JPH07182879A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPH07182879A
JPH07182879A JP32697793A JP32697793A JPH07182879A JP H07182879 A JPH07182879 A JP H07182879A JP 32697793 A JP32697793 A JP 32697793A JP 32697793 A JP32697793 A JP 32697793A JP H07182879 A JPH07182879 A JP H07182879A
Authority
JP
Japan
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block
memory device
semiconductor memory
address
memory
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32697793A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Wakutsu
俊幸 和久津
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Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブロック消去可能な半導体記憶装置に関し、
一部のメモリ領域の書き換え回数が限界に達しても、装
置全体として使用を継続することができる半導体メモリ
装置を提供することを目的とする。 【構成】 ブロック消去可能な半導体メモリ装置であっ
て、論理アドレスに対応するブロック構成の標準メモリ
領域と前記標準メモリ領域と置換可能なブロック構成の
予備メモリ領域とを有する半導体メモリ素子と、前記半
導体メモリ素子に保証される消去基準回数、前記半導体
メモリ素子の各ブロックの消去回数およびブロック置換
情報を記憶する記憶手段と、前記半導体メモリ素子の各
ブロックの消去回数をカウントする計数手段と、前記計
数手段のカウントが前記消去基準回数に達した時、該当
ブロックに関して再記憶不可を判断する判断手段と、前
記判断手段が再記憶不可を判断した時、前記予備メモリ
領域の未使用ブロックを同一論理ブロックアドレスに割
り当てる制御手段とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特にブロック消去可能な半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】書き換え可能な半導体記憶装置として、
ランダムアクセスメモリ(RAM)、スタティックラン
ダムアクセスメモリ(SRAM)、紫外線消去可能なプ
ログラマブルリードオンリメモリ(PROM)、電気的
消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ(E2
ROM)、フラッシュ電気的消去可能なプログラマブル
リードオンリメモリ(フラッシュE2 PROM)等が知
られている。
【0003】これらの内、RAMとSRAMは、いわゆ
る揮発性メモリであり、電源電圧が印加されない状態で
は記憶を保持できない。PROM、E2 PROM、フラ
ッシュE2 PROMは、いわゆる不揮発性メモリであ
り、電源電圧をオフしても記憶は保持される。
【0004】PROMのメモリ消去は、チップに紫外線
を照射することによって行なわれる。E2 PROMは電
気的な消去が可能である。特に、フラッシュE2 PRO
Mはチップ一括消去の他、ブロック毎の消去を行なうこ
とができる。一定の記憶容量のメモリに複数の単位の情
報を書き込み、変更する場合はフラッシュE2 PROM
が便利である。
【0005】たとえば、何種類かのプログラムを記憶さ
せ、必要に応じて書き換える場合や、電子カメラの画像
データ記憶にフラッシュE2 PROM(メモリカードの
場合を含む)が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】フラッシュE2 PRO
Mは、ブロック単位の消去ができるため、ブロック単位
の情報管理に便利である。しかしながら、フラッシュE
2 PROMは書き換え回数が有限である。通常、100
00−100000回の書き換えを行なった場合、デー
タ保持特性は劣化し、その後のデータ書き換えが保証さ
れなくなる。
【0007】ブロック単位の情報を管理する場合、フラ
ッシュE2 PROMの全メモリ領域が均一に使用される
ことは珍しい。逆に、メモリ領域の前半部はしばしば書
き換えが行なわれるのに対し、メモリ領域の最終部分は
あまり書き換えが行なわれないことが多い。このような
使用状況においても、一部のブロックの書き換え回数が
基準回数に達すると、フラッシュE2 PROM全体が使
用不可となってしまう。
【0008】本発明の目的は、一部のメモリ領域の書き
換え回数が限界に達しても、装置全体として使用を継続
することができる半導体メモリ装置を提供することであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリ装
置は、ブロック消去可能な半導体メモリ装置であって、
論理アドレスに対応するブロック構成の標準メモリ領域
と前記標準メモリ領域と置換可能なブロック構成の予備
メモリ領域とを有する半導体メモリ素子と、前記半導体
メモリ素子に保証される消去基準回数、前記半導体メモ
