JPH0628879A - メモリ管理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のブロックに分割されたメモリにおい
て、各ブロックに均等にデータを格納することにより、
各ブロックの使用率を均一化し、その消去回数を平均化
すること。 【構成】 メモリ１の各ブロック１−１，１−２，…１
−ｎを複数の領域１−１ａ，１−１ｂ，…１−１ｎに分
割し、メモリ１へのデータ格納時、データ書き込み可能
な空き領域を持つブロックの空き領域の１つにデータを
書き込む。上記領域にデータ書き込みできる部分がなく
なったとき、次のブロックの空き領域の１つにデータを
書き込み、順次、上記書き込み処理を繰り返す。また、
データの圧縮時には、メモリ１に格納された有効データ
数とブロック数より、各ブロック１−１，１−２，…１
−ｎの平均データ格納数を求め、上記平均データ数のデ
ータを各ブロック１−１，１−２，…１−ｎに格納す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はブロックに分割されたメ
モリの管理方式に関し、特に本発明は、ブロックに分割
されたメモリの各ブロックに均等にデータを格納するこ
とができるメモリ管理方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ブロックに分割されたメモリ、特にフラ
ッシュ・メモリのようにデータの書換え回数に制限があ
るメモリにデータを追加して書き込んでいく場合には、
各ブロックの使用効率を上げ、その消去回数を平均化す
る必要がある。図５は従来のメモリ管理方式を示す図で
あり、同図（ａ）はデータが格納された状態、同図
（ｂ）はデータの整理後の状態、同図（ｃ）はデータ圧
縮後の状態を示す。

【０００３】同図において、１０１はメモリ、１０１ａ
〜１０１ｄはメモリ１０１の各ブロックを示し、１０１
ｅはワーク・ブロックを示す。同図（ａ）において、メ
モリ１０１の各ブロック１０１ａ〜１０１ｄにデータを
書き込む場合には、同図に示すように、(1) →(2) →
(3) …の順序で書き込んで行き、ブロックのデータが一
杯になると、次のブロックにデータを書き込んでいく。
また、書き込んだデータのリライト・データを書き込
む場合には、リライトされるデータに消去フラグを立て
（同図においては、網掛けで表示されている）、空いて
いる領域に新たなデータを書き込む。

【０００４】上記のように、順次データを書き込んで行
き、データがメモリ１０１の最後のブロック１０１ｄの
最後まで格納され、ワーク・ブロック１０１ｄにデータ
を格納しようとした時に、データの整理を行う。データ
を整理する場合には、各ブロック１０１ａ〜１０１ｄの
うち、消去データの最も多いブロックを選択し（図５
（ａ）においてはブロック１０１ｂ）、そのブロック１
０１ｂにおいて、消去フラグが付されていないデータ
（図５（ａ）においては、論理データ８，論理データ１
０，論理データ９NEW を順番にワーク・ブロック１０１
ｅに移動させる。

【０００５】そして、ブロック１０１ｂにおいて、消去
フラグが付されていないデータがすべてワーク・ブロッ
ク１０１ｅに移されると、ブロック１０１ｂを一括消去
し、以後、ブロック１０１ｂをワーク・ブロックとし、
今までワーク・ブロックであったブロック１０１ｅをデ
ータを格納するブロックとし、次のデータの書き込みに
備える（以後の説明においては、書換え後のワーク・ブ
ロック１０１ｅをブロック１０１ｂ、ブロック１０１ｂ
をワーク・ブロック１０１ｅと呼び変えて説明する）。

【０００６】同図（ｂ）は上記のような手順でブロック
１０１ｂの整理を行った後のメモリ１０１の状態を示し
ており、同図に示すように、ブロック１０１ｂに格納さ
れていた消去フラグの付されたデータが消去されてい
る。整理後データの書き込みを行う場合には、ブロック
１０１ｂに(10)→(11)→(12)の順序に書き込み、各ブロ
ックのデータが一杯になると、上記と同様、ブロック１
０１ｃ，ブロック１０１ｄについて整理を行う。

【０００７】また、メモリ１０１に格納されたデータを
圧縮する場合には、上記した整理の場合と同様、まず、
各ブロック１０１ａ〜１０１ｄのうち、消去データの最
も多いブロックを選択する（図５（ａ）においてはブロ
ック１０１ｂ）。次いで、ブロック１０１ｂにおいて、
消去フラグが付されていないデータを順番にワーク・ブ
ロック１０１ｅに移動させる。

