JP2009064263A - メモリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不揮発性記憶領域の消費を抑制でき、多重化されたファイル管理情報を用いてファイル管理を行うホスト装置からのデータのリード／ライトに対処できるメモリ装置を提供する。
【解決手段】ＦＡＴ（１）とそのバックアップ情報となるＦＡＴ（２）とを備えた多重化されたファイル管理情報を用いたＦＡＴファイルシステムを採用したホスト装置２からのデータのリード／ライトの指示に対して、不揮発性領域としてのＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２を備えたメモリシステム１を構成するコントローラ１１は、バックアップ情報を有しないファイル管理情報としてのＦＡＴ１８を用いて前記データのリード／ライトに対処する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファイル管理の際のメモリ領域の消費等を抑制するメモリ装置に関する。

従来のメモリ装置においては、一般的には、図６に示すような構成のメモリシステム５１として使用される。メモリシステム５１は、バスを介して接続されるホスト装置とプロトコルをやり取りするコントローラ５２と、データを保持する不揮発性記憶領域５３とを備えている。
メモリシステム５１が、例えばＦＡＴ（ファイル・アロケーション・テーブル）をベースとしたＦＡＴファイルシステムの場合、この不揮発性記憶領域５３には、写真やファイルなどのユーザデータ、それらのファイル情報を管理しているＦＡＴファイルシステムデータ、コントローラ５２が管理動作を行うための管理情報データなどが記憶される。
このため、このメモリシステム５１は、その不揮発性記憶領域５３の記憶容量としてその値以上の不揮発性記憶領域５３を必要とする。

図７は、ホスト装置５４を含めた従来のＦＡＴファイルシステムの作用を示す。従来のＦＡＴファイルシステムにおいては、ホスト装置５４は、メモリシステム５１にリード／ライトするデータをファイルとして管理するためのファイル管理情報として同じものを複数、つまりファイル管理情報を多重化して設ける仕様となっている。
このため、図７に示すようにホスト装置５４は、ファイル管理情報としてホスト側第１のＦＡＴ（１）の他に、そのバックアップ（コピー）情報としてのホスト側第２の２ＦＡＴ（２）を備えており、当然ホスト側第２のＦＡＴ（２）のデータはホスト側第１のＦＡＴ（１）と同じデータである。
また、ホスト装置５４は、このように多重化したホスト側第１のＦＡＴ（１）とホスト側第２のＦＡＴ（２）のファイル管理情報に従って、メモリシステム５１にデータのリード／ライトの指示を行う。

これに対応して、メモリシステム５１のコントローラ５２は、不揮発性記憶領域５３に、ホスト側第１のＦＡＴ（１）とホスト側第２のＦＡＴ（２）にそれぞれ対応するファイル管理情報としてメモリ側第１のＦＡＴ（１）とメモリ側第２のＦＡＴ（２）を作成する。
従来例においては、メモリ側第１のＦＡＴ（１）、メモリ側第２の ＦＡＴ（２）がＦＡＴファイルシステム領域のほとんどを占めている。
また、メモリ側第１のＦＡＴ（１）、メモリ側第２の ＦＡＴ（２）は、ホスト装置５４側からのリード／ライト（参照／書き換え）の頻度が高く、高速化のためコントローラ５２によって、キャッシュなどを用いて管理されていることが多い。
従って、メモリ側第１のＦＡＴ（１）、メモリ側第２の ＦＡＴ（２）は、本来のメモリ側第１のＦＡＴ（１）、メモリ側第２の ＦＡＴ（２）のみのデータと同じサイズのユーザデータより、多くの不揮発性記憶領域５３を消費していることが多い。
小型化かつ大容量に適したＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリで不揮発性記憶領域５３を形成した場合、コントローラ５２が動作するためには、常にマージンとして使用可能な不揮発性記憶領域を常に保持していなければならず、不揮発性記憶領域の減少はメモリシステム５１の性能の低下を招く。

また近年、不揮発性記憶領域のプロセスの微細化により、不揮発性記憶領域自体の不良も増え、メモリシステム５１内部の使用可能な不揮発性記憶領域５３が減少し、コントローラ５２がその性能を十分に発揮できない状態も発生している。
このため、不揮発性記憶領域５３の消費を抑制して、コントローラ５２がその機能を十分に発揮できる状態を維持若しくは確保できるようにすることが望まれる。
一方、特許文献１には、所定のファイルシステムの管理対象外の記録領域を活用するために、その記録領域にディレクトリをバックアップする容量が存在する場合には、バックアップを行い、存在しない場合にはバックアップを行わない装置や方法が開示されている。
この特許文献１は、できるだけディレクトリのバックアップを行おうものであり、上述した問題点、つまり不揮発性記憶領域５３の減少或いは消費によるコントローラ５２の性能を十分に発揮できない状態を改善若しくは解消するものでない。
２００５−３３９６２８号公報

