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Die
Erfindung betrifft einen integrierten Halbleiterspeicher, bei dem
eine Chiptemperatur ermittelt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung
ein Verfahren zum Betreiben eines integrierten Halbleiterspeichers,
bei dem eine Chiptemperatur ermittelt wird.
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Eine
der möglichen
Fehlerursachen beim Betreiben eines integrierten Halbleiterspeichers,
beispielsweise eines DRAM(Dynamic Random Access Memory)-Halbleiterspeichers,
liegt im Überschreiten eines
Schwellwertes einer Chiptemperatur des integrierten Halbleiterspeichers.
Durch die erhöhte
Chiptemperatur kommt es bei Lese- und Schreibzugriffen auf die Speicherzellen
des integrierten Halbleiterspeichers zu Fehlfunktionen.
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Die
Chiptemperatur eines Halbleiterspeichers ist von der Anzahl der
pro Zeiteinheit stattfindenden Lese- und Schreibzugriffe beziehungsweise einer
Taktfrequenz, mit der der integrierte Halbleiterspeicher betrieben
wird, abhängig.
Weitere Faktoren, die unmittelbar die Chiptemperatur beeinflussen, sind
die Höhe
der Versorgungsspannung, bei der ein Halbleiterspeicher betrieben
wird, sowie die auf dem Speicherchip auftretenden Stromstärken. Des
Weiteren wirkt sich auch das in einem Speicherzellenfeld eines Halbleiterspeichers
abzuspeichernde Bitmuster auf die Chiptemperatur aus. Eine Erwärmung eines
Speicherchips kann auch durch die Abstrahlung von Wärme von
weiteren Bauteilen, insbesondere weiteren Halblei terspeichern, herrühren, die
sich in der Nachbarschaft eines Halbleiterspeichers befinden.
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Um
fehlerhafte Speicherzugriffe auf integrierte Halbleiterspeicher
zu vermeiden, ist es daher zwingend erforderlich, die Chiptemperatur
innerhalb eines Gehäuses
des integrierten Halbleiterspeichers zu überwachen. Halbleiterspeicher
verfügen
daher im Allgemeinen über
Temperatursensoren zur Aufnahme der aktuellen Chiptemperatur. Bei Überschreiten
eines Schwellwertes der Chiptemperatur eines Halbleiterspeichers
wird an einen Steuerbaustein, der mit dem betreffenden Halbleiterspeicher verbunden
ist, ein Steuersignal abgegeben, das dem Steuerbaustein die übermäßige Erwärmung des Halbleiterspeichers
anzeigt. Wenn der Steuerbaustein ein solches Warnsignal detektiert,
reduziert er beispielsweise die Anzahl von Lese- und Schreibzugriffen
auf ein Halbleiterspeichermodul, auf dem der erwärmte Halbleiterspeicher angeordnet
ist, bis die Chiptemperatur wieder abgekühlt ist.
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Bei
einem Halbleiterspeichermodul sind im Allgemeinen mehrere integrierte
Halbleiterspeicher auf einer Modulplatine angeordnet. Zur Steuerung von
Lese- und Schreibzugriffen auf die einzelnen integrierten Halbleiterspeicher
ist das Modul mit einem zentral angeordneten Steuerbaustein verbunden.
Jeder integrierte Halbleiterspeicher weist einen eigens dafür vorgesehenen
Steueranschluss auf, an dem beim Überschreiten einer zulässigen Chiptemperatur des
Halbleiterspeichers ein entsprechendes Steuersignal abgegeben wird,
das die erhöhte
Erwärmung des
Halbleiterspeichers anzeigt. Die zur Erzeugung dieses Steuersignals
vorgesehen Steueranschlüsse der
integrierten Halbleiterspeicher sind über eine gemeinsame Leitung
mit dem Steuerbaustein verbunden. Der Steuerbaustein detektiert
lediglich das Auftreten eines Steuersignals auf der ge meinsamen
Leitung und reduziert daraufhin die Anzahl der Speicherzugriffe
auf alle Speicherchips des Halbleiterspeichermoduls. Da die Steueranschlüsse der
Halbleiterspeicher eines Moduls, an denen die jeweiligen Steuersignale
zur Warnung vor der erhöhten
Chiptemperatur erzeugt werden, über
eine gemeinsame Leitung mit dem Steuerbaustein verbunden sind, kann
der Steuerbaustein nicht feststellen, welcher der Halbleiterspeicher
sich in einem kritischen Temperaturzustand befindet. Die von dem
Steuerbaustein zur Absenkung der Temperatur eingeleiteten Maßnahmen, beispielsweise
die Reduzierung der Speicherzugriffe pro Zeiteinheit auf den integrierten
Halbleiterspeicher, wirken sich somit auf alle Halbleiterspeicher
des Halbleiterspeichermoduls gemeinsam aus. Insofern wird auch die
Zugriffsrate auf solche Halbleiterspeicher reduziert, die eine unkritische
Chiptemperatur aufweisen.
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Um
detektieren zu können,
welcher der Halbleiterbausteine auf einem Speichermodul eine erhöhte Chiptemperatur
aufweist, wird derzeit der Steueranschluss eines jeden Halbleiterspeichers
des Speichermoduls, der zur Erzeugung des Steuersignals, das die
erhöhte
Chiptemperatur anzeigt, vorgesehen ist, über eine eigens dafür vorgesehene
Leiterbahn mit dem Steuerbaustein verbunden. Dadurch kann der Steuerbaustein
gezielt feststellen, welcher der Halbleiterspeicher, die von ihm
kontrolliert werden, eine erhöhte
Chiptemperatur aufweist. Beim Überschreiten
eines Schwellwertes der Chiptemperatur werden dann lediglich die
Speicherzugriffe auf den betroffenen Halbleiterspeicher reduziert.
