圧縮伸張装置を備えた半導体ディスク装置

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【発明の名称】	圧縮伸張装置を備えた半導体ディスク装置
【発明者】	【氏名】吉井清敏
【要約】	【課題】より安価に大容量の半導体ディスク装置を実現する方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明による半導体ディスク装置は、少なくとも一つの不揮発性半導体メモリと外部インターフェース装置とファイルシステムコントローラを兼ねたメモリコントローラとデータ圧縮伸長回路を同一筐体内に備え、データの書き込み時にデータを圧縮する手段、データの読み出し時にデータを伸長する手段を備えることを特徴とする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】少なくとも一つの不揮発性半導体メモリ（バックアップバッテリを備えたＳＲＡＭ等も含む）と外部インターフェース装置とファイルシステムコントローラを兼ねたメモリコントローラとデータ圧縮伸長回路を同一筐体内に備え、データの書き込み時にデータを圧縮する手段、データの読み出し時にデータを伸長する手段を備えることを特徴とする半導体ディスク装置。
【請求項２】上記データ伸長圧縮回路にビットエラー修正機能を備えた請求項１に記載の装置。
【請求項３】上記不揮発性半導体メモリとメモリコントローラとデータ圧縮伸長回路を１つの専用ＬＳＩで置換した請求項１及び２に記載の装置。
【請求項４】上記外部インターフェース装置としてＩＤＥインターフェースを備えている請求項１～３に記載の装置。
【請求項５】上記外部インターフェース装置としてＰＣＭＣＩＡカードインターフェースを備えている請求項１～３に記載の装置。
【請求項６】上記外部インターフェース装置としてコンパクトフラッシュ（登録商標）カードインターフェースを備えている請求項１～３に記載の装置。
【請求項７】上記外部インターフェース装置としてスマートカードインターフェースを備えている請求項１～３に記載の装置。
【請求項８】ウイルスチェック機能を付加した請求項１～７に記載の装置。
【請求項９】暗号化及び復号化を支援する機能を付加した請求項１～８に記載の装置。
【請求項１０】ファイルシステムコントローラおよびデータ圧縮伸長回路を同時に取り替え可能とした請求項１～９に記載の装置。
【請求項１１】データ圧縮伸長回路を取り替え可能にした請求項１～９に記載の装置。

【発明の詳細な説明】【発明の属する技術分野】
【０００１】本発明は半導体ディスク装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】半導体ディスク装置とは、磁気ディスクなどを使用せずに半導体メモリを記憶媒体として用いてハードディスク装置を始めとするディスク式記憶装置の代用をするものである。
【０００３】一般に、半導体ディスク装置は、不揮発性の半導体メモリ（フラッシュメモリないしはバックアップバッテリを備えたＳＲＡＭ等）を多数連結したメモリアレイと、上位機器と接続する為のインターフェース回路、ならびにディスク装置をエミュレートするソフトウェアによって構成される。
【０００４】ハードディスクは振動および衝撃に弱いという欠点があり、携帯情報端末など日常的に身に付け、不慮の落下事故などを起こす危険性のある機器に搭載する記憶装置としては、不揮発性半導体メモリを使用したものが望ましく、市場のニーズも高い。
【０００５】近年、携帯情報端末で電子メールのやりとりをしたり、インターネットでダウンロードした電子テキストを読んだりするすることが、よく行われるようになってきた。そういった携帯情報端末の内蔵メモリは限られた半導体メモリである。よって大抵の携帯情報端末では、追加の外部記憶メモリを挿入できるようになっていて、電子メールや住所録などの内蔵データのバックアップや本体に入りきらない大きなデータを外部記憶メモリに保存することが一般的に行われる。
【０００６】パソコンのハードディスク同様、大容量の不揮発性記憶媒体のニーズは大きなものとなっている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】不揮発性半導体メモリは不揮発性の記憶装置としては高価な為、大容量ディスクとしてはコスト的に採用されてこなかった。
【０００８】しかし半導体ディスクだけで大容量の外部記憶メモリを構成しようとすると、大変高価なものになってしまうという欠点がある。
