JP5158740B2 - Memory system - Google Patents
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Description
本発明は、メモリシステムに関し、特に、フラッシュメモリを用いたメモリシステムに関する。 The present invention relates to a memory system, and more particularly to a memory system using a flash memory.
フラッシュメモリのタイプにはNOR型とNAND型とがあり、利用の目的や態様に応じて適切なタイプのフラッシュメモリが選択されて使用されている。 There are two types of flash memory, NOR type and NAND type, and an appropriate type of flash memory is selected and used according to the purpose and mode of use.
なお、NAND型フラッシュメモリを用いたメモリシステムに関連する技術が、例えば下記特許文献1,2に開示されている。
For example, the following
NOR型フラッシュメモリはNAND型フラッシュメモリよりも高価である。従って、高価なNOR型フラッシュメモリを安価なNAND型フラッシュメモリに置き換えることは、コスト削減の観点からは望ましい。しかし、NAND型フラッシュメモリはNOR型フラッシュメモリよりも読み出し命令に対するレイテンシが大きいため、単にNOR型フラッシュメモリをNAND型フラッシュメモリに置き換えたのでは、レイテンシが大きくなってユーザが違和感を感じる等の不都合がある。 The NOR flash memory is more expensive than the NAND flash memory. Accordingly, it is desirable from the viewpoint of cost reduction to replace the expensive NOR flash memory with an inexpensive NAND flash memory. However, since the NAND flash memory has a larger latency with respect to the read command than the NOR flash memory, simply replacing the NOR flash memory with the NAND flash memory increases the latency and causes the user to feel uncomfortable. There is.
本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、安価なNAND型フラッシュメモリを使用しつつも、読み出し命令に対するレイテンシをNOR型フラッシュメモリと同程度に抑制することが可能なメモリシステムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and obtains a memory system capable of suppressing the latency for a read command to the same level as that of a NOR flash memory while using an inexpensive NAND flash memory. For the purpose.
第1の発明に係るメモリシステムは、第1の記憶部と、読み出し命令に対するレイテンシが前記第1の記憶部のそれよりも小さい、第2の記憶部と、前記第1及び第2の記憶部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第1の記憶部に記憶されているデータ列のうち、前記第1の記憶部の前記レイテンシに対応する第1部分を、電源投入時に前記第2の記憶部に予めコピーし、前記データ列を読み出す際には、前記第1の記憶部から前記データ列のうちの残余部分である第2部分の読み出しを開始するとともに、前記第2の記憶部から前記第1部分を読み出し、前記第1の記憶部には複数の前記データ列が記憶されており、前記制御部は、複数の前記データ列に関する複数の前記第1部分を、電源投入時に前記第2の記憶部に予めコピーすることを特徴とする。
第2の発明に係るメモリシステムは、第1の記憶部と、読み出し命令に対するレイテンシが前記第1の記憶部のそれよりも小さい、第2の記憶部と、前記第1及び第2の記憶部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第1の記憶部に記憶されているデータ列のうち、前記第1の記憶部の前記レイテンシに対応する第1部分を、電源投入時に前記第2の記憶部に予めコピーし、前記データ列を読み出す際には、前記第1の記憶部から前記データ列のうちの残余部分である第2部分の読み出しを開始するとともに、前記第2の記憶部から前記第1部分を読み出し、前記第2の記憶部の記憶容量は、前記第1の記憶部の前記レイテンシの大きさに基づいて、前記第2の記憶部からの前記第1部分の読み出しの完了タイミングと、前記第1の記憶部からの前記第2部分のデータ出力の開始タイミングとが一致するように規定されることを特徴とする。
第3の発明に係るメモリシステムは、第1の記憶部と、読み出し命令に対するレイテンシが前記第1の記憶部のそれよりも小さい、第2の記憶部と、前記第1及び第2の記憶部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第1の記憶部に記憶されているデータ列のうち、前記第1の記憶部の前記レイテンシに対応する第1部分を、電源投入時に前記第2の記憶部に予めコピーし、前記データ列を読み出す際には、前記第1の記憶部から前記データ列のうちの残余部分である第2部分の読み出しを開始するとともに、前記第2の記憶部から前記第1部分を読み出し、前記第1の記憶部からの前記第2部分のデータ出力の開始タイミングが、前記第2の記憶部からの前記第1部分の読み出しの完了タイミングより後である場合には、前記第1の記憶部が待機状態である旨をホストシステムに報知することを特徴とする。
A memory system according to a first aspect of the present invention includes a first storage unit, a second storage unit having a latency for a read command smaller than that of the first storage unit, and the first and second storage units A controller that controls the first portion of the data sequence stored in the first storage unit corresponding to the latency of the first storage unit when the power is turned on. When the data string is copied in advance to the second storage unit and the data string is read, reading of the second part, which is the remaining part of the data string, is started from the first storage unit, and the second to read out the first portion from the storage portion of the the first storage unit are stored a plurality of said data string, the control unit, a plurality of the first portion for a plurality of said data string When the power is turned on, the second storage unit is copied in advance. Characterized in that it.
