Die
Erfindung bezieht sich auf ein Speicherbauelement, insbesondere
ein Halbleiterspeicherbauelement, das dafür eingerichtet ist, wahlweise
in einem vollen oder wenigstens einem reduzierten Speicherkapazitätsmodus
zu arbeiten, und auf ein zugehöriges
Wiederauffrischverfahren.The
The invention relates to a memory device, in particular
a semiconductor memory device configured therefor, optionally
in a full or at least a reduced storage capacity mode
to work, and to an associated
Refresh process.
Solche
Halbleiterspeicherbauelemente variabler Größe bzw. Kapazität, bei denen
wahlweise alle oder nur ein Teil von im Bauelement enthaltenen Speicherblöcken selektiv
genutzt werden, sind bekannt. Ein solcher Speicherbauelementtyp
ist ein sogenannter Uni-Transistor-RAM (UtRAM), auch als Pseudo-SRAM
(PSRAM) bezeichnet, der aus DRAM-Zellen
aufgebaut ist, jedoch eine SRAM-Schnittstelle aufweist. So kann
beispielsweise ein UtRAM mit 16 Megabit (16M), der in einem sogenannten
vollen Speichermodus arbeitet, wie ein 16M-SRAM funktionieren, während der
gleiche 16M-UtRAM wie ein 8M-SRAM funktionieren kann, wenn er in
einem sogenannten halben Speichermodus arbeitet.Such
Semiconductor memory devices of variable size or capacity, in which
optionally all or only a portion of memory blocks contained in the device selectively
are used, are known. Such a memory device type
is a so-called uni-transistor RAM (UtRAM), also called pseudo SRAM
(PSRAM), which consists of DRAM cells
is constructed, but has an SRAM interface. So can
For example, a 16 megabit (16M) UtRAM, which is in a so-called
full memory mode works as a 16M SRAM will work during the
same 16M UtRAM as an 8M SRAM can work when in
a so-called half memory mode works.
Hauptsächlich aus
Kostengesichtspunkten ist es manchmal vorteilhaft, einen 8M-SRAM
unter Verwendung eines 16M-UtRAM zu implementieren, der im halben
Speichermodus arbeitet. Der UtRAM ermöglicht zudem eine gewisse Flexibilität bei der
Festlegung der Speichergröße. Ein
Betrieb mit reduzierter Größe bzw. Kapazität des UtRAM
wird auch als „Modus
mit reduzierter Speichergröße" (RMS-Modus) bezeichnet.
Der RMS-Modus kann jederzeit während
des Betriebs des Speicherbauelements festgelegt werden.Mainly off
In terms of cost, it is sometimes advantageous to have an 8M SRAM
using a 16M UtRAM implement in half
Memory mode is working. The UtRAM also allows a certain flexibility in the
Determining the memory size. One
Operation with reduced size or capacity of the UtRAM
is also called "mode
with reduced memory size "(RMS mode).
The RMS mode can be used anytime during
the operation of the memory device are set.
Da
der UtRAM DRAM-Zellen enthält,
müssen
die Speicherzellen periodisch wieder aufgefrischt werden, um die
Integrität
von gespeicherten Daten beizubehalten. Dieses Auffrischerfordernis
verursacht ein Problem, wenn der RMS-Modus verwendet wird, wie am
besten anhand eines Beispiels ersichtlich ist. Es sei hierzu angenommen,
dass der UtRAM zwei Speicherblöcke
umfasst, wobei in einem vollen Speicherkapazitätsmodus, vorliegend auch kurz
Speichermodus bezeichnet, beide Speicherblöcke benutzt werden und in einem halben
Speichermodus nur ein Speicherblock benutzt wird, und vier Wortleitungen
0, 1, 2 und 3 im ersten Speicherblock sowie vier weitere Wortleitungen
4, 5, 6 und 7 im zweiten Speicherblock angeordnet sind. Im Auftrischbetrieb
des vollen Speichermodus werden die Wortleitungen der Reihe nach
sequentiell von 0 bis 7 ausgewählt.
Dies ist im Zeitablaufdiagramm von 1 auf
der linken Seite der vertikalen Linie veranschaulicht. Wie in Verbindung
mit einem ersten Impulsverlauf dargestellt, werden die Wortleitungen
nacheinander in der Reihenfolge 0 bis 7 jeweils während einer
von aufeinanderfolgenden Auftrischperioden T ausgewählt. Die
gesamte Auffrischzykluszeit bei diesem Entwurf beträgt 8T.Since the UtRAM contains DRAM cells, the memory cells must be refreshed periodically to maintain the integrity of stored data. This refresh requirement causes a problem when using the RMS mode, as best seen by way of example. Assume for this purpose that the UtRAM comprises two memory blocks, wherein in a full memory capacity mode, also referred to as a memory mode, both memory blocks are used and in a half memory mode only one memory block is used, and four word lines 0, 1, 2 and 3 in FIG first memory block and four further word lines 4, 5, 6 and 7 are arranged in the second memory block. In the full memory mode, the word lines are sequentially selected from 0 to 7 in order. This is in the timing diagram of 1 illustrated on the left side of the vertical line. As shown in connection with a first pulse waveform, the word lines are sequentially selected in the order of 0 to 7, respectively, during one of consecutive times of firing T. The total refresh cycle time in this design is 8T.
Weiter
bezugnehmend auf den obersten Impulsverlauf von 1 sei angenommen, dass das betreffende
Speicherbauelement in den halben Speichermodus wechselt, nachdem
die letzte Wortleitung 7 während des
Wiederauffrischbetriebs ausgewählt
worden ist. Wie rechts der ver tikalen Linie von 1 veranschaulicht, wird während des
halben Speichermodus nur die Hälfte
der Wortleitungen, d.h. die Wortleitungen 0, 1, 2 und 3, nacheinander
der Reihe nach ausgewählt.
Diese sukzessive Auswahl findet in Intervallen von 2T statt. Dies liegt
daran, dass es Designbeschränkungen
erforderlich machen, dass die gesamte Auffrischzykluszeit bei 8T bleibt.
In diesem Fall tritt ein Problem auf, weil die effektive Auffrischzykluszeit
für die
vierte Wortleitung 3, wie in 1 angegeben,
bei einem solchen Wechsel zwischen den beiden Speichermodi 12T beträgt. Dies übersteigt
die entwurfsgemäße Auffrischzykluszeit
von 8T, was bedeutet, dass in den Speicherzellen enthaltene Daten
der vierten Wortleitung eventuell verloren gehen können.Further referring to the uppermost pulse waveform of FIG 1 Assume that the memory device in question changes to the half memory mode after the last word line 7 has been selected during the refresh operation. As on the right of the vertical line of 1 For example, during half memory mode, only half of the word lines, ie, word lines 0, 1, 2, and 3, are successively selected in sequence. This successive selection takes place at intervals of 2T. This is because design constraints require the total refresh cycle time to remain at 8T. In this case, a problem arises because the effective refresh cycle time for the fourth word line 3, as in FIG 1 indicated at such a change between the two memory modes is 12T. This exceeds the design refresh cycle time of 8T, which means that data of the fourth word line contained in the memory cells may possibly be lost.
Die übrigen Impulsverläufe von 1 repräsentieren jeweils einen der
sieben anderen möglichen
Fälle,
bei denen das Speicherbauelement auf den halben Speichermodus umgeschaltet
wird. Wie aus 1 ersichtlich,
gibt es eine Mehrzahl von Fällen,
in denen die effektive Auffrischzykluszeit für wenigstens eine gegebene
Wortleitung die entwurfsgemäße Auffrischzykluszeit
von 8T übersteigt.The remaining pulse courses of 1 each represent one of the seven other possible cases where the memory device is switched to half memory mode. How out 1 As can be seen, there are a plurality of cases where the effective refresh cycle time for at least one given wordline exceeds the design refresh cycle time of 8T.
Wie
in der zu 1 analogen 2 veranschaulicht, tritt
dieses Problem auch dann auf, wenn vom halben Speichermodus auf
den vollen Speichermodus umgeschaltet wird. Wie beispielsweise durch
den obersten Impulsverlauf von 2 veranschaulicht,
hat die effektive Auffrischzykluszeit für die erste Wortleitung 0,
wenn nach Auswahl der vierten Wortleitung 3 vom halben auf den vollen
Speichermodus umgeschaltet wird, den Wert 12T. Wiederum übersteigt
dies die entwurfsgemäße Auffrischzykluszeit
von 8T.As in the to 1 analog 2 This problem also occurs when switching from half memory mode to full memory mode. For example, by the uppermost pulse course of 2 11, the effective refresh cycle time for the first word line 0 when switching from half to the full memory mode after selection of the fourth word line 3 is 12T. Again, this exceeds the design refresh cycle time of 8T.
