半導体メモリ装置および半導体メモリシステム
【課題】消去を許さないパラメタ装置依存パラメタを有するファイルシステムにおいても、ウェアレベリングのために論物変換テーブルの初期化を行えるようにする。
【解決手段】半導体メモリ装置１１０は、フラッシュメモリ１４０を管理しているファイルシステムがユーザ独自に利用可能な装置依存パラメタ領域を有するかを判断するＩＤ検出手段１５２と、フラッシュメモリ１４０の物理アドレスと外部からアクセスする際の論理アドレスとを対応づける論物変換テーブルを初期化するテーブル初期化手段１５４とを含むメモリ情報管理手段１５０と、を具備し、テーブル初期化手段１５４による論物変換テーブルの初期化前に、フラッシュメモリ１４０上の装置依存パラメタを取得してカード依存パラメタ記憶手段１５５に記録し、論物変換テーブルの初期化後に、カード依存パラメタ記憶手段１５５中の装置依存パラメタをフラッシュメモリ１４０に書き込む。
【解決手段】半導体メモリ装置１１０は、フラッシュメモリ１４０を管理しているファイルシステムがユーザ独自に利用可能な装置依存パラメタ領域を有するかを判断するＩＤ検出手段１５２と、フラッシュメモリ１４０の物理アドレスと外部からアクセスする際の論理アドレスとを対応づける論物変換テーブルを初期化するテーブル初期化手段１５４とを含むメモリ情報管理手段１５０と、を具備し、テーブル初期化手段１５４による論物変換テーブルの初期化前に、フラッシュメモリ１４０上の装置依存パラメタを取得してカード依存パラメタ記憶手段１５５に記録し、論物変換テーブルの初期化後に、カード依存パラメタ記憶手段１５５中の装置依存パラメタをフラッシュメモリ１４０に書き込む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリカードなどを含む半導体メモリ装置および半導体メモリシステムに関し、特に半導体メモリ装置内部の不揮発性メモリの性能劣化による信頼性低下を防ぐ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フラッシュメモリが内蔵されたカード型の記録媒体であるＳＤ（ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ）カード等の半導体メモリ装置は、超小型、超薄型であり、その取り扱い易さから、ディジタルカメラ、携帯機器等において画像等のデータを記録するために広く利用されている。
【０００３】
この半導体メモリ装置に内蔵されているフラッシュメモリは、一定サイズのブロック単位でデータを消去し書き換えできる不揮発性のメモリである。昨今の大容量化の要請に対応すべく、フラッシュメモリはプロセスの微細化が進むとともに、１セルで２ビット以上のデータを蓄積可能なフラッシュメモリが商品化されてきており、書き換え回数が減り、データ保持期間が短くなってきている。
【０００４】
図３を用いて、１セルあたり１ビットの情報を表現するＳＬＣ（シングルレベルセル）フラッシュメモリ（以下、フラッシュメモリ）のフローティングゲートに蓄積する電子の数と閾値電圧（Ｖｔｈ）の関係を説明する。
【０００５】
図３はフラッシュメモリの１セルの構成を示す。フラッシュメモリはＰチャンネルサブストレート３０７上にＮチャンネルのソース及びドレイン電極３０５、３０６が形成され、その間にトンネル酸化膜３０４、フローティングゲート３０３、酸化絶縁膜３０２及びコントロールゲート３０１が積層して構成される。このようにフラッシュメモリは揮発性ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）と異なり、フローティングゲート３０３という電荷を保持する領域がトランジスタ内部に追加されている。フローティングゲート３０３に蓄積されている電荷の状態によって、電流が流れる時の電圧の閾値が変わる。図３（ａ）は電荷が蓄積されていないデータ書き込み前の初期状態であり、図３（ｂ）は電荷が蓄積されておりデータを書き込んだ状態を示す。
【０００６】
フラッシュメモリにおいて、フローティングゲートに電子の蓄積のあるなしで電流が流れる時の電圧が変わり、１セルあたり１ビットの情報を表現する２値フラッシュメモリの場合は電荷の量によって電流が流れる時の閾値電圧が２状態存在する。このように、蓄積する電子のあるなしにより電位が上昇するので、１つのメモリセルに１ビットのデータを記録することができる。
【０００７】
フラッシュメモリはフローティングゲート３０３に蓄積した電荷を保持するために、絶縁機能を持つトンネル酸化膜３０４を用いる。書き込み時や消去時には、トンネル酸化膜３０４を電子が通り抜けることになり、トンネル酸化膜３０４が劣化していく。書き換えを繰り返すとトンネル酸化膜３０４が損傷して、絶縁の役目を果たさなくなる。このため、フラッシュメモリは書き換え回数が制限されるという特徴を有する。
【０００８】
また、書き込み時や消去時の劣化は、フラッシュメモリのブロック単位で起こるために、書き込みや消去を行うブロックの偏りをなくすためのウェアレベリングが必要である。
【０００９】
図８を用いて、フラッシュメモリの物理アドレスとホストからアクセスする論理アドレスを変換する論物変換テーブル初期化によりウェアレベリングを行う従来の方法について説明を行う。図８において、半導体メモリシステムは、ＰＣなどのホスト１００と、ＳＤカードなどのように内部の半導体メモリにデータを保持する半導体メモリ装置１１０とで構成される。半導体メモリ装置１１０は、ホスト１００からのアクセスを受け付けるインターフェイス変換手段（以下、ＩＦ変換手段）１２０と、データを記録するフラッシュメモリ１４０と、フラッシュメモリ１４０に対してデータの書き込みと読み出しを行うフラッシュメモリアクセス手段１３０と、半導体メモリ装置の情報を管理するメモリ情報管理手段１５０から構成される。さらに、メモリ情報管理手段１５０は、ホスト１００からアクセスする論理アドレスとフラッシュメモリ１４０へアクセスする物理アドレスを変換するテーブル情報を初期化するテーブル初期化手段１５４を有する。テーブル情報が保存される領域は、フラッシュメモリ１４０に割り当てられた領域として説明をする。
【００１０】
まず、カメラレコーダーのような撮像装置が、記録媒体として半導体メモリ装置を用い、映像データを記録する場合の特長について説明する。半導体メモリ装置へ記録された映像データは、記録した記録媒体をそのまま保存するビデオテープとは異なり、データの保存期間が短いなどの理由により、別の記録装置へ移し替えられる。別の記録装置へ移し替えられると、記録に利用した半導体メモリ装置は、再フォーマットされて、次の撮影に利用される。半導体メモリ装置への記録は、メディアの容量いっぱいまで記録されることは少なく、残量に余裕を持って途中までの記録になる。つまり、半導体メモリ装置は、途中までの記録、フォーマット、途中までの記録、フォーマットというように、途中までの記録とフォーマットとが交互に繰り返される利用方法となる。
【００１１】
このような使われ方の場合、フラッシュメモリ１４０のブロックの利用傾向を説明する。具体的には、フラッシュメモリアクセス手段１３０がホスト１００からアクセスされる論理アドレスと、フラッシュメモリ１４０に対して物理的にアクセスする物理アドレスの変換について説明する。フラッシュメモリアクセス手段１３０は、ＩＦ変換手段１２０経由で、ホスト１００からデータの書き込み要求を受け取ると、フラッシュメモリ１４０へ書き込む物理ブロックを割り当てる。フラッシュメモリの特徴として、書き込み済みのブロックのデータ更新ができないために、フラッシュメモリアクセス手段１３０は、消去済みのブロックを確保して、そのブロックへ書き込みを行う。そして、書き込み前のデータが記録されているブロックは、消去して次の書き込みに備え、循環領域のブロックとして登録される。フラッシュメモリアクセス手段１３０は、このようにブロックの管理を行う。
