(57)【要約】  マルチセグメント化不揮発性フラッシュメモリ構造は、メータデータをストアし、更新し、保存するために少なくとも１つの関連メモリ構造と組み合わせて採用されている。初期にメータデータを関連メモリにストアすることにより、メータデータは、あらかじめ決めたデータ量が取得されるまで、あるいはメータへの電源が不能になる（１２４）までバッファに置かれており、その時点でストアされたメータデータはフラッシュメモリの選択されたブロックにコピーされる（１２６）。データを転送するための種々のロケーションは、それぞれフラッシュメモリのどのセグメントまたはブロックを利用するかを示すフラッシュポインタによって判断される。いくつかの実施形態では、関連メモリ構造のサイズは、関連メモリ構造が一杯になったときデータ転送を最大限にすると共に、フラッシュメモリに書かれる回数を少なくするためにフラッシュメモリの各セグメントのサイズに対応しており、もってフラッシュメモリの潜在的有効ライフスパンを延長している。
2008515054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メータデータをストアする方法であって、
第１のあらかじめ決めたストレージサイズによって特徴付けられる少なくとも１つの関連メモリバッファと、第２のあらかじめ決めたストレージサイズによって特徴付けられる複数のフラッシュメモリブロックを有する不揮発性フラッシュメモリ構造とを含む複数のメモリ構造を用意するステップと、
ユーティリティプロダクトまたはサービスに関連する１または２以上のパラメータを表すメータデータを取得するステップと、
前記メータデータを少なくとも１つの関連メモリバッファにストアするステップと、
前記少なくとも１つの関連メモリバッファがいつ一杯になったかを検出するステップと、
該少なくとも１つの関連メモリバッファ内のデータを前記不揮発性フラッシュメモリ構造の少なくとも１つの選択されたフラッシュメモリブロックにコピーするステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記コピーするステップの後に、少なくとも１つの関連メモリバッファを消去するステップであって、その結果、該関連メモリバッファが追加メータデータをストアするステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記取得するステップ、ストアするステップ、検出するステップ、コピーするステップ、および消去するステップを連続的に繰り返すステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記コピーするステップでデータが転送される先の、少なくとも１つの選択されたフラッシュメモリブロックは、どのフラッシュメモリブロックからデータのコピーが開始されるかを示すフラッシュポインタを通して決定されることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記コピーするステップの後に、
少なくとも１つの関連メモリ構造を消去するステップであって、その結果、該関連メモリ構造が追加メータデータをストアするステップと、
次のフラッシュメモリブロックロケーションを示す前記フラッシュポインタをデータがコピーされる場所に移動するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記取得するステップ、ストアするステップ、検出するステップ、コピーするステップ、消去するステップおよび移動するステップを連続的に繰り返すステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記複数のメモリ構造は、各々が前記取得するステップ、ストアするステップ、検出するステップおよびコピーするステップにそれぞれ従うように構成された複数の関連メモリバッファを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記複数の関連メモリバッファの各々からメータデータをコピーする前記それぞれのステップでデータが転送される先の、少なくとも１つの選択されたフラッシュメモリブロックは、どのフラッシュメモリブロックからデータのコピーが開始されるかを示すそれぞれのフラッシュポインタを通して決定されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、前記第１および第２のあらかじめ決めたストレージサイズはほぼ等しいことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、前記不揮発性フラッシュメモリ構造は、少なくとも３２個の個別フラッシュメモリブロックを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも１つの関連メモリバッファは、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、シャドウＲＡＭ、フェロＲＡＭ、およびバッテリバックアップ付きＲＡＭの１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、前記メータデータは、ヒストリログ、イベントログ、エラーログ、ロードプロファイルデータ、使用時間データ、自己読み取り、およびエネルギ消費データのうちの、少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
ユーティリティメータにおいて連続的に更新されるメータデータをストアする方法であって、
