JP2007299142A - MEMORY CONTROLLER, NONVOLATILE MEMORY DEVICE, NONVOLATILE MEMORY SYSTEM, AND DATA WRITE METHOD - Google Patents
MEMORY CONTROLLER, NONVOLATILE MEMORY DEVICE, NONVOLATILE MEMORY SYSTEM, AND DATA WRITE METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007299142A JP2007299142A JP2006125507A JP2006125507A JP2007299142A JP 2007299142 A JP2007299142 A JP 2007299142A JP 2006125507 A JP2006125507 A JP 2006125507A JP 2006125507 A JP2006125507 A JP 2006125507A JP 2007299142 A JP2007299142 A JP 2007299142A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rate
- memory
- nonvolatile memory
- nonvolatile
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】使用する不揮発性メモリの性能に応じた、最適な書き込み性能を得る。
【解決手段】不揮発性メモリ110のIDコード114に基づきメモリセルアレイ112への書き込みレート(レート3)を検知し、バス1のレート1がレート3と概ね等しくなるように調整する。データをレート1でバッファ101に記憶し、バッファ101からデータをレート1にて不揮発性メモリ110に書き込む。従って、例えば、レート3が30Mバイト/秒の高速な不揮発性メモリの場合、レート1をレート3に引き上げることとなり、不揮発性記憶システムが30Mバイト/秒の高レートとなる。一方、レート3が10Mバイト/秒の比較的低速な不揮発性メモリの場合、レート1を下げるので、メモリコントローラ100のピーク電流の抑制や低ノイズ化を実現できる。また、バッファ101に対する入出力のレートを等しくできるので、容量を少なくすることができる。
【選択図】図1An optimum writing performance is obtained in accordance with the performance of a nonvolatile memory to be used.
A write rate (rate 3) to a memory cell array 112 is detected based on an ID code 114 of a nonvolatile memory 110 and adjusted so that rate 1 of a bus 1 is approximately equal to rate 3. Data is stored in the buffer 101 at a rate 1, and data is written from the buffer 101 to the nonvolatile memory 110 at a rate 1. Therefore, for example, in the case of a high-speed non-volatile memory with a rate 3 of 30 Mbyte / sec, the rate 1 is increased to the rate 3, and the non-volatile storage system has a high rate of 30 Mbyte / sec. On the other hand, in the case of a relatively low-speed nonvolatile memory with a rate 3 of 10 Mbytes / second, the rate 1 is lowered, so that the peak current of the memory controller 100 can be suppressed and noise can be reduced. Further, since the input / output rate with respect to the buffer 101 can be made equal, the capacity can be reduced.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、不揮発性メモリを備えた半導体メモリカード等の不揮発性記憶装置、及びそれに内蔵されるメモリコントローラに関するものである。さらに、不揮発性記憶装置にアクセス装置を構成要件として加えた不揮発性記憶システム、ならびにメモリコントローラの動作に関するデータ書き込み方法も含む。 The present invention relates to a nonvolatile memory device such as a semiconductor memory card having a nonvolatile memory, and a memory controller built in the nonvolatile memory device. Furthermore, a nonvolatile storage system in which an access device is added to the nonvolatile storage device as a constituent element, and a data writing method relating to the operation of the memory controller are also included.
書き換え可能な不揮発性メモリを備えた不揮発性記憶装置は、半導体メモリカードを中心的な実施形態として、その需要が広まっている。また半導体メモリカードを使った不揮発性記憶システムは、デジタルスチルカメラ等を中心にその需要が広まっている。かかる半導体メモリカードには様々な種類があり、その一つとしてSD(セキュア・デジタル)メモリカードがある。このSDメモリカードは、不揮発性の主記憶メモリとしてフラッシュメモリを備え、それを制御するメモリコントローラを有している。メモリコントローラは、デジタルスチルカメラやパソコン(パーソナルコンピュータ)本体等のアクセス装置からの読み書き指示に応じて、フラッシュメモリに対する読み書き制御を行うものとなっている。 The demand for a nonvolatile memory device including a rewritable nonvolatile memory is increasing as a semiconductor memory card as a central embodiment. Further, the demand for nonvolatile storage systems using semiconductor memory cards is increasing, especially in digital still cameras. There are various types of such semiconductor memory cards, and one of them is an SD (Secure Digital) memory card. This SD memory card includes a flash memory as a nonvolatile main storage memory and has a memory controller for controlling the flash memory. The memory controller performs read / write control on the flash memory in response to a read / write instruction from an access device such as a digital still camera or a personal computer (personal computer) main body.
このようなSDメモリカードをデジタルスチルカメラ等のアクセス装置に取り付けて、アクセス装置側からリムーバブルディスクと見なしてFATファイルシステムで管理し、データのアクセスを行うことを考える。FATファイルシステムは、記録デバイスへファイルやデータを記録する際にファイル・アローケション・テーブル(以降、FATと明記する)を用いてデータの読み書きを指示するシステムである。 It is assumed that such an SD memory card is attached to an access device such as a digital still camera, and is regarded as a removable disk from the access device side and managed by the FAT file system to access data. The FAT file system is a system for instructing reading and writing of data using a file allocation table (hereinafter referred to as FAT) when recording a file or data on a recording device.
SDメモリカードを構成するフラッシュメモリは、記憶単位であるメモリセルアレイへの書き込みや消去に比較的長い時間を必要とするため、複数のメモリセルを一括して消去したり書き込んだりできる構造となっている。具体的には、複数の物理ブロック(消去単位)から構成され、各物理ブロックは複数のページ(書き込み単位)を含み、消去は物理ブロック単位で、書き込みはページ単位で行われる。 The flash memory that constitutes the SD memory card requires a relatively long time for writing to and erasing from the memory cell array, which is a storage unit, so that a plurality of memory cells can be erased and written at once. Yes. Specifically, it is composed of a plurality of physical blocks (erase units), each physical block includes a plurality of pages (write units), erase is performed in units of physical blocks, and writing is performed in units of pages.