【００１２】
このような処理において、半導体メモリ装置１１０のフラッシュメモリ１４０の半分程度の容量までの記録を繰り返した場合、ブロック利用に偏りが生じることについて説明する。通常、ファイルシステム経由で記録メディアへ書き込みを行う場合、ファイルシステムは空いている論理アドレスから小さい論理アドレス番号を優先して選ぶ。領域の半分までの記録では、前半の論理アドレス番号に記録されることになる。つまり、半導体メモリ装置の前半部分に割り当てられている物理ブロックと循環領域の物理ブロックのみが循環して利用されることになり、後半部分の物理ブロックへの書き込みが行われず、書き込まれる物理ブロックが固定化して、書き込み回数が平滑化されない状態になる。
【００１３】
特許文献１では、フォーマット時にフラッシュメモリアクセス手段１３０が管理している論理アドレスと物理アドレスの管理テーブルを初期化する。具体的には、管理テーブルの初期化は全ブロックを循環領域のブロックとして登録する。このことにより、次の書き込みの際には、全ブロックからブロックが選ばれることになる。この方法により、固定化されるブロックをなくして、書き込み回数の平滑化を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０９０６９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、ファイルシステムの中には、記録デバイスの特長を活かしたアクセスができるように、固有のパラメタをファイルシステムが管理するデータの一部として記録するものが存在している。この固有のパラメタのデータは、ファイルシステムの初期化においても、保持される必要がある。
【００１６】
このようなファイルシステムにおいて、上記従来の構成ではファイルシステムのフォーマット処理において、フォーマット時の管理テーブルの初期化により固有のパラメタも消去してしまうために、従来技術を利用できないという課題を有していた。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、消去することが許されないパラメタを有するファイルシステムにおいても、論物変換テーブルの初期化により効率のよいウェアレベリングを実現することを可能にする半導体メモリ装置および半導体メモリシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この課題を解決するために、本発明の半導体メモリ装置は、不揮発性メモリと、外部機器からの制御コマンドを基に前記不揮発性メモリへのアクセスを制御する不揮発性メモリアクセス手段と、前記不揮発性メモリを管理しているファイルシステムがユーザ独自に利用可能な装置依存パラメタ領域を有するかを判断する識別子検出手段と前記装置依存パラメタを記憶するメモリ依存パラメタ記憶手段と前記不揮発性メモリの物理アドレスと外部からアクセスする際の論理アドレスとを対応づける論物変換テーブルを初期化するテーブル初期化手段とを含むメモリ情報管理手段と、を具備し、前記メモリ情報管理手段は、前記テーブル初期化手段による前記論物変換テーブルの初期化前に、前記不揮発性メモリ上の前記装置依存パラメタを取得して前記メモリ依存パラメタ記憶手段に記録し、前記論物変換テーブルの初期化後に、前記メモリ依存パラメタ記憶手段中の前記装置依存パラメタを前記不揮発性メモリに書き込む。
【発明の効果】
【００１９】
上記の構成によれば、半導体メモリ装置の論物変換テーブルの初期化を行う場合においても、半導体メモリ装置に依存するパラメタを保護することが可能になり、半導体メモリ装置の依存パラメタを有するファイルシステムにおいても、半導体メモリ装置の論物変換テーブルの初期化ができることにより、半導体メモリ装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態における半導体メモリ装置の構成図
【図２】第１の実施の形態におけるＯＥＭパラメタの構造を示す図
【図３】フラッシュメモリの構造を示す模式図
【図４】第１の実施の形態における半導体メモリ装置のフローチャート
【図５】第１の実施の形態におけるＯＥＭパラメタのデータ割り当てを示す図
【図６】第２の実施の形態における半導体メモリシステムの構成図
【図７】第２の実施の形態における半導体メモリ装置のフローチャート
【図８】従来の半導体メモリ装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施の形態）
以下第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態における半導体メモリ装置の構成図である。
【００２２】
図１において、半導体メモリ装置１１０は、ホスト１００からのアクセスを受け付けるインターフェイス変換手段（以下、ＩＦ変換手段）１２０と、データを記録するフラッシュメモリ１４０と、フラッシュメモリ１４０に対してデータの書き込みと読み出しを行うフラッシュメモリアクセス手段１３０と、半導体メモリ装置１１０の情報を管理するメモリ情報管理手段１５０から構成される。
【００２３】
メモリ情報管理手段１５０は、ホスト１００からアクセスする論理アドレスとフラッシュメモリ１４０へアクセスする物理アドレスを変換するテーブル情報を初期化するテーブル初期化手段１５４に加えて、フラッシュメモリ１４０のファイルシステムのフォーマットを検出するファイルシステム検出手段（以下ＦＳ検出手段）１５１と、ＦＳ検出手段１５１の検出結果がデバイス依存のパラメタを有するファイルシステムであると検出した場合にデバイス依存のパラメタのＩＤを検索して所定のＩＤであることを検出するＩＤ検出手段１５２と、ＩＤ検出手段１５２で有効なＧＵＩＤ（後述）の存在を検出した場合に、有効なＧＵＩＤに対して、書き換え回数などのＯＥＭパラメタのＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドの情報を記憶するカード依存パラメタ記憶手段１５５から構成される。
【００２４】
本実施の形態の説明では、デバイス依存のファイルシステムとしてマイクロソフト社がフラッシュメモリ向けに開発したファイルシステムであるＥｘｔｅｎｄｅｄＦＡＴ（以下ｅｘＦＡＴ）を具体例として説明する。また、デバイス依存のパラメタは、ｅｘＦＡＴのＯＥＭパラメタを利用して説明し、これらのパラメタはファイルシステムの初期化時に特定の条件を除いて消去されないデータである。
【００２５】
図２を用いて、ＯＥＭパラメタの説明を行う。図２（ａ）は、ＯＥＭパラメタの構造を示し、左の列からバイト位置（ＢＰ）、バイト長（Ｌｅｎgｔｈ）、名称（ＦｉｅlｄＮａｍｅ）、説明（Ｃｏｎtｅｎｔｓ）を示す。ＯＥＭパラメタは、Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［０］からＰａｒａｍｅｔｅｒｓ［９］までの、１０個のデータを管理することができる。
【００２６】
