JP2006244017A - データコピー方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】不揮発性メモリのコピーバック機能を用いたデータコピー動作において、ビット誤りが累積されることによりデータの信頼性が低下する。
【解決手段】コピー元となる物理ページの管理領域に、データの書込み方法の情報であるコピーフラグを書き込んでおき、データコピー時にはそのコピーフラグを読み出す。読み出したコピーフラグが、コピーバックで書き込まれたデータあるか否かの判断を基に、ビット誤りを訂正する信頼性のデータコピーか、高速に処理できるコピーバック機能を用いたデータコピーを行うかを選択してデータコピーを行う。
【選択図】図6
【解決手段】コピー元となる物理ページの管理領域に、データの書込み方法の情報であるコピーフラグを書き込んでおき、データコピー時にはそのコピーフラグを読み出す。読み出したコピーフラグが、コピーバックで書き込まれたデータあるか否かの判断を基に、ビット誤りを訂正する信頼性のデータコピーか、高速に処理できるコピーバック機能を用いたデータコピーを行うかを選択してデータコピーを行う。
【選択図】図6
Description
本発明は、半導体メモリを使用した不揮発性記憶装置におけるデータコピー方法に関する。
近年、不揮発性メモリを搭載したメモリーカードは、デジタルカメラや携帯電話端末における記録媒体として、市場を拡大している。そしてメモリーカードの記憶容量の増加に伴い、データファイルや静止画等の小容量の記録からより大容量が必要となる動画記録へと、その用途は広がっている。
しかし、メモリーカードの不揮発性メモリとして主に使用されているNANDタイプのフラッシュメモリは、その容量の増加に伴いデータの消去単位となる物理ブロックの容量が16KB(主に128MB以下のフラッシュメモリ)のものから128KB(主に128MB以上のフラッシュメモリ)のものになっている。にもかかわらずメモリーカードにデータを書込む際に用いられるファイルシステムでは、データの書込み単位となるクラスタは16KBのままで変化していない。
そのために、以前の小容量のメモリーカード(主に128MBまでの容量)においては、メモリーカードにデータを書込む際のクラスタの容量と、メモリーカード内部に搭載されているNANDタイプのフラッシュメモリの消去単位となる物理ブロックのサイズは等しかった。しかし大容量化が進むと、具体的には128MBを越える容量値の不揮発性メモリからは、メモリーカードにデータを書込む単位であるクラスの容量の16KBと、メモリーカード内部に搭載されているNANDタイプのフラッシュメモリの消去単位である物理ブロックの容量の128KBが異なり、そのためにクラスタ単位である16KBの書込みであっても、16KBの書き込みと112KB(128KB−16KB)のデータのコピーを行うことによって消去単位である128KBの書込みを行っていた。この処理の際に、データを効率よくコピーする方法として、NANDタイプのフラッシュメモリのコピーバック機能を使用することが出来る。このことは特許文献1にも述べられている。このコピーバック機能を使用することにより、コピーするデータを不揮発性メモリ外部へ転送する必要がないので高速にデータをコピーすることが出来るという利点がある。しかしながら、このコピーバック機能を使用する場合、NANDフラッシュメモリ内部で本質的に存在するビット誤りを訂正することなしに異なるブロックへとデータをコピーするためにビット誤りが累積して、その結果エラーの訂正を行うことが出来ない数のビット誤りになることがある。
特開2004−30784号公報
上述したように、不揮発性メモリの消去単位よりも小さなデータを書き込む際に行われるコピーバック機能を用いたデータのコピー動作において、コピーされたデータの信頼性が低下するという課題があった。
上記課題を解決するために本発明のデータコピー方法は、複数の物理ブロックを有し、前記物理ブロックは複数の物理ページからなり、前記物理ページは管理情報とユーザデータ領域とを有する不揮発性メモリにおいて、前記不揮発性メモリの第1の物理ブロックから第2の物理ブロックへデータをコピーする方法であって、前記第1の物理ブロックの管理領域から、前記第1の物理ブロックに書かれたデータの書き込み方法の情報を得る第1のステップと、前記書き込み方法の情報に基づきコピーする際の書き込み方法として、信頼性の高い第1の書き込み方法、または処理時間の短い第2の書き込み方法のいずれかを選択する第2のステップと、前記第1の書き込み方法が選択された場合、前記不揮発性メモリの外部に第1の物理ブロックからのデータを読み出し、誤り訂正処理を行なって第2の物理ブロックへデータをコピーする第3のステップと、前記第2の書き込み方法が選択された場合、前記不揮発性メモリの外部にデータを読み出すことなしに、前記第1の物理ブロックから第2の物理ブロックへデータをコピーする第4のステップと、を備える。
また、本発明のデータコピー方法は、前記第1のステップから前記第4のステップまでを、物理ページ毎に繰り返すことを特徴とする、あるいは、前記第1のステップから前記第4のステップまでを、複数の物理ページからなり前記物理ブロックよりも小さい、外部ホスト機器のデータ管理単位であるクラスタ単位毎に繰り返すことを特徴とする。
本発明のデータコピー方法によれば、フラッシュメモリに対する書き込みの状態によって、データのコピー時の書き込み方法を適切に判定して行えるために、高速にデータをコピーすることが出来るコピーバック機能と、ビット誤りを訂正するECC機能を用いた信頼性の高いコピー機能を適切に組み合わせてデータのコピーを行うことが出来る。
以下、本発明の実施の形態による不揮発性記憶装置のデータコピー方法ついて、図面を用いて説明する。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における不揮発性記憶装置のデータコピー方法について、図1〜7を用いて説明する。
本発明の実施の形態1における不揮発性記憶装置のデータコピー方法について、図1〜7を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態1における不揮発性記憶装置の構成と、それにつながる外部ホスト機器を示したブロック図である。同図において、
101は不揮発性記憶装置、102はホスト機器である。また、
不揮発性記憶装置101において、103はコントローラであり、104はフラッシュメモリである。