A memory system according to a second aspect of the present invention includes a first storage unit, a second storage unit having a latency for a read command smaller than that of the first storage unit, and the first and second storage units A controller that controls the first portion of the data sequence stored in the first storage unit corresponding to the latency of the first storage unit when the power is turned on. When the data string is copied in advance to the second storage unit and the data string is read, reading of the second part, which is the remaining part of the data string, is started from the first storage unit, and the second The first portion is read from the storage portion, and the storage capacity of the second storage portion is determined based on the latency of the first storage portion, and the first portion from the second storage portion Read completion timing and the first read Characterized in that the start timing of the data output of said second portion from憶部is defined to coincide.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a memory system including: a first storage unit; a second storage unit whose latency for a read command is smaller than that of the first storage unit; and the first and second storage units A controller that controls the first portion of the data sequence stored in the first storage unit corresponding to the latency of the first storage unit when the power is turned on. When the data string is copied in advance to the second storage unit and the data string is read, reading of the second part, which is the remaining part of the data string, is started from the first storage unit, and the second The first portion is read from the first storage portion, and the data output start timing of the second portion from the first storage portion is later than the completion timing of reading the first portion from the second storage portion. In the case where Storage unit is characterized in that the notifying is in the standby state to the host system.
第4の発明に係るメモリシステムは、第1〜第3のいずれか一つの発明に係るメモリシステムにおいて特に、前記第1の記憶部から読み出して前記第2の記憶部に書き込むべき前記第1部分に対するエラー訂正処理と、前記第2の記憶部から読み出した前記第2部分に対するエラー訂正処理とを行うためのエラー訂正部をさらに備えることを特徴とする。
The memory system according to a fourth aspect of the present invention is the memory system according to any one of the first to third aspects , in particular, the first to be read from the first storage unit and written to the second storage unit. An error correction unit for performing an error correction process on the part and an error correction process on the second part read from the second storage unit is further provided.
第5の発明に係るメモリシステムは、第1〜第4のいずれか一つの発明に係るメモリシステムにおいて特に、前記第1の記憶部は、NAND型のフラッシュメモリであることを特徴とする。
The memory system according to a fifth aspect of the present invention is the memory system according to any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein the first storage unit is a NAND flash memory .
第1〜第3の発明に係るメモリシステムによれば、第1の記憶部のレイテンシに起因して第1の記憶部が待機状態となっている間に、第2の記憶部からデータ列の第1部分を読み出すことができるため、第1の記憶部のみを有するメモリシステムと比較すると、システム全体のレイテンシを抑制することができる。従って、第1の記憶部としてのNOR型フラッシュメモリをNAND型フラッシュメモリに置き換えた場合であっても、ユーザの違和感を解消することができる。
According to the memory system according to the first to third aspects of the present invention, while the first storage unit is in the standby state due to the latency of the first storage unit, the data string is transferred from the second storage unit. Since the first portion can be read, the latency of the entire system can be suppressed as compared with a memory system having only the first storage unit. Therefore, even when the NOR flash memory as the first storage unit is replaced with a NAND flash memory, the user's uncomfortable feeling can be eliminated.
