(57)【要約】【課題】  複数の不揮発性メモリチップを搭載した半導体記憶装置の製品寿命を向上させる。【解決手段】  複数の不揮発性メモリチップにより、第１格納領域（１２Ａ）と、それに隣接された第２格納領域（１２Ｂ）とが形成されるとき、上記第１格納領域と上記第２格納領域とを、データの読み書きが禁止される緩衝領域（１３）によって区切り、上記第１格納領域と上記緩衝領域との境界と、上記第２格納領域と上記緩衝領域との境界とを、互いに異なる不揮発性メモリチップ上に形成する。上記第１格納領域に属する不揮発性メモリチップの破損によって上記第２格納領域は影響されないし、上記第２格納領域に属する不揮発性メモリチップの破損によって上記第１格納領域は影響されない。これにより、一方の格納領域に属する不揮発性メモリチップが破損した場合でも、他方の格納領域は引き続き使用可能となる。【選択図】        図１
2006330787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の不揮発性メモリチップにより、第１格納領域と、それに隣接された第２格納領域とが形成された半導体記憶装置であって、
上記第１格納領域と上記第２格納領域とは、データの読み書きが禁止される緩衝領域によって区切られ、
上記第１格納領域と上記緩衝領域との境界と、上記第２格納領域と上記緩衝領域との境界とは、互いに異なる不揮発性メモリチップ上に形成されたことを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項２】
複数の不揮発性メモリチップにより格納領域が形成された半導体記憶装置であって、
上記格納領域に対応して設けられ、上記格納領域に代わってデータの読み書きが可能とされる揮発性メモリチップと、
外部からの電源供給の有無を監視するための電源監視コントローラと、
外部からの電源供給が遮断されることにより、上記揮発性メモリチップの記憶データを上記格納領域に転送し、上記電源供給が復帰されることにより、上記格納領域のデータを上記揮発性メモリチップに転送するための格納領域管理コントローラと、を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項３】
外部からの電源供給の有無を監視するための電源監視コントローラを含み、上記格納領域管理コントローラは、上記電源監視コントローラの監視結果に基づいて、上記揮発性メモリチップの記憶データを上記格納領域に転送し、上記格納領域のデータを上記揮発性メモリチップに転送するものである請求項２記載の半導体記憶装置。
【請求項４】
複数の不揮発性メモリチップにより第１格納領域と、それに隣接された第２格納領域とが形成され、
上記第１格納領域と上記第２格納領域とは、データの読み書きが禁止される緩衝領域によって区切られ、
上記第１格納領域と上記緩衝領域との境界と、上記第２格納領域と上記緩衝領域との境界とは、互いに異なる不揮発性メモリチップ上に形成された半導体記憶装置であって、
上記第２格納領域に対応して設けられ、上記第２格納領域に代わってデータの読み書きが可能とされる揮発性メモリチップと、
外部からの電源供給が遮断されることにより、上記揮発性メモリチップの記憶データを上記第２格納領域に転送し、上記電源供給が復帰されることにより、上記第２格納領域のデータを上記揮発性メモリチップに転送するための格納領域管理コントローラと、を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
【請求項５】
外部からの電源供給の有無を監視するための電源監視コントローラを含み、上記格納領域管理コントローラは、上記電源監視コントローラの監視結果に基づいて、上記揮発性メモリチップの記憶データを上記第２格納領域に転送し、上記第２格納領域のデータを上記揮発性メモリチップに転送するものである請求項４記載の半導体記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体記憶装置、特に複数の不揮発性メモリチップにより格納領域が形成された半導体記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラッシュメモリを搭載した半導体カード等の半導体記憶装置の大容量化が実現し、ファクトリオートメーション（以後「ＦＡ」という）機器でのデータ保管等に、半導体カードが使用され始めている。特に、ＦＡ機器では装置として高い耐環境性が要求されるため、従来のハードディスよりも高い耐環境性のある半導体カードをＦＡ機器で採用することが進められている。
