JPH11110983A

JPH11110983A - フラッシュメモリの消去回数管理方法及びそれを用いたデータ処理装置

Info

Publication number: JPH11110983A
Application number: JP27243997A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Hayashi; 和也林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】データ書き換え中の停電発生時でも管理情報領
域が保存され、管理情報領域を縮小することができ管理
セクタが早く規定消去回数に達するという事態を回避可
能なフラッシュメモリの消去回数管理方法を実現する。【解決手段】管理対象データセクタが未消去のときは管
理セクタの第1〜nバイトのデータは全て$FFで対象デー
タセクタの１度目の消去で管理セクタの第1バイトB1に$
7Fを書きD7ビットを“0"にする。対象データセクタの２
〜７度目の消去毎に第1バイトB1のD6〜D1ビットを“0"
とし、対象データセクタに８度目消去で第1バイトB1に$
00を書き第1バイトB1のD0ビットを“0"にする。管理セ
クタが全部でnバイトなら対象データセクタの(8×n-1)
度目の消去で第nバイトBnに$01を書き第nバイトBnのD1
ビットを“0"にする。データセクタの8×n度目の消去で
第nバイトBnに$00を書き第nバイトBnのD0ビットを“0"
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消去回数に制限が
あるフラッシュメモリの消去回数管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】フラッシュメモリは、不揮発性メモリで
あり、消去回数に制限があり、特定単位バイト（以降
「セクタ」）毎に消去が行われる。そして、消去される
ことによりセクタ内のデータはビット単位で値がすべて
“１”となり、書き込み動作はビットの値に対し“１”
から“０”、または、“１”から“１”、または、
“０”から“０”が許される。或いは、消去されるこ
とによりセクタ内のデータはビット単位で値がすべて
“０”となり、書き込み動作はビットの値に対し“０”
から“１”、または、“１”から“１”、または、
“０”から“０”が許される。

【０００３】上述したフラッシュメモリを用いたコンピ
ュータシステムにおいて、信頼性を重視したシステムで
はフラッシュメモリの消去回数の管理を行う。従来にお
いては、図６、図７、図８に示すような消去回数の管理
方法をフラッシュメモリについて行っていた。

【０００４】図６は、同一セクタＡ内にデータ領域と管
理情報領域とを混在させる方法を示す図である。この図
６に示した方法においては、セクタＡの消去後に管理情
報領域にインクリメントした消去回数情報を記録する。

【０００５】図７は、１つのデータセクタＡに１つの管
理セクタＢを付加する方法を示す図である。データセク
タＡはデータ領域と管理情報領域とを有し、セクタＢは
管理情報領域のみを有する。セクタＡの消去を行う場
合、まず、セクタＢを消去し、セクタＢの管理情報領域
にインクリメントした消去回数情報を記録する。その
後、セクタＡの消去後に管理情報領域にセクタＢに記録
した消去回数情報を記録する。

【０００６】図８は、複数のデータセクタに１つの管理
セクタを付加する方法を示す図である。セクタＡ、セク
タＢ、セクタＣは、それぞれデータ領域と管理情報領域
とを有し、セクタＤは、セクタＡ、セクタＢ、セクタＣ
の管理情報領域、および、セクタＤの管理情報領域を有
する。

【０００７】図８において、セクタＡの消去を行う場
合、まず、セクタＤを消去し、セクタＤの管理情報領域
Ａにインクリメントした消去回数情報を記録する。そし
て、セクタＤの管理情報領域Ｄにインクリメントした消
去回数情報を記録する。

【０００８】その後、セクタＡの消去後に管理情報領域
にセクタＤに記録した管理情報領域Ａの消去回数情報を
記録する。この方法では、セクタＤの消去後、または、
管理情報領域にインクリメントした消去回数情報を記録
する前に停電が起こり消去回数情報を記録できなかった
場合、および、セクタＡの消去後、または、管理情報領
域にインクリメントした消去回数情報を記録する前に停
電が起こり消去回数情報を記録できなかった場合でも、
セクタＡ、セクタＤの消去回数情報は保存される。な
お、図８に示した方法であれば、データ領域に対する管
理情報領域が大きくなり過ぎるという問題も緩和され
る。

