JPH1031611A - 不揮発性メモリ記憶媒体用ファイルシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】各メモリブロックの書き換え回数の平準化する
書込み制御手段としてメモリブロックが不良となる時期
を大幅に長くし、かつ予備領域を無くして利用可能容量
を最大限にするフラッシュメモリ記憶媒体制御手段のフ
ァイルシステムの実現。 【解決手段】不揮発性メモリのメモリブロック個々の書
込み回数をメモリブロックに格納する手段を設け、書込
み回数値が最少のメモリブロックを書込み対象として見
出す手段を設け、ユーザ書込みデータ７９datと共に更
新した書込み回数データ７３ctrをメモリブロックに格
納する書込み処理手段とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子を使
用した記憶媒体である不揮発性メモリ（フラッシュメモ
リ）を使用してファイルシステムを構築した場合におい
て、不揮発性メモリの物理的書き換え寿命を考慮した破
損軽減手段と、書込み中の電源断による以前の記録デー
タの消滅最少化手段を実現するファイルシステムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子を使用した記憶媒体（シリコ
ンディスク）の種類として不揮発性メモリ（フラッシュ
メモリ）を使用するものがある。ところでフラッシュメ
モリの書き換え回数は、有限であり、品種によっても異
なるが例えば１０万回である。実際にはメモリ素子個々
のばらつきや書込み条件等により大幅に異なり１〜１０
０倍程度の大きなばらつきがある。これを記憶媒体とし
て使用する場合には、不良となったメモリブロックを他
のメモリブロックに置き換え救済手段により実用に供す
るようにしている。いずれにしてもフラッシュメモリで
は一部分のブロックに集中する書込み制御形態は好まし
くない。

【０００３】従来方式では一般的にＦＡＴ（file alloc
ation table）情報という管理テーブルを設け、これに
基づき論理セクタ番号（上位インターフェースからのア
クセス番号）とフラッシュメモリ上の物理セクタ番号
（メモリブロック番号）の変換テーブルを記述してお
き、仮に不良セクタが発生しても、その不良セクタを予
備のセクタと置き換える救済手段とすることで記憶装置
全体としての信頼性を確保している。

【０００４】例えばＭＳＤＯＳで採用しているＦＡＴ形
式のファイルシステムでは、デバイスドライバやＢＩＯ
Ｓが上位ＯＳからの論理的なセクタ番号やクラスタ番号
等のアクセス番号でアクセスされ、これを受けて実際の
物理装置であるメモリブロックの書込み制御を行う。セ
クタは保存データ単位の最小単位であり、例えば５１２
バイトである。クラスタは上位プログラムがファイル管
理の最小単位であり、最低１つのファイルに１つのクラ
スタが割り当てられ、１クラスタは少なくとも１つのセ
クタの集合で成る。

【０００５】書き換え回数を低減する従来技術について
以下に２例示す。従来の第１例としては、フロッピーデ
ィスクやハードディスクで行われている手法である。即
ち、図５に示すようにフラッシュメモリ（ＦＭ）８０の
メモリブロックにおいて、外部からのファイル情報用デ
ータ領域９２のセクタ管理用のＦＡＴ（file allocatio
n table）領域９１を設ける。該ＦＡＴ内容としてはセ
クタとメモリブロックを１対１に静的に割付け管理する
例である。また、上位ＯＳからはアクセスできない不良
救済の為の代替え領域９３も予め割付けて設けておく。
この場合のセクタへの書込みは静的に結び付けられたデ
ータ領域９２のメモリブロックを消去した後、同一メモ
リブロックの書込み更新を実行し、これに対応するＦＡ
Ｔ情報領域９１にも更新書込みを行う。もし該メモリブ
ロックが寿命等により不良メモリブロック９５errとな
った場合は、代替え領域９３にある予備の代替えブロッ
ク番号をＦＡＴに置き換え登録する。以後はその代替え
メモリブロックがＦＡＴで管理使用されることとなる。
また管理ブロック自体であるＦＡＴが不良となった場合
も該代替え領域９３の代替えブロック番号をＦＡＴブロ
ックとして置き換える。前記従来方法では代替えブロッ
クをどの程度確保しておくかが問題になる。即ち、比較
的小さなメモリ容量のフラッシュメモリでは代替え割合
を多くしてしまうと実利用可能な容量が減ってしまうと
いう難点がある。フラッシュメモリ素子の書き換え保証
回数は、最悪値であるカタログスペック（例えば１０万
回）から考え、更にアクセス頻度の多い利用アプリケー
ション条件の両面を考えた場合かなりの割合の代替えメ
モリを設けておく必要がある。逆に代替え割合を少なく
した場合には短期間に利用できなくなってしまう場合が
生じ、これらの実用上の難点がある。この第１例のＦＡ
Ｔにより静的に割付けする方法では、書き換え頻度の高
いファイルがあると、特定のブロックに書込みが集中し
てしまい不良救済頻度が多くなる難点がある。特にＦＡ
Ｔ領域９１は書き換え頻度が多く発生し寿命となる確率
が高い。

