JPH06332806A - フラッシュメモリを記憶媒体とする記憶システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フラッシュメモリの書き込みエラーを救済
し、半導体ディスク装置の寿命を延ばす。 【構成】 フラッシュメモリを記憶媒体とする記憶部を
備える半導体メモリ部と、該半導体メモリ部との間で情
報を送受信するホストシステムとを有する記憶システム
において、前記半導体メモリ部は、前記ホストシステム
との間で情報を送受信するインタフェース回路と、前記
記憶部に対する情報の読み書きを制御し、当該記憶部の
エラー領域を検出する制御回路と、前記記憶部の各領域
ごとに使用／未使用の状態を保持し、該制御回路におい
てエラーを検出した場合に、前記記憶部のエラー領域の
代わりに未使用の領域を代替領域として割り当て、該割
り当てた代替領域と前記エラー領域との対応を保持する
メモリ管理手段とを有し、前記制御回路は、前記メモリ
管理手段を参照し、前記記憶部に対する情報の読み書き
の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フラッシュメモリを記
憶媒体とした半導体ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体メモリを記憶媒体とする半
導体ディスクには、ダイナミックランダムアクセスメモ
リ（以下ＤＲＡＭと略す）およびスタティクランダムア
クセスメモリ（以下ＳＲＡＭと略す）が用いられてい
る。上記ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭを用いた半導体ディス
クは、通常の磁気記憶媒体を用いた磁気ディスクに比べ
てアクセス時間が高速であり、また半導体メモリ素子の
集積化により小型化が容易である。

【０００３】しかしながら、ＤＲＡＭ・ＳＲＡＭともに
揮発性メモリであり、機器の電源切断後もデータを保持
するためにはバッテリーバックアップが必要である。さ
らに、ＤＲＡＭは、記憶内容を保持するため、定期的に
メモリリフレッシュ動作が必要であり、制御が複雑にな
る。また、ＳＲＡＭはリフレッシュ動作は必要無いが、
ＤＲＡＭに比べて集積度が低く、記憶容量あたりの単価
が高いことから、ＳＲＡＭやＤＲＡＭを用いた半導体デ
ィスクは一般には普及していない。

【０００４】ところで、近年フラッシュメモリと呼ばれ
る新たな半導体メモリ素子が普及してきた。このフラッ
シュメモリは不揮発性メモリであるが書き替え可能であ
り、また、素子構造が簡単であるのでＤＲＡＭよりチッ
プ面積を小さくでき、集積度を上げやすい等の利点を持
っている。このフラッシュメモリを上記半導体ディスク
の記憶媒体に使用した場合、不揮発性メモリなのでバッ
テリーバックアップが不要でり、チップ面積が小さいの
で大量生産に向き安価にできることなどから、半導体デ
ィスクの記憶媒体として期待されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記述べたフラッシュ
メモリは、データの読み出しはＤＲＡＭやＳＲＡＭと同
様にバイトやワード単位のように小さいデータ単位で読
み出しが可能である。しかし、書き込みについては、現
在のフラッシュメモリ素子にはその構造から書換え回数
に制限があるため、書換え単位を５１２バイトのような
ブロック単位とし書換え回数の削減を行なっている。ま
た、構造上、書換えを行う前に当該ブロックのデータの
消去が必要である。そのためフラッシュメモリ素子によ
っては、消去などのコマンド処理機能を設けているもの
もある。しかし、フラッシュメモリを半導体ディスクの
記憶媒体に用いる場合に最も問題となるのは、上記述べ
た書換え回数の制限である。例えば、ディスクにおいて
は、ディレクトリーやＦＡＴ領域のような領域は他の領
域に比べて書換えの回数が多いので、ディレクトリーや
ＦＡＴ領域に割り当てたフラッシュメモリの特定ブロッ
クのみ書換えが頻繁に起こり、他の領域よりも早くフラ
ッシュメモリの書換え回数の制限を越える可能性が高
い。書換え回数の制限を超えた場合には、素子が劣化す
るなどして読み出し、書き込みが正しく行えなくなる事
がある。ディスクでは、ＦＡＴやディレクトリーなどが
壊れるとディスク全ての読み出ができなくなる。従っ
て、特定のブロックのみ異常となったために、半導体デ
ィスク全てが使用できなくなるので効率が悪い。

【０００６】また、本件の出願人が先に出願している特
願平４−９９８９１号においては、上記課題を解決する
ために、代替メモリ領域を設けて半導体ディスクの寿命
をのばしている。しかし、上記出願においては、代替メ
モリ領域は予め固定に割り付けているため、容量を動的
に変更することができない。

【０００７】本発明の目的は、上記課題を解決し、フラ
ッシュメモリを記憶媒体とする半導体ディスクの寿命を
のばすことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、フラッシュメモリを記憶媒体とする記憶
部を備える半導体メモリ部と、該半導体メモリ部との間
で情報を送受信するホストシステムとを有する記憶シス
テムにおいて、前記半導体メモリ部は、前記ホストシス
テムとの間で情報を送受信するインタフェース回路と、
前記記憶部に対する情報の読み書きを制御し、当該記憶
部のエラー領域を検出する制御回路と、前記記憶部の各
領域ごとに使用／未使用の状態を保持し、該制御回路に
おいてエラーを検出した場合に、前記記憶部のエラー領
域の代わりに未使用の領域を代替領域として割り当て、
該割り当てた代替領域と前記エラー領域との対応を保持
するメモリ管理手段とを有し、前記制御回路は、前記メ
モリ管理手段を参照し、前記記憶部に対する情報の読み
書きの制御を行う。

【０００９】この場合、前記制御回路は、前記記憶部の
エラー領域の検出時に、当該記憶部のエラー領域の検出
を示すエラー情報を前記ホストシステムに通知する通知
手段を備え、前記ホストシステムは、該通知手段からの
エラー情報の通知を検出する通知検出手段と、該通知検
出手段によるエラー情報の通知の検出時にエラー情報を
出力する出力手段とを備えることができる。

【００１０】また、前記半導体メモリ部は、予め定めた
エラー情報を保持するエラー情報保持手段をさらに有
し、前記制御回路は、前記記憶部のエラー領域の検出時
に、当該記憶部のエラー領域の検出を示すエラー情報を
該エラー情報保持手段に設定し、前記ホストシステム
は、該エラー情報保持手段を参照し、前記エラー情報を
検出する検出手段と、該検出手段によるエラー情報の検
出時にエラー情報を出力する出力手段とを備えるように
してもよい。出力手段としては、ＬＥＤ表示およびＣＲ
Ｔ上へのエラーメッセージ表示など視覚的通知手段、Ｂ
ＥＥＰ音および合成音声等による音声通知手段を備える
ことができる。

【００１１】さらに、前記制御回路は、前記記憶部の代
替領域が無くなったことをさらに検出し、前記エラー情
報保持手段に、前記記憶部の代替領域が無くなったこと
を示すエラー情報をさらに設定することができる。

【００１２】前記ホストシステムは、前記記憶部の情報
を記憶するデータ領域と前記代替領域とを初期化情報と
してあらかじめ設定するための指示を受け付ける入力手
段と、該入力手段により受け付けた指示に基づいて前記
メモリ管理手段に当該初期化情報を設定する設定手段と
を備え、前記メモリ管理手段は、前記設定手段の設定に
基づいて領域分けして管理する。前記メモリ管理手段
は、前記代替領域が無くなった場合に、前記データ領域
の空き領域の未使用の領域を検出し、該検出した未使用
領域を代替領域に再設定する再設定手段と、該再設定手
段により再設定したときに、前記未使用領域を代替領域
に設定したことを通知する再設定通知手段とを備え、前
記ホストシステムは、該再設定通知手段より再設定の通
知があると、該未使用領域を使用禁止とすることができ
る。

