存储卡制造技术

本发明专利技术公开了一种确保高速数据写入操作的存储卡。该存储卡由可擦可编程非易失性存储器和控制电路构成。这种非易失性存储器的存储器阵列具有包括第一标志的擦除表，该标志指示出存储区在每个擦除单元内是否是空白区，控制电路在写有可擦除数据的存储器区数目变为常值时，执行预擦除控制，以便根据指示空白区的第一标志预先擦除存储区上的可擦除数据。由于预先对空白区执行擦除处理，因此使在利用空白存储器区实施数据写入处理之前插入擦除处理的必要性下降了，借此可提高数据写入存储卡的速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括可擦可编程非易失性存储器(例如闪存)的存储卡，以及能够有效地应用到高速数据写入操作中的技术。
技术介绍
在将写入数据从主机存储到缓冲器，并且擦除了用于数据写入的物理地址扇区之后，才可以将数据写入包括闪存的存储卡中。由于扇区是在数据写入之前被擦除的，因此对于预期的配置形式，可以预先形成阈值电压在被当作数据写入对象的存储单元内的配置。然而，如果在擦除操作过程中或者在完成写入操作之前，工作电源被切断，则没有被当作数据写入对象的扇区数据在一些情况下就有可能丢失。也就是说，在闪存内以多个扇区为单位实施数据写入时，即使只有一部分扇区被更新，由于这多个扇区都被当作数据写入处理中的对象，因此作为数据写入单位的多个扇区会由于电源的意外切断而全部丢失。专利文件1中描述了闪存中的擦除处理实例。公开号为No.11(1999)-345494的日本待审专利。本专利技术的专利技术人在未公开的专利申请(专利申请号为2002-294060)中提出了这样一种存储卡即使在擦除和写入操作过程中工作电源被切断，存储卡内所存储的信息也不会意外地丢失。也就是说，通过在存储卡的存储管理中为每个存储区准备一个对应于空白信息标志的擦除表、即使在重编程之后，通过在数据写入存储卡的过程中通过参照擦除表中的空白信息标志确定重编程数据被写入的存储区、以及通过将该数据写入与重编程之前不同的存储区中，也可以将重编程之前的数据保留在存储区中。即使在擦除处理中发生意外断电，通过利用还保留在原始存储区的数据，能够将数据恢复。在这种表系统的数据写入中，不能将数据写入新的扇区以及擦除旧的数据，并且通过仅仅更新擦除表可保留旧的数据。然而，由于旧的数据还保留着，从而增大了还写有不需要数据的扇区数目，因此在将新数据写入到这些扇区之前必须擦除旧的数据。当在每次数据写入操作之前实施擦除操作时，存储卡的数据写入速度就变得较慢。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，提供一种能够实现高速数据写入操作的存储卡。本专利技术的另一个目的是，提供一种即使在数据擦除操作的过程中发生意外断电也能恢复数据并且能够实现高速数据写入操作的存储卡。以下通过说明书的描述以及参照附图，本专利技术的上述及其它目的和新的特征将变得清晰易懂。以下简述本说明书中公开的本专利技术的典型方案。一种存储卡包括可擦可编程非易失性存储器和控制电路。这种非易失性存储器的存储器阵列包括带有第一标志的擦除表，该第一标志指示每个擦除单元内的每个存储区是否是空白区，该存储器阵列还包括多个具有预定阈值电压的存储单元。控制电路进行预擦除控制，以便预先擦除与指示一个空白区的第一标志对应的预定存储区，而与指示用于改变阈值电压的地址的外部操作指令无关。由于对空白存储区提前实施擦除处理，因此使恰恰在利用空白存储区实施数据写入处理之前插入擦除处理的必要性下降了，借此可提高数据写入存储卡的速度。