JP5125099B2 - 情報記憶装置、情報記憶方法及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、情報を記憶するための情報記憶装置、情報記憶方法及びプログラムに関する。
近年、複数の機能を1チップに集積しているシステムLSIは、携帯電話や自動車など様々な電気製品に使用されている。このシステムLSIには、プログラムなどのデータが記憶された不揮発性メモリがチップの内部あるいは外部に設けられている。このような不揮発性メモリとして、記憶データの書き換えが電気的に可能なフラッシュメモリが用いられることが多い。
しかしながら、フラッシュメモリは、書き換えの繰り返しや経年劣化が原因で、記憶されているデータが破損したり、さらには、フラッシュメモリの記憶素子自体が破損したりしてしまう場合がある。小規模のシステムLSIには誤り訂正符号であるECC(Error Correcting Code)のようなエラー訂正機構は備えられてないため、フラッシュメモリの記憶素子自体が破損した場合、エラーを訂正することはできず、当該LSI、あるいは、当該LSIが搭載された基板を交換しなければならない。
このような事態を防ぐために、フラッシュメモリにデータを書き込む際に、複数のブロックに同一内容のデータを書き込んでおき、読み出し時にデータのエラー訂正が不能となった場合に、別のブロックからデータを読み出す技術が考えられている(例えば、特許文献1参照)。
また、フラッシュメモリに書き込まれたデータを読み出した際に、読み出されたデータに異常が検出された場合、他の領域に正常なデータを書き込む技術が考えられている(特許文献2参照。)。
また、所定のブロックに書き込まれたデータのエラー検出、訂正を行い、不良ブロックが検出された場合、当該ブロックをリザーブブロックに置き換える特別な機能を有する不揮発性メモリが考えられている(特許文献3参照。)。
特開2005−215824号公報 特開2006−079229号公報 特開平08−203292号公報
しかしながら、特許文献1に記載された技術においては、フラッシュメモリの必要な容量が本来必要な容量の2倍以上となってしまい、コストの問題やシステムLSIによってはフラッシュメモリの容量の制約から採用することができなくなってしまうという問題点がある。
また、特許文献2には、別のブロックにデータを復旧した場合に変化してしまうデータの配置をどのように管理するかが記載されていない。
また、特許文献3に記載された技術においては、上述したような特別な機能を有するメモリを準備しなければならないという問題点がある。
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、記憶されたデータの信頼性を容易に向上することができる情報記憶装置、情報記憶方法及びプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、
複数のバンクに分割されたデータ書き換え可能な不揮発性メモリを具備する情報記憶装置であって、
前記不揮発性メモリは、前記バンクが使用可能かどうかを示す情報と前記バンクに予め付与されたバンク番号との対応付け情報を記憶し、
前記バンクに該バンクに記憶するデータに対する誤り訂正符号を記憶させ、前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正し、使用可能な別のバンクに前記訂正されたデータを書き込む制御部を有する。
また、前記制御部は、前記誤り訂正符号により前記バンクに記憶されたデータに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正し、当該バンクに前記訂正されたデータを書き込み、前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあると判断された場合、該データを訂正し、使用可能な別のバンクに該訂正されたデータを書き込むことを特徴とする。
また、複数のバンクに分割され、データ書き換え可能であり、前記バンクが使用可能かどうかを示す情報と前記バンクに予め付与されたバンク番号との対応付け情報を記憶する不揮発性メモリにデータを記憶させる情報記憶方法であって、
前記バンクに該バンクに記憶するデータに対する誤り訂正符号を記憶させる処理と、
前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあるかどうかを判断する処理と、
前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正する処理と、
使用可能な別のバンクに前記訂正されたデータを書き込む処理とを有する。
また、前記誤り訂正符号により前記バンクに記憶されたデータに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正する処理と、
当該バンクに前記訂正されたデータを書き込む処理と、
前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあるかどうかを判断する処理と、
前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあると判断された場合、該データを訂正する処理と、
使用可能な別のバンクに該訂正されたデータを書き込む処理とを有することを特徴とする。
