JP2005085011A - 不揮発性メモリ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 データの更新が中断された場合でも、元のデータを復元することが可能な不揮発性メモリ制御装置を提供すること。
【解決手段】 空ページ抽出部５１は、不揮発性メモリの空ページを抽出する。ディレクトリページ書込み部５２は、空ページ抽出部５１によって抽出された空ページに、更新されたデータを書込むページの論理ページ／物理ページ変換テーブルを含んだディレクトリを書込む。また、データページ書込み部５３は、空ページ抽出部５１によって抽出された空ページに、更新されたデータを書込む。したがって、データの更新が中断された場合でも、元のデータが失われることを防止でき、更新前のデータを復元することが可能となる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、不揮発性メモリを制御する技術に関し、特に、データ書込みが中断した場合であっても、データを復元することが可能な不揮発性メモリ制御装置に関する。

近年、大容量のメモリに対する要望が高まっており、不揮発性メモリ、特にフラッシュメモリが広く使用されるようになってきている。一般に、フラッシュメモリは複数のセクタによって構成され、各セクタはさらに複数のページによって構成される。フラッシュメモリのデータの消去はセクタ単位で行なわれ、データの書込みはページ単位で行なわれる。

演算処理などによって、不揮発性メモリ制御装置がフラッシュメモリに格納される複数のデータを更新する場合、更新するデータが格納されるセクタの全データを消去してから演算処理結果などのデータを書込んだり、新たなページにデータを書込んだりする。これに関連する技術として、特開平７−１５３２８４号公報に開示された発明がある。

特開平７−１５３２８４号公報に開示された不揮発性半導体記憶装置の制御方法においては、消去フラグと有効フラグと論理ブロックアドレスとをブロック毎に記憶し、論理ブロックのデータを書換える場合、直ちに対応する物理ブロックを消去するのではなく、消去フラグに要消去であることを書込み、消去フラグと有効フラグとが各々消去不要と無効とを示す未書込みブロックを求める。そして、そのブロックにデータを書込み、有効フラグに有効であることを書込み、アクセスしていない期間にブロックを消去するものである。
特開平７−１５３２８４号公報

しかし、フラッシュメモリに格納される複数のデータを更新するときに、更新されるデータが格納されるセクタを消去する場合には、更新するデータ以外のデータも消去される。したがって、セクタのデータの消去からデータの更新までの間に電源断などの要因によってデータの更新が中断された場合には、更新するデータ以外のデータも失われてしまい、復元することができないといった問題点があった。

また、特開平７−１５３２８４号公報に開示された不揮発性半導体記憶装置の制御方法においては、アクセスしていない期間にブロックを消去するため、実効的に低速な消去動作を隠蔽することができる。しかし、論理ブロックのデータの書換えが完了する前にブロックのデータの消去が行なわれ、電源断などの要因によってデータの更新が中断された場合には、更新するデータ以外のデータも失われてしまい、復元することができないといった問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、第１の目的は、データの更新が中断された場合でも、元のデータを復元することが可能な不揮発性メモリ制御装置を提供することである。

第２の目的は、最新の論理ページのデータを容易に取得することが可能な不揮発性メモリ制御装置を提供することである。

第３の目的は、不揮発性メモリのセクタのデータ消去を効率的に行なうことが可能な不揮発性メモリ制御装置を提供することである。

本発明のある局面に従えば、セクタ単位でデータの消去が行なわれ、ページ単位でデータの書込みが行なわれる不揮発性メモリを制御する不揮発性メモリ制御装置であって、不揮発性メモリの空ページを抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された空ページに、更新されたデータを書込むページの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するテーブルを含んだディレクトリを書込む第１の書込み手段と、抽出手段によって抽出された空ページに、更新されたデータを書込む第２の書込み手段とを含む。

本発明の別の局面に従えば、セクタ単位でデータの消去が行なわれ、ページ単位でデータの書込みが行なわれる不揮発性メモリを制御する不揮発性メモリ制御装置であって、更新されたデータを書込むページの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するテーブルと、次に新しく書込むディレクトリページを指し示す第１のポインタと、１つ古いディレクトリページを指し示す第２のポインタとを含んだディレクトリページを検索し、ディレクトリページに含まれる第１のポインタおよび第２のポインタに基づいて順次ディレクトリページを検索する第１の検索手段と、第１の検索手段によって検索されたディレクトリページ内のテーブルを参照し、所望の論理ページが含まれるか否かを検索する第２の検索手段と、第２の検索手段によって検索された所望の論理ページが複数ある場合には、最も新しいテーブルに含まれる論理ページに対応した物理ページからデータを読出す読出し手段とを含む。

本発明のさらに別の局面に従えば、セクタ単位でデータの消去が行なわれ、ページ単位でデータの書込みが行なわれる不揮発性メモリを制御する不揮発性メモリ制御装置であって、更新されたデータを書込むページの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するテーブルと、最も古いセクタを指し示すポインタとを含んだディレクトリページを参照し、最も古いセクタに含まれる論理ページを抽出する抽出手段と、抽出手段によって抽出された論理ページと同一の論理ページが他のセクタに含まれるか否かを検索する検索手段と、検索手段によって同一の論理ページが全て他のセクタに含まれると判定された場合には、最も古いセクタを消去する消去手段とを含む。

