JP2003233534A

JP2003233534A - メモリシステム

Info

Publication number: JP2003233534A
Application number: JP2002030190A
Authority: JP
Inventors: Shigemasa Shioda; 茂雅塩田; Hiroyuki Goto; 啓之後藤; Hirofumi Shibuya; 洋文澁谷; Ikuo Hara; 郁夫原; Yasuhiro Nakamura; 靖宏中村
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi ULSI Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Solutions Technology Ltd
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-08-22
Also published as: KR20030067496A; TWI289746B; US20070174573A1; US20030149851A1; TW200302964A; US20060036804A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ＯＳの暴走などによるシステム上流側での異
常によっても記憶情報が書換えられ難くする。【解決手段】所定の物理アドレス単位にデータ記憶領
域（２Ｂ）とその管理領域（２Ａ）とを有する不揮発性
記憶手段（２）は、所定の物理アドレスにアクセスプロ
テクト定義テーブル（ＴＬＢ）を有し、このテーブルは
データ記憶領域のアクセス可否を物理アドレスに関連付
けて定義するアクセス属性情報を有する。データ記憶領
域に対する書換えをアドレスに関連付けて定義するアク
セス属性情報をメモリシステムそれ事態が保有して書換
えや読み出しに対するアクセスプロテクト機能を実現す
るから、メモリシステムを管理し若しくは周辺回路とし
て制御するホスト装置に異常があっても、アクセスプロ
テクト機能は維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラッシュメモリ
カード又はハードディスクユニットなどのメモリシステ
ム、特にそのライトプロテクトやリードプロテクトに関
し、例えばハードディスクユニット互換のフラッシュフ
ァイルメモリシステム等に適用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】フラッシュメモリカード又はハードディ
スクユニット等に対する書換えプロテクトはそれらに対
するホスト装置側のＯＳ（オペレーションシステム）で
行うことができる。例えばＯＳのファイルアクセス管理
を介して書換えプロテクトを行う場合、書換えプロテク
トを設定したファイルに対する書換え要求があると、Ｏ
Ｓのファイル管理機能によってその書換え要求をリジェ
クトする。要するに、メモリシステムを管理する上流側
若しくは上位側でソフトウェア的にメモリシステムに対
する記憶情報のライトプロテクトを行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＯＳ等
のシステムの上流側若しくは上位側でメモリシステムに
対する記憶情報の書換えプロテクトを行っても、ＣＰＵ
が暴走すれば、もはやソフトウェアによるライトプロテ
クト機能が失われ、ＯＳの異常により不所望な書き込み
や消去動作が開始されるだけで、メモリの記憶情報はす
ぐに書換えられてしまう。

【０００４】また、セキュリティー若しくは機密保護の
観点より読み出しプロテクトを要する利用分野もある。
例えば、航空機に装着されるボイスレコーダである。こ
のリードプロテクトに関しても、書換えプロテクトと同
様に、ＯＳ等のシステムの上流側若しくは上位側でメモ
リシステムに対する記憶情報の読み出しプロテクトを行
っても、ＣＰＵが暴走すれば、もはやソフトウェアによ
る読み出しプロテクト機能が失われ、不所望にメモリの
記憶情報が読み出される虞がある。若しくは、ボイスレ
コーダ内からフラッシュメモリファイルシステムを取り
だし、別のホストシステムに接続して読み出しを行うこ
とで、記録された情報を自由に読み出すことが出来るよ
うになる虞がある。

【０００５】また、ファイルシステムのようなメモリシ
ステムに着目すると、従来の書換えプロテクトや読み出
しプロテクト等のアクセスプロテクトはファイル単位で
行われるのが一般的である。ファイルの一部にプロテク
トをかけたいという要請には答えることができていな
い。

【０００６】本発明の目的は、ＯＳ等のシステムの上流
側若しくは上位側での異常によっても不所望に記憶情報
が書換えられる虞を大幅に低減することができるメモリ
システムを提供することにある。

【０００７】本発明の目的は、ＯＳ等のシステムの上流
側若しくは上位側での異常によっても不所望に記憶情報
が読み出される虞を大幅に低減することができるメモリ
システムを提供することにある。

【０００８】本発明の更に別の目的は、ファイル等の一
部にアクセスプロテクトをかけることを可能にするメモ
リシステムを提供することにある。

【０００９】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【００１１】〔１〕メモリシステムは、所定の物理アド
レス単位にデータ記憶領域とその管理領域とを有する不
揮発性記憶手段と、メモリシステムの外部から与えられ
る要求に応答して前記不揮発性記憶手段に対するアクセ
ス制御を行う制御手段とを有する。前記不揮発性記憶手
段は、所定の物理アドレスにアクセスプロテクト定義テ
ーブルを有し、このテーブルはデータ記憶領域のアクセ
ス可否を物理アドレスに関連付けて定義するアクセス属
性情報を有する。前記アクセス制御手段は、メモリシス
テムの外部から指示されるアクセス属性情報の変更要求
に応答して前記アクセスプロテクト定義テーブルを書換
え可能である。前記不揮発性記憶手段は電気的に書き込
み及び消去可能な半導体不揮発性メモリ、例えばフラッ
シュメモリである。

【００１２】上記より、書換えプロテクト（ライトプロ
テクト）や読み出しプロテクト（リードプロテクト）等
のアクセスプロテクト機能をメモリシステムそれ自体が
備える。メモリシステムを管理し若しくは周辺回路とし
て制御するホスト装置又はホストシステムに異常があっ
ても、アクセスプロテクト機能は維持される。ホスト装
置又はホストシステムの異常によってシステム若しくは
ＯＳの暴走により不所望な書き込みや消去動作が指示さ
れたとしても、メモリシステム側のアクセスプロテクト
を解除する指示も一緒に且つ偶発的に生じなければ、不
所望な書き込みや消去動作は開始されない。上記手段に
よる書換えプロテクトは、ＯＳ等のシステムの上流側若
しくは上位側での異常によっても不所望に記憶情報が書
換えられる虞を大幅に低減する。また、上記手段による
読み出しプロテクトは、ＯＳ等のシステムの上流側若し
くは上位側での異常によっても不所望に記憶情報が読み
出される虞を大幅に低減する。更に、アクセスプロテク
ト定義テーブルはデータ記憶領域に対するアクセスの可
否を物理アドレスと関連付けて定義するから、ファイル
を単位とするだけでなく、ファイル等の一部にアクセス
プロテクトをかけることも可能になる。