Der
Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines
Speicherbauelements der eingangs genannten Art und eines Wiederauffrischverfahrens
hierfür
zugrunde, mit denen sich die oben erwähnten Schwierigkeiten herkömmlicher
solcher Speicherbauelemente und Auf frischverfahren wenigstens teilweise vermeiden
lassen und mit denen insbesondere ein Datenverlust auch bei Umschaltung
zwischen dem vollen und einem reduzierten Speicherkapazitätsmodus
zuverlässig
vermieden werden kann.The invention is a technical problem to provide a memory device of a The above-mentioned type and a Wiederauffrischverfahrens based on this, with which the above-mentioned difficulties of conventional such memory devices and fresh methods can be at least partially avoided and with which in particular a loss of data can be reliably avoided even when switching between the full and a reduced storage capacity mode.
Die
Erfindung löst
dieses Problem durch die Bereitstellung eines Speicherbauelements
mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 4, 7 oder 10 eines Wiederauffrischverfahrens
mit den Merkmalen des Anspruchs 22, 23 oder 24.The
Invention solves
this problem by providing a memory device
with the features of claim 1, 4, 7 or 10 of a refurbishment process
with the features of claim 22, 23 or 24.
Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous
Further developments of the invention are specified in the subclaims.
Vorteilhafte,
nachfolgend beschriebene Ausführungsformen
der Erfindung sowie die zu deren besserem Verständnis oben erläuterten
herkömmlichen
Ausführungsbeispiele
sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigen:Advantageous,
Embodiments described below
of the invention and the above for their better understanding explained above
usual
embodiments
are shown in the drawings, in which:
1 ein
Zeitablaufdiagramm mit Impulssignalen bei einem herkömmlichen
Speicherbauelement, das von einem vollen zu einem halben Speicherkapazitätsmodus
wechselt, 1 a timing diagram with pulse signals in a conventional memory device, which changes from a full to a half capacity memory mode,
2 ein
Zeitablaufdiagramm mit Impulssignalen bei einem herkömmlichen
Speicherbauelement, das vom halben zum vollen Speicherkapazitätsmodus
wechselt, 2 a timing diagram with pulse signals in a conventional memory device, which changes from half to full memory capacity mode,
3 ein
Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements, 3 a block diagram of a semiconductor memory device according to the invention,
4 eine
Darstellung einer Speicherblockkonfiguration gemäß der Erfindung, 4 an illustration of a memory block configuration according to the invention,
5 ein
Schaltbild einer Auffrischsteuereinheit gemäß der Erfindung, 5 a circuit diagram of a refresh control unit according to the invention,
6 ein
Zeitablaufdiagramm eines in einem vollen Speicherkapazitätsmodus
arbeitenden Speicherbauelements gemäß der Erfindung. 6 a timing diagram of a working in a full storage capacity mode memory device according to the invention.
7 ein
Zeitablaufdiagramm eines in einem halben Speicherkapazitätsmodus
arbeitenden Speicherbauelements gemäß der Erfindung, 7 3 is a timing diagram of a memory device operating in a half-memory capacity mode according to the invention,
8 ein
Zeitablaufdiagramm eines in einem Viertel-Speicherkapazitätsmodus
arbeitenden Speicherbauelements der Erfindung, 8th FIG. 4 is a timing diagram of a memory device of the invention operating in a quarter-storage capacity mode. FIG.
9 ein
Zeitablaufdiagramm eines in einem Achtel-Speicherkapazitätsmodus
arbeitenden Speicherbauelements gemäß der Erfindung, 9 3 is a timing diagram of a memory device operating in an eighth memory capacity mode according to the invention;
10 ein
Blockschaltbild eines weiteren erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements, 10 a block diagram of another semiconductor memory device according to the invention,
11 ein
Blockschaltbild eines weiteren erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements, 11 a block diagram of another semiconductor memory device according to the invention,
12 ein
Zeitablaufdiagramm mit Impulssignalen bei einem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement
während
eines Wechsels von einem vollen auf einen halben Speicherkapazitätsmodus
und 12 a timing diagram with pulse signals in a semiconductor device according to the invention during a change from a full to half a memory capacity mode and
13 ein
Zeitablaufdiagramm mit Impulssignalen bei einem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement
während
eines Wechsels vom halben auf den vollen Speicherkapazitätsmodus. 13 a timing diagram with pulse signals in a semiconductor device according to the invention during a change from half to full memory capacity mode.
In
den 3, 4 und 5 ist ein
erstes erfindungsgemäßes Halbleiterspeicherbauelement
veranschaulicht, das in der Lage ist, selektiv in einem von vier
Speicherkapazitätsmodi
zu arbeiten, und zwar einem vollen Speichermodus, einem halben Speichermodus,
einem Viertel-Speichermodus
und einem Achtel-Speichermodus. Wie in 3 gezeigt,
umfasst dieses Speicherbauelement ein Speicherfeld 110,
eine Auffrischreferenzsignalgeneratorschaltung 120, eine
Auffrischsteuereinheit 130, eine Auffrischadressengeneratorschaltung 140,
eine Adressensortierschaltung 150, eine Zeilenfreigabeimpulsgeneratorschaltung 160, eine
Zeilendecoderschaltung 170 und eine Abtastverstärker(SA)-Schaltung 180.In the 3 . 4 and 5 1 illustrates a first semiconductor memory device capable of selectively operating in one of four memory capacity modes, a full memory mode, a half memory mode, a quarter memory mode, and an eighth memory mode. As in 3 As shown, this memory device comprises a memory array 110 a refresh reference signal generator circuit 120 , a refresh control unit 130 , a refresh address generator circuit 140 , an address sorting circuit 150 , a row enable pulse generator circuit 160 , a row decoder circuit 170 and a sense amplifier (SA) circuit 180 ,
Das
Speicherfeld 110 ist mit einer Mehrzahl von Bitleitungen
BL0 bis BLn verbunden, die ihrerseits mit der Abtastverstärkerschaltung 180 verbunden
sind. Wie des weiteren in 4 schematisch
gezeigt, ist das Speicherfeld 110 in diesem Beispiel in
sechzehn Speicherblöcke
MA0 bis MA15 unterteilt. Wenigstens eine von mehreren Wortleitungen
WL0 bis WLm ist mit je einem der Speicherblöcke MA0 bis MA15 verbunden.
In diesem Beispiel ist die Wortleitung WL0 mit den Speicherblöcken MA0
und MA8 verbunden, die Wortleitung WL1 ist mit den Speicherblöcken MA1
und MA9 verbunden, die Wortleitung WL2 ist mit den Speicherblöcken MA2
und MA10 verbunden, die Wortleitung WL3 ist mit den Speicherblöcken MA3
und MA11 verbunden, die Wortleitung WL4 ist mit den Speicherblöcken MA4
und MA12 verbunden, die Wortleitung WL5 ist mit den Speicherblöcken MA5
und MA13 verbunden, die Wortleitung WL6 ist mit den Speicherblöcken MA6
und MA14 verbunden, und die Wortleitung WL7 ist mit den Speicherblöcken MA7
und MA15 verbunden.The memory field 110 is connected to a plurality of bit lines BL0 to BLn, which in turn with the sense amplifier circuit 180 are connected. As further in 4 shown schematically is the memory field 110 divided into sixteen memory blocks MA0 to MA15 in this example. At least one of a plurality of word lines WL0 to WLm is connected to one of the memory blocks MA0 to MA15. In this example, the word line WL0 is connected to the memory blocks MA0 and MA8, the word line WL1 is connected to the memory blocks MA1 and MA9, the word line WL2 is connected to the memory blocks MA2 and MA10, the word line WL3 is connected to the memory blocks MA3 and MA11 , word line WL4 is connected to memory blocks MA4 and MA12, word line WL5 is connected to memory blocks MA5 and MA13, word line WL6 is connected to memory blocks MA6 and MA14, and word line WL7 is connected to memory blocks MA7 and MA15.
Im
vollen Speichermodus werden alle Speicherblöcke MA0 bis MA15 verwendet
und dementsprechend werden in einem Wiederauffrischbetrieb alle
Wortleitungen WL0 bis WL7 benutzt. Im halben Speichermodus wird
die Hälfte
der Speicherblöcke
benutzt, z.B. die Speicherblöcke
MA0 bis MA3 sowie MA8 bis MA11, und die Wortleitungen WL0 bis WL3
werden beim Wiederauffrischbetrieb verwendet. Im Viertel-Speichermodus
wird ein Viertel der Speicherblöcke
benutzt, z.B. die Speicherblöcke
MA0 und MA1 sowie MA8 und MA9, und die Wortleitungen WL1 und WL2
werden beim Wiederauffrischbetrieb eingesetzt. Schließlich wird
im Achtel-Speichermodus nur ein Achtel der Speicherblöcke benutzt,
z.B. die Speicherblöcke
MA0 und MA8, und die Wortleitung WL0 wird im Wiederauffrischbetrieb
eingesetzt.in the
full memory mode, all memory blocks MA0 to MA15 are used
and accordingly, in a refresh operation, all
Word lines WL0 to WL7 used. In half memory mode is
the half
the memory blocks
used, e.g. the memory blocks
MA0 to MA3 and MA8 to MA11, and the word lines WL0 to WL3
are used in the refresh mode. In quarter-storage mode
will be a quarter of the memory blocks
used, e.g. the memory blocks
MA0 and MA1, and MA8 and MA9, and the word lines WL1 and WL2
are used in the refresh mode. Finally will
only one-eighth of the memory blocks used in eighth memory mode,
e.g. the memory blocks
MA0 and MA8, and the word line WL0 is in the refresh mode
used.
