JPH10134559A - Semiconductor storage - Google Patents

Semiconductor storage

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JPH10134559A
JPH10134559A JP29074896A JP29074896A JPH10134559A JP H10134559 A JPH10134559 A JP H10134559A JP 29074896 A JP29074896 A JP 29074896A JP 29074896 A JP29074896 A JP 29074896A JP H10134559 A JPH10134559 A JP H10134559A
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JP
Japan
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sector
address
information
surplus
memory
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Application number
JP29074896A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Satori
謙一 佐鳥
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate erasure before writing and increasing a writing speed by rewriting the sector information of an address specified externally to information in a surplus storage region based on the address exchange information of an address exchange circuit. SOLUTION: A control circuit 20 controls the operation of an address exchange circuit 19, a low decoder 12, and a column selection circuit 14 by receiving control information from a control buffer 17. Then, an erasure operation is made to the unit sector of an address in write-disable state, when a surplus bit has been set and a writecompletion bit has been set. Then, after the erasure, the write-completion bit of a sector information region corresponding to a memory array 18 for sector information is set. In this manner, the control circuit 20 for rewriting the sector information to address information on the main memory array of the sector of the address instead of the surplus sector is provided, thus eliminating the need for erasure before writing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ページ単位で書き
込みおよび読み出しを行う半導体記憶装置に関するもの
である。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor memory device which performs writing and reading in page units.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえばNAND型フラッシュメモリ、
DINOR型フラッシュメモリ等の半導体記憶装置にお
いては、選択するワード線に接続された全てのメモリト
ランジスタ一括にページデータ書き込みが行われる。
2. Description of the Related Art For example, a NAND flash memory,
In a semiconductor memory device such as a DINOR type flash memory, page data is written to all memory transistors connected to a selected word line at a time.

【0003】図8(a),(b)は、それぞれNAND
型、DINOR型フラッシュメモリにおけるメモリアレ
イ構造を示す図である。
FIGS. 8 (a) and 8 (b) show NAND circuits, respectively.
FIG. 2 is a diagram showing a memory array structure in a flash memory of the DINOR type.

【0004】図8(a)のNAND型フラッシュメモリ
は、便宜上、1本のビット線BLに2個の選択トランジ
スタST1,ST2、および4個のメモリトランジスタ
MT1〜M4が直列に接続された場合のNAND型メモ
リアレイを示している。選択トランジスタST1,ST
2はそれぞれ接続ゲート線SL1,SL2により制御さ
れ、また、メモリトランジスタMT1,MT2はそれぞ
れワード線WL1〜WL4により制御される。
The NAND flash memory shown in FIG. 8A has a structure in which two select transistors ST1 and ST2 and four memory transistors MT1 to M4 are connected in series to one bit line BL for convenience. 1 shows a NAND type memory array. Select transistors ST1, ST
2 are controlled by connection gate lines SL1 and SL2, respectively, and the memory transistors MT1 and MT2 are controlled by word lines WL1 to WL4, respectively.

【0005】図8(b)のDINOR型フラッシュメモ
リは、便宜上、1本の主ビット線MBLに接続された副
ビット線1本に4個のメモリトランジスタMT1〜MT
4が接続された場合のDINORメモリアレイを示して
いる。DINOR型においては、主ビット線MBと副ビ
ット線SBLは、選択ゲート線SLにより制御される選
択トランジスタST1を介して接続される。副ビット線
SBLは、4本のワード線WL1〜WL4と交差し、各
交差位置に4個のメモリトランジスタMT1,MT4が
配置される。
In the DINOR type flash memory shown in FIG. 8B, for convenience, four memory transistors MT1 to MT are connected to one sub-bit line connected to one main bit line MBL.
4 shows a DINOR memory array when connected. In the DINOR type, the main bit line MB and the sub bit line SBL are connected via a select transistor ST1 controlled by a select gate line SL. The sub-bit line SBL intersects with the four word lines WL1 to WL4, and four memory transistors MT1 and MT4 are arranged at each intersection position.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したN
AND型、DINOR型フラッシュメモリ等のようなワ
ード線セクタを単位としたページ書き込みを行う半導体
記憶装置においては、データの書き込みは以下のように
行われる。すなわち、各ビット線(または主ビット線)
毎にページ書き込みデータを一時ラッチするためのデー
タラッチ回路を設け、このデータラッチ回路にページ書
き込みデータを転送するデータ転送過程と、ページ書き
込みデータに従って選択ワード線に接続されたメモリト
ランジスタ一括にページ書き込みを行うデータ書き込み
過程の2段階の過程を連続して行うことによりデータ書
き込みを行う。そして、そのセクタが消去状態であれば
そのまま書き込みを行い、既にデータが書き込み済のセ
クタである場合には、そのセクタに対する消去を行って
から上記書き込み動作を行う必要がある。
The above-mentioned N
In a semiconductor memory device such as an AND type or DINOR type flash memory which performs page writing in units of word line sectors, data writing is performed as follows. That is, each bit line (or main bit line)
A data latch circuit for temporarily latching page write data is provided for each time, a data transfer process of transferring page write data to the data latch circuit, and a page write for memory transistors connected to the selected word line in accordance with the page write data The data writing is performed by continuously performing the two steps of the data writing process for performing the data writing. If the sector is in the erased state, the write operation is performed as it is. If the data is already written in the sector, it is necessary to erase the sector before performing the write operation.

