JPH06119252A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、電気的に全チップあるいはブ
ロック単位で消去可能且つ書き込み可能な記憶装置内の
ブロックの書換え回数を均一化し見かけ上の該記憶装置
の寿命を伸ばすことにより、書換え回数に制限のある該
記憶装置を頻繁に書換えをするデータの格納にも使用可
能とすることにある。 【構成】電気的書き込み可能不揮発性記憶装置の消去単
位であるブロックを一つ或いは複数を一単位としてエリ
アを構成する。データの消去書き込みをエリア毎に行
い、該記憶装置のエリアの内の一つを管理情報エリアと
し、該記憶装置内の記憶データの管理情報を格納し、ま
た、全てのエリアには管理情報エリアであるかどうかを
示す記憶部、上記管理情報には全てのエリアの書き込み
回数を格納した記憶部を設けたことを特徴とする情報処
理装置。 【効果】本発明によれば、書換え回数に制限のある記憶
装置を、頻繁に書換えをするデータの格納にも使用可能
とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワードプロセッサや、
パーソナルコンピュータ等の情報処理装置に内蔵される
半導体不揮発性記憶装置の管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気的に全チップあるいはブロック単位
で消去可能且つ書き込み可能な記憶装置（以下フラッシ
ュメモリとする）は不揮発性のため、記憶したデータを
保持するための電源が不要であり、プログラムやデータ
等の格納に適している。しかし、消去或いは書き込み回
数に制限があるため、頻繁に書換えをする用途には使用
できなかった。

【０００３】従来、一般に大容量で不揮発性の記憶装置
としては、書換え回数に規定のない固定ディスク装置が
用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フラッシュメモリは、
固定ディスクに比べて低消費電力，軽量，耐衝撃性に優
れている等の利点を有するが、書換え回数に制限がある
という問題があった。

【０００５】通常の情報処理装置では、不揮発性記憶装
置には動作プログラムや文字フォントデータ，一時保管
される各種の文書ファイルデータ等の様々なデータが混
在して記憶されている。一般には動作プログラムや文字
フォント等は一度書き込まれると書き換えられることは
少ない。また、文書ファイルデータ等は書き換えられる
ことが多い。このことから、同一の不揮発性記憶装置内
の各ブロックの書き換え回数の偏りを均一化すること
で、書き換え回数が多いブロックの書換え回数を大きく
することができる。

【０００６】本発明の目的は、フラッシュメモリ内のブ
ロックの書換え回数を均一化し、見かけ上のフラッシュ
メモリの寿命を伸ばすことにより、書換え回数に制限の
あるフラッシュメモリを頻繁に書換えをするデータの格
納にも使用可能とすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記フラッシュメモリの
消去単位であるブロックを一つ或いは複数を一単位とし
てエリアを構成し、データの消去書き込みをエリア毎に
行う。該エリアの内の一つを管理情報エリアとし、該フ
ラッシュメモリ内の記憶データの管理情報を格納する。
また、上記全てのエリアには管理情報エリアであるかど
うかを示す記憶部（以下ＣＤと記す）を設ける。上記管
理情報には、全てのエリアの使用状態及び格納データの
情報等のほかに、全てのエリアの書き込み回数を格納し
た記憶部（以下ＷＣと記す）、管理情報エリアのシリア
ル番号記憶部（以下ＣＤＳＮと記す）を有する。

【０００８】

【作用】フラッシュメモリに何も書き込まれていないこ
とを確認し、次に、各種データを上記フラッシュメモリ
の各エリアに書き込むのと同時にＣＤに０１Ｈ（０と１
を両方含んでいるデータ消去時の値と違う値）を設定す
る。

【０００９】次に、全てのエリアの使用状態，格納デー
タの情報等及び全エリアのＷＣを含む管理情報を書き込
む。このとき同時に、管理情報エリアのＣＤには１０Ｈ
（０と１を両方含んでいるデータ消去時の値と違う値で
且つ、前記データエリアのＣＤとは違う値）を書き込
み、ＣＤＳＮには０を書き込む。

【００１０】以上により、該フラッシュメモリの初期化
が終了する。

【００１１】エリアの内容を消去すると同時に、該エリ
アのＣＤはクリアされ初期値が設定される。このため、
消去されたエリアはデータエリア及び管理情報エリアと
区別できる。

