571228 W A7 ____B7 五、發明説明(1 ) 【發明所屬之技術領域】 發明背景 本發明係關於適用在如雷射光碟(CD )驅動裝置之媒 體再生裝置之有效技術,例如,關於利用在作爲控制裝置 具有內藏以區塊單位整體進行資料的抹除之快閃記憶體之 微電腦(以下,稱爲內藏快閃記憶體之微電腦)之媒體再 生裝置有效的技術。 近年來,在需要如外部記憶裝置之複雜控制之個人電 腦周邊機器或通信機器中,微電腦係作爲其之控制裝置而 使用。其中特別是如光碟驅動器或可寫入型之CD驅動器等 ,在每隔數個月便有新產品被投入之機器中,因應每次開 發新機種,便會產生改寫控制用微電腦的韌體(firmware ) 之故,即會有改寫微電腦程式之必要性之故,因此內藏快 閃記憶體之可改寫的非揮發性記憶體之微電腦便被廣爲使 . 用。 作爲其之一例,於圖1 5顯示光碟驅動器之例。於圖1 5 中,400係個人電腦、200係光碟驅動器,個人電腦400與 光碟驅動器200係藉由纜線300被連接,資料之傳送係藉 由 ATAPI(AT Attachment Packet Interface: AT 附加封包介 面)或 S C SI (S m a 11 C o m p u t e l. S y s t e m I n t e r f a c e :小電腦系統介 面)等之介面被進行。 於光碟驅動器200在主軸馬達或光拾取頭等之機械零 件之外,作爲電子零件設置有搭載微電腦250之控制基板 260。習知上,作爲此控制基板260,係採用多種多樣之構 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4- 571228 A7 B7 五、發明説明(2) 成,如前述般地,作爲微電腦250,有使用內藏快閃記憶體 之微電腦者,或使用通常之單晶片微電腦者等。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明要點 快閃記憶體係將具有控制閘以及浮閘之非揮發性記憶 元件使用於記憶體單元之電路,其之改寫特性,特別是改 寫次數很多依存於控制閘下的絕緣膜或浮閘下之絕緣膜的 厚度等元件的特性。因此,於作爲記憶體裝置而被提供之 單體的快閃記憶體中,於閘極下的絕緣膜之形成工程等使 用特殊的製程,因此,晶片單價變成比較高者。另一方面 ,微電腦晶片有多種多樣之產品被提供,雖說內藏快閃記 憶體,卻有無法那樣地提高單價之情形。 因此,內藏習知的快閃記憶體之微電腦並不因內藏快 閃記憶體,而採用特殊的製程之故,而係採用使用構成原 本的微電腦之元件的製程,以形成構成快閃記憶體之記憶 元件之手法。在此種微電腦中,內藏快閃記憶體的特性被 犧牲,做其之改寫次數例如不過被保證到1〇()次程度而已 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面,在光碟驅動器或可寫入型之CD驅動器等之 周邊裝置中,除了韌體以外,有將裝置的偏差或因應媒體 的種類之寫入條件等,記憶於控制裝置內部之期望。但是 ,在記憶此種資料上,於習知的快閃記憶體中保證丨〇〇次 程度之改寫是不充分的需要丨萬次程度之改寫次數的保證 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(21〇χ 297公釐) -5- 571228 A7 B7 貌3 五、發明説明(3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此,除了在微電腦以外也顯現具有搭載EEPROM之 控制基板之光碟驅動器。但是,除了微電腦以外,搭載 EEPROM時,會有系統價格因此變高之課題。 本發明之目的在於提供:內藏記憶元件本身的可改寫 次數即使比較少,可使由外部所見到之改寫次數大幅增多 之快閃記憶體之微電腦,藉由此,使之可以實現便宜的媒 體再生裝置。 本發明的其它的目的在於提供:搭載於最終使用者的 使用狀態中,可於內藏記憶體以較多的次數寫入相關系統 之資料,而且,抑制成本上升之微電腦之媒體再生裝置。 本發明之前述以及其它的目的與新的特徵,由本詳細 說明書之記述以及所附圖面,理應可以變明白。 於本申請案所揭示的發明之中,如簡單說明代表性者 之槪要,則如下述。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 即,以單元單位進行寫入,而且以區塊單位進行抹除 地構成被內藏於如作爲媒體再生裝置之控制裝置被使用之 微電腦的非揮發性記憶體的使用者資料記憶區域之類的指 定的區域,在發生對使用者資料記憶區域的寫入處理之情 形,一面更新上述單元,一面依序進行資料的寫入,在對 於全單元進行寫入之情形,進行被包含在上述指定區域之 區塊的資料抹除,對於此被抹除之區塊進行下一資料的寫 入而構成者。 更具體爲一種具備:驅動資料被記錄之媒體之媒體驅 動手段;以及電氣地控制該媒體驅動手段而驅動之驅動電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐了 - " 571228 A7 B7 五、發明説明(4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 路;以及讀取被記錄於上述媒體之資料,作爲電氣信號而 .輸出之讀取手段;以及放大該讀取手段之輸出信號之放大 電路;以及處理在該放大電路被放大之讀出信號,再生資 料之信號處理電路;以及進行與其它裝置之通訊之介面電 路;以及控制上述驅動電路、信號處理電路以及介面電路 之控制裝置之媒體再生裝置,上述控制裝置係具有:可以 以單元單位電氣地進行資料寫入,而且,以比上述單元還 大的區塊單位電氣地總括進行資料抹除之非揮發性記憶體 與依循程式而動作之控制部被形成在1個的半導體晶片上 之半導體積體電路,上述控制部管理上述非揮發性記憶體 的指定區域之單元,在對於被包含在該指定區域之複數的 * 單元被進行寫入之情形,對於被包含在上述指定區域之區 . 