JPH0757453A - メモリカードおよびこれを含むメモリカードシステム並びにメモリカードのデータ書き換え方法 - Google Patents

メモリカードおよびこれを含むメモリカードシステム並びにメモリカードのデータ書き換え方法

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JPH0757453A
JPH0757453A JP19837393A JP19837393A JPH0757453A JP H0757453 A JPH0757453 A JP H0757453A JP 19837393 A JP19837393 A JP 19837393A JP 19837393 A JP19837393 A JP 19837393A JP H0757453 A JPH0757453 A JP H0757453A
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memory element
memory
signal line
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JP19837393A
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Yoshikado Sanemitsu
良門 實光
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フラッシュメモリ等のブロック毎或はチップ
毎に一括消去可能な半導体メモリ素子を搭載したメモリ
カードにおいて、データの書き換え動作速度を向上さ
せ、総合的な処理速度を向上させることを目的とする。 【構成】 フラッシュメモリ素子4〜8からなる半導体
メモリ素子群に未使用のメモリ素子8を設け、かつデコ
ード情報が外部から適宜変更可能なデコーダ2aを設
け、データ書き換えの際、当該メモリ素子4に一括消去
のコマンドを書き込んだ後、デコーダ2aのデコード情
報を書き換えてメモリ素子4の代わりに未使用メモリ素
子8を動作可能にし、コマンドの書き込みに続いて行わ
れるメモリ素子4の一括消去動作と並行してメモリ素子
8に新規データを書き込み以後、メモリ素子8がメモリ
素子4の代わりをし、メモリ素子4は未使用素子とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、フラッシュメモリ等
の所定ブロック毎に一括消去が可能な不揮発性メモリを
内蔵したメモリカード、特にデータ書き換え時の処理速
度の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図14は、従来のこの種の一括消去可能
な不揮発性の半導体メモリ素子を内蔵したメモリカード
の内部回路の構成を示すブロック図である。回路は負論
理の回路である。図14のメモリカード110におい
て、1はコネクタ、2はデコーダ、4〜7は所定ブロッ
ク毎に一括消去ができる書き換え可能な不揮発性の半導
体メモリ素子である例えばフラッシュメモリ素子、9は
電源線(Vcc)、10はグランド線(GND)、11aおよ
び11bはアドレス信号線群(AD)、12はカードイネ
ーブル信号線(CEバー)、15はチップイネーブル信号
線群(CHEバー)、17は読み出し制御信号線(OEバ
ー)、18は書き込み制御信号線(WEバー)、19はデ
ータ信号線群(DATA)である。
【0003】コネクタ1はメモリカード110が使用さ
れる際に端末機側(図示せず)に接続されるコネクタであ
る。フラッシュメモリ素子4〜7は所定ブロック毎に一
括消去可能な不揮発性の半導体メモリ素子の一例であ
り、例えば、AMD(AdvancedMicro Devices)社データ
ブック(1992年9月発行)に開示されているフラッシュメ
モリ(Am29F010)からなる。このフラッシュメモ
リ素子の内部構造は上記データブックに開示されている
ので図示は省略する。このフラッシュメモリでは、特に
プログラム(書き込み)および一括消去を行う際、各メモ
リにそれぞれ内蔵されたコマンドレジスタに所定の方式
に従ってコマンドを書き込むことにより、やはりメモリ
内に内蔵されたアルゴリズムに従って、命令された動作
が行われる。このコマンドとは所定のアドレスに所定の
データを書き込む命令を予め規定されたシーケンスに従
って数回行うものである。詳細は上記データブックに開
示されている。なお、ここでいう一括消去とは、メモリ
のデータ書換を目的としてデータをプログラム前の状態
(通常“FFh")に戻すことである。また、フラッシュ
メモリでは、たとえ1バイトのデータの書き換えであっ
ても、一旦、データを一括消去してから目的とするデー
タを書き込むという手順をふむ必要がある。また、フラ
ッシュメモリは、与えるコマンドによってチップ全体を
一括消去することも可能であるし、またチップ内の所定
のブロック単位で一括消去することも可能である。
【0004】メモリカード110は2Mビットのフラッ
シュメモリ素子を4ケ内蔵しており、1Mバイトのメモ
リ容量を有する。コネクタ1には、上位2本、下位18
本の計20本のアドレス信号線群11aおよび11b、
8本のデータ信号線群19、カードイネーブル信号線1
2、読み出し制御信号線17、書き込み制御信号線1
8、電源線9およびグランド線10が接続されている。
【0005】上位のアドレス信号線群11aは2本の信
号線(A18、A19)からなり、デコーダ2に入力され
ている。カードイネーブル信号線12がLレベルになり
デコーダ2が動作状態になると、出力である4本のチッ
プイネーブル信号線群15(CHEバー)のうちアドレス
信号線群11aにより指定された1本がLレベルとな
り、フラッシュメモリ素子4〜7のうちの1つが動作状
態となる。下位のアドレス信号線群11bは18本(A
0〜A17)からなり、18本のアドレス信号線全てが
各フラッシュメモリ素子4〜7のアドレス入力端子にそ
れぞれに接続され、各メモリ内のアドレスを指定する信
号線として使用される。
【0006】8本のデータ信号線からなるデータ信号線
群(D0〜D7)19も各フラッシュメモリ素子4〜7の
データ入出力端子にそれぞれ接続され、各メモリへのデ
ータの入出力をおこなう共通の信号線として使用され
る。読み出し制御信号線17および書き込み制御信号線
18は、各フラッシュメモリ素子4〜7の読み出し制御
入力端子および書き込み制御入力端子にそれぞれ接続さ
れ、各メモリをそれぞれ読み出しモード、書き込みモー
ドにするために使用される。20はプルアップ抵抗であ
り、カードイネーブル信号線12の入力が不定のときに
その電位をHレベル(電源電圧)とし、デコーダ2ひいて
はメモリカード110全体を非動作状態に保持する。電
源線9およびグランド線10はカードの動作電圧源であ
り、図示はされていないが、デコーダ2およびフラッシ
ュメモリ素子4〜7にそれぞれ接続されている。
【0007】デコーダ2は例えば74ALS138型の
半導体集積回路で構成され、その回路図を図15に示
す。上位のアドレス信号線群11aの信号線A19は入
力端子DB、信号線A18は入力端子DC、カードイネ
ーブル信号線12は入力端子E2バーにそれぞれ接続さ
れる。またフラッシュメモリ素子4〜7への4本のチッ
プイネーブル信号線群15は出力端子Y0バー、Y1バ
ー、Y2バーおよびY3バーにそれぞれ接続される。そ
して入力端子DA、E3はそれぞれグランド線に接続さ
れ、入力端子E1は電源線に接続される。図15の回路
動作は、入力端子E1をHレベル、入力端子E2バー、
E3バーをそれぞれLレベルにするとデコーダ2は動作
状態になり、この状態で2ビット2進数コードで入力端
子DB、DCを指摘すると、その数値に対応して出力端
子Y0バー、Y1バー、Y2バーおよびY3バー中の1
出力がLレベルになり、他の出力端子(Y4バー〜Y7
バーも含む)は全てHレベルになる。また、入力端子E
1、E2バー、E3バー上記条件以外の時、すなわちデ
コーダ2が非動作状態にある時は入力端子DA〜DCの
値のいかんにかかわらず、出力端子Y0バー〜Y7バー
は全てHレベルになる。
【0008】次に図14の回路の動作について説明す
る。メモリカード110は端末機に接続され、電源電圧
が印加されて使用される。カード110はカードイネー
ブル信号線12をHレベルにすると非動作状態、Lレベ
ルとすると動作状態となり、動作状態にある時、読み出
し制御信号線17をLレベル、書き込み制御信号線18
をHレベルとすると、データ信号線群19にアドレス信
号線群11a、11bで指定されたデータが読み出され
る。この時、デコーダ2は上位のアドレス信号線群11
aの入力レベルに従って、チップイネーブル信号線群1
5のうちの1本をLレベルにし、フラッシュメモリ素子
4〜7のうちの1つを動作状態にする。一方、カードが
動作状態にある時、読み出し制御信号線17をHレベ
ル、書き込み制御信号線18をLレベルとすると、読み