近年フラッシュメモリは、大容量化と低コスト化への要望に対応して、多値NANDフラッシュメモリのように1つのメモリセルに2ビットの情報が記憶できる品種が主流となってきている。このような多値NANDフラッシュメモリは、従来の2値NANDフラッシュメモリと比較すると、メモリセルの消去や書き込みに要する時間がより長時間必要となる。そのため、消去単位である物理ブロックのサイズや、書き込み単位であるページのサイズを従来よりも大きくすることにより、単位容量あたりの消去時間(以降、消去レートとする)と単位時間あたりの書き込み時間(以降、書き込みレートとする)を向上させる工夫がなされている。代表的な多値NANDフラッシュメモリの書き込みレートは、次式(以下、数式1)により2.5Mバイト/秒である。 In recent years, a variety of flash memories that can store 2-bit information in one memory cell, such as a multi-level NAND flash memory, has become mainstream in response to demands for large capacity and low cost. Such a multi-level NAND flash memory requires a longer time for erasing and writing of memory cells than a conventional binary NAND flash memory. Therefore, by increasing the size of the physical block that is the erase unit and the size of the page that is the write unit, the erase time per unit capacity (hereinafter referred to as the erase rate) and the write time per unit time ( Thereafter, a device has been devised to improve the writing rate. A typical multi-level NAND flash memory has a write rate of 2.5 Mbytes / second according to the following equation (hereinafter, equation 1).
2kバイト(ページサイズ)÷800μ秒(書き込み時間)=2.5Mバイト/秒
このようなフラッシュメモリを有するSDメモリカード用いた典型的な不揮発性記憶システムのデータ書き込み方法について図6を用いて説明する。
2 kbytes (page size) ÷ 800 μsec (writing time) = 2.5 Mbyte / sec A data writing method of a typical nonvolatile memory system using an SD memory card having such a flash memory will be described with reference to FIG. To do.
図6において、アクセス装置2000は不揮発性記憶装置5000にデータを書き込む。
In FIG. 6, the
なお、SDメモリカードにおいて、最小書き込み単位は512バイトであるが、簡単のため、アクセス装置2000から1クラスタ分の書き込み指示がなされたものとする。また1クラスタのサイズを16kバイトとする。
In the SD memory card, the minimum writing unit is 512 bytes. However, for the sake of simplicity, it is assumed that a writing instruction for one cluster is issued from the
アクセス装置2000から転送された16kバイト分のデータは、まずホストインターフェース2001で受信される。ホストインターフェース2001はデータ受信を検知すると、CPU部2007に対して受信を開始したことを通知する。CPU部2007は切り替え回路2002と切り替え回路2005に指示を送り、切り替え回路2002がバッファ2003にデータを一時記憶できるように切り替えを行わせる。それと同時に、切り替え回路2005がバッファ2004に一時記憶されたデータを読み書き制御部2006を介して不揮発性メモリ4000に書き込めるように切り替えを行わせる。この時バッファ2004は空き状態であるので、不揮発性メモリ4000へのデータの書き込みはなされない。
The 16-kbyte data transferred from the
次に、CPU部2007はホストインターフェース2001が2kバイト分のデータを受信し、バッファ2003に2kバイト分のデータを一時記憶したことを検知すると、切り替え回路2002と切り替え回路2005に指示を送り、切り替え回路2002がバッファ2004にデータを一時記憶できるように切り替えを行わせる。それと同時に、切り替え回路2005がバッファ2003に一時記憶されたデータを読み書き制御部2006を介して不揮発性メモリ4000に書き込めるように切り替えを行われる。この時バッファ2003には2kバイト分のデータが一時記憶されているので、読み書き制御部2006は不揮発性メモリ4000へのデータの書き込みを行う。
Next, when the
CPU部2007はアクセス装置2000から受信した論理アドレスに基づいて不揮発性メモリ4000の書き込み先(物理アドレス)を決定し、該物理アドレスを読み書き制御部2006に指定する。読み書き制御部2006は、CPU部2007が指定した物理アドレスと2kバイト分のデータをセットとして不揮発性メモリ4000に転送する。
The
不揮発性メモリ4000において、読み書き制御部2006から転送された物理アドレスを制御回路4003が受信し、制御回路4003はメモリセルアレイ4002内の物理アドレスへの書き込み先を指定する。そして読み書き制御部2006から転送された2kバイト分のデータが全てレジスタ4001に一時保持された段階で、読み書き制御部2006は書き込み開始命令を不揮発性メモリ4000に転送し、それを受けた制御回路4003は、レジスタ4001からメモリセルアレイ4002に書き込みを行う。
In the
以上のように、CPU部2007がバッファ2003および2004への一時記憶と読み出しを交互に切り替えることにより、16kバイト分のデータの受信と不揮発性メモリ4000への書き込みをパイプライン的に行うことができる。
As described above, the
ここで、バス1〜3のレートについて説明する。バス1の書き込みレート(以降、レート1とする)は、現在SDメモリカードの物理規格において最高25Mバイト/秒に定められているが、将来的に更に向上される可能性もある。なお、レート1の実際の値はアクセス装置の種類によってまちまちである。バス2の書き込みレート(以降、レート2とする)も設計によって様々であるが、例えば8ビットバスタイプ(16ビットバスタイプもある)のフラッシュメモリを使用し20MHzの周波数で動作させた場合は、20Mバイト/秒となる。バス3の書き込みレート(以降、レート3とする)は上述の数式1で説明した通り、フラッシュメモリの書き込み時間で決まり、例えば2.5Mバイト/秒となる。このように、不揮発性記憶システムの書き込みレートは、レート3で律速されることとなる。但し、フラッシュメモリには下記制約(A)(B)があるため、バス3における現実的な書き込みレートは、レート3(2.5Mバイト/秒)より遅くなってしまう。
Here, the rates of the
(A)オーバーライトができない
(B)前述した通り、消去単位と書き込み単位が異なる
アクセス装置からの書き込みにおいては、書き替えも含むものであり、上記制約(A)、(B)を考慮すると、メモリコントローラは書き込み前に書き込み先の物理ブロックを消去したり、物理ブロックの一部のページの書き替えにおいては有効ページの退避処理を行うなどの、書き込み以外の処理が発生してしまう。また、これらの処理は、フラッシュメモリの記録状態によって変わるので、バス3における現実的な書き込みレートをレート3として一意に決めることはできない。
