(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的にデータの書き換え可能な不揮発性メモリを制御するメモリ制御部と、該不揮発性メモリへの書き換え回数をカウントするカウンタと、該カウンタによりカウントした書き換え回数を記憶するカウンタメモリセルとを備えた不揮発性メモリを内蔵する半導体集積回路において、
１回の不揮発性メモリへの書き換えを行うたびに１つカウントアップ又はカウントダウンする前記カウンタの書き換え回数を前記カウンタメモリセルに記憶する第１の処理と、セキュリティを必要とするデータの書き換えを行う際に、前記カウンタの書き換え回数に所望の値を加算し、該書き換え回数を変更可能とする第２の処理と、を行うカウンタ制御部を設け、
前記メモリ制御部は、書き換え可能回数を記憶し、前記第１の処理おいては、前記カウンタ制御部により、前記カウンタメモリセルに記憶された前記書き換え回数と、前記書き換え可能回数とを比較し、前記書き換え回数が該書き換え可能回数を越えている場合に、前記第２の処理においては、前記書き換え可能回数を越える前記カウンタの書き換え回数とすることにより強制的に、不揮発性メモリへの書き換え、及び／又は、読み出しを禁止することを特徴とする不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路。
【請求項２】
前記カウンタメモリセルに記憶する前記書き換え回数を外部出力するための外部出力端子を設けたことを特徴とする請求項１に記載の不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路。
【請求項３】
前記カウンタ制御部に、前記第２の処理を行うための前記所望の値を外部から入力するための外部入力端子を設けたことを特徴とする請求項１に記載の不揮発性メモリ内蔵半導体集回路。
【請求項４】
請求項２に記載する不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路の不揮発性メモリへのデータの消去、書込み、又は読み出しを行うアクセス装置であって、
前記カウンタメモリセルに記憶された前記書き込み回数を外部出力端子から読み取り、表示するカウント数表示装置を設けたことを特徴とするアクセス装置。
【請求項５】
請求項３に記載する不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路の不揮発性メモリへのデータの消去、書込み、又は読み出しを行うアクセス装置であって、
前記外部入力端子に前記第２の処理に用いる前記所望の値を入力するための入力装置を設けたことを特徴とするアクセス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不揮発性半導体記憶装置を内蔵した半導体集積回路に関し、不揮発性メモリの書き換え（消去あるいは書き込み）回数の管理に適用し、該不揮発性メモリに内蔵されるソフトウェアプログラム等のデータの信頼性の高い書込み、消去、及び読み出しと共にセキュリティのために、これら動作の防止に適用した、高信頼性、高付加価値の不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路及びそのアクセス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、不揮発性メモリは、電気的にデータの書き換えができ電源を切ってもデータを保持できるという特徴があり、現在いろいろな分野・用途に利用され、ＣＰＵを内蔵した１チップマイクロコンピュータのような半導体集積回路のプログラム記憶用としても使用されている。不揮発性メモリ内蔵の半導体集積回路は、今後、大容量化、多機能化が進み利用分野はさらに拡がっていくものと考えられる。ここで、上記背景をふまえ、不揮発性メモリを使用する上での信頼性と、多大な作成費用を投じたソフトウェアプログラム等のＲＯＭデータの保守管理を確保する高付加価値を有した半導体集積回路が望まれている。
【０００３】
一方、不揮発性メモリはデータの書き換え可能でありるが、データの消去、及び書込みを繰り返すことでメモリの劣化が進み、所定の回数を超過した書き換えを行えば最後にはデータ化けを起こし、書き換えできなくなるという問題もある。
【０００４】
そこで、不揮発性半導体メモリの書き換え回数を保証する技術として特開平４−９０１９９公報が開示されている。
図４は、特開平４−９０１９９公報に開示された技術を簡略的に示したものであり、不揮発性半導体メモリの書き換え回数をカウントするカウンタ１１と、データ書き換え回数を記憶する不揮発性半導体メモリセルで構成されたカウンタメモリ１２と、これらを制御する制御回路１３を備える。そして、データ消去時にカウンタをインクリメントさせることにより書き換え回数をカウントして記憶するものであり、書き換え回数の管理を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような従来の回路装置では、使用する側がその不揮発性メモリに定められている信頼性を満足した書き換えの所定回数を常に把握しておかなくてはならない。そのため、もし把握していない第３者が使用した場合には、誤って所定の書き換え回数を超過して書込みを行う恐れがあった。