【０００６】従来の第２例としては、動的結び付け手法
とする例であり、充電二次電池でバッテリバックアップ
されたＳＲＡＭによる常時メモリ手段を設け、これを書
き換え頻度の多い動的割付け管理情報であるＦＡＴ情報
用に使用する。また該ＳＲＡＭの二次電池が長期無通電
によるＦＡＴ情報消滅を防止する為に、フラッシュメモ
リ上にもＦＡＴ情報エリアを設け、定期的あるいは手動
起動にてＳＲＡＭ上の同一情報を書込みして格納してお
く。この場合は、ＳＲＡＭ上のＦＡＴ情報消滅の可能性
があり、必ずしも安全な記憶媒体とは言えず実用上の難
点がある。また前記第２例の構成に加えて補助電源を設
け、電源遮断や停電等の検出手段を設け、この検出信号
を受けて、ＳＲＡＭ上のＦＡＴ情報をフラッシュメモリ
へ転送書込みする手段がある。これにより消滅すること
のない安全な記憶媒体とし、書き換え頻度を実質的に低
減する手段がある。しかしこの例では、補助電源が必要
であり、全てのシステムに適用出来にくい難点がある。
また利用形態によっては頻繁に電源開閉する利用形態も
あり必ずしも善処し得ない場合がある。また各メモリブ
ロックの管理情報をＦＡＴに集結して格納する管理形態
では、最終的には、ＦＡＴ情報を更新する必要があり、
この点からＦＡＴを含めた各メモリブロックの書き換え
回数の平準化の実現は困難である。このことは、有限の
書き換え回数を有するフラッシュメモリ記憶媒体を考慮
した最適な利用形態とは言えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記説明の従来方式で
はＦＡＴ情報という管理テーブルをＦＭ８０の一部の記
憶エリアに設けて、論理セクタ番号と物理セクタ番号と
の変換する手法であった。ところで該ＦＡＴ情報を格納
しているメモリブロックも他のメモリブロックと同様で
あるから同様の書込み寿命回数があり、一般的には他の
メモリブロックより書込み頻度が遙かに多い。この為、
先に該ＦＡＴ情報のメモリブロックが寿命となってしま
う為、該ＦＡＴ領域の為の予備領域も確保しておく必要
があり、その分の利用可能容量が減ってしまう難点があ
る。しかもＦＡＴ内容の破損はＦＡＴに格納されている
情報の不定となり一度に多数の既存データの消滅を意味
し実用上の難点である。またＦＡＴ情報書込み時の電源
断によっては当該書込み途中のＦＡＴデータが不定にな
りこれに伴う管理情報の消滅となる場合があり実用上好
ましくない。この為通常は２系統のＦＡＴを設けて同一
データを各々格納して保護する手法をとって救済してい
る。また従来方式ではＦＡＴを除くデータ格納領域に対
しても書込み頻度の多いメモリブロック破損の救済の為
に多くの予備領域を確保しておく必要があり、これらの
点から利用可能容量が減ってしまう難点があった。

