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Die
Erfindung betrifft eine Speicherschaltung sowie ein Verfahren zum
Auslesen von einer in einer Speicherschaltung enthaltenen spezifischen
Betriebsinformation.
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Bei
Speicherschaltungen, insbesondere bei SDRAM (synchronous dynamic
random access memory), liegen interne produktspezifische Daten,
wie beispielsweise die maximale Betriebsfrequenz, mit der die Speicherschaltung
betrieben werden kann, die Busbreite, sonstige unterstützte optionale
Merkmale usw. in der Speicherschaltung vor. Diese können von
einem Speicherkontroller, der die Speicherschaltung üblicherweise
ansteuert, nicht ausgelesen werden. Dies liegt daran, dass die Speicherschaltung zum
Steuern ihres Betriebs lediglich Konfigurationsregister (Mode-Register,
extended Mode-Register) aufweist, die mit Konfigurationsdaten beschreibbar sind
und es ansonsten keine Schnittstelle bzw. kein Ansteuerbefehl gemäß einer
Spezifikation gibt, mit dem die internen produktspezifischen Daten
ausgelesen werden können.
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Üblicherweise
sind dynamische Speicherschaltungen, wie beispielsweise das SDRAM
mit acht verschiedenen Ansteuerbefehlen, die mithilfe von drei Befehlssignalen
kodiert sind, ansteuerbar. Diese Ansteuerbefehle sind ausreichend
für die
normale Funktion des SDRAM. Bei diesen acht Ansteuerbefehlen ist
jedoch kein Ansteuerbefehl vorgesehen, um interne produktspezifische
Daten auszulesen.
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Für einen
optimierten Betrieb des Speicherkontrollers ist es jedoch wünschenswert,
die produktspezifischen Daten als Betriebsinformation aus der Speicherschaltung
auszulesen. So könnte
z.B. von dem Speicherkontroller abgefragt werden, ob eine bestimmte
Speicherschaltung ein bestimmtes optionales Merkmal, wie z.B. einen
Temperatursensor, beinhaltet oder nicht. Abhängig von dem Vorhandensein
des Merkmals könnte
der Speicherkontroller dann sich selbst und die Speicherschaltung
entsprechend konfigurieren.
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Das
Vorsehen eines weiteren Befehls zum Auslesen der spezifischen Betriebsinformation
würde das
Vorsehen eines weiteren Befehlssignals erfordern, das mithilfe eines
weiteren Anschlusspins der Speicherschaltung zur Verfügung gestellt
werden müsste.
Bisher können
beispielsweise solche Daten bei Speicherschaltungen, die zu Speichermodulen zusammengesetzt
sind, in einem separaten nicht flüchtigen Speicherbaustein, der über eine
entsprechende Schnittstelle verfügt,
bereitgestellt werden. Dieser ist entsprechend der verwendeten Speicherschaltungen
programmiert, wobei jedoch Fehler entstehen können, wenn die Programmierung
nicht den Merkmalen der entsprechenden Speicherschaltungen entspricht.
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Bei
einzeln verwendeten Speicherschaltungen besteht eine derartige Möglichkeit
jedoch nicht. In diesem Fall müssen
die benötigten
entsprechenden Betriebsinformationen aus dem Datenblatt der Speicherschaltung
entnommen werden und dem Speicherkontroller fest vorgegeben werden.
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Aus
der Druckschrift
DE
199 52 947 A1 ist eine Speicherschaltung mit einem Einstellungsspeicher
für eine
Betriebsinformation bekannt, der auf einen Testmodusbefehl hin auslesbar
ist.
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Die
US 6,381,685 B2 offenbart
ein Speichermodul mit einem Einstellungsspeicher, der nach dem Einschalten
der Betriebsspannung und Rücksetzen ausgelesen
wird.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Speicherschaltung
vorzusehen, bei der die spezifischen Betriebsinformationen in einfacher Weise
ausgelesen werden können, insbesondere ohne
zusätzliche
Anschlüsse
oder Befehlssignale vorsehen zu müssen. Es ist weiterhin Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Auslesen von einer
in einer Speicherschaltung enthaltenen spezifischen Betriebsinformation
vorzusehen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Speicherschaltung nach Anspruch 1 sowie durch
das Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Speicherschaltung
mit einem Speicherzellenfeld zum Speichern von Daten und mit einer
Befehlsdekodierschaltung zum Empfangen von Befehlssignalen vorgesehen.