【００１３】本発明の具体的な態様として、書換えプロ
テクトに着目すると、前記アクセスプロテクト定義テー
ブルは、前記アクセス属性情報として、物理アドレス毎
の書換え可又は不可を示す書換えプロテクトに関する属
性情報を有する。別の態様として、前記前アクセスプロ
テクト定義テーブルは、前記アクセス属性情報として、
書換え可能な物理アドレスのアドレス情報を有する。更
に別の態様として、前記アクセスプロテクト定義テーブ
ルは、書換え不可能な物理アドレスのアドレス情報を有
する。

【００１４】読み出しプロテクトに着目すると、前記ア
クセスプロテクト定義テーブルは、前記アクセス属性情
報として、物理アドレス毎の読み出し可又は不可を示す
読み出しプロテクトに関する属性情報を有する。別の態
様として、前記アクセスプロテクト定義テーブルは、前
記アクセス属性情報として、読み出し可能な物理アドレ
スのアドレス情報を有する。更に別の態様として、前記
アクセス属性情報として、読み出し不可能な物理アドレ
スのアドレス情報を有する。

【００１５】〔２〕本発明の別の観点によるメモリシス
テムは、アクセスプロテクト定義テーブルの代わりに、
データ記憶領域の管理領域に、対応するデータ記憶領域
に対するアクセスの可否を定義するアクセス属性情報を
持たせる。前記アクセス制御手段に対しては、メモリシ
ステムの外部から指示されるアクセス属性情報の変更要
求に応答して前記アクセス属性情報を書換え可能とす
る。

【００１６】アクセスプロテクト定義テーブルを用いる
場合と同様に、書換えプロテクトや読み出しプロテクト
等のアクセスプロテクト機能をメモリシステムそれ自体
が備える。したがって、書換えプロテクトに対しては、
ＯＳ等のシステムの上流側若しくは上位側での異常によ
っても不所望に記憶情報が書換えられる虞を大幅に低減
することができ、読み出しプロテクトに関しては、ＯＳ
等のシステムの上流側若しくは上位側での異常によって
も不所望に記憶情報が読み出される虞を大幅に低減する
ことができる。更に、アクセスプロテクト定義テーブル
はデータ記憶領域に対するアクセスの可否を物理アドレ
スと関連付けて定義するから、ファイルを単位とするだ
けでなく、ファイル等の一部にアクセスプロテクトをか
けることも可能になる。

【００１７】アクセスプロテクト定義テーブルを用いる
場合と比較する。不揮発性記憶手段における個々の物理
アドレスの管理領域にアクセスプロテクトの属性情報を
持たせる場合には、不揮発性記憶手段に対するアクセス
プロテクトの設定状態を確認したりするとき、全ての物
理アドレスをアクセスして確かめなければならない。こ
れに対して、アクセスプロテクト定義テーブルを用いる
場合には当該テーブルをアクセスするだけでよく、効率
的である。

【００１８】本発明の具体的な態様として、ライトプロ
テクトに着目すると、前記アクセス属性情報は、書換え
可又は不可を示す属性情報である。また、前記アクセス
属性情報は、読み出し可又は不可を示す属性情報であっ
てもよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】《アクセスプロテクト定義テーブ
ル利用のメモリシステム》図１には本発明に係るメモリ
システムの一例であるフラッシュメモリカードが例示さ
れる。同図に示されるフラッシュメモリカード１は、所
定のセクタアドレス（物理アドレス）単位にデータ記憶
領域とその管理領域とを有するフラッシュメモリ（不揮
発性記憶手段）２と、メモリシステムの外部に接続され
る外部情報処理装置１１からの要求に応答して前記フラ
ッシュメモリ２に対するアクセス制御を行うフラッシュ
メモリコントローラ（制御手段）３とを有する。

【００２０】前記フラッシュメモリ２は、特に図示はし
ないが、電気的に消去及び書き込み可能なフラッシュメ
モリセルをマトリクス配置したメモリセルアレイを有す
る。フラッシュメモリセルは、特に制限されないが、チ
ャンネル領域の上に絶縁膜で分離されたフローティング
ゲートとコントロールゲートを有し、例えば、電子をフ
ローティングゲートにホットエレクトロン注入すること
でメモリセルの閾値電圧を上げ（例えば書き込みと称す
る）、また、フローティングゲートに注入されている電
子をゲート絶縁膜を介してトンネル電流で放出させるこ
とによりメモリセルの閾値電圧を低くする（消去と称す
る）。フラッシュメモリセルのドレインはビット線に、
ソースはソース線に、コントロールゲートはワード線に
接続される。例えば、ワード線に割り当てられたアドレ
スが前記セクタアドレスである。セクタドレス信号によ
るワード線選択はワード線選択回路で行われる。セクタ
アドレスで指定された複数のフラッシュメモリセルの一
部に対する選択はカラムアドレスを起点にカラムアドレ
スカウンタで生成されるカラムアドレス信号に基づいて
行われる。尚、フラッシュメモリとして例えば特開２０
０１−２３３８３公報に記載の構成を採用することがで
きる。

【００２１】図１ではセクタアドレスを０〜ｎとする。
セクタアドレス０〜ｎ−１まではユーザデータの記憶領
域とされる。セクタアドレスｎの領域にはアクセスプロ
テクト定義テーブル例えば書換え領域登録テーブルＴＢ
Ｌが形成される。書換え領域登録テーブルＴＢＬは、セ
クタアドレス０〜ｎ−１のデータ記憶領域に対するアク
セスの可否を物理アドレスに関連付けて定義するアクセ
ス属性情報を有する。すなわち、セクタアドレスｎの管
理領域２Ａ（ｎ）には書換え領域管理コードＣＤＥが格
納され、セクタアドレスｎのデータ記憶領域２Ｂ（ｎ）
に前記書換え領域登録テーブルＴＢＬが形成される。

