JPH07307096A - 半導体補助記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンピュータシステム等の半導体補助記憶装
置に関し、不揮発性メモリを用い、且つその書込回数の
制限を大幅に緩和する。 【構成】 データ部１とインデックス部２とを、不揮発
性メモリにより構成した半導体補助記憶装置に於いて、
インデックス部２の書込回数をカウントする書込回数カ
ウンタ３と、インデックス情報を一時的に退避させるイ
ンデックス情報退避部４と、書込回数カウンタ３のカウ
ント内容が書込許容回数を超えた時に、インデックス部
２のインデックス情報をインデックス情報退避部４にデ
ータ転送インタフェース部６を介して転送して退避さ
せ、インデックス部２の交換又は切替の後に、新たなイ
ンデックス部２にインデックス情報退避部４からデータ
転送インタフェース部６を介してインデックス情報を転
送して書込み、且つ書込回数カウンタ３をクリアする転
送制御部５を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの外部記
憶装置として使用する半導体補助記憶装置に関する。制
御系コンピュータシステムや通信処理系コンピュータシ
ステムに於いては、大規模化されると共に、高信頼化，
ノンストップ化，無保守化等が要求されている。このよ
うな点から半導体補助記憶装置が見直されている。

【０００２】

【従来の技術】各種のコンピュータシステムに於ける補
助記憶装置として、通常は磁気ディスク装置や光ディス
ク装置等が採用されている。しかし、このような記憶装
置は、回転するディスクや回動等により移動するヘッド
等の運動部分を有し、且つ回転するディスクとデータの
書込み読出しを行うヘッドとが微小間隔で対向する構成
であるから、故障率が高く、且つ寿命が２〜５年程度の
短いものである。又動作温度範囲は５〜４５°Ｃ程度の
比較的狭いものである。

【０００３】そこで、機械的に動作する部分を含まない
半導体補助記憶装置をコンピュータシステムの補助記憶
装置として用いることが検討されている。このような半
導体補助記憶装置としては、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）等の揮発性メモリを用いた構成や、書込み消
去が可能なリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等の不
揮発性メモリを用いた構成が提案されている。

【０００４】図４は従来例の揮発性メモリを用いた半導
体補助記憶装置の説明図であり、４１は揮発性メモリ
部、４２はインデックス部、４３はデータ部、４４は入
出力インタフェース部、４５は電源断検出切替制御部、
４６は二次電源である。揮発性メモリ部４１は、例え
ば、半導体集積回路化されたランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）であり、その記憶領域内にインデックス部４
２とデータ部４３とが形成されている。

【０００５】この揮発性メモリ部４１は、図示を省略し
たプロセッサ等から入出力インタフェース部４４を介し
てアクセスされるものであり、又電源断検出切替制御部
４５を介して外部電源から電力が供給されて、データの
書込みや読出しが行われる。外部電源が断となると、揮
発性メモリ部４１に格納されたインデックス情報やデー
タが消滅するから、電源断検出切替制御部４５は、一次
電池や二次電池等から構成された二次電源４６に切替
え、この二次電源４６から揮発性メモリ部４１にデータ
保持用の電力を供給するものである。

【０００６】図５は記憶領域説明図であり、インデック
ス部４２は、右側に拡大して示すように、データ部４３
のファイル１〜ｎデータ対応にファイル名，先頭アドレ
ス，データ量等を含むファイルラベル１〜ｎから構成さ
れている。即ち、データ部４３のファイルデータの書込
みを行う場合に、その管理情報をインデックス部４２に
書込むことになる。