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Nachteilig
bei den angegebenen Verfahren ist es, dass in beiden Fällen spezielle
Steueranschlüsse,
an denen das Steuersignal, das die erhöhte Chiptemperatur anzeigt,
erzeugt wird, vorgesehen werden müssen. Des Weiteren erhöht sich
der Platz bedarf auf dem Speichermodul, wenn für jeden Halbleiterspeicher
eine spezielle Leiterbahn vorgesehen werden muss, über die
dieses Temperaturwarnsignal zu dem Steuerbaustein übertragen
wird.
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Die
Druckschrift
US
2001/0014049 A1 betrifft ein Speichersystem, bei dem der
Zugriff auf Speicherchips von einem Speichercontroller gesteuert wird.
Dabei sind der Speichercontroller und die Halbleiterspeicher über einen
Bus miteinander verbunden. Die Halbleiterspeicher weisen jeweils
einen Temperatursensor zur Ermittlung der Betriebstemperatur des
jeweiligen Halbleiterspeichers auf. Die von den jeweiligen Temperatursensoren
erfasste Betriebstemperatur der Halbleiterspeicher wird an den Speichercontroller übertragen,
der die Zugriffe auf den jeweiligen Halbleiterspeicher in Abhängigkeit
von der ermittelten Betriebstemperatur steuert.
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Die
Druckschrift
US 6,809,914
B2 betrifft ein verfahren zum Schutz einer integrierten
Schaltung, bei der die Temperatur der integrierten Schaltung festgestellt
wird. In Abhängigkeit
von der festgestellten Temperatur wird ein Temperaturdatensignal
erzeugt. Das Temperaturdatensignal wird auf Grundlage eines Protokolls
zur Temperaturerfassung an einem Datenpin der integrierten Schaltung
ausgegeben.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen integrierten Halbleiterspeicher
anzugeben, bei dem die Übertragung
eines Steuersignals, das das Überschreiten
eines Schwellwertes einer Chiptemperatur anzeigt, zu einem Steuerbaustein,
der Speicherzugriffe auf den integrierten Halbleiterspeicher steuert,
verbessert ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Halbleiterspeichermodul mit einem integrierten Halbleiterspeicher
anzugeben, bei dem die Über tragung
eines Steuersignals, das das Überschreiten
eines Schwellwertes einer Chiptemperatur anzeigt, zu einem Steuerbaustein
des Halbleiterspeichermoduls, der Speicherzugriffe auf den integrierten
Halbleiterspeicher steuert, verbessert ist. Eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines
integrierten Halbleiterspeichers anzugeben, bei dem die Übertragung
eines Steuersignals, das die Überschreitung
eines Schwellwertes einer Chiptemperatur anzeigt, zu einem Steuerbaustein,
der Speicherzugriffe auf den integrierten Halbleiterspeicher steuert,
verbessert ist.
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Die
Aufgabe in Bezug auf den integrierten Halbleiterspeicher wird gelöst durch
einen integrierten Halbleiterspeicher mit Ermittelung einer Chiptemperatur
mit einem Speicherzellenfeld mit Speicherzellen, mit ersten Steueranschlüssen zur
Ansteuerung des integrierten Halbleiterspeichers mit ersten Steuersignalen
zur Durchführung
eines Schreibzugriffs auf die Speicherzellen des Speicherzellenfeldes
und mit zweiten Steueranschlüssen
zur Ansteuerung des integrierten Halbleiterspei chers mit zweiten
Steuersignalen zur Durchführung
eines Lesezugriffs auf die Speicherzellen des Speicherzellenfeldes.
Der integrierte Halbleiterspeicher umfasst des Weiteren eine Steuerschaltung,
die mit den ersten und zweiten Steueranschlüssen verbunden ist, wobei die
Steuerschaltung in Abhängigkeit
von den ersten Steuersignalen einen Schreibzugriff und in Abhängigkeit
von den zweiten Steuersignalen einen Lesezugriff auf die Speicherzellen
des Speicherzellenfeldes steuert. Darüber hinaus ist ein Temperatursensor zur
Aufnahme einer Chiptemperatur des integrierten Halbleiterspeichers
vorgesehen, wobei der Temperatursensor an die Steuerschaltung angeschlossen
ist. Die Steuerschaltung ist derart ausgebildet, dass sie in Abhängigkeit
von einer von dem Temperatursensor aufgenommenen Temperatur an einem
der ersten oder an einem der zweiten Steueranschlüsse einen
Zustand eines dritten Steuersignals erzeugt.
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Gemäß einer
Weiterbildung des integrierten Halbleiterspeichers ist die Steuerschaltung
derart ausgebildet, dass sie während
eines Lesezugriffs das dritte Steuersignal in Abhängigkeit
von der von dem Temperatursensor aufgenommenen Chiptemperatur an
einem der ersten Steueranschlüsse
erzeugt.
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Nach
einem weiteren Merkmal des integrierten Halbleiterspeichers weist
dieser eine Treiberschaltung auf, die mit dem einen der ersten Steueranschlüsse und
mit der Steuerschaltung verbunden ist. Die Treiberschaltung wird
von der Steuerschaltung derart angesteuert, dass sie während des
Lesezugriffs an dem einem der ersten Steueranschlüsse das
dritte Steuersignal erzeugt.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
ist die Steuerschaltung derart ausgebildet, dass sie während eines
Schreibzugriffs das dritte Steuersignal in Abhängigkeit von der von dem Temperatursensor aufgenommenen
Temperatur an dem einem der zweiten Steueranschlüsse erzeugt.