【００１３】フラッシュメモリを記憶媒体とする半導体
メモリの記憶制御方法として、外部から書き込み指示さ
れるアドレス情報に対応する書き込みアドレスをあらか
じめ保持し、前記記憶媒体の書き込みアドレスが示す領
域の使用／未使用の状態を保持し、外部からアドレス情
報とともに書き込み指示があると、該アドレス情報に対
応する前記保持した書き込みアドレスを参照し、該書き
込みアドレスが示す領域に書き込みを行い、書き込み時
に、当該領域を使用状態として保持し、書き込み時に、
書き込みエラーが発生したか否かを判断し、該書き込み
エラーが発生した場合には、該エラーが発生した領域の
代わりに、未使用の領域を代替領域として割り当てて、
該代替領域に書き込みを行い、前記保持している書き込
みアドレスを該割り当てた代替領域の書き込みアドレス
に更新し、当該代替領域を使用したことを通知すること
ができる。

【００１４】また、他の記憶制御方法として、情報を記
憶するデータ領域と、書き込みエラー発生時に、当該エ
ラー発生した領域以外の領域を割り当てるための代替領
域とを領域分けする指示を受け付け、当該指示に従い、
前記データ領域のアドレス情報に対応する書き込みアド
レスと、前記代替領域のアドレスとをあらかじめ保持
し、前記データ領域および前記代替領域の使用／未使用
の状態をアドレスごとに保持し、アドレス情報とともに
書き込み指示を受け付けると、該アドレス情報に対応す
る前記保持した書き込みアドレスを参照し、該書き込み
アドレスが示す領域に書き込みを行い、書き込み時に、
当該領域を使用状態として保持し、書き込み時に、書き
込みエラーが発生したか否かを判断し、該書き込みエラ
ーが発生した場合には、該エラーが発生した領域の代わ
りに、未使用の代替領域を割り当てて、該代替領域に書
き込みを行い、前記保持している書き込みアドレスを該
割り当てた代替領域のアドレスに更新し、当該代替領域
を使用状態として保持することができる。

【００１５】

【作用】メモリ管理手段（メモリブロック管理テーブ
ル）では、記憶部の各領域ごとに使用／未使用の状態を
保持し、制御回路においてエラーを検出した場合に、記
憶部のエラー領域の代わりに未使用の領域を代替領域と
して割り当て、割り当てた代替領域と前記エラー領域と
の対応を保持しておく。

【００１６】データを書き込む場合、ホストシステム
は、該半導体メモリ部に対してアドレス情報（ブロック
ごとに書き込みをする場合にはブロックの識別情報）と
ともに書き込み指示する。半導体メモリ部の制御回路
は、インタフェース回路を介して書き込み指示を受ける
と、メモリブロック管理テーブルから書き込もうとする
アドレス情報に対応する半導体メモリの書き込みアドレ
スを読みとり、データメモリの目的の領域へデータを書
き込む。制御回路は、書き込み時に、当該ブロックにエ
ラーが発生していたことを検出し、この場合、メモリ管
理手段は、未使用の代替メモリ部のアドレス情報を読み
とり、代替領域を割り当て、当該代替領域を使用中にす
る。制御回路は、割り当てられた代替領域にデータを書
き込む。

【００１７】さらに、上記書き込み動作において、エラ
ーが発生した場合にデータを書き込む空き領域が無い場
合には、通知手段により記憶部のエラー領域の検出を示
すエラー情報を前記ホストシステムに通知する。通知手
段としては、割込み信号により通知をすることができ
る。ホストシステムの通知検出手段は、該通知手段から
のエラー情報の通知を検出し、出力手段は、該通知検出
手段によるエラー情報の通知の検出時にエラー情報を出
力する。また、予め定めたエラー情報を保持するエラー
情報保持手段をさらに有する場合には、制御回路は、前
記記憶部のエラー領域の検出時に、当該記憶部のエラー
領域の検出を示すエラー情報を該エラー情報保持手段に
設定し、前記ホストシステムの検出手段は、該エラー情
報保持手段を参照して前記エラー情報を検出し、出力手
段より該検出手段によるエラー情報の検出時にエラー情
報を出力する。また、前記制御回路は、前記記憶部の代
替領域が無くなったことをさらに検出し、前記エラー情
報保持手段に、前記記憶部の代替領域が無くなったこと
を示すエラー情報をさらに設定するようにしてもよい。
これにより、ＣＲＴ等の出力手段にエラー情報を表示し
てユーザに対しディスクに空き容量が無いことを知らせ
るなど、適切な処理を行うことができる。

【００１８】さらに、ホストシステムの入力手段は、前
記記憶部の情報を記憶するデータ領域と前記代替領域と
を初期化情報としてあらかじめ設定するための指示を受
け付ける。設定手段は、該入力手段により受け付けた指
示に基づいて前記メモリ管理手段に当該初期化情報を設
定することができる。前記メモリ管理手段は、前記設定
手段の設定に基づいて領域分けして管理するようにして
もよい。この場合、メモリ管理手段は、前記代替領域が
無くなった場合に、前記データ領域の空き領域の未使用
の領域を検出し、該検出した未使用領域を代替領域に再
設定する再設定手段と、該再設定手段により再設定した
ときに、前記未使用領域を代替領域に設定したことを通
知する再設定通知手段とを備え、前記ホストシステム
は、該再設定通知手段より再設定の通知があると、該未
使用領域を使用禁止とすることができる。

【００１９】上記半導体ディスクから目的のブロックの
データを読み出す場合は、前記メモリ管理手段により、
読み出したいアドレス情報に対応する前記半導体メモリ
の領域を読み取り、前記記憶部の目的の領域からデータ
を読み出す。もし、当該ブロックにエラーが発生してい
た場合は、前記メモリ管理手段に前記代替領域のアドレ
ス情報が格納されているのでそれを読みとり、対応する
代替領域からデータを読み出す。

【００２０】

【実施例】以下に、ブロック図およびフローチャートを
用いて本発明の実施例を説明する。本発明の本質は、フ
ラッシュメモリで構成する半導体ディスクにおいて、書
き込みエラーが発生した場合に代替書き込み領域へ書き
込むことにより、ディスクの寿命を延ばすことにある。
また、代替書き込み領域が足らなくなった場合の救済方
法や、ユーザへのエラー通知方法について実施例に基づ
いて説明する。実施例の中で説明するフラッシュメモリ
素子、半導体ディスクおよび記憶テーブル等の容量は任
意の大きさに設定することができる。実施例中では、上
記容量を適当な値を用いて説明するが、それらの値が変
化しても、本発明の本質に影響を与えるものではない。
同様に、実施例中でのフラッシュメモリおよび前記記憶
テーブル等のアドレス空間への割付け方法も一位的に決
まるのではなく、任意のアドレスに割り付けることがで
き、アドレス空間への割付け方法によって本発明の本質
に影響を与えるものではない。

【００２１】図１に本発明の一実施例の構成図を示す。
図１において、１０２は、半導体ディスクであり、ホス
トシステム１０１のＩ／Ｏバス１０４に接続し、ホスト
システム１０１と情報を送受信する。半導体ディスク１
０２は、エラーレジスタ１０５、インターフェース回路
１０７、バッファメモリ１１５、半導体ディスク制御回
路１１１、メモリブロック管理テーブル１１２、およ
び、半導体メモリ１０６を備え、内部バスａ１１６、内
部バスｂ１１７、アドレスバス１１３、データバス１１
４および制御信号１１０によりそれらをそれぞれ接続す
る。さらに、半導体メモリ１０６は、ファイルデータを
格納するデータメモリ部１０８と代替メモリとして使う
代替メモリ部１０９とを備える。