また、複数のバンクに分割され、データ書き換え可能であり、前記バンクが使用可能かどうかを示す情報と前記バンクに予め付与されたバンク番号との対応付け情報を記憶する不揮発性メモリにデータを記憶させるプログラムであって、
前記バンクに該バンクに記憶するデータに対する誤り訂正符号を記憶させる手順と、
前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあるかどうかを判断する手順と、
前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正する手順と、
使用可能な別のバンクに前記訂正されたデータを書き込む手順とをコンピュータに実行させる。
また、前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正する手順と、
該バンクに前記訂正されたデータを書き込む手順と、
前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあるかどうかを判断する手順と、
前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあると判断された場合、該データを訂正する手順と、
使用可能な別のバンクに該訂正されたデータを書き込む手順とをコンピュータに実行させる。
上記のように構成された本発明においては、複数のバンクに分割されたデータ書き換え可能な不揮発性メモリに、バンクが使用可能かどうかを示す情報とバンクに予め付与されたバンク番号との対応付け情報が記憶され、制御部によって、バンクに当該バンクに記憶するデータに対する誤り訂正符号が記憶され、誤り訂正符号によりデータに訂正可能エラーがあると判断された場合、当該データが訂正され、使用可能な別のバンクに訂正されたデータが書き込まれる。
これにより、ハードウェアがECCのようなメモリ訂正機構を備えてなくてもメモリのエラーを訂正することができる。これにより、情報処理装置の信頼性を向上することができる。また、フラッシュメモリを二重化しておくような方式よりも格段にフラッシュメモリの使用量が少なくてすむ。これにより、フラッシュメモリに要するコストを削減したり、また、フラッシュメモリの容量の制限により従来は複製データを持たせることができなかったような装置にも適用したりすることができる。
以上説明したように本発明においては、複数のバンクに分割されたデータ書き換え可能な不揮発性メモリが、バンクが使用可能かどうかを示す情報とバンクに予め付与されたバンク番号との対応付け情報を記憶し、バンクに当該バンクに記憶するデータに対する誤り訂正符号を記憶させ、誤り訂正符号によりデータに訂正可能エラーがあると判断された場合、当該データを訂正し、使用可能な別のバンクに訂正されたデータを書き込む構成としたため、記憶されたデータの信頼性を容易に向上することができる。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の情報記憶装置の実施の一形態を示す図である。
本形態は図1に示すように、CPU102と、フラッシュメモリ103と、RAM104と、付帯機能部105と、I/Oコントローラ106とが内部バス107を介して接続された形態である。なお、図1においては、情報記憶装置としてシステムLSI101が用いられた形態である。
CPU102は、内部バス107を介して、フラッシュメモリ103、RAM104、付帯機能部105、及びI/Oコントローラ106との間においてデータの送受信を行い、これらを統括的に制御する制御部である。フラッシュメモリ103は、CPU102を動作させるためのプログラムや他のデータ等、システムLSI101の電源が切断された場合であってもメモリ内に残す必要があるデータを記憶するデータ書き換え可能な不揮発性メモリである。RAM104は、CPU102が動作する際にワークメモリとして機能するメモリである。付帯機能部105は、CPU102の付帯機能であるタイマー等を実現する。I/Oコントローラ106は、システムLSI101に接続された外部の装置との間にてデータの送受信を行う。
図2は、図1に示したCPU102のメモリマップの一例を示す図である。
図1に示したCPU102のメモリマップは、図2に示すように、フラッシュメモリ103の共通エリアとしてアドレス「0000(h(16進数表示))」から「3FFF(h)」まで割り当てられており、また、フラッシュメモリ103の個別エリアとしてアドレス「4000(h)」から「7FFF(h)」までが割り当てられており、また、RAM104のエリアとしてアドレス「8000(h)」から「FFFF(h)」が割り当てられている。また、フラッシュメモリ103に割り当てられているメモリ空間の一部が、0〜3のバンク切り替え可能となっている。また、バンク領域にデータを書き込む際には、対応する誤り訂正符号であるECC(Error Correcting Code)を算出し、算出されたECCと該当データとがバンク領域に書き込まれる。
図3は、図1に示したフラッシュメモリ103のバンク領域に記憶されているデータの機能を管理するためのバンク機能管理テーブルの一例を示す図である。