【０００８】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、ＦＭ８０の各メモリブロックの書き換え回数の平準
化する書込み制御手段としてメモリブロックが不良とな
る時期を大幅に長くし、かつ予備領域を無くして利用可
能容量を最大限にするフラッシュメモリ記憶媒体制御手
段のファイルシステムの実現を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１に、上記課題を解決
するために、本発明の構成では、不揮発性メモリのメモ
リブロック個々の書込み回数をメモリブロックに格納す
る手段を設け、書込み回数値が最少のメモリブロックを
書込み対象として見出す手段を設け、ユーザ書込みデー
タ７９datと共に更新した書込み回数データ７３ctrをメ
モリブロックに格納する書込み処理手段を設ける構成手
段とする。これにより、不揮発性メモリを使用する記憶
媒体用ファイルシステムにおいて、各メモリブロックの
書き換え回数の平準化する書込み制御手段としてメモリ
ブロックが不良となる時期を大幅に長くし、かつ予備領
域を無くして利用可能容量を最大限にし、また電源断時
の書込み時における電源断による書込みファイルデータ
の消滅最少化手段が実現される。

【００１０】第２に、上記課題を解決するために、本発
明の構成では、不揮発性メモリの１メモリブロックを、
上位インターフェースから受けたユーザ書込みデータ７
９dat領域用と、メモリブロックの情報格納用のブロッ
クヘッダ部７１hed領域用に２分割し、ブロックヘッダ
部７１hedには、少なくとも上位インターフェースから
のアクセス番号（セクタ番号やクラスタ番号等）に対応
する論理ブロック番号７２numと、メモリブロックの書
込み回数データ７３ctrと、メモリブロックの使用状態
を示す使用状態ステータス付与手段を設け、メモリブロ
ックのブロックヘッダ部７１hedの中で書込み回数デー
タ７３ctr値が最少のものを書込み対象として見出し、
更新した書込み回数データ７３ctrをユーザ書込みデー
タ７９datと共に格納する書込み処理手段を設ける構成
手段がある。

【００１１】第３に、上記課題を解決するために、本発
明の構成では、不揮発性メモリの１メモリブロックを、
上位インターフェースから受けたユーザ書込みデータ７
９dat領域用と、メモリブロックの情報格納用のブロッ
クヘッダ部７１hed領域用に２分割し、ブロックヘッダ
部７１hedには、少なくとも上位インターフェースから
のアクセス番号（例えばセクタ番号９０secやクラスタ
番号を単位としたアクセス番号）に対応する論理ブロッ
ク番号７２numと、メモリブロックの書込み回数データ
７３ctrと、ＣＲＣコード７４crcをメモリブロックの使
用状態を示す使用状態ステータス付与手段として設け、
メモリブロックのブロックヘッダ部７１hedの中で書込
み回数データ７３ctr値が最少のものを書込み対象とし
て見出し、更新した書込み回数データ７３ctrをユーザ
書込みデータ７９datと共に格納する書込み処理手段を
設ける構成手段がある。

【００１２】第４に、上記課題を解決するために、本発
明の構成では、不揮発性メモリの全メモリブロックを、
破損メモリブロック情報を格納する破損管理ブロック６
５blkと、残りをユーザ書込みデータ７９datとしての利
用可能ブロック６６blkとして割り当てし、利用可能ブ
ロック６６blkの内部構成を、上位インターフェースか
ら受けたユーザ書込みデータ７９dat領域用と、メモリ
ブロックの情報格納用のブロックヘッダ部７１hed領域
用に２分割し、ブロックヘッダ部７１hedには、少なく
とも上位インターフェースからのアクセス番号（例えば
セクタ番号９０secやクラスタ番号を単位としたアクセ
ス番号）に対応する論理ブロック番号７２numと、メモ
リブロックの書込み回数データ７３ctrと、ＣＲＣコー
ド７４crcをメモリブロックの使用状態を示す使用状態
ステータス付与手段として設け、メモリブロックのブロ
ックヘッダ部７１hedの中で書込み回数データ７３ctr値
が最少のものを書込み対象として見出し、更新した書込
み回数データ７３ctrをユーザ書込みデータ７９datと共
に格納する書込み頻度平準化する書込み処理手段を設け
る構成手段がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例と共に詳細に説明する。