塊進行資料抹除,對於該被抹除之區塊的單元,進行資料 的寫入地構成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如依據上述手段,被內藏於作爲控制裝置之微電腦的 非揮發性記憶體即使該記憶元件本身的可改寫次數比較少 ,但是可以使由外部所見到的改寫次數大幅變多。藉由此 ,可以實現便宜的媒體再生裝置。 又,在上述之情形,被包含在指定區域之區塊數也可 以爲1個,也可以爲2個以上。而且,區塊數在2以上之 情形,在抹除區塊的資料之際,也可以總括抹除全部區塊 的資料,也可以只抹除其中1個的區塊的資料。 又,上述手段在被內藏於控制裝置之上述非揮發性記 憶體藉由以與形成構成上述控制部之元件的工程爲相同工 紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格(210X297公釐) ~ " A7 B7 571228 五、發明説明(5) 程被形成之元件所構成之情形特別有效。構成非揮發性記 1思體之元件在被與形成構成控制部之元件的工程爲不同之 工程所形成之情形,雖然可以形成改寫次數多的記憶元件 ’但是非揮發性記憶體在藉由被與形成控制部的構成元件 之工程爲相同之工程而形成之元件而構成之情形,記憶元 件的可改寫次數變少之故,適用上述手段變成有效。 進而’上述手段在:上述控制部將被記憶於非揮發性 記憶體之應用程式的實行所發生的資料以單元單位寫入該 非揮發性記憶體的上述指定區域之情形有效。相對於系統 的控制所必要的初期設定資料很多係不需要變更,在應用 程式的實行所發生的資料很多需要改寫,又,記憶在應用 程式的實行所發生的資料,在其後的控制上極爲有幫助之 故。 又,期望:關於藉由上述控制部之上述非揮發性記億 體之單元管理機能、資料的寫入機能以及資料抹除機能係 藉由被記憶在上述非揮發性記憶體之應用程式而實現。藉 由此,不變更硬體可以實現所期望的機能之故,機能之變 更可以迅速進行之同時,系統之彈性也提升。 進而,上述手段在:被寫入上述非揮發性記憶體之資 料係關於上述媒體的種類之資訊的情形有效。現在市場上 有各式各樣的媒體被提供之故,藉由將關於媒體的種類之 資訊記憶於非揮發性記憶體,每一媒體之最適當存取變成 可能,存取時間的縮短以及資料的信賴性提升變成可能。 又,在構成上述非揮發性記憶體的上述指定區域之各 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 571228 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(6) 單元期望寫入顯示該單元的資料是否有爲之資料(檢索用 資料)。藉由此’依序讀出單元,判定上述檢索用資料, 可以檢測最新的資料被記憶之單元,有效率的單元檢索變 成可能。 進而,在構成上述非揮發性記憶體的上述指定區域之 各單元期望寫入檢查該單元的資料的信賴性用之資料。藉 由此,可以保證被讀出的資料的信賴性。 進而,在由上述媒體之資料讀取時,調查該資料的檢 查用資料,判定讀出資料爲異常時,在該資料之寫入以前 ,讀出被寫入之資料而構成。藉由此,在前次的寫入之際 發生寫入不良之情形,可以避免發生無信賴性的資料被讀 出,讀出資料完全無法獲得之事情。 上述手段在:被寫入非揮發性記憶體的上述指定區域 之資料係關於媒體驅動手段以及讀取手段之製造偏差的資 訊之情形有效。藉由關於媒體再生裝置的機構之偏差的資 訊被記憶於記憶體,補正該偏差之最適當存取變成可能, 存取時間的縮短以及資料的信賴性提升變成可能。 又,上述手段在:被寫入非揮發性記憶體的上述指定 區域之資料係關於藉由存取媒體而獲得之媒體的特性之資 訊的情形有效。藉由將關於媒體的特性之資訊記憶於非揮 發性記憶體’下次在同一媒體被***之情形,藉由讀出關 於該媒體之資訊,可以快速地以最適合於該媒體之條件存 取之,存取時間的縮短以及資料的信賴性提升變成可能。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 571228 翁3- Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(7 ) 合適實施例之說明 以下,依據圖面說明本發明之合適的實施例。 圖1係顯示本發明被適用之內藏快閃記憶體微電腦的 一例的槪略構成。 圖1中,以標號FLASH所示者係具備由具有浮閘以及 控制閘之2層閘構造的MOSFET所形成之記憶體單元被配 置爲矩陣狀之記憶體陣列之快閃記憶體,FCNT係進行對於 快閃記憶體之寫入或抹除等之快閃控制器,CPU係職司晶 片全體的控制之中央處理單元,RAM係暫時記憶資料、提 供中央處理單元CPU之作業區域之隨機存取記憶體,prp 係各種計時器電路或A/D轉換電路、系統監視用之看門狗 等之周邊電路,BUS係連接上述中央處理單元CPU與快閃 記憶體FLASH、快閃控制器FCNT、RAM、介面電路SCI間 之內部總線,I/O係包含將內部總線BUS上的信號輸出於外 部總線,讀入外部總線上的信號之輸入輸出緩衝器或在與 外部裝置之間’進彳了串列通訊之串列通訊璋等之輸入輸出 埠之介面電路,BSC係進行內部總線BUS之總線佔有權的 控制等之總線控制器。 快閃控制器FCNT係具備控制暫存器,CPU依循被儲存 在快閃記憶體或RAM內之程式,一對上述控制暫存器進行 寫入,快閃控制器FCNT因應控制暫存器的位元狀態,形成 對於快閃記憶體電路FLASH之控制信號,使之進行寫入或 抹除、讀出、確認等之動作地構成。 於快閃控制器FCNT在上述寫入抹除控制用的控制暫存 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝. 