JP2003233993A - 不揮発性記憶装置の書き換え方法 - Google Patents

不揮発性記憶装置の書き換え方法

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JP2003233993A
JP2003233993A JP2002032081A JP2002032081A JP2003233993A JP 2003233993 A JP2003233993 A JP 2003233993A JP 2002032081 A JP2002032081 A JP 2002032081A JP 2002032081 A JP2002032081 A JP 2002032081A JP 2003233993 A JP2003233993 A JP 2003233993A
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Toshiyuki Honda
利行 本多
Keisuke Sakai
敬介 坂井
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 書き換え時間を短縮することにより、携帯機
器の利便性を向上させる不揮発性記憶装置の書き換え方
法を提供する。 【解決手段】 消去する物理ブロックを選択する第一の
ステップ（コマンド１０１，アドレス１０３）の後、選
択された物理ブロックを消去する第二のステップ（コマ
ンド１０３）が実行されている期間（消去ビジー１０
４）に、平行してページレジスタに書き込みデータを転
送する第三のステップ（コマンド１０５，書き込みデー
タ１０６）を実行することにより、書き換えに必要な時
間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体メモリを使
用した不揮発性記憶装置の書き換え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】音楽データや映像データを取り扱う携帯
機器の記憶装置として、データの書き換えが可能で、携
帯性が高く、電池等によるバックアップが不要であるフ
ラッシュメモリ等の不揮発性メモリを備えた記憶装置が
使われるようになってきた。
【０００３】従来のフラッシュメモリに対するデータの
書き換え方法について、図２のブロック図および図３，
図４のタイミングチャートを用いて説明する。
【０００４】図２は、フラッシュメモリとコントローラ
からなる不揮発性記憶装置の構成を示すブロック図であ
る。２０１はフラッシュメモリである。２０２はフラッ
シュメモリ２０１外部からの書き込みデータを保持して
おくページレジスタであり、フラッシュメモリ２０１は
ページ単位のデータの書き込みができる。２０３はメモ
リセルの集合である物理ブロックであり、複数のページ
から構成される。また物理ブロック２０３はフラッシュ
メモリ２０１におけるデータの消去単位でもある。２０
４は複数の物理ブロック２０３から構成されるメモリセ
ルアレイである。２０５はフラッシュメモリ２０１外部
からのアドレス指定により、書き込みコマンド時はペー
ジを、消去コマンド時は物理ブロック２０３を選択する
ロウデコーダである。２０６はフラッシュメモリ２０１
外部からのコマンドを受けて内部の回路の制御を行うコ
マンドデコーダである。２０７はフラッシュメモリ２０
１に対してデータの消去・書き込み・読出しを制御する
コントローラである。２０８はコントローラ２０７がフ
ラッシュメモリ２０１を制御するための入力信号群であ
る。２０９はフラッシュメモリ２０１がコントローラ２
０７に対してビジー状態を通知するための出力信号であ
る。
【０００５】図３のタイミングチャートにおいて、上段
の信号は入力信号群２０８の状態でコントローラ２０７
からフラッシュメモリ２０１への入力を表す。下段の信
号は出力信号２０９の状態でフラッシュメモリ２０１か
らコントローラ２０７への出力を表す。３０１は消去ア
ドレス指定コマンド、３０２は消去アドレス入力、３０
３消去実行コマンド、３０４は消去ビジーである。図４
のタイミングチャートにおいて、３０５は書き込みアド
レス指定コマンド、３０６は書き込みアドレス入力、３
０７は書き込みデータ入力、３０８は書き込み実行コマ