本発明のある局面によれば、第１の書込み手段および第２の書込み手段が、抽出手段によって抽出された空ページに、更新されたデータを書込むページの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するためのテーブルおよび更新されたデータを書込むので、データの更新が中断された場合でも、元のデータが失われることを防止でき、更新前のデータを復元することが可能となった。

本発明の別の局面によれば、第２の検索手段によって検索された所望の論理ページが複数ある場合には、読出し手段が最も新しいテーブルに含まれる論理ページに対応した物理ページからデータを読出すので、最新の論理ページのデータを容易に取得することが可能となった。

本発明のさらに別の局面によれば、検索手段によって同一の論理ページが全て他のセクタに含まれると判定された場合には、消去手段が最も古いセクタを消去するので、不揮発性メモリのセクタのデータ消去を効率的に行なうことが可能となった。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例を示すブロック図である。この不揮発性メモリ制御装置は、ＩＣ（Integrated Circuit）カード３１内に設けられ、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ。）３２を含む。ＩＣカードのコネクタ部には、電源（ＶＤＤ）端子と、グランド（ＶＳＳ）端子と、データ、制御信号などを含む入出力（Ｉ／Ｏ（Input/Output））端子と、クロック（ＣＬＫ）端子と、マイコン３２をリセットするためのリセット（ＲＥＳＥＴ）端子とが設けられており、これらの端子がマイコン３２に接続される。なお、マイコン３２を不揮発性メモリ制御装置とも呼ぶ。

図２は、図１に示すマイコン３２の概略構成を示すブロック図である。このマイコン３２は、フラッシュメモリ１と、マイコン３２の全体的な制御を行なうＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）４１などの入出力制御回路と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２とを含む。ＣＰＵ４０は、バス４３を介してフラッシュメモリ１、ＵＡＲＴ４１およびＲＡＭ４２と接続され、データの入出力を行ないながら、ＩＣカード３１の制御を行なう。なお、本実施の形態においては、フラッシュメモリ１がマイコン３２に内蔵されている場合について説明するが、フラッシュメモリ１とマイコン３２とが別チップで構成されてもよい。

ＣＰＵ４０は、ＲＥＳＥＴ端子を介してリセット信号が入力されると、ＣＬＫ端子を介して入力されるクロック信号に同期して動作を開始する。たとえば、ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ１に記憶された制御プログラムをＲＡＭ４２にロードし、この制御プログラムを実行することによって後述するような不揮発性メモリ１の制御を行なう。

ＵＡＲＴ４１は、Ｉ／Ｏ端子を介して外部との間でデータの送受信を行なう。ＵＡＲＴ４１は、外部からシリアルデータを受信するとパラレルデータに変換して、ＣＰＵ４０に割込み信号を出力し、データの読出しを要求する。ＣＰＵ４０は、ＵＡＲＴ４１を介してアプリケーションからアクセス要求を受けた場合、そのアクセス要求に応じて後述する動作を行なう。また、ＵＡＲＴ４２は、ＣＰＵ４０から送信データを受けるとシリアルデータに変換し、そのシリアルデータを外部へ送信する。

図３は、本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。不揮発性メモリ制御装置は、不揮発性メモリ１を書込み単位であるページに分割して管理する。不揮発性メモリ制御装置は、演算処理結果などのデータを不揮発性メモリ１に書込む場合、アプリケーションからのアクセスに含まれる論理ページ番号を物理ページ番号に変換してデータ書込みを行なう。

ディレクトリページ２は、データを書込むデータページ数４と、論理ページ番号を物理ページ番号に変換するための論理／物理変換テーブル５とを含む。不揮発性メモリ制御装置は、不揮発性メモリ１のデータページ３に更新するデータを書込むときに、そのデータページ数４と、データページ３のそれぞれに対応する論理／物理変換テーブル５とをディレクトリページ２に書込む。

図４は、本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成を示すブロック図である。不揮発性メモリ制御装置は、不揮発性メモリ１の空ページを抽出する空ページ抽出部５１と、空ページにディレクトリページ２の内容を書込むディレクトリページ書込み部５２と、空ページにデータページ３の内容を書込むデータページ書込み部５３とを含む。

図５は、本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、空ページ抽出部５１は、空ページを抽出してディレクトリページとする（Ｓ１）。なお、ページの書込みは０ページから順番に行なわれるため、０ページのディレクトリページ内のデータページ数を参照することによって、次のディレクトリページの格納場所を検出することができる。この処理を繰返し、次のディレクトリページにデータが格納されていなければ、そのページが最初の空ページとされ、それ以降のページが全て空ページとして抽出される。図３においては空ページ６以降が全て空ページとなっており、空ページ６がディレクトリページとされる。