訂 •加 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -10- 571228 α Α7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(8 ) 器之外,也設置有:在抹除時’於記憶體陣列內的複數的 區塊之中,選擇抹除區塊用之抹除選擇暫存器'設定電壓 修整用之値的暫存器 '保存將包含記憶體陣列內的缺陷位 元之記憶體列置換爲預備的記憶體列用之救濟資訊之暫存 器。又,雖無特別限制,此修整用暫存器之値也記憶於快 ,閃記憶體電路FALSΗ內之指定的區域’在重置時’由快閃 記憶體電路讀出’可以設定於修整用暫存器。 又,雖未被顯示於圖1 ,但是在上述電路方塊之外, 因應需要也有設置:判定對於CPU之中斷要求的發生以及 優先度,加上中斷之中斷控制電路、控制RAM與快閃記憶 體FLASH等之間的DMA(直接記憶體存取)傳送之DAM傳送 控制電路或發生系統的動作所必要之時脈信號之振盪器等 〇 在本實施例之內藏快閃記憶體微電腦中,被顯示於圖 1之電路方塊係全部被形成在1個的單晶矽之類的半導體 ’晶片上。而且,快閃記憶體FLASH係儘可能利用形成構成 CPU之元件的製程以形成記憶元件。即,使形成構成快閃 記憶體之元件用的專用工程爲零,或儘可能少之製程被使 用著。 於本實施例中,例如如顯示於圖2般地,在中央處理 單元 CPU 之位址空間 H000000〜HFFFFFF 之中, H000000〜H03FFFF係被分配爲內藏快閃記憶體FLASH之記 憶區域,進而,其中由H001 000開始之12k字節(byte )被 分配爲使用者資料區域UDA。又,H000000〜H000FFF係被 未紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -11 - 571228 :::., 3 - ^ A7 B7 五、發明説明(9) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分配爲被使用於對CPU之中斷發生之際之向量表之區域 VTA,上述以外之區域被分配爲使用者開發之應用程式(以 • 下,稱爲使用者程式)之儲存區域UPA。 進而,12k字節的使用者資料區域UDA被分割爲以128 字節爲1單位之96個的單元UNT1〜UNT96,以此單元爲單 位而進行寫入地構成。又,使用者資料區域UDA被分割爲 各4k字節,即各32單元之3個的區塊EB1〜EB3,以區塊 爲單位進行抹除地構成。 而且,在本實施例中,藉由使用者程式之對使用者資 料區域UDA之寫入一發生,如圖3所示般地,由單元 UNT1依序1單元1單元地進行寫入而去,至最後的單元 UNT96爲止寫入一終了,在此時間點,總括抹除區塊 :EB1〜EB3後,再度由單元UNT1依序1單元1單元地進行寫 入而去,如此進行寫入、抹除控制。又,成爲抹除單位之 1區塊的大小並不限定於4k字節,同時,快閃記憶體全體 也沒有必要以相同的大小的區塊所構成,例如,使用者程 式區域UPA可以以32k字節或64k字節的大小的區塊構成 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如依循上述之寫入、抹除方式,如假定各單元個別之 改寫容許次數爲100次,全體變成96X109600与1萬單元的 資料寫入爲可能。在習知的內藏快閃記憶體微電腦中,使 用者資料區域係全體被當成1單元處理,對使用者資料區 域之寫入一發生,改寫全體,即總括抹除使用者資料區域 全體後進行寫入之故,如100次進行資料的改寫,在其以 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) "~ -- -12 - 571228
經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 五、發明説明(叫 上無法得到保證。因此,如1 〇〇次進行快閃記憶體的改寫 ’貪料的信賴性降低,但是如依循本實施例之寫入、抹除 方式’如設以單兀單位(1 2 8字節)進行1次的改寫,外觀 上成爲可以保證約100倍的改寫。 又’寫入資料如在1 2 8字節以上,雖需要涵蓋2以上 的單元以寫入資料,但是在本發明假定應用的光碟驅動器 或CD驅動器之類的系統中,1次的寫入資料很多在128字 卽以下之故’實質上可以獲得與保證1萬次的改寫相同之 優點。 圖4係顯示實現如上述之寫入控制之本發明的槪略構 成。於圖4中,左側的區塊UDA係倍設定在快閃記憶體內 的使用者資料區域、中央的區塊UDMM係本發明中被設爲 必要之使用者資料管理模組、UP係位在此模組UDMM管理 下之單元指向器' PAT係由單元指向器UP之値獲得該單元 之在CPU空間之物理位址用,以資料表形式保存指向器與 物理位址之關係之位址轉換表。此位址轉換表p A T例如被 設置於內藏快閃記憶體FLASH之使用者程式區域UPA。 上述使用者資料管理模組UDMM係具有:一由使用者 程式UPRG接受對使用者區域UD A之寫入要求,參考單元 指向器,自動檢索接著應寫入單元,於找到之單元寫入資 料之機能而構成。具有此種機能之模組不管爲硬體或軟體 都可以實現,此處,就以軟體實現之情形的實施例做一說 明。因此,使用者資料管理模組UDMM也有作爲副例程( subroutine )而被構成在使用者程式之一部份。在該情形, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 -13- 571228 Ί I -7 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(11) 使用者資料管理模組UDMM係以由使用者程式的主例程或 其它的副例程等來之寫入要求而被啓動地構成。單元指向 器UP係被設置於RAM或泛用暫存器的一部份。 進而’以下說明之使用者資料管理模組UDMM雖無特 別限制,但是爲了正確管理使用者資料,如圖5所示般地 ’各使用者資料之單元附記檢索用標籤字節RTB與檢查用 資料SUM而構成。上述檢索用標籤字節RTB與檢查用資料 SUM係分別被設爲例如1字節(8位元)之大小。