第4の発明に係るメモリシステムによれば、第1の記憶部としてのNOR型フラッシュメモリをNAND型フラッシュメモリに置き換えた場合であっても、エラー訂正部によってデータ列に対するエラー訂正処理を行うことができる。
According to the memory system of the fourth invention, even when the NOR flash memory serving as the first storage unit is replaced with the NAND flash memory, the error correction process is performed on the data string by the error correction unit. Can do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the element which attached | subjected the same code | symbol in different drawing shall show the same or corresponding element.
図1は、本発明の実施の形態に係るメモリモジュール1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態に係るメモリモジュール1は、コントローラ2とNAND型フラッシュメモリ3とを備えている。コントローラ2は、CPU等の制御部4と、インタフェース部5と、SRAM又はSDRAM等のバッファメモリ6と、エラー訂正部7とを有している。NAND型フラッシュメモリ3、インタフェース部5、バッファメモリ6、及びエラー訂正部7の各動作は、いずれも制御部4によって制御される。読み出し命令に対するレイテンシは、NAND型フラッシュメモリ3よりもバッファメモリ6のほうが小さい。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
コントローラ2には、メモリモジュール1に対してデータを読み書きするホストシステム8が接続される。ホストシステム8とメモリモジュール1との間のデータの授受は、コントローラ2のインタフェース部5によって実行される。
A host system 8 that reads / writes data from / to the
図2は、図1に示したNAND型フラッシュメモリ3及びバッファメモリ6のアドレス空間を示す図である。NAND型フラッシュメモリ3は、例えば2KByteのページ単位で、複数のデータ列を記憶する。図2では、ページP1〜Pnのn個(nは自然数で、例えば128Kである)のデータ列がNAND型フラッシュメモリ3に記憶されている。本実施の形態の例では、NAND型フラッシュメモリ3の記憶容量は2GBitである。
FIG. 2 is a diagram showing the address space of the
図1に示したコントローラ2は、各ページP1〜Pnの先頭アドレスにランダムにアクセス可能であり、また、各ページP1〜Pn内では先頭アドレスから順にシーケンシャルにアクセス可能である。つまり、ページ間ではランダムアクセスが可能であり、ページ内ではシーケンシャルアクセスが可能である。
The
各ページP1〜Pnは、便宜上、先頭アドレスを含む第1部分P1a〜Pnaと、残余の第2部分P1b〜Pnbとに分割されている。第1部分P1a〜Pnaの各データ容量は、読み出し命令に対するNAND型フラッシュメモリ3のレイテンシの大きさに対応して定められる。例えば、NAND型フラッシュメモリ3のレイテンシが25μsecであり、16Bitバス幅かつ100nsecサイクルでアクセスされる条件では、第1部分P1a〜Pnaの各データ容量は512Byteに設定される。
Each page P1 to Pn is divided into a first part P1a to Pna including the head address and a remaining second part P1b to Pnb for convenience. The data capacities of the first portions P1a to Pna are determined corresponding to the latency of the
バッファメモリ6には、NAND型フラッシュメモリ3に記憶されているページP1〜Pnの第1部分P1a〜Pnaが、コピーして記憶されている。具体的には、メモリモジュール1のPOR(Power On Reset)時に、ページP1〜Pnの第1部分P1a〜PnaがNAND型フラッシュメモリ3から読み出され、図1に示したエラー訂正部7によってチェックサム等を用いた所定のエラー訂正処理が行われた後、バッファメモリ6に書き込まれる。本実施の形態の例では、バッファメモリ6の記憶容量は512MBitであり、NAND型フラッシュメモリ3の記憶容量の概ね1/4である。
In the buffer memory 6, the first portions P1a to Pna of the pages P1 to Pn stored in the
図3は、メモリモジュール1からのデータ列の読み出し動作を示すタイミングチャートである。図3では、一例として、メモリモジュール1からページP3を読み出す例を示している。上記の通り、ページP3はNAND型フラッシュメモリ3に記憶されており、また、ページP3の第1部分P3aは、POR時にNAND型フラッシュメモリ3から読み出されてバッファメモリ6に書き込まれている。
FIG. 3 is a timing chart showing a data string read operation from the
図1,3を参照して、コントローラ2がホストシステム8からページP3の読み出し命令を受けると、コントローラ2の制御部4は、時刻t1において、バッファメモリ6から第1部分P3aの読み出しを開始する。バッファメモリ6のレイテンシは非常に小さいので、バッファメモリ6からホストシステム8への第1部分P3aのデータ転送は直ちに開始される。また、制御部4は、時刻t1において、NAND型フラッシュメモリ3に対して第2部分P3bの読み出し動作の開始を命令する。NAND型フラッシュメモリ3のレイテンシは比較的大きいため、NAND型フラッシュメモリ3からの第2部分P3bのデータ出力は、この時点では開始されない。