ンド、３０９は書き込みビジーである。
【０００６】まず、データの消去を行う場合について説
明する。図３に示す時間ｔ３１１においてコントローラ
２０７からフラッシュメモリ２０１に消去アドレス指定
コマンド３０１を入力し、以後消去アドレスが入力され
ることをフラッシュメモリ２０１に指示する。コマンド
デコーダ２０６は消去アドレス指定コマンド３０１をデ
コードし、以降入力されるアドレスを取得するようにロ
ウデコーダ２０５を制御する。
【０００７】時間ｔ３１２においてコントローラ２０７
からフラッシュメモリ２０１に消去アドレス入力３０２
を入力する。ロウデコーダ２０５は入力された消去アド
レス情報を取得し、データの消去が行えるように、指定
された物理ブロック２０３を選択する。
【０００８】時間ｔ３１３においてコントローラ２０７
からフラッシュメモリ２０１に消去実行コマンド３０３
を入力する。
【０００９】それを受けて時間ｔ３１４にコマンドデコ
ーダ２０６はロウデコーダ２０５が選択している物理ブ
ロックの消去を実行する。と同時にコントローラ２０７
に対して、以降の時間が消去ビジー３０４であり、新た
なデータの読出し、書き込み、消去が実行できない時間
であることを示す。消去中、ロウデコーダ２０５は物理
ブロック２０３の選択状態を維持しておく必要があるた
め、消去ビジー３０４の時間はコントローラ２０７から
の入力は許可されていない。
【００１０】一般的にフラッシュメモリに対する「消
去」や「書き込み」の動作は個別に完結するように処理
される仕様となっている。例えば、株式会社日立製作所
のＮＨ２９Ｗ１２８１１Ｔのデータシートにも注意事項
として書き込みや消去のビジー中にはコマンドが書き込
まれないと記載されている。
【００１１】時間ｔ３１５になると消去されていた物理
ブロック２０３の消去が終了し、消去ビジー３０４が解
除される。これ以降はコントローラ２０７からのコマン
ド入力が可能になる。
【００１２】次にデータの書き込みを行う、図４に示す
時間ｔ３１６において、コントローラ２０７からフラッ
シュメモリ２０１に書き込みアドレス指定コマンド３０
５を入力し、以降書き込みアドレスが入力されることを
フラッシュメモリ２０１に指示する。コマンドデコーダ
２０６は書き込みアドレス指定コマンド３０５をデコー
ドし、以降入力されるアドレスを取得するようにロウデ
コーダ２０５を制御する。
【００１３】時間ｔ３１７においてコントローラ２０７
からフラッシュメモリ２０１に書き込みアドレス入力３
０６を入力する。ロウデコーダ２０５は入力された書き
込みアドレス情報を取得し、データの書き込みが行える
ように、指定されたページを選択する。
【００１４】時間ｔ３１８において、コマンドデコーダ
２０６は書き込みアドレス入力が完了した事を認識し、
以降入力されるデータを取得するようにページレジスタ
２０２を制御する。コントローラ２０７はフラッシュメ
モリ２０１に書き込みデータ入力３０７を入力する。ペ
ージレジスタ２０２は入力された書き込みデータを取得
し、保持する。
【００１５】時間ｔ３１９においてコントローラ２０７
からフラッシュメモリ２０１に書き込み実行コマンド３
０８を入力する。
【００１６】それを受けてｔ３２０にコマンドデコーダ
２０６はロウデコーダ２０３が選択しているページに対
してページレジスタ２０２に保持されているデータの書
き込みを実行する。と同時にコントローラ２０７に対し
て、以降の時間が書き込みビジー３１０であり、新たな
データの読出し、書き込み、消去が実行できない時間で
あることを示す。
【００１７】最後に、時間ｔ３２１で書き込みされてい
たページの書き込みが終了し、書き込みビジー３０９は
解除される。
【００１８】以上のようにしてフラッシュメモリへの書
き換えを行うことが出来る。
【００１９】なお、図３，４において簡単化のために実
際の時間とは異なる時間幅で表現しているが、実際の消
去ビジー３０４および書き込みビジー３０９の時間は数
ｍｓ（例えば、株式会社日立製作所のＮＨ２９Ｗ１２８
１１Ｔのデータシートによると、消去ビジー時間は１ｍ
ｓ、書き込みビジー時間は２．５ｍｓ）かかる。また書
き込みデータ入力３０７は数百μｓ（例えば、同じくＮ
Ｈ２９Ｗ１２８１１Ｔのデータシートから算出される値
は、サイクルタイム１２０ｎｓ×２１１２バイト＝２５