【０００３】
フラッシュメモリを搭載した半導体カードを使用する場合、フラッシュメモリが書き換え寿命に達し、突然のエラーによりラインの異常・停止等、システム上の機能障害が発生することも考えられるため、半導体カードの寿命が近づいたことを警告する方法が必要とされる。フラッシュメモリを搭載した半導体カードにおいて、書き換え代替領域の残数をチェックし、フラッシュメモリが使用不可能となる前に、フラッシュメモリの寿命が近づいたことを確認するための技術として、半導体カードの警報発生システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８５０５４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数のフラッシュメモリチップを搭載した半導体記憶装置において、同一のフラッシュメモリチップに複数の格納領域が形成されることがある。例えば、第１格納領域と、それに隣接する第２格納領域との境界が、同一のフラッシュメモリチップ上に形成されることによって、当該フラッシュメモリチップ上に、第１格納領域の一部と、第２データ形成領域の一部とが形成される場合である。このような場合において、一つのフラッシュメモリチップがその書き換え回数限度を越えて破損すると、当該フラッシュメモリチップにかかる複数の格納領域の全てが使用できなくなる。これにより、複数のフラッシュメモリチップを搭載した半導体記憶装置の製品寿命が不所望に短くなるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、複数の不揮発性メモリチップを搭載した半導体記憶装置の製品寿命を向上させることにある。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
〔１〕複数の不揮発性メモリチップにより、第１格納領域と、それに隣接された第２格納領域とが形成された半導体記憶装置において、上記第１格納領域と上記第２格納領域とを、データの読み書きが禁止される緩衝領域によって区切り、上記第１格納領域と上記緩衝領域との境界と、上記第２格納領域と上記緩衝領域との境界とを、互いに異なる不揮発性メモリチップ上に形成する。
【００１０】
上記の手段によれば、上記第１格納領域と上記緩衝領域との境界と、上記第２格納領域と上記緩衝領域との境界とを、互いに異なる不揮発性メモリチップ上に形成することにより、上記第１格納領域に属する不揮発性メモリチップの破損によって上記第２格納領域は影響されないし、上記第２格納領域に属する不揮発性メモリチップの破損によって上記第１格納領域は影響されない。これにより、一方の格納領域に属する不揮発性メモリチップが破損した場合でも、他方の格納領域は、引き続き使用することができる。このことが、複数のフラッシュメモリチップを搭載した半導体記憶装置の製品寿命の向上を達成する。
【００１１】
〔２〕複数の不揮発性メモリチップにより格納領域が形成された半導体記憶装置において、上記格納領域に代わってデータの読み書きが可能とされる揮発性メモリチップと、外部からの電源供給の有無を監視するための電源監視コントローラと、外部からの電源供給が遮断されることにより、上記揮発性メモリチップの記憶データを上記格納領域に転送し、上記電源供給が復帰されることにより、上記格納領域のデータを上記揮発性メモリチップに転送するための格納領域管理コントローラとを設ける。
【００１２】
上記の手段によれば、上記格納領域に代わって揮発性メモリチップに対してデータの読み書きが行われることによって上記不揮発性メモリチップの書き換え回数が大幅に低減され、このことが、複数のフラッシュメモリチップを搭載した半導体記憶装置の製品寿命の向上を達成する。
【００１３】
〔３〕上記〔２〕において、外部からの電源供給の有無を監視するための電源監視コントローラを設け、上記格納領域管理コントローラは、上記電源監視コントローラの監視結果に基づいて、上記揮発性メモリチップの記憶データを上記格納領域に転送し、上記格納領域のデータを上記揮発性メモリチップに転送するように構成することができる。
【００１４】