次に、ディレクトリページ書込み部５２は、ディレクトリページ２にデータページ数４を書込む（Ｓ２）。そして、ディレクトリページ書込み部５２は、ディレクトリページ２にアプリケーションからの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するための論理／物理変換テーブル５を書込む（Ｓ３）。

最後に、データページ書込み部５３は、ディレクトリページの次の空ページ７から演算処理結果などを含んだデータページの内容を書込み（Ｓ４）、処理を終了する。

たとえば、図３の（Ｂ）に示すディレクトリページおよびデータページが更新されて、図３の（Ｃ）に示す部分に書込まれている場合において、不揮発性メモリ制御装置がデータページ（Ａ）の内容の読出し指示を受けるとする。不揮発性メモリ制御装置は、ディレクトリページ内のデータページ数を参照して、順次ディレクトリページを抽出してその内容を読出す。（Ｂ）に示すディレクトリページ内の論理／物理変換テーブルと、（Ｃ）に示すディレクトリページ内の論理／物理変換テーブルとには、読出し指示を受けた論理ページ番号が格納されているので、新しく書込まれた（Ｃ）に示すディレクトリページ内の論理／物理変換テーブルを参照して、その物理ページ番号のデータページ（Ａ）からデータが読出される。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、空ページに順次ディレクトリページおよびデータページの内容を書込むようにしたので、電源断などの要因によってデータの更新が中断された場合でも、元のデータが失われることを防止でき、更新前のデータを復元することが可能となった。

また、不揮発性メモリ制御装置は、ページ単位でデータの書込みを管理するので、メモリの空き領域を有効に活用することが可能となった。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。また、本発明の第２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成は、図４に示す第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成と比較して、空ページ抽出部５１の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態における空ページ抽出部の参照符号を５１’として説明する。

図６は、本発明の第２の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図３に示す第１の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、物理ページがリング状に配置されている点が異なる。最上位のページ８が空ページでない場合、空ページ抽出部５１’は、最下位のページ９に戻って空ページの抽出を行なう。

最下位のセクタには以前書込まれたデータが残っているため、これらのデータが全て更新されて他のセクタに書込まれているか否かを判定する必要がある。その判定方法として、最下位のセクタ内のデータページと同一の論理ページが、全て他のセクタ内にあるか否かによって行なわれる。全て他のセクタ内にある場合には、最下位セクタが消去されて空ページとされる。最下位のセクタが消去不可能であれば、同様の方法によって次のセクタが消去可能であるかが判定される。この処理を繰返すことによって、空ページの抽出が行なわれる。

このように物理ページをリング状に配置することによって、一括してデータを更新する必要がある場合であって、最上位のページ８までデータが書込まれている場合であっても、ページの管理が容易に行なえるようになる。

図７は、本発明の第２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、空ページ抽出部５１’は、空ページを抽出してディレクトリページとする（Ｓ５）。最上位のページ８が空ページでない場合、空ページ抽出部５１’は、最下位のページ９に戻って空ページの抽出を行なう（Ｓ６）。図６においては、空ページ９がディレクトリページとされる。

次に、ディレクトリページ書込み部５２は、ディレクトリページ２にデータページ数４を書込む（Ｓ７）。そして、ディレクトリページ書込み部５２は、ディレクトリページ２にアプリケーションからの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するための論理／物理変換テーブル５を書込む（Ｓ８）。

最後に、データページ書込み部５３は、ディレクトリページの次の空ページ７から演算処理結果などを含んだデータページの内容を書込み（Ｓ９）、処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、最上位のページ８が空ページでない場合、空ページ抽出部５１’が最下位のページ９に戻って空ページの抽出を行なうようにしたので、実施の形態１において説明した効果に加えて、メモリの空き領域をさらに有効に活用することが可能となった。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。

図８は、本発明の第３の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図６に示す第２の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、ディレクトリページ２に、次に新しく書込むディレクトリページのポインタが書込まれる前方ディレクトリページポインタ１０と、１つ古いディレクトリページのポインタが書込まれる後方ディレクトリページポインタ１１とが追加されている点のみが異なる。

このように前方ディレクトリページポインタ１０と後方ディレクトリページポインタ１１とを設けることによって、ディレクトリ間にリンクを張り、所望の論理ページの検索を可能とする。同一論理ページに対応する論理／物理変換テーブル５が複数存在する場合には、最も新しく書込まれた論理／物理変換テーブル５に格納される物理ページ番号を正しいものとする。

図９は、本発明の第３の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成を示すブロック図である。この不揮発性メモリ制御装置は、前方ディレクトリページポインタ１０および後方ディレクトリページポインタ１１を参照して、不揮発性メモリ１内のディレクトリページを検索するディレクトリページ検索部６１と、ディレクトリページ検索部６１によって検索されたディレクトリページ内の論理／物理変換テーブル５を参照して、所望の論理ページを検索する論理ページ検索部６２と、論理ページ検索部６２によって検索された論理ページに対応する物理ページからデータを読出すデータページ読出し部６３とを含む。