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Bei
dieser Ausführungsform
weist der integrierte Halbleiterspeicher eine weitere Treiberschaltung
auf, die mit dem einen der zweiten Steueranschlüsse und mit der Steuerschaltung
verbunden ist. Die weitere Treiberschaltung wird von der Steuerschaltung
derart angesteuert, dass sie während
des Schreibzugriffs an einem der zweiten Steueranschlüsse das
dritte Steuersignal erzeugt.
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Nach
einem weiteren Merkmal des integrierten Halbleiterspeichers weist
dieser mehrere Datenanschlüsse
zum Anlegen von Daten auf. Die Steuerschaltung umfasst eine Auswerteschaltung
zur Auswertung eines der an dem einen der ersten Steueranschlüsse anliegenden
ersten Steuersignals. Die Steuerschaltung ist derart ausgebildet,
dass sie bei einem Schreibzugriff auf den integrierten Halbleiterspeicher
ein an einem der Datenanschlüsse
anliegendes Datum in eine der Speicherzellen des Speicherzellenfeldes
einschreibt, wenn die Auswerteschaltung feststellt, dass an dem
einen der ersten Steueranschlüsse
das eine der ersten Steuersignale mit einem ersten Zustand anliegt.
Die Steuerschaltung ist des Weiteren derart ausgebildet, dass sie
bei einem Schreibzugriff auf den integrierten Halbleiterspeicher
das an dem einen der Datenanschlüsse
anliegende Datum zum Einschreiben in die eine der Speicherzellen
des Speicherzellenfeldes ignoriert, wenn die Auswerteschaltung feststellt,
dass an dem einen der ersten Datenanschlüsse das eine der ersten Steuersignale
mit einem zweiten Zustand anliegt.
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Bei
einer Weiterbildung des integrierten Halbleiterspeichers ist der
eine der ersten Steueranschlüsse
als ein Anschluss zum Maskieren des einen der Datenanschlüsse ausgebildet.
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Weitere
Ausgestaltungsformen des integrierten Halbleiterspeichers sind den
Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Die
Aufgabe in Bezug auf das Halbleiterspeichermodul wird gelöst durch
ein Halbleiterspeichermodul mit einem integrierten Halbleiterspeicher
nach einer der angegebenen Ausführungsformen
und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung des integrierten Halbleiterspeichers
mit den ersten und zweiten Steuersignalen zur Durchführung eines
Lese- oder Schreibzugriffs auf die Speicherzellen des integrierten
Halbleiterspeichers. Die Steuereinheit weist einen bidirektionalen
Steueranschluss zum Erzeugen eines der ersten oder zweiten Steuersignale
und zum Empfang des dritten Steuersignals auf. Der bidirektionale
Steueranschluss ist mit dem einen der ersten oder zweiten Steueranschlüsse des
integrierten Halbleiterspeichers verbunden. Die Steuereinheit ist derart
ausgebildet, dass sie die während
einer Zeiteinheit stattfindenden Lese- und Schreibzugriffe auf die
Speicherzellen des integrierten Halbleiterspeichers in Abhängigkeit
von dem an dem bidirektionalen Steueranschluss empfangenen Zustand
des dritten Steuersignals, das von dem integrierten Halbleiterspeicher
erzeugt worden ist, steuert.
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Gemäß einer
Weiterbildung des Halbleiterspeichermoduls weist dieses einen weiteren
integrierten Halbleiterspeicher nach einer der oben genannten Ausführungsformen
auf. Die Steuereinheit weist einen weiteren bidirektionalen Steueranschluss zum
Erzeugen eines weiteren der ersten oder zweiten Steuersignale und
zum Empfang des dritten Steuersignals auf. Der weitere bidirektionale
Steueranschluss ist mit dem einen der ersten oder zweiten Steueranschlüsse des
weiteren integrierten Halbleiterspeichers verbunden. Die Steuereinheit
ist derart ausgebildet, dass sie die während der Zeiteinheit stattfindenden
Lese- und Schreibzugriffe auf die Speicherzellen des weiteren integrierten
Halbleiterspeichers in Abhängigkeit
von dem Zustand des an dem weiteren bidirektionalen Steueranschluss
empfangenen dritten Steuersignals, das von dem weiteren integrierten
Halbleiterspeicher erzeugt worden ist, steuert. Der bidirektionale
Steueranschluss ist mit einem weiteren der ersten oder zweiten Steueranschlüsse des
weiteren integrierten Halbleiterspeichers verbunden. Der weitere
bidirektionale Steueranschluss ist mit dem weiteren der ersten oder
zweiten Steueranschlüsse
des integrierten Halbleiterspeichers verbunden.