【００２２】前記書換え領域登録テーブルＴＢＬは、特
に制限されないが、図２に例示されるように、アクセス
属性情報として、セクタアドレス毎の書換え可又は不可
を示す書換えプロテクトに関する属性情報（書換え属性
情報）を有する。例えば、セクタアドレスｎのデータ記
憶領域の所定記憶単位（例えばバイト）毎に書換え属性
情報を有する。前記記憶単位毎のオフセット番号を０〜
ｎ−ｔとすると、オフセット番号がセクタアドレスを意
味し、オフセット番号毎の書換え属性情報は“書換え
可”又は“書換え不可”とされる。

【００２３】前記書換え領域登録テーブルＴＢＬの別の
例は、図３に例示されるように、書換え属性情報とし
て、書換え可能な物理アドレスのアドレス情報を有す
る。例えば、セクタアドレスｎのデータ記憶領域の所定
記憶単位（例えばバイト）毎に書換え属性情報を有す
る。具体的には、前記記憶単位毎のオフセット番号を０
〜ｎ−ｔとすると、オフセット番号毎に、書換え可能な
セクタアドレスが保持される。

【００２４】前記書換え領域登録テーブルＴＢＬの更に
別の例は、図４に例示されるように、書換え属性情報と
して、書換え不可能な物理アドレスのアドレス情報を有
する。例えば、セクタアドレスｎのデータ記憶領域の所
定記憶単位（例えばバイト）毎に属性情報を有する。具
体的には、前記記憶単位毎のオフセット番号を０〜ｎ−
ｔとすると、オフセット番号毎に、書換え不可能なセク
タアドレスが保持される。

【００２５】特に図示はしないが、前記書換え領域登録
テーブルＴＢＬのその他の例として、オフセット番号毎
に、書換え可能又は書換え不可能なセクタアドレスの範
囲情報を保持する構成を採用してもよい。範囲の指定は
スタートセクタとエンドセクタの指定、スタートセクタ
とセクタ幅の指定によって行えばよい。

【００２６】図１に示されるフラッシュメモリコントロ
ーラ３は、特に制限されないが、外部装置インタフェー
ス回路５、フラッシュメモリインタフェース回路６、Ｃ
ＰＵ（中央処理装置）７、ＲＡＭ（ランダムアクセスメ
モリ）８、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）９、内部バス
１０を有する。外部装置インタフェース回路５はホスト
システム等の外部情報処理装置１１とフラッシュメモリ
コントローラ３とのインタフェース制御を行う。例えば
外部とのインタフェース仕様は、ハードディスク互換を
考慮すればＩＤＥ（Integrated Device Electronics）
等とされる。フラッシュメモリインタフェース回路６
は、フラッシュメモリ２のコマンド及びデータアクセス
仕様を満足するフラッシュメモリインタフェース制御を
行う。ＣＰＵ７はＲＯＭ９が保有する制御プログラムを
実行して、外部装置インタフェース回路５による外部イ
ンタフェース制御、フラッシュメモリインタフェース回
路６によるメモリインタフェース制御を行う。ＲＡＭ８
はＣＰＵ７のワーク領域若しくはデータ一時記憶領域と
される。

【００２７】外部情報処理装置１１から外部装置インタ
フェース回路５にデータアクセス要求があると、ＣＰＵ
７はアクセス対象データの物理アドレスであるセクタア
ドレスを演算し、演算したセクタアドレス及びアクセス
コマンド等をフラッシュメモリインタフェース回路６か
らフラッシュメモリ２に与え、フラッシュメモリ２の書
き込み、消去又は読み出し動作を制御する。書き込み動
作では外部情報処理装置１１から供給された書き込みデ
ータがフラッシュメモリ２に与えられる。読み出し動作
ではフラッシュメモリ２から読み出されたデータが外部
情報処理装置１１に出力される。

【００２８】《アクセスプロテクト定義テーブル利用の
書換えプロテクト》フラッシュメモリコントローラ３
は、前記書換え領域登録テーブルＴＢＬの属性情報を用
いた書換えプロテクト機能を有する。すなわち、フラッ
シュメモリコントローラ２は、外部情報処理装置１１に
よるライトアクセスの指示に応答してフラッシュメモリ
２に対する書き込みを行うとき、アクセス対象がセクタ
アドレスｎ以外であれば書換え領域登録テーブルＴＢＬ
の属性情報を参照し、書換え対象セクタが書換え可能で
ある場合にそのセクタの書換えを行い、書換え対象セク
タが書換え不可能である場合にはそのセクタの書換えを
拒否する。そのときのアクセス対象セクタアドレスがセ
クタドレスｎであればフラッシュメモリ２に対する書換
えを拒否する。更に、フラッシュメモリコントローラ３
は、外部情報処理装置１１から書換え属性情報の変更が
指示されると、その指示に従ってセクタアドレスｎの書
換え領域登録テーブルＴＢＬの属性情報を書換える。

【００２９】図５には書換え領域登録テーブルＴＢＬの
書換え処理フローの詳細な一例が示される。外部情報処
理装置１１はフラッシュメモリコントローラ３に、書換
え領域登録テーブルＴＢＬのアドレスを指示すると共
に、書換え属性情報の変更処理を要求する。フラッシュ
メモリコントローラ３はそれに応答して、セクタアドレ
スｎの管理領域２Ａ（ｎ）に含まれるデータを読み出
し、書換え領域管理コードＣＤＥを認識すると、書換え
領域登録テーブルＴＢＬを読み出す。フラッシュメモリ
コントローラ３は、読み出した書換え領域登録テーブル
ＴＢＬに対して、前記外部情報処理装置１１からの変更
要求に従って変更を行い、変更した書換え領域登録テー
ブルＴＢＬをセクタアドレスｎのデータ記憶領域２Ｂ
（ｎ）に書き戻す。書換え領域登録テーブルＴＢＬの書
換えを完了すると、フラッシュメモリコントローラ３
は、外部情報処理装置１１に処理終了を通知する。