【０００８】消去フラグが付されていないデータがすべ
てワーク・ブロック１０１ｅに移されると、ブロック１
０１ｂを一括消去し、以後、ブロック１０１ｂをワーク
・ブロックとし、今までワーク・ブロックであったブロ
ック１０１ｅをデータを格納するブロックとする。つい
で、次のブロック（図５（ａ）においては、ブロック１
０１ｃ）のデータをブロック１０１ｂの空いた領域に移
動し（図５（ａ）においては、ブロック１０１ｃの論理
データ１２，論理データ１１NEW 、論理データ１３がブ
ロック１０１ｂに移動する）、ブロック１０１ｃの移動
したデータには消去フラグを立てる。

【０００９】以下、ブロック１０１ｃ，１０１ｄについ
て、上記と同様な処理を行いデータの圧縮を行う。図５
（ｃ）は以上のような処理を各ブロックについて行い、
データ圧縮を行った後のメモリの状態を示しており、各
ブロックに格納されていた消去フラグが付されたデータ
が消去され、データが圧縮されている。

【００１０】また、圧縮後、データを書き込む場合に
は、圧縮により空いた領域、（図５（ｃ）の場合にはブ
ロック１０１ｄ）の領域に(20)→(21)→(22)…の順番に
書き込んでいく。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のメモリ管理方式においては、データをいかに圧縮し
てメモリに格納するかが問題とされ、メモリの各ブロッ
クの使用率の平均化が考慮されていないため、メモリの
ブロックの使用頻度が特定のブロックに集中するという
傾向があった。

【００１２】このため、例えばフラッシュ・メモリのよ
うに、データを追加して格納し、データを一括して消去
するタイプのメモリに従来のメモリ管理方式を適用した
場合には、特定のブロックに特定データが集中してしま
い、各ブロックの消去回数が不均衡になるという問題が
あった。一般に、メモリに最初に書き込まれるデータ
は、リライト処理の発生の確率が低いシステム制御関係
のデータであり、これらのデータが図５のブロック１０
１ａに集中すると、そのブロックは殆ど書き換えられ
ず、ブロックの消去回数がかたよることになる。

【００１３】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
なされたものであって、ブロックに分割されたメモリに
おいて、各ブロックに均等にデータを格納することによ
り、各ブロックの使用率を均一化し、その消去回数を平
均化することができるメモリ管理方式を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。上記課題を解決するため、本発明の請求項１の発
明は、複数のブロック１−１，１−２，…１−ｎに分割
されたメモリ１へデータを格納し、格納されたデータの
整理、データの圧縮等を行うメモリ管理方式において、
メモリ１の各ブロック１−１，１−２，…１−ｎを複数
の領域１−１ａ，１−１ｂ，…１−１ｎに分割し、メモ
リ１へのデータ格納時、データ書き込み可能な空き領域
を持つブロックの空き領域の１つにデータを書き込み、
データを書き込むことにより、上記領域にデータ書き込
みできる部分がなくなったとき、データが書き込まれて
いない空き領域を持つ次のブロックの空き領域の１つに
データを書き込み、各ブロック１−１，１−２，…１−
ｎの空き領域に対して、順次、上記書き込み処理を繰り
返すことにより、メモリ１の各ブロック１−１，１−
２，…１−ｎに平均的にデータを格納するようにしたも
のである。

【００１５】本発明の請求項２の発明は、複数のブロッ
ク１−１，１−２，…１−ｎに分割されたメモリ１へデ
ータを格納し、格納されたデータの整理、データの圧縮
等を行うメモリ管理方式において、メモリ１に格納され
た有効データ数とブロック数より、各ブロック１−１，
１−２，…１−ｎの平均データ格納数を求め、各ブロッ
ク１−１，１−２，…１−ｎに格納されたデータを圧縮
して格納する際、上記平均データ数のデータを各ブロッ
ク１−１，１−２，…１−ｎに格納することにより、デ
ータ圧縮後に各ブロック１−１，１−２，…１−ｎに格
納されるデータ数を平均化するようにしたものである。

【００１６】

【作用】本発明の請求項１の発明においては、メモリ１
の各ブロック１−１，１−２，…１−ｎを複数の領域１
−１ａ，１−１ｂ，…１−１ｎに分割し、メモリ１への
データ格納時、データ書き込み可能な空き領域を持つブ
ロックの空き領域の１つにデータを書き込み、上記領域
にデータ書き込みできる部分がなくなったとき、次のブ
ロックの空き領域の１つにデータを書き込むようにした
ので、メモリ１の各ブロック１−１，１−２，…１−ｎ
に平均的にデータを格納することができる。したがっ
て、リライト処理の発生の確率が低いデータなど特定デ
ータが特定ブロックに集中することがない。