(A) Overwriting is not possible (B) As described above, writing from an access device having a different erasing unit and writing unit includes rewriting, and considering the above constraints (A) and (B), The memory controller may cause processing other than writing, such as erasing the physical block of the writing destination before writing, or performing valid page saving processing when rewriting some pages of the physical block. Since these processes vary depending on the recording state of the flash memory, the realistic writing rate on the
いずれにせよ、図6に示した不揮発性記憶システムのレートは、レート3未満となってしまうので、レート3を改善して不揮発性記憶システムの書き込みレートを向上させるために、下記の工夫や取組みがなされている。
In any case, since the rate of the nonvolatile memory system shown in FIG. 6 is less than
(1)複数の不揮発性メモリの並列アクセス
(2)レジスタサイズの増加
(3)フラッシュメモリに替わる高速な不揮発性メモリの開発
(1)は、実際の製品で既に対応されている工夫であるが、半導体メモリカードの実装上、不揮発性メモリの実装数に限度があるので、不揮発性記憶システムの書き込みレートをレート1やレート2のレベルまでに向上させることは困難である。また、(2)はレジスタが膨大となり、不揮発性メモリのコスト上、あまり好ましくはない。(3)においては、特許文献1に示すような抵抗変化型メモリなどの、いわゆる不揮発性RAMが開発されており、フラッシュメモリの代替として有望視されている。
(1) Parallel access of multiple non-volatile memories (2) Increase in register size (3) Development of high-speed non-volatile memories to replace flash memories (1) is a device already supported by actual products Since there is a limit to the number of non-volatile memories that can be mounted on the semiconductor memory card, it is difficult to increase the write rate of the non-volatile storage system to the level of
抵抗変化型メモリに代表される不揮発性メモリは、オーバーライト可能な不揮発性メモリであり、1バイトあたりの書き込み時間は数十n秒(nはナノ)と高速にアクセスできものである。例えば33n秒とし、書き込み単位を1バイトとすると、レート3に対応するレートは30Mバイト/秒となり、不揮発性記憶システムのレートを飛躍的に向上させるメモリ素子として期待されている。
しかしながら、この抵抗変化型メモリなどの高速メモリを適用したとしても、前述した不揮発性記憶システム(図6)においては、レート1やレート2を不揮発性メモリの性能に対応して可変できる仕組みにはなっていないので、レート2に律速してしまい、レート3の性能を出すことができない。
However, even when a high-speed memory such as the resistance change type memory is applied, in the above-described nonvolatile storage system (FIG. 6), there is a mechanism that can change the
更に言えば、上述したとおりフラッシュメモリにおいては、制約(A)、(B)があるため、バス3における現実的な書き込みレートをレート3として定義できないので、レート3に応じて不揮発性記憶システムのレートを最適化することにあまり意味がなかった。
Furthermore, since the flash memory has the constraints (A) and (B) as described above, the realistic write rate on the
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、使用する不揮発性メモリの性能に応じて、レート1やレート2に律速しない最高の書き込み性能のだせる、メモリコントローラ、不揮発性記憶装置、不揮発性記憶システム、及びデータ書き込み方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a memory controller, a nonvolatile storage device, and a nonvolatile storage system that can provide the highest writing performance not limited to rate 1 or rate 2 according to the performance of the nonvolatile memory to be used. And a data writing method.
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
すなわち、本発明における技術的手段は、不揮発性メモリからのデータの読み出し、及び外部から所定の転送レート(レート1)で転送されるデータの該不揮発性メモリへの書き込みを制御するメモリコントローラであって、前記メモリコントローラは、前記不揮発性メモリへ書き込まれる前のデータを前記レート1にて一時的に記憶するバッファと、前記不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知するレート3検知手段と、前記バッファに一時記憶されたデータを前記レート1にて前記不揮発性メモリに書き込む読み書き手段と、前記レート3を外部に通知するレート3通知手段と、を有していることを特徴とする。
That is, the technical means in the present invention is a memory controller that controls reading of data from a nonvolatile memory and writing of data transferred from the outside at a predetermined transfer rate (rate 1) to the nonvolatile memory. The memory controller temporarily stores the data before being written to the nonvolatile memory at the
なお、前記バッファのサイズは、前記不揮発性メモリへの書き込み単位の容量であることが好ましい。 The size of the buffer is preferably a capacity in units of writing to the nonvolatile memory.
さらに好ましくは、前記不揮発性メモリは、抵抗変化型メモリ、強誘電体メモリ、磁性記録式随時書き込み読み出しメモリ、オボニックユニファイドメモリに代表される、不揮発性RAMであるとよい。 More preferably, the non-volatile memory may be a non-volatile RAM represented by a resistance change memory, a ferroelectric memory, a magnetic recording type arbitrary write / read memory, and an ovonic unified memory.