【００３０】図６には書換えが許容されているデータ領
域（ｋ−１）に対する書換え処理フローが例示される。
外部情報処理装置１１はフラッシュメモリコントローラ
３に、書換えを行なうデータ（ｋ−１）のアドレスを指
示すると共に、書換え処理を要求する。フラッシュメモ
リコントローラ３はそれに応答して、セクタアドレスｎ
の管理領域２Ａ（ｎ）のデータを読み出し、書換え領域
管理コードＣＤＥを認識すると、書換え領域登録テーブ
ルＴＢＬを読み出す。フラッシュメモリコントローラ３
は書換え領域登録テーブルＴＢＬのセクタアドレス（ｋ
−１）に対応する書換え属性情報が“書換え可”である
ことを認識すると、外部情報処理装置１１に向けて書き
換えデータの転送を要求する。外部情報処理装置１１は
これに応答して書換えデータをフラッシュメモリコント
ローラ３に転送する。フラッシュメモリコントローラ３
はその書換えデータをフラッシュメモリ２に与えてセク
タアドレス（ｋ−１）をそのデータで書き換えることを
指示する。フラッシュメモリコントローラ３はフラッシ
ュメモリ２による書換え完了をポーリングなどにより検
出すると、外部情報処理装置１１に処理終了を通知す
る。

【００３１】図７には書換えが許容されていないデータ
領域（ｋ）に対する書換え処理フローが例示される。外
部情報処理装置１１はフラッシュメモリコントローラ３
に、書換えを行なうデータ（ｋ）のアドレスを指示する
と共に、書換え処理を要求する。フラッシュメモリコン
トローラ３はそれに応答して、セクタアドレスｎの管理
領域２Ａ（ｎ）に含まれるデータを読み出し、書換え領
域管理コードＣＤＥを認識すると、書換え領域登録テー
ブルＴＢＬを読み出す。フラッシュメモリコントローラ
３は書換え領域登録テーブルＴＢＬのセクタアドレス
（ｋ）に対応する書換え属性情報が“書換え不可”であ
ることを認識すると、外部情報処理装置１１に向けて、
所定のエラーコードによって書き換え不可を通知して処
理を終了する。

【００３２】《アクセスプロテクト定義テーブル利用の
読み出しプロテクト》前記メモリシステム１は、前記書
換えプロテクト機能と共に或は単独で、読み出しプロテ
クト機能を備えてもよい。即ち、セクタアドレスｎの領
域にはアクセスプロテクト定義テーブル例えば読み出し
領域登録テーブル（図示せず）が形成される。読み出し
領域登録テーブルは、セクタアドレス０〜ｎ−１のデー
タ記憶領域に対するアクセスの可否を物理アドレスに関
連付けて定義するアクセス属性情報を有する。すなわ
ち、セクタアドレスｎの管理領域２Ａ（ｎ）には読み出
し領域管理コード（図示せず）が格納され、セクタアド
レスｎのデータ記憶領域２Ｂ（ｎ）に前記読み出し領域
登録テーブル（図示せず）が形成される。

【００３３】前記読み出し領域登録テーブルは、特に図
示はしないが、図２で説明したのと同様に、アクセス属
性情報として、セクタアドレス毎の読み出し可又は不可
を示す読み出しプロテクトに関する属性情報（読み出し
属性情報）を有する。例えば、セクタアドレスｎのデー
タ記憶領域の所定記憶単位（例えばバイト）毎に読み出
し属性情報を有する。具体的には、前記記憶単位毎のオ
フセット番号を０〜ｎ−ｔとすると、オフセット番号が
セクタアドレスを意味し、オフセット番号毎の読み出し
属性情報は“読み出し可”又は“読み出し不可”とされ
る。

【００３４】前記読み出し領域登録テーブルの別の例
は、特に図示はしないが、図３で説明したのと同様に、
読み出し属性情報として、読み出し可能な物理アドレス
のアドレス情報を有する。例えば、セクタアドレスｎの
データ記憶領域の所定記憶単位（例えばバイト）毎に読
み出し属性情報を有する。具体的には、前記記憶単位毎
のオフセット番号を０〜ｎ−ｔとすると、オフセット番
号毎に、読み出し可能なセクタアドレスが保持されてい
る。

【００３５】前記読み出し領域登録テーブルの更に別の
例は、特に図示はしないが、図４で説明したのと同様
に、読み出し属性情報として、読み出し不可能な物理ア
ドレスのアドレス情報を有する。例えば、セクタアドレ
スｎのデータ記憶領域の所定記憶単位（例えばバイト）
毎に属性情報を有する。具体的には、前記記憶単位毎の
オフセット番号を０〜ｎ−ｔとすると、オフセット番号
毎に、読み出し不可能なセクタアドレスが保持されてい
る。

【００３６】特に図示はしないが、前記読み出し領域登
録テーブルのその他の例として、オフセット番号毎に、
読み出し可能又は読み出し不可能なセクタアドレスの範
囲情報を保持する構成を採用してもよい。範囲の指定は
スタートからエンドセクタの指定、スタートセクタとセ
クタ幅の指定によって行えばよい。

【００３７】フラッシュメモリコントローラ３は、前記
図示を省略する読み出し領域登録テーブルの属性情報を
用いた読み出しプロテクト機能を有する。すなわち、フ
ラッシュメモリコントローラ２は、外部情報処理装置１
１によるデータ読み出しアクセスの指示に応答してフラ
ッシュメモリ２に対する読み出しを行うとき、アクセス
対象がセクタアドレスｎ以外であれば読み出し領域登録
テーブルの属性情報を参照し、読み出し対象セクタが読
み出し可能である場合にそのセクタの読み出しを行い、
読み出し対象セクタが読み出し不可能である場合にはそ
のセクタの読み出しを拒否する。特に制限されないが、
そのときのアクセス対象セクタアドレスがセクタドレス
ｎであればフラッシュメモリ２に対する読み出しを拒否
する。更に、フラッシュメモリコントローラ３は、外部
情報処理装置１１から書換え属性情報の変更が指示され
ると、その指示に従ってセクタアドレスｎの読み出し領
域登録テーブルＴＢＬの属性情報を書換える。読み出し
領域登録テーブルＴＢＬの書換え処理フローは図５で説
明したのと同様に行われるので図示を省略する。

