DE102005040109B4 - Halbleiterspeicherchip - Google Patents

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Abstract

Halbleiterspeicherchip, der einen Speicherkern (5) und eine Sende- und Empfangsschnittstelleneinrichtung (2) jeweils für das Senden und den Empfang von Daten-, Befehls- und Adresssignalen zu einem Speichercontroller und/oder zu/von einem weiteren gleichartigen Halbleiterspeicherchip jeweils über Daten-, Befehls- und Adressbusleitungen aufweist, wobei der Halbleiterspeicherchip (1) dafür eingerichtet ist, die Daten-, Befehls- und Adresssignale seriell in Form von Signalframes in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Protokoll zu übertragen und außerdem aufweist:
– einen zwischen der Empfangsschnittstelleneinrichtung (2) und dem Speicher (5) angeordneten Framedecoder (3), der zur Decodierung von von der Empfangsschnittstelleneinrichtung (2) empfangenen Signalframes angepasst ist und
– eine zum Zwischenspeichern von mehreren vom Framedecoder (3) decodierten Schreibdaten- und/oder Befehlseinheiten eingerichtete Zwischenspeichereinrichtung (4), die im Empfangsweg zwischen dem Framedecoder (3) und dem Speicherkern (5) angeordnet ist
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zwischenspeichereinrichtung (4) ein eine Vielzahl Speicheradressen umfassendes Zellenarray (10) und eine durch vom Framedecoder (3) aus vom Speichercontroller gelieferten Signalframes...

Description

  • Diese Erfindung betrifft einen Halbleiterspeicherchip gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Halbleiterspeicherchip, z. B. ein Direct RDRAM® ist aus 128/144-Mbit RDRAM Datasheet (32 Split Bank Architecture), Preliminary Information Version 1.11, Rambus Inc., 2465 Latham Street, Mountain View, California, USA, 94040, 2000, Seite 1 bis 8 bekannt. (RDRAM® ist eine Handelsmarke der Rambus Inc. 2465 Latham Street, Mountain View, California, USA und bedeutet Rambus Dynamic Random Access Memory)
  • Bei weiteren üblichen DRAM-Halbleiterspeicherchips werden Daten-, Befehls- und Adresssignale zu/von einem Speichercontroller und/oder zu/von weiteren Halbleiterspeicherchips nicht in Form von Signalframes und nicht seriell sondern parallel übertragen. Diese parallele Übertragung beispielsweise von Schreibdaten, Befehlen und Adressen erfolgt durch separate Daten-, Befehls- und Adresssignalbusse vom Speichercontroller zu einem oder mehreren DRAM-Speicherchips.
  • Mit zukünftigen Halbleiterspeicherchips, z. B. DDR4-DRAM-Speicherchips lassen sich die Daten-, Befehls- und Adresssignale mit sehr hoher Übertragungsfrequenz als serielle Signalströme in Form von Signalframes in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Protokoll übertragen.
  • In derartigen fortschrittlichen Halbleiterspeicherchips muss zwischen ihrem Speicherkern und einer Sende- und Empfangsschnittstelleneinrichtung ein Framedecoder zur Decodierung von von ihrer Empfangsschnittstelleneinrichtung empfangenen Signalframes und zur weiteren Übertragung von Daten und Befehlen zum Speicherkern angeordnet sein. Da je nach Protokoll zueinander gehörende Schreibdateneinheiten nicht nur in einem einzigen Signalframe sondern auch in mehreren aufeinander folgend übertragenen Signalframes enthalten sein können, was auch für zueinander gehörende Befehlseinheiten gilt, muss ein solcher Halbleiterspeicherchip eine mit dem Framedecoder und dem Speicherkern in Verbindung stehende Zwischenspeichereinrichtung aufweisen, die zum Zwischenspeichern von mehreren vom Framedecoder decodierten Daten- und/oder Befehlseinheiten eingerichtet ist und die in einem solchen fortschrittlichen Halbleiterspeicherchip für die unbedingt notwendige Flexibilität beim Transferprozess der Schreibdateneinheiten und/oder Befehlseinheiten zum Speicherkern sorgt.
