专利名称：存储器装置和使用该存储器装置的记录再现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有可以按比特单位仅把数据写入一次的记录媒体的存储器装置和使用该存储器装置的记录再现装置。
本申请以2001年12月25日在日本提出的序号为2001-392453的日本专利申请为基础，并主张以其为优先权，参考该申请，在本申请中进行引用。
背景技术：
以往，作为信息便携终端、台式计算机、笔记本型计算机、便携电话机、音频装置、家电装置等的主机设备的外部存储媒体，使用可对这些设备进行拆装的内置半导体存储器的卡型可移动式小型IC存储器装置。
这种存储器装置一般内置闪存储器等的非易失性的半导体存储器(IC存储器)，在该半导体存储器上存储静止图像数据、动态图像数据、声音数据、音乐数据等的各种数字数据。闪存储器是可任何次地重复进行数据的写入和删除的可改写式的存储器。因此，内置闪存储器的存储器装置可采用以可改写式的盘媒体等为前提制作的MS-DOS(商标)格式这种一般的分层目录结构的文件管理系统。
但是，闪存储器是比较昂贵的设备。因此，通过将比闪存储器更廉价地提供的PROM(Programmable Read Only Memory)等一次写入型的非易失性的半导体存储器用作数据存储设备，可廉价地制造存储器装置。
这样，将一次写入型的半导体存储器作为存储器装置的数据存储设备使用的情况下，从用户的方便性角度看，与使用闪存储器的可改写式的存储器装置同样，也希望按MS-DOS(商标)格式的这种分层目录结构来管理文件。
将一次写入型的半导体存储器作为数据存储设备使用的存储器装置不能删除记录的数据的实体。从用户方便性角度看，希望由文件管理系统虚拟地删除文件等。
即使是将一次写入型的半导体存储器作为数据存储设备使用的存储器装置也与读出处理本身使用可改写式的半导体存储器的存储器装置是相同的。因此，从用户方便性角度看，关于数据的读出，希望采用与备有原来的可改写式的半导体存储器的原来的IC存储器装置之间具有互换性的物理结构和文件管理系统。
发明内容
本发明提供一种解决了上述的已有的存储器装置所具有的问题而得到的新的存储器装置和使用该存储器装置的记录再现装置。
本发明的另一目的是提供将一次写入型存储器用作数据存储媒体并可按分层目录结构进行文件管理的存储器装置、对该存储器装置的文件管理方法以及对该存储器装置进行数据的记录再现的数据记录再现装置。
本发明的再一目的是提供即便将一次写入型存储器用作数据存储媒体也可采用由文件系统进行文件等的删除的物理结构的存储器装置、以及对该存储器装置进行数据的记录再现的数据记录再现装置。
本发明的存储器装置具备对每个作为规定数据单位的块设置逻辑地址的记录媒体，在各块中设置记录表示对该块记录了数据的数据使用状态标志的区域，和记录表示删除了在该块中记录的数据的块状态标志的区域。
本发明的记录再现装置具有对可按规定数据量的块单位设置逻辑地址来管理数据记录区域的记录媒体进行数据的记录再现的记录再现部，具有对在各块中具有记录表示对该块记录了数据的数据使用状态标志的区域和记录表示删除了在该块中记录的数据的块状态标志的区域的存储器装置进行数据的记录再现的记录再现部。记录再现部在对块记录数据的情况下，在该块中记录数据使用状态标志，在按块单位删除块中记录的数据的情况下，在该块内记录块状态标志，在附加数据记录区域中记录数据使用状态标志的情况下，判断为在该块中记录数据，在附加数据记录区域中记录块状态标志的情况下，判断为删除该块的数据。
本发明的其他目的、由本发明得到的具体优点从下面参考
的实施例的具体说明中可进一步明确。
图1是表示采用本发明的存储卡和使用该存储卡的主机设备的透视图；图2是表示存储卡的存储单元的构成的图；图3是从表面侧观察存储卡得到的透视图；图4是从里面侧观察存储卡得到的透视图；图5是说明存储卡的端子结构的图；图6是表示存储卡的内部电路的框图；图7是说明存储卡的接口结构的图；图8是表示用存储卡的物理格式定义的段与块的关系以及物理块序号与逻辑地址的关系的图；图9是说明用存储卡的物理格式定义的引导(boot)区域和用户区域的图；图10是说明用存储卡的物理格式定义的页的图；图11是说明用存储卡的逻辑格式定义的预备块管理序号的图；图12是说明用存储卡的逻辑格式定义的入口页的图；图13A到13F是说明入口页的每种字段图像的图；图14是表示存储卡中记录的文件等的目录构成例的图；图15是表示在图14所示的目录构成记录文件时的入口页的记录图像的图；图16是表示从图14所示的目录构成的文件删除任意的文件后的目录构成的图；图17是表示删除图16所示的文件时的入口页的记录图像的图；图18是表示话路关闭处理的处理顺序的流程图；图19是表示第一次的话路关闭处理时在存储卡内记录的文件的目录构成的图；图20是表示第一次的话路关闭处理后的入口页的记录图像的图；图21是表示第一次的话路关闭处理后的数据记录区域的记录图像的图；图22是表示第二次的话路关闭处理时在上述小型IC存储器内记录的文件的目录构成的图；图23是表示第二次的话路关闭处理后的入口页的记录图像的图；图24是表示第二次的话路关闭处理后的数据记录区域的记录图像的图；
图25是表示第三次的话路关闭处理时在上述小型IC存储器内记录的文件的目录构成的图；图26是表示第三次的话路关闭处理后的入口页的记录图像的图；图27是表示第三次的话路关闭处理后的数据记录区域的记录图像的图。
具体实施例方式
下面举出将本发明的存储器装置适用于作为卡状的小型IC存储器装置的存储卡中的例子，而且举例说明将本发明适用于将该存储卡用作外部存储媒体的数据处理装置中的例子。
作为将采用本发明的存储卡用作外部存储媒体的数据处理装置，可举出信息终端装置、台式计算机、笔记本型计算机、便携电话机、音频装置、家电装置等。
下面的说明中，将使用了采用本发明的存储卡的数据处理装置称为主机设备。