さらに、図２（ｂ）は、それぞれのＰａｒａｍｅｔｅｒｓ［］の構造を示し、ＰａｒａｍｅｔｅｒｓＧＵＩＤはグローバル一意識別子（Ｇｌｏｂａｌｌｙ Ｕｎｉｑｕｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）であり（以下ＧＵＩＤと表現）、ＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄはＧＵＩＤ毎に独自に定義される。
【００２７】
本実施の形態では、ＯＥＭパラメタとして書き換え回数を定義するＧＵＩＤを割り当て、書き換え回数を管理する領域としてＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドを割り当てるものとする。
【００２８】
図４は、半導体メモリ装置１１０の動作処理を説明するフローチャートである。図４（ａ）は半導体メモリ装置１１０の初期化フローを示すフローチャートであり、図４（ｂ）はホスト１００から論物変換テーブルの初期化を行うとともに、所定のファイルシステムで半導体メモリ装置１１０を利用可能なようにフォーマットを行う時のフローを示すフローチャートである。
【００２９】
まず、図４（ａ）を用いて、半導体メモリ装置１１０の初期化フローを説明する。
【００３０】
半導体メモリ装置１１０は、半導体メモリ装置１１０へ電源の投入やリセット信号をトリガに初期化を開始する（Ｓ１０１）。フラッシュメモリアクセス手段１３０はフラッシュメモリ１４０の初期化を行ってフラッシュメモリ１４０に対してデータの読み出し・書き込みを行える状態にする（Ｓ１０２）。
【００３１】
メモリ情報管理手段１５０はフラッシュメモリアクセス手段１３０の指示に従いフラッシュメモリアクセス手段１３０経由でフラッシュメモリ１４０からデータを読み出して、ＦＳ検出手段１５１によりフォーマットされているファイルシステムを検出する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３において、メモリ情報管理手段１５０はファイルシステムの種類がｅｘＦＡＴ以外であれば初期化完了のステップへ進み（Ｓ１０６）、ｅｘＦＡＴであれば次のステップ（Ｓ１０４）に進む。
【００３２】
Ｓ１０４において、ＩＤ検出手段１５２はフラッシュメモリアクセス手段１３０経由でフラッシュメモリ１４０のすべてのＯＥＭパラメタフィールド（Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［０］〜［９］）を検索して有効なＧＵＩＤがＰａｒａｍｅｔｅｒｅｓＧｕｉｄに存在するかを確認する（Ｓ１０４）。ＩＤ検出手段１５２は有効なＧＵＩＤが存在しない場合には初期化完了のステップに進み（Ｓ１０６）、有効なＧＵＩＤが存在する場合には次のステップ（Ｓ１０５）に進む。Ｓ１０５において、メモリ情報管理手段１５０は有効なＧＵＩＤに対して、書き換え回数などのＯＥＭパラメタのＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドの情報をカード依存パラメタ記憶手段１５５に記憶し、初期化を完了する（Ｓ１０６）。
【００３３】
ここで、図５を用いて、書き換え回数をＯＥＭパラメタのＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドに反映する例をさらに詳しく説明する。図５では、フラッシュメモリ１４０の全領域を８つのブロックに分けてそれぞれの書き換え回数を管理する例を示している。最初のＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールド（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ＴｅｍｐｌａｔｅのＢＰ１〜８）を用いて、書き換え回数は管理される。ＢＰの番号の１がブロック番号の１、ＢＰの番号の２がブロック番号の２のようにＢＰの番号がそれぞれ対応するブロック番号を示し、それぞれのブロック番号ごとに書き換え回数が管理される。図５では、ブロック番号１は書き換え回数が４００であり、ブロック管理番号２が５００であることを示す。
【００３４】
次に、図４（ｂ）を用いて、管理テーブルの初期化とフォーマット時の動作フローについて説明を行う。ホスト１００から管理テーブル初期化コマンドを受信すると（Ｓ１１１）、フラッシュメモリ１４０がフォーマットされていたファイルシステムの種類により、以降の処理が変更される（Ｓ１１４）。この処理は、図４（ｂ）において、ＦＳ検出手段１５１によるファイルシステムの検出およびＩＤ検出手段１５２によるＯＥＭパラメタのＧＵＩＤ検出した結果を利用するものとする。ファイルシステムがｅｘＦＡＴ以外であれば、メモリ情報管理手段１５０のテーブル初期化手段１５４はフラッシュメモリアクセス手段１３０経由でフラッシュメモリ１４０の論理アドレスと物理アドレスを変換するテーブルを初期化し（Ｓ１２１）、管理テーブル初期化の処理を終了してホストへ完了を通知するが（Ｓ１１７）、ファイルシステムがｅｘＦＡＴであれば次のステップ（Ｓ１１５）に進む。Ｓ１１５の処理は、ＯＥＭパラメタに有効なＧＵＩＤが存在するかを確認して次の処理を変える。有効なＧＵＩＤが存在しない場合には、メモリ情報管理手段１５０は、管理テーブル初期化（Ｓ１２１）を行い、処理を終了してホストへ完了を通知するが（Ｓ１１７）、ＯＥＭパラメタに有効なＧＵＩＤが存在する場合には、Ｓ１２１と同様の管理テーブルの初期化処理を行い（Ｓ１２０）、Ｓ１１６の処理に移る。メモリ情報管理手段１５０は、Ｓ１１６において、カード依存パラメタ記憶手段１５５に保存しているパラメタをフラッシュメモリアクセス手段１３０経由でフラッシュメモリ１４０の所定のアドレスのＯＥＭパラメタへ反映し、Ｓ１１７において、ホスト１００へ管理テーブルの初期化完了を通知する。さらに、ホスト１００は管理テーブルの初期化完了を受け、ファイルシステムフォーマットを行う（Ｓ１１８）。ファイルシステムのフォーマットが完了すれば、フォーマット済みのカードとして利用が可能になる（Ｓ１１９）。
【００３５】
かかる構成によれば、ホスト１００がｅｘＦＡＴなどのデバイス依存のパラメタを有する特定のファイルシステムであっても、統一的なアクセス方法でファイルシステムを意識せずにフラッシュメモリ１４０のウェアレベリングを実現するための論理アドレスと物理アドレスの変換テーブルの初期化を行うことが可能になる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について図面を用いて説明する。図６は、本実施の形態の半導体メモリシステムの構成図である。図６において、半導体メモリシステムは、ホスト６００と半導体メモリ装置６７０とを含む。ホスト６００は、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣ）や半導体メモリ装置６７０を記録メディアにするビデオカメラなどであり、本実施の形態では、ＰＣを例にして説明を行う。
【００３７】
ホスト６００は、ホスト６００の機能を実現するアプリケーション６１０と、物理的に半導体メモリ装置６７０を制御するハードウェアとそのハードウェアをソフトウェアで制御するデバイスドライバ６６０と、アプリケーション６１０とデバイスドライバ６６０間で補助的な処理を行うフィルタドライバ６２０からなる。フィルタドライバ６２０は、半導体メモリ装置６７０に記録されているデータをファイルとして管理するファイルシステムドライバ６３０と、デバイスドライバ６６０経由で半導体メモリ装置６７０に対してデータの読み書きなどの処理を指示するアクセス手段６５０と、実施の形態１と同等の機能を有するメモリ情報更新手段６４０から構成される。