  • Aus der eingangs zitierten Druckschrift ist eine Halbleiterspeicheranordnung mit einem Speichercontroller (nicht gezeigt) und mindestens einem mit einem Speichercontroller über Daten-, Befehls- und Adressbusleitungen verbundenen Halbleiterspeicherchip (RDRAM), der einen Speicherkern (DRAM core) und eine Sende- und Empfangsschnittstelleneinrichtung (Eingang von z. B. DQA8 ... DQA0, RQ4 ... RQ0, ...) jeweils für das Senden und den Empfang von Daten-, Befehls- und Adresssignalen zum/vom Speichercontroller aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Halbleiterspeichersystem dafür eingerichtet ist, die Daten-, Befehls- und Adresssignale als serielle Signalströme in Form von Signalframes (Packets) in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Protokoll (Direct RAMBUS DRAM) zu übertragen und der wenigstens eine Halbleiterspeicherchip (RDRAM) außerdem aufweist:
    • – einen zwischen der Empfangsschnittstellendarstellung (Eingang von z. B. DQA8 ... DQA0, RQ4 ... RQ0) und dem Speicher (DRAM Core) angeordneten Framedecoder (Packet Decode, Demux), der zur Decodierung von von der Empfangsschnittstelleneinrichtung (Eingang von z. B. DQA8 ... DQA0, RQ4 ... RQ0) empfangenen Signalframes (Packet Decode, Demux) angepasst ist und
    • – eine zum Zwischenspeichern von mehreren vom Framedecoder (Packet Decode, Demux) decodierten Schreibdaten- und/oder Befehlseinheiten (BC, C und Speicherdaten nach Demux) eingerichtete Zwischenspeichereinrichtung (Write Buffer), die im Empfangsweg zwischen dem Framedecoder (Packet Decode, Demux) und dem Speicherkern (DRAM core) angeordnet ist (vgl. 2 und die Beschreibung dieser Druckschrift auf Seite 1 bis 8).
  • Bei einem aus DE 10 2004 029 032 A1 bekannten Speichersystem ist zusätzlich eine Zwischenspeichereinrichtung (Paketsteuerung) bekannt, die zwischen einer Speichersteuerung und einem synchronen Speicher angeordnet ist. Die Zwischenspeichereinrichtung weist ein eine Vielzahl von Seriell-/Parallelregister und eine mit von der Speichersteuerung gesendeten Adressensignalen beaufschlagte Steuerschaltung zur Adressierung des Seriell-/Parallelregisters und zur Schreib-/Leseauswahl in das/aus dem Seriell-/Parallelregister auf.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Halbleiterspeicherchip anzugeben, der mehrere vom Framedecoder decodierte Schreibdaten- und/oder Befehlseinheiten taktsynchron mit dem Framedecoder zeitunkritisch zwischenspeichern kann und aus dem zeitunkritisch Daten- und/oder Befehlseinheiten in den Speicherkern ausgelesen werden können.
  • Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
  • Gemäß einem wesentlichen Aspekt erzielt diese Erfindung einen Halbleiterspeicherchip, der einen Speicherkern und eine Sende- und Empfangsschnittstelleneinrichtung jeweils für das Senden und den Empfang von Daten-, Befehls- und Adresssignalen zu einem Speichercontroller und/oder zu/von einem weiteren gleichartigen Halbleiterspeicherchip jeweils über Daten-, Befehls- und Adressbusleitungen aufweist, wobei der Halbleiterspeicherchip dafür eingerichtet ist, die Daten-, Befehls- und Adresssignale seriell in Form von Signalframes in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Protokoll zu übertragen und außerdem aufweist:
    • – einen zwischen der Empfangsschnittstelleneinrichtung und dem Speicher angeordneten Framedecoder, der zur Decodie rung von vor der Empfangsschnittstelleneinrichtung empfangenen Signalframes angepasst ist und
    • – eine zum Zwischenspeichern von mehreren vom Framedecoder decodierten Schreibdaten- und/oder Befehlseinheiten eingerichtete Zwischenspeichereinrichtung, die im Empfangsweg zwischen dem Framedecoder und dem Speicherkern angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeichereinrichtung ein eine Vielzahl Speicheradressen umfassendes Zellenarray und eine durch vom Framedecoder aus vom Speichercontroller gelieferten Signalframes decodierte Adressensignale beaufschlagte Adressier- und Selektorschaltung zur Adressierung des Zellenarrays und zur Datenauswahl in das/aus dem Zellenarray aufweist.
  • Dabei weisen die Adressier- und Selektorschaltung einen Adressenpointer und einen Framezähler auf.
  • Vorteilhafterweise arbeitet in dem erfindungsgemäßen Halbleiterspeichersystem und -chip die Zwischenspeichereinrichtung und deren Adressier- und Selektorschaltung taktsynchron mit dem Framedecoder.