図１０は、本発明の第３の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。不揮発性メモリ制御装置は、初期設定時に不揮発性メモリ１にアクセスし、書込み済みのページに関する情報をＲＡＭ４２などに格納しておくものとする。本実施の形態においては、不揮発性メモリ１の物理ページがリング状に配置されるため、どのページが空ページになっているかの情報を予め取得する必要がある。そのため、初期設定時に全ページにアクセスして、書込み済みのページに関する情報を取得する。この情報は、データを書込む空ページを抽出するときに使用される。なお、以下の説明において、不揮発性メモリ制御装置は、アプリケーションからの要求により、論理ページ“Ａ”からデータを読出すものとする。

まず、ディレクトリページ検索部６１は、任意のディレクトリページにアクセスし、論理／物理変換テーブル５を読出す（Ｓ１０）。たとえば、最新にアクセスされたディレクトリページからアクセスが開始される。そして、論理ページ検索部６２は、ディレクトリページ検索部６１によって検索されたディレクトリページ内の論理／物理変換テーブル５を参照して、所望の論理ページ“Ａ”が存在するか否かを判定する（Ｓ１１）。論理ページ“Ａ”が存在すれば、論理ページ検索部６２は論理ページ“Ａ”に対応する物理ページの情報をＲＡＭ４２などに保持する。

次に、ディレクトリページ検索部６１は、前方ディレクトリページポインタ１０および後方ディレクトリページポインタ１１を参照して、次に検索すべきディレクトリページを検索する。そして、論理ページ検索部６２は、ディレクトリページ検索部６１によって検索されたディレクトリページ内の論理／物理変換テーブル５を参照して、所望の論理ページ“Ａ”が存在するか否かを判定する。この処理を繰返して、全ディレクトリページの検索を行なう（Ｓ１２）。

複数のディレクトリページに論理ページ“Ａ”が存在する場合、データページ読出し部６３は、最新のディレクトリページ内にある論理／物理変換テーブル５を有効とし、それに対応する物理ページの情報をＲＡＭ４２から読出す。そして、その物理ページからデータを読出し、ＲＡＭ４２などに格納する（Ｓ１３）。なお、前方ディレクトリポインタ１０を参照することによって、新しいディレクトリページを抽出することができるので、論理ページ“Ａ”が存在する複数のディレクトリページの中で、最も後で前方ディレクトリページポインタ１０によって指し示されるディレクトリページが、最新のディレクトリページとなる。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、前方ディレクトリページ１０および後方ディレクトリページ１１を参照しながら、全てのディレクトリ内に所望の論理ページが存在するか否かを判定するようにしたので、複数のディレクトリページに同一の論理ページが存在する場合でも、最新の論理ページのデータを容易に取得することが可能となった。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。また、本発明の第４の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成は、図４に示す第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成と比較して、ディレクトリページ書込み部５２の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるディレクトリページ書込み部の参照符号を５２’として説明する。

図１１は、本発明の第４の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図８に示す第３の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、データページへのデータ書込みが完了したか否かを示す書込み完了フラグ１２と、データページへのデータ書込みを開始したか否かを示す書込み着手フラグ１３とが追加されている点のみが異なる。

書込み着手フラグ１３は、ディレクトリページ書込み部５２’がディレクトリページへデータを書込んだ後、データページ書込み部５３がデータページへのデータ書込みを開始したときにセットされる。また、書込み完了フラグ１２は、データページ書込み部５３がデータページへのデータ書込みを完了したときにセットされる。したがって、ディレクトリページ２内の書込み着手フラグ１３がセットされており、書込み完了フラグ１２がセットされていなければ、データページへのデータ書込みが中断されたものとして処理が行なわれる。

本発明の第４の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順は、図７に示す第２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順と比較して、ステップＳ８およびＳ９の処理が異なる点のみが異なる。したがって、重複する処理手順の説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるステップＳ８およびＳ９の参照符号をＳ８’およびＳ９’として説明する。

ディレクトリページ書込み部５２’は、ディレクトリページ２にデータページ数を書込むと（Ｓ７）、論理／物理変換テーブル５、前方ディレクトリページポインタ１０および後方ディレクトリページポインタ１１を書込み、書込み着手フラグ１３をセットする（Ｓ８’）。

次に、データページ書込み部５３は、ディレクトリページの次の空ページから演算処理結果などを含んだデータページの内容を書込む。そして、データページへのデータ書込みが完了すれば、ディレクトリページ書込み部５２’は、書込み完了フラグ１２をセットして（Ｓ９’）、処理を終了する。

書込み着手フラグ１３がセットされ、書込み完了フラグ１２がセットされていなければ、正常にデータが書込めなかったと判定される。この場合、ディレクトリページ２への書込みが行なわれているが、データページ３へのデータ書込みが行なわれていない状態であるので、後方ディレクトリページポインタ１１を参照して、更新前のデータが書込まれているページを検索し、そのページから更新前のデータを読出すことができる。また、前方ディレクトリページポインタ１０を参照して、再度新規ディレクトリページおよびデータページに更新後のデータを書込むことができる。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、データの書込み状況に応じて書込み完了フラグ１２および書込み着手フラグ１３をセットするようにしたので、データ書込みが何らかの要因によって中断されたことを容易に判定することができるようになり、更新前のデータの復元を容易に行なうことが可能となった。