出しの時と同様に、選択されたフラッシュメモリ素子が
書き込み用のコマンドおよびデータを受け付け可能な状
態になる。この選択されたフラッシュメモリ素子は、上
述したように受け付けたコマンドおよびデータが予め定
められた値およびシーケンス(例えばAMD社データブ
ック参照)であった場合に、データのプログラムおよび
一括消去が可能となる。なお、フラッシュメモリにおけ
る読み出し、プログラム(書き込み)および一括消去の所
要時間は下記の通りである。 読み出し時間 (tRC) : 120ns プログラム時間(tWHWH1): 14μs 一括消去時間 (tWHWH2): 2.2sec
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のメモリカードは
以上のように構成されており、読み出しおよびプログラ
ムと比較して一括消去は長い時間を必要とする。従って
データの書き換えを行う時等には、この一括消去の間は
次の動作に移ることはできず、一括消去の動作完了まで
次の動作を待たなければならず、これによりメモリカー
ドさらにはこのメモリカードを含むメモリカードシステ
ムの処理速度が低下するという問題点があった。
【0010】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、データの一括消去の動作中に次
の動作を並行して行うことができ、これにより、総合的
な処理速度を向上させたメモリカードおよびこれを含む
メモリカードシステム並びにメモリカードのデータ書き
換え方法を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的に鑑み、請求
項1の発明は、コマンドの書き込みにより自動的に一括
消去動作が行われるブロックを有する書き換え可能な不
揮発性の半導体メモリ素子からなる半導体メモリ素子群
と、この半導体メモリ素子群に含まれる少なくとも1つ
の消去完了状態にある未使用のブロックと、内蔵するデ
コード情報に従って上記半導体メモリ素子群の各ブロッ
クを選択的に動作状態にすると共に、上記デコード情報
が外部から適宜変更可能なデコーダと、を備え、データ
の書き換えの際、当該ブロックの一括消去動作と並行し
て上記未使用のブロックに新規のデータの書き込みが可
能で、上記未使用のブロックが当該ブロックの代わりを
し、一括消去が完了した当該ブロックが未使用のブロッ
クとなるメモリカードにある。
【0012】また、請求項2の発明は、上記半導体メモ
リ素子群中の各ブロックの使用、未使用の状況を示す上
記デコーダのデコード情報を記憶するための、外部から
読み出しおよび書き込みが可能な属性情報記憶用メモリ
素子をさらに備えた請求項1のメモリカードにある。
【0013】また、請求項3の発明は、コマンドの書き
込みにより自動的に一括消去動作が行われるブロックを
有する書き換え可能な不揮発性の半導体メモリ素子から
なる半導体メモリ素子群と、この半導体メモリ素子群に
含まれる少なくとも1つの消去完了状態にある未使用の
ブロックと、内蔵するデコード情報に従って上記半導体
メモリ素子群の各ブロックを選択的に動作状態にすると
共に、上記デコード情報が外部から適宜変更可能なデコ
ーダを含むメモリカードと、このメモリカードに接続し
て、データの書き換えの際、当該ブロックのデータを読
み出し、一括消去のためのコマンドを書き込んだ後、上
記デコーダのデコード情報を書き換えて当該ブロックの
一括消去動作と並行して上記未使用のブロックに新規の
データの書き込みを行い、上記未使用のブロックが当該
ブロックの代わりをし、当該ブロックが未使用のブロッ
クとなるように制御する端末機と、を備えたメモリカー
ドシステムにある。
【0014】また、請求項4の発明は、コマンドの書き
込みにより自動的に一括消去動作が行われるブロックを
有する書き換え可能な不揮発性の半導体メモリ素子から
なる半導体メモリ素子群と、この半導体メモリ素子群に
含まれる少なくとも1つの消去完了状態にある未使用の
ブロックと、内蔵するデコード情報に従って上記半導体
メモリ素子群の各ブロックを選択的に動作状態にすると
共に、上記デコード情報が外部から適宜変更可能なデコ
ーダと、を含むメモリカードのデータ書き換え方法であ
って、データの書き換えを行う当該ブロックのデータを
読み出す工程と、当該ブロックに一括消去のためのコマ
ンドを書き込む工程と、上記デコーダのデコード情報を
書き換える工程と、上記コマンドの書き込みに続いて行
われる一括消去動作と並行して上記未使用のブロックに
新規のデータを書き込む工程と、を含み、上記未使用の
ブロックが当該ブロックの代わりをし、当該ブロックが
未使用のブロックとなるようにするメモリカードのデー
タ書き換え方法にある。
【0015】
【作用】この発明の請求項1、3および4の発明では、
ブロック毎に一括消去ができる書き換え可能な不揮発性
の半導体メモリ素子からなる半導体メモリ素子群に、未
使用のブロックを設け、さらにデコード情報が外部から
適宜変更可能なデコーダを設け、データの書き換えを行
う際には、当該ブロックに一括消去のためのコマンドを
書き込んだ後、デコーダのデコード情報を書き換えて当
該ブロックの代わりに未使用のブロックを動作可能な状
態できるようにし、上記コマンドの書き込みに続いて行
われる当該ブロックの一括消去動作と並行して未使用の
ブロックに新規のデータを書き込み、以後、上記未使用
のブロックが当該ブロックの代わりをし、当該ブロック
は未使用のブロックとなるようにする。
【0016】また、この発明の請求項2の発明では、半
導体メモリ素子群中の各ブロックの使用、未使用の状況
を示すデコーダのデコード情報を記憶するための、外部
から読み出しおよび書き込みが可能な属性情報記憶用メ
モリ素子をさらに設けたので、このデコード情報を読み
出すことにより端末機側でメモリカードのデコーダ内の
デコード情報が容易に解るようにした。
【0017】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明によりメモリカードとこれが接続
される端末機からなるメモリカードシステムの構成を示
すブロック図である。端末機100はバス101に、デ
ータの処理および制御を行うCPU102、CPU10
2を動作させるプログラム等の主に書き換え不要なデー
タを格納する不揮発性メモリであるROM103、処理
中のデータ等の書き換えが必要なデータを一時的に記憶
する揮発性メモリであるRAM104、データの処理結
果等を格納しておく書き換え可能な不揮発性メモリであ
るEEPROM105、およびデータの入出力制御を行
うI/O制御回路106が接続されてなる。そして11
0aはこの発明の一実施例によるメモリカードであり、
コネクタ(図2参照)により端末機100に着脱可能に接
続され、I/O制御回路101を介して端末機100と
のデータのやりとりを行う。
【0018】図2は図1のメモリカード110aの内部
回路の構成の一例を示すブロック図である。従来のメモ
リカードと同一もしくは相当する部分は同一の符号で示
す。2aはデコーダ、3は後述するこの発明特有のデコ
ーダの内部情報等を含むカード属性情報を格納しておく
ための属性情報記憶用メモリ素子であり、例えばEEP
ROM等の書き換え可能な不揮発性メモリ素子からな
る。4〜8は所定ブロック毎に一括消去が可能な書き換
え可能な不揮発性の半導体メモリ素子であるフラッシュ
メモリ素子、13は属性メモリ制御信号線、15はフラ
ッシュメモリ素子4〜8のチップイネーブル信号線群、
15aは属性情報記憶用メモリ素子3のチップイネーブ
ル信号線、21は属性メモリ制御信号線13に設けられ
たプルアップ抵抗である。
【0019】図2では、例えば5つの2Mビットのフラ
ッシュメモリ素子4〜8、および1つの2KビットのE
EOROMからなる属性情報記憶用メモリ素子3を内蔵
するメモリカード110aを例にあげて説明する。コネ
クタ1には、計20本のアドレス信号線群(AD)11
a、11b、8本のデータ入出力線群(DATA)19、
カードイネーブル信号線(CEバー)12、属性メモリ制
御信号線(REGバー)13、読み出し制御信号線(OE
バー)17、書き込み制御信号線(WEバー)18、電源
線(Vcc)9およびグランド線(GND)10が接続されて
いる。
【0020】上位のアドレス信号線群11aは2本のア
ドレス信号線(A18、A19)からなり、デコーダ2a
に接続されている。デコーダ2aにはまた、カードイネ
ーブル信号線12、属性メモリ制御信号線13、データ
入出力線群19および書き込み制御信号線18が接続さ
れている。下位のアドレス信号線群11bは18本のア
ドレス信号線(A0〜A17)からなり、そのうちフラッ
シュメモリ素子4〜8のアドレス入力端子へは18本の
アドレス信号線(A0〜A17)全てがそれぞれ接続さ
れ、属性情報記憶用メモリ素子3のアドレス入力端子へ
は下位8本のアドレス信号線(A0〜A7)のみが接続さ
