大容量のブロック単位でリード/ライト制御を行う Appendi 1 NAND 型フラッシュ ROM の使い方 桑野 雅彦 ● ブロック単位でアクセス ケージにしたのか，交換しやすいようにカード型にしたのかの バイト単位でランダム・アクセスが可能な NOR 型フラッシュ 違いだけなのです． ROM があります．これに対して，ブロック単位のランダム・ 図 1 に大容量 NAND 型フラッシュ ROM のピン配置（TC アクセスが可能で，1 チップでより大容量のデータを記憶でき 58NVG1S，東芝）を示します．信号ピン数が多いように見えま るフラッシュ ROM に，NAND 型フラッシュ ROM があります． すが，データ・バス幅を 8 ビットとすれば必要な信号は 15 本程 NAND 型フラッシュ ROM では，ブロック単位のことを「ペー 度で，電源ピンも含めた信号ピン本数が 22 ピンの SmartMedia ジ」と呼んでいます．ブロック・サイズつまりページ・サイズは， 従来までは 528 バイトのものが一般的でした．しかし昨今の大 容量化で，528 バイトのページ・サイズでは小さすぎるようにな や，18 本の xD ピクチャーカードと変わりません． 外見が全く異なるのでとても同じ物には見えませんが…． ● NAND 型フラッシュ ROM の信号ピン り，最近では 2112 バイト/ページの大容量品も登場しています． 表 1 に NAND 型フラッシュ ROM の信号ピンを示します．ま 528 バイト/ページの NAND 型フラッシュ ROM を小ブロック品， ず気が付くのは，いわゆるアドレス・バスと思われる信号線が 2112 バイト/ページのものを大ブロック品と呼ぶようです． ない点です．その代わり，CE や RE，WE 以外の，コマンド・ ______ ______ _______ ここでは，今後ますます需要が増えるであろう大ブロック品 ラッチ・イネーブル（CLE）やアドレス・ラッチ・イネーブル の概要について解説します．写真 1 に大容量 NAND 型フラッ （ALE）という，NOR 型フラッシュ ROM では見かけない信号 シュ ROM の外観を示します． が増えています． ● 実は SmartMedia や xD ピクチャーカードと同じ！？ NAND 型フラッシュ ROM は，8 ビット（または 16 ビット）の ご存知ない方も意外に多いのですが，写真 1 に示す NAND I/O 信号を使って，コマンドやアドレス，そしてデータをやりと 型フラッシュ ROM の中身は，実は SmartMedia や xD ピク りします．I/O 信号ピンに入力したデータがコマンドなのかアド チャーカード（写真 2）とほぼ同じものです．半導体のダイは同 じで，プリント基板上にはんだ付けしやすいように TSOP パッ TC58NVG1S8BFT TC58NVG1S3BFT ×16 写真 1 大容量 NAND 型フラッシュ ROM の外観 写真 2 xD ピクチャーカードの 外観 Mar. 2007 ×8 NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC GND GND RY/BY RY/BY RE RE CE CE NC NC NC NC Vcc Vcc Vss Vss NC NC NC NC CLE CLE ALE ALE WE WE WP WP NC NC NC NC NC NC NC NC NC NC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 ×8 ×16 NC NC NC NC I/O8 I/O7 I/O6 I/O5 NC PCL NC Vcc Vss NC NC NC I/O4 I/O3 I/O2 I/O1 NC NC NC NC NC I/O16 I/O8 I/O15 I/O7 I/O14 I/O6 I/O13 NC PCL NC Vcc NC NC NC I/O12 I/O4 I/O11 I/O3 I/O10 I/O2 I/O9 I/O1 Vss 図 1 大容量 NAND 型フラッシュ ROM のピン配置（TC58NVG1S） News Flash ――○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○● ○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○ ―― SDRAM，RAS，CAS，ロウ・アドレス，カラム・アドレス，バースト長 KEYWORD ○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○●○○○○● 77 表 1 NAND 型フラッシュ・メモリの一般的なピン機能 名 称 記 号 コマンド・ラッチ・イネーブル アドレス・ラッチ・イネーブル チップ・イネーブル ライト・イネーブル リード・イネーブル 入出力端子 ライト・プロテクト レディ・ビジー 説 明 動作コマンドをデバイス内部のコマンド・レジスタに取り込む際に使用する信号入力． ＿＿ CLE WE 信号の立ち上がり時に“H”レベルにすることにより，I/O 端子上のデータがコマンドとしてコマ ンド・レジスタに取り込まれる アドレス情報もしくは入力データを，デバイス内部のアドレス・レジスタあるいはデータ・レジスタ ＿＿ に取り込む際に使用する信号入力．