア４２０の空きブロック４２１の数が「５」になっている。ここでは、所定値を「８」として説明する。図１１（Ａ）は、リザーブエリア４２０の空きブロックの数が５であるため、リザーブエリア４２０のブロック数が所定値以下になったと判定してＳ１００２へ進む。

Ｓ１００２でＣＰＵ１１０は、リザーブエリア４２０へ移動するブロックをメインエリア４１０の中のリンクのないブロック４１２から選定する。ここでは図１１（Ａ）に示すブロック１１１１，１１１２，１１１３を選定する。この実施形態では、ブロックの消去回数が少ない順にブロックを選定するが、この選定手法は他の手法でも構わない。

次にＳ１００３に進みＣＰＵ１１０は、Ｓ１００２で選定したブロック１１１１，１１１２，１１１３に対応するフラッシュメモリ３０のブロックに全て「０」を書き込んでイレースする。このイレースは、ブロックの電荷を抜くことである（図１１（Ｂ））。

次にＳ１００４に進みＣＰＵ１１０は、Ｓ１００２で選定したブロック１１１１，１１１２，１１１３に対応するフラッシュメモリ３０のブロックに全て「１」を書き込んで初期化する。

次にＳ１００５に進みＣＰＵ１１０は、Ｓ１００２で選定したブロックを、メインエリア４１０からリザーブエリア４２０へ移動する。図１１（Ｃ）は、このときのリンクテーブル２２０のイメージ図である。図１１（Ｃ）では、Ｓ１００２で選定したメインエリア４１０のブロック１１１１，１１１２，１１１３をリザーブエリア４２０へ移動している。

尚、リザーブエリア４２０へ移動されたブロック１１１１〜１１１３に対応するフラッシュメモリ３０のブロックは全て「１」で初期化されているため、そのブロックには直ぐにデータを書き込むことができる。

［実施形態１］
以下、本実施形態１に係るリンクテーブル２２０のメインエリア４１０に、完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０を設けた例について説明する。

図１２は、実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラ２０が、リンクテーブル２２０のメインエリアに完全消去エリアを設ける処理を説明するフローチャートである。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１１に記憶されており、ＣＰＵ１１０がそのプログラムを実行することによりこの処理が達成される。

この処理は、実施形態１に係る情報処理装置の電源がオンされることにより開始される。先ずＳ１２０１でＣＰＵ１１０は、完全消去機能の設定変更があるかどうかを判定し、設定変更がある場合はＳ１２０２に進むが、設定変更がないときは、そのまま処理を終了する。尚、この完全消去機能の設定は、フラッシュメモリ３０に保持されており、情報処理装置の電源オフ時の設定が、情報処理装置の電源オン時に反映される。Ｓ１２０２でＣＰＵ１１０は、完全消去機能を有効にするか否かを判定する。ここではＣＰＵ１１０は、システムコントローラ１０から完全消去機能を有効にするコマンドを受信したかどうかを判定し、そのコマンドを受信した場合はＳ１２０３に進み、そのコマンドを受信しないときはＳ１２０６へ移行する。

Ｓ１２０３でＣＰＵ１１０は、システムコントローラ１０から完全消去エリア１３００の開始アドレスと終了アドレスとの指定コマンドを受信し、フラッシュメモリ３０へ、その設定を格納してＳ１２０４へ進む。Ｓ１２０４でＣＰＵ１１０は、システムコントローラ１０から他に完全消去エリア１３００の指定のコマンドを受信したかどうかを判定し、他に完全消去エリアの指定コマンドを受信した場合はＳ１２０３に進んで前述の処理を実行する。一方、他に完全消去エリアの指定コマンドを受信していないときはＳ１２０５に進む。Ｓ１２０５でＣＰＵ１１０は、完全消去機能の有効コマンドをシステムコントローラ１０から受信して、この処理を終了する。一方、Ｓ１２０６でＣＰＵ１１０は、システムコントローラ１０から完全消去機能の無効コマンドを受信して、この処理を終了する。

