JP4413840B2 - 記憶媒体再生装置、記憶媒体再生方法および記憶媒体再生プログラム - Google Patents

Description

この発明は、記憶媒体に記憶された情報を読み出す記憶媒体再生装置、記憶媒体再生方法および記憶媒体再生プログラムに関するものである。

近年、保持された電荷量に応じて情報を記憶するフラッシュメモリなどの半導体メモリ素子が広く知られている。また、電荷量の閾値を複数設定することにより２ビット以上の情報を記憶する多値メモリ技術も開発されている。

このような半導体メモリ素子では、時間経過とともに電荷が放電されていくため、閾値を超えて電荷が放電されると情報の読み出し時に誤りが発生する。特に、多値型のメモリ素子では一般に閾値の間隔が狭いため、誤りが発生する可能性が高くなる。

一方、記憶している情報の信頼性確保のために一定の個数のメモリ素子をグループ化して誤り訂正符号を付与し、誤り訂正符号により情報の誤りを訂正する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平１１−１５４３９４号公報

しかしながら、一旦放電により電荷量が閾値を越えたメモリ素子は、読み出し時に常に誤りが発生するため、従来の誤り訂正技術では読み出しのたびに同じ誤り訂正処理を行わなければならず、訂正時の計算量が増大するという問題があった。

また、放電により常に誤りが発生するメモリ素子が存在することを前提とし、それ以外に新規に発生したメモリ素子を含めて多数のメモリ素子の誤りを補償しようとすると多くの訂正符号が必要となるため、さらに訂正に必要な処理の計算量が増大するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誤り訂正時の計算量を削減することができる記憶媒体再生装置、記憶媒体再生方法および記憶媒体再生プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、記憶媒体再生装置において、予め定められた電荷量の閾値に対する電荷量の大小により情報を記憶する複数の情報記憶手段と、前記複数の情報記憶手段に記憶された前記情報の誤り訂正符号を記憶する少なくとも１つの訂正符号記憶手段と、を含む、フラッシュメモリにより構成される少なくとも１つの記憶手段と、前記複数の情報記憶手段のうち誤り訂正符号による訂正を行った前記情報記憶手段を識別する識別情報と訂正内容とを含む訂正履歴を記憶する、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）により構成される少なくとも１つの訂正履歴記憶手段と、前記識別情報で識別される情報記憶手段から情報を読み出すときに、前記訂正履歴記憶手段に記憶された訂正内容を適用して情報を訂正する訂正履歴適用手段と、前記訂正履歴適用手段が訂正した情報に対して誤り訂正符号による訂正を行い、誤り訂正符号により訂正した前記情報記憶手段の前記識別情報と訂正内容とを含む前記訂正履歴を前記訂正履歴記憶手段に登録する訂正手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記装置を実行することができる記憶媒体再生方法および記憶媒体再生プログラムである。

本発明によれば、過去に行った誤り訂正符号による訂正の履歴を参照して誤り訂正処理を実行することができるため、訂正処理の計算量を削減することができる。また、誤り訂正符号による訂正は新たに発生した誤りにのみ適用されるため、訂正に必要な訂正符号の個数を低減し、訂正処理の計算量を削減することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる記憶媒体再生装置、記憶媒体再生方法および記憶媒体再生プログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置は、過去の誤り訂正符号による訂正履歴を記憶部に記憶し、情報の読み出し時に訂正履歴を参照して訂正処理を行うとともに、履歴を参照して訂正した結果に対して、誤り訂正符合による訂正処理を行うものである。

図１は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、記憶媒体再生装置１００は、記憶部Ｍ１〜Ｍｎと、訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎと、制御部１０１と、訂正履歴適用部１０２と、訂正部１０３と、を備えている。

記憶部Ｍ１〜Ｍｎは、予め定められた電荷量の閾値に対する電荷量の大小により情報を記憶する記憶素子であり、フラッシュメモリ、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの一般的に利用されている半導体メモリにより構成することができる。記憶部Ｍ１〜Ｍｎは、１つの閾値を有し０か１かの２値を記憶する２値の記憶素子で構成してもよいし、複数の閾値を有する多値記憶素子により構成してもよい。以下では、４値記憶素子により記憶部Ｍ１〜Ｍｎを構成した例について説明する。