Der
Auffrischreferenzsignalgenerator 120 erzeugt ein Auftrischreferenzsignal
RR, das an die Auftrischsteuereinheit 130 angelegt wird.
In diesem Beispiel ist die Auffrischsteuereinheit 130 durch
einen Zähler oder
Oszillator implementiert, und das Auffrischreferenzsignal RR ist
vom Typ eines konstanten Taktsignals mit einer festen Periode unabhängig vom
Speichermodus des Speicherbauelements. Es versteht sich jedoch für den Fachmann,
dass die Periode des Auftrischreferenzsignals RR optional in Abhängigkeit
vom Speichermodus des Speicherbauelements variiert werden kann.The refresh reference signal generator 120 generates an output reference signal RR which is sent to the discard control unit 130 is created. In this example, the refresh control unit is 130 implemented by a counter or oscillator, and the refresh reference signal RR is of the constant clock type having a fixed period independent of the memory mode of the memory device. However, it will be understood by those skilled in the art that the period of the refresh reference signal RR may be optionally varied depending on the storage mode of the memory device.
Zusätzlich zum
Auftrischreferenzsignal RR empfängt
die Auffrischsteuereinheit 130 die drei niedrigstwertigen
Bits A0, A1 und A2 von Adresssignalbits A0 bis An, die vom Auffrischadressengenerator 140 abgegeben
werden. Außerdem
empfängt
die Auffrischsteuereinheit 130 Modussetz-Markiersignale
FLAG_1/2, FLAG_1/4 und FLAG_1/8 und gibt ein Aufwärtszählsignal
CNT_UP sowie ein Auftrischhauptsignal RM ab. Wie weiter unter detaillierter
erläutert
wird, gibt die Auffrischsteuereinheit 130, wenn die Markiersignale
FLAG_1/2, FLAG_1/4 und FLAG_1/8 sämtlich inaktiv sind, ein Auffrischhauptsignal
RM gleich dem Auffrischreferenzsignal RR unabhängig von den Auffrischadresssignalbits
A0 bis A2 ab. Andererseits maskiert die Auffrischsteuereinheit 130,
wenn irgendeines der Markiersignale FLAG_1/2, FLAG_1/4 und FLAG_1/8
aktiv ist, ein bestimmtes Intervall des Auffrischreferenzsignals
RR abhängig
von den Adresssignalbits A0 bis A2, wobei das bestimmte Intervall
abhängig
davon festgelegt wird, welches der Markiersignale FLAG_1/2 FLAG_1/4
und FLAG_1/8 aktiv ist. Im Gegensatz dazu wird das Aufwärtszählsignal
CNT_UP unabhängig
von den Zuständen der
Adresssignalbits A0 bis A2 und der Markiersignale kontinuierlich
erzeugt.In addition to the despatch reference signal RR, the refresh control unit receives 130 the three least significant bits A0, A1 and A2 of address signal bits A0 to An supplied by the refresh address generator 140 be delivered. In addition, the refresh control unit receives 130 Mode set marker signals FLAG_1 / 2, FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8, and outputs a count-up signal CNT_UP and a refresh main signal RM. As will be explained in more detail below, the refresh control unit issues 130 When the flag signals FLAG_1 / 2, FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8 are all inactive, a refresh main signal RM equal to the refresh reference signal RR is output independently of the refresh address signal bits A0 to A2. On the other hand, the refresh control unit masks 130 if any one of the flag signals FLAG_1 / 2, FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8 is active, a certain interval of the refresh reference signal RR depending on the address signal bits A0 to A2, the predetermined interval being determined depending on which of the flag signals FLAG_1 / 2 FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8 is active. In contrast, the count-up signal CNT_UP is continuously generated regardless of the states of the address signal bits A0 to A2 and the marker signals.
5 zeigt
eine mögliche
schaltungstechnische Realisierung für die Auffrischsteuereinheit 130.
Gemäß diesem
Beispiel empfängt
die Auftrischsteuereinheit 130 die Markiersignale FLAG_1/2,
FLAG_1/4 und FLAG_1/8, das Auftrischreferenzsignal RR und die Auftrischadresssignalbits
A0 bis A2. Die Auftrischsteuereinheit 130 besteht in diesem
Beispiel aus Invertern INV10 bis INV22, NOR-Gattern G11 bis G16
und G18 sowie NAND-Gattern G10 und G17, die wie in 5 gezeigt
verschaltet sind. 5 shows a possible circuit implementation for the refresh control unit 130 , According to this example, the despatch control unit receives 130 the flag signals FLAG_1 / 2, FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8, the refresh reference signal RR and the strobe address signal bits A0 to A2. The dispensing control unit 130 In this example, it consists of inverters INV10 to INV22, NOR gates G11 to G16 and G18, and NAND gates G10 and G17, which, as in FIG 5 are shown interconnected.
Wenn
das Speicherbauelement im vollen Speichermodus arbeitet, sind die
Markiersignale FLAG_1/2, FLAG_1/4 und FLAG_1/8 alle auf niedrigen
Pegel gesetzt. Dadurch nehmen die Ausgangssignale der NOR-Gatter G11, G13 und
G15 unabhängig
von den Logikzuständen
der Adresssignalbits A0, A1 und A2 sämtlich niedrigen Pegel an,
wodurch das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 auf hohen Pegel geht.
Wenn die Markiersignale FLAG_1/2, FLAG_1/4 und FLAG_1/8 alle auf
niedrigem Pegel liegen, behält
somit das Auffrischhauptsignal RM den gleichen Logikpegel wie das
Auftrischreferenzsignal RR. Außerdem
wird das Aufwärtszählsignal
CNT_UP, da das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 auf hohem Pegel
liegt, über
das Ausgangssignal des Inverters INV15 auf dem gleichen Logikzustand
wie das Auffrischreferenzsignal RR gehalten.If
the memory device operates in the full memory mode are the
Flag signals FLAG_1 / 2, FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8 are all low
Level set. As a result, the output signals of the NOR gates G11, G13 and
G15 independent
from the logic states
the address signal bits A0, A1 and A2 all low level,
whereby the output of the NOR gate G16 goes high.
When the flag signals FLAG_1 / 2, FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8 are all on
low level reserves
Thus, the refresh main signal RM the same logic level as the
Release reference signal RR. Furthermore
becomes the count-up signal
CNT_UP, because the output of NOR gate G16 is high
lies, over
the output of the inverter INV15 at the same logic state
as the refresh reference signal RR.
Wenn
das Speicherbauelement im halben Speichermodus arbeitet, liegt das
Markiersignal FLAG_1/2 auf hohem Pegel, während die Markiersig nale FLAG_1/4
und FLAG_1/8 auf niedrigem Pegel sind. Aufgrund des niedrigen Pegels
der Markiersignale FLAG_1/4 und FLAG_1/8 bleiben die Ausgangssignale
der NOR-Gatter G13 und G15 unabhängig
von den Logikzuständen
der Adresssignalbits A0, A1 und A2 auf niedrigem Pegel. Aufgrund
des hohen Pegels des Markiersignals FLAG_1/2 hängt das Ausgangssignal des
NOR-Gatters vom Logikpegelzustand des Adresssignalbits A0 ab. Wenn
letzteres auf niedrigem Pegel liegt, geht das Ausgangssignal des
NOR-Gatters G11 auf niedrigen Pegel, und wenn das Adresssignalbit
A0 auf hohem Pegel liegt, geht das Ausgangssignal des NOR-Gatters
G11 auf hohen Pegel. Wenn folglich das Adresssignalbit A0 auf niedrigem
Pegel liegt, ist das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 auf hohem Pegel, und die
Signale CNT_UP und RM haben die gleichen Logikpegel wie das Auffrischreferenzsignal
RR, wie oben in Verbindung mit dem Betrieb im vollen Speichermodus
erläutert.