【０００９】この他に、図７において、セクタＡに管理
情報領域を形成せず、セクタＢのみに管理情報領域を形
成する方式や、図８においてセクタＡ、セクタＢ、セク
タＣの管理情報領域を形成せず、セクタＤのみに管理情
報領域を形成する方式等がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た、図６、図７、図８に示すような消去回数の管理方法
には以下の問題がある。図６に示した方法は、同一セク
タ内にデータ領域と管理情報領域とを混在させる方法で
あり、セクタＡの消去後に管理情報領域にインクリメン
トした消去回数情報を記録する。この方法だと、セクタ
Ａの消去後、または、管理情報領域にインクリメントし
た消去回数情報を記録する前に停電が起こり消去回数情
報を記録できなかった場合、セクタＡに関する消去回数
が不明になってしまうという問題がある。

【００１１】また、図７に示した方法は、１つのデータ
セクタに１つの管理セクタを付加する方法であり、セク
タＡはデータ領域と管理情報領域を有し、セクタＢは管
理情報領域のみを有する。セクタＡの消去を行う場合、
まず、セクタＢを消去し、セクタＢの管理情報領域にイ
ンクリメントした消去回数情報を記録する。その後、セ
クタＡの消去後に管理情報領域にセクタＢに記録した消
去回数情報を記録する。

【００１２】この方法だと、セクタＢの消去後、また
は、管理情報領域にインクリメントした消去回数情報を
記録する前に停電が起こり消去回数情報を記録できなか
った場合、および、セクタＡの消去後、または、管理情
報領域にインクリメントした消去回数情報を記録する前
に停電が起こり消去回数情報を記録できなかった場合で
も、セクタＡ、セクタＢの消去回数情報は保存される
が、データ領域に対する管理情報領域が大きくなり過ぎ
るという問題がある。

【００１３】また、図８に示した方法は、複数のデータ
セクタに１つの管理セクタを付加する方法であり、セク
タＡ、セクタＢ、セクタＣはデータ領域と管理情報領域
とを有し、セクタＤはセクタＡ、セクタＢ、セクタＣの
管理情報領域及びセクタＤの管理情報領域を有する。

【００１４】セクタＡの消去を行う場合、まず、セクタ
Ｄを消去し、セクタＤの管理情報領域Ａにインクリメン
トした消去回数情報を記録し、セクタＤの管理情報領域
Ｄにインクリメントした消去回数情報を記録する。その
後、セクタＡの消去後に管理情報領域にセクタＤに記録
した管理情報領域Ａの消去回数情報を記録する。

【００１５】この方法では、セクタＤの消去後、また
は、管理情報領域にインクリメントした消去回数情報を
記録する前に停電が起こり消去回数情報を記録できなか
った場合、および、セクタＡの消去後、または、管理情
報領域にインクリメントした消去回数情報を記録する前
に停電が起こり消去回数情報を記録できなかった場合で
も、セクタＡ、セクタＤの消去回数情報は保存される。
なお、データ領域に対する管理情報領域が大きくなり過
ぎるという問題も緩和される。

【００１６】しかし、この方法をとると、セクタＡ、セ
クタＢ、セクタＣに比べ、セクタＤは早く規定消去回数
に達してしまうという問題がある。

【００１７】また、図７において、セクタＡに管理情報
領域を形成せず、セクタＢのみに管理情報領域を有する
方式、図８においてセクタＡ、セクタＢ、セクタＣに管
理情報を形成せず、セクタＤのみに管理情報を持つ方式
等については、図６、図７、図８に示した例で問題とな
ったデータ書き換え中の停電発生時に管理情報領域が保
存されないという問題や、データ領域に対して管理情報
領域が巨大化してしまうという問題、データセクタに比
べ管理セクタが早く規定消去回数に達してしまうという
問題が同様に発生する。

【００１８】以上のように従来方式では、データ書き換
え中の停電発生時に管理情報領域が保存されないという
問題や、データ領域に対して管理情報領域が巨大化して
しまう問題、データセクタに比べ管理セクタが早く規定
消去回数に達してしまうという問題があった。

【００１９】本発明の目的は、データ書き換え中の停電
発生時でも管理情報領域が保存され、データ領域に対し
て管理情報領域を縮小することができ、データセクタに
比べ管理セクタが早く規定消去回数に達してしまうとい
う事態を回避可能なフラッシュメモリの消去回数管理方
法及びそれを用いたデータ処理装置を実現することであ
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するため、本発明は、次のように
構成される。すなわち、消去回数に制限があり、特定単
位バイトであるセクタ毎に消去を行い、消去されること
によりセクタ内のデータはビット単位で値がすべて
“１”になり、書き込み動作はビットの値に対し“１”
から“０”、“１”から“１”、“０”から“０”が許
される不揮発性メモリであるフラッシュメモリの消去回
数管理方法において、複数のセクタに対して、単一のセ
クタを管理セクタとして割り当て、この管理セクタを、
管理する複数のセクタのそれぞれに対応した領域に分割
し、管理対象セクタが消去される毎に、管理セクタ内の
上記管理対象セクタに対応する領域の複数バイトの中の
連続するビットに順次“０”を書き込んで消去回数をカ
ウントしていくことにより、消去回数に制限があるフラ
ッシュメモリの寿命を管理する。