Die Speicherschaltung weist weiterhin einen Einstellungsspeicher
auf, in dem eine für
eine Speicherschaltung spezifische Betriebsinformation gespeichert
ist. Die Befehlsdekodierschaltung führt abhängig von anliegenden Ansteuerbefehlen
eine Funktion in der Speicherschaltung aus. Die Befehlsdekodierschaltung
ist weiterhin so gestaltet, dass während eines Initialisierungsmodus
abhängig
von einem der Befehlsdekodierschaltung bereitgestellten vorbestimmten
Ansteuerbefehl die Betriebsinformation auslesbar ist und dass während eines
Normalbetriebsmodus mithilfe des vorbestimmten Ansteuerbefehls eine
davon verschiedene Funktion ausführbar
ist. Insbesondere entspricht der vorbestimmte Ansteuerbefehl einem
Lesebefehl, um in dem Normalbetriebsmodus Daten aus dem Speicherzellenfeld
auszulesen.
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Die
erfindungsgemäße Speicherschaltung hat
den Vorteil, dass identische angelegte Ansteuerbefehle während dem
Initialisierungsmodus und während
dem Normalbetriebsmodus zu verschiedenen Funktionen innerhalb der
Speicherschaltung führen.
Während
der vorbestimmte Ansteuerbefehl während des Initialisierungsmodus
ein Auslesen der spezifischen Betriebsinformation aus dem Einstellungsspeicher
bewirkt, führt
der vorbestimmte Ansteuerbefehl während des Normalbetriebsmodus
dazu, dass Daten, z.B. gemäß einer
anliegenden Speicheradresse, aus dem Speicherzellenfeld ausgelesen
werden. Dadurch ist es möglich,
einen weiteren Ansteuerbefehl vorzusehen, ohne dass womöglich ein
weiteres Befehlssignal, das über
einen gesonderten Signalanschluss zugeführt werden müsste, vorgesehen werden
muss, oder dass ein weiterer Ansteuerbefehl in der Befehlsdekodierschaltung
implementiert werden muss.
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Eine
solche Vorgehensweise ist möglich, weil
das Auslesen der spezifischen Betriebsinformation nur einmal zu
Beginn des Betriebs der Speicherschaltung und nicht während des
laufenden Betriebs notwendig ist, so dass der angeschlossene Speicherkontroller
die spezifische Betriebsinformation erhält und das Betreiben der Speicherschaltung
abhängig von
der spezifischen Betriebsinformation durchführen kann bzw. die Speicherschaltung
in geeigneter Weise abhängig
von der spezifischen Betriebsinformation konfigurieren kann.
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Insbesondere
kann die Befehlsdekodierschaltung den Initialisierungsmodus nach
einem Anlegen einer Betriebsspannung einnehmen. Dies ist insbesondere
bei Speicherschaltungen der Fall, die keinen Rücksetzanschluss aufweisen,
um die Speicherschaltung auf einen definierten Zustand zurückzusetzen.
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Die
Befehlsdekodierschaltung kann so gestaltet sein, um während des
Initialisierungsmodus eine Abfolge von mehreren Ansteuerbefehlen
durchzuführen.
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Insbesondere
kann die Befehlsdekodierschaltung so gestaltet sein, dass während des
Initialisierungsmodus bei Anliegen des vorbestimmten Ansteuerbefehls
die Betriebsinformation abhängig
von einer auf Adressleitungen bereitgestellten Adresse auslesbar
ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Auslesen von einer in einer Speicherschaltung enthaltenen spezifischen
Betriebsinformation vorgesehen. Das Verfahren sieht vor, Ansteuerbefehle
während
eines Initialisierungsmodus zu empfangen, um eine Initialisierungsfunktion
durchzuführen.
Dabei wird die Betriebsinformation abhängig vom Empfangen eines vorbestimmten
Ansteuerbefehls während
des Initialisierungsmodus gesendet. Während eines Normalbetriebsmodus
werden ebenfalls Ansteuerbefehle empfangen, und abhängig von
dem Empfangen des vorbestimmten Ansteuerbefehls während des
Normalbetriebsmodus werden die von in einem Spei cherzellenfeld der
Speicherschaltung gespeicherten Daten gesendet.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es, identische Ansteuerbefehle unterschiedlich so zu interpretieren,
dass während
eines Initialisierungsmodus die spezifische Betriebsinformation
ausgegeben wird und während
eines Normalbetriebsmodus eine andere reguläre Funktion der Speicherschaltung
ausgeführt
wird. Insbesondere ist als vorbestimmter Ansteuerbefehl ein derartiger
Ansteuerbefehl zu wählen,
der nicht in seiner Funktion während
des Normalbetriebsmodus während
des Initialisierungsmodus benötigt
wird. Das erfindungsgemäße Verfahren
hat den Vorteil, dass eine spezifische Betriebsinformation aus der
Speicherschaltung ausgelesen werden kann, ohne einen weiteren Ansteuerbefehl
in der Speicherschaltung zu implementieren, insbesondere ohne einen
zusätzlichen
Signalanschluss an der Speicherschaltung vorzusehen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Senden der Betriebsinformation
abhängig
von dem Empfangen des Ansteuerbefehls während des Initialisierungsmodus
abhängig
von einer bereitgestellten Adresse durchgeführt wird.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1a ein
Blockschaltbild, das schematisch den Aufbau einer Speicherschaltung
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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1b eine
Tabelle für
eine Kodierung von Ansteuerbefehlen mit Befehlssignalen; und
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2 mögliche Befehlssequenzen
für einen Initialisierungsmodus
für einen
Speicherbaustein gemäß dem Stand
der Technik und für
einen Speicherbaustein gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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1a zeigt
ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Speicherschaltung. Die
Speicherschaltung 1 weist ein Speicherzellenfeld 2 auf,
in dem Daten zum Auslesen gespeichert werden können. Das Speicherzellenfeld
kann bestimmte Funktionen ausführen,
die von einer Befehlsdekodierschaltung 3 vorgegeben werden.