【０００６】
また、重要な不揮発性メモリに書かれたプログラム等のデータを容易に第３者が読み出し、消去、書込み等のアクセスを自由にできるために、プログラム等のデータセキュリティを保証することができなかった。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解消するためなされたものであって、書き換え回数を超過した場合は、不揮発性メモリへの書込み、読み出し、及び／又は消去を禁止し、同時にプログラム等のデータのセキュリティを保証した半導体集積回路装置及びそれに適したアクセス装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
要旨１の発明は、電気的にデータの書き換え可能な不揮発性メモリを制御するメモリ制御部と、該不揮発性メモリへの書き換え回数をカウントするカウンタと、該カウンタによりカウントした書き換え回数を記憶するカウンタメモリセルとを備えた不揮発性メモリを内蔵した半導体集積回路において、１回の不揮発性メモリへの書き換えを行うたびに１つカウントアップ又はカウントダウンする前記カウンタの書き換え回数を前記カウンタメモリセルに記憶する第１の処理と、セキュリティを必要とするデータの書き換えを行う際に、前記カウンタの書き換え回数に所望の値を加算し、該書き換え回数を変更可能とする第２の処理と、を行うカウンタ制御部を設け、前記メモリ制御部は、書き換え可能回数を記憶し、前記第１の処理おいては、前記カウンタ制御部により、前記カウンタメモリセルに記憶された前記書き換え回数と、前記書き換え可能回数とを比較し、前記書き換え回数が該書き換え可能回数を越えている場合に、前記第２の処理においては、前記書き換え可能回数を越える前記カウンタの書き換え回数とすることにより強制的に、不揮発性メモリへの書き換え、及び／又は、読み出しを禁止することを特徴とする不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路である。
【００１０】
要旨２の発明は、前記カウンタメモリセルに記憶する前記書き換え回数を外部出力するための外部出力端子を設けたことを特徴とする要旨１の不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路である。
【００１１】
要旨３の発明は、前記カウンタ制御部に、前記第２の処理を行うための前記所望の値を外部から入力するための外部入力端子を設けたことを特徴とする請求項１の不揮発性メモリ内蔵半導体集回路である。
【００１２】
要旨４の発明は、要旨２に記載する不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路の不揮発性メモリへのデータの消去、書込み、又は読み出しを行うアクセス装置であって、前記カウンタメモリセルに記憶された前記書き込み回数を外部出力端子から読み取り、表示するカウント数表示装置を設けたことを特徴とする。
【００１３】
要旨５の発明は、要旨３に記載する不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路の不揮発性メモリへのデータの消去、書込み、又は読み出しを行うアクセス装置であって、前記外部入力端子に前記第２の処理に用いる前記所望の値を入力するための入力装置を設けたことを特徴とするアクセス装置である。
【００１６】
要旨１の発明によれば、通常、第１の処理によって、不揮発性メモリへの書き換えが行われた場合、カウンタが１回の不揮発性メモリのデータの書き換えを行うたびに１つカウントアップ又はカウントダウンして書き換え回数が得られ、その書き換え回数がカウンタメモリセルに記憶されることとなる。
また、第２の処理命令等により、任意の時期にカウンタメモリセルの記憶する書き換え回数を所望の値に強制的に変更、例えば、通常、書き換えの時に１つカウントアップ又はカウントダウンする書き換え回数を自由に変えることで、書き換え回数を所望の値（信頼性を保証する所定の書き換え回数）に即座に正又は負方向に超過させることができる。
【００１７】
これにより、メモリ制御部が前記カウンタメモリセルに記憶された書き換え回数に基づいて不揮発性メモリへの書き換え回数を把握し、書き換え回数が所定の値に達したとき、あるいは正または負方向に超過したときには、不揮発性メモリのデータの書き換え等を不可にすることが可能となる。
【００１８】
従って、使用する側がその不揮発性メモリに定められている信頼性を満足した書き換えの所定回数を把握しておかなくても、書き換え回数を超えた場合にハード的に書き換え等を禁止して、誤って所定の書き換え回数を超えた書込みを行うことをなくすと共に、強制的に書き換え回数の変更をおこなうことで、任意の時期にプログラムデータのセキュリティを確保することが可能となる。