Wenn andererseits das Adresssignalbit A0 auf hohem Pegel ist, nimmt
das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 niedrigen Pegel an, und dementsprechend
liegt das Ausgangssignal des NAND-Gatters G10 unabhängig vom
Auffrischreferenzsignal RR auf hohem Pegel. Auf diese Weise wird
das Auftrischhauptsignal RM auf niedrigem Pegel gehalten, d.h. das
Auffrischreferenzsignal RR ist maskiert, wenn das Adresssignalbit
A0 auf hohem Pegel ist. Wenn das Ausgangssignal des NOR-Gatters
G16 auf niedrigem Pegel liegt, wird das Aufwärtszählsignal CNT_UP über das
Ausgangssignal des Inverters INV21 auf dem gleichen Logikzustand
gehalten wie das Auftrischreferenzsignal RR.When the memory device is operating in the half memory mode, the flag FLAG_1 / 2 is high while the flag signals FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8 are low. Due to the low level of the flag signals FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8, the output signals of the NOR gates G13 and G15 remain at a low level regardless of the logic states of the address signal bits A0, A1 and A2. Due to the high level of the flag signal FLAG_1 / 2, the output signal of the NOR gate depends on the logic level state of the address signal bit A0. If the latter is at low level, the off The output signal of the NOR gate G11 is at low level, and when the address signal bit A0 is high, the output of the NOR gate G11 goes high. Thus, when the address signal bit A0 is low, the output of the NOR gate G16 is high, and the signals CNT_UP and RM have the same logic levels as the refresh reference signal RR, as explained above in connection with the full memory mode operation. On the other hand, when the address signal bit A0 is high, the output of the NOR gate G16 becomes low, and accordingly, the output of the NAND gate G10 is high regardless of the refresh reference signal RR. In this way, the refresh main signal RM is maintained at a low level, that is, the refresh reference signal RR is masked when the address signal bit A0 is at a high level. When the output of the NOR gate G16 is at a low level, the count-up signal CNT_UP is maintained at the same logic state as the refresh reference signal RR through the output of the inverter INV21.
Wenn
das Speicherbauelement im Viertel-Speichermodus arbeitet, befindet
sich das Markiersignal FLAG_1/4 auf hohem Pegel, während die
Markiersignale FLAG_1/2 und FLAG_1/8 auf niedrigem Pegel sind. Durch
den niedrigen Pegel der Markiersignale FLAG_1/2 und FLAG_1/8 befinden
sich die Ausgangssignale der NOR-Gatter G11 und G15 unabhängig von
den Logikzuständen
der Adresssignalbits A0, A1 und A2 auf niedrigem Pegel. Durch den
hohen Pegel des Markiersignals FLAG_1/4 ist das Ausgangssignal des
NOR-Gatters G16 durch die Logikzustände der Adresssignalbits A0
und A1 bestimmt. Wenn beide Adresssignalbits A0 und A1 auf niedrigem
Pegel liegen, ist das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 auf hohem
Pegel und die Signale CNT_UP und RM nehmen den gleichen Logikpegel
an wie das Auffrischreferenzsignal RR, wie oben in Verbindung mit
dem Betrieb im vollen Speichermodus erläutert. Wenn andererseits wenigstens
eines der Adresssignalbits A0 und A1 auf hohem Pegel liegt, geht
das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 auf niedrigen Pegel, und
das Ausgangssignal des NAND-Gatters G10 liegt unabhängig vom
Auffrischreferenzsignal RR auf hohem Pegel. Auf diese Weise wird
das Auffrischhauptsignal RM auf niedrigem Pegel gehalten, d.h. das
Auftrischreferenzsignal RR ist maskiert, wenn wenigstens eines der
beiden Adresssignalbits A0 und A1 auf hohem Logikpegel ist. Wenn
das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 auf niedrigem Pegel liegt,
wird das Aufwärtszählsignal
CNT_UP über
das Ausgangssignal des Inverters INV21 auf dem gleichen Logikzustand
gehalten wie das Auffrischreferenzsignal RR.If
the memory device is operating in quarter-memory mode
the flag FLAG_1 / 4 is high, while the
Flag signals FLAG_1 / 2 and FLAG_1 / 8 are at low level. By
the low levels of flag signals FLAG_1 / 2 and FLAG_1 / 8 are located
the output signals of the NOR gates G11 and G15 are independent of
the logic states
the address signal bits A0, A1 and A2 at a low level. By the
high level of the marker FLAG_1 / 4 is the output signal of the
NOR gate G16 by the logic states of the address signal bits A0
and A1 determined. When both address signal bits A0 and A1 are low
Level, the output signal of the NOR gate G16 is high
Level and the signals CNT_UP and RM take the same logic level
as the refresh reference signal RR, as described above in connection with
operating in full storage mode. If on the other hand at least
one of the address signal bits A0 and A1 is high, goes
the output of the NOR gate G16 low, and
the output signal of the NAND gate G10 is independent of
Refresh reference signal RR at high level. This way will
the refresh main signal RM is kept at a low level, i. the
Release reference signal RR is masked when at least one of the
both address signal bits A0 and A1 is at a high logic level. If
the output of NOR gate G16 is low,
becomes the count-up signal
CNT_UP over
the output of inverter INV21 is at the same logic state
held as the refresh reference signal RR.
Wenn
das Speicherbauelement im Achtel-Speichermodus arbeitet, befindet
sich das Markiersignal FLAG_1/8 auf hohem Pegel, während die
Markiersignale FLAG_1/2 und FLAG_1/4 auf niedrigem Pegel liegen.
Durch den niedrigen Pegel der Markiersignale FLAG_1/2 und FLAG_1/4
sind die Ausgangssignale der NOR-Gatter G11 und G13 unabhängig von
den Logikzuständen
der Adresssignalbits A0, A1 und A2 auf niedrigem Pegel. Durch den
hohen Pegel des Markiersignals FLAG_1/4 ist das Ausgangssignal des
NOR-Gatters G16 durch die Logikzustände der Adresssignalbits A0,
A1 und A2 bestimmt. Wenn alle Adresssignalbits A0, A1 und A2 auf
niedrigem Pegel liegen, befindet sich das Ausgangssignal des NOR-Gatters
G16 auf hohem Pegel, und die Signale CNT_UP und RM nehmen den gleichen
Logikpegel an wie das Auffrischreferenzsignal RR, wie oben in Verbindung
mit dem Betrieb im vollen Speichermodus erläutert. Wenn andererseits eines
oder mehrere der Adresssignalbits A0, A1 und A2 auf hohem Pegel
liegen, geht das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 auf niedrigen
Pegel, und das Ausgangssignal des NAND-Gatters G10 geht unabhängig vom
Auftrischreferenzsignal RR auf hohen Pegel. Auf diese Weise wird
das Auffrischhauptsignal RM auf niedrigem Pegel gehalten, d.h. das
Auffrischreferenzsignal RR ist maskiert, wenn wenigstens eines der
Adresssignalbits A0, A1 und A2 auf hohem Pegel liegt. Wenn das Ausgangssignal
des NOR-Gatters G16 auf niedrigem Pegel ist, wird das Aufwärtszählsignal
CNT_UP über
das Ausgangssignal des Inverters INV21 auf dem gleichen Logikpegel
gehalten wie das Auffrischreferenzsignal RR.If
the memory device is operating in eighth memory mode
mark signal FLAG_1 / 8 goes high while the
Marker signals FLAG_1 / 2 and FLAG_1 / 4 are at low level.
Due to the low level of the flag signals FLAG_1 / 2 and FLAG_1 / 4
the output signals of the NOR gates G11 and G13 are independent of
the logic states
the address signal bits A0, A1 and A2 at a low level. By the
high level of the marker FLAG_1 / 4 is the output signal of the
NOR gate G16 by the logic states of the address signal bits A0,
A1 and A2 determined. When all address signal bits A0, A1 and A2 are on
low level, is the output of the NOR gate
G16 high, and the signals CNT_UP and RM take the same
Logic level as the refresh reference signal RR, as above in connection
with operation in full memory mode. On the other hand, if one
or more of the address signal bits A0, A1 and A2 at a high level
are the output of the NOR gate G16 goes low
Level, and the output of the NAND gate G10 is independent of
Release reference signal RR at high level. This way will
the refresh main signal RM is kept at a low level, i. the
Refresh reference signal RR is masked when at least one of the
Address signal bits A0, A1 and A2 is high. If the output signal
of the NOR gate G16 is at the low level, the count-up signal becomes
CNT_UP over
the output of the inverter INV21 at the same logic level
held as the refresh reference signal RR.
Der
oben erläuterte
Logikbetrieb der Schaltung von 5 ist in
der nachstehenden Tabelle A zusammengefasst, wobei das Symbol „*" für einen
hohen (H) oder niedrigen Pegel (L) steht. Tabelle
A The above-explained logic operation of the circuit of 5 is summarized in Table A below, where the symbol "*" stands for a high (H) or a low level (L). Table A
Der
Auffrischadressgenerator 140 gibt sequentiell die Auffrischadresssignalbits
A0 bis An ab und inkrementiert den von den Bits A0 bis An repräsentierten
Logikwert in Reaktion auf das Aufwärtszählsignal CNT_UP. Beispielsweise
gibt der Auffrischadressgenerator 140 ein neues, inkrementiertes
Auffrischadresssignal A0 bis An an jedem ansteigenden Übergang
des Aufwärtszählsignals
CNT_UP ab.The refresh address generator 140 Sequentially outputs the refresh address signal bits A0 to An and increments the logic value represented by bits A0 to An in response to the count-up signal CNT_UP. For example, the refresh address generator 140 a new, incremented refresh address signal A0 to An at each rising transition of the count-up signal CNT_UP.