1 and 3, when
時刻t2において、バッファメモリ6からの第1部分P3aの読み出しが完了する。また、時刻t2において、NAND型フラッシュメモリ3からの第2部分P3bのデータ出力が開始される。但し、第1部分P3aの読み出しの完了タイミングと、第2部分P3bのデータ出力の開始タイミングとは、必ずしも厳密に一致する必要はない。NAND型フラッシュメモリ3から読み出された第2部分P3bは、エラー訂正部7によってチェックサム等を用いた所定のエラー訂正処理が行われた後、ホストシステム8へデータ転送される。
At time t2, reading of the first portion P3a from the buffer memory 6 is completed. At time t2, data output of the second portion P3b from the
時刻t3において、NAND型フラッシュメモリ3からの第2部分P3bの読み出しが完了し、メモリモジュール1からホストシステム8へのページP3のデータ転送が完了する。
At time t3, reading of the second portion P3b from the
このように本実施の形態に係るメモリモジュール1によれば、NAND型フラッシュメモリ3の比較的大きいレイテンシに起因してNAND型フラッシュメモリ3が待機状態となっている間に、バッファメモリ6からページP1〜Pnの第1部分P1a〜Pnaが読み出されて、ホストシステム8へデータ転送される。そのため、バッファメモリ6を有さずにNAND型フラッシュメモリ3のみを有するメモリモジュールと比較すると、メモリモジュール全体のレイテンシを抑制することができる。従って、既存のNOR型フラッシュメモリを安価なNAND型フラッシュメモリ3に置き換えた場合であっても、レイテンシに関するユーザの違和感を解消することができる。
As described above, according to the
なお、以上の説明では、記憶容量が512MBitのバッファメモリ6を用意することにより、NAND型フラッシュメモリ3のレイテンシを完全に隠蔽する場合の例について説明したが、この例よりも記憶容量の少ないバッファメモリ6を使用することもできる。この場合は、NAND型フラッシュメモリ3のレイテンシを完全には隠蔽できないため、NAND型フラッシュメモリ3が待機状態である期間は、メモリモジュール1からホストシステム8へReady信号又はBusy信号を出力することにより、NAND型フラッシュメモリ3が待機状態である旨をホストシステム8に報知する。
In the above description, an example in which the latency of the
1 メモリモジュール
2 コントローラ
3 NAND型フラッシュメモリ
4 制御部
6 バッファメモリ
7 エラー訂正部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
読み出し命令に対するレイテンシが前記第1の記憶部のそれよりも小さい、第2の記憶部と、
前記第1及び第2の記憶部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第1の記憶部に記憶されているデータ列のうち、前記第1の記憶部の前記レイテンシに対応する第1部分を、電源投入時に前記第2の記憶部に予めコピーし、前記データ列を読み出す際には、前記第1の記憶部から前記データ列のうちの残余部分である第2部分の読み出しを開始するとともに、前記第2の記憶部から前記第1部分を読み出し、
前記第1の記憶部には複数の前記データ列が記憶されており、
前記制御部は、複数の前記データ列に関する複数の前記第1部分を、電源投入時に前記第2の記憶部に予めコピーする、メモリシステム。 A first storage unit;
A second storage unit having a latency for a read command smaller than that of the first storage unit;
A control unit for controlling the first and second storage units,
The control unit previously copies a first portion corresponding to the latency of the first storage unit in the data string stored in the first storage unit to the second storage unit when power is turned on. When reading the data string, the reading of the second part, which is the remaining part of the data string, is started from the first storage part, and the first part is read from the second storage part. It was read out,
A plurality of the data strings are stored in the first storage unit,
The said control part is a memory system which copies beforehand the said some 1st part regarding the said some data string to the said 2nd memory | storage part at the time of power activation .