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、不揮発性記憶領域の消費を抑制でき、多重化されたファイル管理情報を用いてファイル管理を行うホスト装置からのデータのリード／ライトに対処できるメモリ装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るメモリ装置は、データを書き換え可能に記憶する不揮発性記憶領域を有する不揮発性メモリと、前記不揮発性記憶領域にデータのリード／ライトを行うための制御を行うコントローラとを備え、バックアップ情報を含むように多重化されたファイル管理情報を生成するファイルシステムで管理する外部のホスト装置からのデータのリード／ライトの指示に対して、前記コントローラは、前記不揮発性記憶領域中に生成したバックアップ情報を有しないファイル管理情報により、前記データのリード／ライトに対応する制御を行うファイル管理情報制御部を具備することを特徴とするメモリ装置。

本発明によれば、不揮発性記憶領域の消費を抑制して、ホスト装置からのデータのリード／ライトに対処できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るメモリ装置で採用されているメモリシステム１の構成をホスト装置２に装着された状態の構成例を示す。
ホスト装置２は、メモリシステム１のデータをファイルとして管理するファイル管理システムとして、例えばＦＡＴ（ファイル・アロケーション・テーブル）をファイル管理情報として用いるＦＡＴファイルシステムを採用している。
デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ等により構成されるホスト装置２は、ＦＡＴファイルシステムを用いてメモリシステム１を管理するホストコントローラ４と、メモリシステム１を管理するためのファイル管理情報等を格納するファイル情報記憶手段としての例えばホストメモリ５とを備えている。なお、ファイル情報記憶手段は、ホストメモリ５でなく、例えばハードディスク装置等で構成しても良い。

上述したようにこのＦＡＴファイルシステムにおいては、ホスト装置２のホストコントローラ４は、ホストメモリ５に、多重化したファイル管理情報として、ホスト側第１のＦＡＴ（１）と、そのバックアップ（コピー）情報としてのホスト側第２のＦＡＴ（２）を形成してこのメモリシステム１を管理する。なお、以下ではホスト側第１のＦＡＴ（１）を単に、ＦＡＴ（１）と略記する（ホスト側第２のＦＡＴ（２）も同様に略記）。
なお、図１では２重化の場合を示しているが、ＦＡＴファイルシステムの仕様上、３重化以上、つまりホスト側第３のＦＡＴ（３）等をホストメモリ５に形成しても良い。
一方、このＦＡＴファイルシステムを用いたホスト装置２により管理（制御）されるメモリシステム１は、ホストコントローラ４と所定のプロトコルで通信を行うコントローラ１１と、このコントローラ１１の制御下で、データのリード／ライト（或いは参照／書き込み）が可能な不揮発性記憶領域を形成する例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２とを有する。

不揮発性記憶領域を形成する不揮発性メモリとして、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２を採用することにより、ＮＯＲ型フラッシュメモリの場合よりも小さなサイズで記憶容量を大きくするができるメリットを備える。
このコントローラ１１は、このコントローラ１１内の各部の制御及びＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２へのデータのリード／ライトの制御等を行うＣＰＵ１３を有する。
また、このコントローラ１１は、ホストコントローラ４と電気的に接続されることにより通信を行うことを可能とする第１のインターフェース（第１のＩ／Ｆと略記）１４、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２と電気的に接続され、データの受け渡しを行う第２のインタフェース（第２のＩ／Ｆと略記）１５、一時的にデータを格納するバッファＲＡＭ１６、誤り訂正などに使用されるメモリとしてのＳＲＡＭ１７とを備えている。

