JPH11296430A - 記憶装置およびフラッシュメモリ - Google Patents

記憶装置およびフラッシュメモリ

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JPH11296430A
JPH11296430A JP9586098A JP9586098A JPH11296430A JP H11296430 A JPH11296430 A JP H11296430A JP 9586098 A JP9586098 A JP 9586098A JP 9586098 A JP9586098 A JP 9586098A JP H11296430 A JPH11296430 A JP H11296430A
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JP
Japan
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memory
chip
control
flash memory
data
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JP9586098A
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English (en)
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Hidenori Kitajima
秀則 北島
紫濃 ▲高▼橋
Shino Takahashi
Yoshikazu Iida
好和 飯田
Shinichi Fukazawa
真一 深澤
Takeshi Wada
武史 和田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のフラッシュカードに用いられているフ
ラッシュメモリは高機能の制御回路を内蔵していたた
め、制御回路のチップ全体に占める割合は大きく、それ
によって従来のフラッシュメモリのチップサイズは比較
的大きく、これを用いたメモリカードの大容量化が困難
であるという課題があった。 【解決手段】 メモリチップに内蔵されていた制御回路
や電源回路など各チップに重複して設けられていた機能
をゲートアレイなどで構成される共通のコントローラチ
ップに移植して、メモリカードを構成するメモリチップ
からそのような回路を除去するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の半導体メモ
リからなる記憶装置さらにはメモリカードに適用して有
効な技術に関し、例えば複数個のフラッシュメモリチッ
プを内蔵したメモリカードに利用して有効な技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリを内蔵したメモリカードの
一つに記憶データを所定の単位で電気的に一括消去可能
な不揮発性のフラッシュメモリを複数個を内蔵したフラ
ッシュカードと呼ばれるメモリカードがある。従来のフ
ラッシュカードに使用されているフラッシュメモリは、
メモリカード以外のシステムにも適用可能な汎用メモリ
として提供されているものであり、チップ内に高機能の
制御回路や書込み、消去等に必要な複数の電源電圧を発
生する電源回路を内蔵し、外部から書込みや消去を指令
するコマンドを入力するとチップ内の制御回路が自動的
に書込みや消去を行なうように構成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のフラッシュカー
ドに用いられているフラッシュメモリは高機能の制御回
路および電源回路を内蔵したもので、制御回路および電
源回路のチップ全体に占める割合は12〜15%にも達
しており、それによって従来のフラッシュメモリのチッ
プサイズは比較的大きなものになっていた。一方、フラ
ッシュカードは、規格によってその外形および寸法が決
められており、フラッシュメモリのチップサイズが大き
いほどカードに内蔵できるチップの数は制限されてしま
い、記憶容量もそれほど大きなものがなかった。
【0004】この発明の目的は、メモリチップのサイズ
を低減しもって外形寸法の制限のあるメモリカードに搭
載可能なメモリチップの数を増加させメモリカードの大
容量化を可能にする技術を提供することにある。
【0005】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
【0007】すなわち、従来メモリチップに内蔵されて
いた制御回路や電源回路など各チップに重複して設けら
れていた機能をゲートアレイなどで構成される共通のコ
ントローラチップに移植して、メモリカードを構成する
メモリチップからそのような回路を除去するようにした
ものである。
【0008】具体的には、複数のメモリチップとこれら
のメモリチップの選択信号および読出し・書込み制御信
号を形成する制御用チップを内蔵した記憶装置におい
て、各メモリチップに共通の制御回路および電源回路が
上記制御用チップに設けられているとともに、上記制御
用チップは上記複数のメモリチップのうち一つを選択し
て上記制御回路において形成される制御信号および上記
電源回路において発生される電圧を上記選択されたメモ
リチップに供給して動作を行なわせるように構成したも
のである。
【0009】上記した手段によれば、1つ1つのメモリ
チップのサイズが小さくなり、これによってカードに内
蔵可能なメモリチップの数が増加し、メモリカードの大
容量化が可能になるとともに、メモリチップの原価を低
減でき、メモリカードのコストを下げることができる。
【0010】上記メモリチップが電気的に書込み消去可
能な不揮発性メモリである場合には、書込み、消去に多
数の電源電圧が必要となりかつ書込みパルスの制御など
動作も複雑であるので、本発明は不揮発性メモリからな