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Ein
Verfahren zum Betreiben eines integrierten Halbleiterspeichers sieht
das Bereitstellen eines integrierten Halbleiterspeichers mit Speicherzellen zum
Speichern von Daten, mit ersten Steueranschlüssen zur Ansteuerung des integrierten
Halbleiterspeichers mit ersten Steuersignalen zur Durchführung eines
Schreibzugriffs auf die Speicherzellen des integrierten Halbleiterspeichers
und mit zweiten Steueranschlüssen
zur Ansteuerung des integrierten Halbleiterspeichers mit zweiten
Steuersignalen zur Durchführung
eines Lesezugriffs auf die Speicherzellen des integrierten Halbleiterspeichers
vor. Ein Verfahrensschritt sieht das Ermitteln einer Chiptemperatur
des integrierten Halbleiterspeichers vor. Die ermittelte Chiptemperatur
des integrierten Halbleiterspeichers wird mit einem Schwellwert
der Chiptemperatur verglichen. Auf Speicherzellen des integrierten
Halbleiterspeichers wird ein Lesezugriff durchgeführt. Ein Zustand
eines dritten Steuersignals wird in Abhängigkeit von dem Vergleich
der ermittel ten Chiptemperatur des integrierten Halbleiterspeichers
mit dem Schwellwert der Chiptemperatur an einem der ersten Steueranschlüsse während des
Lesezugriffs auf die Speicherzellen des integrierten Halbleiterspeichers erzeugt.
Der Zustand des dritten Steuersignals wird an dem einen der ersten
Steueranschlüsse
durch eine Steuereinheit detektiert. Die während einer Zeiteinheit stattfindenden
Lese- und Schreibzugriffe auf die Speicherzellen des integrierten
Halbleiterspeichers werden reduziert, wenn die Steuereinheit feststellt,
dass an dem einen der ersten Steueranschlüsse das dritte Steuersignal
mit einem Zustand erzeugt wird, durch den eine Chiptemperatur oberhalb
des Schwellwertes gekennzeichnet ist.
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Gemäß einer
Weiterbildung des Verfahrens ist das Bereitstellen eines integrierten
Halbleiterspeichers mit mehreren Datenanschlüssen vorgesehen. Die ersten
Steueranschlüsse
werden mit den ersten Steuersignalen zur Durchführung eines Schreibzugriffs
angesteuert, wobei an einem der ersten Steueranschlüsse eines
der ersten Steuersignale mit einem Zustand angelegt wird, wodurch
mindestens einer der Datenanschlüsse
für den
Schreibzugriff maskiert wird. An die Datenanschlüsse werden Daten zum Einschreiben
der Daten in die Speicherzellen angelegt. Nachfolgend wird ein Lesezugriff
auf die Speicherzellen durchgeführt,
wobei der Zustand des dritten Steuersignals an dem einen der ersten
Steueranschlüsse
erzeugt wird.
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Eine
weitere Ausgestaltungsform des Verfahrens zum Betreiben eines integrierten
Halbleiterspeichers sieht das Bereitstellen eines integrierten Halbleiterspeichers
mit Speicherzellen zur Speicherung von Daten, mit ersten Steueranschlüssen zur Ansteuerung
des integrierten Halbleiterspeichers mit ersten Steuersignalen zur
Durchführung
eines Schreibzugriffs auf die Speicherzellen des integrierten Halbleiterspeichers
und mit zweiten Steueranschlüssen
zur Ansteuerung des integrierten Halbleiterspeichers mit zweiten
Steuersignalen zur Durchführung
eine Lesezugriffs auf die Speicherzellen des integrierten Halbleiterspeichers
vor. Eine Chiptemperatur des integrierten Halbleiterspeichers wird
ermittelt. Die ermittelte Chiptemperatur des integrierten Halbleiterspeichers
wird mit einem Schwellwert der Chiptemperatur verglichen. Auf die
Speicherzellen des integrierten Halbleiterspeichers wird ein Schreibzugriff
durchgeführt.
Eine Zustand eines dritten Steuersignals wird in Abhängigkeit
von dem Vergleich der ermittelten Chiptemperatur des integrierten
Halbleiterspeichers mit dem Schwellwert der Chiptemperatur an einem
der zweiten der Steueranschlüsse
während
des Schreibzugriffs auf die Speicherzellen des integrierten Halbleiterspeichers
erzeugt. Der Zustand des dritten Steuersignals wird an dem einen
der zweiten der Steueranschlüsse
durch die Steuereinheit detektiert. In Abhängigkeit von dem Zustand des
dritten Steuersignals werden die während einer Zeiteinheit stattfindenden
Lese- und Schreibzugriffe auf die Speicherzellen des integrierten
Halbleiterspeichers verändert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Ausführungsform
eines integrierten Halbleiterspeichers, bei dem ein Steuersignal
bei einem Überschreiten
eines Schwellwertes der Chiptemperatur, erzeugt wird,
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2 eine
erste Ausführungsform
eines Speichermoduls mit integrierten Halbleiterspeichern, bei denen
jeweils ein Steu ersignal beim Überschreiten
eines Schwellwertes einer Chiptemperatur erzeugt wird,
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3 eine
zweite Ausführungsform
eines Speichermoduls mit integrierten Halbleiterspeichern, bei denen
jeweils ein Steuersignal beim Überschreiten
eines Schwellwertes einer Chiptemperatur erzeugt wird.
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1 zeigt
einen integrierten Halbleiterspeicher 100, bei dem beim Überschreiten
eines Schwellwertes einer Chiptemperatur ein Steuersignal an einem
Steueranschluss des integrierten Halbleiterspeichers erzeugt wird.
Auf einem Speicherchip CP des integrierten Halbleiterspeichers befindet
sich ein Speicherzellenfeld 10, in dem Speicherzellen SZ
matrixartig entlang von Wortleitungen WL und Bitleitungen BL angeordnet
sind. Im Falle einer DRAM-Speicherzelle umfasst die Speicherzelle
SZ einen Speicherkondensator SC, der über einen Auswahltransistor
AT mit einer Bitleitung BL verbunden ist. Die Steuerung von Lese-
und Schreibzugriffen auf die Speicherzellen SZ des Speicherzellenfeldes 10 wird
von einer Steuerschaltung 20 übernommen. Die Steuerschaltung 20 ist
mit verschiedenen externen Steueranschlüssen MA1, ..., MA4, S0, ...,
S3 zur Ansteuerung mit externen Steuersignalen verbunden.