また、本発明における技術的手段は、不揮発性メモリと、不揮発性メモリからのデータの読み出し、及び外部から所定の転送レート(レート1)で転送されるデータの該不揮発性メモリへの書き込みを制御するメモリコントローラとを有す不揮発性記憶装置であって、前記メモリコントローラは、前記不揮発性メモリへ書き込まれる前のデータを前記レート1にて一時的に記憶するバッファと、前記不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知するレート3検知手段と、前記バッファに一時記憶されたデータを前記レート1にて前記不揮発性メモリに書き込む読み書き手段と、前記レート3を外部に通知するレート3通知手段と、を有していることを特徴とする。
The technical means in the present invention controls the nonvolatile memory, the reading of data from the nonvolatile memory, and the writing of data transferred from the outside at a predetermined transfer rate (rate 1) to the nonvolatile memory. A non-volatile storage device having a memory controller, wherein the memory controller has a buffer for temporarily storing data before being written to the non-volatile memory at the
なお、前記バッファのサイズは、前記不揮発性メモリへの書き込み単位の容量であることが好ましい。 The size of the buffer is preferably a capacity in units of writing to the nonvolatile memory.
さらに好ましくは、前記不揮発性メモリは、抵抗変化型メモリ、強誘電体メモリ、磁性記録式随時書き込み読み出しメモリ、オボニックユニファイドメモリに代表される、不揮発性RAMであるとよい。 More preferably, the non-volatile memory may be a non-volatile RAM represented by a resistance change memory, a ferroelectric memory, a magnetic recording type arbitrary write / read memory, and an ovonic unified memory.
また、本発明における技術的手段は、アクセス装置と、不揮発性メモリと、不揮発性メモリからのデータの読み出し、及び前記アクセス装置から転送されるデータの該不揮発性メモリへの書き込みを制御するメモリコントローラとを有す不揮発性記憶システムであって、前記アクセス装置は、前記不揮発性メモリにアクセスすべく前記メモリコントローラに所定の転送レート(レート1)にてデータを転送し、前記メモリコントローラは、前記不揮発性メモリへ書き込まれる前のデータを前記レート1にて一時的に記憶するバッファと、前記不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知するレート3検知手段と、前記バッファに一時記憶されたデータを前記レート1にて前記不揮発性メモリに書き込む読み書き手段と、前記レート3を前記アクセス装置に通知するレート3通知手段とを有し、前記アクセス装置は、前記レート1が前記レート3と概ね等しくなるように調整するレート1調整手段を有していることを特徴とする。
The technical means in the present invention includes an access device, a nonvolatile memory, a memory controller that controls reading of data from the nonvolatile memory and writing of data transferred from the access device to the nonvolatile memory. The access device transfers data at a predetermined transfer rate (rate 1) to the memory controller to access the nonvolatile memory, and the memory controller A buffer that temporarily stores data before being written to the nonvolatile memory at the
なお、前記バッファのサイズは、前記不揮発性メモリへの書き込み単位の容量であることが好ましい。 The size of the buffer is preferably a capacity in units of writing to the nonvolatile memory.
さらに好ましくは、前記不揮発性メモリは、抵抗変化型メモリ、強誘電体メモリ、磁性記録式随時書き込み読み出しメモリ、オボニックユニファイドメモリに代表される、不揮発性RAMであるとよい。 More preferably, the non-volatile memory may be a non-volatile RAM represented by a resistance change memory, a ferroelectric memory, a magnetic recording type arbitrary write / read memory, and an ovonic unified memory.
また、本発明における技術的手段は、不揮発性メモリと、バッファとを備える不揮発性記憶装置へデータを書き込むデータ書き込み方法であって、前記不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知し、前記バッファへの所定の転送レート(レート1)を前記レート3と概ね等しくなるように調整し、前記データを前記レート1にて一時的に前記バッファに記憶し、前記バッファに一時記憶されたデータを前記レート1にて前記不揮発性メモリに書き込むことを特徴とする。
The technical means in the present invention is a data writing method for writing data to a nonvolatile memory device comprising a nonvolatile memory and a buffer, and the data in the nonvolatile memory is based on an ID code of the nonvolatile memory. A write rate (rate 3) to the memory cell array is detected, a predetermined transfer rate (rate 1) to the buffer is adjusted to be approximately equal to the
なお、前記バッファのサイズは、前記不揮発性メモリへの書き込み単位の容量であることが好ましい。 The size of the buffer is preferably a capacity in units of writing to the nonvolatile memory.
さらに好ましくは、前記不揮発性メモリは、抵抗変化型メモリ、強誘電体メモリ、磁性記録式随時書き込み読み出しメモリ、オボニックユニファイドメモリに代表される、不揮発性RAMであるとよい。 More preferably, the non-volatile memory may be a non-volatile RAM represented by a resistance change memory, a ferroelectric memory, a magnetic recording type arbitrary write / read memory, and an ovonic unified memory.
