JP3773607B2 - フラッシュeeprom内蔵マイクロコンピュータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、メモリセルの内容を書換、消去可能な半導体メモリを内蔵したマイクロコンピュータに関し、特に、電気的に書換、消去できるフラッシュEEPROMを内蔵したマイクロコンピュータ、及び、フラッシュEEPROMの消去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種のマイクロコンピュータには、アプリケーションプログラムのようなユーザープログラムを書き換え可能なフラッシュEEPROMを備えたものがある。
【0003】
従来、この種のマイクロコンピュータとして、特開平5−266219号公報(以下、引用例1と呼ぶ)では、マイクロコンピュータを実装基板等に実装した状態で、ユーザー自身で、フラッシュEEPROMの記憶内容を他のプログラムに書き換えることができる、所謂、セルフプログラミング方式のシステムが提案されている。
【0004】
このように、フラッシュEEPROMのプログラム等をユーザーによって書換えるモードとして、引用例1では、汎用PROMライターからのプログラムをフラッシュEEPROMに直接、プログラムを書込むモードと、マイクロコンピュータ内部に設けられた中央処理装置(CPU)の制御によって、プログラム等を書込むモードとが開示されている。汎用PROMライターからのプログラムを使用した場合には、マイクロコンピュータ内部のCPU等をフラッシュEEPROMから切り離し、汎用PRMライターの制御の下に、直接、フラッシュEEPROMのプログラムを書換えることができる。
【0005】
他方、CPUの制御の下に、フラッシュEEPROMのプログラム等を書換える場合、書換えるべきプログラムのほかに、フラッシュEEPROMに対してプログラムの書換制御を行うための書換制御プログラムを用意しておく必要がある。このため、上記した引用例1では、書換制御プログラムはフラッシュEEPROM、或いは、マスクROM等に格納している。
【0006】
このうち、フラッシュEEPROMに書換制御プログラムが格納されている場合には、一旦、フラッシュEEPROMに格納された書換制御プログラムを転送制御プログラムと共に、RAMに転送した後、RAMに格納された書換制御プログラムにしたがって、フラッシュEEPROM内に新たなプログラム等を書き込んでいる。また、マスクROMに書換制御プログラムが格納されている場合には、マスクROM内の書換制御プログラムにしたがって、フラッシュEEPROMの書換が行われている。
【0007】
いずれにしても、フラッシュEEPROMの記憶内容を書換えるためには、フラッシュEEPROMを一旦、消去状態にする必要がある。このように、フラッシュEEPROMの記憶内容を消去する方法として、複数のメモリセルを含むメモリ領域全体を一括して消去する方法と、メモリ領域を複数のブロックに分割して、ブロック毎に消去する場合とが知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このうち、一括消去する方法では、短時間でフラッシュEEPROM内の全てのデータ乃至プログラムを消去できる反面、プログラムの書換の際には、全てのデータ、プログラムを書換える必要があるため、書換に時間を要すると言う欠点がある。
【0009】
また、フラッシュEEPROMの記憶領域を複数のブロックに分割した場合、個々のブロック毎に消去動作を行うことができるが、ブロックの数が多くなると、各ブロックを消去するために、2秒程度要するため、消去に時間がかかってしまうと言う欠点がある。
【0010】
従来、フラッシュEEPROMの消去方法として、特開平5−325576号公報(引用例2と呼ぶ)には、フラッシュEEPROMのブロックに対応してラッチを設けておき、ラッチによって消去されるべきブロックを指定し、ラッチによって指定されたブロックの記憶内容を消去する方法が開示されている。この消去方法を採用した場合、任意のブロックにおける記憶内容を消去できる反面、ブロック数の増加に応じて、ラッチの数を増加させる必要があり、且つ、消去すべきブロックに対応したラッチを指定する手段も必要である。
【0011】
更に、特開平7−98991号公報(引用例3)には、複数のアドレス信号を複数の対応した消去ブロックとしてラッチでき、これによって、一度に種々の組み合わせでブロックの記憶内容を消去できる不揮発性半導体記憶装置が開示されている。この構成では、アドレス信号数とブロック数とが等しくなければならないという制限があり、したがって、ブロック数の増加と共に、ラッチも増加させる必要がある。
【0012】