101は不揮発性記憶装置、102はホスト機器である。また、
不揮発性記憶装置101において、103はコントローラであり、104はフラッシュメモリである。
一般的なNANDフラッシュメモリにおいて、その容量値は、ユーザデータを書き込める容量値を示しており、1GbitのNANDフラッシュメモリの場合には1Gbitのユーザ領域と32Mbitの管理領域を持つ。管理領域には、誤り訂正符号(ECC)やページユニークなデータまたはブロックユニークなデータが書き込まれ、NANDフラッシュメモリを管理するために様々な形で使用される。
フラッシュメモリ104の詳細を図2に示す。1Gbitの容量値のフラッシュメモリ104は、PB0〜PB1023の合計1024個の物理ブロック201からなる。各々の物理ブロック201がフラッシュメモリ104における消去単位であり、容量はそれぞれユーザデータ領域として128KB(1024Kbit)を持ち、管理領域として4KB(32Kbit)を持つ。
物理ブロック201の詳細を図3に示す。物理ブロック201はPP0〜PP63の合計64個の物理ページ301からなる。各々の物理ページ301がフラッシュメモリ104における書き込み単位であり、容量はそれぞれユーザデータ領域として2KB(2048bit)を持ち、管理領域として64B(512bit)を持つ。
図4は、図3に示した物理ブロック201の中での、コピーフラグの位置について示したものである。401はコピーフラグであり、当該物理ブロック201の少なくとも最終ページを含む1または複数のページがフラッシュメモリ104内のみでコピーバックによって書かれたものか、それともコントローラ103を介してデータを転送して書き込まれたのかを示す。各物理ブロック201の最終物理ページの管理領域にのみコピーフラグ401は存在している。
コントローラ103は、図1に示す通り、ホスト機器102とフラッシュメモリ104との間でフラッシュメモリ104からホスト機器102へのデータ転送(不揮発性記憶装置101からの読み出し動作)とホスト機器102からフラッシュメモリ104へのデータ転送(不揮発性記憶装置101への書き込み動作)を制御する。コントローラ103は、105の制御回路と、106のページバッファと、107の退避バッファと、108のアドレス変換テーブルと、109のエントリテーブルと、110のECC回路からなる。
制御回路105は、コントローラ103の動作を制御するものである。
制御回路105は、コントローラ103の動作を制御するものである。
ページバッファ106は、ホスト機器102とフラッシュメモリ104間のデータ転送時に一時的にデータを保存するためのもので、揮発性メモリによって構成され、その容量は少なくとも物理ページ301に含まれるユーザデータの単位を備える。本実施の形態においては、フラッシュメモリ104のユーザデータの書き込み単位である2KBを備える。
退避バッファ107は、フラッシュメモリ104のある物理ブロック201のある物理ページ301からユーザデータを読み出して、読み出しを行った物理ブロックとは異なる物理ブロック201の物理ページ301にユーザデータをコピーするために一時的にデータを保存するためのもので、揮発性メモリによって構成され、その容量は少なくとも物理ページ301に含まれるユーザデータの単位を備える。本実施の形態においては、フラッシュメモリ104のユーザデータの書き込み単位である2KBを備える。
アドレス変換テーブル108は、ホスト機器102が読み出しまたは書き込みの対象として不揮発性記憶装置101に対して指定する論理アドレスをフラッシュメモリ104の物理アドレスに変換するためのテーブルであり、揮発性メモリによって構成される。論理アドレスをアドレス変換テーブルのアドレス値とした場合に、そのアドレス位置のデータとして物理アドレスが格納される。本発明の実施の形態においては物理ブロック201単位で論理アドレスを物理アドレスに変換するので、1024個の物理ブロック201からひとつを指定するために必要な10bitのデータを物理ブロック201の個数である1024ワード備える必要があり、従ってアドレス変換テーブル108の容量は1.25KBとなる。
エントリテーブル109は、フラッシュメモリ104における書き込み可能な消去済みブロック201を示すためのテーブルであり、揮発性メモリによって構成される。物理ブロック201単位で消去済みを表す「1」、またはユーザデータ書き込み済みあらわす「0」の1bitのデータを持つ必要があり、従ってエントリテーブル109の容量は物理ブロック201の個数1024と等しいビット容量128B(1024bit)となる。
ECC回路110は、ページバッファ106または退避バッファ107からフラッシュメモリ104にデータを転送する際に書き込みデータにECC符号を付加するとともに、フラッシュメモリ104からページバッファ106または退避バッファ107にデータを読み出す際に読み出しデータのビット誤りの検出と訂正を行う。
図5は本発明の実施の形態1でのデータのコピーにいたる前のホスト機器102からのデータの書き込みについて説明するためのデータの流れを示した概念図である。図5において、図1〜3で説明したものと同じものについては同一符号を付してある。501〜503は後に詳しく説明するが、501はホスト機器102からのデータが書き込まれる物理ページ群、502はホスト機器102からのデータの旧データが書き込まれていた物理ブロック201のうち、ホスト機器102によって書き換えが行われないデータのある物理ページ群、503はホスト機器102からのデータが書き込まれる物理ブロック201のなかで、ホスト機器102からのデータではなくフラッシュメモリ104にあらかじめ書き込まれていた旧データをコピーして書き込みが行われる物理ページ群である。
ホスト機器102が不揮発性記憶装置101に対してデータの書き込みを行う場合、制御回路105はエントリテーブル109の内容から消去済みを表すビットデータ「1」を検索して、その位置に対応するフラッシュメモリ104の物理ブロック201の物理アドレスを得る。このケースにおいては、PB20が消去済み物理ブロック201として検索された場合を示している。
次に制御回路105はホスト機器102から転送されるデータを一時的にページバッファ106に保存して、その後にフラッシュメモリ104へと転送して書き込む。このケースではホスト機器102からの書き込みデータが16KB、即ち物理ページ301が8ページ分の場合について示している。501で示される物理ページ0〜7(PP0〜7)にはホスト機器102からのデータが書き込まれる。