るメモリカードに適用すると特に有効である。
【0011】また、上記制御用チップはゲートアレイに
より構成すると良い。これによって、搭載されるメモリ
チップの数や仕様(例えば書込み電圧等)が変わっても
対応がし易くなる。
【0012】さらに、メモリカードやメモリモジュール
を構成するフラッシュメモリは、複数個の不揮発性記憶
素子がマトリックス状に配設されたメモリセルアレイ
と、X系アドレス信号をデコードして上記メモリセルア
レイ内のワード線を選択するXデコーダと、Y系アドレ
ス信号をデコードして上記メモリセルアレイ内のデータ
線を選択するYデコーダと、上記Xデコーダのデコード
出力によって選択されたワード線に接続されたメモリセ
ルからデータ線に読み出されたデータを増幅して保持す
るセンスアンプと、上記Yデコーダのデコード出力によ
って上記センスアンプのうちY系アドレス信号に対応し
たものを選択するYゲート回路と、該Yゲート回路によ
り選択されたデータを外部へ出力するためのデータ出力
バッファと、入力された書込みデータを上記Yゲート回
路を介してメモリセルアレイに供給するデータ入力バッ
ファと、外部から入力されたチップ選択信号や読出し・
書込み制御信号などの制御信号に基づいてチップ内部の
制御信号を形成する制御回路とから構成されると良い。
【0013】これによって、従来のフラッシュメモリに
設けられていた高機能の制御回路および電源回路がなく
なり、チップサイズが小さくなる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を図
面に基づいて説明する。
【0015】図1は、本発明を適用したフラッシュメモ
リカードの第1の実施例を示す。
【0016】この実施例のメモリカードは、特に制限さ
れないが、n個のフラッシュメモリチップFM1〜FM
nと、外部とのインタフェースおよびバスの切換え、ア
ドレス信号や制御信号に基づいて各メモリチップに対す
る選択信号の形成、ECCコードの生成、チェック等の
機能を有するコントローラチップCONT、外部から供
給されるコマンドに基づいてフラッシュメモリチップに
対する書込み、読出し制御などを行なうマイクロプロセ
ッサCPUとがプリント配線基板10上に搭載され、全
体が樹脂等によりモールドされて構成される。
【0017】上記コントローラチップCONTは、基板
10上に形成されたアドレス&コントロールバス11お
よびデータバス12を介して上記フラッシュメモリチッ
プFM1〜FMnに接続されるとともに、外部のパーソ
ナルコンピュータ本体などのカードスロットに挿入され
る外部端子14に接続され、フラッシュメモリチップF
M1〜FMnに対するアクセスはすべてコントローラチ
ップCONTを介して行なわれるように構成されてい
る。マイクロプロセッサCPUからメモリチップFM1
〜FMnに制御信号を供給するようにしてもよい。
【0018】なお、図1において16は上記コントロー
ラチップCONTおよびフラッシュメモリチップFM1
〜FMnに供給される電源電圧Vccが印加される外部
電源端子、17は接地電位が印加される外部接地端子で
ある。
【0019】上記コントローラチップCONTの機能は
1個ないし数個の半導体チップで構成されてもよいが、
この実施例では、1つのゲートアレイで構成され、搭載
されるチップの数や仕様(例えば書込み電圧等)が変わ
っても対応がし易くなっている。しかも、この実施例で
は、従来は各フラッシュメモリチップ内に設けられてい
た書込み電圧Vwや読出し電圧Vr、消去電圧Ve、書
込みベリファイ電圧Vwv、消去ベリファイ電圧Vevなど
を発生する電源回路が上記コントローラチップCONT
に設けられ、発生された電源電圧は電源ライン群13を
介して各フラッシュメモリチップFM1〜FMnに供給
されるように構成されている。
【0020】また、この実施例では、従来のフラッシュ
メモリチップに内蔵されていた制御回路の機能は、コン
トローラチップCONTとマイクロプロセッサCPUと
によって実現されるように構成されている。そして、こ
れに応じて、各フラッシュメモリチップFM1〜FMn
からは従来のフラッシュメモリチップに内蔵されていた
電源回路および制御回路が削除された構成とされてい
る。これによって、フラッシュメモリチップのサイズが
6〜8%低減されるようになる。
【0021】図2は、本発明を適用したフラッシュメモ
リカードの第2の実施例を示す。図1の実施例ではコン
トローラチップCONTとマイクロプロセッサCPUと
が別個のチップで構成されているが、この実施例では、
マイクロプロセッサCPUをコントローラチップCON
Tへ取り込んで1チップ化したものである。このような
チップは、CPUコアと呼ばれるマクロセルを内蔵した
ゲートアレイとして既に提供されており、それを使用す
ることができる。これによって、メモリカードに搭載可
能なメモリチップの数を増加させることができる。
【0022】図3は、上記実施例のフラッシュカードに
使用されるフラッシュメモリチップの一実施例を示す。
【0023】図3に示すように、この実施例のフラッシ
ュメモリチップは、例えば16Mビットのような複数個
のメモリセルがマトリックス状に配設されたメモリセル
アレイ21と、外部より入力されるX系アドレス信号A
Xを取り込んでデコードして上記メモリセルアレイ内の
ワード線を選択するXデコーダ22と、外部(コントロ
ーラチップCONT)より入力されるY系アドレス信号
AYを取り込んでデコードして上記メモリセルアレイ内
のデータ線を選択するYデコーダ23と、上記Xデコー
ダ22のデコード出力によって選択されたメモリセルア
レイ11内の被選択ワード線に接続されたメモリセルか
らデータ線に読み出されたデータを増幅して保持するセ
ンスアンプ24と、上記Yデコーダ23のデコード出力
によって上記センスアンプ24のうちY系アドレス信号
に対応したものを選択するYゲート回路25と、Yゲー