【０００７】図６は従来例の不揮発性メモリを用いた半
導体補助記憶装置の説明図であり、５１は不揮発性メモ
リ部、５２はインデックス部、５３はデータ部、５４は
入出力インタフェース部である。不揮発性メモリ部５１
は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＥＥＰＲＯＭ等から構成
され、図５に示すように、インデックス部５２とデータ
部５３とが形成されている。又不揮発性メモリ部５１
は、コンピュータシステムの電源が断となっても、格納
されたデータは保持されるものであるから、二次電源を
必要としないものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】揮発性メモリ部４１を
用いた半導体補助記憶装置は、電源断時にもデータを保
持する為の二次電源４６を必要とする欠点がある。これ
に対して不揮発性メモリ部５１を用いた半導体補助記憶
装置は、電源断時にもデータを保持できるから、二次電
源を必要としない利点がある。しかし、メモリ素子が書
込みを繰り返すことにより次第に劣化し、書込データの
信頼性が低下するから、データの書込回数が例えば１０
万回程度に制限される問題がある。即ち、揮発性メモリ
部４１を用いた場合に比較して寿命が短い欠点がある。
本発明は、データ部に比較してインデックス部に対する
書込頻度が高いことに着目して、長寿命化を図ることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体補助記憶
装置は、図１を参照して説明すると、（１）．データの
みを格納するデータ部１と、このデータ部１を管理する
インデックス部２とを有し、電気的に書込み消去が可能
な不揮発性の半導体補助記憶装置に於いて、インデック
ス部２に対する書込回数をカウントする書込回数カウン
タ３と、インデックス部２に格納されたインデックス情
報を一時的に退避するインデックス情報退避部４と、書
込回数カウンタ３のカウント内容がインデックス部２の
書込許容回数を超えた時に、インデックス部２の交換又
は切替えを行う転送制御部５とを備えている。又６はデ
ータ転送インタフェース部、７は入出力インタフェース
部である。

【００１０】又（２）．データのみを格納するデータ部
１と、このデータ部１を管理するインデックス部２とを
有し、電気的に書込み消去が可能な不揮発性の半導体補
助記憶装置に於いて、インデックス部２のみを交換可能
に設け、且つインデックス部２に対する書込回数をカウ
ントする書込回数カウンタ３と、インデックス部に格納
されたインデックス情報を一時的に退避させるインデッ
クス情報退避部４と、書込回数カウンタ３のカウント内
容がインデックス部２の書込許容回数を超えた時に、イ
ンデックス部２に格納されたインデックス情報をインデ
ックス情報退避部４に転送して一時的に蓄積し、このイ
ンデックス部２を交換した後に、交換したインデックス
部２にインデックス情報退避部４に退避したインデック
ス情報を転送して書込む転送制御部５とを備えている。

【００１１】又（３）．データのみを格納するデータ部
１と、このデータ部１を管理するインデックス情報を書
込むインデックス部２とを有し、電気的に書込み消去が
可能の不揮発性の半導体補助記憶装置に於いて、インデ
ックス部２に対する書込回数をカウントする書込回数カ
ウンタ３と、インデックス部２に格納されたインデック
ス情報を一時的に退避させるインデックス情報退避部４
と、複数のインデックス部２の一つを選択する切替制御
部と、書込回数カウンタ３のカウント内容がインデック
ス部２の書込許容回数を超えた時に、インデックス部２
に格納されたインデックス情報をインデックス情報退避
部４に転送して一時的に蓄積し、切替制御部により複数
のインデックス部の未使用の中の一つを選択し、この選
択したインデックス部２にインデックス情報退避部４に
退避したインデックス情報を転送して書込む転送制御部
５とを備えている。

【００１２】

【作用】

（１）．インデックス部２は、データ部１の記憶容量に
比較して数十分の一以下の記憶容量であり、且つデータ
部１の一部領域のデータを更新する場合でも、データ部
１を管理する為のインデックス情報をインデックス部２
に書込むことになる。従って、インデックス部２への書
込頻度はデータ部１に比較して高いものである。その為
に、インデックス部２への書込回数が書込許容回数を超
えた場合でも、データ部２への書込回数は書込許容回数
を超えないことになる。そこで、書込回数カウンタ３
は、インデックス部２の書込回数をカウントし、転送制
御部５は、書込回数カウンタ３のカウント内容によって
インデックス部２の書込回数が書込許容回数を超えたか
否かを判定し、超えた時には、インデックス部２の交換
又は切替えを行うものであり、その時のインデックス部
２に格納されたインデックス情報をデータ転送インタフ
ェース部６を介してインデックス情報退避部４に一時的
に退避して交換又は切替えを行うものである。このイン
デックス情報退避部４は、インデックス部２と同様な不
揮発性メモリによって構成するか、又は動作電源供給時
にはレジスタ構成とすることも可能である。

【００１３】（２）．又インデックス部２のみを交換可
能の構成となる。例えば、インデックス部２を、データ
部１とは別個のＩＣ（集積回路）とし、ＩＣソケットを
用いて交換可能の構成とする。書込回数カウンタ３のカ
ウント内容がインデックス部２の書込許容回数を超える
と、転送制御部５はインデックス部２に格納されたイン
デックス情報をデータ転送インタフェース部６を介して
インデックス情報退避部４に退避させ、転送制御部５又
は書込回数カウンタ３からインデックス部２の交換要求
指示を送出する。そして、インデックス部２を交換する
と、インデックス情報退避部４に退避させたインデック
ス情報をデータ転送インタフェース部６を介して新たな
インデックス部２に転送して書込む。その場合、交換完
了によって書込回数カウンタ３のカウント内容をクリア
する。従って、新たなインデックス部２は、交換前のイ
ンデックス情報を格納し、且つ次に書込許容回数となる
までデータ部１と共に使用することができる。