【００２１】（２）また、消去回数に制限があり、特定
単位バイトであるセクタ毎に消去を行い、消去されるこ
とによりセクタ内のデータはビット単位で値がすべて
“０”になり、書き込み動作はビットの値に対し“０”
から“１”、“１”から“１”、“０”から“０”が許
される不揮発性メモリであるフラッシュメモリの消去回
数管理方法において、複数のセクタに対して、単一のセ
クタを管理セクタとして割り当て、この管理セクタを、
管理する複数のセクタのそれぞれに対応した領域に分割
し、管理対象セクタが消去される毎に、管理セクタ内の
上記管理対象セクタに対応する領域の複数バイトの中の
連続するビットに順次“０”を書き込んで消去回数をカ
ウントしていくことにより、消去回数に制限があるフラ
ッシュメモリの寿命を管理する。

【００２２】（３）好ましくは、上記（１）又は（２）
において、複数のセクタの集まりであるクラスタに対し
て、上記管理セクタを１つ割り当て、この管理セクタ内
に設けられた消去回数を管理するセクタの個数分の消去
回数カウンタの特定のアドレスを定期的に読み出し、そ
のアドレスにおけるデータを所定の特定データと比較
し、消去回数が規定消去回数に達したかどうかを判断す
ることにより、消去回数に制限があるフラッシュメモリ
の寿命を管理する。

【００２３】（４）また、好ましくは、上記（３）にお
いて、上記クラスタの状態を示すクラスタ情報エリアを
備え、このクラスタ情報エリアにクラスタ内の各セクタ
の消去情報と、クラスタ全体に関する情報を記録してお
くことにより、クラスタ情報エリアの読み出し動作のみ
によりクラスタ内の情報を取得する。

【００２４】（５）また、好ましくは、上記（１）、
（２）又は（３）において、管理セクタの特定のアドレ
スに特定のデータパターンを書込んでおくことにより、
その特定データパターンが書き換えられたことを検出す
ることにより、上記管理セクタが初期化されたことを検
出する。

【００２５】（６）また、ＭＰＵと、主記憶手段と、消
去回数に制限があり、特定単位バイトであるセクタ毎に
消去を行い、消去されることによりセクタ内のデータは
ビット単位で値がすべて“１”になり、書き込み動作は
ビットの値に対し“１”から“０”、“１”から
“１”、“０”から“０”が許される不揮発性メモリで
あるフラッシュメモリとを有するデータ処理装置におい
て、上記フラッシュメモリは、上記複数のセクタに対し
て、割り当てられる単一のセクタである管理セクタを有
し、この管理セクタは、管理する複数のセクタのそれぞ
れに対応した領域に分割し、管理対象セクタが消去され
る毎に、管理セクタ内の上記管理対象セクタに対応する
領域の複数バイトの中の連続するビットに順次“０”を
書き込んで消去回数をカウントしていくことにより、消
去回数に制限があるフラッシュメモリの寿命を管理す
る。

【００２６】（７）また、ＭＰＵと、主記憶手段と、消
去回数に制限があり、特定単位バイトであるセクタ毎に
消去を行い、消去されることによりセクタ内のデータは
ビット単位で値がすべて“０”になり、書き込み動作は
ビットの値に対し“０”から“１”、“１”から
“１”、“０”から“０”が許される不揮発性メモリで
あるフラッシュメモリとを有するデータ処理装置におい
て、上記フラッシュメモリは、上記複数のセクタに対し
て、割り当てられる単一のセクタである管理セクタを有
し、この管理セクタは、管理する複数のセクタのそれぞ
れに対応した領域に分割し、管理対象セクタが消去され
る毎に、管理セクタ内の上記管理対象セクタに対応する
領域の複数バイトの中の連続するビットに順次“０”を
書き込んで消去回数をカウントしていくことにより、消
去回数に制限があるフラッシュメモリの寿命を管理す
る。

【００２７】（８）好ましくは、上記（６）又は（７）
において、上記フラッシュメモリは、複数のセクタの集
まりであるクラスタに対して、上記管理セクタを１つ割
り当て、この管理セクタ内に消去回数を管理するセクタ
の個数分の消去回数カウンタを有し、この消去カウンタ
の特定のアドレスを定期的に読み出し、そのアドレスに
おけるデータを所定の特定データと比較し、消去回数が
規定消去回数に達したかどうかを判断することにより、
消去回数に制限があるフラッシュメモリの寿命を管理す
る。