このＳＲＡＭ１７は、ホストコントローラ４とデータを送受する場合にＣＰＵ１３により使用可能であると共に、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２にデータをリード／ライトする場合に使用することもできる。
また、本実施形態においては、ホスト装置２がファイル管理情報を多重化して管理するＦＡＴファイルシステムにおいて、メモリシステム１は、そのＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に、バックアップ情報を有しない、（多重化されていない）ファイル管理情報としてのＦＡＴ１８を有する。
そして、このコントローラ１１のＣＰＵ１３は、多重化されていない、つまり上記のようにバックアップ情報を有しない１つのファイル管理情報としてのＦＡＴ１８により、ホスト装置２からのデータのリード／ライトに対処する制御を行うファイル管理情報制御部１３ａの機能を備える。
このようにバックアップ情報を有しないファイル管理情報としてのＦＡＴ１８を生成することにより、不揮発性記憶領域を形成するＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２の記憶領域が多重化（バックアップ情報）により消費されることを防止して、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２の記憶領域が低減することを有効に防止する。

従って、このＣＰＵ１３は、ホストコントローラ４からＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２へのデータのリード／ライトに関する指示を受けた場合、バックアップ情報を有しないＦＡＴ１８を用いて対処する制御動作を行う。このように対処するプログラムは、例えばＣＰＵ１３内部の図示しないＲＯＭに格納されている。なお、このプログラムを例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に格納しても良い。
このメモリシステム１は、ホスト装置２に装着され、ホスト装置２から電源が供給されると、ＣＰＵ１３は、ＲＯＭのプログラムをロードして、そのプログラムに従った制御動作を行う。
また、本実施形態においては、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２における所定の記憶領域に、キャッシュ領域１９を形成して、特にデータの書き替えの処理に対してより高速な対応ができるようにしている。

バックアップ情報を備えた多重化されたファイル管理情報としてのＦＡＴ（１）、ＦＡＴ（２）で管理するホスト装置２からのデータのリード／ライトの指示に対して、多重化されていないファイル管理情報としてのＦＡＴ１８により対処する構成例として複数考えられる。
その第１の構成例としては、ＣＰＵ１３は、ＦＡＴ１８をＦＡＴ（１）のみに対応つけて、ホスト装置２からのデータのリード／ライトの指示に対処する。図２は、この第１の構成例のメモリシステム１におけるホスト装置２からのデータのリード／ライトに対する動作の概略を示す。
図２に示すようにホスト装置２は、メモリシステム１のファイルを管理するため多重化されたＦＡＴ（１）、ＦＡＴ（２）を生成する。これに対してメモリシステム１は、そのメモリシステム１の不揮発性記憶領域としてのＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２中にバックアップ情報を有しないＦＡＴ１８を生成する。

そして、例えばユーザによるホスト装置２としてのデジタルカメラの使用などにより、ホスト装置２側からメモリシステム１に対してデータのリード／ライトの指示が発生する。
メモリシステム１のコントローラ１１（のＣＰＵ１３）は、ホスト装置２からＦＡＴ（１）及びそのバックアップ情報としてのＦＡＴ（２）に対応したデータのリード／ライトの指示に対して、図２の太い矢印で示すように例えばＦＡＴ（１）のみにＦＡＴ１８を対応付けたような制御動作、つまりリード／ライトを行う。
これに対して、ＦＡＴ（２）に対応したリードの指示に対しては、コントローラ１１は、図２の太い矢印で示すようＦＡＴ１８のファイル管理情報を返し、ライトの指示に対しては、そのライト動作を実行しない（ライトの指示を無視する）。

より具体的に説明すると、ホスト装置２からＦＡＴ（１）に関するデータのライトの指示があった場合には、コントローラ１１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２に指示されたデータをライトする。そのデータが、ファイルのファイル管理情報の場合には、ＦＡＴ１８のファイル管理情報部分をライト（書き込み）することになり、ＦＡＴ１８の内容は変更される。
同様に、ホスト装置２からＦＡＴ（１）のデータのリードの指示に対しては、コントローラ１１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２における指示されたデータをリードする。 この場合、そのデータがファイル管理情報となるＦＡＴ１８の場合には、そのＦＡＴ１８のファイル管理情報をリード（参照）する。そして、コントローラ１１は、リードしたデータをホスト装置２に送信する。

ホスト装置２は、コントローラ１１から送信されたファイル管理情報がＦＡＴ（１）の以前のものと異なる場合には、ＦＡＴ（１）のファイル管理情報を更新する。
また、ホスト装置２からＦＡＴ（１）のバックアップ情報となるＦＡＴ（２）に関するデータのリードの指示に対しては、コントローラ１１は、ＦＡＴ（１）の場合と同様に指示されたデータをリードする。そして、コントローラ１１は、リードした情報をホスト装置２に送信する。
また、ホスト装置２からＦＡＴ（２）に関するデータのライトの指示に対しては、コントローラ１１は、そのデータのライトの制御動作を行わない。