なお、言うまでもないが、レートとはアクセスタイム(時間)や転送周波数などのいわゆる速度情報ではなく、単位時間あたりの転送情報量を表すパラメータとして定義されるものである。もし、レート1やレート3を速度情報とすると、外部やアクセス装置からデータを受信する経路のビット幅と、不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込み経路のビット幅が異なっていた場合、それぞれの経路における単位時間あたりの転送情報量を概ね等しくなるように調整することができない。
Needless to say, the rate is not a so-called speed information such as an access time (time) or a transfer frequency, but is defined as a parameter representing the amount of transfer information per unit time. If
本発明によれば、不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知し、バッファへの転送レート(レート1)をレート3と概ね等しくなるように調整し、データをレート1にて一時的にバッファに記憶し、バッファに一時記憶されたデータをレート1にて不揮発性メモリに書き込むようにしたので、高速な不揮発性メモリを使用した場合、すなわちレート1よりレート3が大きい場合は、レート1をレート3に引き上げることとなり、不揮発性記憶システムのレートがレート3となる、言い換えれば調整前のレート2に律速しない高速なシステムが実現できる。また低速な不揮発性メモリを使用した場合、すなわちレート1よりレート3が小さい場合は、レート1をレート3に下げることとなり、メモリコントローラのピーク電流の抑制や低ノイズ化を実現することができる。
According to the present invention, the write rate (rate 3) to the memory cell array in the nonvolatile memory is detected based on the ID code of the nonvolatile memory, and the transfer rate (rate 1) to the buffer is substantially equal to the
更にバッファへの一時記憶や読み出しをレート1で同期的に行えるので、メモリコントローラ内部にレートを調整するための回路が不要となり、またバッファサイズを小さくすることができるので、低コストのシステムを実現することができる。更に、メモリコントローラから不揮発性メモリの転送レートをアクセス装置からの転送レート(レート1)と同じレートとし、レート1をレート3に応じて自動的に調整できるようにしたので、使用する不揮発性メモリの種類に応じてメモリコントローラを設計し直す必要がなく、開発コストを合理化することが可能となる。
Furthermore, since temporary storage and reading to and from the buffer can be performed synchronously at a rate of 1, a circuit for adjusting the rate in the memory controller is unnecessary, and the buffer size can be reduced, thus realizing a low-cost system. can do. Further, the transfer rate of the nonvolatile memory from the memory controller is set to the same rate as the transfer rate from the access device (rate 1), and the
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に於ける不揮発性記憶システムの実施方法を示したブロック図である。なお、本発明の特徴的なブロックは、レート3検知部103、レート3通知部104、IDコード114及びレート1調整部151である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a method for implementing a nonvolatile memory system according to an embodiment of the present invention. The characteristic blocks of the present invention are a
図1において、不揮発性記憶システムは、アクセス装置150と不揮発性記憶装置120とから構成され、不揮発性記憶装置120は、メモリコントローラ100と不揮発性メモリ110を含む。メモリコントローラ100はホストインターフェース2001、バッファ101、読み書き制御部102、レート3検知部103、レート3通知部104、CPU部105を含む。
In FIG. 1, the nonvolatile storage system includes an
バッファ101のサイズは、不揮発性メモリ110内のレジスタ111のサイズと同じである。なお、レジスタ111のサイズより大きくしても構わない。
The size of the
読み書き制御部102はバッファ101に一時記憶されたデータを不揮発性メモリ110に書き込んだり、不揮発性メモリ110に記憶されたデータをバッファ101に読み出したりするためのブロックである。
The read /
レート3検知部103は不揮発性メモリ110内に保持されているIDコード114に基づいてバス3のレートであるレート3を検知するブロック、レート3通知部104は、レート3検知部103が検知したレート3を保持するレジスタであり、アクセス装置150がこのレジスタを参照することによって、レート3をアクセス装置150に通知する。
The
CPU部105は、従来の不揮発性システムのCPU2007と同様に、メモリコントローラ100全体を制御したり、アクセス装置150から受信した論理アドレスに基づいて不揮発性メモリ110の物理アドレスを生成したりするものである。
The
不揮発性メモリ110は、引用した特許文献1に開示された抵抗変化型メモリのメモリセルアレイを含むものである。なお、強誘電体メモリ、磁性記録式随時書き込み読み出しメモリ、あるいはオボニックユニファイドメモリであっても構わない。これらを総称して不揮発性RAMとする。
The
レジスタ111は、1バイト分のデータを保持できるレジスタ、メモリセルアレイ112は、複数の抵抗変化型のメモリセルから構成されるものであり、制御回路113はレジスタ111に一時記憶されたデータをメモリセルアレイ112に書き込んだり、メモリセルアレイ112の物理アドレスを設定したりするための回路である。IDコード114は制御回路113のROM等に記憶されたコードであり、不揮発性メモリ110の種類を識別できるコードである。なお、IDコード114はメモリセルアレイ112内の一部の領域に予め書き込んでおくようにしても構わない。
The
アクセス装置150は、少なくともレート1調整部151を含む。レート1調整部151はレート3通知部104から読み込んだレート3の情報に基づき、アクセス装置150の転送時に使用する転送クロック(以降TCKとする)の周波数を制御するブロックである。
The
その他の回路ブロックは従来の不揮発性記憶システムと同様である。 Other circuit blocks are the same as those of the conventional nonvolatile memory system.
図2は、バッファ101の構成を示す説明図である。図2において、201はデータをラッチするためのDフリップフロップ、202はTCKを分周してDフリップフロップ201のクロック信号(以降、DCKとする)を出力するラッチ制御回路である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the
図3は、レート3検知部103に含まれるレートテーブルを示すメモリマップである。
FIG. 3 is a memory map showing a rate table included in the
図4は、レート1調整部151の処理内容を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the
図5は、バッファ101への一時記憶状態を示すタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart showing a state of temporary storage in the
以上のように構成された、本発明の不揮発性記憶システムについて、初期状態、電源立ち上げ時の初期化処理、通常動作時のデータ書き込み処理に分けて説明する。 The nonvolatile memory system of the present invention configured as described above will be described separately in an initial state, an initialization process at power-on, and a data write process in normal operation.
[初期状態]
まず、出荷前にメーカ側で設定される情報として、下記の2点がある。
[initial state]
First, the following two points are set as information set by the manufacturer before shipment.