  • Weiterhin ist vorteilhafterweise bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterspeichersystem und -chip jede adressierbare Speicherzelle des Zellenarrays der Zwischenspeichereinrichtung in mehrere getrennte Abschnitte entsprechend der Nummer aufeinander folgender oder unterbrochener Mehrfachzugriffe für Fälle, wo Befehle und/oder Schreibdaten in mehreren Taktzyklen geliefert werden, unterteilt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Adressier- und Selektorschaltung der Zwischenspeichereinrichtung außerdem einen von aus Ausgangssignalen des Adressenpointers und des Framezählers gebildeten Schreibauswahlsteuersignalen angesteuerten Zwischenspeicher-Schreibselektor am Eingang des Zellenarrays und an dessen Ausgang vor dem Speicherkern einen Zwischenspeicher-Leseselektor auf, der von aus einem Lesebefehlsframe vom Framedecoder decodierten Leseauswahlsteuersignalen angesteuert wird.
  • Wie erwähnt, kann erfindungsgemäß die Zwischenspeichereinrichtung und deren Adressier- und Selektorschaltung zur Zwischenspeicherung von mehreren Schreibdateneinheiten eingerichtet sein.
  • Bei einer Ausführungsvariante kann jedoch die Zwischenspeichereinrichtung und ihre Adressier- und Selektorschaltung nur zur Zwischenspeicherung von Schreibdaten eingerichtet sein.
  • Wenn, wie bevorzugt, das vorgegebene Protokoll und der Halbleiterspeicherchip außerdem zur Übertragung von Schreibdatenmaskierbits in jeweiliger Datenzuordnung zu einer jeweiligen Schreibdateneinheit innerhalb eines Befehls/Schreibdatensignalstroms eingerichtet sind, kann in diesem Fall die Zwischenspeichereinrichtung und deren Adressier- und Selektorschaltung außer zur Zwischenspeicherung von mehreren Schreibdateneinheiten auch zur Zwischenspeicherung der ihnen zugeordneten Maskierbits jeweils in getrennten Abschnitten jeder adressierbaren Speicherzelle des Zellenarrays eingerichtet sein.
  • Die hier vorgeschlagene Zwischenspeichereinrichtung und deren Adressier- und Selektorschaltung bringt aufgrund ihrer Einteilung für jede adressierbare Speicherzelle in mehrere getrennte Abschnitte für aufeinander folgende oder unterbrochene Mehrfachzugriffe in Fällen, wo Befehle und/oder Schreibdaten in mehreren Taktzyklen geliefert werden, den Vorteil eines verringerten Logikaufwands und einer Flächenersparnis in dem erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherchip. Außerdem bringt der hier vorgeschlagene Einsatz der Zwischenspeichereinrichtung zusammen mit ihrer Adressier- und Selektorschaltung zwischen dem Framedecoder und dem Speicherkern, den Vorteil ei ner erhöhten Flexibilität bei der Übertragung von Schreibdaten und/oder Befehlen vom Framedecoder zum Speicherkern. Da bei der hier vorgeschlagenen Ausführungsform die der Adressier- und Selektorschaltung der Zwischenspeichereinrichtung zur Verfügung gestellten und vom Framedecoder decodierten Adressensignale zur Adressierung des Zellenarrays aus von einem Speichercontroller gelieferten Signalframes stammen, d. h. dass der Speichercontroller letztlich die Adresse für die Zwischenspeichereinrichtung bestimmt, ist der logische Aufwand für die Adressengenerierung in der Zwischenspeichereinrichtung verringert und im Vergleich mit einer möglichen anderen Lösung, die in der Zwischenspeichereinrichtung selbst die Adresse generiert, wesentlich weniger zeitaufwändig.
  • Die Erfindung ist ebenfalls in einer Halbleiterspeicheranordnung verkörpert, die einen Speichercontroller und mindestens einen wie oben spezifizierten Halbleiterspeicherchip aufweist, wobei der Speichercontroller über die Daten-, Befehls- und Adressbusleitungen verbunden ist.
  • Die obigen und weitere Aufgaben und vorteilhafte Merkmale eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherchips werden in der nachstehenden Beschreibung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Die Zeichnungsfiguren zeigen im Einzelnen:
  • 1 schematisch ein Funktionsblockdiagramm einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherchips, anhand der wesentliche gegenständliche und funktionelle Merkmale erläutert werden und
  • 2 graphisch ein für die bei der Erfindung eingesetzte Zwischenspeichereinrichtung geltendes Zustandsdiagramm.
