(57)【要約】【課題】長期間のデータ保持でデータを損失することを防ぎ、かつ所望するデータ保持期間に応じて半導体記憶装置を有効に使えるようにするために、データを正しく保持できる期間を求めることを目的とする。【解決手段】計数手段２４は、不揮発性メモリの書き換え回数を求める。保持期間算出手段２５Ａは、予め保持した書換え回数とデータ保持可能期間との関係を用いて、計数手段２４が求めた書き換え回数からデータ保持可能期間を算出する。表示手段２６は、保持期間算出手段２５Ａが算出したデータ保持可能期間を表示する。【選択図】図２
2009301110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホスト装置に接続され、前記ホスト装置からのコマンドに従って不揮発性メモリにデータを書き込み、前記不揮発性メモリからデータを読み出す半導体記憶装置であって、
前記不揮発性メモリの書き換え回数を求める計数手段と、
不揮発性メモリの書換え回数とデータ保持可能期間との関係を予め保持し、前記関係を用いて前記計数手段が求めた書き換え回数からデータ保持可能期間を算出する保持期間算出手段と、を具備する半導体記憶装置。
【請求項２】
前記保持期間算出手段が算出したデータ保持可能期間を表示する表示手段をさらに備える請求項１記載の半導体記憶装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記データ保持可能期間を前記ホスト装置に通知する請求項１または２に記載の半導体記憶装置。
【請求項４】
前記ホスト装置から時刻情報を取得する時刻取得手段と、
前記時刻取得手段が取得した時刻情報、及び前記保持期間算出手段が算出したデータ保持可能期間に基づいて、前記不揮発性メモリに書き込んだデータのデータ保持期限を求める保持期限算出手段と、をさらに具備する請求項１に記載の半導体記憶装置。
【請求項５】
前記保持期限算出手段が求めたデータ保持期限を表示する表示手段をさらに備える請求項４に記載の半導体記憶装置。
【請求項６】
前記制御回路は、前記データ保持期限を前記ホスト装置に通知する請求項４または５に記載の半導体記憶装置。
【請求項７】
請求項３に記載の半導体記憶装置と接続するホスト装置であって、
前記半導体記憶装置から受信したデータ保持可能期間を表示する表示部を備えるホスト装置。
【請求項８】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の半導体記憶装置と接続するホスト装置であって、
前記半導体記憶装置から受信したデータ保持期限を表示する表示部を備えるホスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホスト装置と接続してデータの書き込み及び読み出しに用いられ、ホスト装置から取り外して持ち運びできる半導体記憶装置、及び半導体記憶装置と接続するホスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）におけるファイルや、デジタルスチルカメラ、携帯電話、携帯型オーディオ機器などにおける映像や音声を含むディジタル情報の記録メディアとして、不揮発性半導体メモリを使ったメモリカードが用いられている。このメモリカードは、ＰＣやデジタルスチルカメラなどのホスト機器と接続してデータの書き込み及び読み出しに用いられるが、ホスト機器から取り外して持ち運びや保管もできる。このようなメモリカードに用いられる不揮発性メモリとして、現在最も代表的なものはフラッシュメモリである。フラッシュメモリは、半導体プロセスの微細化、及びひとつのメモリセルに複数ビットを記憶する多値化などにより、大容量化と低価格において昨今目覚しい発展をしている。
【０００３】
フラッシュメモリは、メモリセルトランジスタ内に、絶縁膜で覆われたフローティングゲートを形成している。このフローティングゲート内の電荷の有無によってメモリセルトランジスタの閾値電圧が変化する。この閾値電圧の変化によって、フラッシュメモリはデータを保持することができる。しかし、物理ブロックを消去した後にデータを書き込むといったデータの書き換えを繰り返すと、フローティングゲートを覆う絶縁膜が劣化する。絶縁膜の劣化は、データが正しく書き込めなくなるなど、信頼性の低下を招く。このことは、データの消去及び書き換えの繰り返し回数に、信頼性を確保できる限界があることを示している。
【０００４】