これで、ホスト機器102からの書き込みが終了すると、制御回路105はPB20の未書き込みであるページ(PP8〜63)について、旧データをコピーすることで物理ブロック201単位の書き込みを行い、その後旧データが書かれていた物理ブロック201を消去することにより、新たな書き込み先を確保する必要がある。その手順を図6にフローチャートとして示す。
まず、最初に状態601で制御回路105はアドレス変換テーブル108から、旧データの書き込まれている物理ブロック201のアドレスを得る。ここでは、アドレス変換テーブル108から得られる物理ブロック201はPB10である。
次に状態602で制御回路105はPB10の最終ページの管理領域にあるコピーフラグ401を読み出す。
次に判定603で制御回路105はPB10の最終ページの管理領域から得られたコピーフラグ401がコピーバック書き込みを行ったと判断した場合には状態604(第1の書き込み方法)へと遷移し、コピーバック書き込みを行わなかったと判断した場合には状態605(第2の書き込み方法)へと遷移する。
状態604でのデータコピー処理の流れを図7に示している。コピーバック書き込みによってビット誤りが累積することを避けるために、制御回路105は502で示される旧データのあるPB10のデータを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20の未書き込み領域である503の物理ページ群へと書き込む。この処理はページ毎に順に行われ、またこの際にPB20の最終ページに書き込むコピーフラグ401はコピーバック書き込みなしを示す状態で書き込む。このようにECC回路110による誤り訂正を行ってデータのコピーを行うことによりビット誤りの累積を回避する。
状態605でのデータコピー処理の流れを図8に示している。旧データの書き込まれていた物理ブロック201であるPB10の502で示される旧データのページ群への書き込みはコピーバック処理が使用されていないことがわかっているので、より高速にデータをコピーするためにフラッシュメモリ104とコントローラ103間でのユーザデータの転送が不要なコピーバック処理を用いてPB20の503のページ群に書き込む。このコピーバック処理においてはECC回路110による誤り訂正は行われない。またこの際にPB20の最終ページに書き込むコピーフラグ401はコピーバック書き込みありを示す状態で書き込む。このように予めフラッシュメモリ104に備えられた機能であるコピーバック処理を行って書き込みを行うことにより、高速にコピー処理が行える。
なお、データのコピーフローでは示さなかったが、ホスト機器102からの書き込みデータをそのまま書き込む場合には、コピーフラグ401はコピーバック書き込みなしを示す状態で書き込む。これは、コピーフラグ401の本質がコピーバック書き込みの有無にあるのではなく、ビット誤りの確率が高い書き込みが行われたのかどうかを示していることを考えれば当然である。
(実施の形態2)
次に本発明の実施の形態1の異なる形でのデータコピー方法について、実施の形態2として、図1〜3、5〜8、9、10を用いて説明する。図1〜3、5〜8については上記に説明したものと同じであるので説明を省く。
次に本発明の実施の形態1の異なる形でのデータコピー方法について、実施の形態2として、図1〜3、5〜8、9、10を用いて説明する。図1〜3、5〜8については上記に説明したものと同じであるので説明を省く。
図9は、図3の物理ブロック201の中での、コピーカウンタの位置について示したものである。901はコピーカウンタであり、当該物理ブロック201の少なくとも最終ページの書き込みにおいて、連続して何回コピーバック書き込みが行われたのかをカウンタ値として示している。各物理ブロック201の最終物理ページの管理領域にのみコピーカウンタ901は存在している。
図10は本発明の実施の形態2によるデータコピー方法について示したフローチャートである。
まず、最初に状態1001で制御回路105はアドレス変換テーブル108から、旧データの書き込まれている物理ブロック201のアドレスを得る。ここでは、アドレス変換テーブル108から得られる物理ブロック201はPB10である。
次に状態1002で制御回路105はPB10の最終ページの管理領域にあるコピーカウンタ901を読み出す。
次に判定1003で制御回路105はPB10の最終ページの管理領域から得られたコピーカウンタ901によって、コピーバック書き込み、即ちECC回路110による誤り訂正を行わないデータのコピーが何度繰り返して実行されているかを判断して、データの信頼性を保つためにはECC回路110による誤り訂正を行う必要があると判断した場合には状態1004へと遷移し、まだコピーバック書き込みを続けてもデータの信頼性が損なわれないと判断した場合には状態1005へと遷移する。この際の判断はコピーカウンタ901がデータの信頼性を保つために最大限繰り返して実行することが出来るECC回路110による誤り訂正を伴わないコピーバック書き込みの回数を規定回数として、この規定回数に達しているか、達していないかで判断する。
状態1004では、これ以上コピーバック書き込みによってビット誤りが累積することを避けるために、制御回路105は502で示される旧データのあるPB10のデータを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20の未書き込み領域である503の物理ページ群へと書き込む。この処理はページ毎に順に行われ、またこの際にPB20の最終ページに書き込むコピーカウンタ901はコピーバック書き込み回数が0回であることを示す状態で書き込む。このようにECC回路110による誤り訂正を行ってデータのコピーを行うことによりビット誤りの累積を回避する。
状態1005では、まだコピーバック書き込みを実行してもデータの信頼性は損なわれないと判断しているので、より高速にデータをコピーするためにフラッシュメモリ104とコントローラ103間でのユーザデータの転送が不要なコピーバック処理を用いてPB20の503のページ群に書き込む。このコピーバック処理においてはECC回路110による誤り訂正は行われない。またこの際にPB20の最終ページに書き込むコピーカウンタ901はコピーバック書き込み回数を状態1002で読み出した値に1を足した値で書き込む。このように予めフラッシュメモリ104に備えられた機能であるコピーバック処理を行って書き込みを行うことにより、高速にコピー処理が行える。