【００２８】（９）また、好ましくは、上記（８）にお
いて、上記フラッシュメモリは、上記クラスタの状態を
示すクラスタ情報エリアを備え、このクラスタ情報エリ
アにクラスタ内の各セクタの消去情報と、クラスタ全体
に関する情報を記録しておくことにより、クラスタ情報
エリアの読み出し動作のみによりクラスタ内の情報を取
得する。

【００２９】（１０）また、好ましくは、上記（６）、
（７）又は（８）において、管理セクタの特定のアドレ
スに特定のデータパターンを書込んでおくことにより、
その特定データパターンが書き換えられたことを検出す
ることにより、上記管理セクタが初期化されたことを検
出する。

【００３０】本発明のフラッシュメモリの消去回数管理
方法及びそれを用いたデータ処理装置では、フラッシュ
メモリの書き込み動作がビットの値に対し“１”から
“０”、または、“１”から“１”、または、“０”か
ら“０”が可能であるということに着目し、管理セクタ
内の管理対象セクタに割り当てた複数バイトの中の最下
位バイトから最上位バイトへ、バイトデータ内では最下
位ビット（以降「ＬＳＢ」）から最上位ビット（以降
「ＭＳＢ」）、または、ＭＳＢからＬＳＢに向かって管
理対象セクタの消去に対し“０”が書き込まれている次
のビットに“０”を書き込んで消去回数をカウントして
いく。

【００３１】これにより、データ書き換え中の停電発生
時でも管理情報領域が保存され、データ領域に対する管
理情報領域を最少にし、かつ、データセクタに比べ管理
セクタが早く規定消去回数に達してしまうことのないフ
ラッシュメモリの消去回数管理方法の実現が可能とな
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施
形態であるフラッシュメモリの消去回数管理方法を示す
図である。この図１は、フラッシュメモリ内の各セクタ
（特定単位バイト）は、通常のデータを格納するデータ
セクタと、複数のデータセクタの消去回数を管理する１
つの管理セクタとに分けられており、その場合における
消去回数増加による管理セクタ内データの変化を示した
ものである。

【００３３】また、管理セクタは、管理する複数のデー
タセクタのそれぞれに対応した領域、つまり、第１バイ
トＢ１〜第ｎバイトＢｎに分割されている。このフラッ
シュメモリは、消去されることによりセクタ内１のデー
タはビット単位で値がすべて“１”になり、書き込み動
作はビットの値に対し“１”から“０”、または、
“１”から“１”、または、“０”から“０”が許され
るものである。

【００３４】消去回数管理開始後、管理対象のデータセ
クタの消去が１度もないときは、管理セクタの第１バイ
トから第ｎバイトまでのデータは、すべて＄ＦＦであ
る。管理対象のデータセクタに１度目の消去を行った場
合、管理セクタの第１バイトＢ１のＤ７ビットを“０”
にするため、第１バイトＢ１に＄７Ｆを書き込む。

【００３５】次に、管理対象のデータセクタに２度目の
消去を行った場合、管理セクタの第１バイトＢ１のＤ６
ビットを“０”にするため、第１バイトＢ１に＄３Ｆを
書き込む。管理対象のデータセクタに３度目〜７度目の
消去を行う毎に、管理セクタの第１バイトＢ１のＤ５〜
Ｄ１ビットを“０”とする。そして、管理対象のデータ
セクタに８度目の消去を行った場合、管理セクタの第１
バイトＢ１のＤ０ビットを“０”にするため第１バイト
Ｂ１に＄００を書き込む。

【００３６】次に、管理対象のデータセクタに９度目の
消去を行った場合、管理セクタの第２バイトＢ２のＤ７
ビットを“０”にするため第２バイトＢ２に＄７Ｆを書
き込む。

【００３７】そして、管理セクタが全部でｎバイトであ
れば、管理対象のデータセクタに（８×ｎ−１）度目の
消去を行った場合、管理セクタの第ｎバイトＢｎのＤ１
ビットを“０”にするため第ｎバイトＢｎに＄０１を書
き込む。また、管理対象のデータセクタに８×ｎ度目の
消去を行った場合、管理セクタの第ｎバイトＢｎのＤ０
ビットを“０”にするため第ｎバイトＢｎに＄００を書
き込む。このように、管理対象のデータセクタの消去が
行われる毎に管理セクタ内のデータの“０”を増やす方
法でカウントする。