【００１４】（３）．又インデックス部２を複数設け
る。例えば、大容量の一つの不揮発性メモリに、データ
部１と複数のインデックス部２との領域を形成するか、
又は不揮発性メモリによるデータ部１に対して、不揮発
性メモリによる複数のインデックス部２を設けることが
できる。そして、複数のインデックス部２の一つを切替
制御部によって選択する。この切替制御部は、複数のイ
ンデックス部２の一つをスイッチ回路等によって切替え
るか又はアドレス変換等によって切替えるものである。
このインデックス部２に対する書込回数を書込回数カウ
ンタ３によってカウントする。このカウント内容が書込
許容回数を超えると、転送制御部５は、インデックス部
２に格納されたインデックス情報をデータ転送インタフ
ェース部６を介してインデックス情報退避部４に転送し
て退避させる。そして、切替制御部により未使用のイン
デックス部２の一つを選択し、その選択したインデック
ス部２に、インデックス情報退避部４に退避させたイン
デックス情報をデータ転送インタフェース部６を介して
転送して書込む。従って、新たに選択されたインデック
ス部２は、それ以前のインデックス情報が格納された状
態となるから、次に書込許容回数となるまでデータ部１
と共に使用することができる。

【００１５】

【実施例】図２は本発明の一実施例の説明図であり、１
１は不揮発性メモリ部、１２はインデックス部、１２ａ
は取り外したインデックス部、１３はデータ部、１４は
書込回数カウンタ、１５は転送制御部、１６はインデッ
クス情報退避部、１７はデータ転送インタフェース部、
１８は入出力インタフェース部である。不揮発性メモリ
部１１は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＥＥＰＲＯＭ等に
より構成され、且つデータ部１３に対してインデックス
部１２を交換可能の構成とする。例えば、インデックス
部１２を小容量のＩＣ（集積回路）によって構成し、Ｉ
Ｃソケットによってインデックス部１２ａとの交換を可
能の構成とする。

【００１６】プロセッサシステム等の補助記憶装置とし
て、入出力インタフェース部１８を介して上位装置から
データの書込み又は読出しが行われ、データの書込みに
於いては、データ部１３に対してデータが書込まれると
共に、インデックス部１２に対してインデックス情報が
書込まれる。このインデックス部１２に対する書込回数
を書込回数カウンタ１４によってカウントする。この書
込回数カウンタ１４のカウント内容は、転送制御部１５
に加えられると共に、インデックス情報に付加してイン
デックス部１２に書込まれる。

【００１７】電源断に於いては、データの書込み及び読
出しが行われないが、データ部１３に書込まれたデータ
は保持され、又インデックス部１２に書込まれたインデ
ックス情報は保持される。しかし、書込回数カウンタ１
４のカウント内容は消滅することになる。そこで、電源
再投入時に、インデックス部１２にインデックス情報に
付加されて書込まれた書込回数カウンタ１４のカウント
内容を読出して、そのカウント内容を書込回数カウンタ
１４に設定する。それによって、書込回数カウンタ１４
のカウント内容は、継続してインデックス部１２の書込
回数をカウントしたものとなり、再び、コンピュータシ
ステムの補助記憶装置として動作することができる。

【００１８】転送制御部１５に於いて書込回数カウンタ
１４のカウント内容がインデックス部１２の書込許容回
数を超えたと判定すると、インデックス部１２に格納さ
れたインデックス情報をデータ転送インタフェース部１
７を介してインデックス情報退避部１６に退避させる。
インデックス情報退避部１６は、インデックス部１２と
同様の記憶容量を有し、且つ不揮発性メモリとするか、
又はレジスタ構成とすることができる。

【００１９】転送制御部１５は、インデックス部１２に
格納されたインデックス情報をインデックス情報退避部
１６に退避させる処理が終了すると、書込回数カウンタ
１４から又は転送制御部１５からインデックス部１２の
交換要求指示を送出する。この交換要求指示に従って保
守者等がインデックス部１２を交換すると、この交換完
了を検出し、又は外部からの交換完了指示により、転送
制御部１５はインデックス情報退避部１６に退避させた
インデックス情報をデータ転送インタフェース部１７を
介して新たなインデックス部１２に転送して書込み、且
つ書込回数カウンタ１４をクリアする。