因此,1 單元的使用者資料之實質的大小爲126字節。 在快閃記憶體進行寫入之際,以1 6進制顯示之H”00” 被設定於上述檢索用標籤字節RTB之同時,126字節的使 用者資料的全位元的加入“1 “之値SUM被設定於檢查用 資料SUM。因此,H”00”一被設定於檢索用標籤字節RTB, 變成意指該單元之126字節的使用者資料爲寫入完畢(有 爲)。圖6係顯示資料被寫入至使用者資料區域UDA之單 元UNT5爲止之情形的資料記憶狀態。雖無特別限制,但是 在本實施例中,抹除狀態之記憶體單元其臨界値被設爲高 狀態,記憶資料被對應於邏輯“ 1 “。因此,在圖6之例中 ,單元UNT6〜UNT96之記憶資料被以全部“1 “,即16進 制之“ FFFFFF.........FF “表示。 圖7〜圖9係以流程圖顯示以軟體構成使用者資料管理 模組UDMM之情形的3個的基本函數(程式之副例程)的 具體例。此處,所謂3個基本函數係實現單元指向器之管 理,即檢索快閃記憶體內之下一應寫入單元之單元檢索處 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -14- 571228 3,.A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明( 理(圖7)之函數,以及對於檢索之單元,實現寫入使用者 資料之使用者資料寫入處理(圖8)之函數,以及實現由使 用者資料區域UDA讀出資料之使用者資料讀取處理(圖9 )之函數。 雖無特別限制,但是圖7之單兀檢索處理係在系統之 建立時等被實行。此單元檢索處理一被開始,首先,將單 元指向器UP設定爲「〇」(步驟s 11 )。在接著的步驟S 1 2 中,使單元指向器UP增量(+ 1 )後,讀出該單元指向器 UP所示之單元的前端的1字節,即檢索用標籤字節RTB ( 步驟S 13 )。又,此時,參考位址轉換表PAT,由單元指向 器UP之値轉換爲在該單元的CPU空間之物理位址,以該 物理位址存取快閃記憶體,進行讀出使用者資料之處理。 代替參考位址轉換表PAT而獲得物理位址,對於單元指向 器UP之値進行指定的運算,以獲得物理位址也可能。具體 爲:例如藉由以CPU實行單元指向器UP之値XI 28(= 1單 元的字節數)+使用者資料區域UDA之前端位址(Η “ 00’1 000 “)之運算,可以獲得應存取之物理位址。 接著’在步驟S 14中,檢查由快閃記憶體被讀出之單 元資料的前端的檢索用標籤字節RTB是否爲Η “ 00”。而且 ,在RTB = H “ 00”,即資料爲“有爲“時,移往步驟S16, 判定單元指向器之値是否爲「96」,在單元指向器之値爲 「96」之情形,終了該單元檢索處理。另一方面,在步驟 S 16中,在單元指向器之値被判定爲不是「96」之情形,返 回步驟S 1 2,增量單元指向器UP之値,再度讀出資料,檢 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- 571228 f A7 B7 五、發明説明(θ 查前端的檢索用標籤字節RTB是否爲Η “ 00”。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此,藉由一面1個1個將單元指向器相加,〜面檢 查資料的前端的檢索用標籤字節RTB,使用者資料被寫入 之最終單元的下一單元號碼(在被顯示於圖6之例中,爲 UNT6)被檢測出。即,在步驟S14,被判定爲RTB关Η “ 〇〇”,被判定爲資料係“未寫入“之情形。此單元一被檢測 出,移往步驟s 15,減量(一 1 )單元指向器UP之値,終了 該單元檢索處理。藉由此,使用者資料被寫入之最終單元 的單元號碼(在被顯示於圖6之例中,爲UNT5 )被保存著 〇 又,在圖7之流程圖的最後的步驟S 1 5中有減量 (- 1 )單元指向器UP之値之處理之故,快閃記憶體之抹 除後,在對使用者資料區域之寫入未被進行之情形,單元 指向器UP之値回到「0」。藉由此,可以使後述的圖9之 使用者資料讀取處理的回應快速進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圖7的流程圖中,雖顯示由前端的單元依序進行檢 索之例,但是由最後的單元依序進行檢索亦可。又,也可 以適用:首先檢查前端的單元UNT 1,在被判定資料爲“有 爲“之情形,接著,檢查中間的單元(例如:UNT48 ),在 該結果資料被判定爲“未寫入“之情形,爲「UNT1」與「 UNT48」之中間的單元(例如:UNT24 )、另一方面,資料 在被判定爲“有爲“之情形,爲「UNT48」與「UNT96」之 中間的單元(例如UNT72 )般地,依序2分割檢索區域, 有效率發現對象之2分檢索法。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) •16- 571228 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(Μ 圖8之使用者資料寫入處理係由使用者程式一有使用 者資料的寫入要求而被開始。此處理一被開始,首先以1 2 6 字節單位讀入應寫入快閃記憶體之使用者資料(由外部裝 置被發送,被保存在10介面電路等),儲存在RAM之指 定區域(步驟S21 )。此時,使用者資料如未滿126字節, 實質之使用者資料以外的部份之資料設爲邏輯“ 1 “或邏輯 “ 0 “。具體爲:例如實質之使用者資料爲丨〇〇字節時,於 此1 00字節的資料之後附加全部位元爲邏輯“ 1 “或邏輯“ 〇 “之26字節的資料。將使用者資料的部份之各位元相加 ,算出SUM値(步驟S22)。 在接著之步驟S23中,於單元的前端之1字節設定全 部“ 0 “( 16進制之Η “ 00”)之同時,於由前端起第2字 節置入在步驟S22被算出之SUM値,之後,產生具有附加 1 26字節的使用者資料之如圖5之構造的1 28字節長之使用 者資料。