Die
Sortierschaltung 150 wandelt das Auftrischadresssignal
A0 bis An in Reaktion darauf, dass das Auftrischhauptsignal RM aktiv
wird, in ein Zeilenadresssignal R0 bis Rn. Speziell ordnet die Sortierschaltung 150 in
diesem Beispiel die Bits des Auffrischadresssignals derart neu,
dass die niedrigstwertigen Bits A0 bis A2 als Zeilenadressbits Rn,
Rn-1 bzw. Rn-2 abgegeben werden und die übrigen Adressbits A3 bis An
als jeweilige Zeilenadressbits R0 bis Rn-3 abgegeben werden. Wie
weiter unten detaillierter erläutert
wird, werden die Auffrischadressbits A0, A1 und A2 und damit die
Zeilenadressbits Rn, Rn-1 und Rn-2 zur Auswahl von Speicherblöcken benutzt,
während
die übrigen
Auffrischadressbits A3 bis An und damit die Zeilenadressbits R0
bis Rn-3 bei der Auswahl von Wortleitungen verwendet werden.The sorting circuit 150 converts the release address signal A0 to An into a row address signal R0 to Rn in response to the release main signal RM becoming active. Specifically, the sorting circuit orders 150 in this example, the bits of the refresh address signal are reset such that the least significant bits A0 to A2 are output as row address bits Rn, Rn-1 and Rn-2, respectively, and the remaining address bits A3 to An are output as respective row address bits R0 to Rn-3. As will be explained in more detail below, the refresh address bits A0, A1 and A2 and thus the row address bits Rn, Rn-1 and Rn-2 are used to select memory blocks, while the remaining refresh address bits A3 to An and thus the row address bits R0 to Rn-3 be used in the selection of word lines.
Die
Zeilenfreigabeimpulsgeneratorschaltung 160 erzeugt ein
Zeilenfreigabeimpulssignal PWL in Reaktion auf das Auffrischhauptsignal
RM. Beispielsweise erzeugt die Zeilenfreigabeimpulsgeneratorschaltung 160 ein
aktives Zeilenfreigabeimpulssignal PWL mit einer bestimmten Pulsbreite
immer dann, wenn das Auftrischhauptsignal RM aktiv wird.The row enable pulse generator circuit 160 generates a row enable pulse signal PWL in response to the refresh main signal RM. For example, the row enable pulse generator circuit generates 160 an active row enable pulse signal PWL having a certain pulse width whenever the event rischhauptsignal RM is active.
Die
Zeilendecoderschaltung 170 arbeitet, wenn das Zeilenfreigabeimpulssignal
PWL aktiv ist, und wählt
Speicherblöcke
in Reaktion auf die Zeilenadresssignale Rn-2, Rn-1 und Rn sowie
eine Wortleitung des ausgewählten
Speicherblocks in Reaktion auf die Zeilenadresssignale R0 bis Rn-3
aus. Speicherzellen in einer ausgewählten bzw. aktivierten Wortleitung
werden durch die Abtastverstärkerschaltung 180 in
bekannter Weise aufgefrischt.The row decoder circuit 170 operates when the row enable strobe signal PWL is active and selects memory blocks in response to the row address signals Rn-2, Rn-1 and Rn and a word line of the selected memory block in response to the row address signals R0 to Rn-3. Memory cells in a selected wordline are passed through the sense amplifier circuit 180 refreshed in a known manner.
Der
Auffrischbetrieb des Halbleiterspeicherbauelements der 3 bis 5 wird
nun unter weiterer Bezugnahme auf die Zeitablaufdiagramme der 6 bis 9 näher beschrieben.
Hierbei veranschaulicht 6 im Zeitablaufdiagramm einen
Betrieb des Speicherbauelements im vollen Speichermodus, 7 veranschaulicht
entsprechend den Betrieb im halben Speichermodus, 8 den
Betrieb im Viertel-Speichermodus und 9 den Betrieb
im Achtel-Speichermodus.The refresh operation of the semiconductor memory device of 3 to 5 will now be described with further reference to the timing diagrams of 6 to 9 described in more detail. This illustrates 6 in the timing diagram an operation of the memory device in the full memory mode, 7 illustrates, accordingly, the operation in half memory mode, 8th the operation in quarter-storage mode and 9 the operation in the eighth memory mode.
Im
betrachteten Beispiel werden bei einem Auffrischvorgang zwei Wortleitungen
gleichzeitig aktiviert, und es werden gleichzeitig zwei Speicherblöcke ausgewählt. Beispielsweise
werden, bezugnehmend auf 3, gleichzeitig zwei Speicherblöcke MAi
und MAj, mit i=0-7 und j=8-15, ausgewählt, und Wortleitungen, z.B.
eine Wortleitung WL0, der beiden ausgewählten Speicherblöcke, z.B.
MA0 und MA8, die sich an entsprechender Position befinden, werden
gleichzeitig aktiviert. Beispielhaft wird nachfolgend ein Auffrischvorgang unter
Bezugnahme auf die Speicherblöcke
MA0 bis MA7 unter der nicht beschränkenden Annahme erläutert, dass
zwei Wortleitungen in jedem der acht Speicherblöcke MA0 bis MA7 angeordnet
sind. In diesem Fall werden drei Zeilenadresssignalbits zum Auswählen aus
den Speicherblöcken
MA0 bis MA7 benötigt,
und Wortleitungen in einem ausgewählten Speicherblock werden
mittels eines Zeilenadresssignalbits ausgewählt. Dementsprechend wird in
diesem Beispiel eine Auffrischadresse mit vier Bit benutzt. Es versteht
sich jedoch, dass in anderen Ausführungsbeispielen auch mehr
als zwei Wortleitungen in jedem Speicherblock angeordnet sein können.In the example under consideration, two word lines are simultaneously activated in a refresh operation, and two memory blocks are simultaneously selected. For example, referring to FIG 3 , two memory blocks MAi and MAj, with i = 0-7 and j = 8-15, are simultaneously selected, and word lines, eg, a word line WL0, of the two selected memory blocks, eg MA0 and MA8, which are at the corresponding position, become simultaneously activated. By way of example, a refresh operation will hereinafter be explained with reference to the memory blocks MA0 to MA7 on the non-limiting assumption that two word lines are arranged in each of the eight memory blocks MA0 to MA7. In this case, three row address signal bits are required for selecting from the memory blocks MA0 to MA7, and word lines in a selected memory block are selected by means of a row address signal bit. Accordingly, in this example, a four bit refresh address is used. It is understood, however, that in other embodiments, more than two word lines may be arranged in each memory block.
Im
vollen Speichermodus gemäß 6 befinden
sich die Markiersignale FLAG_1/2, FLAG_1/4 und FLAG_1/8 auf niedrigem
Pegel. In dieser Betriebsart werden alle Speicherblöcke MA0
bis MA7 benutzt. Wenn sich die Ausgangssignalbits A0 bis A3 der
Auffrischadressengeneratorschaltung 140 auf „0", d.h. niedrigem Pegel,
befinden, liegt das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 auf hohem
Pegel. Wie in 6 veranschaulicht, geht das
Auffrischreferenzsignal RR zu Beginn in einer Periode t0 von
niedrigem auf hohen Pegel über. Aufgrund
des hohen Pegels am Ausgang des NOR-Gatters G16 wechselt das Auffrischhauptsignal
RM zusammen mit dem Auffrischreferenzsignal RR vom niedrigen auf
den hohen Pegel. Gleichzeitig wechselt das Aufwärtszählsignal CNT_UP von niedrigem
auf hohen Pegel. Die Adresssensortierschaltung 150 überträgt das Ausgangssignal
der Auffrischadressengeneratorschaltung 140 zur Zeilendecoderschaltung 170 in
Reaktion auf den Übergang
des Auffrischhauptsignals RM vom niedrigen auf den hohen Pegel.