記憶部Ｍ１〜Ｍｎは、それぞれメモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎと訂正符号記憶部ＥＣ１〜ＥＣｎとを備えている。メモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎは、４値記憶素子であるメモリセルを複数備えた記憶部であり、記憶部Ｍ１〜Ｍｎに記憶する情報そのものを格納する記憶部である。

訂正符号記憶部ＥＣ１〜ＥＣｎは、メモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎと同様に４値記憶素子であるメモリセルを備えた記憶部であるが、記憶する情報そのものではなく、記憶する情報に対応する誤り訂正符号を格納する。訂正符号記憶部ＥＣ１〜ＥＣｎを構成するメモリセルは１つに限られるものではなく、訂正可能な誤りの個数に応じて複数のメモリセルを備えるように構成してもよい。

図２は、４値記憶素子からなる記憶部の等価回路の一例を示す説明図である。同図は、複数の記憶部Ｍ１〜Ｍｎのうちの１つの記憶部（以下、記憶部Ｍｎと呼ぶ。）の等価回路を表したものである。

同図に示すように、記憶部Ｍｎは複数の記憶素子（Ｃｅｌｌ０〜Ｃｅｌｌｉ）を含み、それぞれの記憶素子に電荷を蓄積するように構成されている。また、蓄積した電荷量をコンパレータによって３つの閾値と比較することにより、ビットＢ０およびビットＢ１の２ビットの情報を出力することができ、これによって４値の情報（０１、００、１０、１１）を格納することができる。

なお、複数の記憶素子（Ｃｅｌｌ０〜Ｃｅｌｌｉ）の一部が図１のメモリセル群ＭＣｎを構成し、残りの部分が図１の訂正符号記憶部ＥＣｎを構成する。

図３は、記憶素子が放電する様子を示した説明図である。同図では、書き込みが行われた時点を０とし、経過時間を横軸に、出力電圧を縦軸にとったグラフが示されている。同図に示すように、フラッシュメモリ、ＤＲＡＭなどの半導体メモリは、電源を切断しても記憶内容を保持することができる不揮発性メモリであるが、長期間の時間が経過すると、記憶素子に蓄積された電荷が放電され、出力電圧が低下する。

図４は、記憶素子の電荷量分布の一例を示した説明図である。同図の左側は、書き込み直後の電荷量分布を表し、同図の右側は、時間経過後の電荷量分布を表している。Ｅｔｈ０〜Ｅｔｈ２は電荷量の閾値を表している。

同図に示すように、時間経過とともに記憶素子に蓄積された電荷が放電され、電荷量の分布が閾値に近づいていく。これにより、情報読み取り時に誤りが発生する可能性が増大する。

訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎは、後述する訂正部１０３が誤り訂正符号により訂正した内容の履歴を保存する記憶部であり、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのリフレッシュ動作が不要な記憶素子により構成する。

訂正履歴記憶部ＥＬｎは、訂正履歴適用部１０２が訂正履歴を参照して情報の訂正を行う際に参照される。第１の実施の形態では、複数の記憶部Ｍ１〜Ｍｎごとにそれぞれ１つの訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎを備えている。

図５は、訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎのデータ構造の一例を示す説明図である。同図は、複数の訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎのうちの１つの訂正履歴記憶部（以下、訂正履歴記憶部ＥＬｎと呼ぶ。）のデータ構造を表したものである。

同図に示すように、訂正履歴記憶部ＥＬｎは、メモリセル群ＭＣｎに含まれる複数のメモリセルのうち、誤り訂正符号により訂正したメモリセルを識別するセルＩＤと、訂正内容とを対応づけて格納している。訂正内容には、例えば、「１１」を「１０」に訂正したときには「１１→１０」という情報を格納する。

なお、訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに記憶された訂正履歴は、対応する記憶部Ｍ１〜Ｍｎに新たな情報が書き込まれるたびに消去される。新たな情報が書き込まれればメモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎに十分な電荷が蓄積されるためである。

制御部１０１は、記憶部Ｍ１〜Ｍｎに対する情報の読み出し命令等を受付け、受付けた命令に応じて情報を読み出す記憶部の選択、訂正処理の制御を行うものである。

訂正履歴適用部１０２は、記憶部Ｍ１〜Ｍｎから読み出した情報に対して、対応する訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに記憶されている訂正履歴を参照し、訂正履歴に含まれる訂正内容と同じ訂正処理を行うものである。