  • Ausführungsbeispiele
  • In der beiliegenden 1 ist schematisch ein Abschnitt des Empfangswegs eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherchips 1 zwischen einer nur angedeuteten Empfangsschnittstelleneinrichtung 2 und einem ebenfalls nur angedeuteten Speicherkern 5 dargestellt. Unmittelbar an die Empfangsschnittstelleneinrichtung 2 des erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherchips 1 schließt der als Funktionsblock angedeutete Framedecoder 3 an, der die Aufgabe hat, die von der Empfangsschnittstelleneinrichtung 2 gelieferten Signalframes hinsichtlich Schreib-, Lese-, System- und anderen Befehlen sowie Schreib- und Lesedaten und Maskierbits zu decodieren und außerdem die decodierten Daten zu parallelisieren. Eine Zwischenspeichereinrichtung 4, die gemäß dieser bevorzugten Ausführung zur Zwischenspeicherung von mehreren vom Framedecoder 3 decodierten Schreibdaten und Schreibdatenmaskierbits eingerichtet ist, befindet sich im Empfangsweg zwischen dem Framedecoder 3 und dem Speicherkern 5 und weist ein eine Vielzahl adressierbare Speicherzellen umfassenden Zellenarray 10 und eine durch vom Framedecoder 3 aus von einem (nicht gezeigten) Speichercontroller gelieferten Signalframes decodierte Adressensignale beaufschlagte Adressier- und Selektorschaltung auf, die zur Adressierung und zur Auswahl der in das Zellenarray 10 zu schreibenden und aus ihm auszulesenden Schreibdaten und Maskierbits einen Adressenpointer 11, einen Schreibselektor 13 und einen Leseselektor 14 aufweist. Der Schreibselektor 13 ist am Eingang des Zellenarrays 10 angeordnet und wird durch Ausgangssignale des Adressenpointers 11 und des Framezählers 12 zum Einschreiben von Schreibdaten und Maskierbits in das Zellenarray 10 angesteuert. Der Leseselektor 14 ist am Ausgang des Zellenarrays 10 angeordnet und wird von einem aus einem Lesebefehlsframe vom Framedecoder decodierten Leseauswahlsteuersignal "Adresse/Freigabe-WR-RET" angesteuert.
  • Es ist zu bemerken, dass bei dieser Ausführung die Zwischenspeichereinrichtung nur zur Zwischenspeicherung von Schreibdateneinheiten WD1, WD2, WD3 und diesen zugeordneten Maskierbits DM eingerichtet ist.
  • Es sei angenommen, dass aufgrund des vorgegebenen Protokolls Schreibdateneinheiten über mehrere, nicht notwendigerweise aufeinander folgende Schreibsignalframes verteilt sind. Der Framedecoder 3 decodiert aus ankommenden Signalframes WR1, WR2, WR3, DM ein Steuersignal "Frame empfangen", das zum Zählen der Frames dem Framezähler 12 in der Zwischenspeichereinrichtung 4 zugeführt wird. Weiterhin decodiert der Framedecoder 3 die in den Frames empfangenen Schreibdatenein heiten und die Maskierbits, die vom Framedecoder 3 dem Schreibselektor 13 zugeführt werden. Im Ausführungsbeispiel decodiert der Framedecoder 3 aus dem Frame WR1 oder dem DM-Frame die Zwischenspeicherschreibadresse, die dem Adressenpointer 11 zugeführt wird. Der Schreibselektor 13 wird seinerseits durch Ausgangssignale vom Adressenpointer 11 und vom Framezähler 12 zum selektiven Einschreiben der jeweiligen Schreibdateneinheiten WD1, WD2 und WD3 und der Schreibdatenmaskierbits angesteuert. Die Adresse für die Zwischenspeichereinrichtung 4 braucht innerhalb der Signalframes WR2, WR3 und DM, wenn die Adresse im Signalframe WR1 vom Speichercontroller übermittelt wurde, nicht übertragen zu werden.
  • Wo die Schreibadresse abgelegt wird, ist Ausgangspunkt einer genaueren Spezifikation: 1. Wird eine Adresse voll beschrieben bevor die nächste startet: Dann ist sinnvollerweise die Adresse mit dem ersten Frame oder ggf. bereits mit dem letzten Frame des vorhergehenden Schreibzyklus einer anderen Adresse zu liefern. 2. Werden verschiedene Adressen überlappend beschrieben: Dann ist die Adressinformation ggf. bei jedem der Frames mitzuliefern.