３．４４μｓ）かかり、その他の１μｓもかからないコ
マンド入力やアドレス入力に比べて極めて長い。
【００２０】つまり消去ビジー３０４と書き込みデータ
入力３０７と書き込みビジー３０９の時間がほぼ書き換
え時間と等しくなる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】上記の様なフラッシュ
メモリの書き換えにおいては、その消去実行中は外部か
らフラッシュメモリに次のコマンドを入力することがで
きない時間が存在するために書き換え時間が長くなる要
因となる。
【００２２】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めのもので、書き換え時間を短縮することにより、より
ユーザの利便性を向上させる不揮発性記憶装置の書き換
え方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、複数のページと、複数のページからなる複
数の物理ブロックと、ページの１つまたは物理ブロック
の１つを選択して指定するロウデコーダと、ページに書
き込むデータを予め保持しておくページレジスタとを備
える不揮発性記録装置にあって、消去を行う物理ブロッ
クをロウデコーダで選択する第一のステップと、物理ブ
ロックの消去を実行する第二のステップと、第二のステ
ップが実行されている期間と平行して、書き込みデータ
をページレジスタに転送する第三のステップとを実行す
る方法である。
【００２４】これにより、書き換え時間を短縮すること
ができ、不揮発性記録装置の利便性が向上する。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、複数のページと、前記複数のページからなる複数の
物理ブロックと、前記ページのひとつまたは前記物理ブ
ロックのひとつを選択して指定するロウデコーダと、前
記ページに書き込むデータを予め保持しておくページレ
ジスタとを備えた不揮発性記憶装置の書き換え方法であ
って、消去を行う前記物理ブロックを前記ロウデコーダ
で選択する第一のステップと、前記物理ブロックの消去
を実行する第二のステップと、前記第二のステップが実
行されている期間に平行して、書き込みデータを前記ペ
ージレジスタに転送する第三のステップとを有する。
【００２６】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
複数のページと、前記複数のページからなる複数の物理
ブロックと、前記ページのひとつまたは前記物理ブロッ
クのひとつを選択して指定するロウデコーダと、前記ペ
ージに書き込むデータを予め保持しておくページレジス
タとを備えた不揮発性記憶装置の書き換え方法であっ
て、書き込みデータを前記ページレジスタに転送する第
一のステップ、書き込みを行う前記ページのひとつを指
定するためのアドレスを前記ロウデコーダに転送する第
二のステップ、前記ロウデコーダで指定された前記ペー
ジのひとつに対して書き込みを実行する第三のステップ
を順次実行する。
【００２７】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。
【００２８】（実施の形態）本発明の実施の形態による
フラッシュメモリの書き換え方法を、図１に示すタイミ
ングチャートおよび図２に示す不揮発性記憶装置のブロ
ック図を用いて説明する。
【００２９】図１のタイミングチャートにおいて、上段
の信号は、図２に示す入力信号群２０８の状態で、コン
トローラ２０７からフラッシュメモリ２０１への入力を
表す。下段の信号は、図２に示す出力信号２０９の状態
で、フラッシュメモリ２０１からコントローラ２０７へ
の出力を表す。１０１は消去アドレス指定コマンド、１
０２は消去アドレス入力、１０３消去実行コマンド、１
０４は消去ビジー、１０５は書き込みデータ入力コマン
ド、１０６は書き込みデータ入力、１０７は書き込みア
ドレス指定コマンド、１０８は書き込みアドレス入力、
１０９は書き込み実行コマンド、１１０は書き込みビジ
ーである。図２は従来の技術で説明したものと同じ構成
である。
【００３０】まず、時間ｔ１１１において、コントロー
ラ２０７からフラッシュメモリ２０１に消去アドレス指