【００２０】従って、不揮発性メモリ部１１により電源
断時にもデータ部１３に書込まれたデータは保持される
ことになり、又書込頻度が高いインデックス部１２の書
込回数が許容回数を超えた場合に、そのインデックス部
１２のみを交換し、交換したインデックス部１２は交換
前のインデックス情報が格納されるから、次に書込許容
回数を超えるまで、データ部１３と共に継続して使用す
ることができる。

【００２１】図３は本発明の他の実施例の説明図であ
り、２１は不揮発性メモリ部、２２−１〜２２−ｎはイ
ンデックス部、２３はデータ部、２４は書込回数カウン
タ、２５は転送制御部、２６はインデックス情報退避
部、２７はデータ転送インタフェース部、２８は入出力
インタフェース部、２９は切替制御部、３０は切替状態
記憶部である。

【００２２】不揮発性メモリ部２１を、例えば、大容量
のＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュＥＥＰＲＯＭによって構
成し、複数のインデックス部２２−１〜２２−ｎとデー
タ部２３とを形成することができる。この場合、フラッ
シュＥＥＰＲＯＭの消去ブロック単位等を基に、インデ
ックス部２２−１〜２２−ｎの領域を構成することがで
きる。又はデータ部２３と複数のインデックス部２２−
１〜２２−ｎとを別個の不揮発性メモリにより構成する
ことも可能である。

【００２３】又切替制御部２９は、スイッチ回路又はア
ドレス変換部を備え、複数のインデックス部２２−１〜
２２−ｎの一つを現用として選択し、その切替状態を不
揮発性メモリからなる切替状態記憶部３０により記憶さ
せる。又前述の実施例と同様に書込回数カウンタ２４の
カウント内容は、インデックス情報に付加して現用のイ
ンデックス部に書込む。従って、電源断時には、データ
部２３のデータ及び現用のインデックス部のインデック
ス情報が保持されると共に、書込回数カウンタ２４のカ
ウント内容及び切替制御部２９の切替状態がそれぞれ保
持される。

【００２４】電源が再投入されると、切替状態記憶部３
０に記憶されている切替状態に従って切替制御部２９
は、電源断直前の切替状態となるように複数のインデッ
クス部の一つを選択し、又書込回数カウンタ２４は、そ
の選択されたインデックス部に保持されたカウント内容
を設定する。それによって、電源再投入によって再びコ
ンピュータシステム等の補助記憶装置として動作するこ
とができる。

【００２５】書込回数カウンタ２４のカウント内容が現
用のインデックス部の書込許容回数を超えると、転送制
御部２５は、その現用のインデックス部に格納されたイ
ンデックス情報をデータ転送インタフェース部２７を介
してインデックス情報退避部２６に転送して退避させ
る。このインデックス情報退避部２６は、前述の実施例
と同様に、現用のインデックス部と同様な記憶容量を有
し、不揮発性メモリによる構成とするか又はレジスタ構
成とすることができる。

【００２６】インデックス情報の退避が完了すると、転
送制御部２５は、切替制御部２９に対して未使用のイン
デックス部の一つを選択させる。この場合、切替状態記
憶部３０に、現在の切替状態と共に、過去に選択された
インデックス部の情報を格納しておくことにより、未使
用のインデックス部の一つを容易に選択することができ
る。

【００２７】切替制御部２９により新たなインデックス
部の選択切替えが完了すると、転送制御部２５は、イン
デックス情報退避部２６に退避させたインデックス情報
をデータ転送インタフェース部２７を介して新たなイン
デックス部に転送して書込み、この書込完了により書込
回数カウンタ２４をクリアする。従って、新たに選択さ
れて現用となったインデックス部に、以前のインデック
ス情報が格納され、且つ書込回数カウンタ２４はクリア
されるから、このインデックス部が次に書込許容回数を
超える書込回数までデータ部２３と共に、補助記憶装置
として使用することができる。

【００２８】この実施例に於いては、書込許容回数を超
える毎に、インデックス部２２−１〜２２−ｎの未使用
の中の一つを自動的に選択するものであるから、外部か
らは書込回数の制限がない不揮発性メモリによる補助記
憶装置として動作することになる。又このようなインデ
ックス部２２−１〜２２−ｎの切替処理中は、上位装置
に対してビジー信号を送出する等の制御を行うことも可
能である。