（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。

図１２は、本発明の第５の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図１１に示す第４の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、最も古いセクタへのポインタ１４が追加されている点のみが異なる。更新データは空ページに順次書込まれていくので、参照されることがなくなったセクタを順次消去していかないと、空ページがなくなることになる。セクタの消去は、最も古いセクタへのポインタ１４が参照されて行なわれる。なお、後方ディレクトリページポインタ１１を参照することによって、１つ古いディレクトリページを検出することができるので、この後方ディレクトリページポインタ１１に基づいて順次古いディレクトリページを検出し、最も古いディレクトリページが存在するセクタが、最も古いセクタとなる。この最も古いセクタへのポインタ１４は、データページ数４、論理／物理変換テーブル５が書込まれるのと同じタイミングで書込まれる。

図１３は、本発明の第５の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成を示すブロック図である。この不揮発性メモリ制御装置は、最も古いセクタを抽出するセクタ抽出部７１と、セクタ抽出部７１によって抽出されたセクタに含まれる論理ページを抽出する論理ページ抽出部７２と、論理ページ抽出部７２によって抽出された論理ページが他のセクタに含まれているか否かを検索する論理ページ検索部７３と、最も古いセクタのデータを消去するセクタ消去部７４とを含む。

図１４は、本発明の第５の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、セクタ抽出部７１は、ディレクトリページ２内の最も古いセクタへのポインタ１４を参照して、最も古いセクタを抽出する（Ｓ２１）。ディレクトリページが複数ある場合には、最も古いセクタへのポインタ１４が異なることがあるため、最新のディレクトリページ内の最も古いセクタへのポインタ１４が使用される。なお、前方ディレクトリページポインタ１０を参照することによって、新しいディレクトリを検出することができるので、前方ディレクトリページポインタ１０を順次参照することによって、最新のディレクトリページを検出することができる。

次に、論理ページ抽出部７３は、セクタ抽出部７１によって抽出されたセクタ内のディレクトリページ２内の論理／物理変換テーブル５の内容を抽出する（Ｓ２２）。そして、論理ページ検索部７３は、他のセクタ内に同一の論理ページがあるか否かを判定する（Ｓ２３）。

同一の論理ページが全て他のセクタ内にある場合には（Ｓ２３，Ｙｅｓ）、最も古いセクタは以後参照される可能性がないので、セクタ消去部７４はそのセクタを消去する（Ｓ２４）。また、同一の論理ページが他のセクタ内にない場合には（Ｓ２３，Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。なお、同一の論理ページが全て他のセクタ内にある場合には、そのセクタは以後参照される可能性がないので、即座にそのセクタを消去してもよいし、空ページがなくなった時点でそのセクタを消去するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、最も古いセクタへのポインタ１４を参照して、参照される可能性のないセクタを消去するようにしたので、空ページを確保することができ、不揮発性メモリ１の容量不足を防止することが可能となった。

（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。

図１５は、本発明の第６の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図１２に示す第５の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、最も古いセクタ内に参照される可能性があるデータページ１５がある場合には、そのデータページとそれに対応するディレクトリページ９とが空ページに複写される点のみが異なる。

本発明の第５の実施の形態において、最も古いセクタ内に参照される可能性があるデータページが１つでもあればそのセクタの消去が行なわれないので、空ページを確保できない場合が考えられる。本実施の形態においては、最も古いセクタ内に参照される可能性があるデータページがある場合には、そのデータページとそれに対応するディレクトリページとを空ページに複写した後に、セクタの消去が行なわれる。なお、最も古いセクタ内にあるデータページの論理ページと同じ論理ページが他のセクタ内にあれば、そのデータページは今後参照される可能性がないデータページと判定される。また、最も古いセクタ内にあるデータページの論理ページと同じ論理ページが他のセクタ内になければ、そのデータページは参照される可能性があるデータページと判定される。

図１６は、本発明の第６の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図１３に示す第５の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成と比較して、データページとそれに対応するディレクトリページとを空ページに複写するページ複写部７５が追加されている点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。

図１７は、本発明の第６の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。図１４に示す第５の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順と比較して、ステップＳ２５が追加されている点のみが異なる。したがって、重複する処理手順の詳細な説明は繰返さない。

同一の論理ページが他のセクタ内にない場合（Ｓ２３，Ｎｏ）、ページ複写部７５は、そのデータページ１５とそれに対応するディレクトリページ９とを空ページ１６および１７に複写する（Ｓ２５）。そして、セクタ消去部７４は、最も古いセクタのデータを消去して（Ｓ２４）、処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、最も古いセクタ内に参照される可能性があるデータページがある場合には、そのデータページとそれに対応するディレクトリとを空ページに複写した後に、セクタを消去するようにしたので、実施の形態５よりもさらに空ページの確保が確実に行なえ、不揮発性メモリ１の容量不足を防止することが可能となった。