【００３８】図８には読み出しプロテクト機能を備えて
いない場合の読み出し動作の処理フローが例示される。
外部情報処理装置１１はフラッシュメモリコントローラ
３に、読み出しを行なうデータ（ｋ−１）のアドレスを
指示すると共に、読み出し処理を要求する。フラッシュ
メモリコントローラ３はそれに応答して、セクタアドレ
ス（ｋ−１）の管理領域２Ａ（ｋ−１）のデータを読み
出して、当該セクタが有効である場合にセクタアドレス
（ｋ−１）のデータ領域からデータを読み出す。フラッ
シュメモリコントローラ３は外部情報処理装置１１に向
けて読み出し可能であることを通知してから、当該読み
出しデータを外部情報処理装置１１に出力する。

【００３９】図９には読み出しプロテクト機能を備えて
いる場合に読み出しが許容されているデータ領域（ｋ−
１）に対する読み出し処理フローの詳細が例示される。
外部情報処理装置１１はフラッシュメモリコントローラ
３に、読み出しを行なうデータ（ｋ−１）のアドレスを
指示すると共に、読み出し処理を要求する。フラッシュ
メモリコントローラ３はそれに応答して、セクタアドレ
スｎの管理領域２Ａ（ｎ）のデータを読み出して、読み
出し領域管理コードを認識すると、読み出し領域登録テ
ーブルを読み出す。フラッシュメモリコントローラ３は
読み出し領域登録テーブルのセクタアドレス（ｋ−１）
に対応する読み出し属性情報が“読み出し可”であるこ
とを認識すると、フラッシュメモリ２からセクタアドレ
ス（ｋ−１）のデータを読み出す。フラッシュメモリコ
ントローラ３は外部情報処理装置１１に向けて読み出し
可能であることを通知してから、当該読み出しデータを
外部情報処理装置１１に出力する。

【００４０】図１０には読み出しプロテクト機能を備え
ている場合に読み出しが許容されていないデータ領域
（ｋ）に対する読み出し処理フローの詳細な一例が示さ
れる。外部情報処理装置１１はフラッシュメモリコント
ローラ３に、読み出しを行なうデータ（ｋ）のアドレス
を指示すると共に、読み出し処理を要求する。フラッシ
ュメモリコントローラ３はそれに応答して、セクタアド
レスｎの管理領域２Ａ（ｎ）のデータを読み出して、読
み出し領域管理コードを認識すると、読み出し領域登録
テーブルを読み出す。フラッシュメモリコントローラ３
は読み出し領域登録テーブルのセクタアドレス（ｋ）に
対応する書換え属性情報が“読み出し不可”であること
を認識すると、外部情報処理装置１１に向けて、所定の
エラーコードによって読み出し不可を通知して処理を終
了する。

【００４１】上述のアクセスプロテクト定義テーブル利
用のフラッシュメモリカード１では、書換えプロテクト
（ライトプロテクト）や読み出しプロテクト（リードプ
ロテクト）等のアクセスプロテクト機能をフラッシュメ
モリカード１それ自体が備える。フラッシュメモリカー
ド１を管理し若しくは周辺回路として制御するホスト装
置又はホストシステムのような外部情報処理装置１１に
異常があっても、アクセスプロテクト機能は維持され
る。したがって、外部情報処理装置１１の異常によって
システム若しくはＯＳの暴走による不所望な書き込みや
消去動作が指示されたとしても、フラッシュメモリカー
ド１のアクセスプロテクト機能を解除する指示も一緒に
生じなければ、それだけでは不所望な書き込みや消去動
作は開始されない。要するに、図５で説明した書換え属
性変更処理が不所望に行われなければならないが、実際
にそのような処理が暴走などによって実行される可能性
は皆無に近い。これにより、上述の書換えプロテクトに
より、ＯＳ等のシステムの上流側若しくは上位側での異
常によっても不所望に記憶情報が書換えられる虞を大幅
に低減することができる。また、上述の読み出しプロテ
クトにより、ＯＳ等のシステムの上流側若しくは上位側
での異常によっても不所望に記憶情報が読み出される虞
を大幅に低減することができる。更に、書換え領域登録
テーブルや読み出し領域登録テーブルはデータ記憶領域
２Ｂに対するアクセスの可否を物理アドレスと関連付け
て定義するから、ファイル単位のアクセスプロテクトだ
けでなく、ファイル等の一部にアクセスプロテクトをか
けることも可能になる。

【００４２】本発明による読み出しプロテクト機能は書
き換えを行うことは出来る為、本機能を用いると、メモ
リカードが装着されるホスト装置のようなＰＣのみが使
い第三者に開示できない秘密情報、例えばＰＣによる一
連の処理のログ情報を記憶することが可能となる。

【００４３】《アクセスプロテクトに管理領域を利用す
るメモリシステム》図１１には本発明に係るメモリシス
テムの別の例であるフラッシュメモリカードが例示され
る。同図に示されるフラッシュメモリカード２１は、所
定のセクタアドレス（物理アドレス）単位にデータ記憶
領域とその管理領域とを有するフラッシュメモリ（不揮
発性記憶手段）２２と、メモリシステム外部の外部情報
処理装置からの要求に応答して前記フラッシュメモリ２
２に対するアクセス制御を行うフラッシュメモリコント
ローラ（制御手段）２３とを有する。

【００４４】前記フラッシュメモリ２２の回路構成はフ
ラッシュメモリ２と同様である。但し管理領域２２Ａと
データ記憶領域２２Ｂの利用形態が相違される。図１１
ではセクタアドレスを０〜ｎをユーザデータの記憶領域
とする。各セクタアドレスの管理領域２２Ａ（０）〜２
２Ａ（ｎ）は、対応するデータ記憶領域２２Ｂ（０）〜
２２Ｂ（ｎ）に対するアクセスの可否を定義するアクセ
ス属性情報を有する。図１１に示されるアクセス属性情
報は書換え可又は不可を示す書換え属性情報である。