なお、データのコピーフローでは示さなかったが、ホスト機器102からの書き込みデータをそのまま書き込む場合には、コピーカウンタ901はコピーバック書き込み回数0回を示す状態で書き込む。これは、コピーカウンタ901の本質がコピーバック書き込みの回数にあるのではなく、ビット誤りの累積する確率が高くなっているのかどうかを示していることを考えれば当然である。
以上、本発明の実施の形態1及び2によれば、各物理ブロック201の最終ページに、データのコピーの際にECC回路110による誤り訂正を行ったかどうかを示すコピーフラグ、またはECC回路110による誤り訂正を行わずに何度コピーを行ったかを示すコピーカウンタを設け、旧データのコピーを行う前に、このコピーフラグまたはコピーカウンタを読み出すことによって、
旧データの書き込みがホスト機器102からのデータ書き込みまたはECC回路110による誤り訂正を行った後のデータコピーなのか、それともECC回路110による誤り訂正を行わないデータコピーなのか、または、ECC回路110による誤り訂正を行わずに何度コピーを行ったかの判定を行うことができ、その結果に基づいて旧データのコピー処理を行う際にECC回路110による誤り訂正を行うデータのコピーかECC回路110による誤り訂正を行わないデータのコピーかを選択して実行することが出来る。
旧データの書き込みがホスト機器102からのデータ書き込みまたはECC回路110による誤り訂正を行った後のデータコピーなのか、それともECC回路110による誤り訂正を行わないデータコピーなのか、または、ECC回路110による誤り訂正を行わずに何度コピーを行ったかの判定を行うことができ、その結果に基づいて旧データのコピー処理を行う際にECC回路110による誤り訂正を行うデータのコピーかECC回路110による誤り訂正を行わないデータのコピーかを選択して実行することが出来る。
なお、図6の状態604、図10の状態1004でのビット誤りの累積を避けるためのデータのコピー方法として、制御回路105は旧データのあるPB10のデータを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20の未書き込みのページに書き込んだが、フラッシュメモリ104のコピーバック機能にはコピーするデータをフラッシュメモリ104外部に読み出す機能や、書き込むデータを外部からフラッシュメモリ104に転送する機能もあり、その機能を用いることによってビット誤りを累積させないデータのコピーをより高速に実現することが出来るので、その手順について簡単に説明する。
制御回路105は、フラッシュメモリ104のコピーバック機能の読み出し動作を用いてフラッシュメモリ104から退避バッファ107へとデータを読み出す。その際にECC回路110によってデータにビット誤りが存在するかどうかを判定し、ビット誤りが存在すると判定した場合にはECC回路110により退避バッファ107のデータに対して誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、退避バッファ107のデータをフラッシュメモリ104に転送した後にPB20の未書き込みのページに書き込みを行う。ビット誤りが存在しないと判定した場合には退避バッファ107のデータをフラッシュメモリ104に転送することなく、制御回路105はフラッシュメモリ104のコピーバック機能の書き込み動作を用いてPB20の未書き込みのページに書き込みを行う。
この方法を用いることにより、ビット誤りが存在する場合にはコピーに要する時間は変わらないが、ビット誤りが存在しない場合には退避バッファ107からフラッシュメモリ104へのデータ転送時間が不要になるので、より高速にデータのコピーを行うことが出来る。
(実施の形態3)
本の発明の実施の形態3における不揮発性記憶装置のデータコピー方法について、図1〜3、5〜8、11、12を用いて説明する。図1〜3、5〜8については実施の形態1で説明したものと同じであるので説明を省く。
本の発明の実施の形態3における不揮発性記憶装置のデータコピー方法について、図1〜3、5〜8、11、12を用いて説明する。図1〜3、5〜8については実施の形態1で説明したものと同じであるので説明を省く。
図11は、実施の形態3による物理ブロック内のコピーフラグの位置について示したものである。1101はコピーフラグであり、各物理ブロック201に含まれる全物理ページ301の管理領域に存在している。コピーフラグ1101は、当該物理ページ301がフラッシュメモリ104のコピーバックによって書かれたものか、それともコントローラ103を介してデータを転送して書き込まれたのかを示す。
図12は、本実施の形態のデータコピー方法について示したフローチャートである。
まず、最初に状態1201で制御回路105はアドレス変換テーブル108から、旧データの書き込まれている物理ブロック201のアドレスと、コピーすべきデータの書き込まれている物理ページ301のアドレスを得る。ここでは、アドレス変換テーブル108から得られる物理ブロック201はPB10であり、物理ページ301はPP8である。
次に状態1202で制御回路105はPB10のPP8の管理領域にあるコピーフラグ1101を読み出す。
次に判定1203で制御回路105はPB10のPP8の管理領域から得られたコピーフラグ1101がコピーバック書き込みを行ったと判断した場合には状態1204へと遷移し、コピーバック書き込みを行わなかったと判断した場合には状態1205へと遷移する。
状態1204では、当該ページのデータがコピーバック書き込みによってビット誤りが累積することを避けるために、制御回路105はPB10のPP8データを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20のPP8へと書き込む。この際にPB20のPP8の管理領域に書き込むコピーフラグ1101はコピーバック書き込みなしを示す状態で書き込む。このようにECC回路110による誤り訂正を行ってデータのコピーを行うことによりビット誤りの累積を回避する。
状態1205では、旧データの書き込まれていた物理ブロック201であるPB10のPP8への書き込みはコピーバック処理が使用されていないことがわかっているので、より高速にデータをコピーするためにフラッシュメモリ104とコントローラ103間でのユーザデータの転送が不要なコピーバック処理を用いてPB20のPP8に書き込む、このコピーバック処理においてはECC回路110による誤り訂正は行われない、またこの際にPB20のPP8の管理領域に書き込むコピーフラグ1101はコピーバック書き込みありを示す状態で書き込む。このように予めフラッシュメモリ104に備えられた機能であるコピーバック処理を行って書き込みを行うことにより、高速にコピー処理が行える。