尚、事前に設定されている完全消去エリア１３００の開始アドレスと終了アドレスは、フラッシュメモリ３０で保持される。また完全消去機能が無効になったとしても、フラッシュメモリ３０で保持される完全消去エリア１３００の開始アドレスと終了アドレスはマスクされるだけである。また完全消去機能の設定と開始アドレス、終了アドレスの設定は、フラッシュメモリ３０のシステム領域に保存される。

このように実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラ２０は、システムコントローラ１０から完全消去エリア１３００の指定のコマンドを受信すると、図１３に示すように、メインエリア４１０に完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０を設ける。

図１３は、実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラ２０が、リンクテーブル２２０のメインエリア４１０を完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０とに分割した例を説明する図である。図１３では、フラッシュメモリ３０のブロックが、完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０、リザーブエリア４２０のブロックに対応している。

完全消去エリア１３００は、使用中のフラッシュメモリ３０のブロックに対応するブロック１３３１と、イレース済みのフラッシュメモリ３０のブロックに対応するブロック１３３２とを含む。通常エリア１３１０のブロックは、使用中のフラッシュメモリ３０のブロックに対応するブロック１３４１と、システムコントローラ１０の論理ブロックとのリンクが解除されたブロック１３４２とを含む。

ここで、イレース済みのフラッシュメモリ３０のブロックには、全て「１」のデータが書き込まれて初期化されている。

図１４は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０が、リンクテーブル２２０のメインエリア４１０を完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０とに分割して管理しているときにライトコマンドを受信した場合の処理を示すフローチャートである。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１１に記憶されており、ＣＰＵ１１０がそのプログラムを実行することによりこの処理が達成される。

この処理は、フラッシュメモリコントローラ２０がシステムコントローラ１０からライトコマンドを受信することにより開始される。まずＳ１４０１でＣＰＵ１１０は、フラッシュメモリ３０に格納される完全消去機能の設定を読み出し、その完全消去機能が有効かどうかを判定する。ここで完全消去機能が有効であると判定するとＳ１４０２に進み、無効であればＳ１４０７へ移行する。Ｓ１４０２でＣＰＵ１１０は、受信したライトコマンドの書き込みアドレスが示すブロックは、完全消去エリア１３００のブロックに対応しているかどうかを判定する。ここで完全消去エリア１３００のブロックに対応していると判定するとＳ１４０３に進みそうでないときはＳ１４０５に進む。

Ｓ１４０３でＣＰＵ１１０は、リザーブエリア４２０のブロックを完全消去エリア１３００へ移動する。

図１５は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０が完全消去エリアにデータを書き込むときのリンクテーブル２２０の遷移を説明する図である。

図１５（Ａ）は、完全消去エリア１３００、通常エリア１３１０、リザーブエリア４２０に各ブロックが配置されている状態を示す。ここで、フラッシュメモリコントローラ２０がフラッシュメモリ３０に書き込みたいデータはライトデータＡ４００である。図１５（Ｂ）では、完全消去エリア１３００のブロックに対応するフラッシュメモリ３０のブロックにデータを書き込むために、完全消去エリア１３００へリザーブエリア４２０の空きブロック１５０１を移動した状態を示す図である。

こうしてＳ１４０３の処理を実行するとＳ１４０４へ処理を進めＣＰＵ１１０は、Ｓ１４０３で完全消去エリア１３００に移動した空きブロック１５０１に対応するフラッシュメモリ３０のブロックにデータＡ４００を書き込んで処理を終了する（図１５（Ｃ））。

これにより、ライトコマンドで指定されたデータは、フラッシュメモリ３０の完全消去エリアに対応するブロックに書き込まれる。従って、このブロックに書き込まれたデータが消去されるときは、完全消去モードで消去されることになる。