れ、それぞれ当該メモリ内のアドレスを指定する信号線
として使用される。
【0021】データ入出力線群(D0〜D7)19はフラ
ッシュメモリ素子4〜8および属性情報記憶用メモリ素
子3のデータ入出力端子にそれぞれ接続され、またデコ
ーダ2aへはそのうちの5本(D0〜D4)が接続されて
おり、当該メモリへのデータの入出力、およびデコーダ
2aへのデータ入力をおこなう共通の信号線として使用
される。読み出し制御信号線17は、フラッシュメモリ
素子4〜8および属性情報記憶用メモリ素子3の読み出
し制御入力端子にそれぞれ接続され、当該メモリを読み
出しモードにするために使用される。書き込み制御信号
線18は、フラッシュメモリ素子4〜8および属性情報
記憶用メモリ素子3の書き込み制御入力端子、並びにデ
コーダ2aにそれぞれ接続され、当該メモリおよびデコ
ーダを書き込みモードに設定するために使用される。
【0022】プルアップ抵抗20は、カードイネーブル
信号線12の入力が不定のときにその電位をHレベル
(電源電圧)とし、デコーダ2aひいてはカード110a
を非動作状態に保持する。プルアップ抵抗21は、属性
メモリ制御信号線13の入力が不定のときにその電位を
Hレベル(電源電圧)とし、デコーダ2aがフラッシュメ
モリ素子4〜8を選択するように働く。電源線9および
グランド線10はカードの動作電圧源であり、図示はさ
れていないがデコーダ2a、フラッシュメモリ素子4〜
8および属性情報記憶用メモリ素子3に接続されてい
る。
【0023】また、図3はデコーダ2aの回路図であ
る。図において、30、31、39はインバータ、36
は内部データ入出力線群74の本数に対応した複数(こ
の実施例では5つ)のインバータが並列に設けられたイ
ンバータ回路、32、33、40はNANDゲート、3
4はデコード情報記憶用メモリであり例えばEEORO
M等の書き換え可能な不揮発性メモリで構成されてい
る。35は内部データ入出力線群74の本数に対応した
複数(この実施例では5つ)のNORゲートが並列に設け
られたNORゲート回路、37は内部データ入出力線群
74の本数に対応した複数(この実施例では5つ)のトラ
イステートバッファが並列に設けられたバッファ回路、
38は書き込み制御回路、41のコマンドラッチ/デコ
ード回路である。
【0024】属性メモリ制御信号線13は、2入力NA
NDゲート33、3入力NANDゲート40およびイン
バータ31に入力されている。2入力NANDゲート3
2には、インバータ31の出力およびカードイネーブル
信号線12のインバータ30によって反転された信号が
入力されている。従って、カードイネーブル信号線12
がLレベル、属性メモリ制御信号線13がLレベルのと
きに属性情報記憶用メモリ素子3へのチップイネーブル
信号15aはLレベルが出力され、当該メモリは動作状
態となる。カードイネーブル信号線12のインバータ3
0によって反転された信号は、2入力NANDゲート3
3にも接続されており、デコーダ2aに内蔵されたデコ
ード情報記憶用メモリ素子34への内部チップイネーブ
ル信号43は、カードイネーブル信号線12がLレベ
ル、属性メモリ制御信号線13がHレベルの時にLレベ
ルとなり、記憶容量が例えば20ビットのデコード情報
記憶用メモリ34が動作状態(活性化)となる。
【0025】動作状態にされたメモリ34は、書き込み
制御回路38およびコマンドラッチ/デコード回路42
から発生される内部読み出し制御信号線42および内部
書き込み制御信号線73により制御される。そして、内
部読み出し制御信号線42がLレベル、内部書き込み制
御信号線73がHレベルであれば読み出しモードとな
り、アドレス信号線群11aの2本のアドレス信号で指
定されたアドレスのデータが5本の内部データ入出力線
群74に出力される。この出力は、NORゲート回路3
5の各ゲートの一方にそれぞれ入力され、他方の入力で
ある内部読み出し制御信号線42がLレベルであれば反
転されて、インバータ回路36の入力となる。インバー
タ回路36でこの入力はさらに反転されフラッシュメモ
リ素子4〜8のチップイネーブル信号線群15となり、
Lレベルのチップイネーブル信号15を受けたフラッシ
ュメモリ素子が動作状態となる。なお、このときバッフ
ァ回路37はこれの制御信号線である制御信号線42が
Lレベルであるためその出力は高インピーダンス状態で
あり、フラッシュメモリ素子の読み出しに影響を与える
ことはない。
【0026】一方、内部読み出し制御信号線42がHレ
ベル、内部書き込み制御信号線73がLレベルであれば
書き込みモードとなり、バッファ回路37の制御信号で
ある内部読み出し制御信号線42がHレベルで出力が可
能な状態であれば、データ入出力線群19および内部デ
ータ入出力線群74を介して、デコード情報記憶用メモ
リ素子34へデータが書き込まれる。なお、カードが動
作状態にあり、内部読み出し制御信号線42および内部
書き込み制御信号線73が共にHレベルの時は、バッフ
ァ回路37は高インピーダンスモードとなり、内部デー
タ入出力線74は高インピーダンス状態となり、メモリ
素子34への読み出しおよび書き込み動作は行われな
い。
【0027】また、図4は図3の書き込み制御回路38
およびコマンドラッチ/デコーダ回路41の回路図を示
す。コマンドラッチ/デコード回路41は、5段カスケ
ード接続された8ビット入力のラッチ回路54〜58、
ラッチ回路54の8ビットの出力信号59が01hの時
にHレベルを出力する8入力のANDゲートからなるデ
コード回路64、ラッチ回路55の8ビットの出力信号
60が02hの時にHレベルを出力するデコード回路6
5、ラッチ回路56の8ビットの出力信号61が03h
の時にHレベルを出力するデコード回路66、ラッチ回
路57の8ビットの出力信号62が04hの時にHレベ
ルを出力するデコード回路67、ラッチ回路58の8ビ
ットの出力信号63が05hの時にHレベルを出力する
デコード回路68、これらのデコード回路64〜68の
出力を入力とする5入力のANDゲート69、および出
力信号線51に挿入されたバッファ52より構成されて
いる。なお、ラッチ回路54〜58は例えば、Dタイプ
フリップフロップを8つ内蔵した74ALS273型の
半導体集積回路で構成される。
【0028】コマンドラッチ/デコード回路41は、図
3のNANDゲート40の出力信号線51の信号をクロ
ック入力とし、データ入出力信号線19の入力信号を入
力データとして動作する。図3のNANDゲート40
は、属性メモリ制御信号線13の出力、インバータ30
によって反転されたカードイネーブル信号線12の出
力、インバータ39によって反転された書き込み制御信
号線18の出力の3つの出力を入力としており、属性メ
モリ制御信号線13がHレベル、カードイネーブル信号
線12がLレベル、書き込み制御信号線18がLレベル
の時に出力信号線51がLレベルとなる。この出力信号
は、図4のバッファ52の出力信号53として各ラッチ
回路54〜58のクロック入力に接続されており、図3
のNANDゲート40の上記条件が満足されなくなり、
出力信号線51がLレベルからHレベルに変化すると、
各ラッチ回路54〜58は、それぞれの前段のラッチ回
路の8ビットの出力信号をラッチし、ラッチ回路54
は、データ入出力線群19から入力された8ビットのデ
ータを取り込みラッチする。デコード回路64〜68
は、接続されたラッチ回路の出力が上述した各値に合致
した場合にHレベルを出力する。これらの出力は、5入
力のANDゲート69の入力となり、デコード回路64
〜68の出力がすべてHレベルであった場合に、AND
ゲート69の出力である内部読み出し制御信号42がH
レベルとなる。
【0029】この内部読み出し制御信号42は、NOR
ゲート回路35およびデコード情報記憶用メモリ34へ
は読み出し制御信号として入力され、またバッファ回路
37および書き込み制御回路38へは、それぞれバッフ
ァの制御信号および内部書き込み制御信号を発生するた
めの信号として入力される。NORゲート回路35は、
制御信号線42がLレベルの時はメモリ34に格納され
たデータに従って内部データ入出力信号線群74の出力
を反転させて出力しているが、制御信号線42がHレベ
ルになると、内部データ入出力信号線群74の信号に関
わりなくLレベルを出力する。そしてNORゲート回路
35の出力はインバータ回路36によりさらに反転さ
れ、フラッシュメモリ素子4〜8へのチップイネーブル
信号線群15はすべてHレベルを出力する。一方、バッ
ファ回路37では制御信号線42の信号がHレベルとな
ると各トライステートバッファの入力がそのまま出力に
供給され、データ入出力信号線19のデータをデコード
情報記憶用メモリ34に伝達する。
【0030】さらに、書き込み制御回路38の入力とな
っている制御信号線42は、図4に示す2入力のNAN
Dゲート72の1入力である。NANDゲート72のも
う一方の入力は、ANDゲート70の出力信号71であ
って、この出力信号71は図3に示すインバータ30に