状態1206では書き込み処理を行ったページ、このケースではPP8が最終物理ページ301であるかどうかを判定して最終物理ページ301の処理であればデータコピー処理を終了し、最終物理ページ301でなければ状態1207へと遷移する。
状態1207では処理対象のページを次のページとして1201へと遷移する。
この様にして、旧データの書き込まれた物理ブロック201であるPB10のコピー元のページ群PP8〜PP63を、新しくデータを書き込む物理ブロック201であるPB20のコピー先のページ群PP8〜PP63へとコピーを行うが、この際にコピーを行う物理ページ301毎にPB10にあるコピー元のページの管理領域にあるコピーフラグ1101からコピー元のデータがコピーバックによって書き込まれている、即ちECC回路110による誤り訂正を行わずに書き込まれビット誤りが累積している可能性があるのか、それともコピー元のデータがコピーバックではなく、コントローラ103からデータを転送して書き込まれておりビット誤りの累積がないのかを判定して、それに応じてコントローラ103を介してフラッシュメモリ104にデータを書き込むのか、それともフラッシュメモリ104内部でのコピーバック処理によってデータを書き込むのか処理を振り分ける。
なお、データのコピーフローでは示さなかったが、ホスト機器102からの書き込みデータをそのまま書き込む場合には、コピーフラ1101はコピーバック書き込みなしを示す状態で書き込む。これは、コピーフラグ1101の本質がコピーバック書き込みの有無にあるのではなく、ビット誤りの確率が高い書き込みが行われたのかどうかを示していることを考えれば当然である。
(実施の形態4)
次に本発明の実施の形態4によるデータコピー方法について、図1〜3、5〜8、13、14を用いて説明する。図1〜3、5〜8については実施の形態1で説明したものと同じであるので説明を省く。
次に本発明の実施の形態4によるデータコピー方法について、図1〜3、5〜8、13、14を用いて説明する。図1〜3、5〜8については実施の形態1で説明したものと同じであるので説明を省く。
図13は、図3の物理ブロック201の中での、コピーカウンタの位置について示したものである。1301はコピーカウンタであり、当該物理ブロック201の全物理ページ301の管理領域に存在している。当該物理ページ301が連続して何回コピーバック書き込みが行われたのかをカウンタ値として示している。各物理ブロック201の全物理ページ301の管理領域にのみコピーカウンタ1301は存在している。
図14は、本発明の実施の形態4でのデータコピー方法について示したフローチャートである。
まず、最初に状態1401で制御回路105はアドレス変換テーブル108から、旧データの書き込まれている物理ブロック201のアドレスと、コピーすべきデータの書き込まれている物理ページ301のアドレスを得る。ここでは、アドレス変換テーブル108から得られる物理ブロック201はPB10であり、物理ページ301はPP8である。
次に状態1402で制御回路105はPB10のPP8の管理領域にあるコピーカウンタ1301を読み出す。
次に判定1403で制御回路105はPB10のPP8の管理領域から得られたコピーカウンタ1301によって、コピーバック書き込み即ちECC回路110による誤り訂正を行わないデータのコピーが何度繰り返して実行されているかを判断して、データの信頼性を保つためにはECC回路110による誤り訂正を行う必要があると判断した場合には、状態1404へと遷移し、まだコピーバック書き込みを続けてもデータの信頼性が損なわれないと判断した場合には、状態1405へと遷移する。この際の判断はコピーカウンタ1301がデータの信頼性を保つために最大限繰り返して実行することが出来るECC回路110による誤り訂正を伴わないコピーバック書き込みの回数を規定回数として、この規定回数に達しているか、達していないかで判断する。
状態1404では、これ以上コピーバック書き込みによってビット誤りが累積することを避けるために、制御回路105は旧データのあるPB10のPP8のデータを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20の未書き込み物理ページ301であるPP8へと書き込む、この際に管理領域に書き込むコピーカウンタ1301はコピーバック書き込み回数が0回であることを示す状態で書き込む。このようにECC回路110による誤り訂正を行ってデータのコピーを行うことによりビット誤りの累積を回避する。
状態1405では、まだコピーバック書き込みを実行してもデータの信頼性は損なわれないと判断しているので、より高速にデータをコピーするためにフラッシュメモリ104とコントローラ103間でのユーザデータの転送が不要なコピーバック処理を用いてPB20のPP8に書き込む、このコピーバック処理においてはECC回路110による誤り訂正は行われない。またこの際にPB20の管理領域に書き込むコピーカウンタ1301はコピーバック書き込み回数を状態1402で読み出した値に1を足した値で書き込む。このように予めフラッシュメモリ104に備えられた機能であるコピーバック処理を行って書き込みを行うことにより、高速にコピー処理が行える。
なお、データのコピーフローでは示さなかったが、ホスト機器102からの書き込みデータをそのまま書き込む場合には、コピーカウンタ1301はコピーバック書き込み回数0回を示す状態で書き込む。これは、コピーカウンタ1301の本質がコピーバック書き込みの回数にあるのではなく、ビット誤りの累積する確率が高くなっているのかどうかを示していることを考えれば当然である。
以上、本発明の実施の形態3及び4によれば、各物理ブロック201の各物理ページ301毎に、データのコピーの際にECC回路110による誤り訂正を行ったかどうかを示すコピーフラグまたはECC回路110による誤り訂正を行わずに何度コピーを行ったかを示すコピーカウンタを設け、旧データのコピーを行う前に、このコピーフラグまたはコピーカウンタを読み出すことによって、旧データの書き込みについて物理ページ301毎にホスト機器102からのデータ書き込みまたはECC回路110による誤り訂正を行った後のデータコピーなのか、それともECC回路110による誤り訂正を行わないデータコピーなのかまたは、ECC回路110による誤り訂正を行わずに何度コピーを行ったかの判定を行うことができ、その結果に基づいて旧データのコピー処理を行う際にECC回路110による誤り訂正を行うデータのコピーかECC回路110による誤り訂正を行わないデータのコピーか物理ページ301毎に選択して実行することが出来る。