【００３８】
メモリ情報更新手段６４０は、デバイスドライバ６６０経由で半導体メモリ装置６７０のフラッシュメモリのファイルシステムのフォーマットを検出するＦＳ検出手段６５１と、ＦＳ検出手段６５１の検出結果がデバイス依存のパラメタを有するファイルシステムであると検出した場合に、デバイスドライバ６６０経由でデバイス依存のパラメタのＩＤを検索して所定のＩＤであることを検出するＩＤ検出手段６５２と、ＩＤ検出手段６５２で有効なＧＵＩＤの存在を検出した場合に、有効なＧＵＩＤに対して、書き換え回数などのＯＥＭパラメタのＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドの情報を記憶するカード依存パラメタ記憶手段６５５から構成される。
【００３９】
図７は、ホスト６００の動作を示すフローチャートである。ホスト６００の動作について図７を用いて詳しく説明する。図７（ａ）はホスト６００が半導体メモリ装置６７０を検出した時に、ホスト６００が半導体メモリ装置６７０を初期化する処理のフローチャートである。
【００４０】
ホスト６００は半導体メモリ装置６７０を検出すると処理を開始する（Ｓ７０１）。Ｓ７０２とＳ７０３の処理は、実施の形態１のＳ１０３とＳ１０４の処理と同様であり、ホスト６００は半導体メモリ装置６７０にアクセスしてファイルシステムを検出して、ＯＥＭパラメタに書き換え回数を示すＧＵＩＤが存在するかを検出し、処理内容を変える。Ｓ７０４において、ホスト６００は、半導体メモリ装置６７０から書き換え回数などをＯＥＭパラメタから読み出して、メモリ情報更新手段６４０のカード依存パラメタ記憶手段６５５に記憶し、初期化を完了する（Ｓ７０５）。
【００４１】
図７（ｂ）は、管理テーブルの初期化とフォーマット時の動作フローであり、第１の実施の形態において半導体メモリ装置１１０内で行っていた処理をホスト６００から行う点が異なり、処理そのものは実施の形態１と同様である。管理テーブルの初期化後、Ｓ７１６において、メモリ情報更新手段６４０はカード依存パラメタ記憶手段６５５に記録されているデータをアクセス手段６５０がデバイスドライバ６６０経由で、半導体メモリ装置６７０の所定のＯＥＭパラメタの情報として反映する。
【００４２】
かかる構成によれば、ホスト６００の処理のみで、ｅｘＦＡＴなどのデバイス依存のパラメタを有する特定のファイルシステムであっても、統一的なアクセス方法でファイルシステムを意識せずにフラッシュメモリのウェアレベリングを実現するための論理アドレスを物理アドレスの変換テーブルの初期化を行うことが可能になる。
【００４３】
なお、第１および第２の実施の形態では、半導体メモリ装置の検出時にカード依存パラメタを読み出して保存し、管理テーブル初期化時にＯＥＭパラメタに反映しているが、管理テーブルの初期化前にＯＥＭパラメタの読み出しを行う場合も、同等の効果を得ることが可能になる。
【００４４】
更に、フラッシュメモリのみならず、他の不揮発性メモリに適応しても同様の効果が得られる。また、管理テーブルの初期化による不揮発性メモリの初期化を説明したが、実際に物理消去を行うことによっても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本実施の形態の半導体記憶装置は、同じ種類のファイルシステムであれば、デバイスの種類に依存せずに利用することができるので、信頼性を必要とされる業務用分野等で有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１００、６００ ホスト
１１０ 半導体メモリ装置
１２０ ＩＦ変換手段
１３０ フラッシュメモリアクセス手段
１４０ フラッシュメモリ
１５０ メモリ情報管理手段
１５１、６５１ ファイルシステム検出手段
１５２、６５２ ＩＤ検出手段
１５４ テーブル初期化手段
１５５、６５５ カード依存パラメタ記憶手段
３０１ コントロールゲート
３０２ 酸化絶縁膜
３０３ フローティングゲート
３０４ トンネル酸化膜
３０５ ソース
３０６ ドレイン
３０７ Ｐチャンネルサブストレート
６１０ アプリケーション
６２０ フィルタドライバ
６３０ ファイルシステムドライバ
６４０ メモリ情報更新手段
６５０ アクセス手段
６６０ デバイスドライバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリカードなどを含む半導体メモリ装置および半導体メモリシステムに関し、特に半導体メモリ装置内部の不揮発性メモリの性能劣化による信頼性低下を防ぐ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フラッシュメモリが内蔵されたカード型の記録媒体であるＳＤ（ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ）カード等の半導体メモリ装置は、超小型、超薄型であり、その取り扱い易さから、ディジタルカメラ、携帯機器等において画像等のデータを記録するために広く利用されている。
【０００３】
この半導体メモリ装置に内蔵されているフラッシュメモリは、一定サイズのブロック単位でデータを消去し書き換えできる不揮発性のメモリである。昨今の大容量化の要請に対応すべく、フラッシュメモリはプロセスの微細化が進むとともに、１セルで２ビット以上のデータを蓄積可能なフラッシュメモリが商品化されてきており、書き換え回数が減り、データ保持期間が短くなってきている。
【０００４】
図３を用いて、１セルあたり１ビットの情報を表現するＳＬＣ（シングルレベルセル）フラッシュメモリ（以下、フラッシュメモリ）のフローティングゲートに蓄積する電子の数と閾値電圧（Ｖｔｈ）の関係を説明する。
【０００５】
図３はフラッシュメモリの１セルの構成を示す。フラッシュメモリはＰチャンネルサブストレート３０７上にＮチャンネルのソース及びドレイン電極３０５、３０６が形成され、その間にトンネル酸化膜３０４、フローティングゲート３０３、酸化絶縁膜３０２及びコントロールゲート３０１が積層して構成される。このようにフラッシュメモリは揮発性ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）と異なり、フローティングゲート３０３という電荷を保持する領域がトランジスタ内部に追加されている。フローティングゲート３０３に蓄積されている電荷の状態によって、電流が流れる時の電圧の閾値が変わる。図３（ａ）は電荷が蓄積されていないデータ書き込み前の初期状態であり、図３（ｂ）は電荷が蓄積されておりデータを書き込んだ状態を示す。
【０００６】
フラッシュメモリにおいて、フローティングゲートに電子の蓄積のあるなしで電流が流れる時の電圧が変わり、１セルあたり１ビットの情報を表現する２値フラッシュメモリの場合は電荷の量によって電流が流れる時の閾値電圧が２状態存在する。このように、蓄積する電子のあるなしにより電位が上昇するので、１つのメモリセルに１ビットのデータを記録することができる。
【０００７】