首先，参考图1，说明本发明的存储卡1和将该存储卡用作外部存储媒体的主机设备2的概况。
本发明的存储卡1内置仅可把数据写入一次的非易失性的存储器，即一次写入型的半导体存储器(下面叫作一次写入存储器)，用作数据存储媒体。如图1所示，存储卡1在插入到主机设备2上设置的插拔口3中的状态下使用。存储卡1对插拔口3的插入和拔出可由用户自由进行。因此，也可拔出插入在某主机设备中的存储卡1，插入到其他主机设备中。即，本存储卡1可在不同的主机设备之间进行数据交换的过程中使用。
存储卡1内部设置的一次写入存储器是使用可按1比特单位进行数据写入的二极管破坏型等的存储单元的PROM(Programmable ReadOnly Memory)。该二极管破坏型的存储单元例如图2所示，由按彼此相反方向在行-列之间串联连接的pn二极管D1，D2构成。二极管破坏型的存储单元通过施加逆偏压破坏一个pn二极管来反转比特保持值。存储卡1中适用的一次写入存储器不限于二极管破坏型，可使用所谓的熔丝(fuse)型和浮动栅型等的PROM。
存储卡1中使用的一次写入存储器中，各存储单元保持的比特值在初始状态为1(高)。即，在不写入任何数据的状态下，从各存储单元读出1。对该初始状态的存储单元写入0(低)时，pn二极管被破坏，存储单元的保持值变化为0。存储单元的保持值一旦变化为0，以后不管对该存储单元写入1或者写入0，保持值都不变化，维持0状态。另一方面，对初始状态的存储单元写入1时，该存储单元的保持值仍为1状态。此时，由于二极管未被破坏，之后，可对该存储单元写入0。
与备有上述构成的本发明的存储卡1相反，原来提出使用的存储卡内置叫作闪存储器的可改写多次的非易失性的半导体存储器，作为数据存储设备。本发明的存储卡1形成为和使用闪存储器的原来的存储卡在外径形状、连接端子、与主机设备的数据输送接口等方面具有互换性。本发明的存储卡1可安装在使用利用了闪存储器的原来的存储卡的主机设备中来使用。可使用本发明的存储卡1的主机设备2可将使用闪存储器的原来的存储卡用作外部存储媒体。即，本发明的存储卡和原来的使用闪存储器的存储卡具有接口上的互换性。
下面边与使用闪存储器的原来的存储卡作适当对比边详细说明本发明的存储卡。
下面的说明中，在要明确区别使用闪存储器的原来的存储卡和本发明的存储卡的情况下，有时将使用闪存储器的原来的存储卡和与其对应的主机设备叫作Ver1、而将本发明的存储卡和与其对应的主机设备叫作Ver2。
本发明的存储卡1如图3所示，按大致长方形状的薄板状形成，形成为纵向方向的长度L1为50mm、宽度W1为21.45mm，厚度D1为2.8mm。存储卡1将一个面作为表面1a、将另一个面作为里面1b。存储卡1的纵向方向的一端的里面侧1b上如图4所示，设置作为10个平面电极的连接端子群4。构成连接端子群4的各电极并列设置在存储卡1的宽度方向上。电极和电极之间设置从里面1b垂直向上竖立的隔片5。各隔片5防止连接各电极的连接端子与其他电极接触。存储卡1的里面1b的一端部侧的中央部上如图4所示设置防止误删除用的滑动开关6。
安装上述存储卡1的主机设备2上设置用于插拔存储卡1的插拔口3。如图1所示，插拔口3形成在主机设备2的前面侧，作为与存储卡1的宽度W1和厚度D1对应的开口。经插拔口3插入主机设备2的存储卡1通过把主机设备2侧的连接端子连接在构成连接端子群4的各电极，实现对主机设备2的保持，防止脱落。主机设备2侧的连接端子对应构成安装的存储卡1上设置的连接端子群4的电极，有10个触点。
本发明的存储卡1将设置连接端子群4的一端侧作为插入端，以图3中的箭头X1方向为插入方向，经插拔口3安装在主机设备2上。安装在主机设备2上的存储卡1连接构成连接端子群4的各电极和主机设备2侧的连接端子的各触点，为可交换信号的状态。
接着参考图5说明构成本发明的存储卡1上设置的连接端子群4的10根端子的每一个的功能。
构成连接端子群4的第一端子4a是VSS端子，连接VSS(基准0V电压)。称为VSS端子的第一端子4a连接主机设备2侧的地和存储卡1侧的地，使主机设备2和存储卡1的0V基准电位一致。
第二端子4b构成BS端子，总线状态信号从主机设备2输入存储卡1。
第三端子4c构成VCC端子，电源电压(VCC)从主机设备2提供给存储卡1。存储卡1可动作的电源电压为2.7～3.6V，供给该范围的电压。
第四端子4d构成SDIO端子，输入输出在存储卡1和主机设备2之间输送的串行数据信号。
第五端子4e是预备的端子，不特别分配功能。
第六端子4f构成INS端子，用于主机设备2判断存储卡1是否插入插拔口3中的插入/拔出检测。
第七端子4g是预备的端子，不特别分配功能。
第八端子4h构成SCLK端子，从主机设备向存储卡输入在存储卡1和主机设备2之间输送的串行数据的时钟信号。
第九端子4i构成VCC端子，电源电压(VCC)从主机设备1供给存储卡。第九端子4i在存储卡1内部与第三端子4c连接。
第十端子4j用作VSS端子，连接主机设备2侧的地和存储卡1侧的地，使主机设备2和存储卡1的0V基准电位一致。第十端子4j在存储卡1内部与同样用作VSS端子的第一端子4a连接。
本发明的存储卡1的端子构成、安装该存储卡1的主机设备2的插拔口3(Vre2)的形状和连接端子的构成备有和使用闪存储器的原来的存储卡(Vre1)构成、使用该原来的存储卡的主机设备相同的构成，彼此具有机械互换性。
接着说明本发明的存储卡1的内部电路的构成。
本发明的存储卡1如图6所示，包括接口电路(I/F)12、寄存器电路13、数据缓冲电路14、ECC电路15、存储器I/F序列电路16、一次写入存储器17和振荡控制电路18。
I/F电路12是使用三线半二重串行协议，在与主机设备2之间进行数据输送的电路。