(1)不揮発性メモリ110内に設定される情報
不揮発性メモリ110を識別するためのIDコード114が制御回路113内のROMに記憶される。なお、メモリセルアレイ112内に記憶されても構わない。また、メモリセルアレイ112内には、セキュリティ情報等のシステム情報を記憶したシステム領域と、ユーザがデータを読み書きする通常領域とがあるが、説明の簡略化のためシステム情報については説明を省略し、ここでは、メモリセルアレイ112の全領域が通常領域であるとして説明する。
(1) Information set in the
(2)レート3検知部103に設定される情報
レート3検知部103が含むレートテーブル(図3)には、様々な不揮発性メモリ毎の書き込みレート(レート3)を記憶しておき、IDコード114に対応してレート3が参照できるようにしておく。なおレートテーブルは予めROM上に生成しておくことが好ましい。
(2) Information set in the
[電源立ち上げ時の初期化処理]
アクセス装置150の電源の立ち上げにより、バス1を通じて不揮発性記憶装置120も電源が立ち上がり、不揮発性記憶装置120は初期化処理に移行する。初期化処理において、CPU部105は読み書き制御部102を介してIDコード114を読み込み、レート3検知部103に転送する。次にレート3検知部103が、内蔵するレートテーブル(図3)を参照し、該IDコードに対応するレート3パラメータを読み出し、それをレート3通知部104に転送する。レート3通知部104はレート3パラメータを保持する。
[Initialization at power-on]
When the
アクセス装置150内のレート1調整部151は、図4に示すフローチャートに従ってTCKを算出する。図4において、まず初期化処理かどうかを判定し(S400)、初期化処理であれば、レート3通知部104を参照しに行く(S401)。ここで、レート3通知部104に保持しているレート3パラメータとレート3との対応関係は、メモリカードの規格等で定めておけばよい。次に、アクセス装置150のバス1のビット幅(以降、WBITとする)と次式(以下、数式2)に基づき、TCKを決定する(S402)。本実施の形態において、WBITは4ビットとする。
The
TCK[Hz]=レート3[Mバイト/秒]×(8ビット/WBIT)
なお、不揮発性メモリ110としてフラッシュメモリを使用した従来の不揮発性記憶システムにおいては、フラッシュメモリの書き替え保証回数が1万回〜10万回と比較的小さいので、ウェアレベリングを行う為の論理物理変換テーブル等をメモリコントローラ内のRAM上に作成する必要があったが、本発明の実施の形態に示すように、抵抗変化型メモリなどの不揮発性RAMを使用した不揮発性記憶システムにおいては、抵抗変化型メモリの書き替え保証回数が100億回と非常に大きいので、特にウェアレベルリングする必要がない。従って、従来のような論理物理アドレス変換テーブル等を作成し、論理物理アドレス変換処理を行なう必要は特にないが、従来通り論理物理アドレス変換処理を行っても構わない。本発明の実施の形態においては簡単のため、アクセス装置150が指定した論理アドレスを不揮発性メモリ110の物理アドレスとして使用する。
TCK [Hz] = Rate 3 [Mbyte / sec] × (8 bits / WBIT)
In a conventional nonvolatile storage system using a flash memory as the
[通常動作時のデータ書き込み処理]
アクセス装置150が、最小書き込み単位であるセクタ単位(512バイト)で512バイト分のデータを書き込む場合について説明する。なお、不揮発性メモリ110として、IDコードが0x8(0xは16進数を表す記号)、すなわちレートが30Mバイト/秒の不揮発性メモリを使用するものとする(図3)。この場合、初期化処理において、CPU部105が不揮発性メモリ110からIDコード114(値0x8)を読み出し、レート3検知部103が、内蔵するレートテーブル(図3)を参照し、該IDコードに対応するレート3パラメータ(値0x1e)を読み出し、それをレート3通知部104に転送する。アクセス装置150内のレート調整部151は、レート3通知部104を参照し、前述した数式2に基づきTCKを60MHzとしてデータの転送を行う。
[Data write processing during normal operation]
A case will be described in which the
図5において、アクセス装置150が512バイト単位での論理セクタアドレスを引数にもつライトコマンド(以降、WCMDする)をホストインターフェース2001に転送し、続いて512バイト分のデータを転送する。ホストインターフェース2001はCPU部105にライトコマンドを受信したことを通知し、TCKの立ち上がりエッジでデータを内部にラッチする。なお、0L及び0Uは、それぞれバイト0の下位4ビットと上位4ビットを表しており、下位4ビット及び上位4ビットをまとめた8ビット単位でラッチする。
In FIG. 5, the
CPU部105はホストインターフェース2001がWCMDを受信した直後に受信フラグをアクティブ(値1)にセットし、バッファ101へのデータの書き込み処理を開始する。
The
図2において、ラッチ制御回路202は次式に示す数式3に基づき分周比を算出しTCKをDCKに分周する。なお、DBITとは、Dフリップフロップ201のビット幅であり、本実施の形態では8ビットとする。従って、分周比は、「2」となる。Dフリップフロップ201のビット幅はレジスタ111のサイズに対応させる方が好ましい。
In FIG. 2, the
分周比 = DBIT(8ビット)/WBIT(4ビット)
データはDCKの立ち上がりエッジでDフリップフロップ201にラッチされ、Dフリップフロップ201にラッチされたデータおよびDCKは読み書き制御部102に転送される。データが読み書き制御部102においては、書き込みイネーブルフラグがアクティブ(値1)の期間、Dフリップフロップ201にラッチされたデータをDCKの立ち下がりエッジで取り込み、バス2を介して不揮発性メモリ110内のレジスタ111に書き込む。それと同時に、CPU部105はアクセス装置150から受信した論理セクタアドレスをバイト単位に分割した論理バイトアドレスを制御回路113に転送し、その直後に読み書き制御部102が書き込み開始命令を指示することにより、レジスタ111からメモリセルアレイ112に1バイト分のデータが書き込まれる。なお書き込みイネーブルフラグは、ラッチ制御回路202が前述した受信フラグをDCKの立ち上がりエッジで2回ラッチすることにより生成されるフラグである。このようにして、512バイト分のデータがバッファ102と読み書き制御部102を介して不揮発性メモリ110に書き込まれることとなる。