ト回路25で選択されたデータを外部へ出力するための
データ出力バッファ26と、入力された書込みデータを
上記Yゲート回路25を介してメモリセルアレイ21に
供給するデータ入力バッファ27と、外部(コントロー
ラチップCONT)から入力されたチップ選択信号/C
Eやリード・ライト制御信号/WE、出力制御信号/O
Eなどに基づいてチップ内部の制御信号を形成する簡易
な制御回路28などから構成されている。
【0024】なお、図3に示すフラッシュメモリチップ
では、動作モードに応じて電圧の切換えを行なう電源切
換え回路がXデコーダ22に設けられているが、この電
源切換え回路も上記コントローラチップCONTに設け
るようにしてもよい。
【0025】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例では、制御用チップとしてのコントローラチップ
をゲートアレイで構成したが、専用のLSIとして構成
してもよいことはいうまでもない。また、各フラッシュ
メモリチップは従来と同様に各々が樹脂でモールドされ
ていても良いが、各チップをモールドせずにベアチップ
としてコントローラチップとともにプリント基板10上
に搭載し、全体を樹脂でモールドするようにしても良
い。
【0026】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるフラッ
シュメモリを内蔵したメモリカードに適用した場合につ
いて説明したが、この発明はそれに限定されるものでな
く、EEPROMチップやRAMチップを内蔵したメモ
リカードあるいは複数のメモリチップを1枚のボード上
に搭載してなるメモリモジュールなどにも利用すること
ができる。
【0027】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。
【0028】すなわち、この発明に従うと、メモリチッ
プのサイズが低減されこれによって外形寸法の制限のあ
るメモリカードに搭載可能なメモリチップの数が増加さ
れ、その結果メモリカードの大容量化を可能になるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したフラッシュメモリカードの第
1の実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明を適用したフラッシュメモリカードの第
2の実施例を示すブロック図である。
【図3】本発明のメモリカードに使用して好適なフラッ
シュメモリの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
CONT コントローラチップ FM1〜FMn フラッシュメモリチップ CPU マイクロプロセッサ 10 プリント配線基板 11 アドレスバス&コントロールバス 12 データバス 13 電源ライン群 14 外部端子 21 メモリセルアレイ 22 Xデコーダ 23 Yデコーダ 24 センスアンプ 25 Yゲート回路 26 データ出力バッファ 27 データ入力バッファ 28 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深澤 真一 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事業部内 (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事業部内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリチップとこれらのメモリチ
    ップの選択信号および読出し・書込み制御信号を形成す
    る制御用チップを内蔵した記憶装置において、各メモリ
    チップに共通の制御回路および電源回路が上記制御用チ
    ップに設けられているとともに、上記制御用チップは上
    記複数のメモリチップのうち一つを選択して上記制御回
    路において形成される制御信号および上記電源回路にお
    いて発生される電圧を上記選択されたメモリチップに供
    給して動作を行なわせるように構成されてなることを特
    徴とする記憶装置。
  2. 【請求項2】 上記メモリチップは電気的に書込み消去
    可能な不揮発性メモリであることを特徴とする請求項1
    に記載の記憶装置。
  3. 【請求項3】 上記制御用チップはゲートアレイにより
    構成されてなることを特徴とする請求項1または2に記
    載の記憶装置。
  4. 【請求項4】 複数個の不揮発性記憶素子がマトリック
    ス状に配設されたメモリセルアレイと、X系アドレス信
    号をデコードして上記メモリセルアレイ内のワード線を
    選択するXデコーダと、Y系アドレス信号をデコードし
    て上記メモリセルアレイ内のデータ線を選択するYデコ
    ーダと、上記Xデコーダのデコード出力によって選択さ
    れたワード線に接続されたメモリセルからデータ線に読
    み出されたデータを増幅して保持するセンスアンプと、
    上記Yデコーダのデコード出力によって上記センスアン
    プのうちY系アドレス信号に対応したものを選択するY
    ゲート回路と、該Yゲート回路により選択されたデータ
    を外部へ出力するためのデータ出力バッファと、入力さ
    れた書込みデータを上記Yゲート回路を介してメモリセ
    ルアレイに供給するデータ入力バッファと、外部から入
    力されたチップ選択信号や読出し・書込み制御信号など
    の制御信号に基づいてチップ内部の制御信号を形成する
    制御回路とから構成されてなることを特徴するメモリカ
    ードもしくはメモリモジュール用のフラッシュメモリ。
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