  • Außerdem decodiert der Framedecoder 3 aus einem Signalframe "WR-RET" den Befehl aus der Zwischenspeichereinrichtung 4 Schreibdateneinheiten und Maskierbits aus dem Zellenarray 10 auszulesen und dem Speicherkern 5 zuzuführen. Dazu erhält der am Ausgang des Zellenarrays 10 angeordnete Zwischenspeicherleseselektor 14 vom Framedecoder 3 die aus dem Signalframe WR-RET decodierte Leseadresse zum Auslesen aus dem Zellenarray 10 sowie ein Freigabesignal.
  • Das Zellenarray 10 selbst ist für jede adressierbare Speicherzelle in mehrere Abschnitte entsprechend der Zahl (Nummer) der Schreibdatenframes WR1, WR2, WR3 und des Maskierbitframes unterteilt. Der Zugriff zum Zellenarray 10 erfolgt immer in der Sequenz: WR1 – WR2 – WR3 – DM. Signalframes können durch Leerlaufframes oder eine Leseanforderung an verschiedene Adressen unterbrochen werden.
  • Lese- und Schreibzugriffe zur Zwischenspeichereinrichtung 4 können entweder durch ein bidirektionales Bussystem oder durch zwei unidirektionale Busse ausgeführt werden. In der in 1 dargestellten und hier beschriebenen Ausführung sind zwei unidirektionale Busse jeweils vom Framedecoder 3 zur Zwischenspeichereinrichtung 4 und von der Zwischenspeichereinrichtung 4 zum Speicherkern 5 realisiert.
  • In 2 ist ein sieben Zustände Z1–Z7 aufweisendes Zustandsdiagramm für die in 1 veranschaulichte Zwischenspeichereinrichtung 4 in dem erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherchip veranschaulicht. Nachstehend wird bezogen auf die 1 und 2 die Funktionsweise der Zwischenspeichereinrichtung 4 in Verbindung mit dem Framedecoder 3 und dem Speicherkern 5 erläutert.
    • Z1: Zu Beginn werden die Einträge des Zellenarrays 10 und auch der Adressenpointer 11 und der Framezähler 12 in der Zwischenspeichereinrichtung 4 auf Null gesetzt. Der Zwischenspeicherschreibselektor 13 und der Zwischenspeicherleseselektor 14 werden gesichert bzw. gesperrt.
    • Z2: Wartezustand bis zur nächsten Aktivität der Zwischenspeichereinrichtung 4, d. h. ein Einschreiben von Schreibdaten einleiten und Maskierbits in dieselbe oder ein Auslesen von Schreibdaten oder Maskierbits durch WR-RET.
    • Z3: Auf die Decodierung eines WR1 Signalframes decodiert der Framedecoder 3 gleichzeitig die Adresse des Zellenarrays 10 aus den Framebits und setzt den Adressenpointer 11 entsprechend. Der Framezähler 12 wird auf Null gesetzt. Mit dem nächsten Taktzyklus können die Schreibdaten (WD1) über den Zwischenspeicherschreibselektor 13 in die entsprechende Adresse des Zellenarrays 10 eingeschrieben werden. Falls die DM-Signalframes nur eine Option sind, wird der DM-Abschnitt unter der entsprechenden Adresse des Zellenarrays 10 auf Null gesetzt.
    • Z4: Beim Zugriff auf einen WR2 Signalframe ist die Adresse des Zellenarrays 10 bereits aus der Decodierung des WR1 Signalframes verfügbar, und deshalb wird lediglich der Framezähler 12 um Eins inkrementiert. Mit dem nächsten Taktzyklus werden die Schreibdaten (WD2) in den zweiten Abschnitt der entsprechenden Adresse (z. B. Null) des Zellenarrays 10 über den Zwischenspeicherschreibselektor 13 eingeschrieben.
    • Z5: Beim Zugriff auf einen WR3 Signalframe steht bereits die Adresse des Zellenarrays 10 aus der Decodierung des WR1 Signalframes zur Verfügung, und deshalb wird lediglich der Framezähler 12 um Eins inkrementiert. Mit dem nächsten Taktzyklus werden die Schreibdaten (WD3) in den dritten Abschnitt unter der entsprechenden Adresse (z. B. Null) in das Zellenarray 10 über den Zwischenspeicherschreibselektor 13 eingeschrieben.