【００２９】本発明は前述の各実施例のみ限定されるも
のではなく、種々付加変更することができるものであ
り、例えば、書込回数カウンタは、予め設定された書込
許容回数のカウント内容となった時に、オーバーフロー
信号を利用して、交換要求指示を外部に送出するか、又
は転送制御部２５に加える構成とすることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、不揮発
性メモリを使用することにより、データ及びインデック
ス情報の保持の為の二次電源を必要としない利点があ
り、又書込頻度の高いインデックス部２のみを交換又は
切替え可能として、インデックス部２の書込回数が書込
許容回数を超えた時に、インデックス部２のみを交換又
は切替えるもので、容量の大きいデータ部１を継続して
使用することができる。即ち、不揮発性メモリの書込回
数の制限を大幅に緩和できる利点があり、プロセッサシ
ステム等の補助記憶装置としての信頼性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例の説明図である。

【図３】本発明の他の実施例の説明図である。

【図４】従来例の揮発性メモリを用いた半導体補助記憶
装置の説明図である。

【図５】記憶領域説明図である。

【図６】従来例の不揮発性メモリを用いた半導体補助記
憶装置の説明図である。

【符号の説明】

１ データ部 ２ インデックス部 ３ 書込回数カウンタ ４ インデックス情報退避部 ５ 転送制御部 ６ データ転送インタフェース部 ７ 入出力インタフェース部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データのみを格納するデータ部（１）
   と、該データ部（１）を管理するインデックス情報を書
   込むインデックス部（２）とを有し、電気的に書込み消
   去が可能な不揮発性の半導体補助記憶装置に於いて、 前記インデックス部（２）に対する書込回数をカウント
   する書込回数カウンタ（３）と、 前記インデックス部（２）に格納されたインデックス情
   報を一時的に退避させるインデックス情報退避部（４）
   と、 前記書込回数カウンタ（３）のカウント内容が前記イン
   デックス部（２）の書込許容回数を超えた時に、前記イ
   ンデックス部（２）の交換又は切替えを行う転送制御部
   （５）とを備えたことを特徴とする半導体補助記憶装
   置。
2. 【請求項２】 データのみを格納するデータ部（１）
   と、該データ部（１）を管理するインデックス情報を書
   込むインデックス部（２）とを有し、電気的に書込み消
   去が可能な不揮発性の半導体補助記憶装置に於いて、 前記インデックス部（２）のみを交換可能に設け、且つ
   前記インデックス部（２）に対する書込回数をカウント
   する書込回数カウンタ（３）と、 前記インデックス部（２）に格納されたインデックス情
   報を一時的に退避させるインデックス情報退避部（４）
   と、 前記書込回数カウンタ（３）のカウント内容が前記イン
   デックス部（２）の書込許容回数を超えた時に、該イン
   デックス部（２）に格納されたインデックス情報を前記
   インデックス情報退避部（４）に転送して一時的に蓄積
   し、該インデックス部（２）を交換した後に、該交換し
   たインデックス部（２）に前記インデックス情報退避部
   （４）に退避した前記インデックス情報を転送して書込
   む転送制御部（５）とを備えたことを特徴とする半導体
   補助記憶装置。
3. 【請求項３】 データのみを格納するデータ部（１）
   と、該データ部（１）を管理するインデックス情報を書
   込むインデックス部（２）とを有し、電気的に書込み消
   去が可能な不揮発性の半導体補助記憶装置に於いて、 前記インデックス部（２）を複数個設け、且つ前記イン
   デックス部（２）に対する書込回数をカウントする書込
   回数カウンタ（３）と、 前記インデックス部（２）に格納されたインデックス情
   報を一時的に退避させるインデックス情報退避部（４）
   と、 前記複数のインデックス部（２）の一つを選択する切替
   制御部と、 前記書込回数カウンタ（３）のカウント内容が前記イン
   デックス部（２）の書込許容回数を超えた時に、該イン
   デックス部（２）に格納されたインデックス情報を前記
   インデックス情報退避部（４）に転送して一時的に蓄積
   し、前記切替制御部により前記複数のインデックス部
   （２）の未使用の中の一つを選択し、該選択したインデ
   ックス部（２）に前記インデックス情報退避部（４）に
   退避した前記インデックス情報を転送して書込む転送制
   御部（５）とを備えたことを特徴とする半導体補助記憶
   装置。