【００１２】現在の半導体デバイス技術では、フラッシ
ュメモリの書換え保証回数は、10,000回から1,000,000
回の間程度である。書換え保証回数の数分に１ないし数
百分の１程度の適当な数を、エリア交換回数（以下ＡＣ
Ｃと記す）に決定する。上記フラッシュメモリに対して
書き込みが発生すると管理情報により、有効データの格
納されていないエリアの中で、書換え回数の最も少ない
エリアを選択して書き込みを行う。また、管理情報内の
書換えたエリアのＷＣと、管理情報エリアのＷＣをイン
クリメントし、管理情報を書換える。この管理情報書換
え時、もし、管理情報のＷＣが前記ＡＣＣのｎ倍（ｎは
正の整数）に達すれば、管理情報を格納するエリアを、
全ての使用可能なエリアの中で書換え回数の最も少ない
エリアに置き換える。

【００１３】管理情報エリアは、全てのエリアに対する
書き込みが発生する毎に書換えが発生するため、最も書
換え回数が多くなるが、上記のように、一定回数の書換
えを行う毎に管理情報エリアを移動し、定まったエリア
だけが書換え回数が多くなることはない。

【００１４】これにより、フラッシュメモリ内のブロッ
クの書換え回数を均一化し、見かけ上のフラッシュメモ
リの寿命を伸ばすことができる。

【００１５】また、管理情報エリアの消去に失敗した場
合には、ＣＤＳＮの値を更新して新しく管理情報エリア
を設定する。ここで、ＣＤが１０Ｈのエリアが複数出来
てしまう可能性があるが、ＣＤＳＮの値の最新のものを
管理情報エリアに選択することにすれば、管理情報エリ
アが書き込み消去不能になっても正しい管理情報を選択
できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を各図により説明す
る。図１は、本発明に係る情報処理装置を構成した一実
施例である。

【００１７】ＣＰＵ１０１は、中央処理装置であって、
ＲＡＭ１０２，ＲＯＭ１０３に存在するプログラムに従
って動作し、表示装置１０５により表示を行い、Ｉ／Ｏ
装置１０６によりデータの入力及び出力を行う。

【００１８】ＲＡＭ１０２は、ランダムアクセス可能な
書き込み読みだし可能な記憶装置であって、ＣＰＵ１０
１の動作するプログラムやデータを一時的に格納する。

【００１９】ＲＡＭ１０２は揮発性であり、電源を切断
すると内容は全て消去される。

【００２０】ＲＯＭ１０３は、ランダムアクセス可能な
読みだし専用の記憶装置であって、ＣＰＵ１０１の動作
するプログラムや各種データを格納してある。ＲＯＭ１
０３は不揮発性のため、電源投入時にＣＰＵ１０１が最
初に実行するプログラムを格納してある。

【００２１】表示装置１０５は、ＣＰＵ１０１の指令に
より表示を行う。

【００２２】Ｉ／Ｏ装置１０６は、キーボードやプリン
タといった入出力装置であって、本情報処理装置の入出
力を司る。

【００２３】フラッシュメモリ１０４は、前記のように
電気的に全チップあるいはブロック単位で消去可能且つ
書き込み可能な記憶装置であり、動作プログラムや文字
フォントデータ，一時保管される各種の文書ファイルデ
ータ等の様々なデータが記憶される。本実施例では、ブ
ロック毎に連続してアクセスを行うフラッシュメモリを
使用している。

【００２４】次に、本発明に係るフラッシュメモリ１０
４の制御方法について説明する。

【００２５】図２は、フラッシュメモリ１０４内に格納
するデータの構成を示す実施例である。フラッシュメモ
リ１０４内は、データエリアと管理情報エリアと未使用
エリアが存在する。データエリアの先頭にはＣＤ＝０１
Ｈが、管理情報エリアの先頭にはＣＤ＝１０Ｈが書き込
まれている。また、管理情報エリアには、ＣＤＳＮが書
き込まれてあり、何番目の管理情報であるかという情報
が格納されている。未使用エリアはデータを消去したま
ま書き込みを行っていないエリアであり、全ビットが１
または０となっている。

【００２６】次に、該フラッシュメモリ１０４に対する
アクセス方法について詳述する。

【００２７】図３は、初めてデータを書き込むときのフ
ローである。３０１，３０２で、データエリアに書き込
みを行い、次に３０３，３０４で、書き込んだデータの
管理情報を書き込む。何も書き込まれていないエリア
（未使用エリア）は全ビットが１または０となってお
り、ＣＤの値によって区別される。