【００１７】本発明の請求項２の発明においては、各ブ
ロック１−１，１−２，…１−ｎの平均データ格納数を
求め、各ブロック１−１，１−２，…１−ｎに格納され
たデータを圧縮して格納する際、上記平均データ数のデ
ータを各ブロック１−１，１−２，…１−ｎに格納する
ようにしたので、圧縮後、データは各ブロックに分散し
て格納され、特定ブロックに書き変わる可能性の低いデ
ータが集中することはない。

【００１８】

【実施例】図２は本発明の適用対象の一つである、フラ
ッシュ・メモリおよびその周辺回路の構成を示す図であ
り、同図はフラッシュ・メモリをＩＣカード・メモリ上
に搭載した例を示している。同図において、１１はＩＣ
カード・メモリ、１２はデータの書換え回数に制限があ
るフラッシュ・メモリであり、フラッシュ・メモリは同
図に示すように、複数のブロック１０１ａ，１０１ｂ，
…に分割されている。１３はマイクロ・プロセッサであ
り、その内蔵ＲＯＭ１３ａに格納されたプログラムによ
り、データの入出力、フラッシュ・メモリ１２へのデー
タの書き込み、消去、データ整理、データ圧縮等の処理
を行う。１４はＩ／０装置であり、ＩＣカード・メモリ
１１への入出力制御を行う。１５はスタティックＲＡＭ
であり、データの書き込み、読み出し時、あるいは、マ
イクロ・プロセッサ１３によるデータ処理時における一
時的バッファとして用いられる。１６は共通バスであ
り、ＩＣカード・メモリ上に搭載された上記フラッシュ
・メモリ１２、マイクロ・プロセッサ１３等は共通バス
１６により相互に接続されている。

【００１９】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の第
１の実施例を示す図であり、前記した従来例と同一のも
のには同一の符号が付されており、同図（ａ）はデータ
が格納された状態、同図（ｂ）はデータの整理後の状
態、同図（ｃ）はデータ圧縮後の状態を示し、１２はフ
ラッシュ・メモリ、１０１ａ〜１０１ｄはフラッシュ・
メモリ１２の各ブロック、１０１ｅはワーク・ブロック
を示す。

【００２０】次に本発明の第１の実施例を図２，図３に
より説明する。図２のＩＣカード・メモリ１１のＩ／Ｏ
装置１４に外部より書き込みデータが与えられると、マ
イクロ・プロセッサ１３はこのデータを読込み、スタテ
ィックＲＡＭ１５に一時的に格納する。ついで、マイク
ロ・プロセッサ１３はスタティックＲＡＭ１５に格納さ
れたデータをフラッシュ・メモリ１２の各ブロック１０
１ａ〜１０１ｄに書き込む。

【００２１】その際、書き込みデータは、図３（ａ）に
示すように、(1) →(2) →(3) …の順序で書き込んで行
き、ブロックの半分までデータが書き込まれると、次の
ブロックにデータを書き込む。すなわち、フラッシュ・
メモリ１２の各ブロック１０１ａ〜１０１ｄの上半分に
順次データを書き込んでいき、その上半分が一杯になる
と、各ブロック１０１ａ〜１０１ｄの下半分にデータを
書き込む。

【００２２】また、書き込んだデータのリライト・デー
タを書き込む場合には、従来例の場合と同様、リライト
されるデータに消去フラグを立て（図３においては、網
掛けで表示されている）、空いている領域に新たなデー
タを書き込む。上記のように、順次データを書き込んで
行き、データがフラッシュ・メモリ１２の最後のブロッ
ク１０１ｄの最後まで格納され、ワーク・ブロック１０
１ｄにデータを格納しようとした時に、図３（ｂ）に示
すように整理を行う。

【００２３】この整理の方法は従来例の場合と同様であ
り、マイクロ・プロセッサ１３は各ブロック１０１ａ〜
１０１ｄのうち、消去データの最も多いブロックを選択
し（図３（ａ）においてはブロック１０１ｃ）、そのブ
ロック１０１ｃにおいて、消去フラグが付されていない
データを、スタティックＲＡＭ１５に一時的に格納しな
がら、ワーク・ブロック１０１ｅに移動させる。

【００２４】そして、ブロック１０１ｃにおいて、消去
フラグが付されていないデータがすべてワーク・ブロッ
ク１０１ｅに移されると、ブロック１０１ｃを一括消去
し、以後、ブロック１０１ｃをワーク・ブロックとし、
今までワーク・ブロックであったブロック１０１ｅをデ
ータを格納するブロックとし、次のデータの書き込みに
備える。