【００２２】バッファメモリ１１５は、半導体メモリ１
０６に書き込むデータまたは読み出したデータを一時記
憶しておくメモリであり、読み書きが容易でかつ高速な
ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭを用いる。半導体メモリ１０６
は、不揮発性メモリであるフラッシュメモリで構成し、
データメモリ部１０８と代替メモリ部１０９とに、２Ｍ
バイト（１Ｍバイトは２の２０乗バイト＝１０４８５７
６バイト）のフラッシュメモリを合わせて１６個備え
る。従って、半導体メモリ１０６の記憶容量は、３２Ｍ
バイトである。このうち代替メモリ部１０９には、２Ｍ
バイトを割り当てるので、半導体ディスク装置１０２の
記憶容量は３０Ｍバイトになる。メモリブロック管理テ
ーブル１１２は、５１２ｋバイト（１ｋバイトは２の１
０乗バイト＝１０２４バイト）のフラッシュメモリを用
い、ディスクのブロック番号に対応する半導体メモリ１
０６のアドレス情報と各ブロックに対応するメモリ領域
の使用状況とを記憶する。半導体メモリ１０６とメモリ
ブロック管理テーブル１１２とは、どちらも、所定の書
き込み単位である５１２バイトのブロックで書き込みを
行なうものとする。上記述べたようにフラッシュメモリ
素子、半導体ディスクの容量およびメモリブロック管理
テーブル等の容量は任意の値に設定することができる。
また、それぞれ個別のメモリチップにより構成するよう
にしてもよい。

【００２３】エラー情報レジスタ１０５は、予め定めた
エラー情報を保持するエラー情報保持手段であり、半導
体ディスク装置１０２に発生したエラーをホストシステ
ム１０１に通知するために、発生したエラーに関する情
報を書き込む。インターフェース回路１０７は、Ｉ／Ｏ
バス１０４からの命令を受け取る。あるいは、インター
フェース回路１０７は、Ｉ／Ｏバス１０４に対し、割込
み信号線１０３を用いて割込み信号を出力する。

【００２４】半導体ディスク制御回路１１１は、内部バ
スａ１１６，内部バスｂ１１７，アドレスバス１１３、
データバス１１４および制御信号１１０を用いて半導体
メモリディスク装置１０２全体の制御を行う。半導体デ
ィスク制御回路１１１は、バッファメモリ１１５、エラ
ー情報レジスタ１０５、メモリブロック管理テーブル１
１２および半導体メモリ１０６の読み出し／書き込みを
アドレスバス１１３、データバス１１４および制御信号
１１０を用いて制御する。また、半導体ディスク制御回
路１１１は、フラッシュメモリで構成するメモリブロッ
ク管理テーブル１１２と半導体メモリ１０６とは、消去
動作も必要なのでこれも制御する。

【００２５】図２に、半導体メモリ１０６のメモリアド
レスマップとメモリブロック管理テーブル１１２のメモ
リマップとの対応の例を示す。メモリブロック管理テー
ブル１１２は、メモリ管理手段であり、記憶部の各領域
ごとに使用／未使用の状態をブロック使用テーブルに保
持し、制御回路においてエラーを検出した場合に、前記
記憶部のエラー領域の代わりに未使用の領域を代替領域
として割り当て、該割り当てた代替領域と前記エラー領
域との対応をブロック登録テーブルに保持する。メモリ
アドレスマップ２０１に示すように、前記図１において
述べたように、３０Ｍバイトのデータメモリ部１０８
は、データメモリ領域２０２（アドレス０００００００
Ｈ番地（Ｈは１６進表示を表す）から１ＤＦＦＦＦＦＨ
番地までの３０Ｍバイト）を備え、２Ｍバイトの代替メ
モリ部１０９は代替メモリ領域２０３（１Ｅ０００００
Ｈ番地から１ＦＦＦＦＦＦＨ番地までの２Ｍバイト）を
備える。本実施例では、５１２バイト単位で書き込みを
行なうことにしたので、１ブロックあたり２００Ｈ番地
となり、例えば、ブロック０は０００００００Ｈ番地か
ら００００１ＦＦＨ番地までとなる。同様に、ブロック
１は００００２００Ｈ番地から００００３ＦＦＨ番地、
ブロック２は００００４００Ｈ番地から００００５ＦＦ
Ｈ番地、ブロック３は００００６００Ｈ番地から０００
０７ＦＦＨ番地という様に、メモリアドレスマップ２０
１に割り振っている。代替メモリブロックも同様に、１
Ｅ０００００Ｈ番地から割り振っている。上記述べたよ
うにこれらアドレスの割付けは一義的に決まるものでは
なく、任意の割当て方法をとることができる。

【００２６】また、メモリブロック管理テーブル２０４
は、ブロックに該当する半導体メモリのアドレスを登録
するブロック登録テーブル２０５、データメモリ部１０
８の各領域の使用状況を登録するメモリブロック使用テ
ーブル２０６、および、装置全体の初期化情報を登録す
る初期化情報領域２０７を備える。

【００２７】ブロック登録テーブル２０５およびメモリ
ブロック使用テーブル２０６のそれぞれのテーブルは、
図２に示すように構成されている。すなわち、ブロック
登録テーブル２０５は、ブロック毎に対応する半導体メ
モリ１０６のアドレスを示すので、１ブロックに対して
４バイト（３２ビット）の容量を持つことにする。ブロ
ック登録テーブル２０５は、２００００００Ｈ番地から
始まり、４Ｈ番地毎に一つのブロックを表す。ブロック
０は、２００００００Ｈ番地から始まる４バイトの領域
２１６に格納されるアドレス情報によって示される。同
様に、ブロック１は２０００００４Ｈ番地から始まる４
バイトの領域２１７に、ブロック２は２０００００８Ｈ
番地から始まる４バイトの領域２１８に格納されるアド
レス情報によって示される。

【００２８】また、ブロック使用テーブル２０６は、デ
ータメモリ部１０８、代替メモリ部１０９の使用状況を
格納する。使用状況は、１ブロックに対して１ビットの
情報で表され、本実施例では、未使用ブロックを０と
し、使用ブロックを１としている。この領域の０のビッ
トすなわち未使用のブロックを捜すことにより代替メモ
リ部１０９の空きブロックを見つけることができる。ブ
ロック使用テーブル２０６は、２０２００００Ｈ番地か
ら始まり、１バイトの使用情報あたり８ブロックの使用
状況を表す。また、１バイトの中では最下位ビットが番
号の小さなブロックを表すものとする。すなわち、２０
２０００Ｈ番地の１バイトの使用情報２１４は、ブロッ
ク０からブロック７までの８ブロックの使用状況を表
し、例えば、その１バイトが１１０１１１１１ｂ（ｂは
バイナリデータであることを示す。）であれば、ブロッ
ク５だけが未使用であることを示す。また２０２０００
０Ｈ番地から２０２１ＤＦＦＨ番地までの領域がデータ
メモリ部１０８の使用状況を表し、２０２１Ｅ００Ｈ番
地から２０２１ＦＦＦＨ番地までの領域が代替メモリ部
１０９を表すものとする。