よって反転されたカードイネーブル信号線12の出力、
インバータ39によって反転された書き込み制御信号線
18の出力、および属性メモリ制御信号線13の出力の
3つの出力によって決定されている。従って、カードイ
ネーブル信号線12の出力がLレベル、書き込み制御信
号線18の出力がLレベル、属性メモリ制御信号線13
の出力がHレベルの時に図4に示すANDゲート70の
出力信号71はHレベルになり、さらにこの条件および
ANDゲート69の出力である制御信号42がHレベル
である条件が重なった時にデコード情報記憶用メモリ3
4への内部書き込み制御信号線73がLレベルとなり、
データ入出力信号線19のデータがメモリ34に書き込
まれる。
【0031】この実施例のメモリカード110aでの各
メモリの役割は、属性情報記憶用メモリ素子3は属性情
報メモリであり、フラッシュメモリ素子4〜8のメモリ
容量、アクセスタイム等の仕様、そのデータフォーマッ
ト情報、およびデコーダ2a内のデコード情報記憶用メ
モリ素子34に記憶された後述するフラッシュメモリ素
子4〜8の使用状況(デコード情報)を格納する。フラッ
シュメモリ素子4〜8はコモンメモリであり、カードと
して活用するための実際のデータを格納する。そして上
記デコーダ2a内のデコード情報記憶用メモリ素子34
はデコード情報メモリであり、デコード出力(フラッシ
ュメモリ素子4〜8へのチップイネーブル信号群15の
信号)を格納している。また、属性情報記憶用メモリ素
子3およびデコーダ2a内のデコード情報記憶用メモリ
素子34を構成するEEPROMと、フラッシュメモリ
素子4〜8では、動作させる時に与える信号の方式が異
なり、特にフラッシュメモリでは従来技術で説明したよ
うに、読み出し制御信号線および書き込み制御信号線の
制御信号に従って読み出しモードあるいは書き込みモー
ドにされた状態でメモリ素子に内蔵されたコマンドレジ
スタに所定の方式に従ってコマンドを書き込むことによ
り、やはりメモリ内に内蔵されたアルゴリズムに従って
命令された動作が行われる。
【0032】次に図1〜4に従って動作を説明する。な
お、説明において各信号線とこれの信号は同一符号で示
す。また、端末機100はROM103に格納されてい
るシステムプログラム103aに従って動作を行う。さ
らに説明を解り易くするために、各フラッシュメモリ素
子4〜8はそれぞれ素子全体を一括消去が可能なブロッ
クとしたものであるとし、また初期状態ではメモリ素子
8が未使用のメモリ素子(ブロック)であるものとする。
この発明のメモリカード110aも図1に示すように端
末機100にコネクタ1を介して接続され、電源電圧が
印加されて使用される。カードイネーブル信号線12が
Hレベルの時にはカード110aは非動作状態となりL
レベルとすると動作状態となる。
【0033】属性情報記憶用メモリ素子3へのデータの
書き込みおよび読み出し動作は以下の通りである。カー
ド110aが動作状態にある時、図2に示す属性メモリ
制御信号線13をLレベルとするとデコーダ2aのチッ
プイネーブル信号線15aはLレベル、チップイネーブ
ル信号線群15は全てHレベルとなって、属性情報記憶
用メモリ素子3が動作状態、フラッシュメモリ素子4〜
8は非動作状態となる。この状態において、読み出し制
御信号線17をLレベル、書き込み制御信号線18をH
レベルとすると、アドレス信号線群11bの下位8本の
アドレス信号線A0〜A7で指定されたアドレスのメモ
リ素子3内のデータがデータ入出力線群19に読み出さ
れる。また、読み出し制御信号線17をHレベル、書き
込み制御信号線18をLレベルとすると、データ入出力
線群19のデータをメモリ素子3内のアドレス信号線群
11bの下位8本のアドレス信号線A0〜A7で指定さ
れたアドレスに書き込むことができる。
【0034】次に、フラッシュメモリ素子4〜8へのデ
ータの書き込みおよび読み出し動作、並びにこれに伴い
同時に行われるデコーダ2a内のデコード情報記憶用メ
モリ34の読み出し動作は以下の通りである。但し、メ
モリ34から読み出されるデータはフラッシュメモリ素
子4〜8へのチップイネーブル信号として使用され、デ
ータ入出力線群19を介してカード外部に直接読み出す
ことはできない。カードイネーブル信号線12をLレベ
ル、属性メモリ制御信号線13をHレベルとすると、デ
コーダ2aからのメモリ素子3へのチップイネーブル信
号線15aはHレベルとなり、フラッシュメモリ素子4
〜8へのチップイネーブル信号線群15へは、デコーダ
2a内のデコード情報記憶用メモリ34(図3参照)に格
納されたデータに従って信号が出力される。なおこの
時、コマンドラッチ/デコーダ回路41から出力される
内部読み出し制御信号線42は、図4で説明した各デコ
ード回路64〜68での条件が満たされていないのでL
レベルであり、バッファ回路37はハイインピーダンス
モードとなっており、バッファ回路37の出力がメモリ
34の出力に影響を与えることはない。メモリ34内に
格納されたデコード情報の初期データの内容が例えば図
5に示すものであると、デコーダ2aは、このデコード
情報に基づいて上位のアドレス信号線群11aの2ビッ
トの入力信号に従ってチップイネーブル信号線群15の
うちの1本の信号線だけをLレベル(“0")にし、フラ
ッシュメモリ素子4〜7のうちの1つのメモリ素子を選
択して動作状態にする。このとき読み出し制御信号線1
7をLレベル、書き込み制御信号線18をHレベルとす
ると、動作状態にされたフラッシュメモリ素子のアドレ
ス信号線群11b(18本)で指定されたアドレスのデー
タがデータ入出力線群19に読み出される。
【0035】フラッシュメモリ素子への書き込みについ
ても上記と同様の手順となる。すなわち、カードイネー
ブル信号線12をLレベル、属性メモリ制御信号線13
をHレベルとするとデコーダ2aのメモリ素子4〜8へ
のチップイネーブル信号線群15へはデコーダ2a内の
メモリ34に格納されたデータに従って信号が出力され
る。この時、コマンドラッチ/デコーダ回路41からの
内部読み出し制御信号線42はLレベルであり、バッフ
ァ回路37はハイインピーダンスモードとなっており、
これのがメモリ34の出力に影響を与えることはない。
メモリ素子34の初期のデータ内容が図5に示すもので
あると、デコーダ2aは、上位のアドレス信号線群11
aの2ビットの信号に従い、フラッシュメモリ素子4〜
7のうちの1つのメモリ素子を選択して動作状態にす
る。この時、読み出し制御信号線17をHレベル、書き
込み制御信号線18をLレベルとすると、データ入出力
線群19に入力されるコマンドおよびデータを受け付け
て、プログラム(書き込み)、一括消去などの動作を行
う。
【0036】そして、デコーダ2a内のデコード情報記
憶用メモリ34への書き込み動作は以下の通りである。
データ書き込みにおいて、メモリ素子4〜8が応答せ
ず、図4に示すデコーダ2a内のコマンドラッチ/デコ
ード回路41の各デコード回路64〜68の上述した条
件を満たすようなコマンドが入力された場合は、コマン
ドラッチ/デコード回路41からの内部読み出し制御信
号線42がHレベル、書き込み制御回路38の内部書き
込み制御信号線73がLレベルになり、データ入出力線
群19、バッファ回路37および内部データ入出力線群
74を介してメモリ34にデータの書き込みが可能とな
る。なお、この時、チップイネーブル信号線群15は全
てHレベルであるので、フラッシュメモリ素子4〜8は
全て非動作状態にある。
【0037】次にこの発明のメモリカードの特徴となる
フラッシュメモリ素子のデータの書き換え動作について
以下に説明する。簡単に言うと、例えばフラッシュメモ
リ素子4〜8のうちメモリ素子4〜7は使用状態にあ
り、フラッシュメモリ素子8が未使用の予備のメモリと
なっている状態のメモリカードで、メモリ素子4のデー
タを書き換える場合は、まず、メモリ素子4に記憶され
たデータを全て端末機側に読み出し、その後、メモリ素
子4にコマンドを書き込んで一括消去動作を行わせる。
端末機側ではコマンドを書き込んだ後、すぐにメモリ素
子8が使用可能なようにメモリカードのデコーダ内のデ
コード情報を書き換え、メモリ素子4の一括消去動作と
並行して書き換えたデータを冗長メモリであるメモリ素
子8に書き込む。すなわち、メモリ素子4での一括消去
動作は時間がかかるため、従来のようにデータの書き換
えを行う際、データを再度、メモリ素子4に戻す場合に
は、メモリ素子4の一括消去動作の完了を待ち、その後
データの書き込みを行っていたが、この発明の場合は、
代替メモリであるメモリ素子8にデータを書き込むた
め、メモリ素子4に一括消去のコマンドを書き込んだ
後、デコード情報を書き換えれば、メモリ素子4の一括
消去動作と並行してメモリ素子8にデータを書き込むこ
とができる。これによりその後はメモリ素子8がメモリ
素子4の役割を果たし、一括消去動作が完了したメモリ
素子4が冗長メモリ(未使用のメモリ)とになる。これに
より、データの書き換えにかかる時間が短縮でき、メモ