【００２５】同図（ｂ）は上記のような手順でブロック
１０１ｃの整理を行った後のフラッシュ・メモリ１２の
状態を示しており、同図に示すように、ブロック１０１
ｃに格納されていた消去フラグの付されたデータが消去
されている。整理後、新たにデータを書き込む場合に
は、整理により空きができた領域（図３（ｂ）において
はブロック１０１ｃの(19),(20),(21)）に順番にデータ
を書き込んで行き、各ブロックのデータが一杯になる
と、上記と同様、ブロック１０１b ，ブロック１０１ｄ
について整理を行う。

【００２６】以上のようなデータの格納、整理を行うこ
とにより、フラッシュ・メモリ１２の各ブロック１０１
ａ〜１０１ｄに平均的にデータを格納することができ
る。したがって、リライト処理の発生の確率が低いデー
タなど特定データが特定ブロックに集中することがな
く、各ブロックの使用効率を向上させ、消去回数を平均
化することができる。

【００２７】次に、データの圧縮について説明する。フ
ラッシュ・メモリ１２に格納されたデータを圧縮する場
合に、従来例のような圧縮方法を用いると、データ圧縮
を行う毎に特定ブロックに書き変わる可能性の低いデー
タが集中することになるので、本実施例では次のように
して圧縮を行う。先ず、マイクロ・プロセッサ１３はフ
ラッシュ・メモリ１２の各ブロック１０１ａ〜１０１ｄ
に格納されている有効データ（消去フラグが付されてい
ないデータ）数を求め、有効データ数をブロック数で割
り、各ブロック当たりの平均データ格納数を求める。

【００２８】ついで、従来例の場合と同様、各ブロック
の内、最も消去データが多いブロックを選択し（図３
（ａ）の場合には、ブロック１０１ｃ）、そのブロック
について、上記した整理の場合と同様、まず、ブロック
１０１ｃにおいて、消去フラグが付されていないデータ
を順番にワーク・ブロック１０１ｅに移動させる。消去
フラグが付されていないデータがすべてワーク・ブロッ
ク１０１ｅに移されると、ブロック１０１ｃを一括消去
し、以後、ブロック１０１ｃをワーク・ブロックとし、
今までワーク・ブロックであったブロック１０１ｅをデ
ータを格納するブロックとする。

【００２９】ついで、次のブロック（図３（ａ）におい
ては、ブロック１０１ｂ）のデータを上記処理により空
いた領域を持つブロック１０１ｃ（以前ワーク領域であ
ったブロック１０１ｅ、これをブロック１０１ｃと呼び
かえる）に移動する。また、データを空いた領域に移動
する場合には、各ブロックに格納されるデータ数が、上
記した各ブロック当たりの平均データ格納数になるよう
にする。

【００３０】すなわち、図３（ａ）においては、ブロッ
ク１０１ｂの論理データ４，論理データ５がブロック１
０１ｃに移動し、ブロック１０１ｂの移動したデータに
は消去フラグが立てられる。その結果、同図（ｃ）に示
すように、圧縮後のブロック１０１ａ（図３（ａ）の圧
縮前においてはブロック１０１ｃ）には、空き領域がで
きる。

【００３１】なお、平均データ格納数を求める際、端数
がでた場合には、複数のブロックで端数を処理する。以
下、同図（ａ）のブロック１０１ｂ，１０１ｄ，１０１
ａについて、上記と同様な処理を行いデータの圧縮を行
う。図３（ｃ）は以上のような処理を各ブロックについ
て行い、データ圧縮を行った後のフラッシュ・メモリ１
２の状態を示しており、各ブロックに格納されていた消
去フラグが付されたデータが消去され、データが圧縮さ
れている。

【００３２】また、圧縮後、データを書き込む場合に
は、圧縮により空いた領域、図３（ｃ）の場合には(20)
→(21)→(22)…の順番に書き込んでいく。以上のよう
に、各ブロックのデータ圧縮を平均的に行うことによ
り、データは各ブロックに分散して格納され、特定ブロ
ックに書き変わる可能性の低いデータが集中することは
ない。

【００３３】上記した第１の実施例においては、各ブロ
ックを半分に分割し、半分の領域にデータが書き込まれ
ると、次のブロックにデータを書き込むようにしている
が、分割の割合とその個数は採用するシステムにおい
て、最適値に設定することができる。図４（ａ），
（ｂ），（ｃ）は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、上記した第１の実施例においては各ブロックを半分
に分割していたが、本実施例においては、各ブロックを
６つに分割し、データを書き込む場合には、各ブロック
の横方向に順次データを書き込んでいくようにしたもの
である。