寄存器电路13是例如存储从主机设备输送的命令、存储卡1内的内部状态、存取的数据的地址、执行命令时需要的各处的参数、一次写入存储器17内的文件管理信息等的电路。寄存器电路13中存储的信息从存储器I/F序列电路16进行存取或者通过提供规定的命令从主机设备2进行存取。
数据缓冲电路14是暂时保存向一次写入存储器17写入的数据以及从一次写入存储器17读出的数据的存储器电路。数据缓冲电路14具有规定数据写入单位(512字节。是后述的页大小)大小的数据容量。
ECC电路15对向一次写入存储器17写入的数据附加纠错码(ECC)。ECC电路15根据附加在从一次写入存储器17读出的数据上的纠错码，对该读出的数据进行纠错。例如，纠错码对512字节的数据单位附加3字节。
存储器I/F序列电路16根据寄存器电路13内存储的命令和各种信息控制数据缓冲电路14和一次写入存储器17之间的数据的交换。
如上所述，一次写入存储器17是可将保持的数据内容仅改写一次的半导体存储器。
振荡控制电路18产生本存储卡1内的动作时钟。
如上所述构成的存储卡1例如根据经接口从主机设备2提供的各种命令进行例如数据的写入、数据的读出、删除(文件系统上的删除)等的动作。
接着说明实现存储卡1与主机设备2之间的接口的系统构成。
图7是表示用于进行本发明的存储卡1和主机设备2之间的数据输送的接口的功能构成图。
主机设备2包括文件管理器31、TPC接口32和串行接口33。存储卡1包括串行接口35、寄存器37、数据缓冲器38、存储器控制器39和存储器40。
文件管理器31在主机设备的操作系统上进行存储卡1内存储的文件以及主机设备的其他媒体中存储的文件的管理。
TPC接口32为文件管理器31的下位层。TPC接口32通过本存储卡1的接口特有的命令(TPCTransfer Protocol Command)对存储卡1内的寄存器37和数据缓冲器38进行存取。
串行接口33、35为TPC接口的下位层，是本接口系统的物理分层。串行接口33、35根据输送1比特串行数据、时钟信号、总线状态信号的3个信号的三线式半二重串行协议进行数据输送。
寄存器37存储从主机输送的命令、存储卡的内部状态、存储器的数据地址、执行命令时需要的各处的参数、存储器内的文件管理信息等。
数据缓冲器38是暂时保存向存储器40写入的数据以及从存储器40读出的数据的缓冲区域。
存储器控制器39根据寄存器电路13内存储的命令以及各种信息控制数据缓冲器38和存储器40之间的数据交换，读出、写入数据。
存储器40是数据的存储区域，通过存储器控制器39，虚拟为独立的模块。
备有上述构成的主机设备2和存储卡1可经串行接口向存储器40输送由文件管理器31管理的其他媒体中存储的数据。可经串行接口把存储器40中存储的数据输送到由文件管理器管理的其他媒体。
本发明的存储卡1(Ver2)的接口构成和数据输送协议与使用闪存储器的原来的存储卡(Ver1)相同，彼此具有互换性。
接着说明本发明的存储卡1的数据存储区域的物理格式。
存储卡1可存储的数据容量例如为16MB、32MB、64MB、128MB。
存储卡1中，定义叫作块的数据单位，以该块为基础物理地管理数据存储区域。1块的数据大小例如为16KB。因此，如果是16MB的存储卡，则总块数为1024个，如果是32MB的存储卡，则总块数为2048个，如果是64MB的存储卡，则总块数为4096个，如果是128MB的存储卡，则总块数为8192个。该块与使用闪存储器的原来的存储卡的删除块相同。
块中存在有效块和预备块。有效块是记录文件的实体数据等的块。预备块是记录后发性缺陷的替代数据、以及文件管理用的数据的区域。1个存储卡1内的全部预备块数例如如果是16MB的存储卡，则为31个，如果是32MB的存储卡，则为63个，如果是64MB的存储卡，则为127个，如果是128MB的存储卡，则为255个。
各块中设定特定块的存储位置的物理块序号。该物理块序号与有效块和预备块的区分无关，从0开始按连续序号设定。
各块中记录逻辑地址。该逻辑地址写入块内的规定区域中。有效块例如在工厂出货时预先记录逻辑地址，而预备块在工厂出货时未记录逻辑地址。在特定的逻辑地址的块中产生后发性缺陷时，对未记录的预备块写入缺陷块的逻辑地址，使得可进行替代。即，关于有效块，逻辑地址也与物理块序号一起为预先设定的状态，关于预备块，逻辑地址在工厂出货后设定。
存储卡1中，把整个512块定义为段。段序号从0开始按连续序号设定。各段内由有效块和预备块构成。0段的有效块数为495个，预备块数为15个。其他的段的有效块数为496个，预备块数为16个。0段的有效块数和预备块数少是由于有后述引导(boot)块。
以上说明的段与块的关系以及物理块序号与逻辑地址的关系在图中表示，则如图8所示。
如图9所示，0段的前面的2个块(物理块序号为0和1的块，该块中未记录逻辑地址)设为引导区域。引导区域是在主机设备引导本存储卡1时最初读入数据的区域。该引导区域的块中记录关于该存储卡的信息和属性等。记录该引导的区域叫作引导区域、此外的区域叫作用户区域。
如图10所示，各块由32个页构成。页是由512字节的数据区域和额外数据区构成的单位。数据区域中记录数据实体。即，记录文件的实体数据、管理数据等。
额外数据区中从前头开始依次形成1字节(8比特)的重写标志区域、1字节的管理标志区域、2字节的逻辑地址区域、5字节的格式保留区域、第一ECC区域和第二ECC区域。
重写标志区域中从前头开始在第一比特中记录块状态，在第二、第三比特中记录页状态，在第四比特中记录更新状态，在第五比特中记录数据使用状态。第六到第八比特是保留区域。
块状态是表示包含该页的块是否为缺陷状态或者是否为删除包含该页的块中记录的数据的状态的1比特的识别标志。块状态在其值为0时表示该块是块缺陷状态或数据删除状态，其值为1时表示该块是可存取状态。该块状态在工厂出货时等的初始状态时为1。并且，块状态在块产生缺陷时或由文件管理系统虚拟地删除块中写入的数据时，其值被改写，变为0。