WE 信号の立ち上がり時に“H”レベルにすることで，I/O 端子 ALE 上のデータがアドレスとしてアドレス・レジスタに取り込まれる．また，“L”レベルにすることで， 入力データとしてデータ・レジスタに取り込まれる ＿＿ デバイスの選択信号入力として用いられ，基本的には Ready 状態（RY/BY 信号が“H”の状態）におい て“H”レベルにすると，デバイスはロー・パワーのスタンバイ・モードとなる．デバイスがプログ ＿＿ ＿＿ ラミング動作中，消去動作中 （RY/BY 信号が“Ｌ”の状態）においては，“H”，“L”のいずれの場合も ＿＿ ＿＿ CE 許容され，CE が“H”であってもスタンバイ・モードにはならない．一方，リード動作中（RY/BY 信 号が“Ｌ”の状態）の場合，大ブロック品では同じように“H”，“L”いずれの場合も許容されるが，小 ブロック品では，一定時間以上“H”にすると，シーケンシャル・リード機能が終了する ＿＿ WE I/O 端子上のコマンド，アドレス，およびデータをデバイス内部に取り込むための信号入力 ＿＿ データをシリアル出力させる際に使用する信号入力． ＿＿ RE RE の立ち下がりから，アクセス時間（tREA）の後，I/O 端子上の出力データが確定する コマンド，アドレスの入力，およびデータの入出力を行うためのポート． I/O データ幅（I/O ポート数）は×8 ビット品が主流だが，×16 ビット品もある 電源投入時，もしくは電源遮断時などの入力信号が不確定な場合に，予期できない消去や書き込み ＿＿ ＿＿ からデータを保護するために使用する．WP を“L”レベルにすることによって，内部高電圧発生回路 WP の動作がリセットされ，デバイスにおける書き込みや消去動作が禁止される ＿＿ デバイス内部の動作状態を知らせるための出力信号．デバイスがプログラム動作中，消去動作中，または ＿＿ ＿＿ ）を出力し，完了すると Ready 状態（RY/BY=“H” ）になる． RY/BY リード動作中には Busy 信号（RY/BY ＝“Ｌ” 本端子はオープン・ドレイン出力となっているので，Vcc に対して抵抗によるプルアップが必要 レスなのかを指定するために，CLE や ALE を使うわけです． 8ビット（または16ビット） ● NAND 型フラッシュ ROM のアクセス 図 2 に NAND 型フラッシュ ROM の内部構成を示します．容 レジスタ シリアル・データ入力 （2048＋64） バイト 量が増えるとブロック数が増えますが，基本的な構造は変わり シリアル・データ出力 （2048＋64） バイト 読み出し ません． 図 3 に NAND 型フラッシュ ROM のページ読み出しの動作を 64 ページ / ブロック （消去単位） 書き込み ページ （書き込み単位） 示します．ブロック・アドレスを指定するにも，I/O 信号は 8 ビット（または 16 ビット）しかないので，図 4 のように何回か に分けてアドレスを指定します．CLE 信号や ALE 信号も使い セル・アレイ 冗長部セル・アレイ 2048バイト ながら，コマンドやアドレスを指定し，データを読み出します． 図 5 に NAND 型フラッシュ ROM のページ書き込みの動作 64バイト を，図 6 に NAND 型フラッシュ ROM のページ消去の動作を示 図 2 大容量 NAND 型フラッシュ ROM の構成 します．同じように，書き込みや消去についても，コマンドを 何回かに分けてブロック・アドレスを指定します． CE ALE CLE WE RE コマンド I/O1∼8 RY/BY 00h コマンド Col1 Col2 カラム・アドレス N Row1 Row2 Row3 ページ・アドレス DN 30h ビジー（ tR ） DN ＋1 D2111 読み出しデータ 図 3 大容量 NAND 型フラッシュ ROM のページ読み出しの動作 78 New Products ―― International Rectifier，車載用の保護回路内蔵 MOSFET4 品種を発売 International Rectifier 社は，電源電圧 14V 系の車載用パワー MOSFET「IR331xS」4 品種のサンプル出荷を開始した．電流検出機能 と保護回路を内蔵する．照明モジュールや車内ヒータ制御，エンジン冷却ファンの駆動などに利用できる． Mar. 2007
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