〔４〕複数の不揮発性メモリチップにより第１格納領域と、それに隣接された第２格納領域とが形成され、上記第１格納領域と上記第２格納領域とは、データの読み書きが禁止される緩衝領域によって区切られ、上記第１格納領域と上記緩衝領域との境界と、上記第２格納領域と上記緩衝領域との境界とが、互いに異なる不揮発性メモリチップ上に形成されるとき、上記第２格納領域に対応して設けられ、上記第２格納領域に代わってデータの読み書きが可能とされる揮発性メモリチップと、外部からの電源供給が遮断されることにより、上記揮発性メモリチップの記憶データを上記第２格納領域に転送し、上記電源供給が復帰されることにより、上記第２格納領域のデータを上記揮発性メモリチップに転送するための格納領域管理コントローラとを設ける。
【００１５】
上記の手段によれば、上記第１格納領域と上記緩衝領域との境界と、上記第２格納領域と上記緩衝領域との境界とを、互いに異なる不揮発性メモリチップ上に形成することにより、上記第１格納領域に属する不揮発性メモリチップの破損によって上記第２格納領域は影響されないし、上記第２格納領域に属する不揮発性メモリチップの破損によって上記第１格納領域は影響されない。これにより、一方の格納領域に属する不揮発性メモリチップが破損した場合でも、他方の格納領域は、引き続き使用することができる。また、上記格納領域に代わって揮発性メモリチップに対してデータの読み書きが行われることによって上記不揮発性メモリチップの書き換え回数が大幅に低減される。このことが、複数のフラッシュメモリチップを搭載した半導体記憶装置の製品寿命の向上を達成する。
【００１６】
〔５〕上記〔４〕において、外部からの電源供給の有無を監視するための電源監視コントローラを設け、上記格納領域管理コントローラは、上記電源監視コントローラの監視結果に基づいて、上記揮発性メモリチップの記憶データを上記第２格納領域に転送し、上記第２格納領域のデータを上記揮発性メモリチップに転送するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【００１８】
すなわち、複数の不揮発性メモリチップを搭載した半導体記憶装置の製品寿命を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１には、本発明にかかる半導体記憶装置の一例とされるストレージシステムが示される。図１に示されるストレージシステム１００は、複数のフラッシュメモリチップ（ＦＬＡＳＨ）１５−１〜１５−ｎ、１６−１〜１６−ｎと、上記複数のフラッシュメモリチップ１５−１〜１５−ｎ、１６−１〜１６−ｎの動作を制御するコントローラ１１とが基板に搭載されて成り、パーソナルコンピュータシステムのインタフェースに結合されることにより、当該パーソナルコンピュータシステムからのデータの読み書きが可能とされる。上記複数のフラッシュメモリチップ１５−１〜１５−ｎ、１６−１〜１６−ｎは、不揮発性メモリチップの一例とされ、それぞれ公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成されている。
【００２０】
上記フラッシュメモリチップ１５−１〜１５−ｎによって第１格納領域１２Ａが形成され、上記フラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎによって第２格納領域１２Ｂが形成される。上記パーソナルコンピュータシステムによるストレージシステム１００のアクセスは、上記格納領域単位で行われる。
【００２１】
上記第１格納領域１２Ａと、上記第１格納領域１２Ｂとは、データの読み書きが禁止される緩衝領域１３によって区切られている。上記緩衝領域１３は、上記フラッシュメモリチップ１５−ｎと、上記フラッシュメモリチップ１６−１とに形成される。つまり、上記第１格納領域１２Ａと上記緩衝領域１３との境界は、上記フラッシュメモリチップ１５−ｎ上に形成され、上記第２格納領域１２Ｂと上記緩衝領域１３との境界は、上記フラッシュメモリチップ１６−１上に形成される。
【００２２】
ここで、従来技術に従えば、第１格納領域１２Ａと、第２格納領域１２Ｂとの境界が、同一のフラッシュメモリチップ１５ｎ上に形成されることが考えられ、かかる場合には、一つのフラッシュメモリチップ１５ｎが破損すると、当該フラッシュメモリチップ１５ｎにかかる格納領域１２Ａ，１２Ｂが使用できなくなり、複数のフラッシュメモリチップを搭載した半導体記憶装置の製品寿命が不所望に短くなる。
【００２３】