之後,在接著之步驟S24中,參考單元指向器UP ,判定指向器之値是否爲「96」,在非「96」時,增量( + 1 )指向器UP之値(步驟S25 )。而且,在該指向器所示 之單元寫入128字節的寫入資料,終了該處理(步驟S26) 。又,在此步驟S26中,參考位址轉換表PAT,由單元指 向器UP之値轉換爲在該單元的CPU空間之物理位址,以 該物理位址存取快閃記憶體進行寫入。 另一方面,在上述步驟S24中,如單元指向器UP之値 被判定爲「96」,移往步驟S27,進行快閃記憶體的使用者 資料區域UDA之抹除。此時,對於構成使用者資料區域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 批衣 I n —-訂 P. t 1--1 — - - j - I— m jl 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -17- 571228 敗 3—7 A7 B7 五、發明説明(1自 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) UDA之3個區塊全部進行資料抹除亦可,也可以只對於1 個區塊進行資料抹除。而且,在步驟S27如抹除終了,在 接著之步驟S28中,將單元指向器UP之値設定爲「1」, 移往步驟S26,於指向器所示之單元寫入128字節之寫入資 料,終了該處理。 圖9之使用者資料讀取處理係由使用者程式一有使用 者資料的讀出要求而被開始。此處理一被開始,首先,在 步驟S3 1中,參考單元指向器UP,判定指向器之値是否爲 「0」。而且,單元指向器UP之値如爲「〇」,意指如以圖 7之流程圖所說明般地,對於快閃記憶體的使用者資料區域 UDA,使用者資料之寫入尙未被進行之故,移往步驟S37, 即刻對於使用者程式回應使用者資料之「未寫入」而後終 了。藉由此,可以使使用者程式之等待時間變短。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在步驟S3 1,如單元指向器UP之値被判定爲非「0」, 移往步驟S32,由單元指向器UP所示之單元讀出使用者資 料。又,在此步驟S32中,參考位址轉換表PAT,由單元 指向器UP之値轉換爲該單元之在CPU空間的物理位址, 以該物理位址存取快閃記憶體,進行讀出。 在接著之步驟S33中,將由在步驟S32被讀出之單元 資料的前端起第3字節以後的使用者資料的部份之各位元 相加,算出SUM値,比較被算出之値與讀取資料之第2字 節之SUM値,判定是否有錯誤(步驟S34)。此處,如判 定爲「無錯誤」,在下一步驟S35中,將讀取資料沒有錯 誤一事回應給使用者程式,終了該讀取處理。如此,藉由 本纸張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(2】0X297公釐) -18- 571228 A7 B7 五、發明説明(1弓 檢查讀取資料之SUM値,具有讀取資料的信賴性高之優黑占 。而且,裡無1 26字節的讀取資料被讀出。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另一方面,在步驟S34中,如判定「有錯誤」,移往 步驟S36,將讀取資料有錯誤一事回應給使用者程式,終了 該讀取處理。又,在步驟S34判定爲「有錯誤」之情形, 也可以進行在步驟S 3 6將讀取資料有錯誤一事回應給使用 者程式,減量(一 1 )單元指向器PC,替代讀出1個之前的 單元的資料之處理。在習知的寫入、抹除方式中,如由於 電源中斷或雜訊等之原因而有寫入不良,在使用者資料讀 取處理有無法獲得讀取資料之情形,但是如依循本實施例 ’在此之前被寫入之資料殘留在快閃記憶體之故,藉由利 用該資料,可以彈性對應。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 利用圖7〜圖9說明之上述函數或實行其之副例程程式 也可能組裝在使用者程式之中。但是,也可以組入CPU實 行之該系統的〇S(作業系統)之中。而且,CPU實行之此〇S 與使用者程式相同地,可以記憶在與快閃記憶體內的使用 者程式區域不同之區域,也可以將被記憶在外部記憶體之 〇S讀入內部的RAM而實行地構成。 又’上述使用者資料管理模組UDMM如前述般地,代 替以軟體實現,也可以以硬體實現,在該情形,那種機能 可以設置於圖1所示之快閃控制器FCNT內部。但是,如前 述實施例般地,以軟體實現係最簡單,又具有伴隨變更之 成本低之優點。 圖1 〇係顯示上述快閃記憶體電路FLASH之槪略構成。 本紙張適用中國ί家操準(CNS ) A4規格Γ^—〇χ297公釐) ~~ -19- 571228 A7 B7 五、發明説明( 於圖10中,11係由具有如被顯不於圖11(A)以及圖11 ( B )之浮閘F-GATE與控制閘C-GATE之2層閘構造的 MOSFET所形成之作爲非揮發性記憶元件之記憶體單元被配 置爲矩陣狀之記憶體陣列、1 2係保存由總線B U S被輸入之 寫入資料之資料暫存器、1 3係依據被保存在此資料暫存器 1 2之資料,對於上述記憶體陣列11以單元單位進行寫入之 寫入電路。 又,1 4係保存位址信號之位址暫存器、1 5係由記憶體 陣列11內之字元線之中選擇對應被取入上述位址暫存器1 4 之X位址之1條之字元線之X解碼器、1 6係解碼被取入位 址暫存器14之Υ位址,選擇1單元內之1字節(或1字元 )之資料之Υ解碼器、17係選擇成爲抹除對象之區塊,施 加抹除電壓進行區塊單位之抹除的抹除控制電路、1 8係放 大由記憶體陣列11被讀出之資料而輸出之讀出放大器。 進而,在快閃記憶體除了上述各電路方塊之外,也設 置=依據由CPU被供給之指令或控制信號,形成控制快閃 記憶體之各電路方塊之控制信號之控制電路27、進行位址 信號或資料信號之輸入輸出之I/O緩衝器電路23、依據由 外部被供給之電源電壓Vcc,產生寫入電壓、抹除電壓、讀 出電壓、確認電壓等晶片內部所必要之電壓之電源電路25 、因應記憶體之動作狀態,由這些電壓之中選擇所期望之 電壓’供給於記憶體陣列1丨之電源切換電路26等。 