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Im
Falle eines Lesezugriffs auf den integrierten Halbleiterspeicher
wird der Halbleiterspeicher durch Ansteuerung des Steueranschlusses
S0 mit einem Chipauswahlsignal CS für den folgenden Speicherzugriff
ausgewählt.
An den Steueranschluss S2 wird ein Lesesignal RS angelegt. Zur Auswahl
einer der Speicherzellen SZ des Speicherzellenfeldes 10 für den durchzuführenden
Lesezugriff wird an einen Steueranschluss A70 eines Adressregisters 70 eine Adresse
derjenigen Speicherzelle angelegt, die für den nachfolgenden Lesezugriff
ausgewählt werden soll.
Die Steuerschaltung 20 steuert daraufhin die Wortleitung
WL, die mit der auszulesenden Speicherzelle SZ verbunden ist, mit
einem hohen Steuerspannungspotenzial an, sodass der Auswahltransistor
AT der ausgewählten
Speicherzelle leitend gesteuert wird und der Speicherkondensator
SC somit niederohmig mit der Bitleitung BL verbunden ist. Das aus der
Speicherzelle SZ ausgelesene Datum wird einer Treiberschaltung 30 zugeführt und
an einem der Datenanschlüsse
DA0, ..., DA31 ausgegeben.
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Im
Falle eines Schreibzugriffs auf den integrierten Halbleiterspeicher 100 wird
der Steueranschluss S0 von dem Chipauswahlsignal CS angesteuert.
Zur Durchführung
des Schreibzugriffs auf eine Speicherzelle des Speicherzellenfeldes 10 wird der
Steueranschluss S1 von einem Schreibsignal WS angesteuert. Über ein
Adresssignal, das an den Adressanschluss A70 des Adressregisters 70 angelegt
wird, wird eine Speicherzelle ausgewählt, in die ein Datum, das
an einem der Datenanschlüsse
DA0, ..., DA31 angelegt wird, eingeschrieben werden soll. Zur Durchführung des
Schreibzugriffs steuert die Steuerschaltung 20 die mit
der ausgewählten
Speicherzelle verbundene Wortleitung WL mit einem hohen Steuerspannungspotenzial
an, sodass der Auswahltransistor AT dieser Speicherzelle leitend
gesteuert wird. Von der Treiberschaltung 30 wird ein an einem
der Datenanschlüsse
anliegendes Datum verstärkt
und über
die Bitleitung BL in die aktivierte Speicherzelle SZ eingeschrieben.
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Die
Steuersignale CS zur Auswahl des integrierten Halbleiterspeichers
für einen
Speicherzugriff, WS zur Durchführung
eines Schreibzugriffs und RS zur Durchführung eines Lesezugriffs sowie
die Daten, die an die Datenanschlüsse DA0, ..., DA31 im Falle
eines Schreibzugriffs angelegt werden, werden von einem Steuerbaustein,
beispielsweise einem Speichercontroller bereitgestellt. Im Beispiel
des in 1 dargestellten Halbleiterspeichers werden im Allgemeinen
alle Datenanschlüsse
DA0, ..., DA31 im Falle eines Schreibzugriffs auf den integrierten
Halbleiterspeicher mit entsprechenden Datensignalen angesteuert.
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Es
besteht jedoch auch die Möglichkeit
nicht alle dieser Daten, die von dem Steuerbaustein an die Datenanschlüsse DA0,
..., DA31 gesendet werden, in die Speicherzellen des integrierten
Halbleiterspeichers 100 einzuschreiben. Dazu werden von
dem Steuerbaustein einzelne Datenanschlüsse maskiert. Wenn ein Datenanschluss
maskiert ist, wird das an ihm anliegende Datum nicht in den Speicherzellen des
Speicherzellenfeldes 10 gespeichert. Zur Maskierung von
Datenanschlüssen
sind die Steueranschlüsse
MA1, ..., MA4 vorgesehen. Die vier Steueranschlüsse MA1, ..., MA4 verteilen
sich im Beispiel der 1 auf 32 Datenanschlüsse DA0,
..., DA31.
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Wenn
bei einem Schreibzugriff auf den integrierten Halbleiterspeicher
beispielsweise die Datenanschlüsse
DA0, ..., DA7 maskiert werden sollen, wird der Steueranschluss MA1
von einem Steuersignal DMS1 angesteuert. Das Steuersignal DMS1 wird von
einer Empfängerschaltung 82 detektiert
und an die Steuerschaltung 20 weitergeleitet. Die Auswertung
der Steuersignale, die an den Steueranschlüssen MA1, ..., MA4 anliegen,
erfolgt durch eine Auswerteschaltung 22. Wenn die Auswerteschaltung 22 feststellt,
dass an den Steueranschluss MA1 ein bestimmter Zustand des Steuersignals
DMS1 auftritt, so werden die an den Datenanschlüssen DA0, ..., DA7 anliegenden
Daten bei dem folgenden Schreibzugriff nicht in das Speicherzellenfeld 10 des
integrierten Halbleiterspeichers eingeschrieben. Die übrigen Steueranschlüsse MA2,
..., MA4 dienen zur Maskie rung von jeweils acht weiteren Datenanschlüssen DA8,
..., DA31.
