JPH06282484A - 不揮発性半導体メモリ用データ書込管理装置 - Google Patents

不揮発性半導体メモリ用データ書込管理装置

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JPH06282484A
JPH06282484A JP7020793A JP7020793A JPH06282484A JP H06282484 A JPH06282484 A JP H06282484A JP 7020793 A JP7020793 A JP 7020793A JP 7020793 A JP7020793 A JP 7020793A JP H06282484 A JPH06282484 A JP H06282484A
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JP
Japan
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data
block
writing
write
semiconductor memory
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Application number
JP7020793A
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English (en)
Inventor
Yoshimitsu Inamori
良充 稲森
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 フラッシュメモリのためのデータ書込管理装
置であって、フラッシュメモリの各ブロックについて書
込(および消去)が行なわれたことを検出するブロック
書込検出回路を備える。CPU1は、各ブロックについ
て書込回数をカウントしており、新たなデータの書込
は、書込回数の少ないブロックについて優先的に行なわ
れる。 【効果】 フラッシュメモリにおけるブロックについて
平均的にデータ書込が行なわれるので、一部のブロック
にデータ書込が集中するのが防がれ、その結果フラッシ
ュメモリの寿命が実質的に延長され得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に不揮発性半導
体メモリ用データ書込管理装置に関し、特に、不揮発性
半導体メモリの寿命を改善することのできる不揮発性半
導体メモリ用データ書込管理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】いわゆる「電子手帳」のような小型(ま
たは携帯型)データ処理装置では、電話帳データ,住所
録データなど様々なデータを記憶するのに、EEPRO
M,EPROMのような不揮発性半導体メモリが用いら
れている。特に、近年では、フラッシュEEPROM
(以下「フラッシュメモリ」という)が好ましく用いら
れている。
【0003】一般に、不揮発性半導体メモリは、メモリ
素子のフローティングゲートに電子を注入することによ
りデータの書込(または消去)が行なわれるため、デー
タの書込回数が多くなるにつれ、電子の経路にあたるフ
ローティングゲート下の酸化膜が劣化される。したがっ
て、一般に不揮発性半導体メモリは、メーカーによって
保証されたデータの書込回数(Umax)が定められて
いる。すなわち、このデータ書込回数を越えて不揮発性
半導体メモリのある一定の領域に書込動作が繰返し行な
われると、その領域内にストアされたデータの十分な信
頼性が得られないことになる。
【0004】この問題を回避するため、本願出願人は、
既に先の出願(特願平4−134955)において書込
可能回数Umaxを越える領域への書込を禁止する管理
装置を提案している。これにより、書込可能回数Uma
x以下の範囲でデータの書込が行なわれることになり、
ストアされたデータの信頼性が確保され得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この管
理装置によりストアされたデータの信頼性が得られるも
のの、一部のデータ記憶領域での書込が禁止されること
により、まだ使用可能なデータ記憶領域が残っていても
その不揮発性半導体メモリが使用できないこととなり、
結果的に不揮発性半導体メモリの寿命を短いものにして
いた。
【0006】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、不揮発性半導体メモリの寿命を
改善できる不揮発性半導体メモリ用データ書込管理装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る不揮発性
半導体メモリ用データ書込管理装置は、不揮発性半導体