【０００９】またハードディスクで同様のディスク装置を構成しようとした場合、小型化が難しく、振動および衝撃に弱いものとなる。
【００１０】そこで本発明は、半導体ディスク装置を改良することにより、より安価に大容量の半導体ディスク装置を実現する方法を提供することを目的とする。
【発明を解決するための手段】
【００１１】本発明による半導体ディスク装置は、少なくとも一つの不揮発性半導体メモリと外部インターフェース装置とファイルシステムコントローラを兼ねたメモリコントローラとデータ圧縮伸長回路を同一筐体内に備え、データの書き込み時にデータを圧縮する手段、データの読み出し時にデータを伸長する手段を備えることを特徴とする。
【００１２】データ圧縮伸張装置を同一筐体内に備えていることから、外部インターフェース装置を磁気ディスク装置等の規格に合わせることによって、従来の磁気ディスク装置等からの換装を容易にし、それら従来品の代替品として利用できるようにした点に特徴を有する。
【００１３】また、本発明をベースにした応用製品として、上記データ伸長圧縮回路にビットエラー修正機能を備えたもの、上記不揮発性半導体メモリとメモリコントローラとデータ圧縮伸長回路を１つの専用ＬＳＩで置換したもの、上記外部インターフェース装置としてＩＤＥインターフェースを備えているもの、上記外部インターフェース装置としてＰＣＭＣＩＡカードインターフェースを備えているもの、上記外部インターフェース装置としてコンパクトフラッシュカードインターフェースを備えているもの、上記外部インターフェース装置としてスマートカードインターフェースを備えているもの、ウイルスチェック機能を付加したもの、暗号化及び復号化を支援する機能を付加したもの、ファイルシステムコントローラおよびデータ圧縮伸長回路を同時に取り替え可能としたもの、および、データ圧縮伸長回路を取り替え可能にしたものなどが可能である。
【発明の実施の形態】
【００１４】図１は本発明の一実施形態を示した模式図である。
【００１５】図１における外枠の太線内が、一つの筐体に収められており、全体として一つの記憶装置を成している。
【００１６】不揮発性メモリ１０はフラッシュメモリ（消去や追記憶可能なＥＥＰＲＯＭの一種）やバックアップバッテリを備えたＳＲＡＭなどを用いることができる。
【００１７】１つ以上の不揮発性メモリ１０は、アドレスバスおよびデータバスが共有されており、メモリコントローラ１２によりデータの書き込み、読み出し、およびアドレッシングが制御され、全体として１つのメモリブロックを構成する。なお、論理パーティションに区切られた複数のブロックを構成するようにしても良い。
【００１８】メモリコントローラはファイルシステムコントローラとＩ／Ｏを行なうことによって、外部インターフェース装置１６に対し磁気ディスク等の論理ファイルＩ／Ｏをエミュレートする。
【００１９】外部インターフェース１６は、例えばＩＤＥインターフェースであり、上位装置（コンピュータなど）とのＩ／Ｏを行なう。
【００２０】外部インターフェース１６として、従来の磁気ディスク等と互換性のある規格を用いることによって、従来の磁気ディスク等を換装することができる。
【００２１】前記のファイルシステムコントローラは、データを所定単位ごとにデータ圧縮伸張回路１４に渡し、圧縮伸張回路は外部から不揮発性メモリ１０への書き込みの際はデータ圧縮を、不揮発性メモリ１０から外部への読み出しの際はデータ伸張を行い、ファイルシステムコントローラにデータを返す。
【００２２】ファイルシステムコントローラはメモリコントローラにデータを渡し、ないしは受け取り、メモリコントローラは圧縮前のデータと、圧縮後のデータをそれぞれマッピングし、不揮発性メモリへの書き込み、ないしは読み出しを行なう。
【００２３】圧縮伸張回路に渡されたデータブロックは、設定に応じてビットエラー訂正回路によりエラー修正を行なったり、ウイルスチェック機能によりコンピュータウイルスへの感染チェックを行なったり、暗号化復号化支援機能により暗号化ないしは復号化を行なっても良い。
【実施例】
【００２４】以下、本発明に係るデータ圧縮伸張装置を備えた半導体ディスク装置の一実施例として、電子計算機用外部記憶装置であるＩＤＥハードディスク装置型の半導体ディスク装置を本発明により実現する場合を解説する。
【００２５】一つの実施例として、不揮発性メモリ１０としてバックアップ電源の必要としないフラッシュメモリを使用し、外部インターフェース装置１６としてＩＤＥインターフェースを装備したとする。