第１のあらかじめ決めたストレージサイズによって特徴付けられる少なくとも１つの関連メモリバッファと、第２のあらかじめ決めたストレージサイズによって特徴付けられる複数のフラッシュメモリブロックを有する不揮発性フラッシュメモリ構造とを含む複数のメモリ構造を用意するステップと、
ユーティリティプロダクトまたはサービスの計測または配給量を表す更新メータデータを取得するステップと、
前記更新メータデータを少なくとも１つの関連メモリバッファにストアするステップと、
ユーティリティメータへの電源がいつ不能になったかを検出するステップと、
前記少なくとも１つの関連メモリバッファ内の更新メータデータを、前記不揮発性フラッシュメモリ構造の少なくとも１つの選択されたフラッシュメモリブロックにコピーするステップと、
を含み、前記少なくとも１つの選択されたフラッシュメモリブロックは、そのロケーションを示すフラッシュポインタを通して決定されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、前記少なくとも１つの関連メモリバッファは、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、シャドウＲＡＭ、フェロＲＡＭ、およびバッテリバックアップ付きＲＡＭの１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法において、前記検出するステップは、ユーティリティメータへの電源がいつ不能になったかを、定期的メータ電源ダウンを通してまたはユーティリティメータへのスケジュール外の電源ロスを通して検出することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の方法において、ユーティリティメータへの電源が最早不能でなくなったとき、その以前にコピーされたメータデータを前記不揮発性フラッシュメモリ構造から前記少なくとも１つの関連メモリバッファにリストアするステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
メータデータをストアし、更新する方法であって、
複数のメモリ構造を用意するステップであって、該複数のメモリ構造は少なくとも１つのマルチセグメント化フラッシュメモリ構造と少なくとも１つの関連メモリ構造とを含んでいるステップと、
前記少なくとも１つのマルチセグメント化フラッシュメモリ構造の少なくとも１つの選択されたセグメントにストアされたデータを前記少なくとも１つの関連メモリ構造にコピーするステップと、
該少なくとも１つの関連メモリ構造内の選択されたデータを更新するステップと、
データが前記コピーするステップでそこから転送された、前記少なくとも１つのマルチセグメント化フラッシュメモリ構造の少なくとも１つの選択されたセグメントを消去するステップと、
更新された選択データを該少なくとも１つの関連メモリ構造から該少なくとも１つのマルチセグメント化フラッシュメモリ構造の前記少なくとも１つの選択セグメントに再書き込みするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記少なくとも１つの関連メモリ構造および前記マルチセグメント化フラッシュメモリ構造の選択されたセグメントは、ほぼ同じデータ記憶容量を有していることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法において、前記少なくとも１つの関連メモリ構造は、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、シャドウＲＡＭ、フェロＲＡＭ、およびバッテリバックアップ付きＲＡＭの１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法において、前記データは、ヒストリログ、イベントログ、エラーログ、ロードプロファイルデータ、使用時間データ、自己読み取り、またはエネルギ消費データのうちの、少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本出願は、本出願と同一の発明の名称と発明者で2002年4月24日に申請された出願済みの米国特許出願第10／131,605号の一部継続出願であり、その内容は引用によりすべての目的のために本明細書の一部になっている。
【０００２】
本発明は、一般的には、特定のフラッシュメモリストレージ応用分野に関する。さらに具体的には、本発明はフラッシュメモリを使用して計量データ(計測データ、metering data)をストアするための方法に関する。さらには、本発明はフラッシュメモリを関連メモリと併用して計量データをストアし、操作し、電源ロス(power loss)があるにもかかわらずそのデータを保持するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来メモリシステムはよく知られている。大量のデータは、普通、磁気ディスクドライブのような回転している記憶媒体を使用してストアされる。このようなシステムはデータを回復し、ストアするには低速である。さらに、このようなシステムは、大量の電力が必要であり、比較的重くなっている。多くの従来メモリシステムで認識されていることは、ある種のデータは不揮発性メモリ(non-volatile memory)にストアしておく必要があり、このことは、当然のことながら、メモリへの電力不足がある場合にもかかわらず、メモリにストアしてデータを保持することを意味している。本発明によれば、このような不揮発性データストレージの形態が取り扱われる。
【０００４】