メモリのメモリセルアレイの各ブロックごとにデータの
書込回数を記憶する書込回数記憶手段と、書込回数記憶
手段を参照することにより、書込回数の最も少ないブロ
ックを検出するブロック検出手段と、ブロック検出手段
によって検出されたブロックに対し、データ書込を実行
するデータ書込手段とを含む。
【0008】
【作用】この発明における不揮発性半導体メモリ用デー
タ書込管理装置では、ブロック検出手段により検出され
た書込回数のもっとも少ないブロックに対し、データ書
込み手段がデータ書込を実行する。したがって、書込回
数の少ないブロックから優先的にデータ書込が行なわれ
ることになるので、一部のブロックのみがデータ書込回
数の少ないまま残されることが防がれる。その結果、メ
モリセルアレイ内のすべてのブロックが有効に使用され
ることとなり、不揮発性半導体メモリの寿命が改善され
得る。
【0009】
【実施例】図1は、この発明の一実施例を示すフラッシ
ュメモリ用データ書込管理装置のブロック図である。図
1を参照して、このデータ書込管理装置は、CPU1
と、ブロック書込検出回路2と、フラッシュメモリ3
と、RAM4と、ROM5とを含む。フラッシュメモリ
3,RAM4およびROM5は、アドレスバスABおよ
びデータバスDBを介してCPU1に接続される。
【0010】ブロック書込検出回路2は、アドレスバス
ABを介してアドレス信号を受ける。ブロック書込検出
回路2は、CPU1から、書込動作および消去動作を示
すクロック信号φcを受ける。ブロック書込検出回路2
は、アドレス信号に応答して、ブロック選択信号BSを
CPU1に出力する。
【0011】フラッシュメモリ3は、フローティングゲ
ートを有する不揮発性半導体メモリ素子によって構成さ
れたメモリセルアレイを含む。メモリセルアレイは、図
1に示されるように、N個のブロックBL1ないしBL
nに分けられている。各ブロックBL1ないしBLn
は、データ書込および/またはデータ消去動作における
アクセス単位として規定される。
【0012】一般に、不揮発性半導体メモリにおけるデ
ータの消去は、データ「0」の“書込”に相当するた
め、以下の説明では「データ書込」が「データ消去」を
概念として含んでいるものとする。
【0013】図2は、図1に示したRAM4内にストア
されるデータのブロック図である。図2を参照して、R
AM4は、フラッシュメモリ3における各ブロックBL
1ないしBLnにストアされた対応するデータの有効/
無効を示すフラグFL1ないしFLnを記憶するフラグ
記憶回路41と、対応するブロックBL1ないしBLn
についてのデータ書込回数を記憶する書込回数記憶回路
42とを含む。言い換えると、各フラグFL1ないしF
Lnおよび各書込回数NC1ないしNCnは、対応する
ブロックBL1ないしBLnについてのデータであり、
これらのデータは、CPU1における処理を介してRA
M4内に記憶される。
【0014】図3は、図1に示したCPU1が管理する
アドレスマップである。図3を参照して、CPU1は、
合計16ビットのアドレス信号A0ないしA15によっ
て規定されるアドレス空間を管理している。全体のアド
レスマップ51において、フラッシュメモリ領域は、2
000H 番地から3000H 番地の範囲において規定さ
れる。フラッシュメモリ領域のアドレスマップ52にお
いて、各ブロックBL1,BL2,BL3,BL4,…
は、2000H 番地,2100H 番地,2200H
地,2300H 番地,2400H 番地,…により規定さ
れる。各ブロックBL1ないしBLnは、256バイト
のデータ記憶容量を有する。
【0015】次の表1は、CPU1が管理するデータ記
憶領域の番地を示している。すなわち、全体のデータ記
憶領域は、大きく分けて、アドレス信号A12ないしA
15により規定される。
【0016】
【表1】
【0017】表1に示した2000番地ないし2FFF
番地は、フラッシュメモリ領域を規定しており、この領
域はさらに表2に示すように番地が割当てられている。
【0018】
【表2】
【0019】図4は、図1に示したブロック書込検出回
路2の回路図である。図4を参照して、ブロック書込検
出回路2は、フラッシュメモリ選択回路21と、ブロッ
ク選択回路22と、ANDゲート31ないし3nとを含
む。フラッシュメモリ選択回路21は、アドレス信号A
12ないしA15に応答して、フラッシュメモリへのア
クセスが要求されていることを検出し、フラッシュメモ
リ選択信号FSを出力する。ブロック選択回路22は、
アドレス信号A8ないしA11に応答して、フラッシュ
メモリ3の選択の際にアクセスされるブロックを選択す
る信号を出力する。
【0020】各ANDゲート31ないし3nは、CPU
1から、データ書込動作および/またはデータ消去動作
が要求されていることを示すクロック信号φcを受け
る。データ書込動作および/またはデータ消去動作が要