【００１４】

【実施例】本発明のシリコンディスク記憶システムを以
下に説明する。ここで、説明を容易とする為に、ＦＭ８
０の消去ブロック単位（例えば４Ｋバイト）を１つのメ
モリブロック８１blk、即ち１セクタ（あるいは１クラ
スタ）当たりのデータ格納メモリと仮定する。また上位
インターフェースからのアクセス番号はセクタ番号９０
sec（あるいはクラスタを単位としたアクセス番号）を
格納位置情報として受け取り、これに対応する論理ブロ
ック番号９１blkに対してデータの書込み／読み出しの
アクセスが行われるものと仮定する。ただし本発明では
動的割付け方式の為、論理ブロック番号９１blkから物
理ブロック番号７７phyへの変換割付けはその都度変わ
る。

【００１５】図１は本発明の不揮発性メモリ（フラッシ
ュメモリ）を使用したファイルシステム処理構成であ
る。この処理構成は、初期化処理手段１２と、消去処理
手段１３と、書込み処理手段１４と、読み出し処理手段
１５とで成る。

【００１６】先ず最初に本発明のＦＭ８０上のデータ格
納構造を説明する。図２（ａ）はＦＭ８０上のメモリブ
ロック割り付け構成図であり、全ブロック数を（Ｍ＋
Ｎ）ブロックと仮定する。この中でＭブロックは破損管
理ブロック６５blkであり、これは、書込み寿命等で利
用出来なくなったブロックに対する破損有無ステータス
情報を保持する記憶部であり、例えば１メモリブロック
当たり１ビットの破損ステータスを使用すれば良い為、
通常はＭ＝１メモリブロックの使用で足りる。残りのＮ
ブロック全てはユーザ書込みデータ７９datとしての利
用可能ブロック６６blkにする。

【００１７】図２（ｂ）は書 込み／消去を行う前記利
用可能ブロック６６blkの１メモリブロックの内部割付
け構成図である。この構成はブロックヘッダ部７１hed
とユーザデータ部７８datとで成る。該ブロックヘッダ
部７１hedは当該メモリブロックの情報部分であり、ユ
ーザデータ部７８datは上位インターフェースから受け
たユーザ書込みデータ７９datを格納する領域部分であ
る。ブロックヘッダ部７１hed部分の情報としては、論
理ブロック番号７２numと、書込み回数データ７３ctr
と、ＣＲＣコード７４crcが有る。この中で論理ブロッ
ク番号７２numは上位インターフェースからのセクタ番
号９０secに対応して動的割付けするブロック番号格納
用である。書込み回数データ７３ctrは該メモリブロッ
ク自身の書込み回数値の記録格納用である。ＣＲＣコー
ド７４crcは、周期冗長検査（cyclic redundancy chec
k）であり、該メモリブロックの全データに対するＣＲ
Ｃエラーチェック情報の格納用であり、かつこのＣＲＣ
値を利用して第１に正常に格納されているセクタデータ
７０であるか、第２に消去状態用であり再利用可能状態
かの識別マーク用として利用する。

【００１８】次に図１に示す初期化処理手段１２を説明
する。初期化処理手段１２では、ＦＭ８０の物理ブロッ
ク番号１〜Ｎブロック有るブロックヘッダ部７１hed情
報を昇順にスキャン（読み出し）し、所定の加工処理を
して、ＲＡＭ上の物理ブロック番号７７phyに対応する
使用頻度リスト４０1〜４０N位置へ格納する。このとき
に物理ブロック番号７７phyと論理ブロック番号７２num
との対応付けがなされる。

【００１９】ここで使用頻度リスト４０について説明す
る。使用頻度リスト４０は、図３に示すようにＣＰＵの
ＲＡＭメモリ空間上に設けた作業用メモリであって、Ｆ
Ｍ８０の書込みの管理用テーブルである。これは、Ｎブ
ロック有る全利用可能ブロック６６blkの各のブロック
ヘッダ部７１hed管理情報を対応する個別使用頻度リス
ト４０1〜４０Nとして格納する。この内容は、使用状態
情報４１と、未使用状態情報４２と、破損状態情報４３
と、論理ブロック番号情報４４numと、書込み回数情報
４５ctrとが有る。