一方、Ｓ１４０５でＣＰＵ１１０は、リザーブエリア４２０の空きブロック４２１を通常エリア１３１０へ移動する。

図１６は、実施形態に係るフラッシュメモリコントローラ２０が通常エリア１３１０にデータを書き込むときのリンクテーブル２２０の遷移を説明する図である。

図１６（Ａ）では、完全消去エリア１３００、通常エリア１３１０、リザーブエリア４２０に各ブロックが配置されている状態を示す。ここでも、フラッシュメモリコントローラ２０がフラッシュメモリ３０に書き込みたいデータはライトデータＡ４００である。図１６（Ｂ）は、通常エリア１３１０のデータライトコマンドを受信したことにより、Ｓ１４０５で、リザーブエリア４２０の空きブロック１６０１を通常エリア１３１０へ移動した状態を示す。

次にＳ１４０６に進みＣＰＵ１１０は、通常エリア１３１０へ移動した空きブロック１６０１に対応するフラッシュメモリ３０のブロックにデータＡ４００を書き込んで、この処理を終了する。この状態を図１６（Ｃ）に示す。

またＳ１４０７でＣＰＵ１１０は、図５及び図６を参照して説明した完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０とに分けていない場合の通常の書き込み処理で、リザーブエリア４２０のブロックをメインエリア４１０へ移動する。そしてＳ１４０８に進みＣＰＵ１１０は、Ｓ１４０７でメインエリア４１０へ移動したブロックに対応するフラッシュメモリ３０のブロックにデータＡ４００を書き込んで、この処理を終了する。

このようにして、ライトコマンドを受信すると、完全消去機能が有効であるとき、そのデータを書き込むブロックが完全消去エリアに対応するかどうかにより、リンクテーブル２２０で、その書き込んだブロックを完全消去エリアに配置するかどうかを制御する。これにより、そのデータの消去コマンドを受信したときの処理が、以下に説明するように異なってくる。

図１７は、実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラ２０が、リンクテーブル２２０のメインエリア４１０を完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０とに分割している場合に、消去コマンドを受信したときの処理を説明するフローチャートである。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１１に記憶されており、ＣＰＵ１１０がそのプログラムを実行することによりこの処理が達成される。

まずＳ１７０１でＣＰＵ１１０は、システムコントローラ１０から消去コマンドを受信する。次にＳ１７０２に進みＣＰＵ１１０は、フラッシュメモリ３０に格納された完全消去機能の設定に基づいて、完全消去機能が有効かどうかを判定する。ここで完全消去機能が有効に設定されていると判定するとＳ１７０３へ進み、無効と判定するとＳ１７０６へ進む。Ｓ１７０３でＣＰＵ１１０は、消去対象に指示されたアドレスが、完全消去エリア１３００のブロックに属するアドレスかどうかを判定する。ここで消去対象のアドレスが、完全消去エリア１３００のブロックに属するアドレスであると判定するとＳ１７０４に進むが、消去対象のアドレスが通常エリア１３１０のブロックに対応するアドレスであると判定したときはＳ１７０５へ進む。

Ｓ１７０４でＣＰＵ１１０は、消去対象のアドレスを含むフラッシュメモリ３０のブロックを全て「０」で上書きして、この処理を終了する。一方、Ｓ１７０５でＣＰＵ１１０は、通常エリア１３１０のブロックに対応しているため、消去対象のアドレスが存在するブロックのリンクを解除して、この処理を終了する。

また完全消去機能が無効に設定されているときはＳ１７０６に進みＣＰＵ１１０は、完全消去機能が無効なので図７で説明した通常の動作と同様の処理を実行する。即ち、メインエリア４１０に存在する、指定されたアドレスを含むフラッシュメモリ３０のブロックのリンクを解除して、この処理を終了する。

図１８は、実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラ２０が完全消去エリア１３００のデータを消去するときのリンクテーブル２２０の遷移を説明する図である。

図１８（Ａ）は、フラッシュメモリコントローラ２０が完全消去エリア１３００の対象アドレスのデータを消去するコマンドを受信する前のリンクテーブル２２０の状態を示す図である。