【0007】このように、フラッシュメモリのデータ書
き込み動作においては、書き込み済セクタの場合には、
実際に書き込み動作前に消去動作を行ってから書き込み
動作を行うが、一般にフラッシュメモリの書き込み時間
は1ミリ秒程度であるのに対して、消去時間は10ミリ
秒程度かかる。
As described above, in the data write operation of the flash memory, in the case of the written sector,
The write operation is performed after the erase operation is actually performed before the write operation. Generally, the write time of the flash memory is about 1 ms, whereas the erase time is about 10 ms.

【0008】したがって、上述したフラッシュメモリの
場合、実際のデータ書き込み時間に対して書き込み前の
消去に要する時間がかなりの割合を占有し、実質的なデ
ータ書き込み速度が犠牲になる。
Therefore, in the case of the above-mentioned flash memory, the time required for erasure before writing occupies a considerable proportion of the actual data writing time, and the actual data writing speed is sacrificed.

【0009】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、データ書き込み速度の高速化を
図れる半導体記憶装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of increasing a data writing speed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体記憶装置は、複数のメモリセルが配
列された主メモリに対して外部からのアドレス指定に従
いセクタ単位で書き込みおよび消去を行う半導体記憶装
置であって、上記主メモリは、アドレス指定される論理
記憶領域より少なくとも単位セクタ分だけ大きな剰余記
憶領域を有し、かつ、上記主メモリの全記憶領域の各セ
クタ毎に対応して、当該セクタが剰余記憶領域であるか
否かを示す情報、当該セクタが消去状態にあるか書き込
み済状態にあるかを示す情報、および当該セクタの主メ
モリ上のアドレス情報からなるセクタ情報を記憶するセ
クタ情報用メモリと、書き込み時に、上記セクタ情報用
メモリのセクタ情報に基づき、外部からアドレス指定さ
れたセクタが書き込み状態にある場合には、外部からの
アドレスを剰余記憶領域であるセクタのアドレスに入れ
替えて書き込み対象のセクタアドレスとして出力するア
ドレス入替回路と、上記アドレス入替回路のアドレス入
替情報に基づいて、上記セクタ情報用メモリの外部から
指定されたアドレスのセクタ情報を剰余記憶領域である
情報に書き替えるとともに、アドレスが入れ替えられ書
き込みが行われたセクタ情報を剰余記憶領域ではなく、
書き込み状態にあり、かつアドレス情報を上記外部から
指定されたアドレスのセクタの主メモリ上のアドレス情
報に書き替える制御回路とを有する。
In order to achieve the above object, a semiconductor memory device according to the present invention performs writing and erasing on a main memory in which a plurality of memory cells are arranged in sector units in accordance with an externally specified address. Wherein the main memory has a surplus storage area at least as large as a unit sector than the logical storage area to be addressed, and corresponds to each sector of the entire storage area of the main memory. Information indicating whether the sector is a surplus storage area, information indicating whether the sector is in an erased state or a written state, and sector information including address information of the sector on the main memory. The sector information memory to be stored and, at the time of writing, an externally addressed sector are written based on the sector information of the sector information memory. In the state, the external address is replaced with the address of the sector which is a surplus storage area, and an address replacement circuit for outputting the address as a sector address to be written; and based on the address replacement information of the address replacement circuit, In addition to rewriting the sector information at the address specified from outside the information memory to information that is a surplus storage area, the sector information whose address has been replaced and written is not a surplus storage area,
A control circuit which is in a write state and rewrites the address information with the address information on the main memory of the sector of the address designated from the outside.

【0011】また、本発明では、スタンバイ時に、上記
セクタ情報用メモリのセクタ情報が剰余記憶領域であ
り、書き込み済状態を示すセクタをそのアドレス情報に
基づいて消去し、消去後に、当該セクタに対応するセク
タ情報を書き込み済状態から消去状態に書き替える手段
を有する。
In the present invention, at the time of standby, the sector information of the sector information memory is a surplus storage area, and a sector indicating a written state is erased based on the address information. Means for rewriting the sector information to be written from the written state to the erased state.

【0012】また、上記アドレス入替回路は、読み出し
時に、上記セクタ情報用メモリのセクタ情報に基づき、
外部からアドレス指定されたセクタが剰余記憶領域に指
定されている場合には、上記セクタ情報の書き替え先の
セクタからデータの読み出しを行う手段を有する。
[0012] Further, at the time of reading, the address replacement circuit, based on the sector information of the sector information memory,
When the externally addressed sector is designated as the surplus storage area, there is provided a means for reading data from the sector to which the sector information is rewritten.

【0013】本発明の半導体記憶装置によれば、書き込
み時には、アドレス入替回路において、セクタ情報用メ
モリのセクタ情報に基づき、外部からアドレス指定され
たセクタが書き込み状態にある場合には、外部からのア
ドレスを剰余記憶領域であるセクタのアドレスに入れ替
えて書き込み対象のセクタアドレスとして出力され、こ
のアドレスに基づいてページ書き込みが行われる。そし
て、このアドレス入替回路におけるアドレス入替情報は
制御回路に供給される。制御回路では、入力されたアド
レス入替情報に基づいてセクタ情報用メモリの外部から
指定されたアドレスのセクタ情報が剰余記憶領域である
情報に書き替えられるとともに、アドレスが入れ替えら
れ書き込みが行われたセクタ情報を剰余記憶領域ではな
く、書き込み状態にあり、かつアドレス情報が外部から
指定されたアドレスのセクタの主メモリアレイ状のアド
レス情報に書き替えられる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, at the time of writing, when an externally addressed sector is in a write state based on the sector information of the sector information memory in the address replacement circuit, an externally received address is output. The address is replaced with the address of a sector which is a surplus storage area, and is output as a sector address to be written, and page writing is performed based on this address. Then, address replacement information in the address replacement circuit is supplied to the control circuit. In the control circuit, based on the input address replacement information, the sector information of the address designated from outside the sector information memory is rewritten to the information as the surplus storage area, and the address is replaced and the sector in which the writing is performed is performed. The information is not in the surplus storage area, but in the written state, and the address information is rewritten to the address information in the main memory array of the sector at the address specified from the outside.