フラッシュメモリはフローティングゲート３０３に蓄積した電荷を保持するために、絶縁機能を持つトンネル酸化膜３０４を用いる。書き込み時や消去時には、トンネル酸化膜３０４を電子が通り抜けることになり、トンネル酸化膜３０４が劣化していく。書き換えを繰り返すとトンネル酸化膜３０４が損傷して、絶縁の役目を果たさなくなる。このため、フラッシュメモリは書き換え回数が制限されるという特徴を有する。
【０００８】
また、書き込み時や消去時の劣化は、フラッシュメモリのブロック単位で起こるために、書き込みや消去を行うブロックの偏りをなくすためのウェアレベリングが必要である。
【０００９】
図８を用いて、フラッシュメモリの物理アドレスとホストからアクセスする論理アドレスを変換する論物変換テーブル初期化によりウェアレベリングを行う従来の方法について説明を行う。図８において、半導体メモリシステムは、ＰＣなどのホスト１００と、ＳＤカードなどのように内部の半導体メモリにデータを保持する半導体メモリ装置１１０とで構成される。半導体メモリ装置１１０は、ホスト１００からのアクセスを受け付けるインターフェイス変換手段（以下、ＩＦ変換手段）１２０と、データを記録するフラッシュメモリ１４０と、フラッシュメモリ１４０に対してデータの書き込みと読み出しを行うフラッシュメモリアクセス手段１３０と、半導体メモリ装置の情報を管理するメモリ情報管理手段１５０から構成される。さらに、メモリ情報管理手段１５０は、ホスト１００からアクセスする論理アドレスとフラッシュメモリ１４０へアクセスする物理アドレスを変換するテーブル情報を初期化するテーブル初期化手段１５４を有する。テーブル情報が保存される領域は、フラッシュメモリ１４０に割り当てられた領域として説明をする。
【００１０】
まず、カメラレコーダーのような撮像装置が、記録媒体として半導体メモリ装置を用い、映像データを記録する場合の特長について説明する。半導体メモリ装置へ記録された映像データは、記録した記録媒体をそのまま保存するビデオテープとは異なり、データの保存期間が短いなどの理由により、別の記録装置へ移し替えられる。別の記録装置へ移し替えられると、記録に利用した半導体メモリ装置は、再フォーマットされて、次の撮影に利用される。半導体メモリ装置への記録は、メディアの容量いっぱいまで記録されることは少なく、残量に余裕を持って途中までの記録になる。つまり、半導体メモリ装置は、途中までの記録、フォーマット、途中までの記録、フォーマットというように、途中までの記録とフォーマットとが交互に繰り返される利用方法となる。
【００１１】
このような使われ方の場合、フラッシュメモリ１４０のブロックの利用傾向を説明する。具体的には、フラッシュメモリアクセス手段１３０がホスト１００からアクセスされる論理アドレスと、フラッシュメモリ１４０に対して物理的にアクセスする物理アドレスの変換について説明する。フラッシュメモリアクセス手段１３０は、ＩＦ変換手段１２０経由で、ホスト１００からデータの書き込み要求を受け取ると、フラッシュメモリ１４０へ書き込む物理ブロックを割り当てる。フラッシュメモリの特徴として、書き込み済みのブロックのデータ更新ができないために、フラッシュメモリアクセス手段１３０は、消去済みのブロックを確保して、そのブロックへ書き込みを行う。そして、書き込み前のデータが記録されているブロックは、消去して次の書き込みに備え、循環領域のブロックとして登録される。フラッシュメモリアクセス手段１３０は、このようにブロックの管理を行う。
【００１２】
このような処理において、半導体メモリ装置１１０のフラッシュメモリ１４０の半分程度の容量までの記録を繰り返した場合、ブロック利用に偏りが生じることについて説明する。通常、ファイルシステム経由で記録メディアへ書き込みを行う場合、ファイルシステムは空いている論理アドレスから小さい論理アドレス番号を優先して選ぶ。領域の半分までの記録では、前半の論理アドレス番号に記録されることになる。つまり、半導体メモリ装置の前半部分に割り当てられている物理ブロックと循環領域の物理ブロックのみが循環して利用されることになり、後半部分の物理ブロックへの書き込みが行われず、書き込まれる物理ブロックが固定化して、書き込み回数が平滑化されない状態になる。
【００１３】
特許文献１では、フォーマット時にフラッシュメモリアクセス手段１３０が管理している論理アドレスと物理アドレスの管理テーブルを初期化する。具体的には、管理テーブルの初期化は全ブロックを循環領域のブロックとして登録する。このことにより、次の書き込みの際には、全ブロックからブロックが選ばれることになる。この方法により、固定化されるブロックをなくして、書き込み回数の平滑化を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０９０６９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、ファイルシステムの中には、記録デバイスの特長を活かしたアクセスができるように、固有のパラメタをファイルシステムが管理するデータの一部として記録するものが存在している。この固有のパラメタのデータは、ファイルシステムの初期化においても、保持される必要がある。
【００１６】
このようなファイルシステムにおいて、上記従来の構成ではファイルシステムのフォーマット処理において、フォーマット時の管理テーブルの初期化により固有のパラメタも消去してしまうために、従来技術を利用できないという課題を有していた。
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、消去することが許されないパラメタを有するファイルシステムにおいても、論物変換テーブルの初期化により効率のよいウェアレベリングを実現することを可能にする半導体メモリ装置および半導体メモリシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この課題を解決するために、本発明の半導体メモリ装置は、不揮発性メモリと、外部機器からの制御コマンドを基に前記不揮発性メモリへのアクセスを制御する不揮発性メモリアクセス手段と、前記不揮発性メモリを管理しているファイルシステムがユーザ独自に利用可能な装置依存パラメタ領域を有するかを判断する識別子検出手段と前記装置依存パラメタを記憶するメモリ依存パラメタ記憶手段と前記不揮発性メモリの物理アドレスと外部からアクセスする際の論理アドレスとを対応づける論物変換テーブルを初期化するテーブル初期化手段とを含むメモリ情報管理手段と、を具備し、前記メモリ情報管理手段は、前記テーブル初期化手段による前記論物変換テーブルの初期化前に、前記不揮発性メモリ上の前記装置依存パラメタを取得して前記メモリ依存パラメタ記憶手段に記録し、前記論物変換テーブルの初期化後に、前記メモリ依存パラメタ記憶手段中の前記装置依存パラメタを前記不揮発性メモリに書き込む。
【発明の効果】
【００１９】
上記の構成によれば、半導体メモリ装置の論物変換テーブルの初期化を行う場合においても、半導体メモリ装置に依存するパラメタを保護することが可能になり、半導体メモリ装置の依存パラメタを有するファイルシステムにおいても、半導体メモリ装置の論物変換テーブルの初期化ができることにより、半導体メモリ装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態における半導体メモリ装置の構成図
【図２】第１の実施の形態におけるＯＥＭパラメタの構造を示す図
【図３】フラッシュメモリの構造を示す模式図
【図４】第１の実施の形態における半導体メモリ装置のフローチャート
【図５】第１の実施の形態におけるＯＥＭパラメタのデータ割り当てを示す図