【００２９】さらに、初期化情報領域２０７に格納する
情報の具体例を図１９に示す。図１９において、初期化
情報領域２０７は、データメモリ領域２０２の開始アド
レス情報２３１、データメモリ領域２０２の終了アドレ
ス情報２３２、データメモリ領域の容量２３３、１ブロ
ック当りの記憶容量２３４、使用可能なブロック数２３
５、代替メモリ領域２０３の開始アドレス情報２３６、
代替メモリ領域２０３の終了アドレス情報２３７、およ
び、予備情報領域２３８などの初期化情報を記憶する領
域である。初期化情報領域２０７は、ディスクシステム
全体の初期化動作において必要な情報を書き込まれる。

【００３０】つぎに、ディスクシステム全体の初期化動
作について図７を用いて説明する。初期化動作とは、デ
ィスク装置を使用するために必要な作業であり、ホスト
システムにおいてフォーマットコマンドなどを実行する
ことによって行なわれる。本実施例において初期化作業
は、まず処理７０１において、データメモリ領域２０２
と代替メモリ領域２０３との容量を決定する。この決定
は、ホストシステムの入力手段のキーボード１２２によ
り容量等の指定を受け付け、指定に従い決定することが
できる。ユーザは、これにより代替メモリ領域２０３の
容量を自由に設定できる。指定される情報としては、デ
ータメモリ領域の容量、１ブロック当りの記憶容量など
がある。また、ジャンパーピン等を用いてあらかじめ半
導体ディスク制御回路１１１にハード的に設定してもよ
いし、ブロック使用テーブルの容量から計算してもよい
し、データメモリ領域２０２および代替メモリ領域２０
３のライト／リードチェックを行なって実装容量を判定
しても良い。処理７０２では、これらの指定された初期
化情報を初期化情報領域２０７に書き込む。初期化情報
領域２０７への書き込みフローを図２０に示す。初期化
情報領域２０７に書き込む動作は、ホストシステム１０
１から上記初期化情報をインタフェース回路１０７を介
して半導体ディスク制御回路１１１に指示し、半導体デ
ィスク制御回路１１１において、所定のアドレスが示す
位置に上記初期化情報を書き込む。初期化情報領域２０
７に書き込まれた初期化情報により、データメモリ部１
０８および代替メモリ部１０９の領域を規定することが
できる。つづいて、ブロック登録テーブル２０５および
ブロック使用テーブル２０６の初期化を行なう。まず、
処理７０３でディスクの各ブロックに対応するアドレス
情報をブロック登録テーブル２０５に書き込む。例え
ば、ブロック０を初期化する場合には、ブロック登録テ
ーブル２０５のブロック０に対応する２００００００ｈ
番地から始まる４バイトの領域に、データメモリ領域２
０２のブロック０に対応するアドレス情報００００００
０ｈを書き込む。同様に、ブロック１の初期化は前記ブ
ロック登録テーブル２０５の２０００００４ｈ番地に、
前記データメモリ領域２０２のブロック１に対応するア
ドレス情報００００２００ｈを書き込む。この動作をデ
ータメモリ領域２０２および代替メモリ領域２０３の全
てのブロックについて終了するまで繰り返す（処理７０
４）。さらに、必要であれば処理７０５においてエラー
情報レジスタ１０５、バッファメモリ１１５の初期化を
行ない、ディスク全体の初期化作業を終了する。上記述
べた初期化作業は半導体ディスク装置１０２を最初に使
用するとき、また、ディスクのフォーマット命令が実行
された場合などに実行すれば良い。

【００３１】また、データメモリ領域２０２および代替
メモリ領域２０３の容量に対する、ブロック登録テーブ
ル２０５およびブロック使用テーブル２０６の決定方法
を説明する。データメモリ領域２０２代替メモリ領域２
０３は合わせて３２Ｍバイトであり、ブロック登録テー
ブルが管理する最小単位は一ブロック５１２バイトであ
るから、３２Ｍバイト／５１２バイト＝６５５３６、つ
まり６４Ｋバイト（１Ｋバイトは１０２４バイト）必要
である。したがって００００ＨからＦＦＦＦＨ番地ま
で、本実施例では、２００００００Ｈ番地から２００Ｆ
ＦＦＦＨ番地までの、少なくとも６４Ｋバイトをブロッ
ク登録テーブル２０５に割り当てれば良い。本実施例で
は、２００００００Ｈ番地から２０１ＦＦＦＦＨ番地ま
での１２８Ｋバイトを割り当てているので、データメモ
リ領域２０２と代替メモリ領域２０３とを合わせて最大
６４Ｍバイトまでアドレス情報を登録することができ
る。また、ブロック使用テーブル２０６は、１ブロック
あたり１ビット必要なので、１バイトあたり８ブロック
管理できる。したがって総ブロック数６５５３６／８＝
８１９２、すなわち、すくなくとも８Ｋバイトの領域を
ブロック使用テーブル２０６に割り当てれば良い。本実
施例では、２０２００００Ｈ番地から２０２１ＦＦＦＨ
番地までの１６Ｋバイトを割り当てているので、最大１
３１０７２ブロックつまり６７１０８８６４バイト（６
４Ｋバイト）まで使用状況を管理することができる。こ
のようにブロック登録テーブル２０５およびブロック使
用テーブル２０６を適当な容量割り当てることにより、
任意の大きさの半導体メモリを制御することができる。

【００３２】つぎに、図１３に、ホストシステム１０１
の構成図を示す。ホストシステム１０１は、ＣＰＵ１２
０が、ホストバス１２５を介して主メモリ１２１と接続
され、さらに、Ｉ／Ｏバス１０４を介して、ＲＯＭ１２
６、キーボード１２２、ＣＲＴ１２３およびスピーカ１
２４に接続している。キーボード１２２は、入力手段で
あり、ユーザから入力されたデータや初期設定情報等を
受け付ける。ＣＲＴ１２３は、出力手段の一つであり、
ＣＰＵ１２０の演算結果やエラー情報等を表示する。ス
ピーカ１２４は、出力手段の一つであり、エラー発生時
に警告音等を発生する。ＲＯＭ１２６または主メモリ１
２１には、読みだし／書き込み処理、割込み処理等の予
め定めた処理のプログラムを記憶する。

【００３３】次に、本実施例の半導体ディスク装置１０
６の読み書き動作を、図３、図４および図５に示すフロ
ーチャートを用いて説明する。

【００３４】最初に、ホストシステム１０１からＩ／Ｏ
バス１０４を通じてファイルデータの読み出し命令を受
けたとする。この場合、まず、半導体ディスク制御回路
１１１がこの命令を処理するが、命令の与えられ方によ
って制御内容も異なってくる。例えば、読み出しを行な
うファイルデータのアロケーション情報を磁気ディスク
などと同様にセクタ番号やトラック番号で与えられた場
合には、これらの情報をデータメモリ部１０８の物理ア
ドレスに変換する必要がある。本実施例では説明の簡単
化のため、Ｉ／Ｏバス１０４からのファイルアロケーシ
ョン情報は、データメモリ部１０８のブロック番号で与
えるものとする。ブロック番号は、物理アドレスの上位
ビットに変換する。