例えば、記憶部Ｍｎの情報を読み出したとき、訂正履歴記憶部ＥＬｎに“セルＩＤ＝１、訂正内容＝１１→１０”の訂正履歴が格納されていたとすると、記憶部Ｍｎ内のセルＩＤ＝１のメモリセルに対して、情報を１１から１０に訂正する処理を実行する。

訂正部１０３は、訂正履歴適用部１０２が訂正履歴の訂正内容を適用して訂正を行った情報に対して、誤り訂正符号による訂正処理を行うものである。誤り訂正符号による訂正処理は、ＢＣＨ（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ）符号、ＲＳ（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号などの従来から用いられている即時復号が可能な誤り訂正技術を適用する。

また、訂正部１０３は、誤り訂正処理の内容を訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに格納する。具体的には、誤りが存在したメモリセルのセルＩＤと、訂正前と訂正後の情報を含む訂正内容とを対応づけて訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに格納する。

次に、このように構成された第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００による記憶媒体再生処理について説明する。図６は、第１の実施の形態における記憶媒体再生処理の全体の流れを示すフローチャートである。

まず、制御部１０１が、再生が指示された情報を格納する記憶部から情報を読み出す（ステップＳ６０１）。ここでは、記憶部Ｍｋ（ｋは整数）から情報を読み出したことを前提として説明する。

次に、訂正履歴適用部１０２が、記憶部Ｍｋに対応する訂正履歴記憶部ＥＬｋから、過去の訂正内容を取得し、取得した訂正内容と同じ内容で読み出した情報に対する訂正処理を実行する（ステップＳ６０２）。

例えば、訂正履歴記憶部ＥＬｋに図５に示すような訂正履歴が格納されており、ステップＳ６０１で記憶部Ｍｋ内のメモリセル群ＭＣｋに含まれるメモリセルのうちセルＩＤ＝１のメモリセルから情報“１１”を読み出したとする。この場合、訂正履歴記憶部ＥＬｋにセルＩＤ＝１に対応する訂正履歴が存在し、情報を“１１”から“１０”に訂正する訂正内容が格納されているため、同じ訂正内容を適用して情報“１１”を“１０”に訂正する処理を実行する。

従来の誤り訂正符号による誤り訂正処理では誤りの発生したセルおよび修正すべき値を特定するための計算が必要だが、第１の実施の形態の方法によれば、このような計算が不要となるため、訂正処理の計算量を削減することが可能となる。

次に、訂正部１０３が、訂正履歴適用部１０２によって訂正された訂正後の情報に誤りが存在するか否かを判断する（ステップＳ６０３）。誤りが存在する場合は（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、訂正部１０３は、誤り訂正符号による訂正が可能か否かを判断する（ステップＳ６０４）。具体的には、上述の誤り訂正技術を用いて、誤りビット数が訂正可能ビット数を超えたか否かにより訂正が可能か否かを判断する。

訂正が可能であると判断した場合は（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、訂正部１０３は、誤り位置と誤りベクトルを算出し、情報の訂正を実行する（ステップＳ６０５）。誤り位置とは、複数のメモリセルのうち、誤りの発生しているメモリセルを示す情報をいい、訂正履歴記憶部ＥＬｋのセルＩＤが該当する。誤りベクトルとは、誤っている情報から正しい情報へ変換する方法を表す情報をいい、訂正履歴記憶部ＥＬｋの訂正内容が該当する。

次に、訂正部１０３は、算出したセルＩＤと訂正内容とを訂正履歴として訂正履歴記憶部ＥＬｋに登録する（ステップＳ６０６）。ステップＳ６０５で算出した訂正履歴は、現在行っている情報読み取り処理で新たに発生した誤りの訂正履歴である。このように、新たに発生した誤りの訂正履歴のみを訂正履歴記憶部ＥＬｋに追加登録して、以降の読み出し処理で参照することが可能となる。

訂正履歴を訂正履歴記憶部ＥＬｋに登録した後（ステップＳ６０６）、または、ステップＳ６０３で訂正履歴適用部１０２によって訂正された訂正後の情報に誤りが存在しないと判断された場合は（ステップＳ６０３：ＮＯ）、訂正部１０３は、訂正処理済みの情報、または、正常に読み出した場合は読み出した情報を出力し（ステップＳ６０７）、記憶媒体再生処理を終了する。

また、ステップＳ６０４で誤り訂正符号による訂正が可能でないと判断された場合は（ステップＳ６０４：ＮＯ）、制御部１０１が、エラーが発生した旨を出力して（ステップＳ６０８）、記憶媒体再生処理を終了する。