メモリシステム１のコントローラ１１は、上記のように、多重化されたファイル管理情報を用いてファイル管理を行うホスト装置２からのデータのリード／ライトに対処する。この対処により、メモリシステム１は、ホスト装置２のように多重化されたファイル管理情報を生成しない、つまり、バックアップ情報を有しないファイル管理情報を生成する。 そして、このファイル管理情報でホスト装置２からのデータのリード／ライトに対処するため、不揮発性記憶領域が多重化のために消費されてしまうことを有効に抑制したり、不揮発性記憶領域が多重化のために減少してしまうことを有効に防止できる。
また、多重化した場合よりも、ホスト装置２からの指示に対応する処理量を低減できるため、高速処理することが可能となる。
第２の構成例として、ＣＰＵ１３は、ＦＡＴ１８をＦＡＴ（２）のみに対応つけて、ホスト装置２からのデータのリード／ライトの指示に対処する。図３は、この第２の構成例のメモリシステム１におけるホスト装置２からのデータのリード／ライトに対する動作の概略を示す。
図３の動作は、図２の動作において、ＦＡＴ（１）とＦＡＴ（２）とを入れ替えた動作に該当する。このため、その動作の説明を省略する。
この場合の効果は、第１の構成例の場合と同様である。
また、第３の構成例として、ＣＰＵ１３は、ＦＡＴ１８をＦＡＴ（１）、ＦＡＴ（２）のいずれにも対応つけて、ホスト装置２からのデータのリード／ライトの指示に対処する。図４は、この第３の構成例のメモリシステム１におけるホスト装置２からのデータのリード／ライトに対する動作の概略を示す。

この場合には、ホスト装置２からＦＡＴ（１）に関するデータのリード／ライトの指示に対して、ＣＰＵ１３は、ＦＡＴ１８によりその指示に対処したリード／ライトを行う。 また、同様にホスト装置２からＦＡＴ（２）に関するデータのリード／ライトの指示に対して、ＣＰＵ１３は、ＦＡＴ１８によりその指示に対処したリード／ライトを行う。 この場合にも不揮発性記憶領域が多重化のために消費されてしまうこと抑制できる。また、この場合には、ホスト装置２から最新に指示されたファイル管理情報を保存できる。 また、上述した実施形態においては、ホスト装置２側が多重化されたファイル管理情報を用いてファイル管理を行うのに対して、メモリシステム１側のコントローラ１１は、その多重化を解除してバックアップ情報を有しないファイル管理情報でファイル管理を行うため、以下のようにエラー訂正符号（ＥＣＣ）を付加してファイル管理を行うようにしても良い。

図５は、例えば第３の構成の場合に対して、エラー訂正符号を付加してファイル管理を行う場合の動作のフローチャートを示す。なお、以下では、ＦＡＴ１８のファイル管理情報となるＦＡＴデータと共に、データ領域のデータもエラー訂正符号を付加してライトする場合で説明する。
最初のステップＳ１において、コントローラ１１のＣＰＵ１３はホストコントローラ４からの指示を待つ。
そして、ホストコントローラ４から指示があると、ステップＳ２に示すようにＣＰＵ１３は、データのライトであるか、ステップＳ３に示すようにデータのリードの指示であるかの判定を行う。

ステップＳ２の判定においてＣＰＵ１３は、データのライトの指示であると判定した場合には、ステップＳ４に示すように指示されたデータにエラー訂正符号を付加してＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１２にライトする。
この場合、ＣＰＵ１３は、指示されたデータがＦＡＴ１８に書き込むファイル管理情報となるＦＡＴデータの場合には、このＦＡＴデータにエラー訂正符号を付加してＦＡＴデータのライトを行う。
また、指示されたデータがＦＡＴデータでなく、データ領域のデータの場合には、そのデータにもエラー訂正符号を付加してデータのライトを行うと共に、このデータに該当するＦＡＴデータにエラー訂正符号を付加してＦＡＴデータのライトも行う（変形例として、ＦＡＴデータの場合のみ、エラー訂正符号を付加するようにしても良い）。