【００２８】図４は、通常使用で電源投入時の処理を示
している。フラッシュメモリ１０４の管理情報は頻繁に
使用するので、電源投入時にＲＡＭ１０２にロードして
おく処理である。管理情報エリアを選択するにあたり、
まず４０１で全エリアに対してＣＤ＝１０Ｈのエリアを
探す。４０２，４０３では、以前に管理情報エリアの消
去に失敗しているとＣＤ＝１０Ｈのエリアが複数存在す
るので、その中からＣＤＳＮ値の一番大きな管理情報エ
リアを選択してＲＡＭ１０２にロードする。この処理に
よって、電源投入前に書き込まれていた正しい管理情報
を知ることができ、また、ＲＡＭ１０２上にロードして
おくことによって、ＣＰＵ１０１は迅速に管理情報を利
用することができる。

【００２９】図５は、フラッシュメモリ１０４からデー
タを読みだすときの処理を示している。５０１で管理情
報から必要なデータの存在するエリアを探索し、５０２
で読みだす。フラッシュメモリ１０４からのデータの読
みだしはシリアルに行われ、ＣＰＵ１０１はＲＡＭ１０
２へ展開する。このとき、ＣＤの値は読みとばすことで
複数のエリアにまたがったデータをＲＡＭ１０２上に連
続して展開できる。フラッシュメモリからのデータを読
みだし回数には制限等はない。

【００３０】図６は、フラッシュメモリ１０４内のデー
タを書換えるときの処理を示している。文書ファイルデ
ータの登録といったフラッシュメモリ１０４への書き込
みが発生すると、６０１ではＲＡＭ１０２上の管理情報
から使用可能なエリアの中でＷＣの一番小さいエリアを
選択し、６０２でデータエリアであることを示すＣＤ＝
０１Ｈを含めデータの書き込みを行う。６０３では、Ｒ
ＡＭ１０２上で書き込んだデータエリアの管理情報を更
新し、６０４で管理情報を書き込む。

【００３１】以上説明したようなフローでデータ及び管
理情報の書き込みを行うが、書き込み処理の際は使用済
みエリアに対する内部データの消去処理を行わなければ
ならない場合がある。

【００３２】次に、図７，図８，図９を用いて、３０
２，３０４，６０２，６０４で行っているデータと管理
情報の書き込み処理について詳細に説明する。

【００３３】図７は、データエリアの書き込み処理を示
している。

【００３４】７０１〜７０５では、書き込もうとするエ
リアが使用済みであった場合の消去処理を示している。
データの消去を行って失敗した場合には、再度消去処理
を行う。既定回数（Ｚ＋１）回行って消去できなかった
場合には、７１０のアラーム処理１に移り、７１１で該
当エリアは使用不能として他のエリアを探し再度データ
の書換え処理を行う。

【００３５】７１０のアラーム処理１は、表示装置１０
５により、一つのエリアが使用不能になったことを操作
者に知らせる。このとき、フラッシュメモリ１０４の使
用可能容量や、使用できなくなったエリア数，使用でき
なくなったエリアの百分率等を示しても良い。アラーム
処理７０１は必要なければ行わなくて良い。

【００３６】７０６〜７０９では、データの書き込み処
理を示している。書き込んだ後に書き込まれたデータが
正常かどうかを確認し、正常でなければ再度書き込みを
行う。規定回数Ｚ回行って書き込みできなかった場合に
は、７１０のアラーム処理１に移り、７１１で該当エリ
アは使用不能として他のエリアを探し再度データの書換
え処理を行う。

【００３７】図８は、管理情報エリアの書き込み処理を
示している。７０１〜７１１の処理はデータエリアの書
き込み処理と同じであるが、８０１，８０２の処理が追
加されている。８０１，８０２では、ＷＣの値がエリア
交換回数ＡＣＣのｎ倍（ｎは正の整数）に達したとき
に、管理情報エリアを、他のＷＣの小さいエリアに変更
する処理を行う。該管理情報格納エリアの変更を行う処
理を（Ａ）として図９に示している。

【００３８】図９では、９０１で管理情報のＷＣが、使
用しているフラッシュメモリの書換え保証回数に達した
かどうか確認する。書換え保証回数に達した場合はアラ
ーム処理２で表示装置１０５により１つのエリアが書換
え保証回数に達したことを操作者に知らせる。このと
き、アラーム処理１と同様に、フラッシュメモリ１０４
の使用可能容量や、使用できなくなったエリア数，使用
できなくなったエリアの百分率，書換え保証回数を超え
たエリア数等を示しても良い。アラーム処理702は必要
なければ行わなくて良い。