リ素子の各ブロックの消去回数およびブロック置換情報
を記憶する記憶手段と、前記半導体メモリ素子の各ブロ
ックの消去回数をカウントする計数手段と、前記計数手
段のカウントが前記消去基準回数に達した時、該当ブロ
ックに関して再記憶不可を判断する判断手段と、前記判
断手段が再記憶不可を判断した時、前記予備メモリ領域
の未使用ブロックを同一論理ブロックアドレスに割り当
てる制御手段とを含む。
【0010】
【作用】標準メモリ領域は、論理アドレスに対応し、初
期においては標準メモリ領域のみが使用される。消去回
数は、メモリ内の情報書き換え回数に一致する。この消
去回数をカウントすることにより、各ブロックの寿命を
知ることができる。
【0011】一部のブロックの消去回数が消去基準回数
に達した時には、判断手段の判断に基づき、予備メモリ
領域の未使用ブロックを同一論理アドレスに対応させる
ことにより、論理アドレスを変更することなく、物理ア
ドレスを変更し、メモリ装置の寿命を延長することがで
きる。
【0012】
【実施例】図1(A)、(B)、(C)は、本発明の実
施例によるフラッシュE2 PROM装置を示す。図1
(A)はフラッシュE2 PROMの構成を概略的に示す
ブロック図であり、図1(B)はそのメモリセルアレイ
の構成を示す概念図、図1(C)はメモリセルアレイ内
の領域分割を概略的に示す概念図である。
【0013】図1(A)において、制御部1には外部よ
りのコマンド、データ等が入力される他、アドレスライ
ンADからのブロックアドレスBL.AD.も入力され
る。制御部1には、各ブロックの消去回数をカウントす
るためのカウンタ5、カウントが基準消去回数に達した
か否かを判断するための演算部6が接続されている。
【0014】メモリセルアレイ4は、アドレスラインA
Dに接続されたローデコーダ2とカラムデコーダ3に接
続され、読み出し、書き込みを行なうことができる。な
お、図において、データラインは省略されている。メモ
リセルアレイ4は、フラッシュE2 PROMで構成さ
れ、図1(B)に示すように、複数のブロック7を有す
る。各ブロック7は、複数のページ8に分割されてい
る。
【0015】メモリセルアレイ4は、論理アドレスに対
応するアドレスを有する標準メモリ領域4cおよび、標
準メモリ領域を置換することのできる予備メモリ領域4
bおよび、ブロック使用状況、標準メモリ領域4c、予
備メモリ領域4bの各ブロックの書き換え回数および消
去基準回数を記憶する管理領域4aを有する。
【0016】図1(C)に示すように、メモリセルアレ
イ4全体の物理アドレスは0H からnH までである。0
H から(n−l)H までを標準メモリ領域4cとし、
(n−l+1)H から(n−m)H までを予備メモリ領
域とする。また、(n−m+1)H からnH までが管理
領域4aとなる。
【0017】たとえば、標準メモリ領域の先頭ブロック
7aが基準消去回数に達した時は、予備メモリ領域のブ
ロック7bが標準メモリ領域のブロック7aの代わりに
用いられる。このブロック置き換えを行なうため、制御
部1はローデコーダ2のブロックアドレス部2aと接続
されている。また、ローデコーダ2のブロックアドレス
部2aは、メモリセルアレイの管理領域4aと独自に接
続されている。
【0018】また、ローデコーダのページアドレス部2
bにはアドレスラインADからページアドレスPG.A
D.が供給される。ローデコーダ2のブロックアドレス
部2aとページアドレス部2bは協働してロー(物理)
アドレスを発生する。カラムデコーダ3はカラム(物
理)アドレスを発生する。
【0019】なお、制御部1はカラムデコーダ3にも接
続され、カラムデコーダ3の動作を制御する。データの
読み出し、書き込み(消去と書き込みの2動作)を行な
うため、アドレスラインADにアドレスが供給される
と、そのブロックアドレスはまず制御部1に送られる。
制御部1は、ローデコーダのブロックアドレス部2aを
制御し、管理領域4aから入力された論理ブロックアド
レスに対応する物理ブロックアドレスを入手する。
【0020】メモリの置き換えは、ブロック単位で行な
われるため、ブロックアドレスのみの情報を検索すれば
置き換えが行なわれている場合にもそのアドレスを知る
ことができる。
【0021】その後、制御部1は、ローデコーダ2のブ
ロックアドレス部2aに修正されたブロックアドレスを
供給し、アドレスラインADからローデコーダ2に送ら
れたページアドレスおよびカラムデコーダ3に送られた
カラムアドレスと合わせ、メモリセルアレイ4の読み出
しを行なう。
【0022】メモリセルアレイ4内のブロック単位の書
き換えを行なう場合は、該当ブロックの消去がまず行な
われる。ブロック消去を行なう場合、ローデコーダ2の
ブロックアドレス部2aを介してメモリセルアレイ4の
管理領域4aから該当ブロックの消去回数が制御部1に
読み出される。また、消去基準回数も同時に読み出され
る。
【0023】制御部1は消去回数をカウンタ5に送り、
インクリメントした消去回数を得る。基準消去回数とイ
ンクリメントされた消去回数は、演算部6に送られ、比
較動作が行なわれる。消去回数が基準消去回数に達した
時は、制御部1はメモリセルアレイ4の管理領域4aを
検索し、予備メモリ領域4b内の未使用ブロックを探し
出す。
【0024】未使用ブロックを見出した時は、同一論理
アドレスに対応する物理アドレスを予備メモリ領域内の
新たなブロックに書き換え、管理領域4aに記憶させ
る。このようにして、標準メモリ領域4cのブロックと
予備メモリ領域4bのブロックとの置き換えが行なわれ