フラッシュメモリコントローラ２０が、完全消去エリア１３００のブロック１３３１に対応するフラッシュメモリ３０のブロックを消去する場合、完全消去が実行される。このときブロック１３３１に対応するフラッシュメモリ３０のブロックはイレースされ、そのブロックに全て「０」のデータが書き込まれる。その状態を図１８（Ｂ）に示す。

このように実施形態１では、完全消去エリア１３００のブロック１３３１に対応するフラッシュメモリ３０のブロックのデータを消去するときは、そのブロックに全て「０」のデータが書き込まれる。

図１９は、実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラ２０が通常エリア１３１０のアドレスのデータを消去するコマンドを受信した場合のブロックの変化を説明する図である。

図１９（Ａ）は、通常エリア１３１０のアドレスのデータを消去するコマンドを受信する前のリンクテーブル２２０の状態を示す。

図１９（Ｂ）は、通常エリア１３１０のブロック１３４１に対応するフラッシュメモリ３０のデータを消去すると、リンクテーブル２２０でブロック１３４１のリンクが解除された状態を示している。
このように実施形態１では、完全消去エリアに該当しないブロックに対応するフラッシュメモリ３０のブロックのデータを消去するときは、そのブロックのデータを残したままでデータのリンクを解除する。

図２０は、実施形態１に係るフラッシュメモリコントローラ２０が、リンクテーブル２２０のメインエリア４１０を完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０に分けて管理している場合のブロック初期化処理を説明するフローチャートである。この処理を実行するプログラムはＲＯＭ１１１に記憶されており、ＣＰＵ１１０がそのプログラムを実行することによりこの処理が達成される。

図２１は、図２０のブロック初期化処理におけるリンクテーブルの遷移を説明する図である。図２１（Ａ）は、ブロック初期化処理を実行する前の状態を示し、図２１（Ｂ）は、ブロック初期化処理を実行している状態を示し、図２１（Ｃ）は、ブロック初期化処理が完了した状態を示している。以下、図２０のフローチャートを、図２１を参照して説明する。

まずＳ２００１でＣＰＵ１１０は、リンクテーブル２２０のリザーブエリア４２０の空きブロック４２１の数が所定値以下になったかどうかを判定する。図２１（Ａ）では、リザーブエリア４２０の空きブロック４２１の数は５つであり、ここでは所定値を「８」とする。Ｓ２００１で空きブロック４２１の数が所定値以下になったと判定するとＳ２００２に進みＣＰＵ１１０は、フラッシュメモリ３０に格納される完全消去エリアの設定情報を読み出して、完全消去機能が有効かどうかを判定する。ここでＣＰＵ１１０は有効であると判定するとＳ２００３へ進み、無効と判定するとＳ２００６へ進む。

Ｓ２００３でＣＰＵ１１０は、リザーブエリア４２０へ移動するブロックを完全消去エリア１３００と通常エリア１３１０から選定する。この選定条件としては、例えばブロックの消去回数が少ないものからリザーブエリア４２０へ移動するように決めても良いが、他の手法でも良いものとする。図２１（Ａ）では、完全消去エリア１３００のイレース済のブロック１３３１，１３３２の数が２つ、通常エリア１３１０のリンク解除済みのブロック１３４１の数が１つであるため、これらのブロックをリザーブエリア４２０へ移動するように選定する。

次にＳ２００４に進みＣＰＵ１１０は、完全消去エリア１３００の中の選定したブロック１３３１，１３３２に対応するフラッシュメモリ３０のブロックに全て「１」のデータを書き込む。また通常エリア１３１０で選定されたブロック１３４１に対応するフラッシュメモリ３０のブロックに全て「０」のデータを書き込んでイレースした後、全て「１」のデータを書き込んで初期化する。次にＳ２００５に進みＣＰＵ１１０は、Ｓ２００３で選定したブロックをリザーブエリア４２０へ移動する。