一方、最近、個々のユーザーに必要なプログラムを格納して、各ユーザー毎にカスタマイズされたマイクロコンピュータに対するユーザーの要求も高まっている。このような要求に応えるためには、単に、アプリケーション操作を行うユーザープログラムだけでなく、ユーザープログラム書換用のプログラム(以下、ブートプログラムと呼ぶ)をも、個々のユーザーによって異なり、且つ、ブートプログラムを格納するのに必要なブロックも、使用されるブートプログラム毎に相違していることを考慮しておかなければならない。
【0013】
この場合、バグ等の発生を考えると、ユーザープログラム自体、書換可能であることが望ましいが、ブートプログラム自体は、ユーザー固有に使用されることが多いため、書き換えられることは、非常にまれである。
【0014】
上記したユーザーの要求に応じて、ユーザープログラム及びブートプログラムの双方をフラッシュEEPROMに格納し、且つ、その消去のため、引用例1〜3の技術を適用することも、考えられるかも知れない。
【0015】
しかしながら、引用例1〜3は、ユーザープログラムとブートプログラムとを区別して、フラッシュEEPROMに格納することについて、全く示唆していない。却って、引用例1では、フラッシュEEPROMの書換制御プログラムをRAMに一旦転送させた後、全てのブロックの記憶内容を消去している。また、引用例2及び3は、消去すべきブロックをラッチを用いて指定することを開示しているが、上記したユーザープログラム及びブートプログラムと、消去ブロックとの関係、並びに、ユーザープログラム及びブートプログラムとをフラッシュEEPROMに格納した場合における消去回路及び消去方法について、全く示唆していない。例えば、ユーザープログラムが多数のブロックに亘って格納されている場合、ブロック毎に記憶内容を消去したのでは、消去に長時間を要することになってしまうし、また、引用例2及び3のように、消去すべきブロックに対応してラッチを設ける構成では、ラッチの制御が難しいと言う欠点がある。
【0016】
本発明の目的は、ブートプログラムとユーザープログラムとをフラッシュEEPROMに格納したマイクロコンピュータを提供することである。
【0017】
本発明の他の目的は、ブートプログラムとユーザープログラムとの双方を格納したフラッシュEEPROMに適した消去回路を備えたマイクロコンピュータを提供することである。
【0018】
本発明の更に他の目的は、ブートプログラム及びユーザープログラムが多数のブロックに分割して格納されている場合、迅速にユーザープログラムだけを消去できる消去回路を備えたマイクロコンピュータを提供することである。
【0019】
本発明の他の目的は、ブートプログラムの格納される領域の変化にも対応でき、したがって、ユーザー毎に、異なるブートプログラムを使用できるマイクロコンピュータを提供することである。
【0020】
本発明の他の目的は、フラッシュEEPROMの記憶内容を転送等を行うことなく、部分的に消去する消去方法を提供することである。
【0021】
本発明の更に他の目的は、ブロック毎に個々に消去できるモードと、ブートプログラムを残して、それ以外のプログラムの領域を消去できるモードとを選択できる消去方法を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態によれば、予め定められたプログラムを格納する第1の領域と、前記第1の領域を除いた第2の領域とを備えた書換可能なメモリと、前記第1の領域を除く第2の領域を識別して、前記第1の領域を除く前記第2の領域だけを消去するための選択消去手段とを有しているマイクロコンピュータが得られる。ここで、第1の領域に格納された予め定められたプログラムはブートプログラムであり、第2の領域に格納されるプログラムはユーザープログラムであることが望ましい。
【0023】
本発明の他の形態によれば、第1の領域を残して、第2の領域だけを、ブロック毎に消去するのではなく、一括して消去するため、消去に要する時間を短縮できるフラッシュEEPROMの消去方法が得られる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【0025】
図1及び図2を参照して、本発明の一実施の形態に係るマイクロコンピュータにおけるフラッシュEEPROM10の消去動作を概略的に説明する。図示されたフラッシュEEPROM10は4つのブロック0〜3に分割されており、各ブロック0〜3は互いに等しいアドレス数を備え、且つ、その記憶容量も等しいものとして説明するが、これらブロック0〜3は互いに異なる記憶容量を有していても良いし、更に、多数のブロックに分けられても良い。
【0026】
図示された例では、ブロック0には、当該マイクロコンピュータのユーザーに応じたブートプログラムが格納されており、他のブロック1〜3には、ユーザーアプリケーションプログラムが格納されているものとする。また、この例の場合、書換制御プログラムはファームウェアの形で、ROM15に格納されているものとする。
【0027】