る。以後は、同一論理アドレスに対して予備メモリ領域
内の割当てブロックがアクセスされる。
【0025】図2は、図1に示すフラッシュE2 PRO
Mの動作のフローチャートを示す。図2(A)は、消去
動作を主に表すフローチャートである。まず処理がスタ
ートすると、ステップS1でデータないしはコマンドの
入力を行なう。
【0026】次に、ステップS2で入力したデータまた
はコマンドが消去コマンドか否かが判断される。消去コ
マンドでない場合には*に向かう。消去コマンドである
場合は、Yの矢印に従ってステップS3に向かう。
【0027】ステップS3では、制御部1がメモリセル
アレイ4の管理領域4aを参照することにより、論理ア
ドレスから物理アドレスへのアドレス変換が行なわれ
る。未だブロック置き換えが行なわれていない状態にお
いては、論理アドレスと物理アドレスは一致する。
【0028】置き換えが行なわれた時には、管理領域4
aに標準メモリ領域4cのブロックに置き変わる予備メ
モリ領域4bのブロックが記憶されているため、論理ア
ドレスから予備メモリ領域4b内のブロックへのアドレ
ス変換が行なわれる。
【0029】次に、ステップS4において、該当ブロッ
クの消去回数をインクリメントする。続いて、ステップ
S5において、インクリメントした消去回数が基準値に
達したか否かを判断する。基準値に達している時は、Y
の矢印に従ってステップS6に進み、予備メモリ領域内
の新たなブロックを指定し、ブロック置き換えが行なわ
れる。
【0030】消去回数のカウントが基準値に達していな
い時は、ステップS5からNの矢印に従ってステップS
6は迂回する。このようにして、ブロックの消去回数が
基準値に達した時は、新たなブロックに置き換えた後、
実際のブロック消去がステップS7で行なわれる。
【0031】図2(B)は、図2(A)に示す*のフロ
ーチャートを示す。まず、ステップS11においてコマ
ンドがリードコマンドか否かが判断される。入力がリー
ドコマンドでない場合は、Nの矢印に従って他の処理を
行なう。
【0032】入力がリードコマンドである場合は、Yの
矢印に従ってステップS12に進み、メモリセルアレイ
4の管理領域4aを参照することにより、ブロックアド
レス変換が行なわれる。
【0033】管理領域4aから読み出した情報により、
入力した論理アドレスに対応する物理ブロックアドレス
を得た時は、新たなブロックアドレスを用い、ステップ
S13でアドレス設定を行なう。
【0034】ステップS14で設定されたアドレスに従
い、メモリセルアレイのアクセスが行なわれる。ステッ
プS15では、アクセスされたメモリアドレスからデー
タが出力する。
【0035】このような処理を行なうことにより、使用
者にとってはメモリセルアレイは常に標準メモリ領域4
cのメモリ容量を有するものとして見える。標準メモリ
領域4cのブロックが基準消去回数に達し、それ以上の
書き換えができなくなった時には、予備メモリ領域4b
のブロックが代わりに用いられる。
【0036】ここで、ブロック変換は管理領域4aにお
いて記憶され、制御部1が管理領域4aを参照すること
によって自動的に行なわれるため、ユーザにとっては同
一論理アドレスを使用し続けることができる。
【0037】したがって、標準メモリ領域内で使用頻度
の高いブロックが基準消去回数に達しても予備メモリ領
域内のブロックが代わりに使用されるため、メモリ装置
全体としての寿命が長くなる。
【0038】図1の実施例においては、単一のメモリセ
ルアレイ4の内部を複数の領域に分割し、ブロック置き
換えは管理領域4aにおいて行なった。メモリセルアレ
イ4のアクセスに際しては、制御部1がまず管理領域4
aを参照し、論理ブロックアドレスから物理ブロックア
ドレスを変換を行なった後、改めてローアドレス、カラ
ムアドレスを設定してメモリセルアレイへのアクセスが
行なわれる。
【0039】このような、メモリセルアレイへの2回の
アクセスを簡略化するため、管理領域を別のメモリセル
アレイとすることもできる。図3の構成は、メモリセル
アレイ4が標準メモリ領域4cと予備メモリ領域4bの
みを有し、管理データを記憶するメモリセルアレイ4a
は別のメモリとして制御部1に接続された構成を示す。
【0040】この構成においては、制御部1は入力され
たブロックアドレスBL.AD.に基づき、管理データ
を記憶するメモリセルアレイ4aをアクセスし、論理ブ
ロックアドレスから物理ブロックアドレスへの変換を行
なう。
【0041】管理データの情報量はメモリセルアレイ4
の情報量と比べ、簡単で良いため、制御部1からメモリ
セルアレイ4aへのアクセスは簡略化できる。その他の
構成は、図1の実施例と同様である。
【0042】図4は、メモリカードにおいて、図3に示
す実施例と同様の構成を採用した場合のブロック図を示
す。図4(A)はメモリカード全体の構成を示し、図4
(B)はフラッシュE2 PROM14内のメモリ領域内
の構成を示す。
【0043】制御部11は、外部との接続に用いられる
コネクタ12、情報を記憶するフラッシュE2 PROM
14(アドレスデコーダ等を含む)消去回数をカウント
するためのカウンタ15、消去回数のカウントと基準消
去回数を比較するための演算部16、フラッシュE2
ROM14内のブロック置換、各ブロックの消去回数お
よび基準消去回数を記憶するためのPROM17と接続
されている。
【0044】フラッシュE2 PROM14内のメモリ領
域は、図4(B)に示すように、標準メモリ領域4cと
予備メモリ領域4bを含む。論理アドレスは標準メモリ