【００２６】上位装置としては電子計算機を繋ぎ、本発明で言うところの外部インターフェース装置１６であるＩＤＥインターフェースは電子計算機側のＩＤＥコントローラに接続する。
【００２７】電子計算機がディスクに書き込みを行う場合は、以下のような動作になる。
【００２８】電子計算機は書き込みを行おうとする際、ＩＤＥコントローラに書き込まれるデータブロックを付して書き込み要求を発行する。
【００２９】書き込み要求が発行されると、ＩＤＥコントローラに渡されたデータブロックはＩＤＥインターフェースを介して、書き込み命令としてファイルシステムコントローラに到達する。
【００３０】ファイルシステムコントローラは、その書き込み命令をいったんデータ圧縮伸長回路１４に圧縮依頼信号及びデータブロックとして受け渡す。
【００３１】データブロックと圧縮依頼信号を受け取ったデータ圧縮伸長回路１４は、データブロックに圧縮処理を施し、圧縮済みデータを得る。
【００３２】圧縮済みデータはファイルシステムコントローラに引き渡され、メモリコントローラを介して、不揮発性メモリ装置１０であるフラッシュメモリに書き込まれる。
【００３３】電子計算機がディスクからデータを読み込む場合は、以下のような動作になる。
【００３４】電子計算機が読み込み命令を発行した場合、ＩＤＥコントローラとＩＤＥインターフェースを介して、読み込み命令がファイルシステムコントローラに到達する。
【００３５】ファイルシステムコントローラは読み込み要求ブロックに対応するメモリブロックをメモリコントローラに要求し、圧縮済みデータを獲得する。
【００３６】ファイルシステムコントローラは圧縮済みデータを伸長依頼信号とともに、データ圧縮伸長回路１４に受け渡す。
【００３７】伸長依頼信号を受け取ったデータ圧縮伸長回路１４は、圧縮済みデータに伸長処理を施し、元のデータブロックに復元する。
【００３８】復元されたデータブロックはファイルシステムコントローラに渡され、ＩＤＥインターフェースを介して出力され、電子計算機はデータブロックの読み込みに成功する。
【００３９】他の実施例としては、上記フラッシュメモリの代わりに、バックアップ電源とＤＲＡＭないしはＳＲＡＭを使用したものが考えられる。
【００４０】外部インターフェース装置１６としてＰＣＭＣＩＡカードインターフェースを使用した例としては、ＰＣＭＣＩＡカード型の不揮発性記憶装置が考えられる。
【００４１】外部インターフェース装置１６としてコンパクトフラッシュカードインターフェースを使用した例としては、コンパクトフラッシュカード型の不揮発性記憶装置が考えられる。
【００４２】外部インターフェース装置１６としてスマートカードインターフェースを使用した例としては、スマートカード型の不揮発性記憶装置が考えられる。
【発明の効果】
【００４３】本発明は同一筐体内にインターフェース、圧縮伸張装置、および不揮発性メモリの全てを備えたことにより、従来型の磁気ディスク装置等からの換装が極めて容易である点が最大の特色である。
【００４４】本発明は、データ圧縮の効果により圧縮を行わない場合に較べて、多くの情報を装置に記録することができる。
【００４５】本発明は、半導体メモリを記憶装置に使用することにより、ハードディスク装置に較べて高速にデータの読み書きができる。
【００４６】本発明は、半導体ディスク装置でありながら、圧縮伸長機能を付加することにより、大容量で高速なディスクを安価に構成できる。
【００４７】メモリ装置には、電気的ノイズ、大気中の放射線の影響により、わずかながら０，１のビットが反転してしまうことがある。本発明では、データ圧縮時にエラー回復情報を勘案した圧縮符号化を行うようにすれば、伸長時にデータ化けのチェックおよびビットエラーの回復を同時に行うことができる。
【００４８】データ圧縮伸長回路を交換可能にすることにより、より高性能な圧縮アルゴリズムを使用した圧縮伸長回路を随時採用することができる。
【００４９】ファイルシステムコントローラとデータ圧縮伸長回路を同時に交換可能にすることにより、圧縮アルゴリズムに適したファイル管理手法を採用することができる。
【００５０】上位装置でデータの圧縮伸長を行う場合に較べて、上位装置の演算装置に演算負荷がかからない。
【００５１】

【出願人】	【識別番号】５９６０４７４２５【氏名又は名称】ザクソン・アールアンドディ株式会社
【出願日】	平成１２年１０月１９日（２０００．１０．１９）
【代理人】
【公開番号】	特開２００２－１３２４５４（Ｐ２００２－１３２４５４Ａ）
【公開日】	平成１４年５月１０日（２００２．５．１０）
【出願番号】	特願２０００－３２００９９（Ｐ２０００－３２００９９）