    • Z6: Beim Zugriff auf einen DM Signalframe steht die Adresse des Zellenarrays 10 bereits aus der Decodierung des WR1 Signalframes zur Verfügung und deshalb wird nur der Framezähler 12 um Eins inkrementiert. Mit dem nächsten Taktzyklus werden die Datenmaskierbits (DM) in den DM-Abschnitt unter der entsprechenden Adresse (z. B. Null) über den Zwischenspeicherschreibselektor 13 in das Zellenarray 10 eingeschrieben. Wenn kein DM-Signalframe auftritt, spielt dies keine Rolle, da zuvor der DM-Abschnitt in jedem Fall auf Null gesetzt wurde.
    • Z7: Ein Lesekommando aus der Zwischenspeichereinrichtung 4 bzw. deren Zellenarray 10 kann mit jedem Frame eintreffen. Auch während Schreibdatensequenzen (die durch einen derartigen Lesesignalframe unterbrochen werden) ist ein gleichzeitiges Auslesen aus dem Zellenarray 10 so lange möglich, wie die Leseanforderung an eine andere Adresse des Zellenarrays 10 gerichtet ist. Für den Fall einer solchen Leseanforderung wird die dafür gültige Adresse des Zellenarrays 10 aus dem Lesesignalframe decodiert und mit den nächsten Taktzyklen die Schreibdaten WD1, WD2, WD3 und gegebenenfalls die Schreibdatenmaskierbits DM unter der zuvor decodierten Adresse des Zellenarrays 10 über den nunmehr freigegebenen Zwischenspeicherleseselektor 14 ausgelesen und zum Speicherkern 5 übertragen. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist angenommen, dass durch einen solchen Lesebefehl WR-RET 128 Schreibdatenbits und 16 Datenmaskier-(DM)-Bits zum Speicherkern 5 über den Zwischenspeicherleseselektor 14 aus dem Zellenarray 10 ausgelesen werden.
  • Da bei der oben beschriebenen Lösung die Schreib- und Leseadressen für das Zellenarray 10 der Zwischenspeichereinrichtung 4 vom Speichercontroller jeweils in einem Schreibsignalframe und einem Lesesignalframe (WR-RET) mitgeliefert werden, hat die in den 1 und 2 dargestellte und oben beschriebene Zwischenspeichereinrichtung 4 des erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherchips im Vergleich mit einer andersartigen Lösung, bei der jeweils die Schreib- und Leseadresse für das Zellenarray innerhalb der Zwischenspeichereinrichtung berechnet würde, folgende Vorteile:
    • – Einsparung von Funktionsblöcken zur Adressenberechnung für die nachfolgenden Schreibdatensignalframes sowie von Funktionsblöcken für die Neuberechnung der Adresse des Zellenarrays 10 für die einer Leseanforderung WR-RET aus dem Zellenarray 10 folgende Schreibdatensignalframes;
    • – Flächeneinsparung im Halbleiterspeicherchip durch die Einsparung der zusätzlichen Funktionsblöcke;
    • – Gleiche Zeitdauer für alle Adressenbestimmungen für das Zellenarray;
    • – Vermeidung von zeitlichen Überschneidungen für die Framesequenz: "WR-RET" → "WRD1".
  • Die oben beschriebene und in den 1 und 2 dargestellte bevorzugte Lösung für die Adressierung zum Einschreiben von Schreibdaten und Datenmaskierbits in das Zellenarray 10 und zum Adressierung für das Auslesen von Schreibdaten und Datenmaskierbits aus demselben vermeidet somit einen funktionalen Mehraufwand und zusätzlichen Hardwareaufwand im Halbleiterspeicherchip, zumal die Adresseninformation zur Adressierung des Zellenarrays 10 sowieso im Speichercontroller vorhanden ist und da freie Positionen für die Übertragung dieser Adresse im WR1 Datensignalframe zur Verfügung stehen.
  • Es ist zu erwähnen, dass, obwohl die obige Beschreibung und die 1 und 2 eine Zwischenspeichereinrichtung 4 beschreiben und zeigen, die nur zur Zwischenspeicherung von Schreibdateneinheiten WD1–WD3 und ihnen zugeordneter Maskierbits DM in jeweils getrennten Abschnitten jeder adressierbaren Speicherzelle des Zellenarrays 10 eingerichtet ist, das grundlegende Prinzip der Erfindung gleichermaßen für eine Zwischenspeichereinrichtung in der zusätzlich zu den Schreibdateneinheiten und den Maskierbits auch aus entsprechenden Befehlssignalframes decodierte Befehlseinheiten zwischengespeichert werden und auch für eine Zwischenspeichereinrichtung, anwendbar ist, in der statt der Schreibdateneinheiten und der Maskierbits nur aus den Befehlssignalframes decodierte Befehlseinheiten zwischengespeichert werden.