页状态是表示每页的不可纠错的产生状态的2比特识别标志。页状态在其值为00时表示页内的数据中产生了可由BCC修正的错误的状态，其值为01时表示页内的数据中产生了不可由ECC修正的错误状态，其值为11时表示页内的数据中未产生错误的状态。
更新状态是表示包含该页的块的更新状态的1比特标志。更新状态在其值为0时表示该块中已经记录了数据的状态或者表示处于该块中正在更新数据的状态，其值为1时表示该块中未记录数据的状态。
数据使用状态是意味着对包含该页的块记录数据、已经使用了该块的1比特的识别标志。数据使用状态在其值为0时表示对该块已经记录了数据的状态，其值为1时表示对该页未记录数据的状态。
管理标志中包含表示包含该页的块是引导块还是此外的块的系统比特、对该页的拷贝限制比特、对该页的存取限制比特等。
逻辑地址记录块的地址信息。
第一ECC是对1字节的管理标志、2字节的逻辑地址、5字节的格式保留区(reserve)的纠错码。
第二ECC是对512字节的页数据的纠错码。
本发明的存储卡1的物理格式包括以上构成。
这里，存储卡1的物理格式在与使用闪存储器的可多次改写的原来的存储卡的物理格式相比时，其基本构成相同，但在本发明的存储卡1的物理格式中定义数据使用状态这一点上不同。即，本存储卡1中，重写标志区域内的第五比特为数据使用状态，使用闪存储器的可多次改写的原来的存储卡中，重写标志区域内的第五比特为保留区(reserve)。
本发明的存储卡1通过如上用物理格式规定数据使用状态和块状态，可区别该块中还未记录数据的状态、该块中记录数据的状态、删除该块中记录的数据的状态的3个状态。因此，即便是一次写入型的存储卡1，文件管理系统也可模拟管理数据的删除状态。
存储卡1中，在使用闪存储器的可多次记录的原来的存储卡的保留区域中定义新的数据使用状态标志，因此在物理格式上具有数据读出的互换性。即，仅用本存储卡1规定的数据使用状态的内容不对原来的存储卡产生影响。
页内的额外数据区中记录的信息中有表示每个块固有的内容的信息和表示每页固有的内容的信息。块状态、更新状态、数据使用状态和逻辑地址是表示每个块固有的内容的信息。页状态和管理标志是表示每页固有的内容的信息。即，块状态、更新状态、数据使用状态和逻辑地址是对于同一块内的全部的页相同的信息内容。因此可仅对块内的首页记录这些信息。
本发明的存储卡1在物理格式上未设置记录进行物理块序号和逻辑地址的对应的表的区域。因此，主机设备在引导存储卡1时对全部块的首页进行存取并检测逻辑地址，作成物理块序号和逻辑地址对应的表。
接着说明本发明的存储卡1的逻辑格式。
使用闪存储器的可多次写入的原来的存储卡将MS-DOS互换格式用作逻辑格式。MS-DOS互换格式是按分层目录构造管理记录媒体内记录的数据文件的文件系统。MS-DOS互换格式中，每当管理记录的数据时，定义数据相对于记录媒体的记录再现单位(簇)。原来的存储卡中，将由MS-DOS规定的数据的记录再现单位(簇)设为是块单位。
与此相反，一次写入型的本发明的存储卡1通过与MS-DOS互换格式不同的独立的逻辑格式(下面叫作一次写入格式)和MS-DOS互换格式二者进行文件管理。一次写入格式与MS-DOS互换格式同样按分层目录构造进行文件管理。
可适用本发明的存储卡1的本发明的主机设备(Ver2)2通过一次写入格式对存储卡1进行数据的记录再现。与此相反，以使用原来的存储卡为目的构成的原来的主机设备(Ver1)通过MS-DOS互换格式对存储卡1进行数据的记录再现。本发明的存储卡1在通常状态下由与该存储卡1对应的主机设备(Ver2)进行数据的记录，不由MS-DOS互换格式进行数据的管理。对本发明的存储卡1记录的数据由与原来的存储卡对应的主机设备(Ver1)读出的情况下，进行记录MS-DOS互换格式的管理数据的话路关闭处理。通过进行该话路关闭处理，实现与原来设备的读出互换性。
本发明的存储卡1可进行多次的话路关闭处理。即，进行了一次话路关闭处理后也可通过一次写入格式进行文件的追加和更新，而且通过再次进行话路关闭处理，进行了追加和更新的文件也可用对应原来的存储卡的主机设备(Ver1)读出。
下面说明本存储卡1中适用的一次写入格式和话路关闭处理。
一次写入格式中，文件的实体数据记录在预先分配了逻辑地址的块，即有效块中。一次写入格式中，文件的实体数据按块单位记录。即，在1个块内进行记录，以便多个文件的实体数据不会混杂。一次写入格式中，从块的首页开始文件的实体数据的记录。一次写入格式中，在跨过多个块记录1个文件的实体数据时，对连续的逻辑地址的块进行记录。逻辑地址的连续方向是正方向，即从小值到大值的方向。但是，途中记录例如MS-DOS互换格式的子目录入口(entry)等、1个文件的实体数据不能记录在逻辑地址连续的1个区域中的情况下，可把文件的实体数据一分为二来记录。此时，一分为二的各个区域内由逻辑地址连续的块形成。
MS-DOS互换格式的情况下，文件的实体数据可按每个簇随机记录，但即便根据以上一次写入格式的规则记录实体数据，可至少按簇(块)单位进行记录。因此，根据一次写入格式记录的文件的实体数据也可根据MS-DOS互换格式进行记录。
一次写入格式中，逻辑地址连续的区域中记录文件的实体数据，因此即便不将所谓的FAT(File Allocation Table)这种表示簇的连续顺序的信息作为管理数据进行记录，也可进行存取。
一次写入格式中，叫作入口页的管理数据记录在未预先分配逻辑地址的块(逻辑地址的值为初始值(0xffff)的状态的块)，即预备块中。一次写入格式中，每当生成一个或更新一个文件，或者生成一个路径目录和子目录时，生成一个入口页，记录在预备块中。入口页具有1页的容量。因此，每当生成或更新文件、路径目录和子目录时，占用预备块的一页。
一次写入格式中，对全部预备块的所有页设定预备块管理序号。由于1块内的页数是32个，设定预备块管理序号的全部页数如果是16MB的存储卡则为992个，如果是32MB的存储卡则为2046个，如果是64MB的存储卡则为4064个，如果是128MB的存储卡则为8160个。