【0014】また、書き込み・消去・読み出し命令が発
行されない、すなわちスタンバイ時に、剰余セクタセク
タ情報用メモリのセクタ情報で剰余記憶領域であり、書
き込み済状態であることが示されているセクタが消去さ
れる。そして、消去後に、当該セクタに対応するセクタ
情報が書き込み済状態から消去状態に書き替えられる。
Further, no write / erase / read command is issued, that is, at the time of standby, a sector which is a surplus storage area in the sector information of the surplus sector / sector information memory and which is shown to be in a written state is erased. . Then, after erasing, the sector information corresponding to the sector is rewritten from the written state to the erased state.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る不揮発性半導
体記憶装置、たとえばNAND型フラッシュメモリの一
実施形態を示す回路図である。半導体記憶装置10は、
図1に示すように、主メモリアレイ11、ローデコーダ
12、ラッチ回路群13、カラム選択回路14、入出力
バッファ15、アドレスバッファ16、コントロールバ
ッファ17、セクタ情報用メモリアレイ18、アドレス
入替回路19、および書き込み系制御回路20により構
成されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, for example, a NAND flash memory. The semiconductor storage device 10
As shown in FIG. 1, a main memory array 11, a row decoder 12, a latch circuit group 13, a column selection circuit 14, an input / output buffer 15, an address buffer 16, a control buffer 17, a sector information memory array 18, and an address replacement circuit 19 , And a write system control circuit 20.

【0016】メモリアレイ11には、たとえばN+2本
のワード線とm本のビット線BL1〜BLmが格子状に
配線されている。図1は、ワード線WLnを選択して、
メモリトランジスタMTn,1 〜MTn,m に対してページ
書き込みを行う場合を示している。主メモリアレイ11
は、図2に示すように、ワード線セクタを単位として書
き込み/消去が行われる。そして、図2(a)に示すよ
うに、ユーザーから見えるNページアドレス論理空間P
S0〜PSN に加えて実際には、図2(b)に示すよう
に、余分の書き込み/消去単位セクタ(以下、剰余セク
タという)PN+1 が少なくも一つ設けられている構成と
なっている(本実施形態では一つであるとする)。な
お、ビット線ビット線BL1〜BLmへの書き込み、消
去、読み出しの各動作に応じた電圧の供給は図示しない
カラム制御系により行われる。
In the memory array 11, for example, N + 2 word lines and m bit lines BL1 to BLm are wired in a grid pattern. FIG. 1 shows a case where the word line WLn is selected,
The case where page writing is performed on the memory transistors MTn, 1 to MTn, m is shown. Main memory array 11
As shown in FIG. 2, writing / erasing is performed in units of word line sectors. Then, as shown in FIG. 2A, the N page address logical space P seen by the user
Actually, as shown in FIG. 2B, at least one extra write / erase unit sector (hereinafter referred to as a surplus sector) PN + 1 is provided in addition to S0 to PSN. (There is one in this embodiment). The supply of voltages to the bit lines BL1 to BLm according to the respective operations of writing, erasing, and reading is performed by a column control system (not shown).

【0017】ローデコーダ12は、制御回路20からの
制御信号S20aの指示に応じて、アドレス入替回路1
9による信号S19でアドレス指定されたワード線をア
クテイブ状態に駆動し、他の非選択のワード線を非アク
ティブ状態に保持する。
The row decoder 12 responds to an instruction of a control signal S20a from the control circuit 20 to control the address replacement circuit 1
9, the word line addressed by the signal S19 is driven to the active state, and the other unselected word lines are kept in the inactive state.

【0018】ラッチ回路群13は、ビット線BL1〜B
Lm毎にデータラッチ回路が設けられて構成されてお
り、ワード線セクタ単位で行われる、主メモリアレイ1
1へのページ書き込みデータを一時格納する。また、ペ
ージ読み出し時には、主メモリアレイ11からのワード
線セクタ単位で行われるページ読み出しデータを一時格
納する。
The latch circuit group 13 includes bit lines BL1 to BL
A data latch circuit is provided for each Lm, and the main memory array 1 is operated in word line sector units.
1 is temporarily stored. At the time of page read, page read data from the main memory array 11 performed in word line sector units is temporarily stored.

【0019】カラム選択回路14は、制御回路20から
の制御信号S20bの指示に応じて入出力バッファ15
に入力されたページ書き込みデータのラッチ回路群13
のアドレスに応じたデータラッチ回路への転送、および
ラッチ回路群13に格納されたページ読み出しデータの
入出力バッファ15への転送を行う。
The column selection circuit 14 responds to an instruction from the control circuit 20 by a control signal S20b to input / output buffer 15
Circuit group 13 for page write data input to
Of the page read data stored in the latch circuit group 13 to the input / output buffer 15.

