DE29825203U1

DE29825203U1 - Stromsteuertechnik

Info

Publication number: DE29825203U1
Application number: DE29825203U
Authority: DE
Original assignee: Rambus Inc
Current assignee: Rambus Inc
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2008-08-28
Also published as: EP1821409B1; EP1821409A1

Abstract

Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung, die dafür eingerichtet ist, eine Ausgangspannungs-Schwingungs-Charakteristik eines Treibers während einer Speicherauffrischperiode zu kalibrieren, wobei die integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung umfasst:
einen ersten Ausgabetreiber zum Ausgeben eines Signals auf eine erste externe Signalleitung; und
einen Einstellschaltkreis, der mit dem ersten Ausgabetreiber gekoppelt ist, um einen Betrag der Spannungsschwingung des ersten Ausgabetreibers auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Referenzspannungsamplitude und einer solchen Spannungsamplitude einzustellen, die bei Ausgabe des Signals erzeugt wird.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Provisional Patentanmeldung mit dem Titel „Current Control Circuit", Serien Nummer 60/073,353, die am 02. Februar 1998 eingereicht wurde, und die Provisional Patentanmeldung mit dem Titel „Current Control Technique", Serien Nummer 60/057,400, die am 29. August 1997 eingereicht wurde.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich integrierter Schaltungen und Hochgeschwindigkeitsbusse. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Schaltkreis für einen Hochgeschwindigkeitstreiber und Techniken zum Erzielen schneller Schaltgeschwindigkeiten bei geringer Leistungsaufnahme und geringem Rauschen auf Hochgeschwindigkeitsbussen.
Beschreibung des Standes der Technik
Um hohe Schaltgeschwindigkeiten auf einem Bus mit geringer Leistungsaufnahme und geringem Rauschen zu erreichen, ist es wünschenswert für einen Strommodustreiber den Strom, bei dem der Treiber arbeitet, einzustellen und zu steuern. Das US-Patent 5,254,883 das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung zuzuordnen ist und hierin durch Bezugnahme enthalten ist, diskutiert eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen und Beibehalten des Betriebsstroms für einen Strommodustreiber für einen Bus. Für einen Bus mit einer Master-Slave Architektur gibt es im Wesentlichen zwei Probleme beim Einstellen des Arbeitsstroms auf dem Bus, die zu lösen sind. Als erstes sollte der Arbeitsstrom des Strommodustreibers des Masters genau eingestellt werden. Als zweites sollte der Betriebsstrom des Strommodustreibers des Slaves genau eingestellt werden. Wenn diese Ströme erst einmal eingestellt sind, werden sie bei diesen Einstellungen beibehalten, trotz Prozess-, Spannungs- und Temperaturvariationen der Schaltung in den Master- und Slavevorrichtungen.
Eine Master-Slave Busarchitektur wird in den '883 Patent diskutiert, in der ein Master an einen und von einem Slave Daten senden bzw. empfangen kann. Ein Slave kann an einen und von einem Master Daten senden bzw. empfangen, jedoch kein anderer Slave. Der Master stellt seinen Betriebsstrom für seine Treiber ein und jeder Slave stellt den Bertriebsstrom für seine Treiber ein.
Der Master verwendet eine einstellbare Stromsenke als einen Treiber für jede Busleitung, die er betreibt. Die Stromsenke wird eingeschaltet, um die Spannung auf der Busleitung V_out auf eine Spannung zu steuern, die näher bei der Masse ist, und wird ausgeschaltet, um einen Terminierungswiderstand, R_term auf der Busleitung zu ermöglichen, die Busleitung näher an die Terminiererspannung V_term zu ziehen. Der Strom in dem Treiber I_d wird durch einen digitalen Counter gesetzt, dessen Zählung von einem Rückführkreis mit einem Vergleicher bestimmt wird. Wenn die Zählung nur Nullen aufweist, fließt kein Strom in dem Treiber und die Spannung auf der Busleitung, V_out ist die Terminierungsspannung V_term. Wenn die Zählung vollständig Einsen aufweist, fließt der maximale Strom in den Treiber und die Spannung auf der Busleitung V_out entspricht V_term – I_d·R_term.