なお、図12の状態1204、図14の状態1404でのコピー方法として実施の形態1及び2のなお書きでも説明したように、フラッシュメモリ104のコピーバック機能を有効に使うことによりビット誤りを累積させないデータのコピーをより高速に実現することが出来る。
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5における不揮発性記憶装置のデータコピー方法について、図1〜3、5〜8、15、16を用いて説明する。図1〜3、5〜8については実施の形態1で説明したものと同じであるので説明を省く。
本発明の実施の形態5における不揮発性記憶装置のデータコピー方法について、図1〜3、5〜8、15、16を用いて説明する。図1〜3、5〜8については実施の形態1で説明したものと同じであるので説明を省く。
図15は、実施の形態5でのコピーフラグの位置について示したものである。物理ブロック201をホスト機器102のデータ管理単位である容量16KBのクラスタ単位で分割する。その結果、物理ブロック201は8ページ単位で8つのグループに分けられる。PP0〜7の16KB、PP8〜15の16KB、・・・、PP56〜63の16KBである。この8ページの内の少なくとも一つ以上の物理ページの管理領域に1501のコピーフラグを配置する。コピーフラグ1501はコピーフラグ1501を含む8ページからなるクラスタの書き込みがコピーバックによって書き込まれたのか、それともコントローラ103からデータを転送して書き込まれたのかを示している。
図16は本実施の形態によるデータコピー方法について示したフローチャートである。
まず、最初に状態1601で制御回路105はアドレス変換テーブル108から、旧データの書き込まれている物理ブロック201のアドレスと、コピーすべきデータの書き込まれている物理ページ301のアドレスを得る。ここでは、アドレス変換テーブル108から得られる物理ブロック201はPB10であり、物理ページ301はPP8である。
次に状態1602で制御回路105はPB10のPP8を含む8つの物理ページ301のグループの一つの物理ページ301であるPP15の管理領域にあるコピーフラグ1501を読み出す。
次に判定1603で制御回路105はPB10のPP15の管理領域から得られたコピーフラグ1501がコピーバック書き込みを行ったと判断した場合には状態1604へと遷移し、コピーバック書き込みを行わなかったと判断した場合には状態1605へと遷移する。
状態1604では、当該ページのデータがコピーバック書き込みによってビット誤りが累積することを避けるために、制御回路105はPB10のPP8データを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20のPP8へと書き込む。続いてPB10のPP9のデータを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20のPP9へと書き込み。同様にPP10からPP15までのデータをコピーする。従ってクラスタ単位である8つの物理ページ301のコピーを行う。この際にPB20のPP15の管理領域に書き込むコピーフラグ1501はコピーバック書き込みなしを示す状態で書き込む。このようにECC回路110による誤り訂正を行ってデータのコピーを行うことによりビット誤りの累積を回避する。
状態1605では、旧データの書き込まれていた物理ブロック201であるPB10のPP8からPP15までのクラスタ単位の書き込みではコピーバック処理が使用されていないことがわかっているので、より高速にデータをコピーするためにフラッシュメモリ104とコントローラ103間でのユーザデータの転送が不要なコピーバック処理を用いてPB20のPP8からPP15に書き込む。このコピーバック処理においてはECC回路110による誤り訂正は行われない。またこの際にPB20のPP15の管理領域に書き込むコピーフラグ1601はコピーバック書き込みありを示す状態で書き込む。このように予めフラッシュメモリ104に備えられた機能であるコピーバック処理を行って書き込みを行うことにより、高速にコピー処理が行える。
状態1606では書き込み処理を行ったクラスタ、このケースではPP8〜PP15が物理ブロック201における最終のクラスタであるかどうかを判定して最終のクラスタの処理であればデータコピー処理を終了し、最終クラスタの処理でなければ状態1607へと遷移する。
状態1607では処理対象を次のクラスタとして1601へと遷移する。
この様にして、旧データの書き込まれた物理ブロック201であるPB10のコピー元の複数のクラスタPP8〜PP15、PP16〜PP23、・・・、PP56〜PP63を、新しくデータを書き込む物理ブロック201であるPB20のコピー先の対応する複数のクラスタPP8〜PP15、PP16〜PP23、・・・、PP56〜PP63へとコピーを行うが、この際にコピーを行うクラスタ毎にPB10にあるコピー元のページの管理領域にあるコピーフラグ1501からコピー元のデータがコピーバックによって書き込まれている。即ちECC回路110による誤り訂正を行わずに書き込まれビット誤りが累積している可能性があるのか、それともコピー元のデータがコピーバックではなく、コントローラ103からデータを転送して書き込まれておりビット誤りの累積がないのかを判定してそれに応じてコントローラ103を介してフラッシュメモリ104にデータを書き込むのか、それともフラッシュメモリ104内部でのコピーバック処理によってデータを書き込むのか処理を振り分ける。
なお、データのコピーフローでは示さなかったが、ホスト機器102からの書き込みデータをそのまま書き込む場合には、コピーフラ1501はコピーバック書き込みなしを示す状態で書き込む。これは、コピーフラグ1501の本質がコピーバック書き込みの有無にあるのではなく、ビット誤りの確率が高い書き込みが行われたのかどうかを示していることを考えれば当然である。
(実施の形態6)
次に本発明の実施の形態6におけるデータコピー方法について、図1〜3、5〜8、17、18を用いて説明する。図1〜3、5〜8については実施の形態1及び2で説明したものと同じであるので説明を省く。