任意の時点である種の既存のフラッシュメモリシステムから消去できるデータの量に関してはさまざまな制約があるため、メモリシステムの代表的使い方は、プログラムや定数、すなわち、消去され、次に、そっくり再書き込みされるプログラムや定数をストアすることに限られていた。一般的に、データは全体的に変更されないのが代表的であるので、このようなシステムはデータをストアするために使用されない。その代わりに、データは、ＥＰＲＯＭＳ、ＥＥＰＲＯＭＳおよび種々のＲＡＭ構造などのように、ストアされた情報の一部だけの変更を可能にする代替メモリ構造にストアされるのが代表的である。しかし、このようなメモリ構造はフラッシュメモリシステムよりもコスト効率が悪く、ある種のＲＡＭ、すなわち、バッテリバックアップ付き(battery-backed)ＲＡＭの場合には、寿命期間にわたってバッテリの維持に関連する追加コストが発生している。
【０００５】
初期のフラッシュメモリは情報をストアするために単一のストレージブロック(storage block)で構成されていた。このような個別ストレージロケーション(領域)は、これらが消去される時点まではそこに再書き込みを行なうことができない。しかし、このようなメモリでは、ストアされた情報の消去は部分的に行なうことができない。かかる情報の消去は全体的に行なう必要があり、以前にストアされた情報はその時点ですべてが失われる。消去し、再書き込みができるフラッシュメモリの回数もフラッシュメモリの寿命期間にわたって制限されているので、ある種の応用分野ではそのことも問題になっていた。
【０００６】
従来のフラッシュメモリシステムは、データをストアするのにより有用であるように開発されてきた。このようなフラッシュメモリは、非常に多数の小さなストレージロケーションにセグメント化されていた。これらの最近のフラッシュメモリシステムはデータをストアするのに十分に柔軟性があり、計量データのストアに使用するのに理想的である。このようなストレージブロックの各々は依然としてその全体を消去する必要がある一方で、この種のフラッシュメモリデバイスは、ストアされた計量データを問題なく保持するのに十分に小さなストレージブロックを含んでいる。
【０００７】
これらの従来フラッシュメモリシステムは消費電力が非常に少なく、その動作が比較的高速である。最新フラッシュメモリも、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの、他の不揮発性メモリよりもコスト効率がはるかに優れている。コスト効率が優れているほかに、この種の従来フラッシュメモリシステムは、現在、同等のＥＥＰＲＯＭやＲＡＭメモリシステムよりも高密度アレイのものが提供されている。より多くの計量データをストアする要求がユーティリティ産業で行なわれているのに伴い、より効率的で、安価なメモリシステムの使用を通してコスト節減を実現することが重要になっている。
【０００８】
不揮発性メモリシステムは、従来から種々の計測応用分野で使用されてきたが、フラッシュメモリの利用は限られていた。一部の従来の計量システム(計測システム、metering system)では、他の面で必要とされるメータのパフォーマンスのパラメータまたはその要求の判断を可能にする計算を実行するための定数値や式をストアするために不揮発性メモリが利用されている。計量応用分野で不揮発性メモリ構造を使用する１つの例として、特許文献１がある。さらに別の例として、特許文献２があり、そこでは経時的に取得され、関連メモリ内にコンパイルされた一組のデータ計測（ｄａｔａ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ）をストアするために不揮発性メモリが使用されている。この種の不揮発性メモリはその後、望みのデータを得るための別処理のために除去され、新しいメモリ構造によって置き換えられる。
【０００９】
データをストアすると共に、電源障害期間にそのデータを保存しておき、電源ロスにもかかわらず使用データの連続性を確保する試みとしてバッテリバックアップ付きＲＡＭメモリを利用することは、特許文献３の目的になっている。
【００１０】
種々タイプのメモリ構造を使用してユーティリティ計量データを処理し、ストアすることに関係する他の特許文献としては、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３および特許文献１４がある。
【００１１】
上に挙げた特許文献のすべては、本明細書で参照することにより、すべての目的のために本明細書の一部になっている。
【００１２】
上に挙げた特許文献は、いずれも、それぞれの目的のためには有用であるが、本明細書に開示されている技術で扱う問題を解決していない。この問題とは、すなわち、置き換えを必要としないで計量データをストアするためにコスト効果的で、効率的な不揮発性メモリ構造および関連方法を使用することの必要性である。
【００１３】
【特許文献１】米国特許第5,548,527号明細書
【特許文献２】米国特許第4,361,877号明細書
【特許文献３】米国特許第4,335,447号明細書
【特許文献４】米国特許第4,783,623号明細書
【特許文献５】米国特許第4,792,677号明細書
【特許文献６】米国特許第4,852,030号明細書
【特許文献７】米国特許第5,270,639号明細書
【特許文献８】米国特許第5,311,068号明細書
【特許文献９】米国特許第5,377,114号明細書
【特許文献１０】米国特許第5,473,322号明細書
【特許文献１１】米国特許第5,918,380号明細書
【特許文献１２】米国特許第5,994,892号明細書
【特許文献１３】米国特許第6,006,212号明細書