【００４５】図１１に示されるフラッシュメモリコント
ローラ２３は、特に制限されないが、図１と同様に外部
装置インタフェース回路２５、フラッシュメモリインタ
フェース回路２６、ＣＰＵ（中央処理装置）２７、ＲＡ
Ｍ（ランダムアクセスメモリ）２８、ＲＯＭ（リードオ
ンリメモリ）２９、及び内部バス３０を有する。図１と
の相違点はＣＰＵ２７によって実行されるアクセスプロ
テクト機能であり、その他の機能は図１と同様であるの
でその詳細な機能は省略する。

【００４６】《管理領域利用の書換えプロテクト》フラ
ッシュメモリコントローラ２３は、前記各セクタの管理
領域に保持されている属性情報を用いた書換えプロテク
ト機能を有する。すなわち、フラッシュメモリコントロ
ーラ２２は、外部情報処理装置１１によるデータ書換え
アクセスの指示に応答してフラッシュメモリ２２に対す
る書換えを行うとき、管理領域の書換え属性情報を参照
し、書換え対象セクタが書換え可能である場合にそのセ
クタの書換えを行い、書換え対象セクタが書換え不可能
である場合にはそのセクタの書換えを拒否する。更に、
フラッシュメモリコントローラは、外部情報処理装置１
１から書換え属性情報の変更が指示されると、その指示
に従って該当セクタアドレスの管理領域の書換え属性情
報を書換える。

【００４７】図１２には書換え属性情報の書換え処理フ
ローが例示される。外部情報処理装置１１はフラッシュ
メモリコントローラ２３に、書換え属性を変更するセク
タドレス（ｋ）を指示すると共に、書換え属性の変更処
理を要求する。フラッシュメモリコントローラ２３はそ
れに応答して、セクタアドレス（ｋ）の管理領域２２Ａ
（ｋ）のデータを読み出す。フラッシュメモリコントロ
ーラ２３は、読み出した管理領域２２Ａ（ｋ）のデータ
に対して、前記外部情報処理装置１１からの変更要求に
従って変更を行い、変更したデータをセクタアドレス
（ｋ）の管理領域２２Ａ（ｋ）に書き戻す。管理領域２
２Ａ（ｋ）の書換えを完了すると、フラッシュメモリコ
ントローラ２３は、外部情報処理装置１１に処理終了を
通知する。

【００４８】図１３には書換えが許容されているデータ
領域（ｋ−１）に対する書換え処理フローの詳細が例示
される。外部情報処理装置１１はフラッシュメモリコン
トローラ２３に、書換えを行なうデータ（ｋ−１）のア
ドレスを指示すると共に、書換え処理を要求する。フラ
ッシュメモリコントローラ２３はそれに応答して、セク
タアドレス（ｋ−１）の管理領域２２Ａ（ｎ）のデータ
を読み出し、それに含まれる書換え属性情報が“書換え
可”であることを認識すると、外部情報処理装置１１に
向けて書き換えデータの転送を要求する。外部情報処理
装置１１はこれに応答して書換えデータをフラッシュメ
モリコントローラ２３に転送する。フラッシュメモリコ
ントローラ２３はその書換えデータをフラッシュメモリ
２２に与えてセクタアドレス（ｋ−１）をそのデータで
書き換えることを指示する。フラッシュメモリコントロ
ーラ２３はフラッシュメモリ２２による書換え完了をポ
ーリングなどにより検出すると、外部情報処理装置１１
に処理終了を通知する。

【００４９】図１４には書換えが許容されていないデー
タ領域（ｋ）に対する書換え処理フローが例示される。
外部情報処理装置１１はフラッシュメモリコントローラ
２３に、書換えを行なうデータ（ｋ）のアドレスを指示
すると共に、書換え処理を要求する。フラッシュメモリ
コントローラ２３はそれに応答して、セクタアドレス
（ｋ）の管理領域２２Ａ（ｋ）のデータを読み出して、
それに含まれる書換え属性情報が“書換え不可”である
ことを認識すると、外部情報処理装置１１に向けて、所
定のエラーコードによって書き換え不可を通知して処理
を終了する。

【００５０】《管理領域利用の読み出しプロテクト》前
記メモリシステム２１は、前記書換えプロテクト機能と
共に或は単独で、読み出しプロテクト機能を備えてもよ
い。即ち、各セクタアドレスの管理領域２２Ａ（０）〜
２２Ａ（ｎ）は、アクセス属性情報として、特に図示は
しないが、対応するデータ記憶領域２２Ｂ（０）〜２２
Ｂ（ｎ）に対する読み出し可又は不可を示す読み出し属
性情報を有する。

【００５１】フラッシュメモリコントローラ２３は、前
記図示を省略する読み出し属性情報を用いた読み出しプ
ロテクト機能を有する。すなわち、フラッシュメモリコ
ントローラ２３は、外部情報処理装置１１によるデータ
読み出しアクセスの指示に応答してフラッシュメモリ２
２に対する読み出しを行うとき、アクセス対象セクタア
ドレスの管理領域が保有する読み出し属性情報を参照
し、読み出し可能である場合にそのセクタの読み出しを
行い、読み出し不可能である場合にはそのセクタの読み
出しを拒否する。更に、フラッシュメモリコントローラ
２３は、外部情報処理装置１１から読み出し属性情報の
変更が指示されると、その指示に従って対象セクタアド
レスの管理領域が保有する読み出し属性情報を書換え
る。読み出し属性情報の書換え処理フローは図１２で説
明したのと同様に行われるので図示を省略する。

【００５２】図１５には読み出しプロテクト機能を備え
ている場合に読み出しが許容されているデータ領域（ｋ
−１）に対する読み出し処理フローが例示される。外部
情報処理装置１１はフラッシュメモリコントローラ２３
に、読み出しを行なうデータ（ｋ−１）のアドレスを指
示すると共に、読み出し処理を要求する。フラッシュメ
モリコントローラ２３はそれに応答して、セクタアドレ
ス（ｋ−１）の管理領域２２Ａ（ｋ−１）のデータを読
み出して、読み出し属性情報が“読み出し可”であるこ
とを認識すると、フラッシュメモリ２２からセクタアド
レス（ｋ−１）のデータを読み出す。フラッシュメモリ
コントローラ２３は外部情報処理装置１１に向けて読み
出し可能であることを通知してから、当該データ領域の
該読み出しデータを外部情報処理装置１１に出力する。