領域4cに対応するものであり、予備メモリ領域4bの
物理アドレスは外部からは制御することができない。
【0045】図4(A)に示す構成のメモリカードは、
図3に示すフラッシュE2 PROMと同様に動作させる
ことができる。なお、上述の実施例において、管理部4
a読み出しのための特別のコマンドを作成し、外部から
管理データにアクセスできるようにすることも可能であ
る。
【0046】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にれば、ブ
ロック毎に情報の書き込み、読み出しが行なわれるメモ
リ装置において、使用頻度が不均一である場合、メモリ
装置全体としての寿命を長くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による半導体メモリ装置を示す
ブロック図および概念図である。
【図2】図1の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
【図3】本発明の他の実施例による半導体メモリ装置の
ブロック図である。
【図4】本発明の他の実施例によるメモリカードの構成
を示すブロック図および概念図である。
【符号の説明】
1 制御部 2 ローデコーダ 3 カラムデコーダ 4 メモリセル 5 カウンタ 6 演算部 7 ブロック 8 ページ 11 制御部 12 コネクタ 14 フラッシュE2 PROM 15 カウンタ 16 演算部 17 PROM

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブロック消去可能な半導体メモリ装置で
    あって、 論理アドレスに対応するブロック構成の標準メモリ領域
    と前記標準メモリ領域と置換可能なブロック構成の予備
    メモリ領域とを有する半導体メモリ素子(4b、4c)
    と、 前記半導体メモリ素子に保証される消去基準回数、前記
    半導体メモリ素子の各ブロックの消去回数およびブロッ
    ク置換情報を記憶する記憶手段(4a)と、 前記半導体メモリ素子の各ブロックの消去回数をカウン
    トする計数手段(5)と、 前記計数手段のカウントが前記消去基準回数に達した
    時、該当ブロックに関して再記憶不可を判断する判断手
    段(6)と、 前記判断手段が再記憶不可を判断した時、前記予備メモ
    リ領域の未使用ブロックを同一論理ブロックアドレスに
    割り当てる制御手段とを含む半導体メモリ装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体メモリ素子(4b、4c)と
    前記記憶手段(4a)とが同一メモリ素子の異なる領域
    で構成されている請求項1記載の半導体メモリ装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体メモリ素子(4b、4c)が
    フラッシュE2 PROMで構成され、前記記憶手段(4
    a)がPROMで構成されている請求項1記載の半導体
    メモリ装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体メモリ装置がメモリカードを
    構成する請求項1〜3のいずれかに記載の半導体メモリ
    装置。
  5. 【請求項5】 前記記憶手段が専用コマンドによってア
    クセス可能である請求項1〜4のいずれかに記載の半導
    体メモリ装置。
JP32697793A 1993-12-24 1993-12-24 半導体メモリ装置 Withdrawn JPH07182879A (ja)

Priority Applications (1)

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JP32697793A JPH07182879A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 半導体メモリ装置

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JP32697793A JPH07182879A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 半導体メモリ装置

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JP32697793A Withdrawn JPH07182879A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 半導体メモリ装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7549012B2 (en) 2002-02-06 2009-06-16 Sandisk Corporation Memory device with sector pointer structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7549012B2 (en) 2002-02-06 2009-06-16 Sandisk Corporation Memory device with sector pointer structure

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Effective date: 20010306