現在’於被搭載於內藏快閃記憶體微電腦之快閃記憶 體中’有:藉由FN穿隧於記憶元件進行寫入之方式以及流 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ 297公釐) --------装-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 571228 B7 五、發明説明(1$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 通汲極電流,以熱電子進行寫入之方式。任何一種其元件 構造都相同,寫入時之偏壓電壓不同。於圖11(A)以及圖 1 1 ( B )係顯示其中之FN穿隧方式之快閃記憶體的寫入時 與抹除時之偏壓狀態。FN穿隧方式之寫入電流少之故,可 以以如被連接於1條之字元線之1 28字節之單元單位總括 進行寫入,寫入所需要時間變短之故,在本實施例中,利 用FN穿隧方式之記憶元件。但是,本發明並不限定於此, 也可以爲熱電子方式之快閃記憶體。在熱電子方式之情形 ,以如1字節之單位進行寫入,藉由重覆其128次,1單 元之寫入被實行。 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 在FN穿隧方式之快閃記憶體的寫入動作中,如圖1 1 (A)所示般地,使非揮發性記憶元件的汲極區域D之電壓 例如爲6.7 V(伏特),使控制閘C-GATE被連接之字元線例如 爲-10.0V,由浮閘F-GATE將負電荷拉往汲極區域D,使臨 界値電壓成爲低狀態(邏輯“ 0”)。又,在抹除動作中, 如圖11 ( B)所示般地,使源極區域S以及基體P-SUB例 如爲-10.0V,使控制閘C-GATE爲10.5V之高電壓,於浮閘 F-GATE注入負電荷,使臨界値成爲高狀態(邏輯“ Γ)。 藉由此,1位元的資料被記憶於1個的記憶元件。但是, _ 偏壓電壓並不限定於上述之例。 圖1 2係顯示記憶體陣列1 1之具體構成例。此實施例 之記憶體陣列11如圖12所示般地,由被排列於列方向, 各源極以及閘極被共通連接之並聯形態的η個的記憶體單 元(具有浮閘之MOSFET ) MCI〜MCn所形成之記憶體列 氏張尺度適用中國國家標準icNS ) A4規格(210X297公釐)~ -21 - 571228 A7 _B7_ 五、發明説明( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) MCC分別複數個被配置於行方向(字元線WL方向)以及 列方向(位元線BL方向)。圖12係代表性地顯示其中之 4個的記憶體列MCC。 各記憶體列MCC係η個之記憶體單元MCI〜MCn之汲 極以及源極分別被連接於共通的區域汲極線LDL以及共通 的區域源極線LSL,區域汲極線LDL透過選擇開關 MOSFET Qsl被連接於位元線BL、又,區域源極線LSL透 過選擇開關Μ 0 S F E T Q s 2被連接於共通源極線S L。進而’ 共通源極線SL透過切換開關SW1可以連接於接地點或抹除 . 電壓供給端子Ves地構成。 在此實施例之快閃記憶體中,被連接於此共通源極SL 之記憶體單元係構成1區塊EB,被設爲抹除之單位。另一 方面,橫方向之記憶體單元MC之控制閘分別被連接於共通 的字元線 WL1 1、WL12...... WLln ; WL21、WL22......WL2n ,共通被連接於1條的字元線之記憶體單元構成1單元( 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 1區段),被設爲寫入之單位。將1區塊的記憶體單元形 成於1個的井區域上,在該井與控制閘之間施加電壓以進 行抹除之方式也可能。 透過藉由Y解碼器之選擇信號被導通、關閉控制之列 *開關Qy,讀出放大器SA被連接於各位元線BL,在資料讀 出時,字元線WL被設爲選擇準位,記憶體單元因應該臨界 値,汲極電流是否流通而變化之位元線BL之電位藉由讀出 放大器被放大、被檢測出。在資料寫入時,寫入資料被保 存在讀出放大器SA,因應該資料,寫入電壓被施加於透過 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -22 - 571228 A7 B7 五、發明説明(2() 位元線BL進而區域汲極線LDL被選擇之記憶體單元之汲 極。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又,寫入時,對應被供給之位址之1條的字元線被選 擇,如-1 0V之寫入電壓被施加。此時,因應寫入資料之對 應位元,其邏輯“ 0 “之時,如6.7V之電位被施加於位元 線BL,邏輯“ 1 “之時,0V之電位被施加。而且,位元線 BL的電位在6.7V之記憶體單元中,由浮閘來之電荷的拔出 被進行,臨界値被設爲低狀態(邏輯“ “°另一方面’ 位元線BL的電位在0V之記憶體單元中,由浮閘來之電荷 的拔出不被進行,臨界値被維持原樣之高(邏輯“ 1 “)狀 態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在資料抹除時,1區塊EB內之全部的字元線被設爲如 10.5V之電位之同時,被連接於此字元線之記憶體單元其汲 極側之選擇開關MOSFET Qsl被關閉,汲極被設爲開放狀態 ,源極側之選擇開關MOSFET Qs2被設爲導通之同時’切換 開關SW 1被切換爲抹除電壓端子Ves側,於源極被施加如_ 1 0.0V之負電壓。藉由此,1區塊內之全部的記憶體單元對 浮閘之電荷的注入被進行,臨界値被設爲高狀態(邏輯“ 1 又,在資料讀出時,全部的位元線BL被預先充電爲如 1.0V之電位後,對應被供給之位址之1條的字元線被選擇 ,如4.2V之電壓被施加。