【００５３】図１６には読み出しプロテクト機能を備え
ている場合に読み出しが許容されていないデータ領域
（ｋ）に対する読み出し処理フローが例示される。外部
情報処理装置１１はフラッシュメモリコントローラ２３
に、読み出しを行なうデータ（ｋ）のアドレスを指示す
ると共に、読み出し処理を要求する。フラッシュメモリ
コントローラ２３はそれに応答して、セクタアドレスｋ
の管理領域２２Ａ（ｋ）のデータを読み出して、読み出
し属性情報が“読み出し不可”であることを認識する
と、外部情報処理装置１１に向けて、所定のエラーコー
ドによって読み出し不可を通知して処理を終了する。

【００５４】読み出しプロテクト機能を備えていない場
合の読み出し動作の処理フローは基本的に図１５と同じ
であり、読み出し属性情報の判定を行なわない点が相違
するだけである。

【００５５】上述の各セクタの管理領域を利用してアク
セスプロテクトを行なうフラッシュメモリシステム２１
においても、書換えプロテクトや読み出しプロテクト等
のアクセスプロテクト機能をフラッシュメモリシステム
２１それ自体が備え、フラッシュメモリシステム２１を
管理し若しくは周辺回路として制御する外部情報処理装
置１１に異常があっても、アクセスプロテクト機能は維
持される。したがって、書換えプロテクトにより、ＯＳ
等のシステムの上流側若しくは上位側での異常によって
も不所望に記憶情報が書換えられる虞を大幅に低減する
ことができ、読み出しプロテクトにより、ＯＳ等のシス
テムの上流側若しくは上位側での異常によっても不所望
に記憶情報が読み出される虞を大幅に低減することがで
きる。更に、書換え属性情報や読み出し属性情報は各セ
クタの管理領域が保持するから、ファイル単位のアクセ
スプロテクトだけでなく、ファイル等の一部にアクセス
プロテクトをかけることも可能になる。

【００５６】本発明による読み出しプロテクト機能は書
き換えを行うことは出来る為、本機能を用いると、ＰＣ
のみが使い第三者に開示できない秘密情報を記憶するこ
とが可能となる。

【００５７】アクセスプロテクト定義テーブルＴＢＬを
用いる場合と比較する。フラッシュメモリに対するアク
セスプロテクトの設定状態を確認したりするとき、フラ
ッシュメモリにおける個々の物理アドレスの管理領域に
アクセスプロテクトの属性情報を持たせる場合には、す
べての物理アドレスをアクセスして確かめなければなら
ない。これに対して、前述のアクセスプロテクト定義テ
ーブルＴＢＬを用いる場合には当該テーブルをアクセス
するだけでよく、効率的である。

【００５８】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは言うまでもない。

【００５９】例えば、アクセスプロテクト定義テーブル
の内容をフラッシュメモリからＲＡＭに転送し、ＲＡＭ
に転送されたアクセスプロテクト定義テーブルのアクセ
ス属性情報を参照して利用するように構成することも可
能である。この場合において、アクセス属性情報の書き
換えが発生したときは、ＲＡＭ上に転送されているアク
セス属性情報はもとより、フラッシュメモリ上のアクセ
スプロテクト定義テーブルに対してもその変更内容を反
映させることが望ましい。これに対しうて、ＲＡＭ上だ
けで変更し、電源遮断時などに後からまとめてフラッシ
ュメモリ上のアクセスプロテクト定義テーブルを変更す
る手法を採用する場合には、アクセスプロテクト定義テ
ーブルの修正内容が不所望に失われる事態に注意するこ
とが必要である。

【００６０】また、外部からメモリシステムに与えられ
るアクセス指示においてアクセス対象を特定するアドレ
スは、メモリシステムを管理若しくはアクセス制御する
ホスト装置の把握する論理的なアドレス、或はファイル
名であってもよい。アクセス属性情報又はアクセスプロ
テクト定義テーブルの記憶情報を修正する場合には、外
部装置はメモリシステムの物理アドレスを与えるように
してもよい。

【００６１】また、本発明の書換えプロテクトは書換え
可能なフラッシュメモリカードを最終的にＲＯＭ製品と
して提供する場合にも利用することができる。例えば電
子辞書の記憶媒体に利用する場合である。この場合、ア
クセスプロテクト定義テーブルに対するプロテクトの設
定又は解除は、例えばメモリカードのベンダが専用に書
き込み装置を用いて行なうことになる。

【００６２】また、本発明に係るメモリシステムはフラ
ッシュメモリカードに限定されず、ＰＣボードなどのデ
ータ処理用回路基板上に構成することも可能である。メ
モリシステムは半導体不揮発性メモリを用いる構成に限
定されない。不揮発性記憶手段として磁気ディスクを採
用して、メモリシステムをハードディスクユニットとし
て実現してもよい。

【００６３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【００６４】すなわち、データ記憶領域に対する書換え
や読み出しの可否をアドレスに関連付けて定義するアク
セス属性情報をメモリシステムそれ事態が保有して書換
えや読み出しに対するアクセスプロテクト機能を実現す
るから、メモリシステムを管理し若しくは周辺回路とし
て制御するホスト装置又はホストシステムに異常があっ
ても、アクセスプロテクト機能は維持される。したがっ
て、ホスト装置又はホストシステムの異常によってシス
テム若しくはＯＳの暴走により不所望な書き込みや消去
動作が指示されても、メモリシステム側のアクセスプロ
テクトを解除する指示も一緒に生じなければ、不所望な
書き込みや消去動作は開始されない。これにより、ＯＳ
等のシステムの上流側若しくは上位側での異常によって
も不所望に記憶情報が書換えられる虞を大幅に低減する
ことができる。また、ＯＳ等のシステムの上流側若しく
は上位側での異常によっても不所望に記憶情報が読み出
される虞を大幅に低減することができる。更に、アクセ
ス属性情報はデータ記憶領域に対するアクセスの可否を
物理アドレスと関連付けて定義するから、ファイルを単
位とするだけでなく、ファイル等の一部にアクセスプロ
テクトをかけることも可能である。