【００３８】つまり、管理セクタ内の管理対象セクタに
割り当てた複数バイトの中の最下位バイトから最上位バ
イトへ、バイトデータ内では最下位ビット（ＬＳＢ）か
ら最上位ビット（ＭＳＢ）、または、ＭＳＢからＬＳＢ
に向かって管理対象セクタの消去に対し“０”が書き込
まれている次のビットに“０”を書き込んで消去回数を
カウントしていく。

【００３９】これにより、データ書き換え中の停電発生
時でも管理情報領域が保存され、データ領域に対して管
理情報領域を縮小することができ、データセクタに比べ
管理セクタが早く規定消去回数に達してしまうという事
態を回避可能なフラッシュメモリの消去回数管理方法を
実現することができる。

【００４０】つまり、本発明の一実施形態によれば、管
理対象セクタが消去される毎に、管理セクタ内の管理対
象セクタに対応する領域の複数バイトの中の連続するビ
ットに順次“０”を書き込んで消去回数をカウントす
る。管理セクタでのデータ更新は１バイトのデータ書き
込みであり、従来のように管理セクタでのデータ更新に
管理セクタの消去動作が必要ない。したがって、停電が
起こり消去回数情報を記録できずデータセクタに関する
消去回数が不明になってしまうという問題は発生しな
い。

【００４１】また、管理セクタは複数のデータセクタの
管理情報をもつことが可能であるため、データ領域に対
する管理情報領域が大きくなり過ぎるという問題も発生
しない。また、管理セクタは消去動作を必要としないた
め、管理セクタがデータセクタより早く規定消去回数に
達してしまうという問題も発生しない。

【００４２】図２は、本発明を、３２セクタ、１６Ｍビ
ットのデータ容量をもつフラッシュメモリに適用した場
合の構成を示したものである。図２において、１セクタ
当たりのデータ容量は６４ｋバイトであり、１０万回が
規定消去回数とする。セクタＳＡ０からセクタＳＡ６
（クラスタ）を命令コードやデータの格納を行うデータ
セクタとし、セクタＳＡ７を、図１に示した、データセ
クタの消去回数等の管理情報を格納する管理セクタとす
る。

【００４３】同様に、セクタＳＡ８からセクタＳＡ１４
（クラスタ）を命令コードやデータの格納を行うデータ
セクタとし、セクタＳＡ１５を、上記データセクタの消
去回数等の管理情報を格納する管理セクタとする。

【００４４】また、セクタＳＡ１６からセクタＳＡ２２
（クラスタ）を命令コードやデータの格納を行うデータ
セクタとし、セクタＳＡ２３を、上記データセクタの消
去回数等の管理情報を格納する管理セクタとする。さら
に、セクタＳＡ２４からセクタＳＡ３０（クラスタ）を
命令コードやデータの格納を行うデータセクタとし、セ
クタＳＡ３１を、上記データセクタの消去回数等の管理
情報を格納する管理セクタとする。

【００４５】図３は、図２に示した管理セクタＳＡ７内
の構成を示したものであり、相対アドレス＄００００か
ら＄１ＦＦＦのＳＡ０消去回数情報エリア（消去回数カ
ウンタ）は、データセクタＳＡ０の消去回数情報を格納
する。同様に、相対アドレス＄２０００から＄３ＦＦＦ
のＳＡ１消去回数情報エリアは、データセクタＳＡ１の
消去回数情報を格納する。

【００４６】また、相対アドレス＄４０００から＄５Ｆ
ＦＦのＳＡ２消去回数情報エリアは、データセクタＳＡ
２の消去回数情報を格納する。そして、相対アドレス＄
６０００から＄７ＦＦＦのＳＡ３消去回数情報エリア
は、データセクタＳＡ３の消去回数情報を格納する。ま
た、相対アドレス＄８０００から＄９ＦＦＦのＳＡ４消
去回数情報エリアは、データセクタＳＡ４の消去回数情
報を格納する。そして、相対アドレス＄Ａ０００から＄
ＢＦＦＦのＳＡ５消去回数情報エリアは、データセクタ
ＳＡ５の消去回数情報を格納する。

【００４７】また、相対アドレス＄Ｃ０００から＄ＤＦ
ＦＦのＳＡ６消去回数情報エリアは、データセクタＳＡ
６の消去回数情報を格納する。相対アドレス＄Ｅ０００
から＄ＦＦＦＦの空きエリアＳＡＥ（クラスタ情報エリ
ア）は、特定のデータパターンを書き込んでおき、この
管理セクタが消去されていないことを示す。つまり、こ
の管理セクタが消去された場合には、先に書き込まれた
特定のデータパターンでは無くなるので、上記特定デー
タパターンが書き込まれているか否かにより、この管理
セクタが消去されたか否かを判断することができる。そ
れぞれの消去回数情報エリアは、それぞれ８ｋバイトの
容量をもち、図１に示す消去回数管理方法により消去回
数を管理する。