Hierbei werden die niedrigstwertigen Auffrischadresssignalbits A0
bis A2 als Zeilenadresssignale R3 bis R1 zum Auswählen von Speicherblöcken benutzt,
während
das verbleibende Auffrischadresssignalbit A3 als Zeilenadresssignal
R0 zum Auswählen
von Wortleitungen eines ausgewählten
Speicherblocks benutzt wird. Da die Zeilenadresssignale R3 bis R1
alle „0" sind, wird von der
Zeilendecoderschaltung 170 z.B. der Speicherblock MA0 ausgewählt. Da
das Zeilenadresssignalbit A0 auf „0" liegt, wird z.B. die Wortleitung WL0
des Speicherblocks MA0 von der Zeilendecoderschaltung 170 ausgewählt. Wie
oben erläutert,
arbeitet die Zeilendecoderschaltung 170 nur bei Aktivierung
des Zeilenfreigabeimpulssignals PWL. Dies bedeutet, dass die Zeilendecoderschaltung 170 nur dann
arbeitet, wenn das Auffrischhauptsignal RM aktiv ist.In full storage mode according to 6 the flag signals FLAG_1 / 2, FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8 are at low level. In this mode all memory blocks MA0 to MA7 are used. When the output signal bits A0 to A3 of the refresh address generator circuit 140 is at "0", ie, low level, the output of the NOR gate G16 is high level 6 1 , the refresh reference signal RR initially transitions from low to high level in a period t 0 . Due to the high level at the output of the NOR gate G16, the refresh main signal RM changes from the low to the high level together with the refresh reference signal RR. At the same time, the count-up signal CNT_UP changes from low to high level. The address sensor sorting circuit 150 transmits the output of the refresh address generator circuit 140 to the row decoder circuit 170 in response to the transition of the refresh main signal RM from the low to the high level. Here, the least significant refresh address signal bits A0 to A2 are used as row address signals R3 to R1 for selecting memory blocks, while the remaining refresh address signal bit A3 is used as the row address signal R0 for selecting word lines of a selected memory block. Since the row address signals R3 to R1 are all "0", the row decoder circuit will 170 eg the memory block MA0 selected. For example, since the row address signal bit A0 is "0", the word line WL0 of the memory block MA0 becomes the row decoder circuit 170 selected. As explained above, the row decoder circuit operates 170 only upon activation of the row enable pulse signal PWL. This means that the row decoder circuit 170 only works when the refresh main signal RM is active.
Während der
Periode t0 wechselt dann das Auffrischreferenzsignal
RR ebenso wie das Auftrischhauptsignal RM und das Aufwärtszählsignal
CNT_UP vom hohen auf den niedrigen Pegel. Die Auffrischadressengeneratorschaltung 140 inkrementiert
die Auftrischadresse A0 bis A3 um „1" synchron zum Wechsel des Aufwärtszählsignals
CNT_UP vom hohen auf den niedrigen Pegel. Dies bedeutet, dass sich
der logische Wert des Auffrischadresssignalbits A0 von „0" auf „1" ändert, und gleiches gilt folglich
für das
Zeilenadresssignalbit R3, d.h. das Zeilenadresssignal R3 bis R1
zum Auswählen
von Speicherblöcken
in einer nächsten
Periode ergibt sich zu „100". Hierbei bleibt
das Zeilenadresssignal R0 zum Auswählen einer Wortleitung eines
ausgewählten Speicherblocks
unverändert.During the period t 0 , the refresh reference signal RR then changes from the high level to the low level just like the refresh main signal RM and the count-up signal CNT_UP. The refresh address generator circuit 140 In step A0 to A3, the offset address A0 to A3 is incremented by "1" in synchronism with the change of the count-up signal CNT_UP from the high level to the low level, that is, the logical value of the refresh address signal bit A0 changes from "0" to "1", and the same applies accordingly to the Row address signal bit R3, that is, the row address signal R3 to R1 for selecting memory blocks in a next period is "100". Here, the row address signal R0 for selecting a word line of a selected memory block remains unchanged.
In
einer nächsten
Periode t1 wechselt das Auffrischreferenzsignal
RR zu Beginn wieder von niedrigem auf hohen Pegel. Dementsprechend
gehen auch das Auffrischhauptsignal RM und das Aufwärtszählsignal CNT_UP
von niedrigem auf hohen Pegel über.
Die Adressensortierschaltung 150 überträgt das Ausgangssignal der Auffrischadressengeneratorschaltung 140 zur
Zeilendecoderschaltung 170 in Reaktion auf den Wechsel
des Auffrischhauptsignals RM von niedrigem auf hohen Pegel. Wie
in 6 veranschaulicht, wird dann aufgrund des Zeilenadresssignals
R3 bis R1 mit dem Wert „100" z.B. der Speicherblock
MA4 ausgewählt.
Außerdem
wird durch den Bitwert „0" des Zeilenadresssignals
R0 z.B. die Wortleitung WL4 im ausgewählten Speicherblock MA4 ausgewählt.In a next period t 1 , the refresh reference signal RR initially changes from low to high level again. Accordingly, the refresh main signal RM and the count-up signal CNT_UP also change from low to high level. The address sorting circuit 150 transmits the output of the refresh address generator circuit 140 to the row decoder circuit 170 in response to the change of the refresh main signal RM from low to high level. As in 6 then illustrates For example, the memory block MA4 is selected by the row address signal R3 to R1 having the value "100." Further, by the bit value "0" of the row address signal R0, for example, the word line WL4 is selected in the selected memory block MA4.
Die
Auffrischadressengeneratorschaltung 140 inkrementiert die
Auffrischadresse A0 bis A3 dann wieder synchron mit einem Wechsel
des Aufwärtszählsignals
CNT_UP von hohem auf niedrigen Pegel während der Periode t1 um „1", d.h. das Auffrischadresssignalbit
A0 ändert
sich von „1" auf „0" und das Auffrischadresssignalbit
A1 ändert
sich von „0" auf „1". Somit ergibt sich
für eine
nächste
Periode der Wert „010" für das Zeilenadresssignal
R3 bis R1 zum Auswählen
von Speicherblöcken.
Das Zeilenadresssignal R0 zum Auswählen einer Wortleitung eines
ausgewählten
Speicherblocks bleibt unverändert.The refresh address generator circuit 140 The refresh address A0 to A3 is then again incremented in synchronization with a change of the count-up signal CNT_UP from high to low during the period t 1 by "1", ie the refresh address signal bit A0 changes from "1" to "0" and the refresh address signal bit A1 changes from "0" to "1." Thus, for a next period, the value "010" for the row address signal R3 to R1 results in selecting memory blocks. The row address signal R0 for selecting a word line of a selected memory block remains unchanged.
In
einer nächsten
Periode t2 geht zu Beginn wiederum das Auffrischreferenzsignal
RR von niedrigem auf hohen Pegel über. Dementsprechend wechseln
auch das Auffrischhauptsignal RM und das Aufwärtszählsignal CNT_UP von niedrigem
auf hohen Pegel. Die Adressensortierschaltung 150 überträgt das Ausgangssignal
der Auffrischadressengeneratorschaltung 140 zur Zeilendecoderschaltung 170 in
Reaktion auf den Übergang
des Auffrischhauptsignals RM von niedrigem auf hohen Pegel. Vom
Wert „010" des Zeilenadresssignals R3
bis R1 wird z.B. der Speicherblock MA2 ausgewählt. Da sich das Zeilenadresssignal
R0 weiterhin auf dem Wert „0" befindet, wird im
ausgewählten
Speicherblock MA2 z.B. die Wortleitung WL2 ausgewählt.In a next period t 2 , again, the refresh reference signal RR changes from low to high level. Accordingly, the refresh main signal RM and the count-up signal CNT_UP also change from low to high level. The address sorting circuit 150 transmits the output of the refresh address generator circuit 140 to the row decoder circuit 170 in response to the transition of the refresh main signal RM from low to high level. For example, the memory block MA2 is selected from the value "010" of the row address signal R3 to R. Since the row address signal R0 is still at "0", the word line WL2 is selected in the selected memory block MA2, for example.
Wie
aus der obigen Erläuterung
ersichtlich ist, wird immer beim Wechsel des Auffrischreferenzsignals RR
von hohem auf niedrigen Pegel die Adresse um „1" inkrementiert, d.h. die aufeinanderfolgenden
Zeilenadresssignale R3 bis R1 nehmen während der weiteren Perioden
t3 bis t8 die Werte „110", „001", „101", „011" und „111" in dieser Reihenfolge
an. Dementsprechend werden nacheinander die weiteren Speicherblöcke MA6,
MA1, MA5, MA3 und MA7 ausgewählt.
In den ausgewählten
Speicherblöcken
werden jeweils die gleich positionierten Wortleitungen ausgewählt, da
das Zeilenadresssignal R0 auf dem Wert „0" liegt.As is apparent from the above explanation, will always be the address by "1" incremented to low level when changing the Auffrischreferenzsignals RR high, that is, the successive row address signals R3 to R1 take during the further periods t 3 to t 8, the values "110" , "001", "101", "011" and "111" in this order. Accordingly, the further memory blocks MA6, MA1, MA5, MA3 and MA7 are successively selected. In the selected memory blocks, the equally positioned word lines are respectively selected, since the row address signal R0 is at the value "0".
Im
vollen Speichermodus gemäß 6 werden
somit nacheinander die Wortleitungen WL0, WL4, WL2, WL6, WL1, WL5,
WL3 und WL7 ausgewählt,
und alle Speicherblöcke
MA0 bis MA7 werden in einer entsprechenden Reihenfolge ausgewählt, bis
alle Wortleitungen ausgewählt
sind.In full storage mode according to 6 Thus, word lines WL0, WL4, WL2, WL6, WL1, WL5, WL3 and WL7 are successively selected, and all memory blocks MA0 to MA7 are selected in a corresponding order until all the word lines are selected.
Im
halben Speichermodus gemäß 7 befindet
sich das Markiersignal FLAG_1/2 auf hohem Pegel, während sich
die Markiersignale FLAG_1/4 und FLAG_1/8 auf niedrigem Pegel befinden.