【0020】入出力バッファ15は図示しないデータ線
からのページ書き込みデータの入力を行い、またページ
読み出しデータのデータ線への出力を行う。
The input / output buffer 15 inputs page write data from a data line (not shown), and outputs page read data to the data line.

【0021】アドレスバッファ16は、外部装置からの
アドレス信号A0,A1,…を受けてセクタ情報用メモリア
レイ18およびアドレス入替回路19に供給する。
The address buffer 16 receives address signals A0, A1,... From an external device and supplies them to the sector information memory array 18 and the address replacement circuit 19.

【0022】コントロールバッファ17は、ローレベル
でアクティブのチップイネーブル信号/CE、やライト
イネーブル信号/WE等のコントロール信号を受けて、
セクタ情報用メモリアレイ18および制御回路20に出
力する。
The control buffer 17 receives control signals such as a chip enable signal / CE and a write enable signal / WE which are active at a low level.
Output to the sector information memory array 18 and the control circuit 20.

【0023】セクタ情報用メモリアレイ18は、主メモ
リアレイ11のページアドレス物理単位セクタ空間PS
0〜PSN+1 に物理的に対応したN+2個のたとえばフ
ローティングゲート型の不揮発性メモリトランジスタで
構成されたセクタ情報領域が形成されている。各セクタ
情報領域は、図3に示すように、剰余ビットフィールド
181、書き込み済ビットフィールド182、およびア
ドレス上位フィールド183により構成されているな
お、図3では説明の簡単化のため、単位セクタ4個に剰
余セクタが1個である場合を示している。
The sector information memory array 18 is a page address physical unit sector space PS of the main memory array 11.
A sector information area composed of N + 2, for example, floating gate type non-volatile memory transistors physically corresponding to 0 to PSN + 1 is formed. As shown in FIG. 3, each sector information area is composed of a remainder bit field 181, a written bit field 182, and an upper address field 183. In FIG. 3, for simplification of description, four unit sectors are used. Shows a case where the number of surplus sectors is one.

【0024】剰余ビットフィールド181は、1ビット
からなり制御回路20の制御の下に対応する単位セクタ
が剰余セクタである場合には論理「1」に設定され、剰
余セクタではなく通常の単位セクタの場合には論理
「0」に設定される。書き込み済ビットフィールド18
2は、1ビットからなり制御回路20の制御の下に対応
する単位セクタが書き込み状態にある場合には論理
「1」に設定され、消去状態にある場合には論理「0」
に設定される。アドレス上位フィールド183は、たと
えば2ビットからなり対応する単位セクタの上位論理ア
ドレスがセットされる。図3の例の場合は、第1行目か
ら順に「00」,「01」,「10」,「11」という
ように設定され、剰余ビット181に「1」が設定され
ているセクタ情報領域のアドレス上位フィールド183
は「00」に設定される。
The surplus bit field 181 is composed of 1 bit, and is set to logical "1" when the corresponding unit sector is a surplus sector under the control of the control circuit 20. In this case, it is set to logic “0”. Written bit field 18
2 is 1 bit and is set to logic "1" when the corresponding unit sector is in a write state under the control of the control circuit 20, and is set to logic "0" in an erase state.
Is set to The address upper field 183 is made up of, for example, 2 bits and is set with the upper logical address of the corresponding unit sector. In the case of the example of FIG. 3, the sector information area is set to “00”, “01”, “10”, “11” in order from the first row, and “1” is set to the surplus bit 181. Address upper field 183
Is set to “00”.

【0025】また、図3において、(a)は初期化状
態、すなわち全ての単位セクタは消去状態にあり、末行
目の単位セクタが剰余セクタとして割り当てられている
ことを示している。そして、(b)は第2行目と第3行
目の単位セクタは書き込み済ビットが「1」に設定さ
れ、それらの単位セクタにはデータが書き込まれている
ことを示している。
FIG. 3A shows an initialized state, that is, all the unit sectors are in the erased state, and the last unit sector is assigned as a surplus sector. (B) shows that the written bits are set to “1” in the unit sectors in the second and third rows, and that data is written in those unit sectors.

【0026】このようのセクタ情報用メモリアレイ18
の情報は、アドレスバッファ16によるアドレス指定を
受けて、そのアドレス指定された単位セクタに対応する
セクタ情報領域のデータ並びに剰余ビットが「1」に設
定されているセクタ情報領域のデータを信号S18とし
てアドレス入替回路19に出力する。
Such a sector information memory array 18
Of the data of the sector information area corresponding to the addressed unit sector and the data of the sector information area in which the surplus bit is set to "1" as a signal S18. Output to the address replacement circuit 19.