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Zur
Ermittelung einer Chiptemperatur des integrierten Halbleiterspeichers 100 befindet
sich auf dem Speicherchip CP ein Temperatursensor 40. Der Temperatursensor 40 ist über einen
Analog-Digital-Wandler 41 und eine Konvertierungsschaltung 42 mit
einem Multiplexer 60 verbunden. Der Multiplexer 60 ist
des Weiteren mit einer Programmierschaltung 50 mit einem
programmierbaren Element 51 verbunden. Das programmierbare
Element 51 ist beispielsweise ein Fuseelement, das bei
der Herstellung des integrierten Halbleiterspeichers programmiert
wird. Ein Ausgang des Multiplexers 60 ist mit einer Vergleicherschaltung 21 der
Steuerschaltung 20 verbunden.
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Der
Temperatursensor 40 detektiert die Chiptemperatur des Speicherchips
CP und gibt ein analoges Ausgangssignal, das die aktuelle Chiptemperatur
kennzeichnet, an den Analog-Digital-Wandler 41 weiter.
Das analoge Ausgangssignal des Temperatursensors 40 wird
durch den Analog-Digital-Wandler 41 in einen digitalen
Wert umgewandelt und der Konvertierungsschaltung 42 zugeführt. Die
Konvertierungsschaltung 42 erzeugt ausgangsseitig ein Signal,
das von der Vergleicherschaltung 21 ausgewertet werden
kann. Über
den Multiplexer 60 wird der Vergleicherschaltung 21 somit
von der Konvertierungsschaltung 42 ein Signal zugeführt, das
die aktuelle Chiptemperatur kennzeichnet. Von der Programmierschaltung 50 wird
der Vergleicherschaltung 21 über den Multiplexer 60 ein
Signal zugeführt,
das den Schwellwert der Chiptemperatur kennzeichnet. Die Vergleicherschaltung 21 vergleicht
somit die aktuelle Chiptemperatur, die durch den Temperatursensor 40 erfasst
worden ist, mit einem Schwellwert der Chiptemperatur, der in der
Programmierschaltung 50 einprogrammiert ist.
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Alternativ
dazu ist es möglich,
ein Speicherregister 23 vorzusehen, in dem der Schwellwert
der Chiptemperatur abgespeichert werden kann. Der Schwellwert kann
dabei reversibel gespeichert werden, indem an einen Steueranschluss
S4 ein Konfigurationssignal KS mit einem entsprechenden Zustand
angelegt wird. Als Speicherregister kann beispielsweise das Mode-Register eines Halbleiterspeichers
verwendet werden.
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Wenn
die von dem Temperatursensor 40 detektierte Chiptemperatur
oberhalb des Schwellwertes der Chiptemperatur liegt, steuert die
Vergleicherschaltung 21 eine Treiberschaltung 81 an,
die daraufhin einen ersten Zustand eines Steuersignal TAS erzeugt.
Der erste Zustand des Steuersignals TAS entspricht somit einem Warnsignal,
das anzeigt, dass die Chiptemperatur des Halbleiterspeichers 100 oberhalb
eines kritischen Schwellwertes liegt. Das Steuersignal TAS wird
anschließend
dem Steueranschluss MA1 zugeführt.
Bei Überschreiten
dieser kritischen Chiptemperatur muss mit fehlerhaften Lese- und
Schreibzugriffen gerechnet werden. Ein Steuerbaustein, der den ersten
Zustand des Steuersignals TAS detektiert, wird daraufhin bei dem
betroffenen Halbleiterspeicher beispielsweise die Anzahl der pro Zeiteinheit
stattfindenden Speicherzugriffe reduzieren.
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Wenn
die detektierte Chiptemperatur unterhalb des Schwellwertes liegt,
steuert die Vergleicherschaltung 21 die Treiberschaltung 81 derart
an, dass die Treiberschaltung einen zweiten Zustand des Steuersignals
TAS erzeugt, der dem Steueranschluss MA1 zugeführt wird. Der mit dem Steueranschluss
MA1 verbundene Steuerbaustein erkennt nach Auswerten des zweiten
Zustands des Steuersignals TAS, dass der den zweiten Zustand des
Steuersignals TAS sendende Halbleiterspeicher sich in dem spezifizierten
Temperaturbereich befindet beziehungsweise nach einer vorherigen Überschreitung der
zulässigen
Chiptemperatur sich wieder im spezifizierten Temperaturbereich befindet.
Die Anzahl der Speicherzugriffe pro Zeiteinheit kann im letzteren
Fall wieder erhöht
werden.
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Erfindungsgemäß wird das
Steuersignal TAS an einem Steueranschluss ausgegeben, der lediglich während eines
Schreibzugriffs verwendet wird. Im Beispiel der 1 entspricht
der Steueranschluss MA1 einem Steueranschluss, der ausschließlich während eines
Schreibzugriffs zum Maskieren von Datenanschlüssen verwendet wird. Das Steuersignal TAS
kann daher während
eines Lesezugriffs auf den integrierten Halbleiterspeicher 100 an
dem Steueranschluss MA1 ausgegeben werden, da dieser Steueranschluss
bei einem Lesezugriff von einem Steuerbaustein nicht verwendet wird.
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Ebenso
ist es möglich,
das Steuersignal TAS auch an einem Steueranschluss auszugeben, der nur
bei einem Lesezugriff verwendet wird. So kann das Steuersignal TAS
während
eines Schreibzugriffs beispielsweise auch von der Steuerschaltung 20 an eine
Treiberschaltung 83 weitergeleitet werden, über die
das Steuersignal TAS dann an dem Steueranschluss S2 ausgegeben wird,
der eigentlich zur Ansteuerung des integrierten Halbleiterspeichers
mit dem Lesesignals RS vorgesehen ist.