【００３４】同図において、前記した第１の実施例と同
一のものには同一の符号が付されており、同図（ａ）は
データが格納された状態、同図（ｂ）はデータの整理後
の状態、同図（ｃ）はデータ圧縮後の状態を示し、１２
はフラッシュ・メモリ、１０１ａ〜１０１ｄはフラッシ
ュ・メモリ１２の各ブロック、１０１ｅはワーク・ブロ
ックを示す。

【００３５】同図において、データを各ブロック１０１
ａ〜１０１ｄに書き込む場合には、同図（ａ）に示すよ
うに、先ずブロック１０１ａの第１番目の領域に論理デ
ータ１を書き込み、次いで、ブロック１０１ｂの第１番
目の領域に論理データ２を書き込む。以下同様にして、
順次、データを同図（ａ）の横方向に書き込んで行く。

【００３６】また、データ整理を行う場合には、最も消
去データが多いブロックを選択して、そのブロックにつ
いて、第１の実施例と同様な方法により、データ整理を
行う。データ整理後にデータを書き込む場合には、同図
（ｂ）に示すように、整理後のブロック１０１ｃに、(1
5)→(19)→(23)の順番で書き込んでいく。さらに、デー
タ圧縮についても、第１の実施例と同様な方法により圧
縮を行い、データ圧縮後のデータ書き込む順序も、第１
の実施例と同様、同図（ｃ）に示すように、(20)→(21)
→(22)…の順番に書き込んでいく。

【００３７】なお、上記実施例においては、本発明をフ
ラッシュ・メモリに適用した例について説明したが、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、メモリが
ブロックに分割され、データを追加して各ブロックに書
き込んでいき、一括消去するタイプの他のメモリにも適
用することができる。また、上記実施例においては、本
発明をＩＣカード・メモリに適用した例を示したが本発
明は、上記実施例に限定されるものではなく、その他、
種々の機器のメモリ管理に適用することができることは
言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明においては、複数のブロックに分割されたメモリ
において、メモリの各ブロックを複数の領域に分割し、
メモリへのデータ格納時、データ書き込み可能な空き領
域を持つブロックの空き領域の１つにデータを書き込
み、上記領域にデータ書き込みできる部分がなくなった
とき、次のブロックの空き領域の１つにデータを書き込
み、また、データ圧縮時、各ブロックの平均データ格納
数を求め、各ブロックに格納されたデータを圧縮して格
納する際、上記平均データ数のデータを各ブロックに格
納するようにしたので、メモリの各ブロックに平均的に
データを格納することができる。したがって、リライト
処理の発生の確率が低いデータなど特定データが特定ブ
ロックに集中することがなく、各ブロックの使用効率を
向上させ、消去回数を平均化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】フラッシュ・メモリおよびその周辺回路の構成
を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図５】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１１ ＩＣカード
・メモリ １２ フラッシュ
・メモリ １３ マイクロ・
プロセッサ １４ Ｉ／０装置 １２ スタティッ
クＲＡＭ １０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ メモリの各
ブロック １０１ｅ ワーク・ブ
ロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のブロック(1-1,1-2, …1-n)に分割
   されたメモリ(1) へデータを格納し、格納されたデータ
   の整理、データの圧縮等を行うメモリ管理方式におい
   て、 メモリ(1) の各ブロック(1-1,1-2, …1-n)を複数の領域
   (1-1a,1-1b, …1-1n)に分割し、 メモリ(1) へのデータ格納時、データ書き込み可能な空
   き領域を持つブロックの空き領域の１つにデータを書き
   込み、 データを書き込むことにより、上記領域にデータ書き込
   みできる部分がなくなったとき、データが書き込まれて
   いない空き領域を持つ次のブロックの空き領域の１つに
   データを書き込み、 各ブロック(1-1,1-2, …1-n)の空き領域に対して、順
   次、上記書き込み処理を繰り返すことにより、メモリ
   (1) の各ブロック(1-1,1-2, …1-n)に平均的にデータを
   格納することを特徴とするメモリ管理方式。
2. 【請求項２】 複数のブロック(1-1,1-2, …1-n)に分割
   されたメモリ(1) へデータを格納し、格納されたデータ
   の整理、データの圧縮等を行うメモリ管理方式におい
   て、 メモリ(1) に格納された有効データ数とブロック数よ
   り、各ブロック(1-1,1-2, …1-n)の平均データ格納数を
   求め、 各ブロック(1-1,1-2, …1-n)に格納されたデータを圧縮
   して格納する際、 上記平均データ数のデータを各ブロック(1-1,1-2, …1-
   n)に格納することにより、データ圧縮後に各ブロック(1
   -1,1-2, …1-n)に格納されるデータ数を平均化すること
   を特徴とするメモリ管理方式。