In dieser Betriebsart werden nur die Speicherblöcke MA0 bis MA3 benutzt. Wie
zuvor erläutert,
ist das Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 von 5 durch
den Logikzustand des Adresssignalbits A0 bestimmt, wenn sich das
Markiersignal FLAG_1/2 auf hohem Pegel befindet, d.h. das Ausgangssignal
des NOR-Gatters G16 ist auf hohem Pegel, wenn das Adresssignalbit
A0 den Wert „0" hat.In half memory mode according to 7 the flag FLAG_1 / 2 is high, while flag FLAG_1 / 4 and FLAG_1 / 8 are low. In this mode, only the memory blocks MA0 to MA3 are used. As previously explained, the output of the NOR gate G16 is from 5 is determined by the logic state of the address signal bit A0 when the flag FLAG_1 / 2 is high, that is, the output of the NOR gate G16 is high when the address signal A0 is "0".
In
diesem Beispiel haben die von der Auffrischadressengeneratorschaltung 140 abgegebenen
Adresssignalbits A0 bis A3 zu Beginn der Periode t0 sämtlich den
Wert „0". Wegen des hohen
Pegels des Ausgangssignals des NOR-Gatters G16 wechselt das Auftrischhauptsignal
RM von niedrigem auf hohen Pegel, wenn das Auffrischreferenzsignal
RR von niedrigem auf hohen Pegel wechselt. Gleichzeitig wechselt
auch das Auffrischsteuersignal CNT_UP von niedrigem auf hohen Pegel.
Während
der Periode t0 überträgt die Adressensortierschaltung 150 das
Ausgangssignal der Auffrischadressengeneratorschaltung 140 zur
Zeilendecoderschaltung 170 in Reaktion auf den Übergang
des Auffrischhauptsignals RM von niedrigem auf hohen Pegel. Zu diesem
Zeitpunkt werden die Auftrischadresssignalbits A0 bis A2 als Zeilenadresssignal
R3 bis R1 zum Auswählen
von Speicherblöcken
ausgewählt,
während
das verbleibende Auffrischadresssignalbit A0 als Zeilenadresssignal
R0 zum Auswählen
von Wortleitungen eines ausgewählten
Speicherblocks herangezogen wird. Da das Zeilenadresssignal R3 bis
R1 den Wert „000" hat, wird von der
Zeilendecoderschaltung 170 z.B. der Speicherblock MA0 ausgewählt. Da
das Zeilenadresssignalbit R0 den Wert „0" hat, wird von der Zeilendecoderschaltung
z.B. die Wortleitung WL0 des Speicherblocks MA0 ausgewählt.In this example, those of the refresh address generator circuit 140 At the beginning of the period t 0 , the address signal bits A0 to A3 are all "0", and because of the high level of the output of the NOR gate G16, the refresh main signal RM changes from low to high level when the refresh reference signal RR changes from low level to high level. At the same time, the refresh control signal CNT_UP also changes from low to high level During the period t 0 , the address sorting circuit transmits 150 the output of the refresh address generator circuit 140 to the row decoder circuit 170 in response to the transition of the refresh main signal RM from low to high level. At this time, the release address signal bits A0 to A2 are selected as row address signals R3 to R1 for selecting memory blocks, while the remaining refresh address signal bit A0 is used as the row address signal R0 for selecting word lines of a selected memory block. Since the row address signal R3 to R1 has the value "000", the row decoder circuit outputs 170 eg the memory block MA0 selected. For example, since the row address signal bit R0 is "0", the row decoder circuit selects, for example, the word line WL0 of the memory block MA0.
Als
nächstes
inkrementiert die Auffrischadressengeneratorschaltung 140 die
Auffrischadresse A0 bis A3 um „1" synchron mit dem Übergang
des Aufwärtszählsignals
CNT_UP von hohem auf niedrigen Pegel, d.h. der logische Zustand
des Auftrischadresssignalbits A0 ändert sich von „0" auf „1". Dadurch nimmt das
Ausgangssignal des NOR-Gatters G16 von 5 niedrigen
Pegel an, und das Auffrischreferenzsignal RR ist maskiert, wie oben
erläutert.
Daher verbleibt das Auffrischhauptsignal RM, wie in 7 veranschaulicht,
in der Periode t1 auf niedrigem Pegel, so
dass die in der Periode t0 erzeugte Auftrischadresse
nicht zur Zeilendecoderschaltung 170 übertragen und kein Zeilenfreigabeimpulssignal
erzeugt wird, d.h. die Zeilendecoderschaltung 170 ist inaktiv.
Dies bedeutet, dass während
der Periode t1 keine Wortleitung ausgewählt wird.
Das Aufwärtszählsignal
CNT_UP wechselt während
der Periode t1 synchron mit dem Übergang
des Auffrischreferenzsignals RR von hohem auf niedrigen Pegel. Dadurch
wird die Auffrischadresse A0 bis A3 um „1" auf den Wert „0100" inkrementiert.Next, the refresh address generator circuit increments 140 the refresh address A0 to A3 is "1" in synchronization with the transition of the count-up signal CNT_UP from high to low, that is, the logic state of the refresh address signal bit A0 changes from "0" to "1." As a result, the output of the NOR gate G16 decreases 5 low level, and the refresh reference signal RR is masked, as explained above. Therefore, the refresh main signal RM remains as shown in FIG 7 illustrates in the period t 1 at a low level, so that the firing address generated in the period t 0 is not for the row decoder circuit 170 and no line enable strobe signal is generated, ie, the row decoder circuit 170 is inactive. This means that no word line is selected during the period t 1 . The count-up signal CNT_UP changes in synchronization with the transition of the refresh reference signal during the period t 1 RR from high to low level. Thereby, the refresh address A0 to A3 is incremented by "1" to the value "0100".
Auf
die oben beschriebene Weise werden nacheinander in den Perioden
t2, t4 und t6 die Speicherblöcke MA2, MA1 bzw. MA3 ausgewählt, während in
den Perioden t3, t5 und
t7 keine Speicherblöcke ausgewählt werden, wie in 7 veranschaulicht.
Mit anderen Worten werden beim Wiederauffrischbetrieb im halben Speichermodus
Wortleitungen in der Reihenfolge WL0, WL2, WL1 und WL3 ausgewählt, und
die Speicherblöcke
MA0 bis MA3 werden in zugehöriger
Reihenfolge ausgewählt.In the manner described above, the memory blocks MA2, MA1 and MA3 are successively selected in the periods t 2 , t 4 and t 6 , while no memory blocks are selected in the periods t 3 , t 5 and t 7 , as in FIG 7 illustrated. In other words, in the refresh mode in the half memory mode, word lines in the order WL0, WL2, WL1 and WL3 are selected, and the memory blocks MA0 to MA3 are selected in the corresponding order.
8 veranschaulicht
im Wiederauffrisch-Zeitablaufdiagramm den Betrieb des Speicherbauelements im
Viertel-Speichermodus, 9 entsprechend den Betrieb im
Achtel-Speichermodus. Zur Erläuterung
der 8 und 9 kann auf die vorstehenden
Erläuterungen
zu den 6 und 7 in Verbindung mit dem Schaltungsaufbau
gemäß den 3 und 5 verwiesen
werden. Im Wiederauffrischbetrieb des Viertel-Speichermodus gemäß 8 werden
Wortleitungen in der Reihenfolge WL0 und WL1 ausgewählt, und
in entsprechender Reihenfolge werden die Speicherblöcke MAO
und MA1 ausgewählt.
Im Wiederauftrischbetrieb des Achtel-Speichermodus gemäß 9 wird
nur die Wortleitung WL0 ausgewählt,
und der zugehörige Speicherblock
MA0 wird ausgewählt. 8th Fig. 9 illustrates in the refresh refresh timing diagram the operation of the memory device in the quarter-memory mode; 9 according to the operation in the eighth memory mode. To explain the 8th and 9 can refer to the above explanations to the 6 and 7 in conjunction with the circuitry according to the 3 and 5 to get expelled. In the refresh mode of the quarter-memory mode according to 8th For example, word lines are selected in the order WL0 and WL1, and memory blocks MAO and MA1 are selected in a corresponding order. In the re-run mode of the eighth-memory mode according to 9 only the word line WL0 is selected, and the associated memory block MA0 is selected.