このように、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００では、記憶手段に記憶された過去の誤り訂正符号による訂正履歴を参照して誤り訂正を行うことができるため、訂正処理の計算量を削減することができる。また、誤り訂正符号による訂正は新たに発生した誤りにのみ適用されるため、訂正に必要な訂正符号の個数を低減することができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、電荷の放電にともない発生した誤り以外の誤り、例えば雑音にともなう誤りの訂正であっても訂正履歴として格納する。したがって、雑音が解消され正常に読み出せた場合にも、訂正履歴を適用して訂正が行われるため、誤訂正が生じる可能性がある。

第２の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置は、誤り訂正符号による訂正が、電荷の放電により生じた誤りとみなせる場合に限り、誤り訂正の内容を記憶部に記憶することにより、このような問題を解消するものである。

第２の実施の形態では、訂正部１０３の処理内容が第１の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００の構成を表すブロック図である図１と同様であるので、その説明は省略する。

次に、このように構成された第２の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置による記憶媒体再生処理について説明する。図７は、第２の実施の形態における記憶媒体再生処理の全体の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ７０１からステップＳ７０５までの、情報読み出し処理および情報訂正処理は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００におけるステップＳ６０１からステップＳ６０５までと同様の処理なので、その説明を省略する。

訂正部１０３が誤り訂正符号による情報の訂正を実行後（ステップＳ７０５）、訂正部１０３は、訂正した誤りが記憶素子の経年変化による誤りか否かを判断する（ステップＳ７０６）。経年変化による誤りとは、図３に示すように記憶素子の電荷量の放電により発生する誤りをいう。

具体的には、放電によって図４に示すような閾値Ｅｔｈ０〜Ｅｔｈ２を超えることにより発生する情報の誤りか否かを判断する。例えば、情報“０１”が“００”に誤って読み出された場合は、放電により図４におけるＥｔｈ２を超えたために発生した誤りとみなすことができる。したがって、訂正部１０３は経年変化による誤りであると判断する。

このように、経年変化による誤りであると判断されるパターンとしては、“０１→００”、“００→１０”、“１０→１１”が存在する。また、経過時間が大きい場合は、２つの閾値を超える場合もありうるため、“０１→１０”、“０１→１１”、“００→１１”のパターンも存在する。

ステップＳ７０６で経年変化による誤りでないと判断された場合は（ステップＳ７０６：ＮＯ）、訂正履歴を訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに登録せずに訂正済みの情報を出力する（ステップＳ７０８）。

経年変化による誤りであると判断された場合は（ステップＳ７０６：ＹＥＳ）、訂正履歴を訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに登録した後（ステップＳ７０７）、訂正済みの情報を出力する（ステップＳ７０８）。

ステップＳ７０４で訂正が可能でないと判断された場合にエラーを出力する点は第１の実施の形態と同様である（ステップＳ７０９）。

このように、第２の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置では、誤り訂正符号による訂正が電荷の放電により生じた誤りとみなせる場合に限り、誤り訂正の内容を訂正履歴記憶部に記憶し、その後の訂正処理で参照するため、不要な訂正処理の発生を最小限に抑えることができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置は、複数の記憶部の訂正履歴を単一の記憶部に記憶するものである。

図８は、第３の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置８００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、記憶媒体再生装置８００は、記憶部Ｍ１〜Ｍｎと、訂正履歴記憶部ＥＬと、制御部１０１と、訂正履歴適用部８０２と、訂正部８０３と、を備えている。

第３の実施の形態では、訂正履歴記憶部ＥＬが１つだけ存在すること、訂正履歴適用部８０２および訂正部８０３の処理内容が第１の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００の構成を表すブロック図である図１と同様であるので、その説明は省略する。

訂正履歴記憶部ＥＬは、第１の実施の形態における訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎと同様に、訂正部８０３が誤り訂正符号により訂正した内容の履歴を保存する記憶部であり、ＦｅＲＡＭ、ＳＲＡＭなどのリフレッシュ動作が不要な記憶素子により構成する。

第１の実施の形態では、複数の記憶部Ｍ１〜Ｍｎごとにそれぞれ１つの訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎを備えていたが、第３の実施の形態では、複数の記憶部Ｍ１〜Ｍｎに対して１つの訂正履歴記憶部ＥＬを備える点が異なっている。