【特許文献１４】米国特許第6,163,276号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、フラッシュメモリなどの、よりコスト効率的なメモリを使用して計量データをストアするための方法が望まれている。さらに、かかるフラッシュメモリを別の関連メモリ構造と併用して、フラッシュメモリへの書き込みと消去が行なわれる回数を減らし、もって、フラッシュメモリの使用可能ライフサイクルを延長するのに役立つ方法が望まれている。最後に、計量データをストアするためのマルチセグメント化フラッシュメモリを、計測が行なわれている期間の間計量データを更新し、維持するのに使用される関連メモリ構造と併用することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、計測された計量データのストアと電源ロス期間にそのデータの維持に関して、上述した種々の制約と欠点およびその他を認識し、その解決を図る。従って、本明細書に開示されている技術は、計量データを最もコスト効率的な不揮発性メモリ構造にストアする新規な方法を提供する一方で、かかるメモリ構造の潜在的ライフスパンを最大限にする特定のデータ転送アルゴリズムを提供する。
【００１６】
従って、本発明（開示技術）の主目的は、不揮発性フラッシュメモリを使用して情報をストアするための方法を提供することである。さらに具体的には、本発明の目的は、かかるメモリを関連メモリと併用してデータをストアし、維持するための方法を提供することにある。本発明の関連目的は、フラッシュメモリと関連メモリの間でデータを転送するための特定アルゴリズムを提供することによって、フラッシュメモリが書き込まれ、消去され、および／またはそこに再書き込みされる回数を最小限にし、もってフラッシュメモリの寿命を延長することに役立てることにある。
【００１７】
本発明の別の目的は、スケジュール外の電源ロス(unscheduled loss of power)期間または定期的（つまり、ユーザの計画による）計量の電源ダウン(meter power down)期間に計量データを保護する方法を提供することである。さらに具体的には、本発明の目的は、相互に作用し合う２種類のメモリ構造の組み合わせを使用して、電源ロス期間に計量データを保護する方法を提供することである。
【００１８】
本発明のさらに別の目的は、計量データをストアするのにコスト効率的である方法を提供することである。かかるコンテキストにおいて、本発明技術の別の目的は、計量データをストアするための、よりフレキシブルで効率的な方法を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的と利点は、この分野の通常の知識を有するものならば当然に理解されるように、以下の詳細説明に明らかにされている。また、当然に理解されるように、具体的に図示し、説明しているステップ、特徴およびマテリアルまたはこれらのデバイスに対する改良および変更は、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、本明細書を参照することにより、その種々実施形態と用途の面で実施することが可能である。このような変更には、図示または説明しているものの等価ステップ、エレメント、特徴およびマテリアルを置換したもの、および種々ステップ、パーツ、特徴などを機能的または位置的に逆にしたものが含まれるが、これらに限定されない。
【００２０】
さらに、当然に理解されるように、本発明の異種の実施形態だけでなく、本明細書に開示されている異種好適実施形態には、開示されているステップ、特徴、エレメントまたはこれらと同等のものの種々の組み合わせまたは構成（この中には、図に明示されていないか、あるいは詳細説明に記述されていない特徴の組み合わせまたはその構成も含まれている）が含まれている。
【００２１】
本発明の一つの例示の実施形態によれば、メータデータをストアする方法は、少なくとも１つの関連メモリバッファと複数のメモリブロックを有する不揮発性メモリ構造とを含む、複数のメモリ構造を用意する初期ステップを含んでいる。ユーティリティプロダクトまたはサービスに関連する１または２以上のパラメータを表すメータデータが次に取得され、関連メモリバッファにストアされる。関連メモリバッファが一杯になったときは、そのデータはフラッシュメモリの少なくとも１つの選択されたブロックにコピーされる。その後、メモリバッファを消去することができ、フラッシュポインタ(flash pointer)はフラッシュメモリの次のブロックに移動され、その後、フラッシュメモリが一杯になるか、あるいはフラッシュメモリにストアされたデータがあらかじめ決めたストアシーケンスを繰り返すことを開始するまで、データストアステップが繰り返されることになる。
【００２２】
本発明の別の例示の実施形態によれば、ユーティリティメータにおいて連続的に更新されるメータデータをストアする方法は、少なくとも１つの関連メモリバッファと不揮発性フラッシュメモリ構造とを含む、複数のメモリ構造を用意するステップと、更新メータデータを取得するステップと、更新メータデータをストアするステップと、ユーティリティメータへの電源がいつ不能になったかを検出するステップと、更新データをフラッシュメモリ構造にストアするステップと、を含んでいる。メータデータは、電気、水、ガス、ケーブルまたは通信サービスなどの、ユーティリティプロダクトまたはサービスの計測量または配給量を表している。例えば、電気メータの場合には、データはワット時(watt-hours)で表される。フラッシュポインタは、ワット時メータデータがフラッシュメモリのどのブロック（１または複数）にコピーされるかを決定するために利用することができる。
【００２３】
本発明のさらに別の例示の実施形態では、メータデータをストアし、変更する方法に対応している。フラッシュメモリのブロック（１または複数）にストアされたデータは関連メモリ構造にコピーされ、そこでは、そのデータの一部が更新された後、データがそこから転送されてきた、フラッシュメモリ内の消去済みロケーションに戻されるようにコピーすることができる。