【図６】第２の実施の形態における半導体メモリシステムの構成図
【図７】第２の実施の形態における半導体メモリ装置のフローチャート
【図８】従来の半導体メモリ装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施の形態）
以下第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態における半導体メモリ装置の構成図である。
【００２２】
図１において、半導体メモリ装置１１０は、ホスト１００からのアクセスを受け付けるインターフェイス変換手段（以下、ＩＦ変換手段）１２０と、データを記録するフラッシュメモリ１４０と、フラッシュメモリ１４０に対してデータの書き込みと読み出しを行うフラッシュメモリアクセス手段１３０と、半導体メモリ装置１１０の情報を管理するメモリ情報管理手段１５０から構成される。
【００２３】
メモリ情報管理手段１５０は、ホスト１００からアクセスする論理アドレスとフラッシュメモリ１４０へアクセスする物理アドレスを変換するテーブル情報を初期化するテーブル初期化手段１５４に加えて、フラッシュメモリ１４０のファイルシステムのフォーマットを検出するファイルシステム検出手段（以下ＦＳ検出手段）１５１と、ＦＳ検出手段１５１の検出結果がデバイス依存のパラメタを有するファイルシステムであると検出した場合にデバイス依存のパラメタのＩＤを検索して所定のＩＤであることを検出するＩＤ検出手段１５２と、ＩＤ検出手段１５２で有効なＧＵＩＤ（後述）の存在を検出した場合に、有効なＧＵＩＤに対して、書き換え回数などのＯＥＭパラメタのＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドの情報を記憶するカード依存パラメタ記憶手段１５５から構成される。
【００２４】
本実施の形態の説明では、デバイス依存のファイルシステムとしてマイクロソフト社がフラッシュメモリ向けに開発したファイルシステムであるＥｘｔｅｎｄｅｄＦＡＴ（以下ｅｘＦＡＴ）を具体例として説明する。また、デバイス依存のパラメタは、ｅｘＦＡＴのＯＥＭパラメタを利用して説明し、これらのパラメタはファイルシステムの初期化時に特定の条件を除いて消去されないデータである。
【００２５】
図２を用いて、ＯＥＭパラメタの説明を行う。図２（ａ）は、ＯＥＭパラメタの構造を示し、左の列からバイト位置（ＢＰ）、バイト長（Ｌｅｎgｔｈ）、名称（ＦｉｅlｄＮａｍｅ）、説明（Ｃｏｎtｅｎｔｓ）を示す。ＯＥＭパラメタは、Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［０］からＰａｒａｍｅｔｅｒｓ［９］までの、１０個のデータを管理することができる。
【００２６】
さらに、図２（ｂ）は、それぞれのＰａｒａｍｅｔｅｒｓ［］の構造を示し、ＰａｒａｍｅｔｅｒｓＧＵＩＤはグローバル一意識別子（Ｇｌｏｂａｌｌｙ Ｕｎｉｑｕｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）であり（以下ＧＵＩＤと表現）、ＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄはＧＵＩＤ毎に独自に定義される。
【００２７】
本実施の形態では、ＯＥＭパラメタとして書き換え回数を定義するＧＵＩＤを割り当て、書き換え回数を管理する領域としてＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドを割り当てるものとする。
【００２８】
図４は、半導体メモリ装置１１０の動作処理を説明するフローチャートである。図４（ａ）は半導体メモリ装置１１０の初期化フローを示すフローチャートであり、図４（ｂ）はホスト１００から論物変換テーブルの初期化を行うとともに、所定のファイルシステムで半導体メモリ装置１１０を利用可能なようにフォーマットを行う時のフローを示すフローチャートである。
【００２９】
まず、図４（ａ）を用いて、半導体メモリ装置１１０の初期化フローを説明する。
【００３０】
半導体メモリ装置１１０は、半導体メモリ装置１１０へ電源の投入やリセット信号をトリガに初期化を開始する（Ｓ１０１）。フラッシュメモリアクセス手段１３０はフラッシュメモリ１４０の初期化を行ってフラッシュメモリ１４０に対してデータの読み出し・書き込みを行える状態にする（Ｓ１０２）。
【００３１】
メモリ情報管理手段１５０はフラッシュメモリアクセス手段１３０の指示に従いフラッシュメモリアクセス手段１３０経由でフラッシュメモリ１４０からデータを読み出して、ＦＳ検出手段１５１によりフォーマットされているファイルシステムを検出する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３において、メモリ情報管理手段１５０はファイルシステムの種類がｅｘＦＡＴ以外であれば初期化完了のステップへ進み（Ｓ１０６）、ｅｘＦＡＴであれば次のステップ（Ｓ１０４）に進む。
【００３２】
Ｓ１０４において、ＩＤ検出手段１５２はフラッシュメモリアクセス手段１３０経由でフラッシュメモリ１４０のすべてのＯＥＭパラメタフィールド（Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［０］〜［９］）を検索して有効なＧＵＩＤがＰａｒａｍｅｔｅｒｅｓＧｕｉｄに存在するかを確認する（Ｓ１０４）。ＩＤ検出手段１５２は有効なＧＵＩＤが存在しない場合には初期化完了のステップに進み（Ｓ１０６）、有効なＧＵＩＤが存在する場合には次のステップ（Ｓ１０５）に進む。Ｓ１０５において、メモリ情報管理手段１５０は有効なＧＵＩＤに対して、書き換え回数などのＯＥＭパラメタのＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドの情報をカード依存パラメタ記憶手段１５５に記憶し、初期化を完了する（Ｓ１０６）。
【００３３】
ここで、図５を用いて、書き換え回数をＯＥＭパラメタのＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドに反映する例をさらに詳しく説明する。図５では、フラッシュメモリ１４０の全領域を８つのブロックに分けてそれぞれの書き換え回数を管理する例を示している。最初のＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールド（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ＴｅｍｐｌａｔｅのＢＰ１〜８）を用いて、書き換え回数は管理される。ＢＰの番号の１がブロック番号の１、ＢＰの番号の２がブロック番号の２のようにＢＰの番号がそれぞれ対応するブロック番号を示し、それぞれのブロック番号ごとに書き換え回数が管理される。図５では、ブロック番号１は書き換え回数が４００であり、ブロック管理番号２が５００であることを示す。
【００３４】