これに対して本例によれば、データの読み書きが禁止される緩衝領域１３が、上記フラッシュメモリチップ１５−ｎと、上記フラッシュメモリチップ１６−１とに形成されるため、第１格納領域１２Ａと、第２格納領域１２Ｂとで同一のフラッシュメモリチップが使用されない。このため、フラッシュメモリチップ１５−１〜１５−ｎの何れかが破損されても、第２格納領域１２Ｂは影響されないし、フラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎの何れかが破損されても、第１格納領域１２Ａは影響されない。例えば、上記のように一つのフラッシュメモリチップ１５ｎが破損した場合でも、第２格納領域１２Ｂについてはその後も使用可能とされるため、ストレージシステムの製品寿命を向上させることができる。
【００２４】
上記第１格納領域１２Ａ、上記第２格納領域Ｂ、及び上記緩衝領域１３は、以下のように形成することができる。
【００２５】
パーソナルコンピュータシステムにおけるＯＳ（オペレーティング・システム）に用意されているコマンドなどによって、第１格納領域１２Ａ、及び第２格納領域のサイズを設定する。第２格納領域のサイズ設定において先頭からのオフセットを考慮することにより、上記緩衝領域１３を指定することができる。例えば第１格納領域１２Ａとして９９０ＭＢを確保し、第２格納領域１２Ｂとして９９０ＭＢを確保する場合、第２格納領域１２Ｂの設定において、先頭からのオフセットを１０１０ＭＢとすることにより、約２０ＭＢの緩衝領域１３を確保することができる。
【００２６】
上記の例によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【００２７】
データの読み書きが禁止される緩衝領域１３が、上記フラッシュメモリチップ１５−ｎと、上記フラッシュメモリチップ１６−１とに形成されるため、フラッシュメモリチップ１５−１〜１５−ｎの何れかが破損されても、第２格納領域１２Ｂは影響されないし、フラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎの何れかが破損されても、第１格納領域１２Ａは影響されない。これにより、一方の格納領域に属するフラッシュメモリチップが破損した場合でも、他方の格納領域は、引き続き使用することができるので、ストレージシステム１００の製品寿命を向上させることができる。
【００２８】
図２には、本発明にかかる半導体記憶装置における別の構成例が示される。
【００２９】
図２に示されるストレージシステム１００が、図１に示されるのと大きく異なるのは、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１８、及び電源監視コントローラ１９、予備電源２０、格納領域管理コントローラ２１が設けられている点である。ＲＡＭ１８は、コントローラ１１の制御下にあり、その記憶容量は、第２格納領域１２Ｂの記憶容量と同等、もしくはそれよりも小さく設定される。特に制限されないが、上記ＲＡＭ１８は、公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成され、このＲＡＭ１８が、本発明における揮発性メモリチップの一例とされる。
【００３０】
電源監視コントローラ１９は、パーソナルコンピュータシステムから供給される高電位側電源ＶＣＣの電圧レベルを監視し、電源監視結果として電源状態通知信号を出力する。この電源状態通知信号は格納領域管理コントローラ２１に伝達される。格納領域管理コントローラ２１は、上記電源状態通知信号に基づいて上記第２格納領域１２ＢとＲＡＭ１８との動作を制御する。予備電源２０は、例えばバッテリーとされ、パーソナルコンピュータシステムからの高電位側電源ＶＣＣの供給が遮断された場合に、上記格納領域管理コントローラ２１、上記第２格納領域１２Ｂ、上記ＲＡＭ１８に、それらの動作用電源を供給するために設けられている。
【００３１】
上記の構成において、上記第１格納領域１２Ａには、書き換えの必要が無いシステム情報が格納される。
【００３２】
パーソナルコンピュータシステムから高電位側電源ＶＣＣが正常に供給されている場合、電源監視コントローラ１９によって電源状態通知信号がハイレベルにされる。これにより、格納領域管理コントローラ２１は、第２格納領域１２Ｂに属するフラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎに代えてＲＡＭ１８を選択状態とすることにより、上記第２格納領域１２Ｂに対するデータの読み書きが、上記ＲＡＭ１８に対して行われるように制御する。このとき、第２格納領域１２Ｂに属するフラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎは非選択状態とされる。