求されているときであってかつフラッシュメモリ3への
アクセスがなされる場合に、ANDゲート31ないし3
nのいずれかが対応するブロックへの書込を示す信号B
S1ないしBSnを出力する。ブロック書込検出回路2
の出力信号BS1ないしBSnは、CPU1に与えられ
る。
【0021】CPU1は、ブロック書込検出回路2から
の出力信号BS1ないしBSnを受け、各ブロックBS
1ないしBSnについて、書込(および消去)が何回行
なわれてきたかをカウントし、かつカウント値を回数デ
ータNC1ないしNCnとして図2に示したRAM4内
に記憶する。
【0022】これに加えて、CPU1は、各ブロックB
L1ないしBLnについてストアされたデータの有効/
無効を認識し、有効/無効を示すフラグFL1ないしF
Lnを図2に示したRAM4内にストアする。すなわ
ち、各ブロックBL1ないしBLnについてストアされ
たデータのうち、引続きストアされるべきデータについ
ては「有効」を示すフラグ“1”が記憶され、一方、引
続き記憶する必要のないでたについては「無効」を示す
フラグ“0”が記憶される。
【0023】図5は、図1に示したデータ書込管理装置
における動作を説明するためのフロー図である。図5を
参照して、以下にフラッシュメモリ用データ書込管理装
置の動作について説明する。
【0024】まず、ステップ11において、CPU1か
ら書込/消去命令が出されたか否かが判定される。書込
/消去命令が発生したとき、処理はステップ12に進
む。
【0025】ステップ12において、書込回数データN
Cについてソーティング処理が実行される。前述のよう
に、CPU1は、ブロック書込検出回路2から与えられ
る出力信号BS1ないしBSnに応答して、フラッシュ
メモリ3内の各ブロックBL1ないしBLnについて、
これまでに書込動作(および消去動作)が何回なされた
かについてカウントを行ない、書込回数データNC1な
いしNCnがRAM4内にストアされている。CPU1
は、ステップ12において、RAM4内の書込回数デー
タNC1ないしNCnについてソーティング処理を実行
し、書込回数の少ない順にブロックBL1ないしBLn
を認識する。
【0026】ステップ13において、ブロックBL1な
いしBLnのうちフラグFL=“0”を有するブロック
が以下の処理の対象として選択される。すなわち、前述
のように、CPU1は必要のないデータを記憶している
ブロックについて、FL=“0”のフラグ信号をRAM
4内に記憶している。したがって、CPU1がRAM4
内のフラグ記憶回路41を参照することにより、新たに
データの書込が行なわれ得る複数のブロックが選択され
る。
【0027】ステップ14において、ステップ13によ
り選択された複数のブロックについて、最小の書込回数
データNCiを有するi番目のブロックBLiが検出さ
れる。さらに、ステップ15において、検出されたブロ
ックBLiの書込回数データNCiが、メーカーによっ
て定められている書込可能回数Umaxを越えていない
ことが確認される。NCi<Umaxが満足されると
き、処理はステップ16に進む。他方、この関係が満足
されないとき、処理はステップ14に戻り、その次に少
ない書込回数データを有するブロックが検出される。
【0028】ステップ16において、検出されたブロッ
クBLiに対して書込/消去動作が実行される。この
後、ステップ17において、ブロックBLiについての
書込回数データNCiが更新され(NCi=NCi+
1)、新しい書込回数データNCiがRAM4内の書込
回数記憶回路42にストアされる。ステップ17の処理
の後、処理は再びステップ11に戻る。
【0029】以下の記載では、図1に示したフラッシュ
メモリ用データ書込管理装置におけるデータ書込動作に
ついて一例を挙げて説明する。
【0030】図6は、図1に示したデータ書込管理装置
におけるブロック書込の一例を示す書込処理図である。
図6を参照して、各ブロックBL1ないしBLnについ
て、書込回数データNC1ないしNCnとして、データ
a,b,c,…e,…gがRAM4の書込回数記憶回路
42内に記憶されているものと仮定する。ここで、スト
アされたデータaないしgは、次の関係を有しているも
のと仮定する。
【0031】b≦a≦c≦…≦e=…≦g……(1) CPU1から書込命令が発生した後(図5のステップ1
1)、書込回数データNC1ないしNCnについてのソ
ーティング処理が実行される(ステップ12)。データ
aないしgについてのソーティング処理の一例が図7に
おいて示される。
【0032】図7を参照して、ステップ61において、
データaおよびbが比較され、a≧bであるのでステッ
プ62に進む。ステップ62において、データbおよび
cが比較され、b<cであるのでステップ63に進む。
ステップ63において、データbおよびeが比較され、
b<eであるのでステップ64に進む。ステップ64に