次に、図４（ｂ）を用いて、管理テーブルの初期化とフォーマット時の動作フローについて説明を行う。ホスト１００から管理テーブル初期化コマンドを受信すると（Ｓ１１１）、フラッシュメモリ１４０がフォーマットされていたファイルシステムの種類により、以降の処理が変更される（Ｓ１１４）。この処理は、図４（ｂ）において、ＦＳ検出手段１５１によるファイルシステムの検出およびＩＤ検出手段１５２によるＯＥＭパラメタのＧＵＩＤ検出した結果を利用するものとする。ファイルシステムがｅｘＦＡＴ以外であれば、メモリ情報管理手段１５０のテーブル初期化手段１５４はフラッシュメモリアクセス手段１３０経由でフラッシュメモリ１４０の論理アドレスと物理アドレスを変換するテーブルを初期化し（Ｓ１２１）、管理テーブル初期化の処理を終了してホストへ完了を通知するが（Ｓ１１７）、ファイルシステムがｅｘＦＡＴであれば次のステップ（Ｓ１１５）に進む。Ｓ１１５の処理は、ＯＥＭパラメタに有効なＧＵＩＤが存在するかを確認して次の処理を変える。有効なＧＵＩＤが存在しない場合には、メモリ情報管理手段１５０は、管理テーブル初期化（Ｓ１２１）を行い、処理を終了してホストへ完了を通知するが（Ｓ１１７）、ＯＥＭパラメタに有効なＧＵＩＤが存在する場合には、Ｓ１２１と同様の管理テーブルの初期化処理を行い（Ｓ１２０）、Ｓ１１６の処理に移る。メモリ情報管理手段１５０は、Ｓ１１６において、カード依存パラメタ記憶手段１５５に保存しているパラメタをフラッシュメモリアクセス手段１３０経由でフラッシュメモリ１４０の所定のアドレスのＯＥＭパラメタへ反映し、Ｓ１１７において、ホスト１００へ管理テーブルの初期化完了を通知する。さらに、ホスト１００は管理テーブルの初期化完了を受け、ファイルシステムフォーマットを行う（Ｓ１１８）。ファイルシステムのフォーマットが完了すれば、フォーマット済みのカードとして利用が可能になる（Ｓ１１９）。
【００３５】
かかる構成によれば、ホスト１００がｅｘＦＡＴなどのデバイス依存のパラメタを有する特定のファイルシステムであっても、統一的なアクセス方法でファイルシステムを意識せずにフラッシュメモリ１４０のウェアレベリングを実現するための論理アドレスと物理アドレスの変換テーブルの初期化を行うことが可能になる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について図面を用いて説明する。図６は、本実施の形態の半導体メモリシステムの構成図である。図６において、半導体メモリシステムは、ホスト６００と半導体メモリ装置６７０とを含む。ホスト６００は、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣ）や半導体メモリ装置６７０を記録メディアにするビデオカメラなどであり、本実施の形態では、ＰＣを例にして説明を行う。
【００３７】
ホスト６００は、ホスト６００の機能を実現するアプリケーション６１０と、物理的に半導体メモリ装置６７０を制御するハードウェアとそのハードウェアをソフトウェアで制御するデバイスドライバ６６０と、アプリケーション６１０とデバイスドライバ６６０間で補助的な処理を行うフィルタドライバ６２０からなる。フィルタドライバ６２０は、半導体メモリ装置６７０に記録されているデータをファイルとして管理するファイルシステムドライバ６３０と、デバイスドライバ６６０経由で半導体メモリ装置６７０に対してデータの読み書きなどの処理を指示するアクセス手段６５０と、実施の形態１と同等の機能を有するメモリ情報更新手段６４０から構成される。
【００３８】
メモリ情報更新手段６４０は、デバイスドライバ６６０経由で半導体メモリ装置６７０のフラッシュメモリのファイルシステムのフォーマットを検出するＦＳ検出手段６５１と、ＦＳ検出手段６５１の検出結果がデバイス依存のパラメタを有するファイルシステムであると検出した場合に、デバイスドライバ６６０経由でデバイス依存のパラメタのＩＤを検索して所定のＩＤであることを検出するＩＤ検出手段６５２と、ＩＤ検出手段６５２で有効なＧＵＩＤの存在を検出した場合に、有効なＧＵＩＤに対して、書き換え回数などのＯＥＭパラメタのＣｕｓｔｏｍＤｅｆｉｎｅｄフィールドの情報を記憶するカード依存パラメタ記憶手段６５５から構成される。
【００３９】
図７は、ホスト６００の動作を示すフローチャートである。ホスト６００の動作について図７を用いて詳しく説明する。図７（ａ）はホスト６００が半導体メモリ装置６７０を検出した時に、ホスト６００が半導体メモリ装置６７０を初期化する処理のフローチャートである。
【００４０】
ホスト６００は半導体メモリ装置６７０を検出すると処理を開始する（Ｓ７０１）。Ｓ７０２とＳ７０３の処理は、実施の形態１のＳ１０３とＳ１０４の処理と同様であり、ホスト６００は半導体メモリ装置６７０にアクセスしてファイルシステムを検出して、ＯＥＭパラメタに書き換え回数を示すＧＵＩＤが存在するかを検出し、処理内容を変える。Ｓ７０４において、ホスト６００は、半導体メモリ装置６７０から書き換え回数などをＯＥＭパラメタから読み出して、メモリ情報更新手段６４０のカード依存パラメタ記憶手段６５５に記憶し、初期化を完了する（Ｓ７０５）。
【００４１】
図７（ｂ）は、管理テーブルの初期化とフォーマット時の動作フローであり、第１の実施の形態において半導体メモリ装置１１０内で行っていた処理をホスト６００から行う点が異なり、処理そのものは実施の形態１と同様である。管理テーブルの初期化後、Ｓ７１６において、メモリ情報更新手段６４０はカード依存パラメタ記憶手段６５５に記録されているデータをアクセス手段６５０がデバイスドライバ６６０経由で、半導体メモリ装置６７０の所定のＯＥＭパラメタの情報として反映する。
【００４２】
かかる構成によれば、ホスト６００の処理のみで、ｅｘＦＡＴなどのデバイス依存のパラメタを有する特定のファイルシステムであっても、統一的なアクセス方法でファイルシステムを意識せずにフラッシュメモリのウェアレベリングを実現するための論理アドレスを物理アドレスの変換テーブルの初期化を行うことが可能になる。
【００４３】
なお、第１および第２の実施の形態では、半導体メモリ装置の検出時にカード依存パラメタを読み出して保存し、管理テーブル初期化時にＯＥＭパラメタに反映しているが、管理テーブルの初期化前にＯＥＭパラメタの読み出しを行う場合も、同等の効果を得ることが可能になる。
【００４４】
更に、フラッシュメモリのみならず、他の不揮発性メモリに適応しても同様の効果が得られる。また、管理テーブルの初期化による不揮発性メモリの初期化を説明したが、実際に物理消去を行うことによっても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本実施の形態の半導体記憶装置は、同じ種類のファイルシステムであれば、デバイスの種類に依存せずに利用することができるので、信頼性を必要とされる業務用分野等で有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１００、６００ ホスト
１１０ 半導体メモリ装置
１２０ ＩＦ変換手段
１３０ フラッシュメモリアクセス手段
１４０ フラッシュメモリ
１５０ メモリ情報管理手段
１５１、６５１ ファイルシステム検出手段
１５２、６５２ ＩＤ検出手段
１５４ テーブル初期化手段
１５５、６５５ カード依存パラメタ記憶手段
３０１ コントロールゲート
３０２ 酸化絶縁膜
３０３ フローティングゲート
３０４ トンネル酸化膜
３０５ ソース
３０６ ドレイン
３０７ Ｐチャンネルサブストレート
６１０ アプリケーション
６２０ フィルタドライバ
６３０ ファイルシステムドライバ
６４０ メモリ情報更新手段
６５０ アクセス手段
６６０ デバイスドライバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不揮発性メモリと、