【００２４】
本発明の上記およびその他の特徴、形態および利点をもっと理解しやすくするために、以下の説明と請求項を参照して説明する。添付図面は、本明細書と一体になってその一部を構成するものであり、本発明の実施形態を示し、説明と共に、本技術の原理を解説するのに役立っている。
【００２５】
以下では、本発明の開示内容は、本明細書の中で添付図面を参照しながら詳細に、かつ、この分野の通常の知識を有するものに利用できるように説明されている。本明細書および添付図面の全体を通して参照符号が反復的に使用されているが、これは、開示されている技術の同一または類似の特徴、ステップまたはエレメントを表していることを意味している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下では、開示技術の好適実施形態を参照して詳しく説明するが、これらの例は添付図面に詳しく示されている。これらの例は、本技術の説明の便宜上示されたもので、これによって制限されるものではない。実際には、この分野の精通者に明らかであるように、本提示技術の種々の改良および変更は、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り行なうことが可能である。例えば、ある実施形態の一部として図示または説明されている特徴またはステップは別の実施形態で使用して、さらに別の実施形態を得ることが可能である。さらに、マテリアルおよび／または特性の選択に変化をもたせることも、場合によっては、方法ステップの順序のいくつかを特定の望ましいユーザ基準を満足するように変更することも可能である。従って、本発明は、本発明の特徴および同等の特徴の範囲に属する改良および変更を包含するものである。
【００２７】
上述したように、本発明は、特に、フラッシュメモリ構造を利用して計量データをストアし、保存するための方法に係るものである。具体的には、本発明はユーティリティ計量環境においてフラッシュメモリ構造を別の関連メモリ構造と併用する方法を提供している。開示技術のいくつかの実施形態は、さらに、ユーティリティメータで電源異常(power outage)が発生した場合や電源ダウンが発生した場合に、データ損失から保護する方法を目的としている。
【００２８】
一般的に、ロードプロファイル(load profile)、エネルギデータ、使用時間(time-of-use)データ、情報データ、エラー／イベント／ヒストリログ、および自己読み取り(self-read)などを含む（なお、これらに限定されない）種々の計量データは、認可された現場要員によって、あるいはリモートロケーションへ送信することによって収集され、以後の読み取りに備えてストアされる。このような情報は、例えば、任意の２４時間期間の種々の時間期間に対する適切な請求料率だけでなく、住宅地ユーザと商業地ユーザとを対比した代替請求料率および季節ごとの需要変化に対する代替料金料率を決定しやすくするために利用されることがよくある。ある種の応用分野では、メータ（計量器）は連続的に稼動し、その間にイベントログやロードプロファイルなどの、比較的大量のデータを蓄積している。このような応用分野では、新たに蓄積されたデータは、例えば、ＲＡＭバッファ（なお、これに限定されない）などの関連メモリに最初にストアされてから、データがフラッシュメモリに書かれる回数を減らすのに役立つアルゴリズム（以下に説明する）に従って、増分的に不揮発性フラッシュメモリに転送することを可能にしている。さらに別の計量応用分野では、ワット時などの計量データ（電気計量の場合）は絶えず変化している。この種の応用分野では、ワット時間数は、定期的（すなわち、ユーザによる計画的）電源ダウンまたは予定外の電源ロスが発生するまで関連バッファにストアしておき、その時点で、最後の瞬時に関連バッファと併用して用意されたフラッシュメモリに書き込むようにしている。
【００２９】
次に図１を参照して説明すると、図１は、メータデータを収集し、そのデータを不揮発性フラッシュメモリにストアするための例示構成とその対応方法の一形態を示すブロック図である。図１の例示構成は、不揮発性フラッシュメモリ４と併用されて動作するように構成された関連メモリ２を含んでいる。関連メモリ２は、収集された計量データのバッファとして動作するように構成されており、これに対応するものとしてＲＡＭバッファまたはＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フェロＲＡＭ、シャドウＲＡＭまたはバッテリバックアップ付きＲＡＭなどの別の特定形体のメモリがあるが、これらに限定されない。関連メモリ２は、好ましくは、複数のデータブロック６を含み、これらのブロックは、それぞれが図１にデータ  １、データ  ２、．．．、データ  Ｎとして示されており、フラッシュメモリ４は、好ましくは、それぞれがＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３、．．．として示された複数のフラッシュメモリブロック８を含んでいる。
【００３０】
新データがユーティリティメータによって収集されたとき、そのデータは最初に関連メモリ２のブロック（１または２以上）に書き込まれる。その後に計測された新データは、関連バッファ２が一杯になるまで順次に関連メモリ２に書き込まれる。関連メモリはバッファとして働き、関連メモリ２が一杯になると、そこにストアされたデータのすべては不揮発性フラッシュメモリ４の、選択された空のブロック（１または２以上）８に書き込まれる。データがフラッシュに書き込まれた後、関連メモリバッファはクリアされ、追加のデータをそこに書き込まれることが可能となり、データ転送プロセスが繰り返される。
【００３１】