そこで、データの消去回数をカウントし、消去回数とあらかじめ設定した限界回数との差分から残書き込み可能回数を表示する半導体記憶装置および書き込み装置の例が、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０２５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、データ書き換えの繰り返しによって生じる絶縁膜の劣化は、データを書き込むときに不具合を起こすのみでなく、すでに書き込んだデータの保持にも大きく影響する。絶縁膜が劣化すると、フローティングゲート内に注入された電荷が時間の経過とともに放出されやすくなるとともに、絶縁膜にトラップされた電荷が放出されることもある。この電荷の放出によってメモリセルトランジスタの閾値電圧が変化して、記憶されたデータが変化してしまう。その結果、データが誤った値となって読み出されてしまうことがあるため、データ書き換えの繰り返し回数は、データを信頼性が高い状態で保持できる期間と強い相関関係を有している。
【０００６】
図１は、フラッシュメモリの書き換え回数とデータ保持可能期間との関係の一例を示す図である。データ保持可能期間とは、フラッシュメモリが、書き込まれたデータを正しく保持することのできる期間である。図１によると、書き換え回数が２０００回のときデータ保持可能期間は１０年である。しかし、書き換え回数が１万回になるとデータ保持可能期間は１年となり、さらに書き換え回数が５万回になるとデータ保持可能期間は１ヶ月にまで短くなる。逆に言えば、データを１０年間保持するためにはフラッシュメモリの書き換え回数の限界は２０００回であり、データを保持すべき期間が１年間であれば書き換え回数の限界は１万回である。さらにデータを保持すべき期間が１ヶ月で十分なのであれば、書き換え回数の限界は５万回となる。このように、所望するデータ保持期間に応じてフラッシュメモリの書き換え回数の限界は異なる。
【０００７】
このため、あらかじめ設定した書き換え回数の限界と実際の書き換え回数との差分から残りの書き込み可能回数を表示する従来の方法では、短期間のデータ保持用途では表示された残書き換え回数以上に使用可能であるにもかかわらず記憶装置を有効に活用できないという課題があった。また逆に、表示された書き換え可能回数の範囲内であっても、データを長期間保存した場合にはデータが保持できずに消失することがあるという課題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、フラッシュメモリの書き換え回数にあらかじめ定めた限界を設けることなく、所望とするデータ保持期間に応じて有効に活用することのできる半導体記憶装置及びホスト装置を提供することを目的とする。また本発明の他の目的は、保存したデータの安全な管理が可能な半導体記憶装置およびホストを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために本発明の半導体記憶装置は、ホスト装置に接続され、前記ホスト装置からのコマンドに従って不揮発性メモリにデータを書き込み、前記不揮発性メモリからデータを読み出す半導体記憶装置であって、前記不揮発性メモリの書き換え回数を求める計数手段と、不揮発性メモリの書換え回数とデータ保持可能期間との関係を予め保持し、前記関係を用いて前記計数手段が求めた書き換え回数からデータ保持可能期間を算出する保持期間算出手段と、を具備するものである。
【００１０】
ここで前記保持期間算出手段が算出したデータ保持可能期間を表示する表示手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１１】
ここで前記制御回路は、前記データ保持可能期間を前記ホスト装置に通知するようにしてもよい。
【００１２】
また、前記ホスト装置から時刻情報を取得する時刻取得手段と、前記時刻取得手段が取得した時刻情報、及び前記保持期間算出手段が算出したデータ保持可能期間に基づいて、前記不揮発性メモリに書き込んだデータのデータ保持期限を求める保持期限算出手段と、をさらに具備するようにしてもよい。
【００１３】
ここで前記保持期限算出手段が求めたデータ保持期限を表示する表示手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１４】
ここで前記制御回路は、前記データ保持期限を前記ホスト装置に通知するようにしてもよい。
【００１５】
本発明のホスト装置は、前述の半導体記憶装置と接続し、前記半導体記憶装置から受信したデータ保持可能期間を表示する表示部を備えるものである。
【００１６】