  • Die obige Beschreibung beschreibt einen erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherchip, der einen Speicherkern und eine Sende- und Empfangsschnittstelleneinrichtung jeweils für das Senden und den Empfang von Daten-, Befehls- und Adresssignalen zu einem Speichercontroller und/oder zu/von einem weiteren gleichartigen Halbleiterspeicherchip jeweils über Daten-, Befehls- und Adressbusleitungen aufweist, wobei der Halbleiterspeicherchip und der Speichercontroller dafür eingerichtet sind, die Daten-, Befehls- und Adresssignale als serielle Signalströme in Form von Signalframes in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Protokoll zu übertragen und der Halbleiterspeicherchip außerdem aufweist:
    • – einen zwischen der Empfangsschnittstelleneinrichtung und dem Speicher angeordneten Framedecoder, der zur Decodierung von von der Empfangsschnittstelleneinrichtung empfangenen Signalframes angepasst ist, und
    • – eine zum Zwischenspeichern von mehreren vom Framedecoder decodierten Schreibdaten- und/oder Befehlseinheiten eingerichtete Zwischenspeichereinrichtung, die im Empfangsweg zwischen dem Framedecoder und dem Speicherkern angeordnet ist und die ein eine Vielzahl Speicheradressen umfassendes Zellenarray und eine durch vom Framedecoder aus vom Speichercontroller gelieferten Signalframes decodierte Adressensignale beaufschlagte Adressier- und Selektorschaltung zur Adressierung des Zellenarrays und zur Schreib/Leseauswahl in das/aus dem Zellenarray aufweist.
  • Dabei weisen die Adressier- und Selektorschaltung einen Adressenpointer und einen Framezähler auf.
  • Dem Fachmann ist unmittelbar einleuchtend, dass die beschriebenen und dargestellten Merkmale auch gelten für eine erfindungsgemäße Halbleiterspeicheranordnung mit einem Speichercontroller und mindestens einem mit dem Speichercontroller über Daten-, Befehls- und Adressbusleitungen verbundenen Halbleiterspeicherchip, der einen Speicherkern und eine Sende- und Empfangsschnittstelleneinrichtung jeweils für das Senden und den Empfang von Daten-, Befehls- und Adresssignalen zum/vom Speichercontroller und/oder zu/von einem weiteren gleichartigen Halbleiterspeicherchip aufweist, wobei die Halbleiterspeicheranordnung dafür eingerichtet ist, die Daten-, Befehls- und Adresssignale als serielle Signalströme in Form von Signalframes in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Proto koll zu übertragen und der wenigstens eine Halbleiterspeicherchip außerdem aufweist:
    • – einen zwischen der Empfangsschnittstelleneinrichtung und dem Speicher angeordneten Framedecoder, der zur Decodierung von von der Empfangsschnittstelleneinrichtung empfangenen Signalframes angepasst ist, und
    • – eine zum Zwischenspeichern von mehreren vom Framedecoder decodierten Schreibdaten- und/oder Befehlseinheiten eingerichtete Zwischenspeichereinrichtung, die im Empfangsweg zwischen dem Framedecoder und dem Speicherkern angeordnet ist und die ein eine Vielzahl Speicheradressen umfassendes Zellenarray und eine durch vom Framedecoder aus vom Speichercontroller gelieferten Signalframes decodierte Adressensignale beaufschlagte Adressier- und Selektorschaltung zur Adressierung des Zellenarrays und zur Datenauswahl in das/aus dem Zellenarray aufweist.