図９は、訂正履歴記憶部ＥＬのデータ構造の一例を示す説明図である。同図に示すように、訂正履歴記憶部ＥＬは、複数の記憶部Ｍ１〜Ｍｎのうちいずれの記憶部であるかを識別するための記憶部ＩＤと、記憶部ＩＤにより識別される記憶部内のメモリセル群ＭＣｎに含まれる複数のメモリセルのうち、誤り訂正符号により訂正したメモリセルを識別するセルＩＤと、訂正内容とを対応づけて格納している。

複数の記憶部Ｍ１〜Ｍｎを取り扱う場合、誤りの数が多い記憶部の数は限られるため、記憶部ごとに大きな記憶領域を割り当てると記憶領域内に未使用の領域が生じる可能性が高くなる。第３の実施の形態では、複数の記憶部Ｍ１〜Ｍｎで訂正履歴記憶部ＥＬを共有することにより、記憶領域の使用効率の改善を図ることができる。

なお、訂正履歴記憶部ＥＬは１つに限られるものではなく、複数の訂正履歴記憶部を設けるように構成してもよい。この場合は、記憶部Ｍ１〜Ｍｎを複数のグループに分割し、複数設けられた訂正履歴記憶部ＥＬを各グループに割り当て、グループ内の各記憶部で訂正履歴記憶部ＥＬを共有するように構成してもよい。

訂正履歴適用部８０２は、情報を読み出した記憶部（記憶部Ｍ１〜Ｍｎのうちの１つ）の記憶部ＩＤに対応する訂正履歴を訂正履歴記憶部ＥＬから検索し、該当する訂正履歴が存在する場合に、その訂正履歴を参照して、訂正履歴に含まれる訂正内容と同じ訂正処理を行うものである。

このように、第３の実施の形態では、すべての記憶部Ｍ１〜Ｍｎの訂正履歴を単一の訂正履歴記憶部ＥＬに記憶しているため、まず情報を読み出した記憶部の記憶部ＩＤに対応づけられた訂正履歴を検索し、訂正履歴が検索された場合に、検索された訂正履歴に含まれる訂正内容を適用して訂正処理を行う点が、第１の実施の形態と異なっている。

訂正部８０３は、第１の実施の形態における訂正部１０３と同様に、訂正履歴適用部８０２が訂正履歴の訂正内容を適用して訂正を行った情報に対して、誤り訂正符号による訂正処理を行う。第３の実施の形態では、訂正部８０３は、すべての記憶部Ｍ１〜Ｍｎについての誤り訂正処理の内容を訂正履歴記憶部ＥＬに格納する点が、第１の実施の形態と異なっている。

次に、このように構成された第３の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置８００による記憶媒体再生処理について説明する。図１０は、第３の実施の形態における記憶媒体再生処理の全体の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１００１の情報読み出し処理は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００におけるステップＳ６０１と同様の処理なので、その説明を省略する。

情報読み出し処理の後（ステップＳ１００１）、訂正履歴適用部８０２は、訂正履歴記憶部ＥＬから、情報を読み出した記憶部Ｍｋの過去の訂正内容を取得し、同じ内容で訂正を実行する（ステップＳ１００２）。具体的には、情報を読み出した記憶部Ｍｋの記憶部ＩＤに対応する訂正履歴を訂正履歴記憶部ＥＬから検索し、対応する訂正履歴が検索された場合に、検索した訂正履歴に含まれる訂正内容を適用して訂正処理を行う。

ステップＳ１００３からステップＳ１００８までの、誤り符号による訂正処理および情報出力処理は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００におけるステップＳ６０３からステップＳ６０８までと同様の処理なので、その説明を省略する。

このように、第３の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置では、複数の記憶部の訂正履歴を、単一の訂正履歴記憶部に記憶するため、訂正履歴の記憶に必要な記憶素子量を削減し、記憶領域の使用効率を向上させることができる。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置は、誤りの発生量が予め定められた閾値を超えた場合に、記憶素子のリフレッシュ処理を行うものである。

図１１は、第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、記憶媒体再生装置１１００は、記憶部Ｍ１〜Ｍｎと、訂正履歴記憶部ＥＬと、制御部１０１と、訂正履歴適用部１０２と、訂正部１０３と、リフレッシュ制御部１１０４とを備えている。