（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。また、本発明の第７の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成は、図３に示す第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成と比較して、ディレクトリページ書込み部５２の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるディレクトリページ書込み部の参照符号を５２”として説明する。

図１８は、本発明の第７の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図１１に示す第４の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、ディレクトリページ２へのディレクトリ書込みが完了したか否かを示すディレクトリ書込み完了フラグ１８が追加されている点のみが異なる。

ディレクトリ書込み完了フラグ１８は、ディレクトリページ書込み部５２”が書込み完了フラグ１２および書込み着手フラグ１３以外の情報をディレクトリページに書込んだときにセットする。ディレクトリ書込み完了フラグ１８がセットされていなければ、ディレクトリページ２へのディレクトリ書込みが中断されたものと判定される。

ディレクトリ書込み完了フラグ１８がセットされていなければ、そのディレクトリページは無効とされ、次の空ページ１９に再度ディレクトリページの内容が書込まれる。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、ディレクトリページへの書込み状況に応じてディレクトリ書込み完了フラグ１８をセットするようにしたので、ディレクトリページへのディレクトリ書込みが何らかの要因によって中断されたことを容易に判定できるようになり、ディレクトリページの再書込みを容易に行なうことが可能となった。

（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。また、本発明の第８の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成は、図１３に示す第５の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成と比較して、セクタ消去部７４の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるセクタ消去部の参照符号を７４’として説明する。

図１９は、本発明の第８の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図１８に示す第７の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、セクタの消去が行なわれる際に次に最も古くなるセクタを示すポインタ２０と、セクタの消去が中断せずに完了したことを示す消去完了フラグ２１とが追加されている点のみが異なる。

セクタ消去部７４’は、最も古いセクタを消去する際、そのセクタの消去完了後に最も古くなるセクタへのポインタ２０をディレクトリページに書込む。そして、セクタの消去が途中で中断されなければ、セクタ消去部７４’は消去完了フラグ２１をセットする。

新しいディレクトリ生成時に消去完了フラグ２１が参照され、消去完了フラグ２１がセットされていれば、消去完了後の最も古いセクタへのポインタ２０の内容が、新しいディレクトリ内の最も古いセクタへのポインタ１４に書込まれる。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、ディレクトリページ内に消去完了フラグ２１を設けるようにしたので、消去が正常に完了したか否かを容易に判定することが可能となった。

また、消去完了後の最も古いセクタへのポインタ２０を設けるようにしたので、新しいディレクトリ生成時に最も古いセクタを容易に判定することが可能となった。

（第９の実施の形態）
本発明の第９の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。また、本発明の第９の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成は、図９に示す第３の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成と比較して、ディレクトリページ検索部６１の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるディレクトリページ検索部の参照符号を６１’として説明する。

図２０は、本発明の第９の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図１９に示す第８の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、複数のセクタ内の固定ページ２２が必ずディレクトリページとされる点のみが異なる。複数ある固定ディレクトリページ２２のいずれかが消去された場合でも、少なくとも１つの固定ページ２２が残るようにして、ディレクトリページ検索の糸口とする。

初期設定時に不揮発性メモリ１にアクセスし、書込み済みのページに関する情報をＲＡＭ４２などに格納する際、ディレクトリページ検索部６１’は、固定ディレクトリページ２２を検索する。そして、論理ページ検索部６２は、ディレクトリページ検索部６１’によって検索された固定ディレクトリページ２２内の論理／物理変換テーブル５を参照して、所望の論理ページが存在するか否かを判定する。所望の論理ページが存在すれば、論理ページ検索部６２は所望の論理ページに対応する物理ページの情報をＲＡＭ４２などに保持する。

次に、ディレクトリページ検索部６１’は、前方ディレクトリページポインタ１０を参照して、次に検索すべきディレクトリページを検索する。そして、論理ページ検索部６２は、ディレクトリページ検索部６１’によって検索されたディレクトリページ内の論理／物理変換テーブル５を参照して、所望の論理ページが存在するか否かを判定する。この処理を繰返して、最新ディレクトリページまでの検索を行なう。

複数のディレクトリページに所望の論理ページが存在する場合、データページ読出し部６３は、最新のディレクトリページ内にある論理／物理テーブル５を有効とし、それに対応する物理ページをＲＡＭ４２などから読出す。そして、その物理ページからデータを読出し、ＲＡＭ４２などに格納する。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、複数のセクタ内の固定ページ２２を必ずディレクトリページとするようにしたので、ディレクトリページが全て消去されてしまい、データページの検索が行なえなくなるといった不具合を防止することが可能となった。

（第１０の実施の形態）
本発明の第１０の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。

図２１は、本発明の第１０の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図２０に示す第９の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、複数のセクタ内の固定ページ２３が必ず次のディレクトリページへのポインタとされる点のみが異なる。複数あるディレクトリページへのポインタ２３のいずれかが消去された場合でも、少なくとも１つのディレクトリページへのポインタ２３が残るようにして、ディレクトリページ検索の糸口とする。