Dividing ratio = DBIT (8 bits) / WBIT (4 bits)
Data is latched in the D flip-
以上のように、本発明の実施形態に示す不揮発性記憶システムは、不揮発性メモリ110が有するIDコード114に基づき不揮発性メモリ110内のメモリセルアレイ112への書き込みレート(レート3)を検知し、アクセス装置150がデータを転送するレート、およびバッファ101から不揮発性メモリ110に転送するレートが概ねレート3になるようにレート1を調整する。従って、例えば30Mバイト/秒のレートを有する高速な不揮発性メモリを使用した場合、レート1を30Mバイト/秒の高レートに引き上げることとなり、不揮発性記憶システムのレートが30Mバイト/秒の高レートとなる。一方、例えば10Mバイト/秒のレートを有する比較的低速な不揮発性メモリを使用した場合、レート1を10Mバイト/秒の低レートに下げることとなり、メモリコントローラのピーク電流の抑制や低ノイズ化を実現することができる。また、アクセス装置150がデータを転送するレートとバッファ101から不揮発性メモリ110に転送するレートとを等しくできる、言い換えればバッファ101におけるレート調整が不要となるので、バッファ101の容量を削減し、Dフリップフロック201のような小さな回路で実現することができる。
As described above, the nonvolatile memory system according to the embodiment of the present invention detects the write rate (rate 3) to the
なお、本発明の実施の形態において、不揮発性メモリ110として抵抗変化型メモリを使用したが、その他の不揮発性メモリを用いても構わない。また、レジスタ111はバイト単位であるが、2バイトや4バイト単位など、不揮発性メモリに都合の良い容量単位であっても構わない。またバッファ101もバイト単位である必要はなく、他の容量単位でよい。但し、レジスタのサイズに合わせた方が好ましい。また、レート1調整部151は、レート3通知部104が保持するレート3パラメータを参照するようにしたが、レート3通知部104側からアクセス装置150に対してレート3パラメータを送信する仕組みしても構わない。また、レート3通知部104はレート3パラメータを保持できるレジスタとしたが、メモリセルアレイ112の一部の領域にレート3パラメータを記憶しておき、アクセス装置150がそこを参照するようにしても構わない。
In the embodiment of the present invention, the resistance change type memory is used as the
本発明にかかる不揮発性記憶システムは、抵抗変化型メモリなどの高速なメモリ装置を用いた不揮発性記憶装置において、高速書き込みのできるシステム及び書き込み方法を提案したものであり、半導体メモリカード等の不揮発性記憶装置を使用した静止画記録再生装置や動画記録再生装置、あるいは携帯電話等において有益である。 The nonvolatile memory system according to the present invention proposes a system and a writing method capable of high-speed writing in a nonvolatile memory device using a high-speed memory device such as a resistance change type memory. This is useful in a still image recording / reproducing device, a moving image recording / reproducing device, a cellular phone, etc.
100 メモリコントローラ
101 バッファ
102 読み書き制御部
103 レート3検知部
104 レート3通知部
105 CPU部
110 不揮発性メモリ
111 レジスタ
112 メモリセルアレイ
113 制御回路
114 IDコード
120 不揮発性記憶装置
150 アクセス装置
151 レート1調整部
201 Dフリップフロップ
202 ラッチ制御回路
2000 アクセス装置
2001 ホストインターフェース
2002、2005 切り替え回路
2003、2004 バッファ
2006 読み書き制御部
3000 メモリコントローラ
4000 不揮発性メモリ
4001 レジスタ
4002 メモリセルアレイ
4003 制御回路
5000 不揮発性記憶装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記メモリコントローラは、
前記不揮発性メモリへ書き込まれる前のデータを前記レート1にて一時的に記憶するバッファと、
前記不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知するレート3検知手段と、
前記バッファに一時記憶されたデータを前記レート1にて前記不揮発性メモリに書き込む読み書き手段と、
前記レート3を外部に通知するレート3通知手段と、
を有していることを特徴とするメモリコントローラ。 A memory controller that controls reading of data from a nonvolatile memory and writing of data transferred from the outside at a predetermined transfer rate (rate 1) to the nonvolatile memory,
The memory controller is
A buffer that temporarily stores data before being written to the nonvolatile memory at the rate 1;
Rate 3 detection means for detecting a write rate (rate 3) to a memory cell array in the nonvolatile memory based on an ID code of the nonvolatile memory;
Read / write means for writing the data temporarily stored in the buffer to the nonvolatile memory at the rate 1;
Rate 3 notification means for notifying the rate 3 to the outside;
A memory controller.