作为本专利技术的实际特征，还提供了第二标志，该第二标志根据指出是否存在空白区的第一标志，指示出存储区是否被擦除，并且控制电路在预擦除控制中，将以第一标志指示为空白区而以第二标志指示为未擦除区的存储区当成擦除处理的对象，以便消除无用的重复擦除操作。第二标志被包括在诸如带有第一标志的擦除表中。控制电路在预擦除控制中将相应的第二标志改变为，在对作为擦除处理目标的存储区完成擦除处理之后将该存储区指示为已擦除区的状态。因此，可容易地区分已擦除区和未擦除区。控制电路执行控制，以便将以第一标志指示为空白区而以第二标志指示为未擦除区的存储区指定为写入更新数据的新存储区。在对数据重编程时，可以将与写入源区域的存储区不同的存储区确定为新的写入区。即使在数据写入操作过程中发生意外断电，丢失的数据也能够恢复，因为在发生意外断电之后该数据还保留在写入源区域的存储区内。控制电路在将数据写入到新的存储区之后，将相应的第一标志更新为指示空白区的状态。即使在将数据写入新存储区的操作过程中发生意外断电，也能保证原始数据保留在原始存储区内。这种非易失性存储器的存储器阵列还包括指示存储区的逻辑地址与物理地址之间的对应关系的地址转换表。在将数据写入基于第一标志和第二标志指定的新存储区内之后，但将对应的第一标志更新为指示空白区的状态之前，控制电路通过数据写入的存储区的物理地址与逻辑地址之间的对应关系，来更新地址转换表。在此处，也可保证将原始存储区设置为用于恢复数据的搜索状态。下列状态例如可被当作转移到预擦除控制中的触发器。首先，响应存储卡的通电来执行预擦除控制。其次，响应预定的安全命令，与密码计算处理电路实施的加密处理或解码处理并行执行预擦除控制。作为这种预定状态，存储卡包括可用于IC卡内的密码计算处理电路。再次，响应预定的专门(exclusive)命令来执行预擦除控制。这个专门命令不同于通过指定擦除对象地址来执行的单纯的擦除命令。此处所用的专门命令从来不伴随有擦除对象地址的指定。最后，响应命令处理的完成而开始预擦除控制。当在预擦除控制实施的擦除操作开始之前或之后发布另一命令的指令时，就取消预擦除控制处理并优选地执行另一命令的处理，以便消除操作处理(诸如具有更高优先权的读取处理)的延迟。按照本专利技术另一方面的存储卡还具有这样的特征即，响应与伴随有指定改变阈值电压的地址的命令不同的命令，来擦除可擦除区，其中提供可擦可编程非易失性存储器和控制电路，这种非易失性存储器的存储器阵列带有用于存储标志信息的标志信息区域，该标志信息指示出在每个擦除单元内存储区是否被擦除，而控制电路实施擦除控制，以便响应与伴随有指定改变阈值电压的地址的命令不同的指令，来擦除由标志信息指示的可擦存储区。按照本专利技术又一方面的存储卡还具有这样的特征即，在不响应来自主机的命令的时段内擦除可擦除区，其中具有可擦可编程非易失性存储器和控制电路，这种非易失性存储器的存储器阵列带有用于存储标志信息的标志信息区，该标志信息指示出在每个擦除单元内存储区是否是可擦的，而控制电路在不响应由外部提供的命令的时段内，擦除由标志信息指示的可擦存储区。按照上述几方面的存储卡几乎不需要在写入操作之前插入擦除处理，因为预先对可擦存储区执行擦除处理。因此，对于这种存储卡，可实现高速的数据写入。作为本专利技术的实际特征，在存储区的每个擦除单元内由一对第一标志和第二标志形成标志信息，其中第一标志指示出空白区或非空白区，第二标志根据指示出空白区或非空白区的第一标志、指示出存储区的已擦除区或未擦除区。在这种情况下，控制电路在擦除控制中，将用第一标志指定为空白区而用第二标志指定为未擦除区的存储区指定为擦除处理对象，以消除无用的重复擦除操作。在对被当作擦除处理目标的存储区完成擦除处理之后，控制电路在擦除控制中，将相应的第二标志改为指示已擦除区的状态。因此，可容易地区分已擦除区和未擦除区。