【００２０】前記において使用状態情報４１と未使用状
態情報４２と破損状態情報４３は、図２（ａ）に示す破
損管理ブロック６５blkと各メモリブロック毎のＣＲＣ
コード７４crcを調べて生成する。即ち、ＣＲＣコード
７４crcの値が、第1にＣＲＣ値が正常な場合は当該メモ
リブロックには保存データが有るので使用状態情報４１
をセットし、第２にＣＲＣ値が特定のエラー値の場合は
当該メモリブロックは消去されたので未使用状態情報４
２をセットし、第３にＣＲＣ値が特定のエラー値以外の
エラー値の場合、あるいは破損管理ブロック６５blkに
おいて当該ブロック番号に対応する破損情報データがセ
ットされている場合は。破損状態情報４３をセットす
る。ここで破損状態情報４３にあるもので、未だ破損管
理ブロック６５blkに破損情報データがセットされてい
ないものが存在する場合は破損情報データをセット書込
み更新しておく。また所望により破損ブロック個数を除
いた利用可能な有効ブロック数７５bnumを求めて上位イ
ンターフェースに利用可能情報を供給する。図３に示す
論理ブロック番号情報４４numには、図２（ｂ）に示す
ブロックヘッダ部７１hedの論理ブロック番号７２numを
格納する。これは上位インターフェースからのセクタ番
号９０secに対応する論理番号に相当し、通常はセクタ
番号９０secと一致する値を使用する。図３に示す書込
み回数情報４５ctrには、同様に図２（ｂ）に示すブロ
ックヘッダ部７１hedの書込み回数データ７３ctrを格納
する。これは当該メモリブロックが以前に書込み実行し
た回数の履歴情報である。

【００２１】次に図１に示す消去処理手段１３を説明す
る。上位インターフェースからの消去要求とセクタ番号
９０secを受けて、これに対応する論理ブロック番号７
２numから物理ブロック番号７７phyが分かり、当該物理
ブロック番号７７phyが使用状態の場合には該位置に有
るＣＲＣコード７４crcを再利用可能識別マークコード
となるように一部分（ＣＲＣコード自身あるいはユーザ
データ部７８dat）を上書き実行する。この一部分書込
み時において書込み不良となる場合もあり、書込み後読
み出して所望マークデータで無い場合は破損ブロックと
なるように他の書込み可能なユーザデータ部７８datを
更に上書き処理し、図２（ａ）の破損管理ブロック６５
blkの対応するビットをセット書込みする。これらの消
去結果をステータスとして上位インターフェースへ送出
する。

【００２２】次に図１に示す読み出し処理手段１５を説
明する。上位インターフェースからの読み出し要求とセ
クタ番号９０secを受けて、これに対応する図３の使用
頻度リスト４０上の論理ブロック番号４４numをサーチ
し、このアド位置から物理ブロック番号７７phyが分か
り、該物理ブロック番号位置に有るユーザデータ部７８
datを読み出し、これを上位インターフェースへ送出す
る。

【００２３】次に図１に示す書込み処理手段１４を説明
する。書込み時は本発明主目的である書込み頻度平準化
制御手段で行う。即ち、上位インターフェースからの書
込み要求とセクタ番号９０secとユーザ書込みデータ７
９wdatを受けて、図３の使用頻度リスト４０の未使用状
態情報４２のものの中から書込み回数情報４５ctr値が
最少のものをサーチして得た論理ブロック番号４４num
を書込み対象とする。書込み内容は、図２（ｂ）に示す
ようにユーザ書込みデータ７９wdatにブロックヘッダ部
７１hed情報を付加し、正常なＣＲＣコード７４crc値を
書込みする。この時格納する書込み回数データ７３ctr
は前回値＋１の加算更新値を格納する。無論これら書込
みの直前に当該メモリブロックを物理的に消去実行する
ことは言うまでも無い。また論理格納するブロック番号
７２numはセクタ番号９０secに対応する値であって、物
理ブロック番号７７phyとは無関係であるから、動的割
付け方法であることは明らかである。これらの更新情報
はＲＡＭ上の使用頻度リスト４０にも同様に更新してお
く。この時点では同一セクタ番号９０secの旧データは
未だ消去されていない特徴がある。