Die Befehlsdekodierschaltung 3 ist mit einer Taktsignalleitung,
auf der ein Taktsignal CLK angelegt werden kann, und mit drei Befehlssignalleitungen,
auf denen Befehlssignale angelegt werden können, verbunden. Die Befehlssignale
werden RAS- (Row Activation Signal), CAS- (Column Activation Signal)
und WE-Signal (Write-Enable-Signal) genannt. Mithilfe dieser drei
Befehlssignale, die jeweils einen ersten oder zweiten logischen
Zustand einnehmen können,
können
acht Befehle für
acht verschiedene Funktionen des Speicherzellenfeldes empfangen
und ausgeführt
werden. Das Speicherzellenfeld 2 ist ebenfalls über Adressleitungen 4 ansteuerbar, wobei
zumindest ein Teil der Funktionen, die von der Befehlsdekodierschaltung 3 vorgegeben
werden, abhängig
von einem anliegenden Adresswert durchgeführt werden können.
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Die
Befehlsdekodierschaltung 3 ist weiterhin mit einem Modusdetektor 5 verbunden,
der angibt, ob sich die Speicherschaltung in einem Initialisierungsmodus
oder in einem Normalbetriebsmodus befindet. Der Initialisierungsmodus
dient dazu, unmittelbar nach einem Einschalten der Speicherschaltung
gewisse Einstellungen der Speicherschaltung vorzunehmen, um Vorgaben
für den
nachfolgenden Betrieb vorzunehmen. Z.B. werden während des Initialisierungsmodus
die Speicherzellen in einen definierten Zustand gebracht, Konfigurationsregister
durch einen die Speicherschaltung ansteuernden Speicherkontroller
(nicht gezeigt) beschrieben, wodurch z.B. die Auffrischrate der
Speicherzellen bei einer dynamischen Speicherschaltung und andere,
z.B. für
die Zeitsteuerung beim Zugreifen auf das Speicherzellenfeld notwendige
Parameter einge stellt werden. Erst wenn während des Initialisierungsmodus
gewisse in einer Spezifikation vorgegebene (z.B. der JEDEC-Standard) Funktionen
ausgeführt
worden sind, was durch den Modusdetektor 5 erkannt werden kann,
gibt der Modusdetektor ein Modussignal an die Befehlsdekodierschaltung 3 aus,
um anzuzeigen, dass nun von dem Initialisierungsmodus zu dem Normalbetriebsmodus
gewechselt werden soll. Der Initialisierungsmodus selbst wird eingenommen,
sobald eine Betriebsspannung an die Speicherschaltung angelegt wird
bzw. wenn ein Rücksetzsignal
zum Rücksetzen
der Speicherschaltung angelegt worden ist.
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Während des
Initialisierungsmodus wird ein Befehl zum Auslesen von Speicherzellen
aus dem Speicherzellenfeld nicht benötigt. Das gleiche gilt im übrigen für die Ansteuerbefehle „no operation", „ACTIVE" (Aktivieren der
Zeilenleitung), „WRITE" (Schreiben in eine
Speicherzelle) und „BURST
TERMINATE" (burst
beenden). Eine Kodierung der einzelnen Befehle ist in der Tabelle
gemäß 1b angegeben.
Die Befehlsdekodierschaltung 3 gibt abhängig von den anliegenden Befehlssignalen
und abhängig
von dem anliegenden Modussignal auf einer Auswahlleitung 8 ein
Auswahlsignal SEL aus, das einem Multiplexer 9 zugeführt wird.
Der Multiplexer 9 ist mit dem Speicherzellenfeld und mit
einem Einstellungsspeicher 10 verbunden, um abhängig von
dem Auswahlsignal SEL Daten aus dem Einstellungsspeicher 10 oder
aus dem Speicherzellenfeld 2 auf Datenleitungen 11 auszugeben.