【0027】アドレス入替回路19は、アドレスバッフ
ァ16からのアドレス信号S16aとセクタ情報用メモ
リアレイ18からの信号S18を受けて、アドレス信号
S16aが示すアドレスの単位セクタに対応したセクタ
情報の書き込み済ビットに「1」が設定され、かつ剰余
ビットが「0」に設定されている場合には、剰余ビット
が「1」に設定されているセクタ情報が示すアドレスの
単位セクタに書き込みを行うようにアドレスを入れ替え
て、入れ替えたアドレスをローデコーダ12に信号S1
9aとして与えるとともに、そのアドレスの入れ替えの
情報を信号S19bとしてセクタ情報用メモリアレイ1
8および制御回路20に報知する。一方、アドレス信号
S16aが示すアドレスの単位セクタに対応したセクタ
情報の書き込み済ビットに「0」が設定されている場合
には、アドレス信号S16aで示すアドレスを信号S1
9として与えるとともに、アドレスの入れ替えを行わな
かった旨を信号S19bとしてセクタ情報用メモリアレ
イ18および制御回路20に報知する。また、アドレス
信号S16aが示すアドレスの単位セクタに対応したセ
クタ情報の剰余ビットが「1」に設定され、かつ書き込
み済ビットが「0」に設定されたいる場合にもアドレス
信号S16aで示すアドレスを信号S19として与える
とともに、剰余セクタに書き込みを行うべくそのアドレ
スを指定した旨を信号S19bとしてセクタ情報用メモ
リアレイ18および制御回路20に報知する。
The address replacement circuit 19 receives the address signal S16a from the address buffer 16 and the signal S18 from the sector information memory array 18, and receives the written bit of the sector information corresponding to the unit sector of the address indicated by the address signal S16a. Is set to “1” and the surplus bit is set to “0”, the address is written to the unit sector of the address indicated by the sector information whose surplus bit is set to “1”. And the replaced address is sent to the row decoder 12 as a signal S1.
9a, and the information on the replacement of the address is given as a signal S19b in the memory array 1 for sector information.
8 and the control circuit 20. On the other hand, when “0” is set in the written bit of the sector information corresponding to the unit sector of the address indicated by the address signal S16a, the address indicated by the address signal S16a is set to the signal S1.
9 as well as notifying to the memory array 18 for sector information and the control circuit 20 that the address has not been replaced, as a signal S19b. Further, even when the surplus bit of the sector information corresponding to the unit sector of the address indicated by the address signal S16a is set to “1” and the written bit is set to “0”, the address indicated by the address signal S16a is also set. A signal S19 is provided, and the fact that the address has been designated for writing to the surplus sector is notified to the sector information memory array 18 and the control circuit 20 as a signal S19b.

【0028】制御回路20は、信号S19aおよびセク
タ情報用メモリアレイ18の情報を受けて、セクタ情報
用メモリアレイ18の対応するセクタ情報領域の剰余ビ
ット、書き込み済ビット、並びにアドレス上位ビットの
書き換え制御を行う。
The control circuit 20 receives the signal S19a and the information of the sector information memory array 18, and controls rewriting of the surplus bits, the written bits, and the upper bits of the address of the corresponding sector information area of the sector information memory array 18. I do.

【0029】また、制御回路20は、コントロール情報
から書き込み・読み出し動作が行われていないときに、
デコーダ12および図示しないカラム制御系を制御して
剰余ビットが「1」に設定され、かつ、書き込み済ビッ
トも「1」に設定されているアドレスの単位セクタに対
して消去動作を行い、消去後、セクタ情報用メモリアレ
イ18の対応するセクタ情報領域の書き込み済ビットを
「0」に設定する。
Further, the control circuit 20 operates when the write / read operation is not performed based on the control information.
By controlling the decoder 12 and a column control system (not shown), the erasing operation is performed on the unit sector of the address where the surplus bit is set to “1” and the written bit is also set to “1”. Then, the written bit of the corresponding sector information area of the sector information memory array 18 is set to “0”.

【0030】この制御回路20のセクタ情報用メモリア
レイ18の対応するセクタ情報領域の剰余ビット、書き
込み済ビット、並びにアドレス上位ビットの書き換え動
作の一例について、図4を参照しつつ説明する。たとえ
ば図4(a)に示す状態から第2行目のセクタ情報領域
(図中*で示す)に対応する単位セクタに対して書き込
み指令が行われた場合、まず、図4(b)に示すよう
に、第2行目のセクタ情報領域の剰余ビットを「1」に
設定する。これにより、第2行目のセクタ情報領域の剰
余ビットおよび書き込み済ビットが共にを「1」に設定
されたことになり、そのアドレス上位ビットが示す単位
セクタへは書き込み禁止状態となる。次に、図4(c)
に示すように、剰余ビットが「1」に設定されていた末
行目の剰余ビットを「0」に設定するとともに、書き込
み済ビットを「1」に設定する。さらにアドレス上位ビ
ットを「01」に設定する。そして、上述したように、
コントロール情報から書き込み・読み出し動作が行われ
ていないときに、デコーダ12および図示しないカラム
制御系を制御して剰余ビットが「1」に設定され、か
つ、書き込み済ビットも「1」に設定されている書き込
み禁止状態にあるアドレスの単位セクタに対して消去動
作を行い、消去後、図4(d)に示すように、セクタ情
報用メモリアレイ18の対応するセクタ情報領域の書き
込み済ビットを「0」に設定するとともに、アドレス上
位ビットを「00」に設定する。
An example of the rewriting operation of the surplus bits, the written bits, and the upper address bits of the corresponding sector information area of the sector information memory array 18 of the control circuit 20 will be described with reference to FIG. For example, when a write command is issued to the unit sector corresponding to the sector information area (indicated by * in the figure) in the second row from the state shown in FIG. As described above, the surplus bits of the sector information area in the second row are set to “1”. As a result, both the surplus bit and the written bit of the sector information area of the second row are set to “1”, and the unit sector indicated by the upper bit of the address is in a write-protected state. Next, FIG.
As shown in (1), the remainder bit of the last row in which the remainder bit is set to "1" is set to "0", and the written bit is set to "1". Further, the upper bits of the address are set to “01”. And, as mentioned above,
When the write / read operation is not performed from the control information, the decoder 12 and a column control system (not shown) are controlled to set the surplus bit to “1” and the written bit to be set to “1”. An erase operation is performed on a unit sector of an address in a write-inhibited state, and after erasure, the written bit of the corresponding sector information area of the sector information memory array 18 is set to “0” as shown in FIG. ”And the upper bits of the address are set to“ 00 ”.