【００３５】半導体ディスク制御回路１１１の読み出し
時の処理手順を図３に示す。図３に示すように、処理３
００において、半導体ディスク制御回路１１１は、Ｉ／
Ｏバス１０４から受けとったブロック番号に対応する半
導体メモリ１０６のアドレス情報をメモリブロック管理
テーブル１１２のブロック登録テーブル２０５から読み
とる。例えば、ブロック０を読み出す場合は、ブロック
登録テーブル２０５の２００００００Ｈ番地からの４バ
イトのアドレス情報２１６を読みだし、またブロック１
の場合には２０００００４Ｈ番地からの４バイトのアド
レス情報２１７を読みとる。次に、処理３０１において
読みとったアドレス情報にもとづいて、処理３０２にお
いて、データメモリ部１０８のブロック番号に相当する
領域、例えばブロック０ならアドレス情報２１６の００
０００００Ｈ番地から５１２バイトのデータを読みと
り、処理３０３で、データを一旦バッファメモリへ転送
する。その後処理３０４にて、インターフェース回路１
０７を通じてデータをＩ／Ｏバス１０４へ転送する。

【００３６】ここで、図２に示すデータメモリ領域２０
２の００００４００Ｈ番地から始まるブロック２の領域
２０８のように、以前の書き込みにおいて不良となった
ブロックの場合は、ブロック登録テーブル２０５に代替
メモリ部１０９のアドレス情報を登録しておく。すなわ
ち、図２に示す、代替メモリ領域２０３の１Ｅ００００
０Ｈ番地から始まる５１２バイトの領域２１１のアドレ
ス情報が登録してある。よって、処理３０２において、
代替メモリ部１０９のブロック２を代替する領域、すな
わち１Ｅ０００００Ｈ番地から５１２バイトの領域２１
１データを読みとり、インターフェース回路１０７を通
じてＩ／Ｏバス１０４へ転送すればよい。代替メモリ領
域の登録方法については後述の書き込み動作において説
明する。

【００３７】ここで、メモリブロック管理テーブル１１
２と、データメモリ部１０８および代替メモリ部１０９
との読み出しは、半導体ディスク制御回路１１１が制御
する。また、これらの読みだしデータのＩ／Ｏバス１０
４への転送は、同様に、半導体ディスク制御回路１１１
が、内部バスａ１１６、内部バスｂ１１７、アドレスバ
ス１１３、データバス１１４、制御信号１１０およびイ
ンターフェース回路１０７を制御するなどして行なう。
このように、ファイルデータを読みとる動作は、目的の
ブロックに対応する半導体メモリのアドレス情報を読み
とり、該アドレス情報にしたがってデータメモリ部１０
８または代替メモリ部１０９のデータを読みとることが
できる。

【００３８】次に、Ｉ／Ｏバス１０４からファイルデー
タの書き込み命令を受けた場合について説明する。図４
に、書き込み時の半導体ディスク制御回路１１１の処理
手順を示す。まず、半導体ディスク制御回路１１１は、
処理４００においてインターフェース回路１０７から書
き込み命令を受け付けると、処理４０１においてＩ／Ｏ
バス１０４から与えられるファイルデータをバッファメ
モリ１１５へ転送する。これはフラッシュメモリへの書
き込みが読み出しに比べ時間がかかるため、ホストシス
テム１０１の待ち時間を軽減させるために行なう。ま
た、バッファメモリ１１５の容量は、最低でもフラッシ
ュメモリの書き込み単位容量以上であるものとする。次
に、処理４０２において、書き込みを行なうブロック番
号に対応する半導体メモリ１０６のアドレス情報をメモ
リブロック管理テーブル１１２のブロック登録テーブル
２０５から読みとる。次に、処理４０３において、バッ
ファメモリ１１５のファイルデータを前記処理４０２で
読み取ったアドレス情報にもとづいて、半導体メモリ１
０６へ書き込む。例えば、本実施例において、ブロック
３に書き込む場合には、ブロック登録テーブル２０５の
２０００００ＡＨ番地からの４バイトのアドレス情報２
１９を読み出す。ここではデータメモリ部１０８の、ア
ドレス情報２１９に示されている１Ｅ００２００Ｈ番地
から５１２バイトのブロック２１２にデータを書き込
む。次に、処理４０４において、データメモリ部１０８
または代替メモリ部１０９への書き込みが正常に行なわ
れたかどうかチェックする。フラッシュメモリにおいて
書き込みのエラーが発生するのは、特定のブロックにの
み書き込みが頻発しフラッシュメモリの書換え回数の制
限を越えた場合である。前記処理４０４のチェックは、
フラッシュメモリがコマンドとしてチェック機能を有す
る場合にはコマンドを利用し、そうでない場合には書き
込みを行なったアドレスからデータを読み出し、バッフ
ァメモリ１１５の内容と比較することで簡単に行なえ
る。処理４０４のチェックにおいて正常な書き込みが行
なわれていた場合は、Ｉ／Ｏバス１０４からのファイル
データ書き込み命令の処理は終了する（処理４１０）。
一方、このチェックにおいて書き込みが正常にできてい
なかった場合の動作について以下に説明する。例えば、
ブロック３に対する書き込みが正常にできなかった場
合、まず処理４０５において、ブロック使用テーブル２
０６を検索し、代替メモリ部１０９の未使用ブロックを
探しだす。検索は、ブロック使用テーブル２０６の２０
２１Ｅ００Ｈ番地以降の領域で０であるビットを探すこ
とにより行なう。本実施例では、２０２１Ｅ００Ｈ番地
の１バイト情報２１４のうち、下位から６ビット目が０
であるので代替メモリ領域２０３の６番目のブロックす
なわち１Ｅ００Ａ００Ｈ番地から始まる５１２バイトの
ブロック２１３が未使用ブロックであることを半導体デ
ィスク制御回路１１１が検出する。つぎに、処理４０６
で未使用ブロックが見つかったかどうかを判断する。本
実施例では、未使用ブロックが有ったのでこれを代替ブ
ロックとして使用する。処理４０７において、半導体デ
ィスク装置１０２のブロック３に対応するブロック登録
テーブル２０５の２０００００ＣＨ番地に代替メモリ部
１０９の６番目のブロックを示すアドレス情報１Ｅ００
Ａ００Ｈ番地を書き込み、ブロック使用テーブル２０６
のブロック２１３を示すビット２２０を１に書き替え
る。つぎに、処理４０８において、代替ブロックとして
使用するブロック２１３をブロック消去し、処理４０９
でバッファメモリ１１５の内容を代替ブロックに書き込
む。もし、処理４０６で代替ブロック部に未使用ブロッ
クが無い場合には、処理４１１において、前記図１に示
すエラー情報レジスタ１０５に適当なエラーコードを書
き込んだ後、Ｉ／Ｏバス１０４に割込み信号１０３を出
力する。ホストシステム１０１は、割込み信号１０３を
受け付けると実行中の処理を中断し、エラー情報レジス
タ１０５の内容を読み取る。そして、ホストシステム１
０１は、半導体ディスク装置１０２のデータメモリ部１
０８の他のブロックに再度書き込み動作を行なうか、あ
るいは、ユーザに半導体ディスク装置１０２の代替メモ
リ部１０９に空き領域が無くなったことを通知するなど
の処理を行なう。このホストシステムの処理については
後述する。

【００３９】以上のようにして、不良ブロックがある場
合でも代替ブロックを使用することによりフラッシュメ
モリ全体の寿命を伸ばすことができる。本実施例では、
処理４０４においてのみ、書き込みのチェックを行なっ
たが処理４０８の次の処理において消去が正常に行なわ
れたかどうかのチェックを加えてもよい。また、処理４
０９の次の処理に書き込みが正常に行なわれたかのチェ
ックを加えても良い。もしエラーであればこの場合も処
理４０５から処理４１０で述べた代替ブロックへの書き
込み処理を行なう。

【００４０】つぎに、エラー情報レジスタ１０５の内容
とホストシステムの処理について図２１および図２２を
参照して説明する。図２１に、エラー情報レジスタ１０
５の内容を示す。また、図２２に、ホストシステムにお
ける割込み信号に応答する動作を示す。