リカードの総合的な動作速度が向上することになる。
【0038】次に一例として、このメモリカード110
aにはすでにデータが書き込まれており00000h番
地のデータは、00hであって、このデータを01hに
書き換える手順を図に従って詳細に説明する。なお、図
6の(a)および(b)には書き換え動作時の概略的なフロ
ーチャート、図7〜図9にはデータの書き換え動作時の
図2および図3の回路の各信号の概略的なタイムチャー
トを示した。メモリカード110aが端末機100に挿
入されて電源が印加されると、端末機100はまず、カ
ードイネーブル信号線12をLレベルとし、メモリカー
ド110aを動作状態にする(ステップS1)。次に、属
性メモリ制御信号線13をLレベルとするとデコーダ2
aのチップイネーブル信号線15aはLレベル、チップ
イネーブル信号線群15は全てHレベルとなって、属性
情報記憶用メモリ素子3は動作状態、フラッシュメモリ
素子4〜8は非動作状態となる。この状態において、読
み出し制御信号線17をLレベル、書き込み制御信号線
18をHレベルとすると、データ入出力線群19にアド
レス信号線群11bの下位の8ビットで指定されたアド
レスのデータがメモリ素子3から読み出される。このデ
ータから、このメモリカード110aが一括消去可能な
半導体メモリ素子を内蔵しており、さらに冗長メモリ素
子(フラッシュメモリ素子8)も内蔵していることを確認
する。すなわち、この発明のメモリカード110aでは
複数のフラッシュメモリ素子のうち、1つは冗長メモリ
素子として使用される。さらに図5に示すチップイネー
ブル信号の情報(デコード情報)を読み出し、そのデータ
を端末機100内の例えばRAM104に格納しておく
(ステップS2)。
【0039】次に、フラッシュメモリ素子4〜8側を選
択するためにカードイネーブル信号線12をLレベル、
属性メモリ制御信号線13をHレベルとするとメモリ3
4が動作状態となる(以下、変更するまでこの状態とす
る)。さらに読み出し制御信号線17をLレベル、書き
込み制御信号線18をHレベル(以下この状態を読み出
し状態と呼ぶ)とし、フラッシュメモリ素子4を選択す
るためにアドレス信号11a、11bを00000h番
地と設定する。コマンドラッチ/デコード回路41のコ
マンドラッチ部である各ラッチ回路54〜58(図4参
照)は、データをラッチしておらず、従ってデコード部
であるデコード回路64〜68およびANDゲート69
は各々の条件が満たされていないため内部読み出し制御
信号線42はLレベルである。そこでデコード情報記憶
用メモリ34は内部読み出し制御信号線42がLレベ
ル、内部書き込み制御信号線73がHレベルとなって読
み出しモードに設定される。メモリ34のデコード情報
は図5のようになっているので、上位のアドレス信号線
群11aのアドレスA18=A19=Lレベル(“0")
の時のチップイネーブル信号がNORゲート回路35お
よびインバータ回路36を介して出力される。すなわ
ち、チップイネーブル信号線群15のうちフラッシュメ
モリ素子4のチップイネーブル信号のみがLレベルとな
り当該メモリが動作状態にされ、アドレス信号11a、
11bの00000h番地のデータ00hがデータ入出
力線群19から読み出される。以上の動作をフラッシュ
メモリ素子4の全アドレスに対して繰り返して行い全て
のデータを一旦、端末機100側のRAM104に蓄え
る。そして端末機100は端末機内で00000h番地
のデータ00hを01hに変更する(ステップS2)。
【0040】次に、フラッシュメモリ素子4の一括消去
を行うために、所定のシーケンスに従って所定のコマン
ドのデータを順次書き込む(メモリ素子4の消去シーケ
ンス)。読み出し制御信号線17をHレベル、書き込み
制御信号線18をLレベル(以下この状態を書き込み状
態と呼ぶ)とし、フラッシュメモリ素子4を選択するた
めにアドレス信号11a、11bを05555h番地と
設定し、AAhをデータ信号19として入力する。図4
のコマンドラッチ/デコード回路41の内部読み出し制
御信号線42はまだLレベルの状態であり、メモリ34
は読み出しモードに設定される。アドレス信号11a、
11bは05555hであり従って上位2ビットのアド
レス信号線11aのアドレス信号はA18=A19=L
レベル(“0")なので、図5のデコード情報に従ってフ
ラッシュメモリ素子4のチップイネーブル信号15のみ
がLレベルとなり、当該メモリが動作状態となり、アド
レス信号11a、11bが05555hの時にデータA
Ahがデータ信号19として書き込まれ、メモリ素子4
にとって一括消去するためのコマンドの第1データとし
て認識される。なおデータをラッチさせるために、書き
込み制御信号線18を図7に示すようにLレベルからH
レベルへ変化させるがコマンドラッチ/デコード回路4
1の各ラッチ回路54〜58でラッチされるデータはそ
れぞれデコード回路64〜68の出力がHレベルになる
条件を満たす有効なデータではなく、従ってANDゲー
ト69の出力である内部読み出し制御信号線42はLレ
ベルに保たれる(ステップS4)。
【0041】次に、フラッシュメモリ素子4を一括消去
するためのコマンドの第2データを書き込む。カードを
書き込み状態とし、メモリ素子4を選択するためにアド
レス信号11a、11bを02AAAh番地と設定し、
55hをデータ入出力信号19として入力する。コマン
ドラッチ/デコード回路41ではデコード回路64〜6
8の条件が満たされていないため信号線42はLレベル
であり、メモリ34は読み出しモードに設定される。そ
してアドレス信号が02AAAhであることからメモリ
34のデコード情報に従って上記と同様にメモリ素子4
のみが動作状態となり、アドレス信号11a、11bが
02AAAhの時にデータAAhがデータ信号19とし
て書き込まれ、メモリ素子4にとって一括消去するため
のコマンドの第2データとして認識される。なお、コマ
ンドラッチ/デコード回路41の各ラッチ回路54〜5
8の回路でラッチされるデータが有効ではなく次のサイ
クルまでANDゲート69の出力である内部読み出し制
御信号42がLレベルに保たれるのは同様である(ステ
ップS5)。さらにメモリ素子4を一括消去するための
コマンドのデータを、05555h番地にデータ80h
(ステップS6)、05555h番地にデータAAh(ス
テップS7)、02AAAh番地にデータ55h(ステッ
プS8)、05555h番地にデータ10h(ステップS
9)、を順次書き込む。以上のようなステップS4〜ス
テップS9に示す予め定められているシーケンス(AM
D社データブック参照)に従って、所定のアドレスに所
定のデータを書き込むことにより、自動的にメモリ素子
4は一括消去を開始する。一括消去にかかる時間は約
2.2秒である(ステップS25)。
【0042】上記ステップS9でデータが書き込まれた
後、メモリ素子4で一括消去動作が行われるのと並行し
て、次に、デコーダ2aに内蔵されているデータ情報記
憶用メモリ34のデコード情報の書き換えが行われる。
これはメモリ素子4をメモリ8に切り換えるために行わ
れる。メモリ34に書き込みを行うには内部読み出し制
御信号線42をHレベル、内部書き込み制御信号線73
をLレベルにして、メモリ34を書き込みモードにする
必要がある。そこで、図4のコマンドラッチ/デコード
回路41のANDゲート69の出力である内部読み出し
制御信号42をHレベルにするために、デコード回路6
4〜68が各々の条件が同時に満たされるように5段カ
スケード接続されたラッチ回路54〜58にデータ入出
力線19を介してデータを順番に書き込んでゆく。カー
ドを書き込み状態とし、アドレス信号11a、11bを
00000h番地と設定し、データ05hをデータ信号
19として入力する。アドレス信号が00000hであ
ることから上位2ビットのアドレス信号11aがA18
=A19=Lレベル(“0")となり、デコーダ2a内の
メモリ34の図5に示すデコーダ情報に従って、メモリ
素子4のみが動作状態となり、アドレス信号11a、1
1bが00000hの時にデータ05hがデータ信号1
9として書き込まれる。しかしこのデータはメモリ素子
4にとってコマンドとして認識されるデータでなく、新
たな動作を引き起こすことはない。なおデータをラッチ
させるために、書き込み制御信号線18は図7に示すよ
うにLレベルからHレベルへ変化するがコマンドラッチ
/デコード回路41のラッチ回路54〜58でラッチさ
れるデータは、デコード回路64〜68がHレベルを出
力する有効なデータではなく、次のサイクルまでAND
ゲート69の出力である内部読み出し信号線42はLレ
ベルに保たれる(ステップS10)。
【0043】このようにしてアドレス信号11a、11
bを00000h番地と設定し、図8に示すように以下
順次、データ04h、03h、02h、01hを書き込
む(ステップS11〜14)。コマンドラッチ/デコード
回路41のラッチ回路54〜58はそれぞれ前段のラッ