【0031】次に、上記構成による動作を、図2および
図5〜図7を参照しながら説明する。なお、図5は書き
込み命令が書き込み済の単位セクタに対して発行された
場合の説明図、図6は書き込み/消去/読み出し状態で
ないときに内部で自動的に消去を行う場合の説明図、図
7は読み出し命令が発行された場合の説明図である。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG. 2 and FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram of a case where a write command is issued to a written unit sector, and FIG. 6 is an explanatory diagram of a case where erasing is automatically performed internally when not in a write / erase / read state. FIG. 7 is an explanatory diagram when a read command is issued.

【0032】まず、図示しない外部装置から書き込み命
令を発行されるとその旨がコントロールバッファ17を
介してセクタ情報用メモリアレイおよび制御回路20に
報知される。また、書き込み命令の入力に並行して書き
込むべき論理セクタアドレスがアドレスバッファ16に
入力され、そのアドレスが信号S16aとしてアドレス
入替回路19に供給されるとともに、信号S16bとし
てセクタ情報用メモリアレイ18に供給される。
First, when a write command is issued from an external device (not shown), the fact is notified to the memory array for sector information and the control circuit 20 via the control buffer 17. A logical sector address to be written is input to the address buffer 16 in parallel with the input of the write command, and the address is supplied to the address replacement circuit 19 as a signal S16a and supplied to the sector information memory array 18 as a signal S16b. Is done.

【0033】セクタ情報用メモリアレイ18の情報で
は、アドレスバッファ16によるアドレス指定を受け
て、そのアドレス指定された単位セクタに対応するセク
タ情報領域のデータ並びに剰余ビットが「1」に設定さ
れているセクタ情報領域のデータを信号S18としてア
ドレス入替回路19に出力される。
In the information of the sector information memory array 18, the address and the remainder bit of the sector information area corresponding to the unit sector specified by the address are set to "1" in response to the address specification by the address buffer 16. The data in the sector information area is output to the address replacement circuit 19 as a signal S18.

【0034】アドレス入替回路19においては、アドレ
スバッファ16からのアドレス信号S16aとセクタ情
報用メモリアレイ18からの信号S18を受けて、アド
レス信号S16aが示すアドレスの単位セクタに対応し
たセクタ情報の書き込み済ビットに「1」が設定され、
かつ剰余ビットが「0」に設定されているたとえば図5
に示すような場合には、剰余ビットが「1」に設定され
ているセクタ情報が示すアドレスの単位セクタに書き込
みを行うようにアドレスが入れ替えられ、入れ替えたア
ドレスがローデコーダ12に信号S19aとして出力さ
れるとともに、そのアドレスの入れ替えの情報が信号S
19bとしてセクタ情報用メモリアレイ18および制御
回路20に報知される。また、一方、アドレス信号S1
6aが示すアドレスの単位セクタに対応したセクタ情報
の書き込み済ビットに「0」が設定されている場合に
は、アドレス信号S16aで示すアドレスが信号S19
として出力されるとともに、アドレスの入れ替えを行わ
なかった旨が信号S19bとしてセクタ情報用メモリア
レイ18および制御回路20に報知される。
The address replacement circuit 19 receives the address signal S16a from the address buffer 16 and the signal S18 from the sector information memory array 18, and has already written sector information corresponding to the unit sector of the address indicated by the address signal S16a. Bit is set to "1",
FIG. 5 in which the remainder bit is set to "0"
In such a case, the address is switched so that writing is performed to the unit sector of the address indicated by the sector information in which the remainder bit is set to “1”, and the replaced address is output to the row decoder 12 as a signal S19a. At the same time, the information of the address replacement
19b is reported to the sector information memory array 18 and the control circuit 20. On the other hand, the address signal S1
If "0" is set in the written bit of the sector information corresponding to the unit sector of the address indicated by 6a, the address indicated by the address signal S16a is changed to the signal S19.
And the fact that the addresses have not been replaced is reported to the sector information memory array 18 and the control circuit 20 as a signal S19b.

【0035】制御回路20では、コントロールバッファ
17からのコントロール情報を受けて、アドレス入替回
路19、ローデコーダ12、カラム選択回路14の動作
制御が行われる。これにより、ページに書き込むデータ
がカラム選択回路14を介してラッチ回路群に一端格納
された後、ローデコーダ12によってワード線が駆動さ
れたセクタへのページデータの書き込みが行われる。
The control circuit 20 receives the control information from the control buffer 17 and controls the operations of the address replacement circuit 19, the row decoder 12, and the column selection circuit 14. Thus, after the data to be written to the page is once stored in the latch circuit group via the column selection circuit 14, the page data is written into the sector in which the word line is driven by the row decoder 12.