図1において、ユーザーの起動操作により、ブロック0に格納されたブートプログラムが動作して、ROM15に格納されている書換制御プログラムに対して、ブロック消去指定命令が送出される。ブロック消去指定命令が与えられると、ROM15は、図2に示すように、書換制御プログラムにしたがって、消去すべきブロックを選択するブロック指定信号がブロック選択回路17からブロック0〜3に出力される。
【0028】
図2に示された例では、各ブロック0〜3に、フラッシュEEPROM制御回路19が接続されており、フラッシュEEPROM制御回路19の制御の下に、ブロック選択回路17で選択されたブロック0〜3の消去動作が行なわれる。図2に示されているように、ブロック0〜3は、ブロック指定信号▲1▼、▲2▼、▲3▼、及び、▲4▼によって個々に指定され、フラッシュEEPROM制御回路19の制御の下に、個々に、且つ、排他的に、各ブロックの記憶内容を消去できる。
更に、図2に示されているように、ブロック指定信号▲5▼は、ブロック選択回路17からブロック1、2、及び3に供給されており、この結果として、ブロック0以外のブロック1、2、3を同時的に消去できる。同様に、ブロック指定信号▲6▼は、ブロック2及び3に与えられており、これら両ブロック2及び3を同時的に消去できる。また、ブロック指定信号▲7▼はブロック3にのみ与えられており、ブロック指定信号▲4▼と同様に、ブロック3のみを消去するために使用される。上記したブロック指定信号▲5▼、▲6▼、及び▲7▼の消去領域は、図1からも明らかである。これらブロック指定信号のうち、特に、ブロック指定信号▲5▼は、ブートプログラムを格納したブロック0以外の領域を同時的に消去できるため、ブロック1〜3にユーザープログラムが格納されている場合には、ブロック0に格納されたブートプログラムを消去することなく、ユーザープログラムを一括消去できる。
【0029】
したがって、この構成では、ブートプログラム以外のユーザープログラムを迅速に消去できる。
【0030】
図3を参照すると、本発明に係るマイクロコンピュータの構成例が示されており、この例では、図1及び図2に示されたフラッシュEEPROM10、ROM15、ブロック選択回路17、及び、フラッシュEEPROM制御回路19の接続関係がより具体的に示されている。図3に示されたマイクロコンピュータは、アドレスバス21及び周辺バス22とを備え、両バス21及び22は図示されないCPUに接続されている。
【0031】
図3に示されたフラッシュEEPROM10は、図2と同様に、フラッシュEEPROM制御回路19に接続されると共に、フラッシュEEPROM10対する書込データを書込むためのフラッシュ書込回路25に接続され、且つ、フラッシュEEPROM10から読出データを読み出すための読出回路26にも接続されている。図示されたフラッシュ書込回路25はフラッシュ書込バッファFLWBによって構成されており、他方、読出回路26はフラッシュ読出バッファFLRBを備えている。
【0032】
また、フラッシュEEPROM制御回路19は、フラッシュモード制御レジスタ(FLMC)191及びデコーダ192とを有し、FLMC191は周辺バス22を介して、命令及びデータの送受を行う。デコーダ192はFLMC191からの命令を解読して、フラッシュEEPROM10を消去、書込、及び、読出を行うためのフラッシュ制御信号を出力する。ここで、図示されたFMPMC28では、フラッシュEEPROM10に対するセルフプログラミングモードをあらわすセルフプログラミングモード信号SPをも出力する。
【0033】
図示されたブロック選択回路17は、アドレスバス21、フラッシュアドレスポインター(FLAP)27、及び、フラッシュプログラミングコントロールレジスタ(FLPMC)28とに接続されている。
【0034】
このうち、FLAP27はブロック選択回路17に対して書込、読出、及び、消去の対象となる領域の先頭アドレスを指示し、他方、FLPMC28は、通常モードとセルフプログラミングモードとを識別すると共に、図1及び図2を参照して説明したように、ブートプログラムを格納した領域(ブロック0)以外の領域(ブロック1〜3)を一括して消去するモードを指示するブート外ブロック消去ビットを含んでいる。更に、FLPMC28は命令フェッチ先切換回路29に接続されており、FLPMC28に格納されたモードに応じて、切換回路31にスイッチ信号を出力する。
【0035】
切換回路31は、書込制御プログラムをファームウェアとして格納したROM15と、フラッシュEEPROM10から読み出された命令を保持する読出回路26とに接続されており、通常モードがFLPMC28に設定されている場合には、読出回路26を選択した状態にある。この状態では、フラッシュEEPROM10からの命令等が切換回路31を介して周辺バス22上に送出される。
【0036】
他方、FLPMC28によって、セルフプログラミングモードが指定されている場合、切換回路31はROM15を選択しており、フラッシュEEPROM制御回路19及びFLWB25等が動作し、フラッシュEERPOM15の書込、消去がROM15に格納されたファームウェアにしたがって行われる。