【００３９】管理情報のエリアを変更する場合は、まず
９０３で、管理情報から全エリアの中でＷＣの一番小さ
いエリアを選択し、９０４で選択されたエリアに格納さ
れているデータをそれまでの管理情報が格納されていた
エリアに変更し、９０５で選択されたＷＣの一番小さい
エリアを、管理情報エリアとする。エリアの変更が終了
すると、（Ｂ）に続いて図７に示したデータエリアの書
き込み処理または図８に示した管理情報の書き込み処理
を行う。

【００４０】以上説明したように本発明によれば、管理
情報エリアは、データエリアまたは管理情報エリアへの
書き込みが起こる毎に書換えが発生するが、一定回数ご
とに格納するエリアを変更するので全てのエリアの書換
え回数を均一化できる。

【００４１】また、上記のようにデータの書き込みが発
生すると、そのとき必ずフラッシュメモリの管理情報を
最新のものに書換えるので、不用意に電源が切断されて
も管理情報はフラッシュメモリに格納されているので管
理情報が消えてしまうことがない。

【００４２】また、前記のようにフラッシュメモリ内の
ブロックの書換え回数を均一化できるため、一つのエリ
アが書換え不能となった、或いは書換え保証回数に達し
たときには、全てのエリアでフラッシュメモリが使用不
能となる確率が増大していることになる。このときアラ
ーム処理を行うことにより操作者に対してフラッシュメ
モリの交換時期が近いことを知らせることができ、良好
な操作性を提供できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ラッシュメモリ内のブロックの書換え回数を均一化し見
かけ上のフラッシュメモリの寿命を伸ばすことにより、
書換え回数に制限のあるフラッシュメモリを頻繁に書換
えをするデータの格納にも使用可能とすることができ
る。

【００４４】また、フラッシュメモリ内のデータの管理
情報をフラッシュメモリ内に格納しているため、他に管
理情報を格納するための不揮発性記憶装置を有する必要
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例情報処理装置のブロック構成
図。

【図２】フラッシュメモリ内に格納するデータの構成を
示す図。

【図３】フラッシュメモリに初めてデータを書き込むと
きの動作フロー。

【図４】電源投入時の管理情報読みだし処理フロー。

【図５】データ読みだし処理フロー。

【図６】データを書換えるときの処理フロー。

【図７】データエリアへの書き込み処理フロー。

【図８】管理情報エリアへの書き込み処理フロー。

【図９】管理情報のエリアを変更する処理フロー。

【符号の説明】

１０１…中央処理装置、１０２…ＲＡＭ、１０３…フラ
ッシュメモリ、１０４…表示装置、１０５…Ｉ／Ｏ装
置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気的に全チップあるいはブロック単位で
   消去可能且つ書き込み可能な記憶装置を有し、該記憶装
   置の消去単位であるブロックを一つ或いは複数を一単位
   としてエリアを構成し、データの消去書き込みをエリア
   毎に行う情報処理装置において、 該記憶装置のエリアの内の一つを管理情報エリアとし、
   該エリア内に上記電気的書き込み可能な不揮発性記憶装
   置内の記憶データの管理情報を格納し、また、全てのエ
   リアには管理情報エリアであるかどうかを示す記憶部を
   設けると共に、上記管理情報には全てのエリアの書き込
   み回数を格納した記憶部を設けたことを特徴とする情報
   処理装置。
2. 【請求項２】請求項１の情報処理装置において、 管理情報を格納するエリアの書き込み数がある一定数を
   超える毎に、管理情報エリアを全エリアの中で書き込み
   回数の一番小さいエリアに変更することを特徴とする情
   報処理装置。
3. 【請求項３】請求項１の情報処理装置において、 管理情報にシリアル番号を設け、管理情報が消去不能に
   なったときに、シリアル番号により最新の管理情報を区
   別することを特徴とする情報処理装置。
4. 【請求項４】請求項１の情報処理装置において、 上記電気的書き込み可能な不揮発性記憶装置内のデータ
   の消去或いは書き込みに失敗したときに警告を行うこと
   を特徴とする情報処理装置。
5. 【請求項５】請求項１の情報処理装置において、 上記電気的書き込み可能な不揮発性記憶装置内のデータ
   の書換え回数が、書換え保証回数を超えたときに警告を
   行うことを特徴とする情報処理装置。