【0036】また、制御回路20においては、アドレス
入替回路19による信号S19aおよびセクタ情報用メ
モリアレイ18の情報を受けて、上述した図4に示すよ
うな手順に従って、セクタ情報用メモリアレイ18の対
応するセクタ情報領域の剰余ビット、書き込み済ビッ
ト、並びにアドレス上位ビットの書き換え制御が行われ
る。そして、コントロール情報に基づき書き込み・消去
・読み出し動作が行われていないときに、デコーダ12
および図示しないカラム制御系が制御されて剰余ビット
が「1」に設定され、かつ、書き込み済ビットも「1」
に設定されている書き込み禁止状態にあるアドレスの単
位セクタに対して、図6に示すように、消去動作が行わ
れる。そして、消去後、セクタ情報用メモリアレイ18
の対応するセクタ情報領域の書き込み済ビットが「0」
に設定される。
The control circuit 20 receives the signal S19a from the address replacement circuit 19 and the information of the sector information memory array 18 and responds to the sector information memory array 18 according to the procedure shown in FIG. Rewriting control of the surplus bits, the written bits, and the upper bits of the address of the sector information area to be performed is performed. When the write / erase / read operation is not performed based on the control information, the decoder 12
And a column control system (not shown) is controlled so that the surplus bit is set to “1” and the written bit is also “1”.
As shown in FIG. 6, an erasing operation is performed on the unit sector of the address in the write-inhibited state set to "1". After erasing, the sector information memory array 18
The written bit of the corresponding sector information area is “0”
Is set to

【0037】また、図5で示すように、剰余セクタであ
る末行目の単位セクタはアドレスが「0002h」に切
替えられて、物理的に「0002h」のセクタが剰余セ
クタとしてセクタ情報用メモリアレイ18の対応するセ
クタ情報の剰余ビットに「1」が設定されいることか
ら、読み出し命令が発行された場合には、図7に示すよ
うに、末行目のセクタからページ単位で読み出される。
As shown in FIG. 5, the address of the last sector unit, which is a surplus sector, is switched to "0002h", and the sector of "0002h" is physically set as a surplus sector, and the sector information memory array is used. Since “1” is set in the surplus bits of the corresponding sector information of No. 18, when a read command is issued, as shown in FIG. 7, the data is read from the last sector in page units.

【0038】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、主メモリアレイ11は、アドレス指定される論理記
録領域より少なくとも単位セクタ分だけ大きな剰余セク
タ領域を有し、かつ、主メモリアレイ11の記憶領域の
各セクタ毎に対応して、当該セクタが剰余セクタである
か否かを示す情報、当該セクタが消去状態にあるか書き
込み済状態にあるかを示す情報、および当該セクタの主
メモリアレイ上のアドレス情報からなるセクタ情報を記
憶するセクタ情報用メモリアレイ18と、書き込み時
に、上記セクタ情報用メモリアレイ18のセクタ情報に
基づき、外部からアドレス指定されたセクタが書き込み
状態にある場合には、外部からのアドレスを剰余セクタ
のアドレスに入れ替えて書き込み対象のセクタアドレス
として出力するアドレス入替回路19と、アドレス入替
回路19のアドレス入替情報に基づいて、セクタ情報用
メモリアレイ18の外部から指定されたアドレスのセク
タ情報を剰余セクタである情報に書き替えるとともに、
アドレスが入れ替えられ書き込みが行われたセクタ情報
を剰余セクタではなく、書き込み状態にあり、かつアド
レス情報を外部から指定されたアドレスのセクタの主メ
モリアレイ上のアドレス情報に書き替える制御回路20
とを設けたので、書き込み前に消去を行う必要がなくな
り、書き込み速度の高速化を図れる利点がある。
As described above, according to the present embodiment, the main memory array 11 has a surplus sector area at least as large as the unit sector than the logical recording area to be addressed. Corresponding to each sector of the storage area, information indicating whether the sector is a surplus sector, information indicating whether the sector is in an erased state or a written state, and a main memory array of the sector. When a sector that is externally addressed is in a write state based on the sector information of the sector information memory array 18 at the time of writing and the sector information memory array 18 that stores the sector information composed of the above address information, Address that replaces the external address with the address of the surplus sector and outputs it as the write target sector address. A replacement circuit 19, based on the address replacement information address replacement circuit 19, the sector information of the specified address from the outside of the sector information for the memory array 18 with rewritten information is the remainder sectors,
A control circuit 20 for rewriting the sector information in which the address has been replaced and for which writing has been performed is not a surplus sector, but is in a writing state and the address information is replaced with address information on the main memory array of the sector of the address specified from the outside.
Is provided, there is no need to erase before writing, and there is an advantage that the writing speed can be increased.

【0039】また、本実施形態では、剰余セクタが1つ
の場合を例に説明したが複数設けることも可能である。
剰余セクタの個数をZ、書き込み時間をTW,消去時間
をTEとすると、次の関係を満足する事により消去時間
が外部からは全く見えなくなる。
Further, in the present embodiment, the case where there is one surplus sector has been described as an example, but a plurality of surplus sectors can be provided.
Assuming that the number of surplus sectors is Z, the writing time is TW, and the erasing time is TE, the erasing time is completely invisible from the outside by satisfying the following relationship.

【0040】[0040]

【数1】TW×(Z+1)≧TE## EQU1 ## TW × (Z + 1) ≧ TE

【0041】この条件に従えば、消去時間TEを10ミ
リ秒、書き込み時間TWを1ミリ秒として場合、剰余セ
クタは11個以上あれば、消去時間は外部から全く見え
なくなる。
According to this condition, when the erasing time TE is 10 milliseconds and the writing time TW is 1 millisecond, the erasing time is completely invisible from the outside if there are 11 or more surplus sectors.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
書き込み前に消去を行う必要がなくなり、書き込み速度
の高速化を図ることができる。
As described above, according to the present invention,
There is no need to perform erasing before writing, and the writing speed can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る半導体記憶装置の一実施形態を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention.