次に本発明の実施の形態6におけるデータコピー方法について、図1〜3、5〜8、17、18を用いて説明する。図1〜3、5〜8については実施の形態1及び2で説明したものと同じであるので説明を省く。
図17は、図3の物理ブロック201の中での、コピーカウンタの位置について示したものである。物理ブロック201をホスト機器102のデータ管理単位である容量16KBのクラスタ単位で分割する。その結果物理ブロック201は8ページ単位で8つのグループ化分けられる。PP0〜7の16KB、PP8〜15の16KB、・・・、PP56〜63の16KBである。この8ページの内の少なくとも一つ以上の物理ページの管理領域に1701のコピーカウンタを配置する。コピーカウンタ1701はコピーフラグ1701を含む8ページからなるクラスタの書き込みが、何回連続してコピーバックによって書き込まれたのかの回数を数値として示している。
図18は本実施の形態でのデータコピー方法について示したフローチャートである。
まず、最初に状態1801で制御回路105はアドレス変換テーブル108から、旧データの書き込まれている物理ブロック201のアドレスと、コピーすべきデータの書き込まれている物理ページ301のアドレスを得る。ここでは、アドレス変換テーブル108から得られる物理ブロック201はPB10であり、物理ページ301はPP8である。
次に状態1802で制御回路105はPB10のPP8を含む8つの物理ページ301のグループの一つの物理ページ301であるPP15の管理領域にあるコピーカウンタ1701を読み出す。
次に判定1803で制御回路105はPB10のPP15の管理領域から得られたコピーカウンタ1701によって、コピーバック書き込み即ちECC回路110による誤り訂正を行わないデータのコピーが何度繰り返して実行されているかを判断して、データの信頼性を保つためにはECC回路110による誤り訂正を行う必要があると判断した場合には状態1804へと遷移し、まだコピーバック書き込みを続けてもデータの信頼性が損なわれないと判断した場合には状態1805へと遷移する。この際の判断はコピーカウンタ1701がデータの信頼性を保つために最大限繰り返して実行することが出来るECC回路110による誤り訂正を伴わないコピーバック書き込みの回数を規定回数として、この規定回数に達しているか、達していないかで判断する。
状態1804では、これ以上コピーバック書き込みによってビット誤りが累積することを避けるために、制御回路105はPB10のPP8データを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20のPP8へと書き込む。続いてPB10のPP9のデータを一旦退避バッファ107へと読み出してECC回路110により誤り訂正処理を実行してビット誤りをなくした後に、PB20のPP9へと書き込み。同様にPP10からPP15までのデータをコピーする。従ってクラスタ単位である8つの物理ページ301のコピーを行う。この際にPB20のPP15の管理領域に書き込むコピーフラグ1701は連続するコピーバック書き込み回数「0」を示す状態で書き込む。このようにECC回路110による誤り訂正を行ってデータのコピーを行うことによりビット誤りの累積を回避する。
状態1805では、旧データの書き込まれていた物理ブロック201であるPB10のPP8からPP15までのクラスタ単位の書き込みではコピーバック書き込みを実行してもデータの信頼性は損なわれないと判断しているので、より高速にデータをコピーするためにフラッシュメモリ104とコントローラ103間でのユーザデータの転送が不要なコピーバック処理を用いてPB20のPP8からPP15に書き込む。このコピーバック処理においてはECC回路110による誤り訂正は行われない。またこの際にPB20のPP15の管理領域に書き込むコピーカウンタ1701はコピーバック書き込み回数を状態1802で読み出した値に1を足した値で書き込む。このように予めフラッシュメモリ104に備えられた機能であるコピーバック処理を行って書き込みを行うことにより、高速にコピー処理が行える。
なお、データのコピーフローでは示さなかったが、ホスト機器102からの書き込みデータをそのまま書き込む場合には、コピーカウンタ1701はコピーバック書き込み回数0回を示す状態で書き込む。これは、コピーカウンタ1701の本質がコピーバック書き込みの回数にあるのではなく、ビット誤りの累積する確率が高くなっているのかどうかを示していることを考えれば当然である。
以上、本発明の実施の形態5及び6によれば、各物理ブロック201の内部においてホスト機器102のデータ管理単位である容量16KBのクラスタ単位で分割する。その結果8ページ単位で分けられた8つのグループ毎に、データのコピーの際にECC回路110による誤り訂正を行ったかどうかを示すコピーフラグまたはECC回路110による誤り訂正を行わずに何度コピーを行ったかを示すコピーカウンタを設け、旧データのコピーを行う前に、このコピーフラグまたはコピーカウンタを読み出すことによって、旧データの書き込みについて物理ページ301毎にホスト機器102からのデータ書き込みまたはECC回路110による誤り訂正を行った後のデータコピーなのか、それともECC回路110による誤り訂正を行わないデータコピーなのかまたは、ECC回路110による誤り訂正を行わずに何度コピーを行ったかの判定を行うことができ、その結果に基づいて旧データのコピー処理を行う際にECC回路110による誤り訂正を行うデータのコピーかECC回路110による誤り訂正を行わないデータのコピーかホスト機器102からの書き込み単位であるクラスタ毎に選択して実行することが出来る。
なお、図16の状態1604、図18の状態1804でのコピー方法として、実施の形態1及び2のなお書きでも説明したように、フラッシュメモリ104のコピーバック機能を有効に使うことによりビット誤りを累積させないデータのコピーをより高速に実現することが出来る。
以上のように、本発明に係わる不揮発性記憶装置のデータコピー方法は、音楽データや映像データを取り扱う機器、例えばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の携帯機器におけるデータを記憶するための記憶装置に用いるのに適している。
101 不揮発性記憶装置
102 ホスト機器
103 コントローラ
104 フラッシュメモリ
105 制御回路
106 ページバッファ
107 退避バッファ