【００１９】
要旨２の発明によれば、外部出力端子を設け、カウンタメモリセルに記憶する書き換え回数を外部出力可能とすることで、書き換え回数を外部装置に出力でき、例えば不揮発性メモリの書き換えを行うＲＯＭライターでの書き換え回数の把握、表示等が可能となり、使用する者等へ書き換え回数データを提供できる。
【００２０】
要旨３の発明によれば、カウンタ制御部に第２の処理を行うためのデータを外部から入力するための外部入力端子を設けたことにより、外部入力端子を通じて任意の時期に強制的に書き換え回数の変更が可能となる。これにより任意の時期におけるプログラムデータのセキュリティを意図的に確保することが可能となる。
【００２１】
要旨４の発明によれば、カウント数表示装置を設けたことでカウンタメモリセルに記憶された書き換え回数を使用者が視覚的に把握可能となる。
【００２２】
要旨５の発明によれば、使用者が入力装置を通じてカウンタメモリセルの書き換え回数を変更可能となる。例えば、通常、書き換えの時に１つカウントアップ又はカウントダウンする書き換え回数を入力装置を通じて自由に変更することで、書き換え回数を所望の値にすることができる。よって、使用者は選択的に不揮発性メモリのアクセスを禁止でき、簡単にセキュリティの設定を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、不揮発性メモリ３を内蔵した半導体集積回路装置１の主要部の構造を示たブロック図である。
不揮発性メモリ３は、電気的書き換え可能な不揮発性メモリ３であり、該不揮発性メモリ３を制御するメモリ制御部４と、不揮発性メモリ３の書き換え回数をカウントするカウンタ５と、該カウンタ５を制御するカウンタ制御６と、書き換え回数を記憶するカウンタメモリ（メモリセル）７から構成されている。尚、ここではカウンタは、不揮発性メモリの書き換え（消去あるいは書き込み）を行うたびに１つカウントアップするものとし、また、カウンタへの任意の演算は加算するものとする。
【００２４】
メモリ制御部４は、不揮発性メモリ３と、外部端子ＰＧＭ端子、ＲＤ端子，及びＥ／Ｗ端子と、カウンタメモリ７に接続されている。メモリ制御部４は、該端子ＰＧＭ、ＲＤ，及びＥ／Ｗからの入力される信号により不揮発性メモリ３の消去、書込み、読み出しを行う。
【００２５】
また、不揮発性メモリ３はメモリデータを外部から入出力するために外部端子Ｉ／ＯＤＡＴＡと接続している。
【００２６】
カウンタ５は、カウンタ制御部６とカウンタメモリ７に接続され、データの書き換えを行ったときに、カウンタメモリ７のデータをカウンタ５に読み込み、カウンタ制御部６が指定した回数だけカウントアップする。そして、カウントアップしたデータをカウンタメモリ７に書込む。
【００２７】
カウンタメモリ７は、メモリ制御部４に接続され、メモリ制御部４がカウンタメモリ７のデータと半導体集積回路の製造時に予め設定される書き換え可能回数とを比較し、超過した場合は不揮発性メモリ３の書き換えと読み出しを禁止する。また、カウンタメモリ７は、外部端子ＣＯＵＮＴと接続され、書き換え回数を外部に出力している。
【００２８】
カウンタ制御部６は、外部端子ＡＤＤ‐ＤＡＴＡと接続され外部よりカウントアップするデータを入力している。
【００２９】
図２は、不揮発性メモリ３を内蔵した半導体集積回路装置１とＲＯＭライター２を接続した概略ブロック図である。
図１に示すように不揮発性メモリ３を内蔵した半導体集積回路装置１とＲＯＭライター２は、プログラム等のデータの書換え可能に接続される。
【００３０】
そして接続される半導体集積回路装置１とＲＯＭライター２の外部端子は、不揮発性メモリ３の書き換え回数用カウンタに加算する回数を入力、出力するＡＤＤ‐ＤＡＴＡ端子と、書き換え回数用カウンタメモリのデータを入力、出力するＣＯＵＮＴ端子と、ＲＯＭライター２から送信するプログラムデータを不揮発性メモリに消去あるいは書込む信号にあたるＰＧＭ端子と、そのＰＧＭ端子の動作が消去か書込みかを選択するＥ／Ｗ端子と、不揮発性メモリを読み出す為の命令信号であるＲＤ端子と、不揮発性メモリに書込み読み出しをするプログラム等のデータ用入出力端子にあたるＩ／ＯＤＡＴＡ端子で概略構成され、１対１に接続されている。
【００３１】
図３は、図２のＲＯＭライター２の概略ブロック図である。本実施形態のＲＯＭライター２は、不揮発性メモリ３の読み出しと、プログラム等のデータの書込みを行うリードライト制御部８と、書込み回数のカウントアップ数を入力する為のカウントアップ入力９と、読み書きするデータを保持するバッファとなる書き換え回数を表示する為の表示部１０から構成されている。
【００３２】
次に、ＲＯＭライター２内の接続関係について説明する。
バッファメモリ１８は、外部端子Ｉ／ＯＤＡＴＡ、及びリードライト制御部８に接続している。