読み出し命令に対するレイテンシが前記第1の記憶部のそれよりも小さい、第2の記憶部と、
前記第1及び第2の記憶部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第1の記憶部に記憶されているデータ列のうち、前記第1の記憶部の前記レイテンシに対応する第1部分を、電源投入時に前記第2の記憶部に予めコピーし、前記データ列を読み出す際には、前記第1の記憶部から前記データ列のうちの残余部分である第2部分の読み出しを開始するとともに、前記第2の記憶部から前記第1部分を読み出し、
前記第2の記憶部の記憶容量は、前記第1の記憶部の前記レイテンシの大きさに基づいて、前記第2の記憶部からの前記第1部分の読み出しの完了タイミングと、前記第1の記憶部からの前記第2部分のデータ出力の開始タイミングとが一致するように規定される、メモリシステム。 A first storage unit;
A second storage unit having a latency for a read command smaller than that of the first storage unit;
A control unit for controlling the first and second storage units;
With
The control unit previously copies a first portion corresponding to the latency of the first storage unit in the data string stored in the first storage unit to the second storage unit when power is turned on. When reading the data string, the reading of the second part, which is the remaining part of the data string, is started from the first storage part, and the first part is read from the second storage part. reading,
The storage capacity of the second storage unit is determined based on the latency size of the first storage unit, the read completion timing of the first part from the second storage unit, and the first storage unit A memory system defined such that a start timing of data output of the second part from the storage unit coincides with the start timing .
読み出し命令に対するレイテンシが前記第1の記憶部のそれよりも小さい、第2の記憶部と、
前記第1及び第2の記憶部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第1の記憶部に記憶されているデータ列のうち、前記第1の記憶部の前記レイテンシに対応する第1部分を、電源投入時に前記第2の記憶部に予めコピーし、前記データ列を読み出す際には、前記第1の記憶部から前記データ列のうちの残余部分である第2部分の読み出しを開始するとともに、前記第2の記憶部から前記第1部分を読み出し、
前記第1の記憶部からの前記第2部分のデータ出力の開始タイミングが、前記第2の記憶部からの前記第1部分の読み出しの完了タイミングより後である場合には、前記第1の記憶部が待機状態である旨をホストシステムに報知する、メモリシステム。 A first storage unit;
A second storage unit having a latency for a read command smaller than that of the first storage unit;
A control unit for controlling the first and second storage units;
With
The control unit previously copies a first portion corresponding to the latency of the first storage unit in the data string stored in the first storage unit to the second storage unit when power is turned on. When reading the data string, the reading of the second part, which is the remaining part of the data string, is started from the first storage part, and the first part is read from the second storage part. reading,
If the start timing of data output of the second part from the first storage unit is later than the completion timing of reading of the first part from the second storage unit, the first storage A memory system for informing the host system that the unit is in a standby state .
The memory system according to claim 1, wherein the first storage unit is a NAND flash memory .
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