フラッシュポインタ１０は、関連メモリバッファ２がフラッシュメモリ４のどのブロック（１または２以上）に書き込まれるかを決定する目的で使用されている。関連メモリ２がフラッシュのブロックに書き込まれると、メモリ２はクリアされ、フラッシュポインタはフラッシュメモリの次の空のブロック８に移動されるが、これは必ずしも順番になっているとは限らない。フラッシュポインタ１０は、フラッシュの順次のブロックを指すようにイクリメントさせることができるが、あらかじめ決めた他の順序をたどってフラッシュブロックを満たしていくようにしてもよい。フラッシュブロック８の配列は循環する順序にすることも（すなわち、新たにバッファに置かれたデータは最も古いデータが置かれているフラッシュブロックに書き込まれる）、あるいはフラッシュメモリ４はすべてのフラッシュブロック８が一杯になるまで書き込むこともでき、一杯になった時点で、関連メモリ２とフラッシュメモリ４の間のデータ転送は中止される。その後、フラッシュメモリ４はメータが読み取られるときクリアされて、追加のデータをそこにストアできるようにすれる。
【００３２】
関連メモリバッファ２は、データがフラッシュメモリに書き込まれる頻度を減らすために使用される。ブロックがフラッシュメモリに書き込まれる前に、メモリバッファ全体、例えば、２０個またはそれ以上のロードプロファイルエントリのメモリバッファ全体が満たされる。関連メモリ２の例示データストレージサイズは約２ｋにすることができ、これは、ある実施形態では、好ましくは、フラッシュメモリ４の各ブロック８のサイズに対応付けることができる。この場合には、フラッシュメモリの総ストレージサイズが２５６Ｋであって、各ブロック８がストレージの２Ｋに対応していれば、関連メモリ２からフラッシュメモリ４へのデータのブロック転送が１２８回行なわれると、フラッシュ内のすべてのデータブロック８が満たされることになる。本技術の他の実施形態では、フラッシュメモリ４は、好ましくは、少なくとも約３２個の個別フラッシュメモリブロック８を有している。この個数を示したのは単なる例であり、当然に理解されるように、関連メモリはフラッシュメモリのサイズの数分のいくつかであるのが一般的であるが、関連メモリとフラッシュメモリはどのような特定サイズにすることも可能である。
【００３３】
図１から当然に理解されるように、多くの関連メモリバッファは同時に稼動させて、それぞれフラッシュメモリ４にコピーすることが可能である。例えば、ある関連メモリバッファ２はロードプロファイルデータをストアするのに専用させ、別のメモリバッファ２'はイベントログをストアするのに専用させることができる。各バッファ２と２'は、それぞれが一杯になったときフラッシュブロック８の異なるストリームにコピーすることができる。複数のフラッシュポインタを使用すると、各バッファのそれぞれがフラッシュメモリ内のどこにコピーされるかを決定することができる。
【００３４】
本好適実施形態のさらに具体的な形態によれば、図２は、電源障害の発生時または定期的メータ電源ダウン時の期間に計測データを保護する方法を示すフローチャートである。計量データは、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフェロＲＡＭ、シャドウＲＡＭ、バッテリバックアップ付きＲＡＭなどの補助メモリ構造あるいは他の類似メモリ構造にストアされる。このような補助メモリは不揮発性フラッシュメモリ構造と関連付けられているので、以下では「関連メモリ」と呼ぶことにする。
【００３５】
電源ロスまたは電源ダウンが差し迫っていることを検出したとき、それ以前に計測または計算された計量データをセーブ(保存)する必要が起こる。本発明によれば、電源ロスまたは電源ダウンを検出する手段２２を設ける。電源ロス検出手段２２はさまざまな方法で実現することができる。例えば、電源ロスはソフトウェア命令の実行時に検出することも、特定のセンサ素子または他の該当回路を通して検出することもできる。電源ロスを検出する詳細は、本技術の具体的形態を形成するものではないが、すでに知られている多数の方法のいずれでも実現することができる。このようなイベントがステップ２４で検出されると、現在ストアされているデータのうち選択されたものが、ステップ２６において関連メモリ構造から不揮発性フラッシュメモリに再書き込みされる。場合によっては、関連メモリ構造にストアされたデータの全部または選択した部分を、ステップ２６でフラッシュメモリに転送することが望ましいことがある。当然のことながら、不揮発性フラッシュメモリ構造は、メモリへの電力不足が起こった場合でも、そこにストアされたデータのすべてを損失することなく保持している。このようにすると、以前に収集された計量データのすべては保存されることになる。
【００３６】
引き続き図２に図示の本発明の例示実施形態において、ステップ２６が実行されると、メータはメータへの電源が回復されたか、あるいは代表的なパワーアップ時に初期電源供給が行なわれたか、のチェックをステップ２８で開始する。電源回復または初期電源供給をチェックする詳細は、本技術の具体的形態を形成するものではないが、すでに知られている多数の方法のいずれでも実現することができる。電源ロスがステップ２８で検出されると、電源検出方法は経路３０でループバックし、電源が検出されるまで電源回復のチェックを続ける。メータの代表的なパワーアップ（意図しない損失電源の回復とは異なる）の前には、このループバックは行なわれないことがある。固体素子メータへの電源回復または初期電源供給がステップ２８で検出されると、ステップ２６でその前に転送されたデータのすべてはステップ３２で関連メモリ構造にリストアされる。計量情報がステップ３２においてフラッシュメモリから関連メモリにリストアされると、フラッシュメモリロケーションはステップ３４で消去される。ステップ３４により、その後の電源障害時にフラッシュメモリが新しい情報をストアする準備状態に置くことができる。例示ステップ３４が完了すると、プロセスは経路３６に沿ってプロセス２０の開始位置にループバックされ、そこで関係技術により再び次の電源ロスのチェックを開始する。