また本発明のホスト装置は、前記半導体記憶装置から受信したデータ保持期限を表示する表示部を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明の半導体記憶装置およびホスト装置は、フラッシュメモリが書き換えられた回数からデータ保持可能期間を算出して表示ないし通知する。これによって、あらかじめ定めた限界回数に制限されることなく、データを保存する所望とする期間に応じて、書換え回数に限度がある不揮発性メモリを備えた半導体記憶装置を有効に活用することができる。さらに、データの保持可能期間と書き換え時刻とからデータ保持期限を算出して表示ないし通知することで、書換え回数にかかわらず記憶したデータの安全な保持が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、先に説明したフラッシュメモリの書き換え回数とデータ保持可能期間との関係の一例を示す図である。図２は、本実施の形態のホスト装置１および半導体記憶装置２Ａの構成を示す図である。
【００１９】
図２において、ホスト装置１は、半導体記憶装置２Ａにデータを書き込み、また半導体記憶装置２Ａからデータを読み出すものである。
【００２０】
半導体記憶装置２Ａはカード形状に形成されており、必要に応じてホスト装置１に対して着脱できるよう構成されている。このような半導体記憶装置２Ａは、フラッシュメモリ２０、インターフェイスバス２１、インターフェイス２２、制御回路２３Ａ、計数手段２４、保持期間算出手段２５Ａ、及び表示手段２６を有している。
【００２１】
フラッシュメモリ２０は、データの消去単位である物理ブロックを複数有する不揮発性メモリであり、ホスト装置１からの指示で書き込まれたデータを記憶するものである。
【００２２】
インターフェイスバス２１は、ホスト装置１とインターフェイス２２とを電気的に接続するものであり、データの送受信に用いられる。
【００２３】
インターフェイス２２は、インターフェイスバス２１を通じて、ホスト装置１からのライトコマンドならびにリードコマンド、ライトコマンドに伴うデータなどを受信し、リードコマンドに従ってフラッシュメモリ２０から読み出されたデータなどをホスト装置１に出力するものである。
【００２４】
制御回路２３Ａは、ホスト装置１が送信したライトコマンド及びリードコマンドをインターフェイス２２から受け取って、フラッシュメモリ２０へのデータの書き込みや、フラッシュメモリ２０からのデータの読出しなどを制御するものである。また制御回路２３Ａは、後述する計数手段２４、保持期間算出手段２５Ａ、及び表示手段２６の動作も制御する。さらに制御回路２３Ａは、フラッシュメモリ２０へのデータの書き込みにおいて、ホスト装置１からライトコマンドとともに受け取った論理アドレスに、フラッシュメモリ２０の物理アドレスを割り当てる。
【００２５】
制御回路２３Ａは、この割り当てにおいて物理アドレスの割り当て回数に偏りが生じないように制御する。例えば、制御回路２３Ａは、フラッシュメモリ２０の物理アドレスを、ある順序で循環するように割り当てることで、フラッシュメモリ２０の物理ブロックの書き換え回数を偏ることなく均等化する。
【００２６】
計数手段２４は、制御回路２３Ａが行う物理アドレスの割り当て回数から、フラッシュメモリ２０の書き換え回数を求めて、保持するものである。物理ブロックごとに書き換え回数を管理することも可能であるが、制御回路２３Ａによって各物理ブロックの書き換え回数が均等化されているので、計数手段２４は、各物理ブロックの書き換え回数を代表して、フラッシュメモリ２０全体の書き換え回数を管理する。例えば、フラッシュメモリ２０の書き換え回数は、フラッシュメモリ２０の使用を始めてからの累積書き換えデータ量をフラッシュメモリ２０全体の容量で除して求めた値で代表させることができる。計数手段２４は、フラッシュメモリ２０の書き換え回数を、フラッシュメモリ２０に書き込む。これにより、半導体記憶装置２Ａがホスト装置１から取り外されて電源が遮断された状態でも、書き換え回数を保持することができる。
【００２７】
保持期間算出手段２５Ａは、予め保持する図１に示すような書き換え回数とデータ保持可能期間の関係と、計数手段２４で求めたフラッシュメモリ２０の書き換え回数とを基にして、データ保持可能期間を算出するものである。
【００２８】
図１は、フラッシュメモリの書き換え回数とデータ保持可能期間との関係の一例を示す図である。データ保持可能期間とは、フラッシュメモリ２０が、書き込まれたデータを正しく保持することのできる期間を表したものである。図１によると、書き換え回数が２０００回のときデータ保持可能期間は１０年である。しかし、書き換え回数が１万回になるとデータ保持可能期間は１年となり、さらに書き換え回数が５万回になるとデータ保持可能期間は１ヶ月にまで短くなる。