又,源極側的選擇開關MOSFET Qs2被設爲導通之同時,切換開關SW1被切換爲街地點側 ,透過共通源極線SL,0V之電壓被施加於源極。藉由此’ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -23- 571228 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ΑΊ Β7 五、發明説明(2| 被連接於被選擇之字元線之記憶體單元因應其之臨界値, 臨界値低時,電流流通,位元線BL之電位降低,臨界値高 時,電流不流通之故,位元線BL之電位被維持在預先充電 準位。而且,此電位差藉由讀出放大器S A被放大、檢測出 〇 ' 圖1 3係顯示利用如上述般地被構成之內藏快閃記憶體 微電腦之本發明的雷體再生裝置之一例之CD-ROM驅動裝 置之一構成例。 圖13中,100係如CD(緻密光碟)之類的記錄媒體、11〇 係旋轉驅動光碟1 00之主軸馬達、1 20係具有半導體雷射元 件或透鏡等之光學系之拾取頭、130係使拾取頭120移動之 音圏馬達之類的致動器。 210係進行上述主軸馬達110以及音圈馬達130之驅動 之馬達驅動器,由主軸馬達驅動電路與音圈馬達驅動電路 所構成。上述馬達驅動器2 1 0係由主軸馬達驅動電路與音 圈馬達驅動電路所構成,爲了使拾取頭之相對速度成爲一 定,主軸馬達驅動電路被伺服控制之同時,使拾取頭之中 心與磁軌之中心一致地,音圈馬達驅動電路被伺服控制著 〇 220係放大藉由上述拾取頭120被檢測而被光電轉換之 信號之讀取放大器,230係對於由讀取放大器220被送至之 讀出信號,進行波形整形或解調處理、錯誤訂正處理等之 信號處理,再生資料之信號處理電路、240係解碼再生資料 ,進行本裝置與外部裝置之間的資料的交接以及控制等之 I紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) " -24 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j 571228 a. A7 B7 五、發明説明(2$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 解碼器及介面電路、2 5 0係總括地控制系統全體之前述實施 例的內藏快閃記憶體微電腦、260係暫時記憶由緻密光碟以 高速被讀出之讀取資料之緩衝器用的快取記憶體。藉由具 備快取記憶體,在有對於前次讀出被進行之資料或與其相 同之區段的資料之讀出要求之情形,不須進行由光碟來之 資料的讀出,由快取記憶體可以即刻傳送資料。又,藉由 亥媒體再生裝置之資料讀出速度在比媒體再生裝置與要求 資料之其它裝置之間的資料傳送速度還慢之情形,藉由利 用快取記憶體,可以縮短其它裝置的等待時間。 藉由上述馬達驅動器210、讀取放大器220、信號處理 電路230、解碼器及介面電路240、內藏快閃記憶體微電腦 250、快取記憶體260,構成媒體再生裝置之緻密光碟裝置 ,藉由該裝置與主軸馬達110、拾取頭120以及音圈馬達 130,構成媒體再生裝置之一例之CD-ROM驅動裝置200。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此實施例之CD-ROM驅動裝置中,上述內藏快閃記 憶體微電腦250依據由解碼器及介面電路240被供給之信 號,判定哪一種之動作模式,對應動作模式,進行系統各 部之控制,依據位址資訊,算出區段位置等。又,內藏快 閃記憶體微電腦250透過解碼器及介面電路240,由主電腦 300 —接受應記憶在內藏快閃記憶體之該驅動裝置的機械上 之偏差値或再生CD-ROM的特性等之資訊,依循前述函數 (參考圖7〜圖9 )‘,進行對於快閃記憶體之使用者資料區 域之資料的寫入。 具體爲··例如如圖14 ( A )所示般地,將測試用之光碟 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -25- 571228 ft. A7 B7 五、發明説明(2$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ***驅動裝置,進行存取(步驟S41 )。而且,比較通過拾 取頭所獲得之資訊與預先被準備之最適當値,算出機構之 誤差(步驟S42)。被算出之誤差作爲該驅動裝置之偏差値 被寫入快閃記憶體(步驟S43 )。此種處理例如在製造商出 貨驅動裝置前進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面,出貨後,驅動裝置之內藏快閃記憶體微電 腦在電源投入時,依循如圖14 ( B )所示之順序,首先,由 快閃記憶體讀出被記憶之上述偏差値(步驟S5 1 )。而且, 依據該偏差値,運算主軸馬達110或致動器120之驅動信 號、半導體雷射之輸出準位等之補正値,依據所獲得之補 正値,進行補正控制(步驟S52 )。又,驅動裝置之內藏快 閃記憶體微電腦在光碟之存取開始時,調查是否有被記錄 於光碟之顯示媒體的種類或特性之資訊(步驟S53 )。而且 ,在有被記錄之資訊的情形,將其讀出,因應被***之媒 體,依據作爲初期値被記憶之資料,決定半島雷射之輸出 準位等、加以補正(步驟S54 )。另一方面,在沒有被記錄 之資訊之情形,利用被初期設定之基準値,進行對於媒體 之存取(步驟S55 )。 進而,在可寫入型之CD-R驅動裝置或可改寫之CD-RW驅動裝置中,再如圖14 ( A ) 、(B)之控制之外,在沒有 種類資訊或特性資訊的記錄,特性不淸楚之媒體被***之 情形,依據初期値,於預先被準備之指定的嘗試寫入區域 進行寫入與確認讀出,將雷射之強度與照射時間以及讀出 信號準位寫入快閃記憶體,在下一相同媒體被***之情形 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -26- 571228 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '叼、 A 7 __ B7五、發明説明(24 ’利用被寫入快閃記憶體之資訊進行補正之控制以構成系 統或使用者程式。