控制电路实施控制，以便将以第一标志指示为空白区而以第二标志指示为已擦除区的存储区指定为写入更新数据的新存储区。在更新数据时，可以将与写入源区域的存储区不同的存储区指定为新的写入区。而且，即使在数据写入操作过程中发生意外断电，丢失的数据也能够恢复，因为在发生意外断电之后原始数据还保留在写入源区域的存储区内。控制电路在数据写入新的存储区之后将相应的第一标志更新为指示空白区的状态。即使在数据写入新存储区的操作过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储卡，包括一个可擦可编程非易失性存储器和一个控制电路，其中：所述非易失性存储器的一个存储器阵列包括一个用于存储第一标志的擦除表，所述第一标志指示存储器区在每个擦除单元内是否为空白区，所述存储器阵列包括多个具有预定阈值电 压的存储单元，以及所述控制电路进行预擦除控制，以便预先擦除一个对应于第一标志的预定存储器区，所述第一标志与来自外部的用于指示改变阈值电压的地址的操作指令无关地指示空白区。

【技术特征摘要】
JP 2003-4-8 103560/20031.一种存储卡，包括一个可擦可编程非易失性存储器和一个控制电路，其中所述非易失性存储器的一个存储器阵列包括一个用于存储第一标志的擦除表，所述第一标志指示存储器区在每个擦除单元内是否为空白区，所述存储器阵列包括多个具有预定阈值电压的存储单元，以及所述控制电路进行预擦除控制，以便预先擦除一个对应于第一标志的预定存储器区，所述第一标志与来自外部的用于指示改变阈值电压的地址的操作指令无关地指示空白区。2.根据权利要求1所述的存储卡，其中还包括根据指示存储器区是否是空白区的所述第一标志而指示该存储器区是否处于擦除状态中的第二标志，以及所述控制电路在预擦除控制中将被所述第一标志指示为空白区、而被所述第二标志指示为尚未擦除区的存储器区当作待擦除的对象区域。3.根据权利要求2所述的存储卡，其中所述擦除表包括一个具有所述第一标志和所述第二标志的区域。4.根据权利要求3所述的存储卡，其中，在对作为擦除处理对象的存储器区完成擦除处理之后，所述控制电路在预擦除状态下将相应的第二标志改为指示已擦除区的状态。5.根据权利要求4所述的存储卡，其中所述控制电路实施控制，以将被所述第一标志指定为空白区、而被所述第二标志指定为已擦除区的存储器区分配给用于写入待更新的新数据的新存储器区。6.根据权利要求5所述的存储卡，其中所述控制电路在将数据写入所述新存储器区之后，将写有旧数据的存储器区的相应第一标志更新为指示空白区的状态。7.根据权利要求6所述的存储卡，其中非易失性存储器的所述存储器阵列包括一个地址转换表，所述地址转换表指示存储器区的逻辑地址与物理地址之间的对应关系，以及所述控制电路在将数据写入到根据所述第一和第二标志分配的所述新存储器区中之后、但在将相应的第一标志更新为指示空白区的状态之前，利用写有该数据的存储器区的物理地址与逻辑地址之间的对应关系，更新所述地址转换表。8.根据权利要求1所述的存储卡，其中所述控制电路响应该存储卡的通电而执行所述的预擦除控制。9.根据权利要求1所述的存储卡，还包括密码运算处理电路，其中所述控制电路与响应预定的安全命令的由所述密码运算处理电路执行的密码运算操作并行地执行所述预擦除控制。10.根据权利要求1所述的存储卡，其中所述控制电路响应预定的专门命令而执行所述预擦除控制。11.根据权利要求1所述的存储卡，其中所述控制电路响应命令处理的完成而开始所述预擦除控制。12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：品川千晶，金森贤树，白石敦，
申请(专利权)人：株式会社瑞萨科技，
类型：发明
国别省市：JP[日本]