【００３７】
この方法では、不揮発性フラッシュメモリ構造の使用制限が、データの連続的な書き込み、消去および再書き込みを減らすのに役立っている。さもないと、メモリ構造自体の有用寿命を制限することになる。さらに、フラッシュメモリはその性質上の若干制限により（つまり、データのストレージブロック全体を消去し、そこに新たに重ね書きする必要がある）、この方法では、新たに計測または計算された各々のデータ部分を計測システムが正しく記録するために必要な時間を減少するのに役立っている。
【００３８】
本発明の別の形態によれば、図３はユーティリティメータにおけるフラッシュメモリに関連するメモリ構造が、記録された計量データを一時的にストアし、更新するために使用されるときの例示プロセス２０を示すフローチャートである。本好適実施形態では、計量データはマルチセグメント化不揮発性フラッシュメモリ構造に永続的にストアされる。例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フェロＲＡＭ、シャドウＲＡＭ、バッテリバックアップ付きＲＡＭまたはその他の類似メモリ構造からなる（なお、これらに限定されない）関連メモリ構造も用意されている。不揮発性フラッシュメモリ構造のセグメントの各々には、代表的な居住地または商業地で使用される固体素子メータからの計測または記録された計量データが収められている。なお、当然に理解されるように、かかるメータの詳細は本技術の具体的形態を形成するものではなく、この分野の通常の知識を有するものに周知である。そのために、以下では、このメータ自体について論ずることは省略する。
【００３９】
イベント／エラー／ヒストリログ、ロードプロファイル、使用時間データ、自己読み取りなど（なお、これらに限定されない）の、新たに計測または計算されたデータが収集されると、ストアされた情報を更新する必要が起こる。本発明によれば、この新しいデータの検出をさまざまな方法で行なうことができる。図３には新データインジケータ(new data indicator)４２として示している。新データであることをどのように示すことができるかの一例としては、新たに収集されたデータを不揮発性メモリにすでにストアされているデータと比較して、データに更新が必要かどうかを判断することがある。本発明によれば、新たに収集されたメータデータを更新するために、例示のデータ保存とストア方法４０などのプロセスが使用される。この方法は、不揮発性フラッシュメモリを消去し、再書き込みする必要のある回数を減らすことにより、メータ内の有効ライフスパンを延長する働きをする。
【００４０】
データの更新または他の変更を必要とする個々の応用分野が他にも存在し、そのようなデータの更新または他の変更を、例えば、メータのアップグレードを行なったことに応じて、本発明の形態を、特に図３と関連して利用することができる。
【００４１】
引き続き図３の例示プロセス４０について説明すると、ストアされたデータが更新を必要とするかどうかの判断がステップ４４で行なわれる。新データが確かに存在するとステップ４４で判断されると、旧データを収めているストレージブロックがステップ４６で不揮発性フラッシュメモリ構造から読み取られ、関連メモリ構造にコピーされる。
【００４２】
フラッシュメモリの最近の進歩により、小型の消去ブロックフラッシュメモリ構造が実現されている。このことは、ステップ４６で関連メモリ構造に読み込まれるデータ量が以前に可能であったものよりも大幅に少ないことを意味している。このようなフラッシュメモリ技術の進歩により、計量応用分野におけるフラッシュメモリの使用がさらに実現可能になっているが、これは、例示の計量システムで必要とする不揮発性メモリが約２５６Ｋであり、補助メモリでは約２Ｋであることによる。従って、ステップ４６で関連メモリ構造に読み込まれるデータ量は、最低限と最大限が特定のメモリ制約に基づいている。フラッシュメモリから読み取られる最低データ量はフラッシュメモリ内の最小ブロックサイズと同じなっている。既存のフラッシュメモリは、データアレイ当たり約１０００ブロックまたはそれ以上と特徴付けることができる。ステップ４６でフラッシュメモリから読み取られる最大データ量は、関連メモリ構造のストレージリミットによって決まる。
【００４３】
関連メモリ構造は、フラッシュメモリの場合のようにデータのすべてを除去し、それを新たに収集された計量データで置き換えることをしなくてもデータの変更（例えば、更新）を可能にすることができる。その代わりに、ストレージブロック全体内で必要とされる情報の個別ビットだけがそのメモリ構造内で変更できるので、データの更新に必要な時間が減少されることになる。従って、データブロックのうち選択されたブロックがステップ４６で関連メモリに読み込まれ、その時点で、データはステップ４８において関連メモリ内で変更することが可能になる。
【００４４】
関連メモリ構造内で以前にストアされたデータの変更（更新など）がステップ４８で完了すると、以前に未変更データを収めていた不揮発性フラッシュメモリセグメントは、ステップ５０で完全に消去することができる。更新されたばかりのデータは、ステップ５２で不揮発性フラッシュメモリの新たに消去されたストレージブロックに再書き込みすることができる。本開示技術によれば、この方法は、次に経路５４でフィードバックして、最新の計量データが連続的に得られるように繰り返される。
【００４５】