図3に示すようにバンク機能管理テーブル121には、各機能を示す情報と当該機能が記憶されているバンク領域に予め付与されたバンク番号とが対応付けられて記憶されている。例えば、図3に示すように、「A」という機能はバンク番号「0」であるバンクに記憶されており、また「B」という機能はバンク番号「1」であるバンクに記憶されており、また「C」という機能はバンク番号「2」であるバンクに記憶されているという対応付け情報が記憶されている。このバンク機能管理テーブル121を参照することにより、フラッシュメモリ103に実装されている機能が必要になった場合、どのバンクに切り替えれば良いのかを識別することができる。また、バンク領域にデータを書き込む際は、フラッシュメモリ103の共通エリアに記憶されているバンク機能管理テーブル121も併せて更新される。
図4は、図1に示したフラッシュメモリ103のバンク領域に記憶されているデータの状態を管理するためのバンク状態管理テーブルの一例を示す図である。
図4に示すようにバンク状態管理テーブル122には各バンクに予め付与されたバンク番号と当該バンクが使用可能かどうかを示す状態情報とが対応付けられて記憶されている。例えば、図4に示すように、バンク番号「0」であるバンクは使用不可であり、またバンク番号「1」であるバンクは使用不可であり、またバンク番号「2」であるバンクは使用不可であり、またバンク番号「3」であるバンクは使用可能であるという対応付け情報が記憶されている。このバンク状態管理テーブル122を参照することにより、どのバンクが予備バンクとして使用できるのかを識別することができる。また、バンク領域にデータを書き込む際は、フラッシュメモリ103の共通エリアに記憶されているバンク状態管理テーブル122も併せて更新される。ここで、状態が使用不可である場合、その原因として、フラッシュメモリ103の各バンクに機能がすでに書き込まれている、または、不良ブロックが発生しているため当該バンクが予備バンクとして使用できなくなっていることが考えられる。また、状態が使用可である場合、それは未使用であり当該バンクが予備バンクとして使用可であるためである。
以下に、図1に示した情報記憶装置における情報記憶方法についてフローチャートを用いて説明する。
図5は、図1に示した情報記憶装置における情報記憶方法の一例を説明するためのフローチャートである。なお、フラッシュメモリ103のデータの整合性のチェック手順を主に説明するが、このデータ整合性のチェックは情報記憶装置が起動する際に行われるものであっても良いし、起動時ではなくCPU102によるプログラムの実行中の任意のタイミングで実行されるものであっても構わない。ここでは、このデータ整合性のチェックが起動時に行われる場合を例に挙げて説明する。
システムLSI101が起動すると、フラッシュメモリ103のデータ整合性チェック機能が呼び出される。まずは、フラッシュメモリ103のバンク領域に記憶されているECCのチェックが行われる(ステップS1)。ECCのチェックにより訂正不可能エラーがあるかどうかが判断される(ステップS2)。
訂正不可能エラーがあると判断された場合、LEDを点灯させたりブザーを鳴らせたりする方法で外部に対してフラッシュメモリ103の異常が通知される(ステップS3)。これにより、システムLSI101の起動が抑止される。
一方、訂正不可能エラーがないと判断された場合は、訂正可能エラーがあるかどうかが判断される(ステップS4)。
訂正可能エラーがないと判断された場合、本手順を終了し、通常通り、プログラムを起動する。
一方、訂正可能エラーがあると判断された場合は、当該エラーがECCを用いて訂正される(ステップS5)。このエラー訂正については、従来の方法と同様であるため、ここでは詳細を記述しない。
その後、エラーがあると判断されたバンクに訂正されたデータが書き込まれ(ステップS6)、書き込まれたデータに対してECCチェックが行われる(ステップS7)。ECCのチェックにより訂正不可能エラーがあるかどうかが判断される(ステップS8)。
訂正不可能エラーがあると判断された場合、LEDを点灯させたりブザーを鳴らせたりする方法で外部に対してフラッシュメモリ103の異常が通知される(ステップS9)。これにより、システムLSI101の起動が抑止される。
一方、訂正不可能エラーがないと判断された場合は、訂正可能エラーがあるかどうかが判断される(ステップS10)。
訂正可能エラーがないと判断された場合、本手順を終了し、通常通り、プログラムを起動する。
一方、訂正可能エラーがあると判断された場合は、フラッシュメモリ103の当該バンクとして使用しているブロックの記録素子が不良であり、そのため再使用が不可能と判断され、バンクを代替するための処理に移行する。
CPU102によって、フラッシュメモリ103の共通エリアに記憶されているバンク状態管理テーブル122が参照され(ステップS11)、使用可となっているバンクがあるかどうかが検索される(ステップS12)。
検索された結果、使用可バンクがない場合、エラーが発生したバンクを代替することができないため、LEDを点灯させたりブザーを鳴らせたりする方法で外部に対してフラッシュメモリ103の異常が通知される(ステップS13)。これにより、システムLSI101の起動が抑止される。
一方、検索された結果、使用可バンクがある場合は、エラーが発生したバンクからデータが読み出され(ステップS14)、読み出されたデータがECCを用いてエラー訂正さされる(ステップS15)。そして、バンク状態管理テーブル122上で「使用可」と示されているバンクのうちから任意の1つが選択され、選択された使用可バンクへ当該訂正されたデータが書き込まれる(ステップS16)。
その後、エラーが発生したバンクから、選択された使用可バンクへ当該ブロックの全てのデータがコピーされたかどうかが判断される(ステップS17)。