外部機器からの制御コマンドを基に前記不揮発性メモリへのアクセスを制御する不揮発性メモリアクセス手段と、
前記不揮発性メモリを管理しているファイルシステムがユーザ独自に利用可能な装置依存パラメタ領域を有するかを判断する識別子検出手段と、前記装置依存パラメタを記憶するメモリ依存パラメタ記憶手段と、前記不揮発性メモリの物理アドレスと外部からアクセスする際の論理アドレスとを対応づける論物変換テーブルを初期化するテーブル初期化手段とを含むメモリ情報管理手段と、
を具備し、
前記メモリ情報管理手段は、
前記テーブル初期化手段による前記論物変換テーブルの初期化前に、前記不揮発性メモリ上の前記装置依存パラメタを取得して前記メモリ依存パラメタ記憶手段に記録し、前記論物変換テーブルの初期化後に、前記メモリ依存パラメタ記憶手段中の前記装置依存パラメタを前記不揮発性メモリに書き込む
半導体メモリ装置。
【請求項２】
不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリの物理アドレスと外部からアクセスする際の論理アドレスとを対応づける論物変換テーブルを初期化するテーブル初期化手段と、を有する半導体メモリ装置と、
前記半導体メモリ装置を制御する半導体メモリアクセス手段と、前記半導体メモリ装置の情報を管理するメモリ情報更新手段と、を有するホスト機器と、
からなる半導体メモリシステムであって、
前記メモリ情報更新手段は、
前記半導体メモリ装置を管理しているファイルシステムがユーザ独自に利用可能な装置依存パラメタ領域を有するかを判断する識別子検出手段と、
前記装置依存パラメタを記憶するメモリ依存パラメタ記憶手段と、を具備し、
前記テーブル初期化手段による前記論物変換テーブルの初期化前に、前記半導体メモリアクセス手段を介して、前記不揮発性メモリ上の前記装置依存パラメタを取得して前記メモリ依存パラメタ記憶手段に記録し、前記論物変換テーブルの初期化後に、前記半導体メモリアクセス手段を介して、前記メモリ依存パラメタ記憶手段中の前記装置依存パラメタを前記不揮発性メモリへ書き込む
半導体メモリシステム。
【請求項３】
前記メモリ依存パラメタ記憶手段は、
前記不揮発性メモリの書き換え回数をパラメタとして管理する、
請求項１記載の半導体メモリ装置。
【請求項４】
前記メモリ装置依存パラメタ記憶手段は、
前記半導体メモリ装置の書き換え回数をパラメタとして管理する
請求項２記載の半導体メモリシステム。
【請求項５】
前記識別子検出手段は、ファイルシステムがｅｘＦＡＴである場合に識別子を検索する
請求項１および３のいずれか記載の半導体メモリ装置。
【請求項６】
前記識別子検出手段は、ファイルシステムがｅｘＦＡＴである場合に識別子を検索する
請求項２および４のいずれか記載の半導体メモリシステム。
【請求項７】
前記不揮発性メモリは、フラッシュメモリである
請求項１、３および５のいずれか記載の半導体メモリ装置。
【請求項８】
前記不揮発性メモリは、フラッシュメモリである
請求項２、４および６のいずれか記載の半導体メモリシステム。
【請求項９】
前記テーブル初期化手段は、不揮発性メモリの物理消去を行う
請求項１、３、５および７のいずれか記載の半導体メモリ装置。
【請求項１０】
前記テーブル初期化手段は、不揮発性メモリの物理消去を行う
請求項２、４、６および８のいずれか記載の半導体メモリシステム。
【請求項１】
不揮発性メモリと、
外部機器からの制御コマンドを基に前記不揮発性メモリへのアクセスを制御する不揮発性メモリアクセス手段と、
前記不揮発性メモリを管理しているファイルシステムがユーザ独自に利用可能な装置依存パラメタ領域を有するかを判断する識別子検出手段と、前記装置依存パラメタを記憶するメモリ依存パラメタ記憶手段と、前記不揮発性メモリの物理アドレスと外部からアクセスする際の論理アドレスとを対応づける論物変換テーブルを初期化するテーブル初期化手段とを含むメモリ情報管理手段と、
を具備し、
前記メモリ情報管理手段は、
前記テーブル初期化手段による前記論物変換テーブルの初期化前に、前記不揮発性メモリ上の前記装置依存パラメタを取得して前記メモリ依存パラメタ記憶手段に記録し、前記論物変換テーブルの初期化後に、前記メモリ依存パラメタ記憶手段中の前記装置依存パラメタを前記不揮発性メモリに書き込む
半導体メモリ装置。
【請求項２】
不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリの物理アドレスと外部からアクセスする際の論理アドレスとを対応づける論物変換テーブルを初期化するテーブル初期化手段と、を有する半導体メモリ装置と、
前記半導体メモリ装置を制御する半導体メモリアクセス手段と、前記半導体メモリ装置の情報を管理するメモリ情報更新手段と、を有するホスト機器と、
からなる半導体メモリシステムであって、
前記メモリ情報更新手段は、
前記半導体メモリ装置を管理しているファイルシステムがユーザ独自に利用可能な装置依存パラメタ領域を有するかを判断する識別子検出手段と、
前記装置依存パラメタを記憶するメモリ依存パラメタ記憶手段と、を具備し、
前記テーブル初期化手段による前記論物変換テーブルの初期化前に、前記半導体メモリアクセス手段を介して、前記不揮発性メモリ上の前記装置依存パラメタを取得して前記メモリ依存パラメタ記憶手段に記録し、前記論物変換テーブルの初期化後に、前記半導体メモリアクセス手段を介して、前記メモリ依存パラメタ記憶手段中の前記装置依存パラメタを前記不揮発性メモリへ書き込む
半導体メモリシステム。
【請求項３】
前記メモリ依存パラメタ記憶手段は、
前記不揮発性メモリの書き換え回数をパラメタとして管理する、
請求項１記載の半導体メモリ装置。
【請求項４】
前記メモリ装置依存パラメタ記憶手段は、
前記半導体メモリ装置の書き換え回数をパラメタとして管理する
請求項２記載の半導体メモリシステム。
【請求項５】
前記識別子検出手段は、ファイルシステムがｅｘＦＡＴである場合に識別子を検索する
請求項１および３のいずれか記載の半導体メモリ装置。
【請求項６】
前記識別子検出手段は、ファイルシステムがｅｘＦＡＴである場合に識別子を検索する
請求項２および４のいずれか記載の半導体メモリシステム。
【請求項７】
前記不揮発性メモリは、フラッシュメモリである
請求項１、３および５のいずれか記載の半導体メモリ装置。
【請求項８】
前記不揮発性メモリは、フラッシュメモリである
請求項２、４および６のいずれか記載の半導体メモリシステム。
【請求項９】
前記テーブル初期化手段は、不揮発性メモリの物理消去を行う
請求項１、３、５および７のいずれか記載の半導体メモリ装置。
【請求項１０】
前記テーブル初期化手段は、不揮発性メモリの物理消去を行う
請求項２、４、６および８のいずれか記載の半導体メモリシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３８０８０（Ｐ２０１１−２３８０８０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０９７９８（Ｐ２０１０−１０９７９８）
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１２日（２０１０．５．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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