【００２４】前記説明のように最少の書込み回数情報４
５ctrのメモリブロックを探してこれを書込み対象とす
る書込み頻度平準化制御手段とすることによって、全メ
モリブロックの書込み回数情報４５ctr値が±１値以内
に収まることとなる。この結果ＦＭ８０全体としての破
損ブロック６９bknの発生時期を大幅に遅らせることが
期待でき、上位インターフェースからの同一セクタ番号
９０secに対する多数回書込みアクセスが有っても物理
的には順次別のメモリブロックを使用するので書込み頻
度が平準化される。この為、特定のメモリブロックが破
損状態に至ることが無くなる利点が得られる。この結
果、外部から見ると実質的に記憶容量の低下の殆ど無い
高品質の記憶媒体を実現できることとなる。更に書込み
頻度の平準化によって、従来方式よりも数倍以上の実用
的長寿命化も実現できる大きな利点が得られる。

【００２５】上記書込み後において、もしセクタ番号９
０secと同一値の旧セクタ番号９０secが使用頻度リスト
４０内に存在する場合は、上記説明の消去処理手段１３
により該当メモリブロックを消去実行する。無論この更
新情報を使用頻度リスト４０にも更新しておくことは言
うまでもない。この書込み手順即ち、先に別のメモリブ
ロックに書込みし、書込み確認後に旧セクタ番号９０se
cを消去マークを付与するこ手順とすることにより、書
込み途中においてどの時点で電源断が生じた場合でも少
なくとも旧データが保存されることとなる為、重要なデ
ータの更新には安全となる利点が得られる。

【００２６】上記書込み後において、もし書込み後のＣ
ＲＣ読み出しで所望の値で無い場合は、破損ブロック６
９bknとして破損管理ブロック６５blkに登録格納処理
し、新たな未使用状態にあるメモリブロックを書込み対
象して書込み再実行することは言うまでもない。

【００２７】上記書込み後において、同一セクタ番号９
０secの旧データを後で消去する手順として説明した
が、利用するアプリケーションによっては、所望により
先に消去する手順の書込み処理手段１４としても良い。

【００２８】なお、上記実施例の説明では、利用可能ブ
ロック６６blkと破損管理ブロック６５blkを設けて破損
ブロック６９bknの履歴を管理する場合で説明していた
が、破損発生時において不良ビット以外の大部分は上書
き可能である点に着目して、ブロックヘッダ部７１hed
にあるＣＲＣコード７４crc値を使用状態情報４１や未
使用状態情報４２以外の特定のＣＲＣコード値となるよ
うにデータの一部を上書き処理する。この破損状態付与
手法により破損管理ブロック６５blkを削除し、これに
対応した書込み／読み出し／消去の管理手段としても実
施可能である。

【００２９】また、上記実施例の説明では、上位インタ
ーフェースからの１つのセクタ番号９０sec（アクセス
番号）に対して１つのメモリブロックと仮定した場合で
説明していたが、単位メモリブロックの容量とユーザ書
込みデータ７９wdat量が異なる場合がある。これに対応
する為に、第１にユーザ書込みデータ７９wdat量に対し
てメモリブロックが複数個必要な場合には、図４（ａ）
に示す格納例のように、これに対応して複数メモリブロ
ック（物理ブロック番号ｍ、ｍ＋１）を単位として各々
に分割して書込み／読み出し処理することは言うまでも
無い。第２に、ユーザ書込みデータ７９wdat量が小さ
く、１つのメモリブロックに複数書込みデータ７９wdat
を格納する場合には、図４（ｂ）に示す格納例のよう
に、これに対応して１メモリブロックを複数領域に分割
して設け、書込み時は各分割単位毎に上記実施例と同様
の情報格納用ブロックヘッダ部７１hedを各々設け、各
領域毎に独立した書込みを行う。無論これら書込みの直
前において最初に当該メモリブロックを書込みする場合
は、これを一括して物理的に消去実行してから使用に供
することは言うまでも無い。

【００３０】また、上記実施例の説明では、ＣＰＵのＲ
ＡＭメモリ空間上に使用頻度リスト４０を設けてメモリ
ブロックの管理テーブルとする実施例で説明していた
が、フラッシュメモリに対する読み出しは高速である
為、所望によりこの使用頻度リスト４０を削除し、これ
に対応して、上位インターフェースからアクセスの都
度、直接メモリブロックのブロックヘッダ部７１hedを
スキャンして各種情報を得て、これに基づき上記実施例
同様に書込み／読み出し／消去動作を実施してもよく実
用的に十分利用可能である。