またリードライト制御部８は、外部端子ＰＧＭ、ＲＤ、及びＥ／Ｗ、に接続されるとともにバッファメモリ１８に接続されており、不揮発性メモリ３（図１）へ書込み、読み出し、又は消去信号の出力と、バッファメモリ１８への書込みデータの送信と、読み出しデータのバッファメモリ１８へ受信を行う。
【００３３】
カウントアップ入力９は、外部端子ＡＤＤ‐ＤＡＴＡに接続し、カウントアップ入力９で図示しないキーパッド等の入力装置で設定された値の出力を行う。
表示部１０は、外部端子ＣＯＵＮＴと接続し、該端子から入力された書込み回数のデータの表示を行う。
【００３４】
次に、本実施例の動作について説明する。
まず、図１に接続した状態で、図示しない電源を投入すると、ＲＯＭライター２が半導体集積回路装置１のカウンタメモリ７からデータを外部端子ＣＯＵＮＴから読み込み、該データ（書き換え回数Ｍ）を表示部１０へ表示させる。これにより、現在の不揮発性メモリ３の書き換え回数Ｍを表示部１０にてアクセスする者に表示することができる。
【００３５】
もし、書き換え回数Ｍが可能回数を超過しているにも関わらず誤ってＲＯＭライター２より書込み命令を半導体集積回路装置１に送信した場合には、メモリ制御部４がカウンタメモリ７のデータと予め設定されている書き換え可能回数Ｎを比較することで書き換えを禁止し、操作ミスを防止する。これにより、不揮発性メモリ３のデータ化け等によるアクセス不能状態に陥ることを回避できる。
【００３６】
次に、プログラム等のデータのセキュリティを行う場合は、ＲＯＭライター２のカウントアップ入力９により、表示部１０で示されている書き換え回数Ｍが予め設定されている書き換え可能回数Ｎを超えることとなる加算数Ａを設定する。これにより、外部端子ＡＤＤ‐ＤＡＴＡを通して半導体集積回路装置１のカウンタ制御部６が加算数Ａをカウンタ５の値に加算し、これによりカウンタメモリ７には予め設定されている書き換え可能回数Ｎを超える値が書き込まれる。
従って、メモリ制御部４は該書き換え可能回数Ｎを超過した値をカウンタメモリ７から読み込んで認識し、読み出しの禁止を行う為、次回のＲＯＭライター２からの読み出し命令は行うことができなくなり、セキュリティ回路として機能する。
【００３７】
メモリ制御部４によるセキュリティ機能を解除し、再度アクセス可能とする場合には、前記ＲＯＭライター２を用いて、カウントアップ入力９に書き換え可能回数Ｎ以内となる値を入力し、カウンタメモリ７のデータを書き換え可能回数Ｎ以下にすることで可能となる。ただし、アクセス回数を管理してセキュリティ回路をかける前の状態に戻すように制御することが望ましい。
【００３８】
なお、前記の実施形態では本発明の好適例を説明したが、本発明はこれに限定されないことはもちろんである。
例えば、本実施形態ではカウンタ５は通常書き換えるたびに１つカウントアップし、カウンタ５への任意の演算は加算するものとして説明したが、各々１つカウントダウン、減算するものとし、予め設定した書き換え回数Ｎの負の値と比較しても同じ効果が得られる。さらに予め設定した書き換え回数Ｎを正又は負の方向に超過させることができればカウンタへの演算は任意で良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の不揮発性メモリ内蔵半導体集積回路による効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
（１）不揮発性メモリに定められている信頼性を満足した書き換えの所定回数を使用者自身が把握しておかなくても、あるいは誤って書き換え回数を超過した書込みを行っても、ハード的に書き換えを禁止しているので、書き換えの切り返しによる劣化により発生するアクセス不能状態に陥ることを回避できる。
【００４０】
（２）本発明においては、アクセス装置側から、ハード的に書き換えと読み出しを禁止させ、セキュリティの設定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る不揮発性メモリを内蔵した半導体集積回路内部の主要ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る不揮発性メモリを内蔵した半導体集積回路とＲＯＭライターの接続関係を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＲＯＭライターの主要ブロック図である。
【図４】従来の不揮発性メモリを内蔵した半導体集積回路内部の主要ブロック図である。
【符号の説明】
１  半導体集積回路
２  ＲＯＭライター
３  不揮発性メモリ
４  メモリ制御部
５  カウンタ
６  カウンタ制御部
７  カウンタメモリ
９  カウントアップ入力部
１０  表示装置
ＣＯＵＮＴ  外部端子
ＡＤＤ‐ＤＡＴＡ  外部端子
【図１】
0003797819.tif 000002
【図２】
0003797819.tif 000003
【図３】
0003797819.tif 000004
【図４】
0003797819.tif 000005