本発明の第９の実施の形態においては、固定ページ２２をディレクトリページとしているため、固定ディレクトリページ２２の前のページまでデータが書込まれ、続けてデータを書込む必要がある場合には、固定ディレクトリページ２２を飛ばしてデータを書込まなければならない。そのため、ディレクトリページの検索が困難になる場合がある。

本実施の形態においては、固定ページ２３を次のディレクトリページへのポインタとすることにより、ディレクトリページの検索を容易にするものである。すなわち、データページの書込みが行なわれ、固定ページ２３まで達すると固定ページ２３の次のページに対してデータの書込みを続行する。そして、データページの書込みが完了した時点で、固定ページ２３に最後に書込んだデータページの次のページを示す情報を書込むことによって、次のディレクトリページへのポインタとする。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、固定ページを次のディレクトリページへのポインタとするようにしたので、第９の実施の形態において説明した効果に加えて、ディレクトリページの検索をさらに容易に行なうことが可能となった。

（第１１の実施の形態）
本発明の第１１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。

図２２は、本発明の第１１の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。図２１に示す第１０の実施の形態における不揮発性メモリのマップと比較して、固定セクタ２４に複数のディレクトリページへのポインタを追記していくようにした点が異なる。

本実施の形態においては、固定セクタ２４に複数のディレクトリページへのポインタを追記することにより、ディレクトリページの検索をさらに容易にするものである。すなわち、データページの書込みが完了した時点で、固定セクタ２４に次のページへのポインタを追記することによって、次のディレクトリページへのポインタとする。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、固定セクタ２４にディレクトリページへのポインタを追記するようにしたので、第１０の実施の形態において説明した効果に加えて、固定セクタ２４を検索するだけでディレクトリページの検索が行なえ、ディレクトリページの検索をさらに容易に行なうことが可能となった。

（第１２の実施の形態）
本発明の第１２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例は、図１および図２に示す本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例と同様である。また、本発明の第１２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成は、第４の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成と比較して、データページ書込み部５３の機能が異なる点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるデータページ書込み部の参照符号を５３’として説明する。

本発明の第１２の実施の形態における不揮発性メモリのマップは、本発明の第４の実施の形態における不揮発性メモリのマップと同様である。

本発明の第１２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順は、第４の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順と比較して、ステップＳ９’の処理が異なる点のみが異なる。したがって、重複する処理手順の説明は繰返さない。なお、本実施の形態におけるステップＳ９’の参照符号をＳ９”として説明する。

図２３は、本発明の第１２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置のステップＳ９”の処理を詳細に説明するためのフローチャートである。データページ書込み部５３’がデータページの書込みを完了すると、ディレクトリページ書込み部５２’は、書込み完了フラグ１２をセットする（Ｓ１４）。

次に、データページ書込み部５３’は、データページに書込んだデータを読出し（Ｓ１５）、読出したデータと書込んだデータとの比較を行なう（Ｓ１６）。読出したデータと書込んだデータとが不一致の場合には（Ｓ１６，不一致）、処理を終了する。また、読出したデータと書込んだデータとが一致する場合には（Ｓ１６，一致）、書込み完了フラグ１２の再書込みを行なう（Ｓ１７）。

以上説明したように、本実施の形態における不揮発性メモリ制御装置によれば、データページの書込みが完了した時点で書込み完了フラグ１２をセットし、読出したデータと書込んだデータとの一致を確認した後に、書込み完了フラグ１２に再書込みを行なうようにした。したがって、データページの書込み完了後、読出したデータと書込んだデータとの一致を確認するまでの間に中断が発生した場合であっても、データ書込みが正常に完了しているが書込み完了フラグのセットが行なわれていないといった不具合を防止することが可能となった。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示すマイコン３２の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第５の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第５の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第６の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第６の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明の第６の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第７の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第８の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第９の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第１０の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第１１の実施の形態における不揮発性メモリのマップの一例を示す図である。 本発明の第１２の実施の形態における不揮発性メモリ制御装置のステップＳ９”の処理を詳細に説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 不揮発性メモリ、２，１６，２２ ディレクトリページ、３，８，１５，１７ データページ、４ データページ数、５ 論理／物理変換テーブル、６，７，９，１９ 空ページ、１０ 前方ディレクトリページポインタ、１１ 後方ディレクトリページポインタ、１２ 書込み完了フラグ、１３ 書込み着手フラグ、１４ 最も古いセクタへのポインタ、１８ ディレクトリ書込み完了フラグ、２０ 消去完了後の最も古いセクタへのポインタ、２１ 消去完了フラグ、２３ ディレクトリへのポインタ、２４ 固定セクタ、３１ ＩＣカード、３２ マイコン、４０ ＣＰＵ、４１ ＵＡＲＴ、４２ ＲＡＭ、４３ バス、５１ 空ページ抽出部、５２ ディレクトリページ書込み部、５３ データページ書込み部、６１ ディレクトリページ検索部、６２ 論理ページ検索部、６３ データページ読出し部、７１ セクタ抽出部、７２ 論理ページ抽出部、７３ 論理ページ検索部、７４ セクタ消去部、７５ ページ複写部。