【００３１】また、上記実施例のブロックヘッダ部７１
hed構成とした例であったが、このヘッダ部に他の情
報、例えばタイムスタンプやディレクトリ情報やファイ
ル属性情報を格納する場合が一般的であり、これをブロ
ックヘッダ部７１hedに設けて実施しても良い。

【００３２】また、上記実施例の説明では、ブロックヘ
ッダ部７１hedのＣＲＣコード７４crcを当該ブロックの
各種使用状態ステータスとした場合で説明していたが、
ＣＲＣコードと兼用せず独立した専用データ格納領域を
設けて使用状態を管理する格納形態としても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上説明した内容から、下記
に記載される効果を奏する。本発明では、管理情報であ
るブロックヘッダ部７１hedに書込み回数データ７３ctr
を設け、未使用状態情報４２のものの中から書込み回数
情報４５ctr値が最少のものをサーチして該当メモリブ
ロックを書込み対象とする手段を設けることにより、利
用可能メモリブロックを平均的に書込み実施でき、各メ
モリブロック間の書込み回数情報４５ctr値が±１値以
内に収まり、この結果ＦＭ８０全体としての破損ブロッ
ク６９bknの発生時期を大幅に遅らせられる利点が得ら
れる。更に論理ブロック番号７２numにより動的割付け
をして書込みする為、上位インターフェースからの同一
セクタ番号９０sec（アクセス番号）に対する多数回書
込みアクセスが有っても物理的には別のメモリブロック
を使用するので書込み頻度が平準化され、この結果特定
のメモリブロックが破損状態に至ることが無くなる利点
が得られる。このように、外部から見ると実質的に記憶
容量の低下の殆ど無い高品質の記憶媒体を実現できるこ
ととなる。更に書込み頻度の平準化によって、従来方式
よりも数倍〜数十倍以上の実用的長寿命化も実現できる
大きな利点が得られる。これらから代替え領域９３を設
けずフラッシュメモリが有するメモリ容量の全てを上位
インターフェースに提供することが実用的に可能となる
利点が得られる。

【００３４】本発明では、従来のような複数メモリブロ
ック別のＦＡＴ領域９１で管理する格納手段とはせず、
ユーザ書込みデータ７９wdatと管理情報であるブロック
ヘッダ部７１hedを同一メモリブロックに分散配置する
ことにより、管理情報部の書き換え動作が無くなる利点
が得られる。またブロックヘッダ部７１hedが個別格納
される為電源断による書込み中のファイルデータの消滅
は当該メモリブロックのみであり、従来ＦＡＴ管理手法
に見られたようなＦＡＴ内容破壊に伴う以前の複数メモ
リブロックの多数データの消滅トラブルについても解消
する利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の、不揮発性メモリを使用したファイ
ルシステム処理構成例である。