又,雷射之照射累計時間或媒體之累計 寫入片數等也可以寫入快閃記憶體。 以上雖依據實施例具體說明由本發明者所完成之發明 ,但是本發明並不限定於上述實施例,在不脫離其要旨之 範圍內,不用說可以有種種變更之可能。例如,在前述實 施例中,作爲快閃記憶體內之使用者資料區域UDA .之1單 元的使用者資料顯示是否爲有爲之檢索用標籤字節RTB, 係分配1字節,在前述實施例之情形,也可以設爲1位元 。進而,檢索用標籤字節RTB也可以儲存顯示由126字節 之中,由前端至幾字節爲止爲有效之資訊。即,檢索用標 籤字節RTB之8位元之中,將指定的1位元(例如,前端 位元)設定爲“ 0 “,顯示使用者資料爲有爲,以剩餘之7 位元顯示有效字節數而控制之。 又,於前述實施例中,快閃記憶體內之使用者資料區 域DUA之1單元之大小雖設爲128字節,但是藉由改變被 連接於1條之字元線之記憶體單元之數目,也可以設爲256 字節或64字節等之任意的字節數。進而,藉由以軟體處理 ,也可以使1單元爲256字截獲512字節等。在該情形, 使圖8之步驟S25之單元指向器之更新各增加「+2」或「 + 3」,在步驟S26之寫入處理之際’由指向器之値運算2 個或3個之物理位址,分成2次或3次陣型資料之寫入即 可。 進而,於上述實施例中,雖就被構成於與個人電腦本 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -27- 571228 A7 B7 五、發明説明(2自 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 體不同之另外的框體之外加型的CD驅動裝置而做說明’但 是本發明不用說也可以適用於被安裝在個人電腦之框體內 之個人電腦內藏型CD驅動裝置等。 又,在以上之說明中,主要就使由本發明者所完成之 發明適用於成爲其之背景之利用領域之CD驅動裝置之情形 而做說明,但是本發明並不限定於此,也可以利用於M〇( 磁性光)驅動裝置或DVD(數位視頻光碟)驅動裝置等記錄媒 體的一般之再生裝置。 於本申請案所揭示之發明之中,如簡單說明由代表性 者所獲得之效果,則如下述。 即,如依循本發明,實現記憶元件本身之可改寫次數 即使少,可以使由外部所見到之改寫次數大幅變多之內藏 快閃記憶體之微電腦,藉由此,可以實現不需要EEPROM 之便宜的媒體再生裝置。又,可以實現搭載在最終使用者 之使用狀態中,可以於內藏記憶體比較多的次數寫入關於 系統之資料,而且,可以抑制成本上升之微電腦之媒體再 生裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖面之簡單說明 圖1係顯示本發明被適用之內藏快閃記憶體微電腦的 一例之槪略構成之方塊圖。 圖2係顯不內藏快閃記憶體的位址空間構成之記憶體 映射圖。 圖3係顯示本發明被適用之內藏快閃記憶體微電腦之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2I0X297公釐) -28 571228 A7 B7 五、發明説明(约 對於內藏快閃記憶體之寫入順序之一例的說明圖。 圖4係顯示本發明被適用之內藏快閃記憶體微電腦之 使用者資料管理模組與使用者資料區域以及使用者程式之 關係之說明圖。 圖5係顯示本發明被適用之內藏快閃記憶體微電腦之 1單元的使用者資料的構成例之說明圖。 圖6係顯示本發明被適用之內藏快閃記憶體微電腦的 使用者資料區域的資料儲存狀態之一例的說明圖。 圖7係顯示本發明被適用之內藏快閃記憶體微電腦之 作爲構成使用者資料管理模組之函數之單元檢索處理之具 體的順序之一例的流程圖。 圖8係顯示作焦構成使用者資料管理模組之函數的使 用者資料寫入處理的具體順序之一例的流程圖。 圖9係顯示作爲構成使用者資料管理模組之函數的使 用者資料讀出處理的具體順序之一例的流程圖。 圖1 0係顯示本發明被適用之內藏快閃記憶體微電腦的 內藏快閃記憶體之一例的槪略構成之方塊圖。 圖11(A)及圖11(B)係顯示作爲內藏快閃記憶體之記 憶體單元之記憶元件的構造以及寫入時與抹除時的偏壓狀
I 態之一例的剖面圖。 圖1 2係顯示內藏快閃記憶體的記憶體陣列部的電路構 成例之電路圖。 圖1 3係顯示作爲本發明之媒體再生裝置之一例的CD-ROM驅動裝置的一構成例之方塊圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -29 - 571228 !: A 7 __ __ B7 五、發明説明(2》 圖14 ( A )及圖14 ( B )係顯示實施例之CD-ROM驅動 裝置之製造商的偏差的檢測處理以及依據偏差値之調整處 理之順序之一例的流程圖。 圖15係顯示作爲媒體再生裝置之一例的光碟驅動器與 使用其之系統的構成例之槪略圖。 主要元件對照表 11 記憶體陣列 12 資料暫存器 13 寫入電路 Η 位址暫存器 15 X解碼器 16 Υ解碼器 17 抹除控制電路 18 讀出放大器 23 I/O緩衝器電路 25 電源電路 26 電源切換電路 27 控制電路 100 記錄媒體 no 主軸馬達 120 拾取頭 130 致動器 210 馬達驅動器 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 571228 … A7 B7 五、發明説明(2今 220 讀取放大器 230 信號處理電路 240 解碼器及介面電路 250 內藏快閃記憶體微電腦 260 快取記憶體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -31 -