第４の実施の形態では、リフレッシュ制御部１１０４を追加したことが第１の実施の形態と異なっている。その他の構成および機能は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００の構成を表すブロック図である図１と同様であるので、その説明は省略する。

リフレッシュ制御部１１０４は、誤りの発生した程度を示す誤り発生量が予め定められた閾値を超えた場合に、記憶素子の電荷量を正常値に保持するリフレッシュ動作を行うものである。例えば、訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに記録された誤り訂正履歴の個数を誤り発生量とし、訂正履歴の個数が予め定められた閾値を超えた場合にリフレッシュ動作を行う。

メモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎ内の各記憶素子の電荷の放電の進行状況がほぼ同一とすると、訂正履歴数が多いメモリセル群は、書き込み処理がなされてから多くの時間が経過しており、電荷量の閾値（図４のＥｔｈ０〜Ｅｔｈ２）を超えることにより情報読み出し処理で誤りが発生する記憶素子が多く含まれている可能性が高い。そこで、予め規定した数を超えた誤り訂正履歴が記憶されている場合にはリフレッシュ処理を行うこととしたものである。

メモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎのそれぞれの記憶素子に情報を書き込むタイミングは、情報とそれに対応する誤り訂正符号を加えるという処理を行うという性質上、それほど大きな時間的相違は生じない。そのため、メモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎ内の記憶素子それぞれへの書き込みは同時に行われたと解釈しても差し支えない。このため、上述のように訂正履歴の個数を誤りの発生量の判断基準とすることができる。

なお、誤りの発生量の基準は、訂正履歴の個数に限られるものではなく、誤りの発生した程度を示す情報であればあらゆる情報を適用することができる。

例えば、新たに誤り訂正符号により訂正した記憶素子の個数を誤りの発生量の基準としてもよい。訂正符号を用いた訂正処理により新たに判明した誤り数が多いメモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎは、書き込み処理がなされてから多くの時間が経過しており、メモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎ内の各記憶素子の電荷の放電の進行状況がほぼ同一とすると、全体として電荷量の閾値を超え読み出しで誤りが発生する記憶素子が多く含まれている可能性が高いと考えられるからである。

また、予め定められた個数以上の電荷量の閾値を超えた記憶素子の個数を誤りの発生量の基準としてもよい。例えば、４値記憶素子の場合であって、一度に２以上の電荷量の閾値を超えた記憶素子の数が予め定められた閾値より多いメモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎに対してリフレッシュ処理を行うように構成してもよい。

一度に複数の電荷量の閾値を超える状況が生ずる可能性はまれであるが、このようなメモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎは、書き込み処理がなされてから多くの時間が経過しており、メモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎ内の各々の記憶素子の電荷の放電の進行状況がほぼ同一とすると、全体として電荷量の閾値を超え読み出しで誤りが発生する記憶素子が多く含まれている可能性が高いと考えられるからである。

また、訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに記憶されている情報の記憶容量を誤りの発生量の基準としてもよい。特に、上述の第３の実施の形態のように訂正履歴記憶部ＥＬを複数の記憶部Ｍ１〜Ｍｎで共有している場合は、各メモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎで観測された誤りの個数が少ない場合でも、訂正履歴記憶部ＥＬが記憶可能な記憶容量を超える場合が想定されるからである。

なお、この場合、リフレッシュを行うメモリセル群ＭＣ１〜ＭＣｎは訂正履歴記憶部ＥＬを共有しているメモリセル群の中から任意に選択できるが、最も誤り訂正履歴の記憶数が多いメモリセル群に対してリフレッシュ処理を行い、対応する訂正履歴を削除するように構成してもよい。これにより、誤りの多いメモリセル群に記憶された情報の信頼性を確保するとともに、訂正履歴記憶部ＥＬの記憶領域を適切に増加させることが可能となる。

次に、このように構成された第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１１００による記憶媒体再生処理について説明する。図１２は、第４の実施の形態における記憶媒体再生処理の全体の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１２０１からステップＳ１２０５までの、情報読み出し処理および情報訂正処理は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００におけるステップＳ６０１からステップＳ６０５までと同様の処理なので、その説明を省略する。

訂正部１０３が誤り訂正符号による情報の訂正を実行後（ステップＳ１２０５）、リフレッシュ制御部１１０４は、訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに記録された誤り訂正履歴の個数が予め定められた閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ１２０６）。