【図２】本発明の、（ａ）メモリブロック割り付け構成
図と、（ｂ）利用可能ブロック内部のメモリ割り付け図
である。

【図３】本発明の、使用頻度リストである。

【図４】本発明の、単位メモリブロックの容量とユーザ
書込みデータ７９wdat量が異なる場合のメモリブロック
利用例である。

【図５】従来の、メモリブロックの割付け例である。

【符号の説明】

４０,４０1〜４０N 使用頻度リスト １２ 初期化処理手段 １３ 消去処理手段 １４ 書込み処理手段 １５ 読み出し処理手段 ６５blk 破損管理ブロック ６６blk 利用可能ブロック ６９bkn 破損ブロック ７１hed 情報格納用ブロックヘッダ部 ７４crc ＣＲＣコード ７８dat ユーザデータ部 ７９wdat ユーザ書込みデータ ８０ フラッシュメモリ（ＦＭ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不揮発性メモリを使用する記憶媒体用フ
   ァイルシステムにおいて、 不揮発性メモリの各メモリブロック個々の書込み回数を
   当該メモリブロックに格納する手段を設け、 書込み回数値が最少のメモリブロックを見出す手段を設
   け、 ユーザ書込みデータと共に更新した書込み回数データを
   書込み回数最少の当該メモリブロックに格納する書込み
   処理手段を設け、 以上を具備していることを特徴とした不揮発性メモリ記
   憶媒体用ファイルシステム。
2. 【請求項２】 不揮発性メモリを使用する記憶媒体用フ
   ァイルシステムにおいて、 不揮発性メモリの１メモリブロックを、ユーザ書込みデ
   ータ（７９dat）領域用と、当該メモリブロックの情報
   格納用のブロックヘッダ部（７１hed）領域用に２分割
   し、 該ブロックヘッダ部（７１hed）には、少なくとも上位
   インターフェースからのアクセス番号に対応する論理ブ
   ロック番号（７２num）と、当該メモリブロックの書込
   み回数データ（７３ctr）と、当該メモリブロックの使
   用状態を示す使用状態ステータス付与手段を設け、 メモリブロックの中で書込み回数データ（７３ctr）値
   が最少のものを書込み対象として見出し、更新した書込
   み回数データ（７３ctr）をユーザ書込みデータ（７９d
   at）と共に動的割付けをした物理ブロック番号（７７ph
   y）に格納する書込み処理手段を設け、 以上を具備していることを特徴とした不揮発性メモリ記
   憶媒体用ファイルシステム。
3. 【請求項３】 不揮発性メモリを使用する記憶媒体用フ
   ァイルシステムにおいて、 不揮発性メモリの１メモリブロックを、ユーザ書込みデ
   ータ（７９dat）領域用と、当該メモリブロックの情報
   格納用のブロックヘッダ部（７１hed）領域用に２分割
   し、 該ブロックヘッダ部（７１hed）には、少なくとも上位
   インターフェースからのアクセス番号に対応する論理ブ
   ロック番号（７２num）と、当該メモリブロックの書込
   み回数データ（７３ctr）と、ＣＲＣコード（７４crc）
   を当該メモリブロックの使用状態を示す使用状態ステー
   タス付与手段として設け、 メモリブロックの中で書込み回数データ（７３ctr）値
   が最少のものを書込み対象として見出し、更新した書込
   み回数データ（７３ctr）をユーザ書込みデータ（７９d
   at）と共に動的割付けをした物理ブロック番号（７７ph
   y）に格納する書込み処理手段を設け、 以上を具備していることを特徴とした不揮発性メモリ記
   憶媒体用ファイルシステム。
4. 【請求項４】 不揮発性メモリを使用する記憶媒体用フ
   ァイルシステムにおいて、 不揮発性メモリの全メモリブロックを、破損メモリブロ
   ック情報を格納する破損管理ブロック（６５blk）と、
   残りをユーザ書込みデータ（７９dat）としての利用可
   能ブロック（６６blk）として割り当てし、 該利用可能ブロック（６６blk）の内部構成を、ユーザ
   書込みデータ（７９dat）領域用と、当該メモリブロッ
   クの情報格納用のブロックヘッダ部（７１hed）領域用
   に２分割し、 該ブロックヘッダ部（７１hed）には、少なくとも上位
   インターフェースからのアクセス番号に対応する論理ブ
   ロック番号（７２num）と、当該メモリブロックの書込
   み回数データ（７３ctr）と、ＣＲＣコード（７４crc）
   を当該メモリブロックの使用状態を示す使用状態ステー
   タス付与手段として設け、 メモリブロックの中で書込み回数データ（７３ctr）値
   が最少のものを書込み対象として見出し、更新した書込
   み回数データ（７３ctr）をユーザ書込みデータ（７９d
   at）と共に動的割付けをした物理ブロック番号（７７ph
   y）に格納する書込み頻度平準化する書込み処理手段を
   設け、 以上を具備していることを特徴とした不揮発性メモリ記
   憶媒体用ファイルシステム。
5. 【請求項５】 ＣＰＵのＲＡＭメモリ空間上に使用頻度
   リスト（４０）設けてメモリブロックを管理する請求項
   １、２、３、又は４記載の不揮発性メモリ記憶媒体用フ
   ァイルシステム。