【0037】
次に、ROM15のファームウェアにしたがって行われるフラッシュEEPROM10の消去動作について説明しておく。この場合、フラッシュEEPROM10は、ブロック毎に消去動作を行うことができると共に、図1及び図2に示したように、ブートプログラムを格納した領域以外を一括して消去できる。ここでは、フラッシュEEPROM10には、ブートプログラムが、ユーザーによって図1に示すように、ブロック0に格納されているものとする。
【0038】
より具体的に言えば、ブロック選択回路17は、FLAP27から与えられるアドレスに対して、FLPMC28に保持されたブート外ブロック消去ビットが論理”1”であれば、与えられたアドレスとブート外ブロック消去ビットとを論理演算して、ブートプログラムを格納したブロック0以外のブロックを一括消去する。尚、この例の場合、ブートプログラムの格納された領域は、予めユーザーによって確認されており、アドレス信号の上位ビットによって識別されるものとする。
【0039】
図4及び図5を図3と共に参照すると、ブロック選択回路17には、アドレス信号として、上位に配置された2ビット(16ビットのうち、第14番目及び第15番目のビット)が与えられているものとする。図4に示されたブロック選択回路17は4つの論理ゲート171〜174と、インクリメント回路175とにより構成されている。
【0040】
まず、ブート外ブロック消去ビットが論理”0”のとき、第15番目及び第14番目ビットの状態が”00”であれば、図5に示すように、論理ゲート(ORゲート)171の出力のみが論理”0”となり、他の論理ゲート172〜174の出力は論理”1”となる。この状態では、ブロック0だけが選択された状態になり、ブロック0だけが消去、書込可能な状態になる。以下同様に、ブート外ブロック消去ビットが論理”0”のとき、第15及び第14番目のビットが、それぞれ、”01”、”10”、及び、”11”になると、図5に示すように、それぞれブロック1、2、及び3に対応した論理ゲート172、173、及び174が論理”0”となって、ブロック1、2、及び3が選択状態となる。
【0041】
一方、アドレス信号の第15及び第14番目ビットが”00”の状態で、ブート外ブロック消去ビットとして、論理”1”が与えられると、インクリメント回路175によって、ブロック0、1、2、及び、3に対応した出力”0111”に”1”が加算されて、図5の下段に示されるように、”1000”になる。このことは、ブロック0だけが非選択状態になり、他のブロック1、2、及び3が選択状態になったことを意味している。したがって、ブートプログラムを格納したブロック0以外のブロック1、2、及び、3は選択状態となって、一括して消去され得る状態になる。
【0042】
また、アドレス信号の第15及び第14番目のビットが”01”であり、論理ゲート171〜174の出力が”1011”であるとき、ブート外ブロック消去ビットが論理”1”になると、インクリメント回路175は、論理ゲート171〜174の出力に論理”1”を加算し、結果として、”1100”を出力する。この出力によってブロック2及び3が選択状態になることが分かる。同様に、論理ゲート171〜174の出力が”1101”のとき、ブート外ブロック消去ビットが論理”1”になると、インクリメント回路175の出力は”1110”となり、また、”1110”のとき、ブート外消去ビットが論理”1”になると、インクリメント回路175の出力は”1111”となる。
【0043】
上記したインクリメント回路175はハーフアダーを組み合わせることによって容易に構成できるから、ここでは、説明を省略する。
【0044】
上記した実施の形態では、ブロックの数が4つの場合に限って説明したが、ブロックの数は4つの場合に限らないことは明らかである。また、本発明では、ブロックに対応してラッチ等のハードウェアを設けるのではなく、フラッシュEEPROMを任意の大きさに対応して分割しておき、アドレス信号のビット位置を各ブロックに対応して定めることによって、サイズの異なるブロックを個々に選択状態にできると共に、ブートプログラム領域以外の領域を一括消去できると言う利点がある。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、ユーザーによって使用されるブートプログラムを格納したフラッシュEEPROMを備えたマイクロコンピュータにおいて、ブートプログラムの格納領域以外の領域を一括して消去できるため、ブートプログラムの転送等を要せず、且つ、ブロック毎に消去する場合に比較して、迅速に、ブートプログラムの格納領域以外の領域を消去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るブロック消去動作を説明するための図である。