【００２９】
なお保持期間算出手段２５Ａは、図１に示すような、フラッシュメモリ２０の書き換え回数とデータ保持可能期間の関係を、近似式あるいはテーブルとして保持している。
【００３０】
表示手段２６は、保持期間算出手段２５Ａで求めたデータ保持可能期間を表示するものである。表示手段２６は、電源が遮断されても表示を維持することができるコレステリック液晶などのデバイスで構成してもよい。
【００３１】
このような構成の半導体記憶装置２Ａに対して、ホスト装置１は、保持期間算出手段２５Ａが求めたデータ保持可能期間を、所定のコマンドによって読み出すことができる。これによってホスト装置１は、半導体記憶装置２Ａから読み出したデータ保持可能期間を、図示しない表示手段に表示してホスト装置１のユーザに通知することができる。
【００３２】
このような構成のホスト装置１及び半導体記憶装置２Ａにおいて、データ書き込み時の動作について以下に説明する。ホスト装置１は、保持期間算出手段２５Ａが求めたデータ保持可能期間を読み出し、図示しない表示手段に表示してホスト装置１のユーザに通知する。通知された保持可能期間が所望のデータ保持期間より長ければ、ユーザーはホスト装置１にデータの書き込みを指示する。ホスト装置１からの書き込みコマンドに基づいて、半導体記憶装置２Ａがフラッシュメモリ２０のデータを書き換え、計数手段２４は、フラッシュメモリ２０の書き換え回数を更新し、フラッシュメモリ２０の書き換え回数を保持期間算出手段２５Ａに通知する。
【００３３】
書き換え回数を受け取った保持期間算出手段２５Ａは、次回新たに記憶するデータのデータ保持可能期間を算出し、算出したデータ保持可能期間を、表示手段２６に通知する。表示手段２６は、現在表示しているデータ保持可能期間を、新たに受け取ったデータ保持可能期間に更新し表示する。このように表示手段２６の表示は、ホスト装置１からの通電時に更新されるが、表示手段２６は、ホスト装置１に接続されていない状態でも表示を維持する。
【００３４】
このような動作の結果、半導体記憶装置２Ａは、データの書き換え回数をもとにデータ保持可能期間を算出し、新たに記憶するデータ保持可能期間を表示及び通知することができる。ユーザは表示されたデータ保持可能期間を所望するデータ保持期間と比較して確認することができ、書き換え回数に限度がある不揮発性メモリを備えた半導体記憶装置を、所望するデータ保持期間に応じて有効に活用することができる。
【００３５】
すなわち、短期間のデータ保持用途では、より多くの回数にわたって半導体記憶装置を有効に使用することができる。また逆に、長期間にわたってデータを保持する必要がある場合には、データ書き込みの前にデータ保持可能期間を確認することができるので、確実にデータを保存することができる。さらに、半導体記憶装置がホスト装置に接続されていない状態でもデータ保持可能期間の表示が維持されるため、ホスト装置に接続せずとも半導体記憶装置の単体のみでもデータ保持可能期間を容易に確認することができる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について、図１及び図３を参照しながら説明する。図１は、先に説明したフラッシュメモリの書き換え回数とデータ保持可能期間との関係の一例を示す図である。図３は、本発明の第２の実施の形態におけるホスト装置１及び半導体記憶装置２Ｂの構成を示す図である。図３において、図２に示した第１の実施の形態と同じ名称の構成要素については、第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態による半導体記憶装置２Ｂは、第１の実施の形態の構成に加えて、時刻取得手段２７及び保持期限算出手段２８を備えている。
【００３８】
保持期間算出手段２５Ｂは、予め保持する図１に示すような書き換え回数とデータ保持可能期間の関係と、計数手段２４で求めたフラッシュメモリ２０の書き換え回数とを基にして、データ保持可能期間を算出し、保持期限算出手段２８に出力するものである。
【００３９】
時刻取得手段２７は、ホスト装置１が有する日時に関する時刻情報を取得し、保持期限算出手段２８に出力するものである。
【００４０】