全てのデータがコピーされてないと判断された場合は、ステップS14に戻り、全てのデータがコピーされるまでステップS14〜S16の処理が行われる。
一方、全てのデータがコピーされていると判断された場合は、フラッシュメモリ103の共通エリアに記憶されているバンク機能管理テーブル121のエラーが発生したバンクに書き込まれていた機能に対応付けられていたバンク番号が、選択された使用可バンクの番号へ更新される(ステップS18)。また、フラッシュメモリ103の共通エリアに記憶されているバンク状態管理テーブル122の選択されたバンク番号に対応付けられていた状態が使用可から使用不可へ更新される(ステップS19)。そして、ステップS1の処理が行われる。
また、上述した情報記憶方法では、ステップS4で訂正可能エラーがあると判断された場合は、当該ブロックのデータの復旧を試行し(ステップS5〜S7)、復旧できなかった場合に、別のバンクを使用するという手順であったが、復旧を試行せずに、直接別のバンクを使用してもかまわない。
図6は、図1に示した情報記憶装置における情報記憶方法の他の例を説明するためのフローチャートである。
システムLSI101が起動すると、フラッシュメモリ103のデータ整合性チェック機能が呼び出される。まずは、フラッシュメモリ103のバンク領域に記憶されているECCのチェックが行われる(ステップS21)。ECCのチェックにより訂正不可能エラーがあるかどうかが判断される(ステップS22)。
訂正不可能エラーがあると判断された場合、LEDを点灯させたりブザーを鳴らせたりする方法で外部に対してフラッシュメモリ103の異常が通知される(ステップS23)。これにより、システムLSI101の起動が抑止される。
一方、訂正不可能エラーがないと判断された場合は、訂正可能エラーがあるかどうかが判断される(ステップS24)。
訂正可能エラーがないと判断された場合、本手順を終了し、通常通り、プログラムを起動する。
一方、訂正可能エラーがあると判断された場合は、CPU102によって、フラッシュメモリ103の共通エリアに記憶されているバンク状態管理テーブル122が参照され(ステップS25)、使用可となっているバンクがあるかどうかが検索される(ステップS26)。
検索された結果、使用可バンクがない場合、エラーが発生したバンクを代替することができないため、LEDを点灯させたりブザーを鳴らせたりする方法で外部に対してフラッシュメモリ103の異常が通知される(ステップS27)。これにより、システムLSI101の起動が抑止される。
一方、検索された結果、使用可バンクがある場合は、エラーが発生したバンクからデータが読み出され(ステップS28)、読み出されたデータがECCを用いてエラー訂正さされる(ステップS29)。そして、バンク状態管理テーブル122上で「使用可」と示されているバンクのうちから任意の1つが選択され、選択された使用可バンクへ当該訂正されたデータが書き込まれる(ステップS30)。
その後、エラーが発生したバンクから、選択された使用可バンクへ当該ブロックの全てのデータがコピーされたかどうかが判断される(ステップS31)。
全てのデータがコピーされてないと判断された場合は、ステップS28に戻り、全てのデータがコピーされるまでステップS28〜S30の処理が行われる。
一方、全てのデータがコピーされていると判断された場合は、フラッシュメモリ103の共通エリアに記憶されているバンク機能管理テーブル121のエラーが発生したバンクに書き込まれていた機能に対応付けられていたバンク番号が、選択された使用可バンクの番号へ更新される(ステップS32)。また、フラッシュメモリ103の共通エリアに記憶されているバンク状態管理テーブル122の選択されたバンク番号に対応付けられていた状態が使用可から使用不可へ更新される(ステップS33)。そして、ステップS1の処理が行われる。
以上により、ハードウェアがECCのようなメモリ訂正機構を備えてなくてもメモリのエラーを訂正することができる。これにより、情報処理装置の信頼性を向上することができる。
また、フラッシュメモリを二重化しておくような方式よりも格段にフラッシュメモリの使用量が少なくてすむ。これにより、フラッシュメモリに要するコストを削減したり、また、フラッシュメモリの容量の制限により従来は複製データを持たせることができなかったような装置にも適用したりすることができる。
なお、本発明においては、情報記憶装置であるシステムLSI101内の処理は専用のハードウェアにより実現されても良い。上述した説明においては、機能を実現するためのプログラムをシステムLSI101内の設けられたフラッシュメモリ103等の読取可能な記録媒体に記録し、この記録媒体に記録されたプログラムをCPU102に読み込ませ、実行するものである。なお、フラッシュメモリ103以外の読取可能な記録媒体は、フロッピー(登録商標)ディスク、光磁気ディスク、DVD、CDなどが考えられる。CPU102は、プログラムが記録された記録媒体から読み込まれたプログラムを実行するコンピュータとして動作するものである。
本発明の情報記憶装置の実施の一形態を示す図である。 図1に示したCPUのメモリマップの一例を示す図である。 図1に示したフラッシュメモリのバンク領域に記憶されているデータの機能を管理するためのバンク機能管理テーブルの一例を示す図である。 図1に示したフラッシュメモリのバンク領域に記憶されているデータの状態を管理するためのバンク状態管理テーブルの一例を示す図である。 図1に示した情報記憶装置における情報記憶方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図1に示した情報記憶装置における情報記憶方法の他の例を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