Im Normalbetriebsmodus steuert das Auswahlsignal SEL den Multiplexer 9 so
an, dass Daten aus dem Speicherzellenfeld 2 ausgegeben
werden. Während
des Initialisierungsmodus ist der Multiplexer 9 durch das
Auswahlsignal SEL so geschaltet, dass Daten aus dem Einstellungsspeicher 10 an
die Ausgangsleitungen 11 angelegt werden.
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Der
Einstellungsspeicher 10 enthält die spezifischen Betriebsinformationen,
mit denen angegeben wird, welche immanenten (nicht einstellbaren) Eigenschaften
die Speicherschaltung hat. Die spezifischen Betriebsinformationen
sind perma nent in der Speicherschaltung eingestellt und umfassen
beispielsweise Informationen über
die maximale Betriebsfrequenz, die interne Busbreite, weitere unterstützte optionale
Merkmale, wie beispielsweise, ob ein Temperatursensor in der Speicherschaltung
enthalten ist oder nicht, usw.
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In 2 ist
ein Flussdiagramm zum Ablauf eines Initialisierungsmodus gemäß einem
JEDEC-Standard dargestellt. In dem linken Flussdiagramm ist die
Initialisierungs-Befehlssequenz für einen Speicherbaustein nach
dem Stand der Technik dargestellt. Sie umfasst ein Einnehmen des
Initialisierungsmodus nach dem Anlegen der Versorgungsspannung im
Schritt S1. Im Anschluss daran werden wie angegeben die Ansteuerbefehle
gemäß 1b aufgerufen.
Dabei erfolgt zunächst
das Definieren des Potentials aller Bitleitungen in dem Speicherzellenfeld
(Schritt S2) mithilfe des Ansteuerbefehls „PRECHARGE ALL". Anschließend wird
ein Modusregister (mithilfe des „MODE-REGISTER SET"-Befehls) zweimalig
eingestellt, um Konfigurationsdaten in die Modusregister zu schreiben,
die Parameter für den
Betrieb der Speicherschaltung vorgeben. Diese Konfigurationsdaten
können
beispielsweise über
die Adressleitungen vorgegeben werden.
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Anschließend werden
erneut die Bitleitungen vorgeladen („PRECHARGE ALL"Befehl), um dessen Potential
zu definieren (Schritt S4). Nach dem Vorladen der Bitleitungen werden
zweimalig alle Speicherzellen aufgefrischt („AUTO-REFRESH"-Befehl), um diese auf einen definierten
Zustand zu bringen. Anschließend
wird in den Normalbetriebsmodus gemäß dem Schritt S6 übergegangen.
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Das
rechte Flussdiagramm der 2 zeigt eine neue Befehlssequenz,
die im Wesentlichen die Befehlssequenz für Speicherschaltungen nach
dem Stand der Technik umfasst und ebenfalls dem JEDEC-Standard genügt. Sie
unterscheidet sich dadurch, dass zwischen dem Vorladen der Bitleitungen gemäß Schritt
S2 und dem Einstellen der Modusregister gemäß Schritt S3 ein Le sebefehl
zum Auslesen des Einstellungsspeichers 10 angelegt wird,
indem ein vorbestimmter Ansteuerbefehl, insbesondere der Ansteuerbefehl
(„READ") zum Auslesen des Speicherzellenfeldes 2 während des
Normalbetriebs angelegt wird, der während des Initialisierungsmodus als
Auslesebefehl für
den Einstellungsspeicher 10 interpretiert wird. Auf diese
Weise ist es für
den Speicherkontroller möglich,
spezifische Betriebsinformationen der angeschlossenen Speicherschaltung
zu erhalten und abhängig
von der spezifischen Betriebsinformation in dem nachfolgenden Schritt
des Einstellens des Modusregisters dieses mit Konfigurationsdaten
gemäß der spezifischen
Betriebsinformation zu beschreiben. Dies ermöglicht es, einheitliche Speicherkontroller
für verschiedene
Speicherschaltungen vorzusehen, da die Speicherschaltungen sich gemäß ihrer
spezifischen Betriebsinformation identifizieren und der Speicherkontroller
nach Empfangen der spezifischen Betriebsinformation weiß, wie die angeschlossene
Speicherschaltung zu betreiben ist.
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- 1
- Speicherschaltung
- 2
- Speicherzellenfeld
- 3
- Befehlsdekodierschaltung
- 4
- Adressleitungen
- 5
- Modusdetektor
- 8
- Auswahlleitung
- 9
- Multiplexer
- 10
- Einstellungsspeicher
- 11
- Datenleitungen