  • 1
    Halbleiterspeicherchip
    2
    Empfangsschnittstelleneinrichtung
    3
    Framedecoder
    4
    Zwischenspeichereinrichtung
    5
    Speicherkern
    10
    Zellenarray der Zwischenspeichereinrichtung 4
    11
    Adressenpointer
    12
    Framezähler
    13
    Zwischenspeicherschreibselektor
    14
    Zwischenspeicherleseselektor
    WD1, WD2, WD3
    Schreibdateneinheiten
    DM
    Datenmaskierbits und -signalframe
    WR1, WR2, WR3
    Schreibsignalframes
    WR-RET
    Leseanforderung aus der Zwischenspeichereinrichtung
    Z1–Z7
    Zustände

Claims (8)

  1. Halbleiterspeicherchip, der einen Speicherkern (5) und eine Sende- und Empfangsschnittstelleneinrichtung (2) jeweils für das Senden und den Empfang von Daten-, Befehls- und Adresssignalen zu einem Speichercontroller und/oder zu/von einem weiteren gleichartigen Halbleiterspeicherchip jeweils über Daten-, Befehls- und Adressbusleitungen aufweist, wobei der Halbleiterspeicherchip (1) dafür eingerichtet ist, die Daten-, Befehls- und Adresssignale seriell in Form von Signalframes in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Protokoll zu übertragen und außerdem aufweist: – einen zwischen der Empfangsschnittstelleneinrichtung (2) und dem Speicher (5) angeordneten Framedecoder (3), der zur Decodierung von von der Empfangsschnittstelleneinrichtung (2) empfangenen Signalframes angepasst ist und – eine zum Zwischenspeichern von mehreren vom Framedecoder (3) decodierten Schreibdaten- und/oder Befehlseinheiten eingerichtete Zwischenspeichereinrichtung (4), die im Empfangsweg zwischen dem Framedecoder (3) und dem Speicherkern (5) angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeichereinrichtung (4) ein eine Vielzahl Speicheradressen umfassendes Zellenarray (10) und eine durch vom Framedecoder (3) aus vom Speichercontroller gelieferten Signalframes decodierte Adressensignale beaufschlagte Adressier- und Selektorschaltung (1114) zur Adressierung des Zellenarrays (10) und zur Datenauswahl in das/aus dem Zellenarray aufweist.
  2. Halbleiterspeicherchip nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressier- und Selektorschaltung einen Adressenpointer (11) und einen Framezähler (12) aufweist.
  3. Halbleiterspeicherchip nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeichereinrichtung (4) und deren Adressier- und Selektorschaltung (1114) für einen mit dem Framedecoder (3) taktsynchronen Betrieb eingerichtet sind.
  4. Halbleiterspeicherchip nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellenarray (10) der Zwischenspeichereinrichtung (4) für jede adressierbare Speicherzelle in mehrere getrennte Abschnitte entsprechend der Nummer aufeinander folgender oder unterbrochener Mehrfachzugriffe für Fälle, wo Befehle und/oder Schreibdaten in mehreren Taktzyklen geliefert werden, unterteilt ist.
  5. Halbleiterspeicherchip nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressier- und Selektorschaltung (1114) außerdem einen von aus Ausgangssignalen des Adressenpointers (11) und des Framezählers (12) gebildeten Schreibauswahlsteuersignalen angesteuerten Zwischenspeicher-Schreibselektor (13) am Eingang des Zellenarrays (10) und an dessen Ausgang vor dem Speicherkern (5) einen Zwischenspeicher-Leseselektor (14) aufweist, der von aus einem Lesebefehlsframe vom Framedecoder (3) decodierten Leseauswahlsteuersignalen angesteuert wird.
  6. Halbleiterspeicherchip nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeichereinrichtung (4), deren Zellenarray (10) und Adressier- und Selektorschaltung (1114) nur zum Zwischenspeichern von Schreibdateneinheiten eingerichtet sind.
  7. Halbleiterspeicherchip nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Protokoll und der Halbleiterspeicherchip außerdem zur Übertragung von Schreibdatenmaskierbits in jeweiliger Datenzuordnung zu einer jeweiligen Schreibdateneinheit innerhalb eines Befehls/Schreibdatensignalstroms eingerichtet sind, und die Zwischenspeichereinrichtung (4) und deren Adressier- und Selektorschaltung (1114) nur zur Zwischenspeicherung von Schreibdateneinheiten und der ihnen zugeordneten Maskierbits in jeweils getrennten Abschnitten jeder adressierbaren Speicherzelle des Zellenarrays (10) eingerichtet sind.
  8. Halbleiterspeicheranordnung die einen Speichercontroller und mindestens einen Halbleiterspeicherchip nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist, der mit dem Speichercontroller über die Daten-, Befehls- und Adressbusleitungen verbunden ist.
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128/144-Mbit RDRAM Datasheet (32 Split Bank Architecture), Preliminary Information Version 1.11, Rambus Inc., 2465 Latham Street, Mountain View, California, USA 94040, 2000, S.1-8 *

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