そして、ステップＳ５に示すようにＣＰＵ１３は、ライトの動作完了をホスト装置２のホストコントローラ４に通知して、このライトの処理を終了する。
一方、ステップＳ２の判定でライトでないと判定した場合には、ステップＳ３においてＣＰＵ１３はデータのリードであるか否かの判定を行う。そして、リードと判定した場合には、ステップＳ６に示すようにＣＰＵ１３は、データをリードし、かつエラー訂正処理を行う。そしてステップＳ７に示すようにＣＰＵ１３は、そのデータをホスト装置２のホストコントローラ４に送信する。そして、このリードの処理を終了する。
また、ステップＳ３の判定処理においてリードでもないと判定した場合には、図５の処理を終了する。

図５に示すようなファイル管理を行うことにより、多重化しないでＦＡＴ１８でファイル管理を行う場合にも、エラー訂正符号の付加により信頼性を確保することができる。この場合、エラー訂正符号の付加により、付加しない場合よりも記憶領域を消費するが、多重化する場合のデータ量に比べると、遙かに消費量を抑制できる。
なお、図５の場合の処理を、第１の構成或いは第２の構成の場合に適用しても良い。

また、エラー訂正符号を付加する場合、そのエラー訂正機能、訂正能力をユーザが選択設定できるようにしても良い。

また、キャッシュ領域１９を用いて書き替えを必要とするデータのライトに対処すると、データの書き替えの際にブロック消去等を行う事無く、高速にデータの書き替えができる。
上述の説明では、ＦＡＴファイルシステムを採用したホスト装置２の場合で説明したが、ホスト装置２が多重化してファイル管理するファイルシステムとしてはこれに限定されるものでない。
本実施形態は、例えば、ＮＴＦＳ（New Technology File System）、Ｅｘｔ（Second Extended File System）等のファイルシステムの場合に適用することもできる。

本発明の一実施形態に係るメモリシステムがホスト装置に装着された状態での構成を示すブロック図。 一実施形態に係るメモリシステムの第１の構成例の場合の動作の説明図。 一実施形態に係るメモリシステムの第２の構成例の場合の動作の説明図。 一実施形態に係るメモリシステムの第３の構成例の場合の動作の説明図。 エラー訂正符号を付加してデータのライト等を行う場合の動作内容を示すフローチャート。 従来例のメモリシステムの構成を示す図。 従来例のＦＡＴファイルシステムによるメモリシステムの管理の概略を示す図。

符号の説明

１…メモリシステム、２…ホスト装置、４…ホストコントローラ、１１…コントローラ、１２…ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ、１３…ＣＰＵ、１３ａ…ファイル管理情報制御部、１８…ＦＡＴ、１９…キャッシュ領域

Claims (5)

1. データを書き換え可能に記憶する不揮発性記憶領域を有する不揮発性メモリと、前記不揮発性記憶領域にデータのリード／ライトを行うための制御を行うコントローラとを備え、
   バックアップ情報を含むように多重化されたファイル管理情報を生成するファイルシステムで管理する外部のホスト装置からのデータのリード／ライトの指示に対して、
   前記コントローラは、前記不揮発性記憶領域中に生成したバックアップ情報を有しないファイル管理情報により、前記データのリード／ライトに対応する制御を行うファイル管理情報制御部を具備することを特徴とするメモリ装置。
2. 前記多重化されたファイル管理情報が第１のファイル管理情報と、該第１のファイル管理情報のバップアップ情報としての第２のファイル管理情報とからなる場合、前記ファイル管理情報制御部は、前記第１のファイル管理情報のみに対応付けして、前記不揮発性記憶領域中に前記バックアップ情報を有しないファイル管理情報を生成し、前記ホスト装置からのデータのリード／ライトが前記第１のファイル管理情報に該当する場合のみ、前記バックアップ情報を有しないファイル管理情報のリード／ライトの制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のメモリ装置。
3. 前記ファイル管理情報制御部は、前記ホスト装置からのデータのリードの指示が前記第２のファイル管理情報に該当する場合に対しては、前記バックアップ情報を有しないファイル管理情報のデータのリードを、
   前記ホスト装置からのデータのライトの指示が前記第２のファイル管理情報に該当する場合に対しては、実質的に何も行わない制御をそれぞれ行うことを特徴とする請求項２に記載のメモリ装置。
4. 前記コントローラは、前記データのライトの指示に対して、エラー訂正符号を付加して前記不揮発性記憶領域にデータのライトを行うことを特徴とする請求項１から３のいずれかの請求項に記載のメモリ装置。
5. 前記不揮発性メモリは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリにより形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかの請求項に記載のメモリ装置。

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