図２１（Ｂ）は、Ｓ２００４の処理が完了した状態を示す。また図２１（Ｃ）は、初期化したブロック１３３１，１３３２，１３４１をリザーブエリア４２０へ移動した状態を示す。

Ｓ２００６〜Ｓ２００８の処理は、図１０のＳ１００２〜Ｓ１００５の処理と同じであるため、簡単に説明する。

Ｓ２００６でＣＰＵ１１０は、リザーブエリア４２０へ移動するブロックをメインエリア４１０から選定する。そしてＳ２００７へ進みＣＰＵ１１０は、Ｓ２００６で選定したブロックに全て「０」のデータを書き込んでイレースした後、そのブロックに全て「１」のデータを書き込んで初期化する。そしてＳ２００８に進みＣＰＵ１１０は、Ｓ２００６で選定したブロックを、メインエリア４１０からリザーブエリア４２０へ移動して、この処理を終了する。

こうして、リザーブエリア４２０の空きブロックの数が所定値以下になると、メインエリア、或いは完全消去機能が有効であれば、完全消去エリア或いは通常エリアのイレース済或いはリンク解除済みのブロックで補充できる。

このようの本実施形態１によれば、メインエリアのブロックを完全消去対象エリアと、従来のメインエリアと同じ通常エリアとに分割し、完全消去対象エリアに対応するブロックのデータだけを完全に消去し、それ以外のブロックはリンクの解除だけを行う。これにより、メインエリアの全てのブロックに対応するブロックのデータを完全に消去する場合に比べて、データの消去に要する時間を短縮できる。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

１０…システムコントローラ、２０…フラッシュメモリコントローラ、３０…フラッシュメモリ

Claims

不揮発性記憶装置へのアクセスを制御するメモリ制御装置であって、
論理アドレスと前記不揮発性記憶装置の記憶部に対応する物理アドレスとを対応付けるアドレス手段と、
システム制御装置から消去コマンドを受け付ける受付手段と、
前記記憶部に記憶されているデータを消去する消去処理を、前記受付手段によって受け付けた消去コマンドに従って前記不揮発性記憶装置に実行させるか否かの設定を確認する確認手段と、
前記消去処理を実行させることが設定されている場合に、前記記憶部を、少なくとも、前記消去処理の対象とする、少なくとも１つの論理アドレスに対応する第１エリアと、前記消去処理の対象としない、少なくとも１つの論理アドレスに対応する第２エリアとに分割して管理する管理手段と、
前記第１エリアの開始アドレスと終了アドレスを、前記不揮発性記憶装置に記憶させる制御手段と、
を有することを特徴とするメモリ制御装置。
前記受付手段により前記消去コマンドを受け付けることに従って、前記制御手段は、データの消去を制御し、
前記消去処理を実行させることが設定されている場合に、前記制御手段は、前記消去コマンドによって指示された消去対象の論理アドレスが前記第１エリアに含まれる場合には、前記消去対象の論理アドレスに対応付けられた物理アドレスの記憶部に記憶されたデータを消去させ、前記消去対象の論理アドレスが前記第２エリアに含まれる場合には、前記消去対象の論理アドレスに対応付けられた物理アドレスのデータリンクを解除するように制御することを特徴とする請求項１に記載のメモリ制御装置。
前記消去処理を実行させることが設定されていない場合に、前記制御手段は、前記消去対象の論理アドレスに対応付けられた物理アドレスのデータリンクを解除するように制御することを特徴とする請求項２に記載のメモリ制御装置。
前記消去処理を実行させることが設定されていない場合に、前記管理手段は、前記第１エリアと前記第２エリアの分割に用いる情報をマスクすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のメモリ制御装置。
前記制御手段は、前記受付手段が前記システム制御装置から前記第１エリアの指定コマンドを受け付けることにより、前記第１エリアの前記開始アドレスと前記終了アドレスを前記不揮発性記憶装置に記憶させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のメモリ制御装置。
前記不揮発性記憶装置は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のメモリ制御装置。