おいて、データbおよびfが比較され、b<fであるこ
とが判定される。
【0033】図7に示した処理により、b<a,c,
e,gが判定される。すなわち、データaないしgにつ
いて最小のデータbが見付け出され、最小の書込回数を
有するブロックBL2が認識される。同様の処理をデー
タbを除く他のデータについて行なうことにより、図5
に示したステップ12におけるソーティング処理が完了
される。
【0034】図6に示した例では、CPU1から書込命
令が3回発生された場合を示している。すなわち、この
例では、最も少ない書込回数、すなわちデータa,bお
よびcを有するブロックBL1ないしBL3についてデ
ータ書込が行なわれる例を示している。データ書込の
後、各書込回数データNC1ないしNC3は、それぞれ
+1ずつカウントアップされる。
【0035】なお、図6において、○印は対応するブロ
ックについてデータ書込が行なわれることを示し、一
方、×印はデータ書込が行なわれないことを示してい
る。
【0036】このように、図1に示したフラッシュメモ
リ用データ書込管理装置を用いることにより、フラッシ
ュメモリ3内のブロックBL1ないしBLnについて、
データ書込回数NCが少ない順にデータ書込動作(およ
び消去動作)が行なわれることとなり、一部のブロック
のみについてデータ書込(および消去)が集中されるこ
とが防がれる。したがって、メーカーによって定められ
ているデータ書込可能回数Umaxの範囲内で、ブロッ
クBL1ないしBLnについてデータ書込が平均的に行
なわれることとなり、フラッシュメモリ3におけるデー
タの信頼性が確保されると同時に、フラッシュメモリ3
の寿命が実質的に延長され得る。
【0037】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、不揮
発性半導体メモリのメモリセルアレイの複数のブロック
のうち、書込回数の最も少ないブロックを検出するブロ
ック検出手段を設け、検出されたブロックに対しデータ
書込を実行するデータ書込手段を設けたので、不揮発性
半導体メモリの寿命を改善できる不揮発性半導体メモリ
用データ書込管理装置が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すフラッシュメモリ用
データ書込管理装置のブロック図である。
【図2】図1に示したRAM内にストアされるデータの
ブロック図である。
【図3】図1に示したCPUが管理するアドレスマップ
である。
【図4】図1に示したブロック書込検出回路の回路図で
ある。
【図5】図1に示したフラッシュメモリ用データ書込管
理装置における動作を説明するためのフロー図である。
【図6】図1に示したデータ書込管理装置におけるブロ
ック書込の一例を示す書込処理図である。
【図7】図1に示したデータ書込管理装置におけるソー
ティング処理の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
1 CPU 2 ブロック書込検出回路 3 フラッシュメモリ 4 RAM 5 ROM 21 フラッシュメモリ選択回路 22 ブロック選択回路 41 フラグ記憶回路 42 書込回数記憶回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不揮発性半導体メモリにおけるデータ書
    込ブロックを管理するデータ書込管理装置であって、 前記不揮発性半導体メモリは、不揮発性半導体メモリ素
    子によって構成されたメモリセルアレイを含み、前記メ
    モリセルアレイは、各々がアクセス可能な単位である複
    数のブロックに分けられ、 各前記複数のブロックごとにデータの書込回数を記憶す
    る書込回数記憶手段と、 前記書込回数記憶手段を参照することにより、書込回数
    の最も少ないブロックを検出するブロック検出手段と、 前記ブロック検出手段によって検出されたブロックに対
    し、データ書込を実行するデータ書込手段とを含む、不
    揮発性半導体メモリ用データ書込管理装置。
  2. 【請求項2】 さらに、各前記複数のブロックごとに、
    記憶されているデータの有効/無効を示すフラグを記憶
    するフラグ記憶手段を含み、 前記ブロック検出手段は、前記書込回数記憶手段および
    前記フラグ記憶手段を参照することにより、無効データ
    を記憶しているブロックの中で書込回数の最も少ないブ
    ロックを検出する、請求項1に記載の不揮発性半導体メ
    モリ用データ書込管理装置。
JP7020793A 1993-03-29 1993-03-29 不揮発性半導体メモリ用データ書込管理装置 Pending JPH06282484A (ja)

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