予め定められた閾値より大きい場合は（ステップＳ１２０６：ＹＥＳ）、リフレッシュ制御部１１０４は、情報を読み出したメモリセル群のリフレッシュ処理を実行し、訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎから訂正履歴を削除する（ステップＳ１２０８）。

誤り訂正履歴の個数が予め定められた閾値より大きくないと判断された場合は（ステップＳ１２０６：ＮＯ）、訂正部１０３は、セルＩＤと訂正内容とを訂正履歴として訂正履歴記憶部ＥＬｋに登録する（ステップＳ１２０７）。

ステップＳ１２０９およびステップＳ１２１０の情報出力処理は、第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置１００におけるステップＳ６０７およびステップＳ６０８までと同様の処理なので、その説明を省略する。

なお、図１２では、誤りの発生量として訂正履歴の個数を用いた場合を例に説明したが、上述のように、新たに誤り訂正符号により訂正した記憶素子の個数、予め定められた個数以上の電荷量の閾値を超えた記憶素子の個数、または、訂正履歴記憶部ＥＬ１〜ＥＬｎに記憶されている情報の記憶容量を誤りの発生量としてリフレッシュの要否を判断するように構成してもよい。

このように、第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置では、誤りの発生量が予め定められた閾値を超えた場合に記憶素子のリフレッシュ処理を行うことができる。また、このようなリフレッシュ処理により誤りの発生が低減されるため、訂正処理の計算量を削減することが可能となる。

なお、第１〜第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置で実行される記憶媒体再生プログラムは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等に予め組み込まれて提供される。

第１〜第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置で実行される記憶媒体再生プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、第１〜第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置で実行される記憶媒体再生プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、第１〜第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置で実行される記憶媒体再生プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

第１〜第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置で実行される記憶媒体再生プログラムは、上述した各部（制御部、訂正履歴適用部、訂正部、リフレッシュ部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が上記ＲＯＭから記憶媒体再生プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

以上のように、本発明にかかる記憶媒体再生装置、記憶媒体再生方法および記憶媒体再生プログラムは、情報を電荷量として蓄積記憶する記憶素子から情報を読み出す記憶媒体再生装置に適している。

第１の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置の構成を示すブロック図である。 ４値記憶素子からなる記憶部の等価回路の一例を示す説明図である。 記憶素子が放電する様子を示した説明図である。 記憶素子の電荷量分布の一例を示した説明図である。 訂正履歴記憶部のデータ構造の一例を示す説明図である。 第１の実施の形態における記憶媒体再生処理の全体の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態における記憶媒体再生処理の全体の流れを示すフローチャートである。 第３の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置の構成を示すブロック図である。 訂正履歴記憶部のデータ構造の一例を示す説明図である。 第３の実施の形態における記憶媒体再生処理の全体の流れを示すフローチャートである。 第４の実施の形態にかかる記憶媒体再生装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施の形態における記憶媒体再生処理の全体の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 記憶媒体再生装置
１０１ 制御部
１０２ 訂正履歴適用部
１０３ 訂正部
Ｍ１〜Ｍｎ 記憶部
ＭＣ１〜ＭＣｎ メモリセル群
ＥＣ１〜ＥＣｎ 訂正符号記憶部
ＥＬ１〜ＥＬｎ 訂正履歴記憶部
Ｂ０ ビット
Ｂ１ ビット
Ｅｔｈ０〜Ｅｔｈ２ 閾値
８００ 記憶媒体再生装置
８０２ 訂正履歴適用部
８０３ 訂正部
ＥＬ 訂正履歴記憶部
１１００ 記憶媒体再生装置
１１０４ リフレッシュ制御部

Claims (11)