【００４８】図１に示す消去回数管理方法では、８ｋバ
イトの容量があると、８×１０２４×８＝６５５３６回
のカウントが可能となる。フラッシュメモリのデバイス
で規定されている消去回数が１０万回であるが、信頼性
確保のためマージンを持たせ消去回数を５万回とするな
ら、６５５３６回は、十分なカウント量である。

【００４９】このように、図１に示した消去回数管理方
法を、図２、図３に示すフラッシュメモリの使用構成に
適用することにより、フラッシュメモリの容量の８７．
５％をデータエリアにすることが可能となる（例えば、
データセクタＳＡ０〜ＳＡ６に対して、一つの管理セク
タＳＡ７となっているので、（ＳＡ０〜７）／（ＳＡ０
〜ＳＡ８）＝０．８７５）。したがって、図７に示した
従来例のように、１つのデータセクタに１つの管理セク
タをもつ構成（フラッシュメモリ容量の５０％がデータ
セクタ）に比べ、管理セクタの容量を低減することが可
能であり、コストが安いシステムの構築が可能となる。

【００５０】図４は、本発明の一実施形態において、消
去回数情報エリアＳＡに記憶された消去回数が規定消去
回数に達したか否かを調べる方法を示す図である。消去
回数情報エリアＳＡの容量は６４ｋバイトであり、規定
消去回数を５万回とする。図１に示す消去回数管理方法
を用いると、消去回数が５万回を超えるのは相対アドレ
ス＄１８６Ｂのデータが、＄７Ｆになった場合である。

【００５１】つまり、相対アドレス＄１８６Ｂのデータ
が＄ＦＦの場合、消去回数が５万回に達していない。相
対アドレス＄１８６Ｂのデータが＄ＦＦ以外の場合、消
去回数が５万回に達したと判断できる。

【００５２】よって、監視タスクにより、ある特定の周
期でこのアドレスのデータを読み込み、読み込んだデー
タが＄ＦＦかそれ以外かを調べることにより、管理対象
セクタの消去回数が規定消去回数に達したかを確認する
ことができる。これにより、管理対象セクタの消去回数
が規定消去回数に達した場合、交代セクタへのデータの
移動等の処理をすることが可能となる。

【００５３】図５は、本発明の一実施形態と従来技術と
の、停電時におけるデータ消失の可能性について比較す
る図である。図５において、データセクタの消去に２ｍ
ｓ、データの書き込みに１バイトあたり２μｓ、１セク
タ分は１３１ｍｓ必要とするものとする。

【００５４】データセクタの消去回数を管理しているの
で、従来技術において、データセクタの書き換えを行う
場合は、データセクタの消去に２μｓ、データセクタの
書き込みに１３１ｍｓ、管理セクタの消去に２μｓ、管
理セクタへの管理情報の書き込みに１３１ｍｓ必要とな
る。

【００５５】これに対し、本発明による消去回数管理方
法では、データセクタの消去に２μｓ、データセクタの
書き込みに１３１ｍｓ、管理セクタへの書き込みに２μ
ｓ必要である。本発明の場合は、管理セクタの消去が不
要であるとともに、データセクタの消去回数を、管理セ
クタ内のデータの“０”を増加していく方法であるの
で、管理セクタへの書き込みが、従来技術に比較して、
大幅に短縮されている。

【００５６】従来技術においては、管理情報の更新に１
３３ｍｓ必要であり、この間に停電が発生した場合、管
理セクタの情報は消滅、または、不完全な情報になり使
用できない。

【００５７】これに対して、本発明による消去回数管理
方法では、管理情報の更新には２μｓの時間ですむた
め、この間に停電が発生しても、停電予告割り込みから
電源が落ちるまで数百μｓ必要であるため、管理セクタ
の情報が不完全な情報になることはない。

【００５８】本発明の他の実施形態としては、ＭＰＵ
と、主記憶装置とを有し、上述した消去回数管理方法に
より管理されるフラッシュメモリを使用するデータ処理
装置がある。このデータ処理装置によれば、データ書き
換え中の停電発生時でも管理情報領域が保存され、デー
タ領域に対して管理情報領域を縮小することができ、デ
ータセクタに比べ管理セクタが早く規定消去回数に達し
てしまうという事態を回避可能であるので、処理したデ
ータ等の信頼性の高いデータ処理装置を実現することが
できる。