保持期限算出手段２８は、時刻取得手段２７から得られる時刻情報に保持期間算出手段２５Ｂから得られるデータ保持可能期間を加えて書き込んだデータに対するデータ保持期限を算出し、表示手段２６に与えるものである。データ保持期限とは、書き込んだデータが誤ることなく保持できる期限である。
【００４１】
このような構成の半導体記憶装置２Ｂにおいて、第１の実施の形態と同様に保持期間算出手段２５Ｂがデータ保持可能期間を算出すると、保持期間算出手段２５Ｂは、算出したデータ保持可能期間を保持期限算出手段２８に出力する。このとき時刻取得手段２７は、ホスト装置１から時刻情報を取得し、保持期限算出手段２８に出力する。
【００４２】
保持期限算出手段２８は、取得した時刻情報にデータ保持可能期間を加えてデータ保持期限を算出し、算出したデータ保持期限を表示手段２６に与える。表示手段２６は、現在表示しているデータ保持期限を、新たに受け取ったデータ保持期限に更新し表示する。
【００４３】
例えば、計数手段２４が、求めた現時点の書き換え回数が１万回であると算出すれば、保持期間算出手段２５Ｂは、図１に示した関係からデータ保持可能期間が１年であると算出する。このとき、時刻取得手段２７がホスト装置１より得た時刻情報が２０１０年１月１日を示していると、保持期限算出手段２８は、時刻情報の２０１０年１月１日にデータ保持可能期間の１年を加えることで、データ保持期限を２０１１年１月１日とする。
【００４４】
同様にして、計数手段２４が算出した現時点の書き換え回数が５万回であれば、保持期間算出手段２５Ｂは、データ保持可能期間が１ヶ月であると算出する。このとき、時刻取得手段２７がホスト装置１より得た時刻情報が２０１０年１月１日であれば、保持期限算出手段２８は、データ保持期限を２０１０年２月１日とする。
【００４５】
本実施の形態においても表示手段２６の表示は、ホスト装置１からの通電時に更新されるが、表示手段２６は、ホスト装置１に接続されていない状態でも表示を維持する。
【００４６】
その後、ホスト機器１は、保持期限算出手段２８が求めたデータ保持期限を読み出し、図示しない表示手段に表示してホスト装置１のユーザに通知する。
【００４７】
第２の実施の形態によれば、データ保持可能期間と時刻情報とからデータ保持期限を算出することができる。このデータ保持期限を表示ないし通知することで、フラッシュメモリの書き換え回数にかかわらず、書き込んだデータを安全に管理することができる。さらに、半導体記憶装置がホスト装置に接続されていない状態でもデータ保持可能期間の表示が維持されるため、半導体記憶装置の単体のみでもデータ保持可能期間を容易に確認することができる。
【００４８】
なお、第２の実施の形態において、複数回の書き込みが連続して行われた場合は、書き込まれたそれぞれのデータに対するデータ保持期限を制御回路２３Ｂで比較し、最も直近のデータ保持期限を表示手段２６に表示して、ホスト装置１に通知するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の半導体記録装置及びホスト装置は、データ保持可能期間あるいはデータ保持期限を表示及び通知することができ、書き換え回数に限度がある不揮発性メモリを有効に活用することができ、さらに、書き込んだデータを安全に保持することができる。よって本発明の半導体記録装置及びホスト装置は、ＰＣの記憶装置をはじめ、デジタルスチルカメラ、動画像を撮影するビデオカメラレコーダなどのリムーバブルな記録メディアとして利用でき、さらには、映像コンテンツの運搬や中長期的な保存に使う記録メディアとしても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】フラッシュメモリの書き換え回数とデータ保持可能期間との関係を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の半導体記憶装置及びホスト装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第２の実施の形態の半導体記憶装置及びホスト装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ホスト装置
２Ａ、２Ｂ  半導体記憶装置
２０  フラッシュメモリ
２１  インターフェイスバス
２２  インターフェイス
２３Ａ、２３Ｂ  制御回路
２４  計数手段
２５Ａ、２５Ｂ  保持期間算出手段
２６  表示手段
２７  時刻取得手段
２８  保持期限算出手段
【図１】
2009301110.tif 000003
【図２】
2009301110.tif 000004
【図３】
2009301110.tif 000005