【００３３】
パーソナルコンピュータシステムによって高電位側電源ＶＣＣの供給が停止された場合、電源監視コントローラ１９によって電源状態通知信号がローレベルに遷移される。すると、格納領域管理コントローラ２１の制御により、第２格納領域１２Ｂが選択状態に遷移され、ＲＡＭ１８の記憶情報が第２格納領域１２Ｂに書き込まれる。このとき、格納領域管理コントローラ２１、第２格納領域１２Ｂ、及びＲＡＭ１８の動作用電源は、予備電源２０から供給される。
【００３４】
パーソナルコンピュータシステムによって高電位側電源ＶＣＣの供給が開始されると、電源監視コントローラ１９によって電源状態通知信号がハイレベルに遷移される。すると、格納領域管理コントローラ２１の制御により、第２格納領域１２Ｂの記憶情報がＲＡＭ１８に転送される。そして、その転送が完了した後に、第２格納領域が非選択状態とされ、第２格納領域に代えてＲＡＭ１８への読み書きが行われる。
【００３５】
上記例によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【００３６】
（１）パーソナルコンピュータシステムから高電位側電源ＶＣＣが正常に供給されている場合、第２格納領域１２Ｂに属するフラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎに代えてＲＡＭ１８が選択状態にされることにより、上記第２格納領域１２Ｂに対するデータの読み書きが、上記ＲＡＭ１８に対して行われるように制御されるため、フラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎの書き換え回数が大幅に低減され、その分、フラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎの寿命を延ばすことができる。
【００３７】
（２）上記第１格納領域１２Ａには、書き換えの必要が無いシステム情報が格納されるため、上記第１格納領域１２Ａに対応するフラッシュメモリチップ１５−１〜１５−ｎの寿命も延ばすことができる。
【００３８】
（３）データの読み書きが禁止される緩衝領域１３が、上記フラッシュメモリチップ１５−ｎと、上記フラッシュメモリチップ１６−１とに形成されるため、フラッシュメモリチップ１５−１〜１５−ｎの何れかが破損されても、第２格納領域１２Ｂは影響されないし、フラッシュメモリチップ１６−１〜１６−ｎの何れかが破損されても、第１格納領域１２Ａは影響されない。これにより、一方の格納領域に属するフラッシュメモリチップが破損した場合でも、他方の格納領域は、引き続き使用することができるので、図１に示される場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００３９】
以上本発明者によってなされた発明を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で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４０】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるストレージシステムに適用した場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、各種半導体記憶装置に広く適用することができる。
【００４１】
本発明は、複数のフラッシュメモリチップにより格納領域が形成されることを条件に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明にかかる半導体記憶装置の一例であるストレージシステムの構成例ブロック図である。
【図２】上記ストレージシステムの別の構成例ブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１  コントローラ
１２Ａ  第１格納領域
１２Ｂ  第２格納領域
１３  緩衝領域
１５−１〜１５−ｎ  フラッシュメモリチップ
１６−１〜１６−ｎ  フラッシュメモリチップ
１８  ＲＡＭ
１９  電源監視コントローラ
２０  予備電源
２１  格納領域管理コントローラ
１００  ストレージシステム
【図１】
2006330787.tif 000003
【図２】
2006330787.tif 000004