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Die
Steueranschlüsse
MA1, ..., MA4 waren bisher lediglich zum Empfang der Steuersignale DMS
zur Maskierung von Datenanschlössen
vorgesehen. An die Steueranschlüsse
MA1, ..., MA4 sind daher Empfangsschaltungen 82 angeschlossen. Ebenso
ist an den Steueranschluss S2 eine Empfangsschaltung 84 angeschlossen,
die das Lesekommando RS empfängt
und an die Steuerschaltung 20 weiterleitet. Bei integrierten
Halbleiterspei chern sind allerdings an die Steueranschlüsse, insbesondere auch
an diejenigen Steueranschlüsse,
die bisher lediglich zum Empfang von Steuersignalen des Steuerbausteins
vorgesehen waren, im Allgemeinen nicht nur Empfangsschaltungen sondern
auch so genannte Dummy-Treiberschaltungen angeschlossen. Diese Treiberschaltungen,
im Beispiel der 1 die Treiberschaltungen 81 und 83,
hatten bisher keine Treiberfunktion sondern waren bisher lediglich
zur Lastanpassung vorgesehen. Durch das Vorsehen von Dummy-Treiberschaltungen
an den Steueranschlüssen
des Halbleiterspeichers verhalten sich die Steueranschlüsse lastsymmetrisch
zu den Datenanschlüssen,
die ebenfalls zum Empfang von Daten jeweils mit Empfangsschaltungen 31 und
Treiberschaltungen 32 verbunden sind.
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Erfindungsgemäß wird sich
das Vorhandensein dieser Dummy-Treiberschaltungen
zur Erzeugung des Steuersignals TAS zu Nutze gemacht. Das Steuersignal
TAS kann daher im Falle eines Lesezugriffs von der Treiberschaltung 81 an
beispielsweise dem Steueranschluss MA1 erzeugt werden, oder es kann
bei einem Schreibzugriff an dem Steueranschluss S2 durch die Dummy-Treiberschaltung 83 erzeugt
werden.
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2 zeigt
ein Speichermodul, bei dem ein Halbleiterspeicher 100 und
ein Halbleiterspeicher 200 von einem Steuerbaustein 300,
beispielsweise einem Speichercontroller, mit Steuer- und Datensignalen
angesteuert werden. Der Einfachheit halber sind zwischen den Halbleiterspeichern 100 und 200 lediglich
Leiterbahnen SL zur Übertragung
der Steuersignale DMS zur Maskierung von Datenanschlüssen DA0,
..., DA31 und Leiterbahnen DL zur Übertragung der Datensignale
DQ dargestellt. Jede der Leiterbahnen ist in dem Steuerbaustein 300 an
eine Treiberschaltung 381 und einer Empfangsschaltung 382 angeschlossen.
Im Bereich der Halbleiterspeicher sind die Leitun gen mit jeweils
einer Treiberschaltung 81 und einer Empfangsschaltung 82 abgeschlossen.
Aus Gründen
der besseren Übersicht
sind die Treiber- und Empfangsschaltungen nur an der Leiterbahn
SL100 zur Übertragung
des Maskierungssteuersignals DMS1_100 dargestellt. Bei dem Steuerbaustein 300 wurde
die Empfangsschaltung 382 bisher lediglich zur Lastanpassung
beziehungsweise zur Herstellung eines symmetrischen Leitungsabschlusses
verwendet. Entsprechend wurde bisher auf der Seite der Halbleiterspeicher
die Treiberschaltung 81 lediglich zur Lastanpassung beziehungsweise
zur Herstellung eines symmetrischen Leitungsabschlusses verwendet.
Erfindungsgemäß wird die Treiberschaltung 81 nunmehr
zur Erzeugung des Steuersignals TAS und die Empfangsschaltung 382 zum
Empfang des Steuersignals TAS verwendet.
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Der
Einfachheit halber sind zwischen dem Halbleiterspeicher 100 und
dem Steuerbaustein 300 lediglich die Leiterbahnen SL100
zur Übertragung des
Maskierungssignals DMS1_100 zur Maskierung der Datenanschlüsse DA0_100,
..., DA7_100 beziehungsweise zur Übertragung des Steuersignals
TAS sowie die Datenleitungen DL1_100 zur Übertragung eines Datums DQ0_100
und die Datenleitung DL7_100 zur Übertragung des Datensignals DQ7_100
dargestellt. Entsprechend sind zwischen dem Halbleiterspeicher 200 und
dem Steuerbaustein 300 lediglich die Leiterbahnen SL200
zur Übertragung
des Maskierungssignals DMS1_200 zur Maskierung der Datenanschlüsse DA0_200,
..., DA7_200 beziehungsweise zur Übertragung des Steuersignals TAS
sowie die Datenleitung DL1_200 zur Übertragung eines Datums DQ0_200
und die Datenleitung DL7_200 zur Übertragung des Datensignals DQ7_200
dargestellt.