【図2】図1に説明したブロック消去動作を実行する部分を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係るマイクロプロセッサをより具体的に説明するためのブロック図である。
【図4】図3に示されたマイクロプロセッサに使用される回路をより詳細に説明するためのブロック図である。
【図5】図4に示された回路の動作を説明するための真理値表である。
【符号の説明】
10 フラッシュEEPROM
15 ROM
17 ブロック選択回路
19 フラッシュEEPROM制御回路
25 書込回路(FLWB)
26 読出回路
27 FLAP
29 命令フェッチ先切換回路
31 切換回路
171〜174 論理回路
175 インクリメント回路
Claims (9)
- 予め定められたプログラムを格納する第1の領域と、前記第1の領域を除いた第2の領域とを備え、且つ、前記第2の領域は複数のブロックに区分されており、前記第1の領域、及び、前記第2の領域における複数のブロックはアドレス信号における特定ビット組によって指定できる書換可能なメモリと、
前記第1の領域、及び、前記第2の領域内の複数ブロックを個々に消去する第1のモードと、前記第1の領域を除く、第2の領域を構成する前記複数のブロックを一括消去する第2のモードを指示するブート外ブロック消去ビットと前記アドレス信号の特定ビット組とを演算することにより、前記第1の領域を除く第2の領域の複数のブロックを第 1 のモードを指示されたとき個別に、第2のモードを指示されたとき一括消去するための選択消去手段とを、有していることを特徴とするマイクロコンピュータ。 - 請求項1において、前記書換可能なメモリは、フラッシュEEPROMであることを特徴とするマイクロコンピュータ。
- 請求項2において、前記フラッシュEEPROMは、前記第1の領域と、複数のブロックに区分された第2の領域とを備えており、前記選択消去手段は、前記アドレス信号の特定ビット組として、上位ビットを受け、当該上位ビットの値を演算して、演算結果を出力する手段を備え、当該演算結果により、前記第2の領域の各ブロックだけでなく、前記第1の領域をも個別、且つ、選択的に消去できることを特徴とするマイクロコンピュータ。
- 請求項3において、前記第1の領域、及び、前記第2の領域内の複数ブロックを個々に消去する第1のモードと、前記第1の領域を除く、第2の領域を構成する前記複数のブロックを消去する第2のモードを指示するブート外ブロック消去ビットを保持するレジスタを備えており、前記選択消去手段は、前記ブート外ブロック消去ビットに応じて、前記第1のモードと前記第2のモードとを切換える手段を有していることを特徴とするマイクロコンピュータ。
- 請求項4において、前記第1の領域には、ユーザーによって書き込まれたブートプログラムが前記予め定められたプログラムとして格納されていることを特徴とするマイクロコンピュータ。
- 請求項5において、前記ブートプログラムにしたがって、前記第2の領域の各ブロックにアプリケーションプログラムを書き込み制御するためのプログラムを格納したファームウェアを更に備えていることを特徴とするマイクロコンピュータ。
- 予め定められたプログラムを格納する第1の領域と、複数のブロックに区分された第2の領域とを有する書換可能なメモリのデータ消去方法において、
前記第1の領域、及び、前記第2の領域の複数のブロックをアドレス信号における特定ビット組によって指定できるように対応付けておき、
前記第1の領域、及び、前記第2の領域内の複数ブロックを個々に消去する第1のモードと、前記第1の領域を除く、第2の領域を構成する前記複数のブロックを一括消去する第2のモードを指示するブート外ブロック消去ビットと前記アドレス信号の特定ビット組とを演算することにより、前記第1の領域だけを残し、第2の領域の複数のブロックを第 1 のモードを指示されたとき個別に、第2のモードを指示されたとき一括消去することを特徴とするメモリの消去方法。 - 請求項7において、前記第1の領域には、ユーザーによって書き込まれたブートプログラムが格納されており、前記第2の領域のブロックには、ユーザーのアプリケーションプログラムが格納されており、前記アドレス信号の特定ビット組と、前記ブート外ブロック消去ビットとを演算することにより、前記ブートプログラムを除く、当該アプリケーションプログラムを一括または個別に消去することを特徴とするメモリの消去方法。
- 請求項8において、前記書換可能なメモリはフラッシュEEPROMであり、前記フラッシュEEPROMは、前記第1の領域と、複数のブロックに区分された第2の領域とを備えており、前記アドレス信号の特定ビット組として、上位ビットを受け、当該上位ビットの値を演算して、演算結果を出力し、当該演算結果により、前記第1の領域、及び、前記第2の領域の各ブロックを個別に消去することを特徴とするメモリの消去方法。
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