【００４１】半導体ディスク制御回路１１１では、書き
込み時にエラーが発生すると、通知手段により割込み信
号を発生するとともに、それに関する情報を図２１に示
すようなエラー情報レジスタ１０５に格納する。格納す
るエラー情報としては、前述のように、代替メモリ領域
２０３に未使用ブロックが無い場合には、エラー発生の
有無を示すビットと、空き代替ブロックが無いことを示
すビットとをセットする。また、データメモリ領域２０
２に空きデータブロックが無い場合には、エラー発生の
有無を示すビットと、空きデータブロックが無いことを
示すビットとをセットする。また、エラーが発生したブ
ロック領域について、当該ブロック領域のブロック番号
等のアドレス情報をブロック番号登録部にセットするこ
とができる。

【００４２】また、図２３に示すように、エラー情報レ
ジスタを領域分けして備えてもよい。図２３において、
エラー種別情報部、予備情報領域、ブロック番号登録部
１およびブロック番号登録部２というように、あらかじ
めエラー情報レジスタを領域分けしておく。エラー発生
時に半導体ディスク制御回路１１１が、前述と同様に、
設定を行う。

【００４３】エラーが発生すると、ホストシステム１０
１は、図２２に示すように処理を行う。図２２におい
て、ホストシステム１０１は、半導体ディスク装置１０
２から割込み信号を受信する（処理１４１）と、割込み
応答処理を行う。また、割込み信号を受信する代わり
に、エラー情報レジスタ１０５の内容をポーリングなど
により得るようにしてもよい。割込みが発生すると、Ｒ
ＯＭ１２６もしくは主メモリ１２１に記憶している割込
みハンドルルーチンを呼び出す（処理１４２）。エラー
情報レジスタ１０５に格納されている内容を読み出す
（処理１４３）。エラーの発生の有無を示すビットを判
定し（処理１４４）、エラーがない場合には割込み処理
ルーチンの他の処理を実行し、割込み処理を終了する
（処理１４９）。エラービットがセットされている場合
には、エラー情報レジスタ１０５に格納されている他の
内容を読み出す（処理１４５）。エラー内容に対応する
エラーメッセージを、ＲＯＭ１２６もしくは主メモリ１
２１から読み出す（処理１４６）。読みだしたエラーメ
ッセージを表示手段の画面に表示する（処理１４７）。
もしくは、スピーカなどの出力手段より、エラー発生を
示す警告音を出力したり、メッセージを音声出力する。
また、エラー情報に対応して予め定めた他の処理を行っ
てもよい。

【００４４】図１４、図１５および図１６にエラー情報
の通知方法の例を示す。

【００４５】図１４において、前記ＣＰＵ１２０は、エ
ラーが発生すると、主メモリ１２１等に記憶しているエ
ラー情報をＣＲＴ１２３に出力する。エラー情報は、ユ
ーザに対し、前記半導体ディスクの空き容量が無くなっ
たことを示すメッセージの例１３０や、同じく書き込み
エラーが発生したことを通知する他のメッセージの例１
３１など、ユーザにエラーの内容がわかるものであれば
良い。また、図１５に示すように警告音としてＢＥＥＰ
音１３２を発生させてもよい。また、図１６に示すよう
に、合成音声１３３などを用いてメッセージを出力して
も良い。この他前記半導体ディスク装置１０２に１個ま
たは複数個のＬＥＤを備えて、発生したエラーの内容に
よってこれらのＬＥＤを点灯させるようにしてもよい。

【００４６】このようにして、エラー発生を通知するこ
とができる。

【００４７】つぎに、上記述べた書き込み処理におい
て、代替メモリ部１０９に未使用のブロックが見つから
ない場合に、データメモリ部１０８の未使用ブロックを
検索し代替メモリとして用いるようにした場合の書き込
み動作フローチャートを図５に示す。

【００４８】図５において、図４に示す処理と同様に、
書き込みエラーが起こった場合、処理４０５において代
替メモリ部１０９の空きブロックを検索し、処理４０６
で空き領域が見つからなかった場合、処理５０１におい
てデータメモリ部１０９の空き領域を検索し、代替ブロ
ックに割り当てる処理をおこなう。この処理５０１のさ
らに詳細な動作を図６に示すフローチャートを用いて説
明する。また、図５の他の処理については図４と同一で
あるのでここでは省略する。

【００４９】図６において、まず処理６０１において、
前記図２に示すメモリブロック管理テーブル２０４のブ
ロック使用テーブル２０６からデータメモリ部１０８の
未使用ブロックを検索する。具体的にはブロック使用テ
ーブル２０６のアドレス２０２００００Ｈ番地から２０
２１ＤＦＦＦＨ番地までの領域を検索し、ビットが０に
なっているものを探しだす。本実施例では２０２０００
０Ｈ番地の１バイトのうち、下位から６番目のビットが
０になっている。これは前記述べたように、データメモ
リ領域２０２の６番目のブロックすなわち００００Ａ０
０Ｈ番地からはじまる５１２バイトのブロック２１０が
未使用である事を示す。次に処理６０２においてデータ
メモリ部１０８に空き領域があるかどうか判定し、空き
領域があった場合には、処理６０３においてブロック使
用テーブル２０６のブロック２１０対応するビット２２
０を使用中すなわち１にする。つぎに処理６０４におい
て図２のブロック登録テーブル２０５の、書き込もうと
するブロック２１０に対応する、２０００００ＥＨ番地
から始まる４バイトの領域に、前記検索したデータメモ
リ領域２０２の空き領域のアドレス情報２２１を書き込
む。本実施例ではブロック５に書き込む処理の場合、ブ
ロック管理テーブル２０５の２０００００ＥＨ番地にア
ドレス情報００００Ａ００Ｈを書き込む。つづいて処理
６０５で前記データメモリ部１０９の空き領域のブロッ
ク消去を行ない、処理６０６で前記空きブロック２１５
にバッファメモリ１１５の内容を書き込む。

【００５０】ところで、上記述べた処理において、代替
書き込み領域として使用したデータメモリ部１０８のブ
ロック２１０は、本来データ領域として使用する領域で
ある。そのためホストシステム１０１が前記データメモ
リ部１０９のブロック２１０に他の書き込み命令を発行
する可能性が有る。そこで処理６０７において前記エラ
ー情報レジスタ１０５に代替領域として使用した前記デ
ータメモリ部１０９の空き領域のブロック番号などの情
報を書き込み、処理６０９においてホストシステム１０
１に対し割込み信号１０３を出力する。ホストシステム
１０１は割込み信号１０３を受け付けると処理を中断
し、前記エラー情報レジスタ１０５のブロック番号を読
み取り、当該ブロックを使用禁止にするなどの適切な処
理を行なえば良い。

【００５１】また、前記処理６０２においてデータメモ
リ部１０８に空き領域が見つからなかった場合には、処
理６０８において前記エラー情報レジスタ１０５に空き
領域が見つからなかったことを示すエラー情報を書き込
み、処理６０９において割込み信号１０３をホストシス
テム１０１に対して出力する。ホストシステム１０１は
割込み信号１０３を受け付けると、実行中の処理を中断
しユーザに対して半導体ディスク装置１０２に空き容量
が無くなったことを通知するなど、適切な処理を行なう
ようにすればよい。