【００５９】なお、上述した例におけるフラッシュメモ
リは、消去されることによりセクタ内のデータはビット
単位で値がすべて“１”になり、書き込み動作はビット
の値に対し“１”から“０”、または、“１”から
“１”、または、“０”から“０”が許されるものであ
るが、他の例のフラッシュメモリでも適用可能である。

【００６０】つまり、消去されることによりセクタ内の
データはビット単位で値がすべて“０”になり、書き込
み動作はビットの値に対し“０”から“１”、または、
“１”から“１”、または、“０”から“０”が許され
るフラッシュメモリにも適用可能である。

【００６１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、次のような効果がある。消去回数に制限が
あるフラッシュメモリの消去回数管理方法及びそれを用
いたデータ処理装置において、管理セクタ内の管理対象
セクタに割り当てた複数バイトの中の最下位バイトから
最上位バイトへ、バイトデータ内では最下位ビット（Ｌ
ＳＢ）から最上位ビット（ＭＳＢ）、または、ＭＳＢか
らＬＳＢに向かって管理対象セクタの消去に対し“０”
が書き込まれている次のビットに“０”を書き込んで消
去回数をカウントして、フラッシュメモリの消去回数を
管理する。したがって、データ書き換え中の停電発生時
でも管理情報領域が保存され、データ領域に対する管理
情報領域を最少にし、かつ、データセクタに比べ管理セ
クタが早く規定消去回数に達してしまうことのないフラ
ッシュメモリの消去回数管理方方法及びそれを用いたデ
ータ処理装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるフラッシュメモリの
消去回数管理方法を示す図である。