Claims (14)

1. セクタ単位でデータの消去が行なわれ、ページ単位でデータの書込みが行なわれる不揮発性メモリを制御する不揮発性メモリ制御装置であって、
   前記不揮発性メモリの空ページを抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段によって抽出された空ページに、更新されたデータを書込むページの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するためのテーブルを含んだディレクトリを書込む第１の書込み手段と、
   前記抽出手段によって抽出された空ページに、前記更新されたデータを書込む第２の書込み手段とを含む、不揮発性メモリ制御装置。
2. 前記不揮発性メモリは、ページがリング状に配置され、
   前記抽出手段は、最上位のページが空ページでない場合、最下位のページから空ページを抽出する、請求項１記載の不揮発性メモリ制御装置。
3. 前記ディレクトリはさらに、次に新しく書込むディレクトリページを指し示す第１のポインタと、１つ古いディレクトリページを指し示す第２のポインタとを含む、請求項１または２記載の不揮発性メモリ制御装置。
4. 前記ディレクトリはさらに、第１のフラグおよび第２のフラグとを含み、
   前記第１の書込み手段は、ディレクトリページへの書込みが完了したときに、前記第１のフラグを設定し、
   前記第２の書込み手段は、データページへの書込みが完了したときに、前記第２のフラグを設定する、請求項１または２記載の不揮発性メモリ制御装置。
5. 前記第２の書込み手段は、前記書込んだデータを読出し、書込んだデータと読出したデータとが一致する場合には、前記第１のフラグを再書込みする、請求項４記載の不揮発性メモリ制御装置。
6. 前記ディレクトリはさらに、最も古いセクタを指し示す第３のポインタを含む、請求項１または２記載の不揮発性メモリ制御装置。
7. 前記ディレクトリはさらに、最も古いセクタの消去完了後に最も古くなるセクタを指し示す第４のポインタを含む、請求項６記載の不揮発性メモリ制御装置。
8. 前記ディレクトリはさらに、第３のフラグを含み、
   前記第１の書込み手段は、前記ディレクトリページへの書込みが完了したときに、前記第３のフラグを設定する、請求項１または２記載の不揮発性メモリ制御装置。
9. 前記不揮発性メモリの複数のセクタ内の固定ページに、ディレクトリページが設定される、請求項１または２記載の不揮発性メモリ制御装置。
10. 前記不揮発性メモリの複数のセクタ内の固定ページに、次のディレクトリページを指し示す第５のポインタが格納される、請求項１または２記載の不揮発性メモリ制御装置。
11. 前記第１の書込み手段は、前記不揮発性メモリの固定セクタに前記テーブルを指し示す第６のポインタを順次書込む、請求項１または２記載の不揮発性メモリ制御装置。
12. セクタ単位でデータの消去が行なわれ、ページ単位でデータの書込みが行なわれる不揮発性メモリを制御する不揮発性メモリ制御装置であって、
    更新されたデータを書込むページの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するテーブルと、次に新しく書込むディレクトリページを指し示す第１のポインタと、１つ古いディレクトリページを指し示す第２のポインタとを含んだディレクトリページを検索し、該ディレクトリページに含まれる第１のポインタおよび第２のポインタに基づいて順次ディレクトリページを検索する第１の検索手段と、
    前記第１の検索手段によって検索されたディレクトリページ内のテーブルを参照し、所望の論理ページが含まれるか否かを検索する第２の検索手段と、
    前記第２の検索手段によって検索された所望の論理ページが複数ある場合には、最も新しいテーブルに含まれる論理ページに対応した物理ページからデータを読出す読出し手段とを含む、不揮発性メモリ制御装置。
13. セクタ単位でデータの消去が行なわれ、ページ単位でデータの書込みが行なわれる不揮発性メモリを制御する不揮発性メモリ制御装置であって、
    更新されたデータを書込むページの論理ページ番号を物理ページ番号に変換するテーブルと、最も古いセクタを指し示すポインタとを含んだディレクトリページを参照し、最も古いセクタに含まれる論理ページを抽出する抽出手段と、
    前記抽出手段によって抽出された論理ページと同一の論理ページが他のセクタに含まれるか否かを検索する検索手段と、
    前記検索手段によって同一の論理ページが全て他のセクタに含まれると判定された場合には、前記最も古いセクタを消去する消去手段とを含む、不揮発性メモリ制御装置。
14. 前記不揮発性メモリ制御装置はさらに、前記検索手段によって同一の論理ページが他のセクタに含まれないと判定された場合には、当該論理ページおよび対応するディレクトリページを空ページに複写する複写手段を含み、
    前記消去手段は、前記複写手段による複写が行なわれた後に、前記最も古いセクタを消去する、請求項１３記載の不揮発性メモリ制御装置。

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