その詳細は本発明の具体的形態を形成するものではないが、不揮発性フラッシュメモリ構造は、例えば、一ヶ月といったユーティティプロバイダが決めた時間期間を表すのに十分なデータを収めるように設けることができる。そのような場合、適格な現場要員は直接に見るか、あるいは計量データの一切の損失を防止するために定期的間隔でデータを遠隔送受信することによってメータを「読み取って」、データを取得することができる。
【００４６】
図４は、データ保存方法とストア方法の両方が提供されている例示実施形態のフローチャートを示す図であり、この方法には、メータへの電源が損失したときその期間データを保護する方式が含まれている。この方法１００には、好ましくは、新たに収集されたデータを検出する手段１４２電源ロスが差し迫っていることを判断する手段１２２の両方が含まれている。手段１４２は新データインジケータ手段４２と同じように実現することができ、手段１２２は電源ロス表示手段２２と同じように実現することができ、この形態のどちらの詳細も本発明技術の具体的形態を形成するものではなく、その他についてはこの分野の通常の知識を有するものの知識の範囲内に属するものである。
【００４７】
電源障害が発生した場合、それ以前に収集されたメータデータが損失するのを防止するために、例示方法１００の最初のステップでは、検出手段１２２でかかる電源ロスをチェックすることが行なわれる。ステップ１２４で電源ロスが検出されたときは、計量データを不揮発性メモリ構造に転送する必要が起こる。その必要が起こったことが分かると、データを一時的にストアして、更新または他の変更を行なうために使用される関連メモリ構造内のすべての計量データは、ステップ１２６で不揮発性フラッシュメモリ構造に転送する。
【００４８】
その後、例示方法１００は、ステップ１２８と経路１３０を通して連続的チェックを開始し、電源が固体素子メータに回復されたかどうかが判断される。この判断は、公知方法のいずれによっても行なうことができ、これは本発明の特に重要な形態を形成していないので、以下ではこの方法を詳しく説明することは省略する。メータへの電源回復がステップ１２８で検出されると、不揮発性フラッシュメモリ構造内に置かれているデータのすべては、ステップ１３２で関連メモリ構造に再書き込みする。その後、フラッシュメモリ内の該当ロケーションをステップ１３４で消去しておけば、別の電源障害発生時にそこに新データを再ストアする。
【００４９】
電源ロス検出手段１２２に問い合わせている間に、差し迫った電源ロスが起こっていなければ、次に、本技術の方法はステップ１４４で新収集データ検出手段１４２に問い合わせる。この検出に関しては、計測ごとに不揮発性フラッシュメモリを自動的に更新するように動作させることも、もっと好ましくは、新収集データを不揮発性メモリにすでにストアされているデータと比較して、データが変更を必要とするかどうかを判断するための別の手段を手段１４２内に設けることも可能である。後者の方法は、不揮発性フラッシュメモリを消去し、再書き込みする必要のある回数を減らす働きをするので、メータ内のその有効ライフスパンを延長することができる。
【００５０】
ストアされたデータが更新を必要とするとステップ１４４で判断されたときは、旧データが置かれているストレージブロックは、ステップ１４６で不揮発性メモリ構造から読み取られて、関連メモリ構造にコピーされる。メモリの該当ストレージブロックの決定はリングフラッシュメモリの使用に基づいて行なわれ、新収集データの各連続セットがリングメモリの次の連続セグメントに属するようにすることができるが、これとは別に、本技術によれば、他の不連続セグメント方式(non-successive scheme)を実施することも可能である。
【００５１】
次に、関連メモリ構造に以前にストアされたデータに対する必要な変更（例えば、更新）がステップ１４８で実行される。この変更が実行された後、旧データを収めている不揮発性メモリセグメントはステップ１５０で完全に消去される。更新されたばかりのデータは、ステップ１５２で不揮発性フラッシュメモリの消去済みストレージブロックに再書き込みされる。本技術によれば、その後、これらの方法は最新の計量データを連続的に取得するために経路１３６と１５４で繰り返される一方で、すでに収集された計量データの保護を確実にする。
【００５２】
以上、開示技術の好適実施例を、特定の用語とステップを用いて説明してきたが、これらの説明は単なる例示を目的としたものである。用いられた用語は制限的なものではなく、説明の便宜上の用語である。以上から当然に理解されるように、変更と変形は、請求項に明確化されている本発明の精神または範囲から逸脱しない限り、この分野の通常の知識を有するものによって行なうことができる。さらに、当然に理解されるように、他の種々実施形態の形態は全体的にも、部分的にも相互に置き換えることが可能である。従って、請求項の精神と範囲は、本明細書に記載されている好ましいバージョンの説明に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に従って任意の不揮発性メモリと関連メモリとの間のデータ転送の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に従って電源ロスが発生したときのデータ保存方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明に従って新たに収集されたデータのデータストア方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明に従ってメータへの電源ロス期間にデータ保護方式を提供するデータ保存およびストア方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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