【図２】本発明を３２セクタ、１６Ｍビットのフラッシ
ュメモリに適用した場合の説明図である。

【図３】図２の管理セクタＳＡ７内の概略構成図であ
る。

【図４】消去回数情報エリアＳＡに記憶された消去回数
が規定回数に達したか否かを調べる方法に説明図であ
る。

【図５】本発明の一実施形態と従来技術との、停電時に
おけるデータ消失の可能性について比較する図である。

【図６】従来技術の一例を示す図である。

【図７】従来技術の他の例を示す図である。

【図８】従来技術のさらに他の例を示す図である。

【符号の説明】

Ｂ１〜Ｂｎ第１バイト〜第ｎバイトＳＡ消去回数情報エリアＳＡ０〜ＳＡ６、ＳＡ８〜ＳＡ１４データセクタＳＡ１６〜ＳＡ２２、ＳＡ２４〜ＳＡ３０データセク
タＳＡ７、ＳＡ１５、ＳＡ２３、ＳＡ３１管理セクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】消去回数に制限があり、特定単位バイトで
あるセクタ毎に消去を行い、消去されることによりセク
タ内のデータはビット単位で値がすべて“１”になり、
書き込み動作はビットの値に対し“１”から“０”、
“１”から“１”、“０”から“０”が許される不揮発
性メモリであるフラッシュメモリの消去回数管理方法に
おいて、複数のセクタに対して、単一のセクタを管理セクタとし
て割り当て、この管理セクタを、管理する複数のセクタ
のそれぞれに対応した領域に分割し、管理対象セクタが
消去される毎に、管理セクタ内の上記管理対象セクタに
対応する領域の複数バイトの中の連続するビットに順次
“０”を書き込んで消去回数をカウントしていくことに
より、消去回数に制限があるフラッシュメモリの寿命を
管理することを特徴とするフラッシュメモリの消去回数
管理方法。
【請求項２】消去回数に制限があり、特定単位バイトで
あるセクタ毎に消去を行い、消去されることによりセク
タ内のデータはビット単位で値がすべて“０”になり、
書き込み動作はビットの値に対し“０”から“１”、
“１”から“１”、“０”から“０”が許される不揮発
性メモリであるフラッシュメモリの消去回数管理方法に
おいて、複数のセクタに対して、単一のセクタを管理セクタとし
て割り当て、この管理セクタを、管理する複数のセクタ
のそれぞれに対応した領域に分割し、管理対象セクタが
消去される毎に、管理セクタ内の上記管理対象セクタに
対応する領域の複数バイトの中の連続するビットに順次
“０”を書き込んで消去回数をカウントしていくことに
より、消去回数に制限があるフラッシュメモリの寿命を
管理することを特徴とするフラッシュメモリの消去回数
管理方法。
【請求項３】請求項１又は２記載のフラッシュメモリの
消去回数管理方法において、複数のセクタの集まりであ
るクラスタに対して、上記管理セクタを１つ割り当て、
この管理セクタ内に設けられた消去回数を管理するセク
タの個数分の消去回数カウンタの特定のアドレスを定期
的に読み出し、そのアドレスにおけるデータを所定の特
定データと比較し、消去回数が規定消去回数に達したか
どうかを判断することにより、消去回数に制限があるフ
ラッシュメモリの寿命を管理することを特徴とするフラ
ッシュメモリの消去回数管理方法。
【請求項４】請求項３記載のフラッシュメモリの消去回
数管理方法において、上記クラスタの状態を示すクラス
タ情報エリアを備え、このクラスタ情報エリアにクラス
タ内の各セクタの消去情報と、クラスタ全体に関する情
報を記録しておくことにより、クラスタ情報エリアの読
み出し動作のみによりクラスタ内の情報を取得すること
を特徴とするフラッシュメモリの消去回数管理方法。
【請求項５】請求項１、２又は３記載のフラッシュメモ
リの消去回数管理方法において、管理セクタの特定のア
ドレスに特定のデータパターンを書込んでおくことによ
り、その特定データパターンが書き換えられたことを検
出すうことにより、上記管理セクタが初期化されたこと
を検出することを特徴とするフラッシュメモリの消去回
数管理方法。
【請求項６】ＭＰＵと、主記憶手段と、消去回数に制限
があり、特定単位バイトであるセクタ毎に消去を行い、
消去されることによりセクタ内のデータはビット単位で
値がすべて“１”になり、書き込み動作はビットの値に
対し“１”から“０”、“１”から“１”、“０”から
“０”が許される不揮発性メモリであるフラッシュメモ
リとを有するデータ処理装置において、上記フラッシュメモリは、上記複数のセクタに対して、
割り当てられる単一のセクタである管理セクタを有し、
この管理セクタは、管理する複数のセクタのそれぞれに
対応した領域に分割し、管理対象セクタが消去される毎
に、管理セクタ内の上記管理対象セクタに対応する領域
の複数バイトの中の連続するビットに順次“０”を書き
込んで消去回数をカウントしていくことにより、消去回
数に制限があるフラッシュメモリの寿命を管理すること
を特徴とするデータ処理装置。
【請求項７】ＭＰＵと、主記憶手段と、消去回数に制限
があり、特定単位バイトであるセクタ毎に消去を行い、
消去されることによりセクタ内のデータはビット単位で
値がすべて“０”になり、書き込み動作はビットの値に
対し“０”から“１”、“１”から“１”、“０”から
“０”が許される不揮発性メモリであるフラッシュメモ
リとを有するデータ処理装置において、上記フラッシュメモリは、上記複数のセクタに対して、
割り当てられる単一のセクタである管理セクタを有し、
この管理セクタは、管理する複数のセクタのそれぞれに
対応した領域に分割し、管理対象セクタが消去される毎
に、管理セクタ内の上記管理対象セクタに対応する領域
の複数バイトの中の連続するビットに順次“０”を書き
込んで消去回数をカウントしていくことにより、消去回
数に制限があるフラッシュメモリの寿命を管理すること
を特徴とするデータ処理装置。
【請求項８】請求項６又は７記載のデータ処理装置にお
いて、上記フラッシュメモリは、複数のセクタの集まり
であるクラスタに対して、上記管理セクタを１つ割り当
て、この管理セクタ内に消去回数を管理するセクタの個
数分の消去回数カウンタを有し、この消去カウンタの特
定のアドレスを定期的に読み出し、そのアドレスにおけ
るデータを所定の特定データと比較し、消去回数が規定
消去回数に達したかどうかを判断することにより、消去
回数に制限があるフラッシュメモリの寿命を管理するこ
とを特徴とするデータ処理装置。
【請求項９】請求項８記載のデータ処理装置において、
上記フラッシュメモリは、上記クラスタの状態を示すク
ラスタ情報エリアを備え、このクラスタ情報エリアにク
ラスタ内の各セクタの消去情報と、クラスタ全体に関す
る情報を記録しておくことにより、クラスタ情報エリア
の読み出し動作のみによりクラスタ内の情報を取得する
ことを特徴とするデータ処理装置。
【請求項１０】請求項６、７又は８記載のデータ処理装
置において、管理セクタの特定のアドレスに特定のデー
タパターンを書込んでおくことにより、その特定データ
パターンが書き換えられたことを検出することにより、
上記管理セクタが初期化されたことを検出することを特
徴とするデータ処理装置。