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Erfindungsgemäß ist jeder
der Halbleiterspeicher 100 und 200 über eine
eigene Leiterbahn SL100 beziehungsweise SL200 zur Übertragung
des Steuersignals TAS verbunden. Im Gegensatz zu bisherigen Ausführungsformen,
bei denen zwischen den Halbleiterspeichern und dem Steuerbaustein Leiterbahnen
verwendet wurden, die ausschließlich zur Übertragung
des Steuersignals TAS vorgesehen waren, werden erfindungsgemäß zur Übertragung des
Steuersignals TAS bereits vorhandene Leitungen, wie die Leiterbahnen
SL100 beziehungsweise SL200 zur Übertragung
der Steuersignale DMS1_100 beziehungsweise DMS1_200 zur Maskierung
von Datenanschlüssen,
verwendet. Die Steuersignale TAS können natürlich nur dann übertragen werden,
wenn die Leiterbahnen SL100 beziehungsweise SL200 nicht anderweitig
verwendet werden. Dies ist im Beispiel der 2 bei einem
Lesezugriff auf die Halbleiterspeicher 100 und 200 der
Fall. Bei einem Lesezugriff auf die Halbleiterspeicher 100 beziehungsweise 200 werden
die Leiterbahnen SL100 beziehungsweise SL200 zur Übertragung
des Steuersignals TAS verwendet, wohingegen sie bei einem Schreibzugriff
zur Übertragung
der Steuersignale DMS1_100 beziehungsweise DMS2_200 zur Maskierung
von Datenanschlüssen
verwendet werden.
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3 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Speichermoduls, bei dem ein Halbleiterspeicher 100 und
ein Halbleiterspeicher 200 mit einem Steuerbaustein 300 verbunden
sind. Der Steuerbaustein 300 ist über die Steueranschlüsse S20a,
S20b, S20c und S20d mit Leiterbahnen SL1, SL2, SL3 und SL4 zur Übertragung
der Steuersignale DMS1, DMS2, DMS3 und DMS4 zur Maskierung von Datenanschlüssen DA0,
..., DA31 des Halbleiterspeichers 100 und zur Maskierung
von Datenanschlüssen
DA0, ..., DA31 des Halbleiterspeichers 200 verbunden. Für einen
Speicherzugriff lassen sich die Halbleiterspeicher durch Ansteuerung
mit einem Chipauswahlsignal CS auswählen.
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Wenn
beispielsweise der Halbleiterspeicher 100 für einen
Schreibzugriff ausgewählt
wird, steuert der Steuerbaustein 300 den Halbleiterspeicher 100 mit
dem Chipauswahlsignal CS an. In diesem Fall werden die Steuersignale
DMS1, DMS2, DMS3 und DMS4 an den Steueranschlüssen MA1_100, MA2_100, MA3_100
und MA4_100 des Halbleiterspeichers 100 empfangen. Der
Halbleiterspeicher 200 hingegen ignoriert die Steuersignale,
die ebenfalls aufgrund der parallelen Verzweigung der Leitungen
auch an die Steueranschlüsse
MA1_200, MA2_200, MA3_200 und MA4_200 des Halbleiterspeichers 200 weitergeleitet
werden.
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Bei
einem Lesezugriff auf den Halbleiterspeicher 100 steuert
der Steuerbaustein 300 den Halbleiterspeicher 100 ebenfalls
mit dem Chipauswahlsignal CS an. In diesem Fall überwacht der Steuerbaustein
die Leiterbahn SL1, die zur Übertragung
des Steuersignals TAS von dem Halbleiterspeicher 100 verwendet
wird. Bei einem Lesezugriff auf den Halbleiterspeicher 200 wird
der Halbleiterspeicher 200 von dem Steuerbaustein mit dem
Chipauswahlsignal CS angesteuert. In diesem Fall überwacht
der Steuerbaustein 300 an seinem Steueranschluss S20b das
Auftreten eines entsprechenden Zustands des Steuersignals TAS auf
der Leiterbahn SL2.
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Dadurch
können
auch bei der in 3 dargestellten parallelen Verschaltung
von Leiterbahnen die bereits vorhandenen Leiterbahnen zur Übertragung
der Maskierungssignale DMS1, DMS2, DMS3 und DMS4 als auch zur Übertragung
der Steuersignale TAS von verschiedenen Halbleiterspeichern verwendet
werden. Jede der Leiterbahnen SL1, SL2, SL3 und SL4 ist zur Übertragung
des Steuersignals TAS genau einem der auf einem Speichermodul vorhandenen
Halbleiterspeicher zugeordnet. Durch die Verwendung von bereits
vorhandenen Leiterbahnen zur Übertragung
der Steuersignale TAS, die entweder bei einem Le sezugriff oder bei
einem Schreibzugriff nicht verwendet werden, lässt sich die Anzahl der notwendigen
Leiterbahnen und die Anzahl an Anschlusspins zur Übertragung
des Steuersignals TAS von den einzelnen Halbleiterspeichern zu dem
Steuerbaustein reduzieren.
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- 10
- Speicherzellenfeld
- 20
- Steuerschaltung
- 21
- Vergleicherschaltung
- 22
- Auswerteschaltung
- 23
- Speicherregister
- 30
- Treiberschaltung
- 40
- Temperatursensor
- 41
- Analog-Digital-Wandler
- 42
- Konvertierungsschaltung
- 50
- Programierschaltung
- 51
- Fuseelement
- 60
- Multiplexer
- 70
- Adressregister
- 81
- Treiberschaltung
- 82
- Empfangsschaltung
- 100
- integrierter
Halbleiterspeicher
- 200
- weiterer
integrierter Halbleiterspeicher
- 300
- Speichercontroller
- CS
- Chipauswahlsignal
- DA
- Datenanschluss
- DL
- Leiterbahn
(Daten)
- DMS
- Maskierungssignal
- KS
- Konfigurationssignal
- MA
- Maskierungsanschluss
- RS
- Lesesignal
- S
- Steueranschluss
- SL
- Leiterbahn
(Steuersignal)
- TAS
- Steuersignal
- WS
- Schreibsignal