【００５２】また、本実施例の半導体ディスク制御回路
における処理方法において、データメモリ部および代替
メモリ部の再構成を行なう動作を図１８に示すフローチ
ャートを用いて説明する。上記各実施例において、書き
込みエラーが発生した場合には、前述したように、前記
代替メモリ部１０９の空きブロックを検索し、データを
書き込む。上記代替メモリ部１０９の空きブロックがな
くなった場合には、データメモリ部１０８の空き領域を
検索し、半導体ディスク１０２の再構成をおこなうよう
にできる。この場合、図１８において、まず、上記実施
例のメモリブロック管理テーブル１１２から初期化情報
を読み取り（処理１８１）、さらにデータメモリ部１０
８の未使用ブロックを検索する（処理１８２）。これを
前記データメモリ部１０８の全ブロックについて繰り返
す（処理１８３）。ここで処理１８４にて、空き領域の
有無を判断し、空き領域が無ければ、処理１８８におい
てユーザに空き領域が無いことを通知する。また空き領
域があれば、これを新たに代替メモリ部１０９に割当
て、前記メモリブロック管理テーブル１１２の初期化情
報領域に新しい初期化情報を書き込む（処理１８５）。
さらに、上記代替メモリ部に割り当てたブロックをエラ
ー情報レジスタ１０５を用いてホストシステムに通知
し、使用禁止にする（処理１８６）。その後ユーザにデ
ィスクの再構成処理が終了したことを通知して（処理１
８７）終了する。

【００５３】以上のようにして、代替メモリ部の再構成
を行うようにしてもよい。

【００５４】次に、第二の実施例について説明する。上
記実施例では、半導体メモリ１０６にデータメモリ部１
０８と代替メモリ部１０９とを設けたが、データメモリ
部１０６と代替メモリ部１０９とを区別せず混在領域と
する場合の実施例について説明する。この場合の構成図
を図８に示す。図８では、図１に示す構成と異なり半導
体メモリ１０６はデータメモリと代替メモリとが混在す
る混在データメモリ８０１で構成する。また、図８に示
す混在データメモリ７０１のメモリマップとメモリブロ
ック管理テーブル１１２との対応例を図９に示す。図９
において、メモリアドレスマップ２０１に示すように、
混在データ領域９０１は、データブロックと代替ブロッ
クが混在しており、全体で０００００００ｈ番地から１
ＦＦＦＦＦＦｈ番地までの３２Ｍバイトの容量をもつ。
本実施例では、このうち実際にデータ領域として使用す
るのは３０Ｍバイトとし、残りの２Ｍバイトは代替ブロ
ック領域として使用するものとする。上記２つの領域の
容量は固定的なものではなく、ユーザが半導体ディスク
装置の初期化作業の際に初期化情報領域に適当な値を設
定することで任意に変更できる。初期化情報領域２０７
およびブロック登録テーブル２０５、ブロック使用テー
ブル２０６の容量の決定方法については図２と同様であ
る。

【００５５】次に、図８に示す実施例の動作について図
１０を用いて説明する。読み出し動作については、前記
図３に述べたフローチャートと同様に処理することがで
きる。また、書き込み動作は、前記図４において述べた
書き込み動作の処理４０４までは同様に処理する。図９
に示す実施例では、上記述べたようにデータブロック領
域と代替ブロック領域とが混在している、したがって図
１０に示す処理４０４で書き込みエラーが発生した場合
は、処理４０５においてブロック使用テーブル２０６全
体のなかから空きブロックを検索する。これ以後の処理
およびその他の処理は図４に示す処理と同様に行う。

【００５６】次に、図１１に本発明の第三の実施例を示
す。図１１に示す実施例は、図１に示す実施例における
半導体メモリ制御回路１１１をＣＰＵ、ＭＰＵ、ＭＣＵ
などと呼ばれるマイコン１１６を用いて実現し、バッフ
ァメモリ１１５をインターフェース回路１０７に内蔵し
たものである。マイコン１１６を用いた半導体ディスク
装置１０２の制御は、通常リードオンリメモリ（以下Ｒ
ＯＭと略す。）に格納したものを用いる。本実施例では
マイコン１１６をＲＯＭ内蔵のワンチップタイプのマイ
コンとしても良いし、メモリブロック管理テーブル１１
２または半導体メモリ１０６の特定のアドレス空間をマ
イコン１１６の制御プログラムに割り当てても良い。ま
た、独立したＲＯＭチップを搭載しても良い。また、図
１１に示す実施例の動作は、図１に示す実施例の半導体
ディスク制御回路１１１をマイコン１１６に置き換えた
ものであり、基本的に同一である。

【００５７】また、以上述べてきた図１、図８および図
１１に示す実施例では、代替メモリ領域２０３とデータ
メモリ領域２０２とはそれぞれ１領域のみであるが、初
期化情報領域に新たに他のアドレス情報と容量を加える
ことで、複数の代替メモリ領域２０２とデータメモリ領
域２０２とを設けても差し支えない。

【００５８】次に、図１２に本発明の第四の実施例を示
す。図１２に示す実施例では、図１に示す実施例から割
込み信号１０３を除いたものであり、半導体ディスク装
置１０２にフラッシュメモリの書き込みエラー等が発生
した場合には、半導体ディスク制御回路１１１がエラー
情報をエラー情報レジスタ１０５に書き込み、ホストシ
ステム１０１がＩ／Ｏバス１０４を通じてエラー情報レ
ジスタ１０５の内容をポーリングするなどして読み取る
ことにより、エラーの発生を通知できる。図１２に示す
実施例の他の動作については図１に示す実施例と同様で
ある。

【００５９】次に、図１７に本発明の第五の実施例を示
す。図１７に示す第五の実施例は、図１１に示す第三の
実施例において、前記半導体メモリ１０６を前記データ
メモリ部１０８のみで構成するようにしたものである。
図１７に示す実施例において、フラッシュメモリの書き
込みエラーが発生した場合には、メモリブロック管理テ
ーブル１１２のメモリブロック使用情報を検索してデー
タメモリ部１０８の空きブロックを探しだし、前記空き
ブロックを代替ブロックとしてデータを書き込み、さら
に代替ブロックとして使用した前記データメモリ部１０
８のブロック情報をエラー情報レジスタ１０５に書き込
んで、ホストシステム１０１に通知するようにすれば良
い。図１７に示す実施例の他の部分の動作は図１に示す
実施例と同一である。

【００６０】以上述べてきたように、本発明の本質はフ
ラッシュメモリを用いた半導体ディスクにおいて、フラ
ッシュメモリの空き容量が無くなった場合あるいは書き
込みエラー発生時に代替する代替メモリ領域が無くなっ
た場合に、これをホストシステムおよびそのユーザに通
知など適切な処理をすることが本質である。したがって
フラッシュメモリ本体の読み込み、書き込み制御方式お
よびメモリブロック管理テーブルの構成方法などは上記
説明した実施例以外の任意の方式で良く、本特許の本質
を変えるものではない。また、ユーザにエラーを通知す
る手段も上記述べてきた実施例に限定されるものではな
い。上記実施例によれば、フラッシュメモリの書き込み
エラーを救済できるので半導体ディスク装置の寿命を延
ばすことができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明により、フラッシュメモリを記憶
媒体とした半導体ディスクにおいて、フラッシュメモリ
の書換え回数の制限による書き込みエラーを救済できる
ので、半導体ディスクの寿命をのばすことができる。ま
たエラー救済ができないときはユーザにこれを通知する
ので、データ損失を防ぐ適切な処置をとることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の構成図。