如图11所示，预备块管理序号在全部的预备块中从最下位的物理块序号的预备块(即物理块序号最大的预备块)开始向上位的物理块序号的预备块的方向顺序加上序号。例如，如果是128MB的存储卡1，则如下设定预备块管理序号。
表4
*1直到出现电弧的间隔不低于10秒所施加的积分电能。
*2直到出现电弧的间隔不低于10秒后电弧出现的频率。
工业应用性本发明的溅射靶可以有效地降低初期电弧的出现，并由此有利于用作用于溅射和薄膜成形的靶子。
路径入口是指示路径目录的管理数据。路径目录是分层目录构造的最上位的目录。按分层目录构造管理文件时，该路径目录仅存在一个，该存在不变更。因此，一次写入型的存储卡1中，希望在预备块管理序号的首页中在工厂出货时等预先记录1个该路径入口。
子入口是指示子目录的管理数据。子目录是分层目录构造的路径目录以外的目录。子目录可配置在路径目录下，也可配置在子目录下。存储卡1中生成一个子目录时，与该子目录对应，在预备块内记录1个子入口。子入口中记述特定该子入口指示的子目录的名称、该子目录的生成日期、该子目录的母目录的信息。
话路锚定器(anchor)是表示进行了话路关闭处理的管理数据。话路锚定器用2个对表示进行了一次话路关闭处理。开始话路关闭处理时，首先，最初在预备块内记录1个话路锚定器，在该话路关闭处理的最后再在预备块内记录1个话路锚定器。该话路锚定器中记述对存储卡1进行话路关闭处理的次数信息。次数信息通过上述对记录同一值，因此进行文件入口的读出时，可判断上述对。这样，在话路关闭处理的开始和结束时记录话路锚定器时，则例如在话路关闭处理中电源断开使得话路关闭失败的情况下，仅记录1个话路锚定器，后面可识别出话路关闭失败了。
目录标识表示作为进行话路关闭处理生成的MS-DOS互换格式的管理数据的子目录入口的记录位置。该目录标识在进行话路关闭处理时，在记录第一次的话路锚定器后、记录第二次的话路锚定器之前进行记录。即，记录在构成对的话路锚定器之间夹持的页中。该目录标识对该话路关闭处理时新记录的1个子目录入口记录1个。但是，子目录入口跨过多个块记录时，对1个子目录入口记录该块数个的目录标识。
接着，具体说明入口页的构成。入口页如图12所示，记录在页内的152字节的数据区域中。
入口页内的记述字段由名称字段、文件属性字段、种类字段、首块指示字字段、数据大小字段、生成日期字段、母指示字字段、分段字段、预备字段构成。
名称字段配置在第0到第十字节。该入口页是文件入口或子入口的情况下，该名称字段中记述该入口页指示的文件的名称或子目录的名称。记述文件和子目录的名称时，按MS-DOS格式可使用的字符串记录。
文件名是MS-DOS互换格式规定的长文件名时，该名称字段的前头1字节中记述0，接着的2字节中记录文件名的数据长，预备字段中记述文件名称。该入口页是路径入口或目录标识的情况下，该名称字段空白。
入口页是话路锚定器的情况下，该名称字段中在前头的第0到第一字节中记录表示对该存储卡1进行的话路关闭处理的次数的对识别用ID。对识别用ID对应对该存储卡1进行的话路关闭处理的次数递增为1→2→3。话路关闭处理的次数的最大值是8，对识别用ID也仅记录到8。话路关闭处理的次数不足8时，没有向存储卡1自身追加的容量的情况下，对识别用ID为256(0xFFFF)。
属性字段配置在第十一字节。该入口页是文件入口的情况下，该属性字段中记述该文件入口指示的文件的属性。属性字段中在文件属性是通常的文件时记述0、是读出专用文件时记述1、是隐藏文件时记述2、是卷标志时记述3。属性字段在该入口页是文件入口以外的情况下成为空白。
种类字段配置在第十二字节。该种类字段中记述该入口页的种类。即，区别该入口页是文件入口、或路径入口、或子入口或话路锚定器还是目录标识的信息。种类字段中在文件入口的情况下记述0、在路径入口的情况下记述1、在子入口的情况下记述2、在话路锚定器的情况下记述3、在目录标识的情况下记述4。
首块指示字字段配置在第十三到第十四字节。首块指示字字段中在该入口页是文件入口的情况下记述存储文件的实体数据的首块的逻辑地址。该入口页是路径入口的情况下，记述存储MS-DOS互换格式的路径目录入口的块的逻辑地址。该入口页是子入口或话路锚定器的情况下为空白。该入口页是目录标识的情况下，记述该目录标识指示的块的逻辑地址。
数据大小字段配置在第十五到第十八字节。该数据大小字段中在该入口页是文件入口的情况下按字节顺序记述该文件入口指示的文件的实体数据的大小。该数据大小字段中在该入口页是目录标识的情况下，在第0、第一字节中记述该目录标识指示的块内记录的入口中最初的入口，第二、第三字节中记述该块内记录的入口中的最后的入口。
生成日期字段配置在第十九到第二十二字节中。生成日期字段中在入口页是文件入口、路径入口或子入口的情况下记述生成文件或目录的日期。该生成日期的记述与MS-DOS格式相同。入口页是话路锚定器或目录标识的情况下，该生成日期字段空白。
母指示字字段配置在第二十三到第二十四字节中。母指示字字段在该入口页是文件入口、或子入口的情况下记述母指示字。母指示字是指示母目录的路径入口或子入口的预备块管理序号。该入口页是路径入口的情况下，在该母指示字中记述自身的入口的预备块管理序号。
分段字段配置在第二十五到第二十八字节中。分段字段中仅在该入口页是文件入口的情况下记述信息。本一次写入格式中，文件的实体数据基本存储在连续的逻辑地址中，但有时有例外的分割到2个区域中的情况。分段字段中在这种文件的实体数据分割到2个区域中的情况下记述表示这种情况的标志。具体说，分段字段中在分割文件的实体数据的情况下4个字节中的第0、第一字节中记述0(0x0000)、未分割的情况下第0、第一字节中记述此外的值。分割文件的实体数据的情况下，第二、第三字节中记述后半部分进行了记录的首块的逻辑地址。