10 veranschaulicht
ein alternatives Speicherbauelement, das in der Lage ist, zwischen
dem vollen, dem halben und dem Viertel-Speichermodus umzuschalten. Der Schaltungsaufbau
gemäß 10 arbeitet
in im Wesentlichen der gleichen Weise wie die oben erläuterte Konfiguration
von 3 mit der Ausnahme, dass nur zwei Auffrischadressbits
A0 und A1 an die entsprechend modifizierte Auftrischsteuereinheit 130a angelegt
werden, wobei es diese zwei Adressbits A0 und A1 sind, die durch
die Adressensortierschaltung 150a als Zeilenadressensignalbits
Rn und R(n-1) ausgegeben werden. Die restlichen Adressbits A2 bis
An werden von der entsprechend modifizierten Adressensortierschaltung 150a jeweils
als Zeilenadresssignalbits R0 bis R(n-2)
ausgegeben. Der Schaltungsaufbau gemäß 10 arbeitet
im vollen Speichermodus, wenn die Markiersignale FLAG_1/2 und FLAG_1/4
beide auf niedrigem Pegel sind, im halben Speichermodus, wenn das Markiersignal
FLAG_1/2 auf hohem Pegel ist, und im Viertel-Speichermodus, wenn
das Markiersignal FLAG_1/4 auf hohem Pegel ist. 10 Figure 11 illustrates an alternative memory device capable of switching between the full, half and quarter memory modes. The circuit structure according to 10 operates in much the same way as the configuration of FIG 3 with the exception that only two refresh address bits A0 and A1 are sent to the corresponding modified touch control unit 130a where it is these two address bits A0 and A1 which are passed through the address sorting circuit 150a are output as row address signal bits Rn and R (n-1). The remaining address bits A2 to An are from the correspondingly modified address sorting circuit 150a respectively output as row address signal bits R 0 to R (n-2). The circuit structure according to 10 operates in the full memory mode when the flag signals FLAG_1 / 2 and FLAG_1 / 4 are both low, in half memory mode when the flag FLAG_1 / 2 is high, and in the quarter memory mode when the flag FLAG_1 / 4 is high Level is.
11 veranschaulicht
ein weiteres alternatives Speicherbauelement, das in der Lage ist,
zwischen dem vollen und dem halben Speichermodus umzuschalten. Der
Schaltungsaufbau von 11 arbeitet in im Wesentlichen
gleicher Weise wie die oben erläuterte
Konfiguration von 3 mit der Ausnahme, dass nur
das Auffrischadressbit A0 an die entsprechend modifizierte Auffrischsteuereinheit 130b angelegt
wird, und dieses Adressbit A0 wird als Zeilenadresssignalbit Rn
von der Adressensortierschaltung 150b ausgegeben. Die restlichen
Adressbits A1 bis An werden von der entsprechend modifizierten Adressensortierschaltung 150b als
jeweilige Zeilenadresssignalbits R0 bis R(n-1) abgegeben. Der Schaltungsaufbau
von 11 arbeitet im vollen Speichermodus, wenn das
Markiersignal FLAG_1/2 auf niedrigem Pegel ist, und im halben Speichermodus, wenn
das Markiersignal FLAG_1/2 auf hohem Pegel ist. 11 illustrates another alternative memory device capable of switching between the full and half memory modes. The circuit structure of 11 operates in much the same way as the configuration of FIG 3 with the exception that only the refresh address bit A0 is applied to the corresponding modified refresh controller 130b is applied, and this address bit A0 is used as a row address signal bit Rn from the address sorting circuit 150b output. The remaining address bits A1 to An are from the correspondingly modified address sorting circuit 150b as respective row address signal bits R0 to R (n-1). The circuit structure of 11 operates in the full memory mode when the flag FLAG_1 / 2 is low and in the half memory mode when the flag FLAG_1 / 2 is high.
Wie
oben unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erläutert, besitzen
die eingangs erwähnten,
herkömmlichen
Speicherbauelemente die Schwierigkeit, dass es in gewissen Speicherblöcken zu
einem Datenverlust während
des Wechsels zwischen verschiedenen Speichergrößenmodi kommen kann, wenn Wortleitungen
bestimmter Speicherblöcke
nicht innerhalb einer wünschenswerten
Auffrischzykluszeit ausgewählt
bzw. aktiviert werden, die zum sicheren Erhalten von Daten benötigt wird.
Im Gegensatz dazu wird durch die erfindungsgemäße Speicherbauelementrealisierung
erreicht, dass die Auffrischzykluszeit für jeden beliebigen Speicherblock
auf einem gewünschten
Wert gehalten wird, wenn zwischen den Speichergrößenmodi gewechselt wird. Dies
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 12 und 13 nochmals
näher erläutert.As above with reference to the 1 and 2 For example, the conventional memory devices mentioned in the introduction have the difficulty that in certain memory blocks data loss may occur during switching between different memory size modes when word lines of particular memory blocks are not selected within a desirable refresh cycle time necessary for secure data recovery is needed. In contrast, the inventive memory device implementation achieves that the refresh cycle time for any given memory block is maintained at a desired value when switching between memory size modes. This will be explained below with reference to the 12 and 13 again explained in more detail.
Wie
oben erwähnt,
ist die Auswahlreihenfolge der Wortleitungen im vollen Speichermodus
nicht regelmäßig bzw.
sequentiell, sondern nichtsequentiell, d.h. beispielsweise WL0,
WL4, WL2, WL6, WL1, WL5, WL3, WL7. Dies ist im Zeitablaufdiagramm
von 12 auf der linken Seite der vertikalen Linie veranschaulicht,
wobei in 12 acht Signalverläufe untereinander
wiedergegeben sind, die acht mögliche
Fälle repräsentieren, in
denen das Speicherbauelement vom vollen auf den halben Speichermodus
umgeschaltet wird. Im halben Speichermodus, der auf der rechten
Seite der vertikalen Linie dargestellt ist, ist die Auswahlreihenfolge
der Wortleitungen ebenfalls nicht regelmäßig bzw. sequentiell, sondern
nicht-sequentiell, d.h. beispielsweise WL0, WL2, WL1, WL3.As mentioned above, the selection order of the word lines in the full memory mode is not regular, but non-sequential, ie, WL0, WL4, WL2, WL6, WL1, WL5, WL3, WL7, for example. This is in the timing diagram of 12 illustrated on the left side of the vertical line, where in 12 8 waveforms are reproduced among each other representing eight possible cases in which the memory device is switched from full to half memory mode. In the half memory mode shown on the right side of the vertical line, the selection order of the word lines is also not regular, but non-sequential, ie, WL0, WL2, WL1, WL3, for example.
Wie
aus 12 ersichtlich, überschreitet die Auffrischzykluszeit
wegen der nicht-sequentiellen Auswahlreihenfolge der Wortleitungen
im vollen und halben Speichermodus in keinem Fall den Wert 8T, wenn
vom vollen auf den halben Speichermodus umgeschaltet wird. Dies
gilt unabhängig
davon, wann das Speicherbauelement auf den halben Speichermodus
umgeschaltet wird.How out 12 As can be seen, the refresh cycle time does not exceed the value 8T in any case because of the non-sequential selection order of the word lines in the full and half memory modes full switch to half memory mode. This is true regardless of when the memory device is switched to half memory mode.
13 entspricht
im Wesentlichen 12 mit der Ausnahme, dass die
Umschaltung des Speicherbauelements vom halben auf den vollen Speichermodus
dargestellt ist. Wiederum überschreitet
die Auffrischzykluszeit aufgrund der nicht-sequentiellen Auswahlreihenfolge
der Wortleitungen im halben und vollen Speichermodus in keinem Fall
den Wert 8T, wenn auf den vollen Speichermodus umgeschaltet wird.
Wie zuvor gesagt, gilt dies auch hier wiederum unabhängig davon,
wann das Speicherbauelement auf den halben Speichermodus umgeschaltet
wird. 13 essentially corresponds 12 with the exception that the switching of the memory device from half to the full memory mode is shown. Again, due to the non-sequential selection order of the word lines in half and full memory mode, the refresh cycle time never exceeds the value 8T when switching to the full memory mode. As previously stated, this again applies regardless of when the memory device is switched to half memory mode.
Der
Modusübergang
erfolgt in den Fällen
der 12 und 13 manchmal
schneller als beim herkömmlichen
Speicherbauelement gemäß den 1 und 2,
da die Änderung
des Speichermodus zeitgesteuert mit der Erzeugung eines neuen Adresssignalbits
A0 erfolgt, was stets mit dem Intervall T unabhängig vom Speichermodus geschaltet
wird. Wenn beispielsweise die Wortleitung WL7 aufgefrischt wird,
was bedeutet, dass das Adresssignalbit A0 auf hohem Pegel liegt,
und der Speichermodus vom vollen auf den halben Modus umgeschaltet
wird, geht das Auffrischadressbit A0 nach einer Zeitspanne T auf
niedrigen Pegel, und die Wortleitung WL0 wird aufgefrischt. Nach
einer weiteren Zeitspanne T geht das Auffrischadressbit A0 auf hohen
Pegel, so dass die Wortleitung WL4 nicht aufgefrischt wird.The mode transition occurs in the cases of 12 and 13 sometimes faster than the conventional memory device according to the 1 and 2 in that the change of the memory mode is timed with the generation of a new address signal bit A0, which is always switched with the interval T independently of the memory mode. For example, when the word line WL7 is refreshed, which means that the address signal bit A0 is high, and the memory mode is switched from full to half mode, the refresh address bit A0 goes low after a period T, and the word line WL0 is refreshed , After a further period T, the refresh address bit A0 goes high, so that the word line WL4 is not refreshed.