定コマンド１０１を入力し、以後消去アドレスが入力さ
れることをフラッシュメモリ２０１に指示する。コマン
ドデコーダ２０６は消去アドレス指定コマンドをデコー
ドし、以降入力されるアドレスを取得するようにロウデ
コーダ２０５を制御する。
【００３１】時間ｔ１１２において、コントローラ２０
７からフラッシュメモリ２０１に消去アドレス入力１０
２を入力する。ロウデコーダ２０５は入力された消去ア
ドレス情報を取得し、データの消去が行えるように、指
定された物理ブロック２０３を選択する。
【００３２】時間ｔ１１３において、コントローラ２０
７からフラッシュメモリ２０１に消去実行コマンド１０
３を入力する。
【００３３】それを受けて時間ｔ１１４にコマンドデコ
ーダ２０６はロウデコーダ２０３が選択している物理ブ
ロックの消去を実行する。と同時にコントローラ２０７
に対して、以降の時間が消去ビジー１０４であり、新た
なデータの読出し、書き込み、消去が実行できない時間
であることを示す。消去ビジー１０４の期間は、ロウデ
コーダ２０５は消去される物理ブロック２０３を選択し
ているが、ページレジスタ２０２は一切使用されていな
い。そこで消去ビジー１０４の期間に次の書き込み処理
のためのデータ転送を行う。そのために、従来「書き込
みアドレス」「書き込みデータ」の順にフラッシュメモ
リ２０１にコントローラ２０１から入力していたが、
「書き込みデータ」「書き込みアドレス」の順に入力し
ても動作するようにコマンドデコーダ２０６で制御す
る。
【００３４】消去ビジー１０４の時間である時間ｔ１１
５においてコントローラ２０７からフラッシュメモリ２
０１に書き込みデータ入力コマンド１０５を入力し、以
後書き込みデータが入力されることをフラッシュメモリ
２０１に指示する。コマンドデコーダ２０６は書き込み
データ入力コマンド１０５をデコードし、以降入力され
る書き込みデータを取得するようにページレジスタ２０
２を制御する。
【００３５】ｔ１１６において、コントローラ２０７か
らフラッシュメモリ２０１に書き込みデータ入力１０６
を入力する。ページレジスタ２０２は入力された書き込
みデータを取得し、保持する。
【００３６】ｔ１１７になると消去をされていた物理ブ
ロック２０３の消去が終了し、消去ビジー１０４は解除
される。これ以降はロウデコーダ２０５が選択する物理
ブロック２０３もしくはページを変更することが可能と
なる。
【００３７】ｔ１１８において、コントローラ２０７か
らフラッシュメモリ２０１に書き込みアドレス指定コマ
ンド１０７を入力し、以後書き込みアドレスが入力され
ることをフラッシュメモリ２０１に指示する。コマンド
デコーダ２０６は書き込みアドレス指定コマンド１０７
をデコードし、以降入力されるアドレスを取得するよう
にロウデコーダ２０５を制御する。
【００３８】ｔ１１９においてコントローラ２０７から
フラッシュメモリ２０１に書き込みアドレス入力１０８
を入力する。ロウデコーダ２０５は入力された書き込み
アドレス情報を取得し、データの書き込みが行えるよう
に、指定されたページ２０３を選択する。
【００３９】時間ｔ１２０からフラッシュメモリ２０１
に書き込み実行コマンド１０９を入力する。
【００４０】それを受けてｔ１２１にコマンドデコーダ
２０６はロウデコーダ２０５が選択しているページに対
してページレジスタ２０２に保持されているデータの書
き込みを実行する。と同時にコントローラ２０７に対し
て以降の時間が書き込みビジー１１０であり、新たなデ
ータの読出し、書き込み、消去が実行できない時間であ
ることを示す。
【００４１】最後にｔ１２２で書き込みされていたペー
ジの書き込みが終了し書き込みビジー１１０は解除され
る。
【００４２】以上のようにして、従来に比べて書き込み
データ転送に必要な時間を短縮してフラッシュメモリの
書き換えを行うことが出来る。
【００４３】なお、本実施の形態において、「書き込み
データ」「書き込みアドレス」の順に入力しても動作す
るようにコマンドデコーダ２０５で制御する方法で説明
したが、フラッシュメモリ２０１に新規にアドレスレジ
スタを設けて、消去ビジー１０４中に入力される書き込
みアドレスをアドレスレジスタに保持しておき、書き込
み実行前にアドレスレジスタからロウデコーダに書き込
みアドレスを移すことにより従来から行われている入力