108 アドレス変換テーブル
109 エントリテーブル
110 ECC回路
201 物理ブロック
301 物理ページ
401 コピーフラグ
102 ホスト機器
103 コントローラ
104 フラッシュメモリ
105 制御回路
106 ページバッファ
107 退避バッファ
108 アドレス変換テーブル
109 エントリテーブル
110 ECC回路
201 物理ブロック
301 物理ページ
401 コピーフラグ
Claims (15)
- 複数の物理ブロックを有し、前記物理ブロックは複数の物理ページからなり、前記物理ページは管理情報とユーザデータ領域とを有する不揮発性メモリにおいて、前記不揮発性メモリの第1の物理ブロックから第2の物理ブロックへデータをコピーする方法であって、
前記第1の物理ブロックの管理領域から、前記第1の物理ブロックに書かれたデータの書き込み方法の情報を得る第1のステップと、
前記書き込み方法の情報に基づきコピーする際の書き込み方法として、信頼性の高い第1の書き込み方法、または処理時間の短い第2の書き込み方法のいずれかを選択する第2のステップと、
前記第1の書き込み方法が選択された場合、前記不揮発性メモリの外部に第1の物理ブロックからのデータを読み出し、誤り訂正処理を行なって第2の物理ブロックへデータをコピーする第3のステップと、
前記第2の書き込み方法が選択された場合、前記不揮発性メモリの外部にデータを読み出すことなしに、前記第1の物理ブロックから第2の物理ブロックへデータをコピーする第4のステップと、を備えたデータコピー方法。 - 前記第1のステップにおいて、前記第1の物理ブロックの最終物理ページの管理領域から、前記書き込み方法の情報を得ることを特徴とした請求項1記載のデータコピー方法。
- 前記書き込み方法の情報は、前記第1の書き込み方法か前記第2の書き込み方法かを示す情報であることを特徴とする請求項2記載のデータコピー方法。
- 前記書き込み方法の情報は、前記第2の書き込み方法が連続で行われた回数を示す情報であることを特徴とする請求項2記載のデータコピー方法。
- 前記第3のステップにおいて、前記第1の書き込み方法におけるデータのコピーは、第1のページバッファを介して行なわれ、
前記第4のステップにおいて、前記第2の書き込み方法におけるデータのコピーは、前記第1のページバッファとは異なる第2のページバッファを介して行なわれることを特徴とする請求項1記載のデータコピー方法。 - 前記第3のステップにおいて、前記不揮発性メモリの第1の物理ブロックのデータを前記第1のページバッファに読み出し、誤りの有無を判定し、
誤りが無いと判定した場合は、前記第1のページバッファから前記不揮発性メモリの第2の物理ブロックにデータを転送することなしにコピー動作を行い、
誤りがあると判定した場合は、誤り訂正した後に前記第1のページバッファから前記不揮発性メモリの第2の物理ブロックにデータを転送してコピー動作を行なうことを特徴とする請求項5記載のデータコピー方法。 - 前記第1のステップから前記第4のステップまでを、物理ページ毎に繰り返すことを特徴とする請求項1記載のデータコピー方法。
- 前記書き込み方法の情報は、第1の物理ブロックの物理ページへの書込みが、前記第1の書き込み方法であったか前記第2の書き込み方法であったかを示す情報であることを特徴とする請求項7記載のデータコピー方法。
- 前記書き込み方法の情報は、前記第2の書き込み方法が連続で行われた回数を示す情報であることを特徴とする請求項7記載のデータコピー方法。
- 前記第3のステップにおいて、前記不揮発性メモリの第1の物理ブロックのデータをページバッファに読み出し、誤りの有無を判定し、
誤りが無いと判定した場合は、前記ページバッファから前記不揮発性メモリの第2の物理ブロックにデータを転送することなしにコピー動作を行い、
誤りがあると判定した場合は、誤り訂正した後に前記ページバッファから前記不揮発性メモリの第2の物理ブロックにデータを転送してコピー動作を行なうことを特徴とする請求項7記載のデータコピー方法。 - 前記第1のステップから前記第4のステップまでを、複数の物理ページからなり前記物理ブロックよりも小さい、外部ホスト機器のデータ管理単位であるクラスタ単位毎に繰り返すことを特徴とする請求項1記載のデータコピー方法。
- 前記第1のステップにおいて、前記第1の物理ブロックの前記クラスタを構成する物理ページの中の先頭の物理ページの管理領域から、前記書き込み方法の情報を得ることを特徴とした請求項11記載のデータコピー方法。
- 前記書き込み方法の情報は、第1の物理ブロックの物理ページへの書込みが、前記第1の書き込み方法であったか前記第2の書き込み方法であったかを示す情報であることを特徴とする請求項12記載のデータコピー方法。
- 前記書き込み方法の情報は、前記第2の書き込み方法が連続で行われた回数を示す情報であることを特徴とする請求項12記載のデータコピー方法。
- 前記第3のステップにおいて、前記不揮発性メモリの第1の物理ブロックのデータをページバッファに読み出し、誤りの有無を判定し、
誤りが無いと判定した場合は、前記ページバッファから前記不揮発性メモリの第2の物理ブロックにデータを転送することなしにコピー動作を行い、
誤りがあると判定した場合は、誤り訂正した後に前記ページバッファから前記不揮発性メモリの第2の物理ブロックにデータを転送してコピー動作を行なうことを特徴とする請求項11記載のデータコピー方法。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008158908A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Tdk Corp | メモリコントローラ及びフラッシュメモリシステム並びにフラッシュメモリの制御方法 |
KR100918707B1 (ko) | 2007-03-12 | 2009-09-23 | 삼성전자주식회사 | 플래시 메모리를 기반으로 한 메모리 시스템 |
KR20110125892A (ko) * | 2010-05-14 | 2011-11-22 | 삼성전자주식회사 | 불휘발성 메모리 장치를 포함하는 저장 장치 및 그것의 카피-백 방법 |
-
2005
- 2005-03-02 JP JP2005057236A patent/JP2006244017A/ja active Pending
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