チ回路の出力を入力とし、次の書き込みサイクルで後段
のラッチ回路にデータを伝達しているため、上記ステッ
プ10〜14の書き込みの最後のデータ01hの書き込
みで、書き込み制御信号線18がLレベルからHレベル
へ変化すると、ラッチ回路54は01hを出力し、ラッ
チ回路55は02hを出力し、ラッチ回路56は03h
を出力し、ラッチ回路57は04hを出力し、そしてラ
ッチ回路58は05hを出力する。このため、デコード
回路64〜68はそれぞれ入力の条件が満たされるため
全てHレベルを出力し、従ってANDゲート69の出力
である内部読み出し制御信号線42がHレベルとなる。
これによりNORゲート回路35は全てLレベルの信号
を出力し、インバータ回路36で反転されたチップイネ
ーブル信号15は全てHレベルとなりメモリ素子4〜8
は非動作状態となる。さらにバッファ回路37は、デー
タ入出力線19からの入力信号を伝達するようになる。
ラッチによりこの状態は次の書き込みサイクルまで保持
される。
【0044】次に、デコーダ2a内のメモリ34内のデ
コード情報を図5に示すものから図10に示すものに書
き換える。すなわち、上位のアドレス信号11aがメモ
リ素子4を選択する信号である時にはメモリ素子8を選
択するチップイネーブル信号15を出力するようにす
る。この場合、図5のアドレス信号11aが(0.0)の
時のチップイネーブル信号15のデータを書き換えれば
よい。アドレス信号11a、11bを00000h番地
と設定し、データ1Eh(図10の最上段のデータに相
当する)をデータ信号19として入力すると、図4に示
す読み出し制御回路38のANDゲート72の出力であ
る内部書き込み制御信号線73はLレベルとなり、メモ
リ34は内部読み出し制御信号線42がHレベル、内部
書き込み制御信号線73がLレベルの書き込みモードに
設定される。そこでデータ信号19の入力データ1Eh
が半導体メモリ34に書き込まれる。この書き込みはメ
モリ34内で自動的に開始され終了する(図8参照)(ス
テップS15〜S16)。これにより、メモリ34内の
デコード情報は図5から図10のように書き換えられ
る。メモリ34内のデコード情報の書き換え(書き込み)
の所要時間は約10ms程度であり、その前のステップ
10〜14のメモリ34を書き込みモードにするために
コマンドラッチ/デコード回路41のラッチ回路54〜
58へのデータの設定のための書き換え時間を加えて
も、メモリ素子4の一括消去の所要時間(約2.2se
c)に比べて極めて短時間である。従って、メモリ素子
4の一括消去動作の完了を待ってから同メモリ素子4に
データをプログラム(書き込み)する従来のカードに比
べ、メモリ素子4への一括消去のコマンドの書き込みが
終了後、このメモリ素子4の一括消去動作と並行して、
代替のメモリ素子8にデータをプログラム(書き込む)が
行える。従って、メモリカードのデータの書き換えの動
作時間を短縮することができる。なお、図8の符号P1
で示す、メモリ34へのデコード情報の書き込み動作の
間のチップイネーブル信号15の値は不定である。
【0045】次に、メモリ素子8へのデータのプログラ
ム(書き込み)を行う。なお、この時メモリ素子8はデー
タが消去された消去状態(通常FFh)にあることが前提
である。さきの書き込みにおいてデータ信号19の入力
データは1Ehであったので、書き込み制御信号線18
はLレベルからHレベルに変化した後は、コマンドラッ
チ/デコード回路41のラッチ回路54がラッチするデ
ータはデコード回路64をHレベルにする有効なデータ
でなくなり、従ってANDゲート69の出力である内部
読み出し制御信号線42もLレベルになる。ここで、0
0000h番地にデータを書き込むため、予め定められ
たシーケンスに従ってコマンドを順次書き込む。アドレ
ス信号11a、11bを05555h番地と設定し、A
Ahをデータ信号19として入力する。デコード回路6
4〜68は各々の条件が満たされていないためANDゲ
ート69の出力である内部読み出し制御信号線42はL
レベルである。そこでデコーダ2aのメモリ34は内部
読み出し制御信号線42がLレベル、内部書き込み制御
信号線73がLレベルとなって読み出しモードに設定さ
れる。メモリ34のデコード情報は図11のようになっ
ているので、これに従ってアドレス信号11a、11b
が05555hなので上位のアドレス信号11aがアド
レス信号A18=A19=Lレベル(“0")の時のチッ
プイネーブル信号15がNORゲート回路35およびイ
ンバータ回路36を通じて出力される。すなわち、チッ
プイネーブル信号15のうちフラッシュメモリ素子8の
チップイネーブル信号のみがLレベルとなり、当該メモ
リが動作状態にされ、アドレス信号11a、11bが0
5555hの時にデータAAhがデータ信号19として
書き込まれ、メモリ素子8にとってバイトプログラムす
るためのコマンドの第1データとして認識される(ステ
ップS17)。以下の動作は、メモリ素子4に一括消去
動作をさせる時とコマンドが異なるのみで同様であり、
メモリ素子8をバイトプログラムするためのコマンドの
データを予め定められたシーケンス(AMD社データブ
ック参照)に従って順次書き込む。すなわち、02AA
Ah番地にデータ55h(ステップS18)、05555
h番地にデータA0h(ステップS19)、そして000
00h番地に書き換えらえたデータ01h(ステップS
20)を順次書き込む。そして第4サイクル(ステップS
20)の書き込みにおいて指定するアドレス00000
hとデータ01hがプログラムされるデータとなる。こ
れによりメモリ素子8は自動的にバイトプログラムを開
始する。バイトプログラムの一連の時間は、約20μs
程度である(ステップS21)。その後、上記バイトプロ
グラムを繰り返してメモリ素子8全体のプログラムが終
了すれば、一連のデータの書き込み作業は完了する(ス
テップS22)。例えばメモリ素子8が2Mビット≒2
56Kバイトであるとすると256Kバイト×20μs
=約5.2secかかる。
【0046】そして、デコーダ2a内のメモリ34のデ
コード情報が変更されたため、属性情報記憶用メモリ素
子3を上述したように書き込み状態にして、属性情報の
中のデコード情報の書き換え(書き込み)が行われる(ス
テップS23)。デコード2aのメモリ34のデータ内
容は、メモリカード110aを端末機100から抜去す
ると不明となるため、なんらかの形で、メモリ3に格納
しておけば再度、端末機100にメモリカード110a
を装着したときに、簡単に端末機100側から読み出
せ、利用可能である。メモリカード110aを端末機1
00に挿入した直後は、端末機100はまず属性情報記
憶用メモリ素子3を読み出し、このカードが一括消去可
能な半導体メモリ素子を内蔵していることを知り、さら
に冗長なメモリ素子も内蔵していることを確認する(以
上の情報はデータを有することが重要で、そのフォーマ
ットは問はない)。さらに例えば図5に示すデコード情
報を読み出し、どのメモリ素子が未使用となっているか
を確認する(未使用か否かは、例えば全アドレスのデー
タをメモリ素子毎(各ビット毎)に論理積をとれば未使用
のメモリ素子のビットは“1"(Hレベル)となる。すな
わち、端末機100が使用、未使用の状態を表す図5に
示すデータを端末機内のメモリに読み込み、カードの使
用、未使用の状態を決定してゆく。このデータは、デコ
ード情報記憶用メモリ34のデータと確実に一致しなけ
ればならない。また、メモリ34のデコード情報は、デ
ータ入出力信号群19を介して直接端末機100側に読
み出すことができなため、メモリカード110aを抜去
する前に必ずメモリ3に書き込む必要がある(次回挿入
時に正しく使用、未使用の状態が実際の状況と一致しな
くなるため)。その後、端末機側からの電源がOFFさ
れ、端末機100からメモリカード110aが抜去され
全ての動作が完了する(ステップS24)。
【0047】実施例2.なお、上記実施例では、フラッ
シュメモリ素子4〜8が1つのメモリ素子全体を一括消
去するタイプのメモリ素子として説明していたため、メ
モリ素子群4〜8の一括消去が可能なブロックの構成は
図11のそれぞれブロック4a〜8aで示すようになっ
ていたが、例えば、図12に示すようにフラッシュメモ
リ素子4〜8がそれぞれ2つのブロック4a、4b〜8
a、8bに分割されており、ブロック毎に一括消去でき
る素子である場合には、デコーダ2aへの上位のアドレ
ス信号線群11aを下位アドレスA17を1ビット追加
してアドレス信号A17〜A19の3本とし、さらにデ
コーダ2a内のデコード情報記憶用メモリ34を40ビ
ット以上のメモリで構成すれは、ブロック単位での上記
実施例と同様の使用が可能となり、従って同様な効果が
得られる。なお、その際のメモリ34内のデコード情報
は例えば図13に示すものとなる。また、メモリ素子4
〜8がそれぞれ3つ以上の一括消去可能なブロックで構
成されている場合でも、デコーダ2aへの上位のアドレ