前記メモリコントローラは、
前記不揮発性メモリへ書き込まれる前のデータを前記レート1にて一時的に記憶するバッファと、
前記不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知するレート3検知手段と、
前記バッファに一時記憶されたデータを前記レート1にて前記不揮発性メモリに書き込む読み書き手段と、
前記レート3を外部に通知するレート3通知手段と、
を有していることを特徴とする不揮発性記憶装置。 Nonvolatile memory having a nonvolatile memory and a memory controller that controls reading of data from the nonvolatile memory and writing of data transferred from the outside at a predetermined transfer rate (rate 1) to the nonvolatile memory A device,
The memory controller is
A buffer that temporarily stores data before being written to the nonvolatile memory at the rate 1;
Rate 3 detection means for detecting a write rate (rate 3) to a memory cell array in the nonvolatile memory based on an ID code of the nonvolatile memory;
Read / write means for writing the data temporarily stored in the buffer to the nonvolatile memory at the rate 1;
Rate 3 notification means for notifying the rate 3 to the outside;
A non-volatile storage device comprising:
前記アクセス装置は、前記不揮発性メモリにアクセスすべく前記メモリコントローラに所定の転送レート(レート1)にてデータを転送し、
前記メモリコントローラは、
前記不揮発性メモリへ書き込まれる前のデータを前記レート1にて一時的に記憶するバッファと、
前記不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知するレート3検知手段と、
前記バッファに一時記憶されたデータを前記レート1にて前記不揮発性メモリに書き込む読み書き手段と、
前記レート3を前記アクセス装置に通知するレート3通知手段とを有し、
前記アクセス装置は、前記レート1が前記レート3と概ね等しくなるように調整するレート1調整手段を有していることを特徴とする不揮発性記憶システム。 A non-volatile storage system having an access device, a non-volatile memory, and a memory controller that controls reading of data from the non-volatile memory and writing of data transferred from the access device to the non-volatile memory. And
The access device transfers data at a predetermined transfer rate (rate 1) to the memory controller to access the nonvolatile memory,
The memory controller is
A buffer that temporarily stores data before being written to the nonvolatile memory at the rate 1;
Rate 3 detection means for detecting a write rate (rate 3) to a memory cell array in the nonvolatile memory based on an ID code of the nonvolatile memory;
Read / write means for writing the data temporarily stored in the buffer to the nonvolatile memory at the rate 1;
Rate 3 notification means for notifying the access device of the rate 3;
The non-volatile storage system according to claim 1, wherein the access device includes rate 1 adjusting means for adjusting the rate 1 so as to be approximately equal to the rate 3.
前記不揮発性メモリが有するIDコードに基づき該不揮発性メモリ内のメモリセルアレイへの書き込みレート(レート3)を検知し、
前記バッファへの所定の転送レート(レート1)を前記レート3と概ね等しくなるように調整し、
前記データを前記レート1にて一時的に前記バッファに記憶し、
前記バッファに一時記憶されたデータを前記レート1にて前記不揮発性メモリに書き込むデータ書き込み方法。 A data writing method for writing data to a nonvolatile storage device comprising a nonvolatile memory and a buffer,
Based on the ID code of the non-volatile memory, a write rate (rate 3) to the memory cell array in the non-volatile memory is detected,
Adjusting the predetermined transfer rate (rate 1) to the buffer to be approximately equal to the rate 3;
Temporarily storing the data at the rate 1 in the buffer;
A data writing method for writing data temporarily stored in the buffer to the nonvolatile memory at the rate 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006125507A JP2007299142A (en) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | MEMORY CONTROLLER, NONVOLATILE MEMORY DEVICE, NONVOLATILE MEMORY SYSTEM, AND DATA WRITE METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006125507A JP2007299142A (en) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | MEMORY CONTROLLER, NONVOLATILE MEMORY DEVICE, NONVOLATILE MEMORY SYSTEM, AND DATA WRITE METHOD |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007299142A true JP2007299142A (en) | 2007-11-15 |
Family
ID=38768590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006125507A Pending JP2007299142A (en) | 2006-04-28 | 2006-04-28 | MEMORY CONTROLLER, NONVOLATILE MEMORY DEVICE, NONVOLATILE MEMORY SYSTEM, AND DATA WRITE METHOD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007299142A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114987058A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-02 | 珠海天威技术开发有限公司 | Consumable chip, data reading and writing method thereof and consumable container |
-
2006
- 2006-04-28 JP JP2006125507A patent/JP2007299142A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114987058A (en) * | 2022-06-27 | 2022-09-02 | 珠海天威技术开发有限公司 | Consumable chip, data reading and writing method thereof and consumable container |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107844431B (en) | Mapping table updating method, memory control circuit unit and memory storage device | |
| US6434658B1 (en) | Memory device operable with a small-capacity buffer memory and having a flash memory | |
| US20070214309A1 (en) | Nonvolatile storage device and data writing method thereof | |
| US6366977B1 (en) | Semiconductor storage device employing cluster unit data transfer scheme and data management method thereof | |
| KR101431205B1 (en) | Cache memory device and data processing method of the device | |
| US8127072B2 (en) | Data storage device and method for accessing flash memory | |
| JPWO2006067923A1 (en) | MEMORY CONTROLLER, NONVOLATILE MEMORY DEVICE, NONVOLATILE MEMORY SYSTEM, AND MEMORY CONTROL METHOD | |
| US20250306757A1 (en) | Memory system and memory control method | |
| CN111078146A (en) | Memory management method, memory storage device and memory control circuit unit | |
| US7245527B2 (en) | Nonvolatile memory system using magneto-resistive random access memory (MRAM) | |
| US11687282B2 (en) | Time to live for load commands | |
| US20090210612A1 (en) | Memory controller, nonvolatile memory device, and nonvolatile memory system | |
| CN114328297A (en) | Mapping table management method, memory control circuit unit and memory storage device | |
| US20170115925A1 (en) | Valid data merging method, memory controller and memory storage apparatus | |
| US20220107835A1 (en) | Time to Live for Memory Access by Processors | |
| JP4254932B2 (en) | Memory controller and flash memory system | |
| JP2007299142A (en) | MEMORY CONTROLLER, NONVOLATILE MEMORY DEVICE, NONVOLATILE MEMORY SYSTEM, AND DATA WRITE METHOD | |
| JP4177292B2 (en) | MEMORY CONTROLLER, FLASH MEMORY SYSTEM, AND FLASH MEMORY CONTROL METHOD | |
| KR100538338B1 (en) | Method for Uniformly Distributing Memory Blocks of Flash Memory and Data Storage Device Using The Method | |
| JP2007299143A (en) | Nonvolatile storage system and data writing method | |
| JP2008033379A (en) | Nonvolatile memory device | |
| JPH06162786A (en) | Information processor using flash memory | |
| CN107436729B (en) | Control device of storage system and storage space recovery method thereof | |
| JP4177301B2 (en) | Memory controller, flash memory system, and flash memory control method | |
| US12292825B2 (en) | Memory control method, memory storage device and memory control circuit unit |