【００６５】本発明による読み出しプロテクト機能は書
き換えを行うことは出来る為、本機能を用いると、ＰＣ
のみが使い第三者に開示できない秘密情報を記憶するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメモリシステムの一例であるフラ
ッシュメモリカードのブロック図である。

【図２】書換え領域登録テーブルの一例を示す説明図で
ある。

【図３】書換え領域登録テーブルの別の例を示す説明図
である。

【図４】書換え領域登録テーブルの更に別の例を示す説
明図である。

【図５】書換え領域登録テーブルの書換え処理フローの
詳細を例示する説明図である。

【図６】書換えが許容されているデータ領域（ｋ−１）
に対する書換え処理フローを例示する説明図である。

【図７】書換えが許容されていないデータ領域（ｋ）に
対する書換え処理フローを例示する説明図である。

【図８】書換え領域登録テーブルを用いる読み出しプロ
テクト機能を備えていない場合の読み出し動作の処理フ
ローを例示する説明図である。

【図９】書換え領域登録テーブルを用いる読み出しプロ
テクト機能を備えている場合に読み出しが許容されてい
るデータ領域（ｋ−１）に対する読み出し処理フローを
例示する説明図である。

【図１０】書換え領域登録テーブルを用いる読み出しプ
ロテクト機能を備えている場合に読み出しが許容されて
いないデータ領域（ｋ）に対する読み出し処理フローを
例示する説明図である。

【図１１】本発明に係るメモリシステムの別の例である
フラッシュメモリカードのブロック図である。

【図１２】図１１のフラッシュメモリカードを用いる場
合において書換え属性情報の書換え処理フローを例示す
る説明図である。

【図１３】図１１のフラッシュメモリカードを用いる場
合において書換えが許容されているデータ領域（ｋ−
１）に対する書換え処理フローを例示する説明図であ
る。

【図１４】図１１のフラッシュメモリカードを用いる場
合において書換えが許容されていないデータ領域（ｋ）
に対する書換え処理フローを例示する説明図である。

【図１５】図１１のフラッシュメモリカードを用いる場
合において読み出しプロテクト機能を備えている場合に
読み出しが許容されているデータ領域（ｋ−１）に対す
る読み出し処理フローを例示する説明図である。

【図１６】図１１のフラッシュメモリカードを用いる場
合において読み出しプロテクト機能を備えている場合に
読み出しが許容されていないデータ領域（ｋ）に対する
読み出し処理フローを例示する説明図である。

【符号の説明】

１フラッシュメモリカード２フラッシュメモリ２Ａ管理領域２Ｂデータ記憶領域ＣＤＥ書換え領域管理管理コードＴＢＬ書換え領域登録テーブル３フラッシュメモリコントローラ１１外部情報処理装置。２１フラッシュメモリカード２２フラッシュメモリ２２Ａ管理領域２２Ｂデータ記憶領域２３フラッシュメモリコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩田茂雅東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ内 (72)発明者後藤啓之東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ内 (72)発明者澁谷洋文東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ内 (72)発明者原郁夫東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ内 (72)発明者中村靖宏東京都小平市上水本町５丁目22番１号株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ内Ｆターム(参考） 5B017 AA01 BA01 CA11 CA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の物理アドレス単位にデータ記憶領
域とその管理領域とを有する不揮発性記憶手段と、メモ
リシステムの外部から与えられる要求に応答して前記不
揮発性記憶手段に対するアクセス制御を行う制御手段と
を有し、前記不揮発性記憶手段は、所定の物理アドレスにアクセ
スプロテクト定義テーブルを有し、このテーブルはデー
タ記憶領域のアクセス可否を物理アドレスに関連付けて
定義するアクセス属性情報を有し、前記アクセス制御手段は、メモリシステムの外部から指
示されるアクセス属性情報の変更要求に応答して前記ア
クセスプロテクト定義テーブルを書換え可能であること
を特徴とするメモリシステム。
【請求項２】前記アクセスプロテクト定義テーブル
は、前記アクセス属性情報として、物理アドレス毎の書
換え可又は不可を示す書換えプロテクトに関する属性情
報を有することを特徴とする請求項１記載のメモリシス
テム。
【請求項３】前記アクセスプロテクト定義テーブル
は、前記アクセス属性情報として、書換え可能な物理ア
ドレスのアドレス情報を有することを特徴とする請求項
１記載のメモリシステム。
【請求項４】前記アクセスプロテクト定義テーブル
は、前記アクセス属性情報として、書換え不可能な物理
アドレスのアドレス情報を有することを特徴とする請求
項１記載のメモリシステム。
【請求項５】前記アクセスプロテクト定義テーブル
は、前記アクセス属性情報として、物理アドレス毎の読
み出し可又は不可を示す読み出しプロテクトに関する属
性情報を有することを特徴とする請求項１又は２記載の
メモリシステム。
【請求項６】前記アクセスプロテクト定義テーブル
は、前記アクセス属性情報として、読み出し可能な物理
アドレスのアドレス情報を有することを特徴とする請求
項１又は３記載のメモリシステム。
【請求項７】前記アクセスプロテクト定義テーブル
は、前記アクセス属性情報として、読み出し不可能な物
理アドレスのアドレス情報を有することを特徴とする請
求項１又は４記載のメモリシステム。
【請求項８】所定の物理アドレス単位にデータ記憶領
域とその管理領域とを有する不揮発性記憶手段と、メモ
リシステム外部からの要求に応答して前記不揮発性記憶
手段に対するアクセス制御を行う制御手段とを有し、前記管理領域は、対応するデータ記憶領域に対するアク
セスの可否を定義するアクセス属性情報を有し、前記アクセス制御手段は、メモリシステムの外部から指
示されるアクセス属性情報の変更要求に応答して前記ア
クセス属性情報を書換え可能であることを特徴とするメ
モリシステム。
【請求項９】前記アクセス属性情報は、書換え可又は
不可を示す属性情報であることを特徴とする請求項８記
載のメモリシステム。
【請求項１０】前記アクセス属性情報は、読み出し可
又は不可を示す属性情報であることを特徴とする請求項
８又は９記載のメモリシステム。
【請求項１１】前記不揮発性記憶手段は電気的に書き
込み及び消去可能な半導体不揮発性メモリであることを
特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項記載の半導体
集積回路。