ス信号線群11aのビット数、およびデコード情報記憶
用メモリ34の容量を適当な値にすれば、同様にこの発
明を適用することが可能である。
【0048】実施例3.さらに上記各実施例では、デコ
ーダ2a内のデコード情報記憶用メモリ34のデータ内
容は、属性情報記憶用メモリ素子3に格納するようにし
ているが、それ以外の例えばフラッシュメモリ素子4〜
8内に保持しても同様の効果が得られる。この場合には
属性情報記憶用メモリ素子3は削除することも可能であ
る。
【0049】実施例4.さらに上記各実施例では、デコ
ーダ2a内のデコード情報記憶用メモリ34のデータ内
容は、属性情報記憶用メモリ素子3に格納するようにし
ているが、端末機100の例えばEEPROM105に
各カードのデコード情報を含む属性情報を記憶して、端
末機100側でこれらを管理しても同様の効果が得られ
る。
【0050】実施例5.さらに上記各実施例では、所定
のブロック毎に一括消去が行える書き換え可能な不揮発
性メモリ素子を5つ設け、うち1つを冗長メモリ素子
(代替メモリ素子)としているが、これらの数量は上記実
施例に限定されるものではない。
【0051】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1、3お
よび4の発明では、ブロック毎に一括消去ができる書き
換え可能な不揮発性の半導体メモリ素子からなる半導体
メモリ素子群に少なくとも1つの未使用のブロックを設
け、さらにデコード情報が外部から適宜変更可能なデコ
ーダを設けたことにより、データの書き換えを行う際に
は、当該ブロックの一括消去のためのコマンドを書き込
んだ後、デコーダのデコード情報を書き換えて当該ブロ
ックの代わりに未使用のブロックを動作可能な状態にで
きるようにし、コマンドの書き込みの後に行われる当該
ブロックの一括消去動作と並行して未使用のブロックに
書き換えられたデータを書き込めるようにしたので、従
来の一括消去動作の完了を待って当該ブロックに再度書
き込みを行うのに比べ、データの書き換え時間が短縮で
き、総合的に処理速度の早いメモリカード、これを含む
メモリカードシステム、およびデータ書き換え方法が提
供できるという効果が得られる。また、さらにこの発明
の請求項2の発明では、半導体メモリ素子群中の各ブロ
ックの使用、未使用の状況を示すデコーダのデコード情
報を記憶するための、外部から読み出しおよび書き込み
が可能な属性情報記憶用メモリ素子をメモリカード中に
設けたので、端末機側からデコード情報を読み出すこと
でメモリカード内のデコーダのデコード情報が容易に解
り、従って多種の端末機(システム)でメモリカードの使
用が可能となる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるメモリカードシステムの構成を
示すブロック図である。
【図2】図1のメモリカードの内部回路の構成の一例を
示すブロック図である。
【図3】図2のデコーダの回路図である。
【図4】図3の書き込み制御回路およびコマンドラッチ
/デコード回路の回路図である。
【図5】図3のデコード情報記憶用メモリ内の初期状態
でのデコード情報の一例を示す図である。
【図6】(a)および(b)はこの発明のメモリカードのデ
ータ書き換え動作時のフローチャートである。
【図7】この発明のメモリカードのデータ書き換え動作
時のタイムチャートである。
【図8】図7に続くこの発明のメモリカードのデータ書
き換え動作時のタイムチャートである。
【図9】図8に続くこの発明のメモリカードのデータ書
き換え動作時のタイムチャートである。
【図10】図3のデコード情報記憶用メモリ内の書き換
えられた後のデコード情報を示す図である。
【図11】実施例1での半導体メモリ素子群の一括消去
可能なブロックの構成を示す図である。
【図12】実施例2での半導体メモリ素子群の一括消去
可能なブロックの構成を示す図である。
【図13】実施例2でのデコード情報記憶用メモリ内の
デコード情報を示す図である。
【図14】従来のメモリカードの内部回路の構成を示す
ブロック図である。
【図15】従来のメモリカードのデコーダの回路図であ
る。
【符号の説明】
1 コネクタ 2a デコーダ 3 属性情報記憶用メモリ素子 4 フラッシュメモリ素子(半導体メモリ素子) 4a ブロック 4b ブロック 5 フラッシュメモリ素子(半導体メモリ素子) 5a ブロック 5b ブロック 6 フラッシュメモリ素子(半導体メモリ素子) 6a ブロック 6b ブロック 7 フラッシュメモリ素子(半導体メモリ素子) 7a ブロック 7b ブロック 8 フラッシュメモリ素子(半導体メモリ素子) 8a ブロック 8b ブロック 34 デコード情報記憶用メモリ 35 NORゲート回路 36 インバータ回路 37 バッファ回路 38 読み出し制御回路 41 コマンドラッチ/デコード回路 100 端末機 110a メモリカード
【手続補正書】
【提出日】平成6年6月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】デコーダ2は例えば74ALS138型の
半導体集積回路で構成され、その回路図を図15に示
す。上位のアドレス信号線群11aの信号線A19は入
力端子DB、信号線A18は入力端子DA、カードイネ
ーブル信号線12は入力端子E2バーにそれぞれ接続さ
れる。またフラッシュメモリ素子4〜7への4本のチッ
プイネーブル信号線群15は出力端子Y0バー、Y1バ
ー、Y2バーおよびY3バーにそれぞれ接続される。そ
して入力端子DC、E3はそれぞれグランド線に接続さ
れ、入力端子E1は電源線に接続される。図15の回路
動作は、入力端子E1をHレベル、入力端子E2バー、
E3バーをそれぞれLレベルにするとデコーダ2は動作
状態になり、この状態で2ビット2進数コードで入力端
DA、DBを指摘すると、その数値に対応して出力端
子Y0バー、Y1バー、Y2バーおよびY3バー中の1
出力がLレベルになり、他の出力端子(Y4バー〜Y7
バーも含む)は全てHレベルになる。また、入力端子E
1、E2バー、E3バー上記条件以外の時、すなわちデ
コーダ2が非動作状態にある時は入力端子DA〜DCの
値のいかんにかかわらず、出力端子Y0バー〜Y7バー
は全てHレベルになる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】また、図3はデコーダ2aの回路図であ
る。図において、30、31、39はインバータ、36
は内部データ入出力線群74の本数に対応した複数(こ
の実施例では5つ)のインバータが並列に設けられたイ
ンバータ回路、32、33、40はNANDゲート、3
4はデコード情報記憶用メモリであり例えばEERO
M等の書き換え可能な不揮発性メモリで構成されてい
る。35は内部データ入出力線群74の本数に対応した
複数(この実施例では5つ)のNORゲートが並列に設け
られたNORゲート回路、37は内部データ入出力線群
74の本数に対応した複数(この実施例では5つ)のトラ
イステートバッファが並列に設けられたバッファ回路、
38は書き込み制御回路、41コマンドラッチ/デコ
ード回路である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】次に、フラッシュメモリ素子4〜8側を選
択するためにカードイネーブル信号線12をLレベル、
属性メモリ制御信号線13をHレベルとするとメモリ3
4が動作状態となる(以下、変更するまでこの状態とす
る)。さらに読み出し制御信号線17をLレベル、書き
込み制御信号線18をHレベル(以下この状態を読み出
し状態と呼ぶ)とし、フラッシュメモリ素子4を選択す
るためにアドレス信号11a、11bを00000h番
地と設定する。コマンドラッチ/デコード回路41のコ
マンドラッチ部である各ラッチ回路54〜58(図4参
照)は、データをラッチしておらず、従ってデコード部
であるデコード回路64〜68およびANDゲート69
は各々の条件が満たされていないため内部読み出し制御
信号線42はLレベルである。そこでデコード情報記憶
用メモリ34は内部読み出し制御信号線42がLレベ
ル、内部書き込み制御信号線73がHレベルとなって読
み出しモードに設定される。メモリ34のデコード情報
は図5のようになっているので、上位のアドレス信号線
群11aのアドレスA18=A19=Lレベル(“0")
の時のチップイネーブル信号がNORゲート回路35お
よびインバータ回路36を介して出力される。すなわ
ち、チップイネーブル信号線群15のうちフラッシュメ
モリ素子4のチップイネーブル信号のみがLレベルとな
り当該メモリが動作状態にされ、アドレス信号11a、
11bの00000h番地のデータ00hがデータ入出
力線群19から読み出される。以上の動作をフラッシュ
メモリ素子4の全アドレスに対して繰り返して行い全て
のデータを一旦、端末機100側のRAM104に蓄え
る。そして端末機100は端末機内で00000h番地