各入口页的每种的图像表示在图13A到图13F中。图13A是文件入口的图像。图13B是长文件名时的文件入口的图像。图13C是路径入口的图像。图13D是子入口的图像。图13E是话路锚定器的图像。图13F是目录锚定器的图像。
图14中表示在存储卡1中记录的文件的分层目录构成的一个例子，这种分层目录构成的文件记录在存储卡1中的情况下的入口页的图像在图15中表示。图15所示的箭头表示各文件入口和子入口中记述的母指示字的行进目的地。
如上所述，本发明的存储卡1使用的一次写入格式通过对应生成的文件和目录记录路径入口、子入口和文件入口可按分层目录构造管理文件。即，主机设备中，引导存储卡1时，首先，从预备块管理序号为0的页开始顺序读出全部的入口页。读出全部的入口页，检测各文件入口和子入口中记述的母指示字的值。这样检测出母指示字时，可管理存储卡1中记录的文件和目录的母子关系。
文件入口中记述文件名称和文件的存储位置信息。因此，主机设备通过参照该文件入口可读出文件的实体数据。
一次写入格式中，进行任意的文件删除时，记录指示该文件的文件入口的页的页状态设为0，使该页无效。例如，图16所示，删除文件6时，如图17所示，记录指示该文件6的文件入口7的页(预备块管理序号为8的页)的页状态为0。这样，一次写入格式中，由于既按分层目录构造管理文件又进行文件的删除，因此与对原来的可改写多次的存储卡的存取同样，容易进行文件操作。
删除和移动子目录可再生成该子目录的子文件和与子子目录相关的全部的入口并全部记录下它们。但是，由于处理非常繁杂，希望途中不要变更母子关系。
接着说明话路关闭处理。
MS-DOS互换格式中，作为实体数据以外的文件管理数据，有MBR(Master Boot Record)、PRB(Partiton Boot Record)、FAT(FileAllocation Table)、路径目录入口、子目录入口。
MBR是配置在用户区域的前头的信息，记述对各个部分的引导信息。本发明的存储卡1的情况下，部分仅为一个。PBR是配置在部分前头扇区中的信息，记述关于各部分的各处的信息。FAT记录用户区域处理的簇(块)的连结状态。本存储卡1中，为了备份，记录2个FAT(FAT1，FAT2)。路径目录入口记述路径目录中配置的各文件和子目录的入口。子目录入口记述子目录中配置的各文件和子目录的入口。1个入口由2个字节构成，其中记述文件名、属性、记录日期、开始簇(块)序号、文件大小(字节单位)。
MS-DOS互换格式中，规定将这些管理数据记录在分配了逻辑地址的簇中。这里，簇在本发明的存储卡1中是块。话路关闭处理是参照按一次写入格式记录的管理数据的内容，通过把上述MS-DOS互换格式的管理数据追加记录到分配了逻辑地址的块上，可进行与对应于原来的存储卡的设备的读出互换的处理。MBR中记述PBR的逻辑地址，但只要PBR的逻辑地址不改变，就不需要改写。与此相反，PBR、FAT、路径目录、子目录入口需要对应文件和目录构造的追加进行改写。因此，话路关闭处理中，可进行除去MBR的PBR、FAT、路径目录入口和子目录入口的生成、记录。
参考图18所示的流程图说明话路关闭处理的工序。
首先步骤S1中，主机设备2在接着最后记录的入口页的预备块管理序号中写入第一话路锚定器。此时，主机设备2在第一话路锚定器的名称字段中记述对识别用ID。该对识别用ID中记述表示对本存储卡1进行的话路关闭处理的次数的序号。例如第一次的话路关闭处理的情况下记述1、第二次的话路关闭处理的情况下记述2。
接着步骤S2中，主机设备根据一次写入格式的管理数据生成对应当时的文件管理状态的PBR和FAT，将生成的PBR和FAT记录在存储卡1中。
FAT中记述块(簇)的连续顺序，但该连续顺序可通过分析一次写入格式的文件入口、路径入口、子入口和目录标识生成。这是由于在一次写入格式中规定构成一个文件的实体数据基本上记录在连续的逻辑地址的块内，实体数据被一分为二的情况下，通过文件入口的分段记述后段部分的逻辑地址。
这里，第一次的话路关闭处理时，主机设备在作为预先分配了逻辑地址的块的有效块中记录PBR和FAT。记录PBR和FAT的块记述在MBR内。该块是例如逻辑地址为1、2的块。即，主机设备在第一次的话路关闭处理时，对该MBR中表示的逻辑地址的块记录PBR和FAT。
另一方面，第二次以后的话路关闭处理时，主机设备在作为预先未分配逻辑地址的块的预备块中记录PBR和FAT。该预备块中也是在0段内的预备块中记录PBR和FAT。即从与一次写入格式的管理数据(入口页)相反的区域开始记录PBR和FAT，以消耗预备区域。主机设备2将记录的块的块使用状态设为0，也记录逻辑地址。逻辑地址的值与上次的话路关闭处理时记录的记录了原来的PBR和FAT的块的逻辑地址是同一值。接着，主机设备2将上次的话路关闭处理时记录的记录了原来的PBR和FAT的块的块状态设为0。最后，主机设备2更新内部保持的逻辑地址-物理块序号的变换表。
接着步骤S3中，主机设备根据一次写入格式的管理数据生成对应当时的文件管理状态的路径目录入口和子目录入口，记录生成路径目录入口和子目录入口。
这里，第一次的话路关闭处理时，主机设备2在作为预先分配了逻辑地址的块的有效块中记录路径目录入口和子目录入口。记录路径目录入口的块记述在PBR内。因此，主机设备2在第一次的话路关闭处理时对该PBR所示的逻辑地址的块记录路径目录入口。主机设备2将子目录入口记录在1段以后的有效块中。