順序である「書き込みアドレス」「書き込みデータ」で
も可能となる。
【００４４】「書き込みデータ」「書き込みアドレス」
の順に入力しても動作するようにコマンドデコーダ２０
５で制御する方法を用いた場合、書き込み対象ページを
決定する前に、書き込みデータの転送を行うことができ
るので、消去済の物理ブロックを表すテーブルを検索し
て書き込み対象物理ページを判断するシステムにおいて
有用である。
【００４５】また、本実施の形態に説明したように、消
去中においてページレジスタ２０２が使用されていない
ので、読出しコマンドを発行した後に、読出しデータの
転送を行う前に消去コマンドを実行し、消去ビジー中に
転送することにより時間を短縮することも可能である。
【００４６】
【発明の効果】以上述べたとおり本発明によれば、物理
ブロックの消去を行っている時間に、平行して次に実行
する書き込みのデータをフラッシュメモリに転送するこ
とにより、データの書き換えにかかる時間を短縮するこ
とが出来る。これにより、不揮発性メモリ装置（例え
ば、メモリーカード）で取り扱うコンテンツを書き換え
る時間を短縮できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による不揮発性記憶装置の
書き換え方法を表すタイミングチャート
【図２】従来および本発明の実施の形態による不揮発性
記憶装置の構成を示すブロック図
【図３】従来の不揮発性記憶装置の書き換え方法を表す
タイミングチャート
【図４】従来の不揮発性記憶装置の書き換え方法を表す
タイミングチャート
【符号の説明】
１０１ 消去アドレス指定コマンド １０２ 消去アドレス入力 １０３ 消去実行コマンド １０４ 消去ビジー １０５ 書き込みデータ入力コマンド １０６ 書き込みデータ入力 １０７ 書き込みアドレス指定コマンド １０８ 書き込みアドレス入力 １０９ 書き込み実行コマンド １１０ 書き込みビジー ２０１ フラッシュメモリ ２０２ ページレジスタ ２０３ 物理ブロック ２０４ メモリセルアレイ ２０５ ロウデコーダ ２０６ コマンドデコーダ ２０７ コントローラ ２０８ 入力信号群

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のページと、前記複数のページから
    なる複数の物理ブロックと、前記ページのひとつまたは
    前記物理ブロックのひとつを選択して指定するロウデコ
    ーダと、前記ページに書き込むデータを予め保持してお
    くページレジスタとを備えた不揮発性記憶装置の書き換
    え方法であって、 消去を行う前記物理ブロックを前記ロウデコーダで選択
    する第一のステップと、前記物理ブロックの消去を実行
    する第二のステップと、前記第二のステップが実行され
    ている期間に平行して、書き込みデータを前記ページレ
    ジスタに転送する第三のステップとを有する不揮発性記
    憶装置の書き換え方法。
  2. 【請求項２】 複数のページと、前記複数のページから
    なる複数の物理ブロックと、前記ページのひとつまたは
    前記物理ブロックのひとつを選択して指定するロウデコ
    ーダと、前記ページに書き込むデータを予め保持してお
    くページレジスタとを備えた不揮発性記憶装置の書き換
    え方法であって、 書き込みデータを前記ページレジスタに転送する第一の
    ステップ、書き込みを行う前記ページのひとつを指定す
    るためのアドレスを前記ロウデコーダに転送する第二の
    ステップ、前記ロウデコーダで指定された前記ページの
    ひとつに対して書き込みを実行する第三のステップを順
    次実行することを特徴とする不揮発性記憶装置の書き換
    え方法。
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US10/493,383 US6944060B2 (en) 2002-02-08 2003-02-07 Non-volatile storage device and control method thereof
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