101 システムLSI
102 CPU
103 フラッシュメモリ
104 RAM
105 付帯機能部
106 I/Oコントローラ
107 内部バス
121 バンク機能管理テーブル
122 バンク状態管理テーブル

Claims (6)

  1. 複数のバンクに分割されたデータ書き換え可能な不揮発性メモリを具備する情報記憶装置であって、
    前記不揮発性メモリは、前記バンクが使用可能かどうかを示す情報と前記バンクに予め付与されたバンク番号との対応付け情報を記憶し、
    前記バンクに該バンクに記憶するデータに対する誤り訂正符号を記憶させ、前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあると判断された場合、当該バンクに記憶されたすべてのデータを訂正し、使用可能な別のバンクに前記訂正されたすべてのデータを書き込み、その後、前記対応付け情報を更新する制御部を有する情報記憶装置。
  2. 請求項1に記載の情報記憶装置において、
    前記制御部は、前記誤り訂正符号により前記バンクに記憶されたデータに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正し、当該バンクに前記訂正されたデータを書き込み、前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあると判断された場合、当該バンクに記憶されたすべてのデータを訂正し、使用可能な別のバンクに該訂正されたすべてのデータを書き込むことを特徴とする情報記憶装置。
  3. 複数のバンクに分割され、データ書き換え可能であり、前記バンクが使用可能かどうかを示す情報と前記バンクに予め付与されたバンク番号との対応付け情報を記憶する不揮発性メモリにデータを記憶させる情報記憶方法であって、
    前記バンクに該バンクに記憶するデータに対する誤り訂正符号を記憶させる処理と、
    前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあるかどうかを判断する処理と、
    前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあると判断された場合、当該バンクに記憶されたすべてのデータを訂正する処理と、
    使用可能な別のバンクに前記訂正されたすべてのデータを書き込む処理と
    その後、前記対応付け情報を更新する処理とを有する情報記憶方法。
  4. 請求項3に記載の情報記憶方法において、
    前記誤り訂正符号により前記バンクに記憶されたデータに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正する処理と、
    当該バンクに前記訂正されたデータを書き込む処理と、
    前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあるかどうかを判断する処理と、
    前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあると判断された場合、当該バンクに記憶されたすべてのデータを訂正する処理と、
    使用可能な別のバンクに該訂正されたすべてのデータを書き込む処理とを有することを特徴とする情報記憶方法。
  5. 複数のバンクに分割され、データ書き換え可能であり、前記バンクが使用可能かどうかを示す情報と前記バンクに予め付与されたバンク番号との対応付け情報を記憶する不揮発性メモリにデータを記憶させるプログラムであって、
    前記バンクに該バンクに記憶するデータに対する誤り訂正符号を記憶させる手順と、
    前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあるかどうかを判断する手順と、
    前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあると判断された場合、当該バンクに記憶されたすべてのデータを訂正する手順と、
    使用可能な別のバンクに前記訂正されたすべてのデータを書き込む手順と
    その後、前記対応付け情報を更新する手順とをコンピュータに実行させるプログラム。
  6. 請求項5に記載のプログラムにおいて、
    前記誤り訂正符号により前記データに訂正可能エラーがあると判断された場合、該データを訂正する手順と、
    該バンクに前記訂正されたデータを書き込む手順と、
    前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあるかどうかを判断する手順と、
    前記書き込まれたデータに対する誤り訂正符号により前記書き込まれたデータに訂正可能なエラーがあると判断された場合、当該バンクに記憶されたすべてのデータを訂正する手順と、
    使用可能な別のバンクに該訂正されたすべてのデータを書き込む手順とをコンピュータに実行させるプログラム。
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