【図２】メモリブロック管理テーブルとメモリマップの
対応例を示す説明図。

【図３】読み出し動作の処理手順を示すフローチャー
ト。

【図４】書き込み動作の処理手順を示すフローチャー
ト。

【図５】書き込み動作の他の処理手順を示すフローチャ
ート。

【図６】代替ブロックの登録処理手順を示すフローチャ
ート。

【図７】初期化作業の処理手順を示すフローチャート。

【図８】本発明の第二の実施例の構成図。

【図９】第二の実施例のメモリブロック管理テーブルの
例を示す説明図。

【図１０】第二の実施例の書き込み時の処理手順を示す
フローチャート。

【図１１】本発明の第三の実施例の構成図。

【図１２】本発明の第四の実施例の構成図。

【図１３】本発明のホストシステムの構成図。

【図１４】エラーメッセージの出力例を表す説明図。

【図１５】エラー通知方法の例を表す説明図。

【図１６】エラー通知方法の他の例を表す説明図。

【図１７】本発明の第五の実施例の構成図。

【図１８】半導体ディスクの再構成を表すフローチャー
ト。

【図１９】第１の実施例における初期化情報領域の内容
を表す説明図。

【図２０】第１の実施例における初期化情報領域設定の
フローチャート。

【図２１】エラー情報レジスタを表す説明図。

【図２２】割込み応答情報を表すフローチャート。

【図２３】エラー情報レジスタの他の例を表す説明図。

【符号の説明】

１０１…ホストシステム、１０２…半導体ディスク装
置、１０３…割り込み信号、１０４…Ｉ／Ｏバス、１０
５…エラー情報レジスタ、１０６…半導体メモリ、１０
７…インターフェース回路、１０８…データメモリ部、
１０９…代替メモリ部、１１０…制御信号、１１１…半
導体ディスク制御回路、１１２…メモリブロック管理テ
ーブル、１１６・・・マイコン、２０１…メモリアドレ
スマップ、２０２…データメモリ領域、２０３…代替メ
モリ領域、２０４…メモリブロック管理テーブル、２０
５…ブロック登録テーブル、２０６…ブロック使用テー
ブル、２０７…初期化情報領域、８０１…混在データメ
モリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常弘 隆司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニク ス機器開発研究所内 (72)発明者 戸塚 隆 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センタ内 (72)発明者 和田 武史 東京都小平市上水本町五丁目20番１号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センタ内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フラッシュメモリを記憶媒体とする記憶部
   を備える半導体メモリ部と、該半導体メモリ部との間で
   情報を送受信するホストシステムとを有する記憶システ
   ムにおいて、 前記半導体メモリ部は、 前記ホストシステムとの間で情報を送受信するインタフ
   ェース回路と、 前記記憶部に対する情報の読み書きを制御し、当該記憶
   部のエラー領域を検出する制御回路と、 前記記憶部の各領域ごとに使用／未使用の状態を保持
   し、前記制御回路においてエラーを検出した場合に、前
   記記憶部のエラー領域の代わりに未使用の領域を代替領
   域として割り当て、該割り当てた代替領域と前記エラー
   領域との対応を保持するメモリ管理手段とを有し、 前記制御回路は、前記メモリ管理手段を参照し、前記記
   憶部に対する情報の読み書きの制御を行うことを特徴と
   する記憶システム。
2. 【請求項２】請求項１において、前記制御回路は、前記
   記憶部のエラー領域の検出時に、当該記憶部のエラー領
   域の検出を示すエラー情報を前記ホストシステムに通知
   する通知手段を備え、 前記ホストシステムは、該通知手段からのエラー情報の
   通知を検出する通知検出手段と、該通知検出手段による
   エラー情報の通知の検出時にエラー情報を出力する出力
   手段とを備えることを特徴とする記憶システム。
3. 【請求項３】請求項１において、前記半導体メモリ部
   は、予め定めたエラー情報を保持するエラー情報保持手
   段をさらに有し、 前記制御回路は、前記記憶部のエラー領域の検出時に、
   当該記憶部のエラー領域の検出を示すエラー情報を該エ
   ラー情報保持手段に設定し、 前記ホストシステムは、該エラー情報保持手段を参照
   し、前記エラー情報を検出する検出手段と、該検出手段
   によるエラー情報の検出時にエラー情報を出力する出力
   手段とを備えることを特徴とする記憶システム。
4. 【請求項４】請求項３において、前記制御回路は、前記
   記憶部の代替領域が無くなったことをさらに検出し、前
   記エラー情報保持手段に、前記記憶部の代替領域が無く
   なったことを示すエラー情報をさらに設定することを特
   徴とする記憶システム。
5. 【請求項５】請求項１において、前記ホストシステム
   は、前記記憶部の情報を記憶するデータ領域と前記代替
   領域とを初期化情報としてあらかじめ設定するための指
   示を受け付ける入力手段と、該入力手段により受け付け
   た指示に基づいて前記メモリ管理手段に当該初期化情報
   を設定する設定手段とを備え、 前記メモリ管理手段は、前記設定手段の設定に基づいて
   領域分けして管理することを特徴とする記憶システム。
6. 【請求項６】請求項５において、前記メモリ管理手段
   は、前記代替領域が無くなった場合に、前記データ領域
   の空き領域の未使用の領域を検出し、該検出した未使用
   領域を代替領域に再設定する再設定手段と、該再設定手
   段により再設定したときに、前記未使用領域を代替領域
   に設定したことを通知する再設定通知手段とを備え、 前記ホストシステムは、該再設定通知手段より再設定の
   通知があると、該未使用領域を使用禁止とすることを特
   徴とする記憶システム。
7. 【請求項７】フラッシュメモリを記憶媒体とする半導体
   メモリの記憶制御方法であって、 外部から書き込み指示されるアドレス情報に対応する書
   き込みアドレスをあらかじめ保持し、 前記記憶媒体の書き込みアドレスが示す領域の使用／未
   使用の状態を保持し、 外部からアドレス情報とともに書き込み指示があると、
   該アドレス情報に対応する前記保持した書き込みアドレ
   スを参照し、 該書き込みアドレスが示す領域に書き込みを行い、 書き込み時に、当該領域を使用状態として保持し、 書き込み時に、書き込みエラーが発生したか否かを判断
   し、 該書き込みエラーが発生した場合には、該エラーが発生
   した領域の代わりに、未使用の領域を代替領域として割
   り当てて、該代替領域に書き込みを行い、 前記保持している書き込みアドレスを該割り当てた代替
   領域の書き込みアドレスに更新し、 当該代替領域を使用したことを通知することを特徴とす
   る記憶制御方法。
8. 【請求項８】フラッシュメモリを記憶媒体とする半導体
   メモリの記憶制御方法であって、 情報を記憶するデータ領域と、書き込みエラー発生時
   に、当該エラー発生した領域以外の領域を割り当てるた
   めの代替領域とを領域分けする指示を受け付け、 当該指示に従い、前記データ領域のアドレス情報に対応
   する書き込みアドレスと、前記代替領域のアドレスとを
   あらかじめ保持し、 前記データ領域および前記代替領域の使用／未使用の状
   態をアドレスごとに保持し、 アドレス情報とともに書き込み指示を受け付けると、該
   アドレス情報に対応する前記保持した書き込みアドレス
   を参照し、 該書き込みアドレスが示す領域に書き込みを行い、 書き込み時に、当該領域を使用状態として保持し、 書き込み時に、書き込みエラーが発生したか否かを判断
   し、 該書き込みエラーが発生した場合には、該エラーが発生
   した領域の代わりに、未使用の代替領域を割り当てて、
   該代替領域に書き込みを行い、 前記保持している書き込みアドレスを該割り当てた代替
   領域のアドレスに更新し、 当該代替領域を使用状態として保持することを特徴とす
   る記憶制御方法。