另一方面，第二次以后的话路关闭处理时，主机设备2在作为预先未分配逻辑地址的块的预备块中记录路径目录入口和子目录入口。关于路径目录入口，主机设备2在该预备块中也将其记录在0段的预备块中。即，从与一次写入格式的管理数据(入口页)相反的区域开始记录路径目录入口，以消耗预备区域。关于子目录入口，主机设备2在该预备块中也将其记录在1段以后的预备块中。但是，第二次以后的话路关闭处理中，关于初次生成的子目录，即关于上次的话路关闭处理以后新生成的子目录，将该子目录入口记录在作为预先分配了逻辑地址的块的有效块中。此时，也记录在1段以后的有效块中。主机设备2将路径目录入口或子目录入口记录在预备块的情况下，将该块的块使用状态设为0的同时，记录逻辑地址。记录的逻辑地址的值与上次的话路关闭处理时记录的记录了原来的路径目录入口或子目录入口的块的逻辑地址是同一值。将路径目录入口或子目录入口记录在预备块的情况下，主机设备2将上次的话路关闭处理时记录的记录了原来的路径目录入口或子目录入口的块的块状态设为0。最后，主机设备2更新内部保持的逻辑地址-物理块序号的变换表。
接着步骤S4中，主机设备2追加或更新子目录入口的情况下，接着步骤S1记录的话路锚定器，对预备块写入对进行了该追加或更新的子目录入口的目录标识。
MS-DOS互换格式中，构成路径目录或子目录的各个入口的数据大小为4字节(32比特)。MS-DOS互换格式中，路径目录下的文件和子目录数(即入口数)规定至多到512个，因此路径目录入口的实体数据的容量最大为1块大小(512字节×32页)。即，路径目录入口必须收容在1个块内。与此相反，子目录支配下的文件和子目录数在MS-DOS互换格式中不特别规定。因此，子目录入口的实体数据的容量有时超出1块。这种情况下，子目录入口跨过多个块来记录。
子目录入口跨过多个块记录时，主机设备2还对1个子目录记录多个目录标识。具体说，子目录内的入口数到512个(1块)时，用1个目录标识记述对子目录入口的实体数据进行记述的块的逻辑地址。关于子目录内的入口数超出512个的部分，对每个块作成目录标识，表示出该块内所示的入口的范围，并进行识别。
更新子目录的情况下，存在上次以前的话路关闭处理时记录的目录标识。此时，将包含上次以前的话路关闭处理时记录的目录标识的页的页状态设为0，将其删除。
接着步骤S5中，主机设备2在步骤S4记录目录标识的情况下接着该目录标识，在步骤S4未记录目录标识的情况下接着步骤S1记录的第一话路锚定器来记录第二话路锚定器。此时，主机设备将与第一话路锚定器中记录的对识别用ID相同的对识别用ID记录在第二话路锚定器中。
主机设备通过如上进行话路关闭处理可把一次写入格式管理的存储卡1变换为MS-DOS格式。
接着表示出本发明的存储卡1中记录的文件的分层目录构成的一例的同时，表示出这种分层目录构成的文件记录在存储卡1中的情况下的入口页的记录图像和数据记录区域的记录图像，说明话路关闭处理的具体处理例。
本发明的存储卡1在工厂出货时进行第一次的话路关闭处理，提供给用户。例如，如图19所示，在第一次的话路关闭处理(工厂出货前)前将路径目录和MEMSTICK.ind文件记录在存储卡1中。记录这种文件等后，进行了第一次的话路关闭处理。MEMSTICK.ind文件是记述表示本设备是一次写入型的存储卡的信息的文件，在路径目录下生成。存储卡1在该记录状态下进行第一次的话路关闭处理。
进行了第一次的话路关闭处理后的一次写入格式的管理数据的记录图像如图20所示。进行第一次的话路关闭处理之前，存储卡1中在预备块管理序号为0～1的页区域中记录路径入口和指示文件MEMSTICK.ind的文件入口(MEM)。进行了话路关闭处理后，存储卡1中在预备块管理序号为2～3的页区域中记录2个话路锚定器(对识别用ID为1)。
进行了第一次的话路关闭处理后的MS-DOS互换格式的管理数据和实体数据的记录图像如图21所示。如该图21所示，在物理地址为0～1的块中记录引导。逻辑地址为0的块(物理块序号为2)中记录MBR，逻辑地址为1-2的块(物理块序号为3～4)中记录PBR和FAT，逻辑地址为3的块(物理块序号为5)中记录路径目录入口，逻辑地址为4的块中记录MEMSTICK.ind的实体数据。
接着，对进行了上述的第一次的话路关闭处理后的存储卡1追加例如图22所示的文件。即，在路径目录下，追加第一文件(File1)、第二文件(File2)和第一子目录(Sub1)。而且，第一子目录(Sub1)下追加第三文件(File3)。之后进行了第二次的话路关闭处理。
图23表示进行了第二次的话路关闭处理后的一次写入格式的管理数据的记录图像。图24表示进行了第二次的话路关闭处理后的MS-DOS互换格式的管理数据和实体数据的记录图像。
进行了第一次的话路关闭处理后，进行第二次的话路关闭处理之前，在存储卡1的预备块管理序号为4～7的页区域中记录指示第一文件(File1)的文件入口(1)、指示第二文件(File2)的文件入口(2)、指示第一子目录(Sub1)的子入口(1)、和指示第三文件(File3)的文件入口(3)。第一文件(File1)、第二文件(File2)和第三文件(File3)的各自的实体数据分别记录在0段的数据记录区域中。
从以上状态开始进行第二次的话路关闭处理时，在预备块管理序号为8～10的页区域中记录第一话路锚定器(对识别用ID为2)、表示存储作为第一子目录(Sub1)的实体的子目录入口的块的目录标识(1)和第二话路锚定器(对识别用ID为2)。
更新的PBR、FAT和路径目录记录在0段内的前头的预备块(物理块序号为494～496)中。此时，记录PBR、FAT和路径目录的各块中记录与记录更新前的原来的PBR、FAT和路径目录的块的逻辑地址相同的逻辑地址。具体说，物理块序号为494～496的块中记录逻辑地址1～3。通过进行第二次的话路关闭处理，新作成第一子目录(Sub1)的子目录入口(1)，记录在1段的数据记录区域(物理块序号为512、逻辑地址为492的块)中。接着，删除第一次话路关闭处理时记录的PBR、FAT和路径目录入口。即，设物理块序号为3、4、5的块的块状态为0。