1. 予め定められた電荷量の閾値に対する電荷量の大小により情報を記憶する複数の情報記憶手段と、前記複数の情報記憶手段に記憶された前記情報の誤り訂正符号を記憶する少なくとも１つの訂正符号記憶手段と、を含む、フラッシュメモリにより構成される少なくとも１つの記憶手段と、
   前記複数の情報記憶手段のうち誤り訂正符号による訂正を行った前記情報記憶手段を識別する識別情報と訂正内容とを含む訂正履歴を記憶する、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）により構成される少なくとも１つの訂正履歴記憶手段と、
   前記識別情報で識別される情報記憶手段から情報を読み出すときに、前記訂正履歴記憶手段に記憶された訂正内容を適用して情報を訂正する訂正履歴適用手段と、
   前記訂正履歴適用手段が訂正した情報に対して誤り訂正符号による訂正を行い、誤り訂正符号により訂正した前記情報記憶手段の前記識別情報と訂正内容とを含む前記訂正履歴を前記訂正履歴記憶手段に登録する訂正手段と、
   を備えたことを特徴とする記憶媒体再生装置。
2. 前記訂正手段は、前記情報記憶手段に蓄積された電荷が放電されたことにより発生する情報の誤りを訂正したときに、訂正した前記情報記憶手段の前記識別情報と、訂正内容とを前記訂正履歴記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１に記載の記憶媒体再生装置。
3. 前記記憶手段ごとに１つの前記訂正履歴記憶手段を備え、
   前記訂正履歴記憶手段は、前記訂正履歴記憶手段に対応する前記記憶手段のうち誤り訂正符号による訂正を行った情報記憶手段の前記訂正履歴を記憶することを特徴とする請求項１に記載の記憶媒体再生装置。
4. 単一の前記訂正履歴記憶手段に前記記憶手段に含まれるすべての前記情報記憶手段の前記訂正履歴を記憶することを特徴とする請求項１に記載の記憶媒体再生装置。
5. 誤りの発生した程度を示す誤り発生量が予め定められた第１の閾値を超えたか否かを判断し、前記第１の閾値を超えた場合に、前記情報記憶手段の電荷量を正常値に保持するリフレッシュ動作を行うリフレッシュ制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の記憶媒体再生装置。
6. 前記リフレッシュ制御手段は、前記訂正履歴記憶手段に記憶された前記訂正履歴の個数が予め定められた第２の閾値を超えたか否かを判断し、前記第２の閾値を超えた場合にリフレッシュ動作を行うことを特徴とする請求項５に記載の記憶媒体再生装置。
7. 前記リフレッシュ制御手段は、前記訂正手段が誤り訂正符号により訂正した前記情報記憶手段の個数が予め定められた第３の閾値を超えたか否かを判断し、前記第３の閾値を超えた場合にリフレッシュ動作を行うことを特徴とする請求項５に記載の記憶媒体再生装置。
8. 前記リフレッシュ制御手段は、予め定められた個数以上の前記電荷量の閾値を超えた前記情報記憶手段の個数が、予め定められた第４の閾値を超えたか否かを判断し、前記第４の閾値を超えた場合にリフレッシュ動作を行うことを特徴とする請求項５に記載の記憶媒体再生装置。
9. 前記リフレッシュ制御手段は、前記訂正履歴記憶手段に記憶されている情報の記憶容量が予め定められた第５の閾値を超えたか否かを判断し、前記第５の閾値を超えた場合にリフレッシュ動作を行うことを特徴とする請求項５に記載の記憶媒体再生装置。
10. 予め定められた電荷量の閾値に対する電荷量の大小により情報を記憶する、フラッシュメモリにより構成される複数の情報記憶手段のうち、誤り訂正符号による訂正を行った情報記憶手段を識別する識別情報と訂正内容とを含む訂正履歴を記憶する、ＦｅＲＡＭにより構成される少なくとも１つの訂正履歴記憶手段に記憶された訂正内容を、前記識別情報で識別される情報記憶手段から情報を読み出すときに適用して情報を訂正する訂正履歴適用ステップと、
    訂正した情報に対して誤り訂正符号による訂正を行い、誤り訂正符号により訂正した前記情報記憶手段の前記識別情報と訂正内容とを含む前記訂正履歴を前記訂正履歴記憶手段に登録する訂正ステップと、
    を備えたことを特徴とする記憶媒体再生方法。
11. 予め定められた電荷量の閾値に対する電荷量の大小により情報を記憶する、フラッシュメモリにより構成される複数の情報記憶手段のうち、誤り訂正符号による訂正を行った情報記憶手段を識別する識別情報と訂正内容とを含む訂正履歴を記憶する、ＦｅＲＡＭにより構成される少なくとも１つの訂正履歴記憶手段に記憶された訂正内容を、前記識別情報で識別される情報記憶手段から情報を読み出すときに適用して情報を訂正する訂正履歴適用手順と、
    訂正した情報に対して誤り訂正符号による訂正を行い、誤り訂正符号により訂正した前記情報記憶手段の前記識別情報と訂正内容とを含む前記訂正履歴を前記訂正履歴記憶手段に登録する訂正手順と、
    をコンピュータに実行させる記憶媒体再生プログラム。

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