のデータ00hを01hに変更する(ステップS)。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0045
【補正方法】変更
【補正内容】
【0045】次に、メモリ素子8へのデータのプログラ
ム(書き込み)を行う。なお、この時メモリ素子8はデー
タが消去された消去状態(通常FFh)にあることが前提
である。さきの書き込みにおいてデータ信号19の入力
データは1Ehであったので、書き込み制御信号線18
はLレベルからHレベルに変化した後は、コマンドラッ
チ/デコード回路41のラッチ回路54がラッチするデ
ータはデコード回路64をHレベルにする有効なデータ
でなくなり、従ってANDゲート69の出力である内部
読み出し制御信号線42もLレベルになる。ここで、0
0000h番地にデータを書き込むため、予め定められ
たシーケンスに従ってコマンドを順次書き込む。アドレ
ス信号11a、11bを05555h番地と設定し、A
Ahをデータ信号19として入力する。デコード回路6
4〜68は各々の条件が満たされていないためANDゲ
ート69の出力である内部読み出し制御信号線42はL
レベルである。そこでデコーダ2aのメモリ34は内部
読み出し制御信号線42がLレベル、内部書き込み制御
信号線73がレベルとなって読み出しモードに設定さ
れる。メモリ34のデコード情報は図10のようになっ
ているので、これに従ってアドレス信号11a、11b
が05555hなので上位のアドレス信号11aがアド
レス信号A18=A19=Lレベル(“0")の時のチッ
プイネーブル信号15がNORゲート回路35およびイ
ンバータ回路36を通じて出力される。すなわち、チッ
プイネーブル信号15のうちフラッシュメモリ素子8の
チップイネーブル信号のみがLレベルとなり、当該メモ
リが動作状態にされ、アドレス信号11a、11bが0
5555hの時にデータAAhがデータ信号19として
書き込まれ、メモリ素子8にとってバイトプログラムす
るためのコマンドの第1データとして認識される(ステ
ップS17)。以下の動作は、メモリ素子4に一括消去
動作をさせる時とコマンドが異なるのみで同様であり、
メモリ素子8をバイトプログラムするためのコマンドの
データを予め定められたシーケンス(AMD社データブ
ック参照)に従って順次書き込む。すなわち、02AA
Ah番地にデータ55h(ステップS18)、05555
h番地にデータA0h(ステップS19)、そして000
00h番地に書き換えらえたデータ01h(ステップS
20)を順次書き込む。そして第4サイクル(ステップS
20)の書き込みにおいて指定するアドレス00000
hとデータ01hがプログラムされるデータとなる。こ
れによりメモリ素子8は自動的にバイトプログラムを開
始する。バイトプログラムの一連の時間は、約20μs
程度である(ステップS21)。その後、上記バイトプロ
グラムを繰り返してメモリ素子8全体のプログラムが終
了すれば、一連のデータの書き込み作業は完了する(ス
テップS22)。例えばメモリ素子8が2Mビット≒2
56Kバイトであるとすると256Kバイト×20μs
=約5.2secかかる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0047
【補正方法】変更
【補正内容】
【0047】実施例2.なお、上記実施例では、フラッ
シュメモリ素子4〜8が1つのメモリ素子全体を一括消
去するタイプのメモリ素子として説明していたため、メ
モリ素子群4〜8の一括消去が可能なブロックの構成は
図11のそれぞれブロック4a〜8aで示すようになっ
ていたが、例えば、図12に示すようにフラッシュメモ
リ素子4〜8がそれぞれ2つのブロック4a、4b〜8
a、8bに分割されており、ブロック毎に一括消去でき
る素子である場合には、デコーダ2aへの上位のアドレ
ス信号線群11aを下位アドレスA17を1ビット追加
してアドレス信号A17〜A19の3本とし、さらにデ
コーダ2a内のデコード情報記憶用メモリ34を40ビ
ット以上のメモリで構成すれ、ブロック単位での上記
実施例と同様の使用が可能となり、従って同様な効果が
得られる。なお、その際のメモリ34内のデコード情報
は例えば図13に示すものとなる。また、メモリ素子4
〜8がそれぞれ3つ以上の一括消去可能なブロックで構
成されている場合でも、デコーダ2aへの上位のアドレ
ス信号線群11aのビット数、およびデコード情報記憶
用メモリ34の容量を適当な値にすれば、同様にこの発
明を適用することが可能である。
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図15
【補正方法】変更
【補正内容】
【図15】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コマンドの書き込みにより自動的に一括
    消去動作が行われるブロックを有する書き換え可能な不
    揮発性の半導体メモリ素子からなる半導体メモリ素子群
    と、 この半導体メモリ素子群に含まれる少なくとも1つの消
    去完了状態にある未使用のブロックと、 内蔵するデコード情報に従って上記半導体メモリ素子群
    の各ブロックを選択的に動作状態にすると共に、上記デ
    コード情報が外部から適宜変更可能なデコーダと、 を備え、データの書き換えの際、当該ブロックの一括消
    去動作と並行して上記未使用のブロックに新規のデータ
    の書き込みが可能で、上記未使用のブロックが当該ブロ
    ックの代わりをし、一括消去が完了した当該ブロックが
    未使用のブロックとなるメモリカード。
  2. 【請求項2】 上記半導体メモリ素子群中の各ブロック
    の使用、未使用の状況を示す上記デコーダのデコード情
    報を記憶するための、外部から読み出しおよび書き込み
    が可能な属性情報記憶用メモリ素子をさらに備えた請求
    項1のメモリカード。
  3. 【請求項3】 コマンドの書き込みにより自動的に一括
    消去動作が行われるブロックを有する書き換え可能な不
    揮発性の半導体メモリ素子からなる半導体メモリ素子群
    と、この半導体メモリ素子群に含まれる少なくとも1つ
    の消去完了状態にある未使用のブロックと、内蔵するデ
    コード情報に従って上記半導体メモリ素子群の各ブロッ
    クを選択的に動作状態にすると共に、上記デコード情報
    が外部から適宜変更可能なデコーダを含むメモリカード
    と、 このメモリカードに接続して、データの書き換えの際、
    当該ブロックのデータを読み出し、一括消去のためのコ
    マンドを書き込んだ後、上記デコーダのデコード情報を
    書き換えて当該ブロックの一括消去動作と並行して上記
    未使用のブロックに新規のデータの書き込みを行い、上
    記未使用のブロックが当該ブロックの代わりをし、当該
    ブロックが未使用のブロックとなるように制御する端末
    機と、 を備えたメモリカードシステム。
  4. 【請求項4】 コマンドの書き込みにより自動的に一括
    消去動作が行われるブロックを有する書き換え可能な不
    揮発性の半導体メモリ素子からなる半導体メモリ素子群
    と、この半導体メモリ素子群に含まれる少なくとも1つ
    の消去完了状態にある未使用のブロックと、内蔵するデ
    コード情報に従って上記半導体メモリ素子群の各ブロッ
    クを選択的に動作状態にすると共に、上記デコード情報
    が外部から適宜変更可能なデコーダと、を含むメモリカ
    ードのデータ書き換え方法であって、 データの書き換えを行う当該ブロックのデータを読み出
    す工程と、 当該ブロックに一括消去のためのコマンドを書き込む工
    程と、 上記デコーダのデコード情報を書き換える工程と、 上記コマンドの書き込みに続いて行われる一括消去動作
    と並行して上記未使用のブロックに新規のデータを書き
    込む工程と、 を含み、上記未使用のブロックが当該ブロックの代わり
    をし、当該ブロックが未使用のブロックとなるようにす
    るメモリカードのデータ書き換え方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100355233B1 (ko) * 2000-07-03 2002-10-11 삼성전자 주식회사 정보의 비교-기록 기능을 구비하는 반도체 메모리 장치 및이의 정보 처리방법
US8099544B2 (en) 2008-02-29 2012-01-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Information processing apparatus and nonvolatile semiconductor memory drive

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