接着对进行了上述的第二次的话路关闭处理后的存储卡1追加例如图25所示的文件等。即，在路径目录下追加第四文件(File4)，在第一子目录(Sub1)下追加第二子目录(Sub2)，在第二子目录(Sub2)下追加第五文件(File5)，在第一子目录(Sub1)下追加第六文件(File6)。并且，之后，进行了第三次的话路关闭处理。
图2 6表示进行了第三次的话路关闭处理后的一次写入格式的管理数据的记录图像。图27表示进行了第三次的话路关闭处理后的MS-DOS互换格式的管理数据和实体数据的记录图像。
进行了第二次的话路关闭处理后，进行第三次的话路关闭处理之前，在存储卡1的预备块管理序号为11～14的页区域中记录指示第四文件(File4)的文件入口(4)、指示第二子目录(Sub2)的子入口(2)、指示第五文件(File5)的文件入口(5)、指示第六文件(File6)的文件入口(6)。第四文件(File4)～第五文件(File5)的各自的实体数据分别记录在0段的数据记录区域中。第六文件(File6)的实体数据分割在0段的数据区域和1段的数据区域来记录。该第六文件(File6)的实体数据途中进入第一子目录入口(1)，一分为二的区域的逻辑地址不连续。这种情况下，文件入口(6)中记录分段。
从以上状态开始进行第三次的话路关闭处理时，在预备块管理序号为15～17的页区域中记录第一话路锚定器(对识别用ID为3)、表示存储作为第一子目录(Sub2)的实体的子目录入口的块的目录标识(2)和第二话路锚定器(对识别用ID为3)。
更新的PBR、FAT和路径目录记录在0段内的预备块(物理块序号为497～499)中。此时，记录PBR、FAT和路径目录的各块中记录与记录更新前的原来的PBR、FAT和路径目录的块的逻辑地址相同的逻辑地址。具体说，物理块序号为497～499的块中记录逻辑地址1～3。更新的第一子目录(Sub1)的子目录入口(1)记录在1段内的前头的预备块(物理块序号为1006)中。此时，记录子目录入口(1)的块中记录与记录更新前的原来的子目录入口(1)的块的逻辑地址相同的逻辑地址。具体说，在物理块序号为1004的块中记录逻辑地址494。
通过进行第三次的话路关闭处理，新作成第二子目录(Sub1)的子目录入口(1)，记录在1段的数据记录区域的空块的前头(例如物理块序号为613、逻辑地址为593的块)。接着，删除第二次话路关闭处理时记录的PBR、FAT和路径目录入口以及第一子目录的子目录入口(1)。即，设物理块序号为494、495、496的块以及物理块序号为510的块的块状态为0。
本发明不限于参考
的上述实施形式，在不背离后附的权利要求的范围和其宗旨的情况下，对于本领域的技术人员而言可进行各种变更、置换或同等替代。
对于记录媒体，本发明对作为规定数据单位的每个块设置逻辑地址。各块中设置记录表示对该块记录了数据的数据使用状态标志的区域和记录表示删除了在该块中记录的数据的块状态标志的区域。通过如上管理可按比特单位仅写入一次数据的记录媒体，本发明中，即便将一次写入型存储器用作数据存储媒体，也可由文件系统进行文件等的删除。
权利要求
1.一种存储器装置，其特征在于包括可按比特单位仅把数据写入一次、对作为规定数据单位的每个块设置逻辑地址的记录媒体，各块中设置记录表示对该块记录了数据的数据使用状态标志的区域，和记录表示删除了在该块中记录的数据的块状态标志的区域。
2.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于所述块由规定数据量的多个页构成。
3.根据权利要求2所述的存储器装置，其特征在于各页中设置记录表示删除了在该页中记录的数据的页状态标志的区域。
4.根据权利要求2所述的存储器装置，其特征在于所述页中设置记录实体数据的页内数据记录区域和记录附加数据的附加数据记录区域，所述附加数据记录区域中设置记录包含该页的块的逻辑地址的区域。
5.根据权利要求4所述的存储器装置，其特征在于块中在实体数据记录之前预先记录逻辑地址。
6.根据权利要求5所述的存储器装置，其特征在于所述逻辑地址至少记录在块内的首页中。
7.根据权利要求1所述的存储器装置，其特征在于所述记录媒体是一次写入型的非易失性半导体存储器。
8.一种记录再现装置，具有对可按比特单位仅把数据写入一次、按规定数据量的块单位设置逻辑地址来管理数据记录区域的记录媒体进行数据的记录和/或再现的记录再现部，具有对在各块中存在记录表示对该块记录了数据的数据使用状态标志的区域和记录表示删除了在该块中记录的数据的块状态标志的区域的存储器装置进行数据的记录和/或再现的记录再现部，所述记录再现部是在对块记录数据的情况下，在该块中记录数据使用状态标志；在按块单位删除块中记录的数据的情况下，在该块内记录块状态标志；在附加数据记录区域中记录数据使用状态标志的情况下，判断为在该块中记录数据；在附加数据记录区域中记录块状态标志的情况下，判断为删除该块的数据。
9.根据权利要求8所述的记录再现装置，其特征在于所述块由规定数据量的多个页构成。
10.根据权利要求8所述的记录再现装置，其特征在于各页中设置记录表示删除了在该页中记录的数据的页状态标志的区域，所述记录再现部是在按页单位删除页中记录的数据的情况下，在该页内记录页状态标志，在附加数据记录区域中记录页状态标志的情况下，判断为删除该页的数据。
11.根据权利要求8所述的记录再现装置，其特征在于所述记录媒体是一次写入型的非易失性半导体存储器。
全文摘要
本发明使用PROM等的一次写入型存储器IC(17)构成存储卡(1)。可以按比特单位在存储器IC(17)中仅把数据写入一次，对作为规定数据单位的每个块设置逻辑地址。各块中设置记录表示对该块记录了数据的数据使用状态标志的区域和记录表示删除了在该块中记录的数据的块状态标志的区域。
文档编号G11C7/16GK1493028SQ0280544
公开日2004年4月28日 申请日期2002年12月18日 优先权日2001年12月25日
发明者铃木馨, 学, 小野寺学 申请人:索尼公司