【図2】ユーザーから見えるNページアドレス論理空間
と剰余セクタを含む実際の論理アドレスを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an N-page address logical space visible to a user and an actual logical address including a surplus sector.

【図3】本発明に係るセクタ情報領域の構成例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a sector information area according to the present invention.

【図4】本発明に係る制御回路のセクタ情報の書き替え
動作を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a sector information rewriting operation of the control circuit according to the present invention.

【図5】書き込み命令が書き込み済の単位セクタに対し
て発行された場合の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram when a write command is issued to a written unit sector.

【図6】書き込み/消去/読み出し状態でないときに内
部で自動的に消去を行う場合の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a case where erasing is automatically performed internally when not in a write / erase / read state.

【図7】読み出し命令が発行された場合の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram when a read command is issued.

【図8】NAND型およびDINOR型フラッシュメモ
リにおけるメモリアレイ構造を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a memory array structure in NAND type and DINOR type flash memories.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体記憶装置、11…主メモリアレイ、12…
ローデコーダ、13…ラッチ回路群、14…カラム選択
回路、15…入出力バッファ、16…アドレスバッフ
ァ、17…コントロールバッファ、18…セクタ情報用
メモリアレイ、19…アドレス入替回路、20…書き込
み系制御回路。
10 semiconductor memory device, 11 main memory array, 12
Row decoder, 13 latch circuit group, 14 column selection circuit, 15 input / output buffer, 16 address buffer, 17 control buffer, 18 memory array for sector information, 19 address replacement circuit, 20 write system control circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のメモリセルが配列された主メモリ
に対して外部からのアドレス指定に従いセクタ単位で書
き込みおよび消去を行う半導体記憶装置であって、 上記主メモリは、アドレス指定される論理記憶領域より
少なくとも単位セクタ分だけ大きな剰余記憶領域を有
し、かつ、 上記主メモリの全記憶領域の各セクタ毎に対応して、当
該セクタが剰余記憶領域であるか否かを示す情報、当該
セクタが消去状態にあるか書き込み済状態にあるかを示
す情報、および当該セクタの主メモリ上のアドレス情報
からなるセクタ情報を記憶するセクタ情報用メモリと、 書き込み時に、上記セクタ情報用メモリのセクタ情報に
基づき、外部からアドレス指定されたセクタが書き込み
状態にある場合には、外部からのアドレスを剰余記憶領
域であるセクタのアドレスに入れ替えて書き込み対象の
セクタアドレスとして出力するアドレス入替回路と、 上記アドレス入替回路のアドレス入替情報に基づいて、
上記セクタ情報用メモリの外部から指定されたアドレス
のセクタ情報を剰余記憶領域である情報に書き替えると
ともに、アドレスが入れ替えられ書き込みが行われたセ
クタ情報を剰余記憶領域ではなく、書き込み状態にあ
り、かつアドレス情報を上記外部から指定されたアドレ
スのセクタの主メモリ上のアドレス情報に書き替える制
御回路とを有する半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device for performing writing and erasing on a main memory in which a plurality of memory cells are arranged in sector units in accordance with an externally designated address, wherein the main memory is a logical memory to be addressed. Information indicating whether or not the sector is a surplus storage area, corresponding to each sector of the entire storage area of the main memory, having a surplus storage area at least as large as the unit sector than the area; And a sector information memory for storing information indicating whether the sector is in an erased state or a written state, and sector information including the address information of the sector in the main memory. When writing, the sector information in the sector information memory If the externally addressed sector is in a write state based on the An address replacement circuit that replaces the address of the data and outputs it as a sector address to be written, based on address replacement information of the address replacement circuit,
In addition to rewriting the sector information at the address specified from the outside of the sector information memory to information that is a surplus storage area, the sector information whose address has been replaced and written is not in the surplus storage area, but in a write state, And a control circuit for rewriting the address information with the address information on the main memory of the sector of the address specified from the outside.
【請求項2】 スタンバイ時に、上記セクタ情報用メモ
リのセクタ情報が剰余記憶領域であり、書き込み済状態
を示すセクタをそのアドレス情報に基づいて消去し、消
去後に、当該セクタに対応するセクタ情報を書き込み済
状態から消去状態に書き替える手段を有する請求項1記
載の半導体記憶装置。
2. In a standby mode, sector information of the sector information memory is a surplus storage area, and a sector indicating a written state is erased based on the address information, and after erasing, sector information corresponding to the sector is erased. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising means for rewriting from a written state to an erased state.
【請求項3】 上記アドレス入替回路は、読み出し時
に、上記セクタ情報用メモリのセクタ情報に基づき、外
部からアドレス指定されたセクタが剰余記憶領域に指定
されている場合には、上記セクタ情報の書き替え先のセ
クタからデータの読み出しを行う手段を有する請求項1
記載の半導体記憶装置。
3. The address replacement circuit according to claim 1, wherein at the time of reading, based on the sector information of said sector information memory, if a sector addressed externally is designated as a surplus storage area, said address replacement circuit writes said sector information. 2. A means for reading data from a replacement sector.
13. The semiconductor memory device according to claim 1.
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