Der Rückführungskreis vergleicht eine Referenzspannung, V_ref mit einer Knotenspannung, V_n, die von einem skalierten Referenztreiber erhalten wird, der die Zählung von dem Zähler erhält. Die Rückführung sichert, dass die Knotenspannung der Referenzspannung entspricht, V_n = V_ref. Wenn die Übereinstimmung auftritt, weist der Referenztreiber eine Ausgangsschwingung auf (d.h. ein Wechsel in der Spannung) von (V_term – V_ref) und der aktuelle Ausgangstreiber weist eine Schwingung von 2·(V_term – V_ref) auf, bedingt durch die Skalierung zwischen dem Referenztreiber und dem aktuellen Ausgangstreiber. Deshalb entspricht V_out (V_term – 2)·(V_term – V_ref) Somit kann durch Wählen eines Wertes für V_term und V_ref jede Größe einer symmetrischen Spannungsschwingung um V_ref erreicht werden.
Der Slave in dem '883 Patent verwendet auch eine einstellbare Stromsenke als einen Treiber für jede Busleitung, die er steuert. Ein Zähler steuert gleichermaßen den Wert des Stroms in dem Treiber, so dass der Treiber zwischen V_term und V_term – I_d·R_term schwingen kann, wobei I_d die aktuelle Einstellung in dem Treiber des Slaves ist. Jedenfalls ist der Wert in dem Zähler direkt proportional zu dem Wert einer RC-Zeitkonstante dessen Kapazität C durch den Master gesetzt wird. Der Master legt auch fest, ob der Wert von V_out des Treibers V_ref des Masters entspricht. Er stellt die RC-Zeitkonstante so ein, dass die Zählung in dem Zähler einen Strom in dem Treiber einstellt und V_out V_ref entsprechen wird. Somit wird V_out = V_term – (V_term – V_ref) sein. Um eine symmetrische Schwingung um V_ref zu produzieren, ist ein weiterer Schritt erforderlich. Der Master sollte den Wert der RC-Zeitkonstante verdoppeln, was die Zählung verdoppeln wird. Dies wird ein V_out erzeugen, das gleich V_term – 2·(V_term – V_ref) ist.
Das Beibehalten der aktuellen Einstellung des Treibers in dem Slave kann in einer Art ausgeführt werden, die sich von der in dem Master unterscheidet. In dem Slave wird der effektive R der RC-Zeitkonstanten aus einer Referenzspannung und einem Referenzstrom erhalten. Wenn, bedingt durch Variationen in der Temperatur- oder Versorgungsspannung, sich der Referenzstrom verringert, dann erhöht sich der effektive R der RC-Zeitkonstanten. Dies erhöht die Zählung und die Betriebsstromeinstellung des Treibers in dem Slave um somit den Effekt zu kompensieren. Wenn sich der Referenzstrom erhöht, verringert sich der effektive R und die Zählung, was wieder die Änderung kompensiert.
Während die obigen Techniken des Einstellens und Beibehaltens des Betriebsstroms in den Master- und Slavebusleitungstreibern mit beträchtlichem Erfolg getroffen wurden, sind diese Techniken nicht ohne gewisse Nachteile. Beispielsweise benötigt die Technik des Einstellens des Stroms in den Master einen extra Pin, der dazu verwendet wird, den externen Widerstand aufzunehmen. Ein weiterer Nachteil besteht in dem Auswählen des genauen Werts des externen Widerstandes, um den Faktor von 2 aufrechtzuerhalten, der zwischen (V_term – V_n) und (V_term – V_out) skaliert. Wenn die Skalierung nicht präzise eingestellt ist, ist die Ausgangsschwingung nicht symmetrisch um V_ref. Weiterhin, wenn Prozess-, Spannungs- oder Temperaturvariationen auftreten, könnte der für den Widerstand gewählte Wert nicht ideal sein. Eine weitere Unzulänglichkeit ist, dass elektrostatische Endladestrukturen (ESD) in Serie mit dem Pin, der den externen Widerstand aufnimmt, einen variablen Widerstandswert in Serie mit dem externen Widerstand hinzuaddiert. Dies lässt die Wahl des externen Widerstands zum Gegenstand von Variationen in der ESD-Struktur werden.
Weiterhin ist eine Unzulänglichkeit bei der Technik des Einstellens des Stroms in dem Slave, dass ein verhältnismäßig komplexer Algorithmus zwischen dem Slave und dem Master benötigt wird, um den Strom in den Slave korrekt einzustellen. Der Master stellt die RC-Zeitkonstante ein, die wiederum die Zählung und die Ausgangsspannung bestimmt. Der Master testet dann den Ausgangswert um zu bestimmen, ob er V_ref entspricht. Falls nicht, erhöht er die Zählung und testet erneut den Ausgangswert. Dieser Zyklus wird wiederholt, bis eine Entsprechung auftritt. Jedenfalls sichert eine Übereinstimmung von V_out und V_ref für eine Busleitung nicht immer, dass eine Übereinstimmung auf anderen Busleitungen auftritt, bedingt durch kleine Unterschiede in den Charakteristiken zwischen Ausgangstreibern, Busleitungen und V_ref Vergleichsschaltkreisen.
Es ist erkennbar, dass eine verbesserte Ausgangstreiberschaltung und Techniken zum Erhalten hoher Schaltgeschwindigkeiten bei geringer Leistungsaufnahme und geringem Rauschen benötigt wird.
Kurzfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beinhaltet einen Schaltkreis und Stromsteuertechnik um Hochgeschwindigkeitsbusse mit geringem Rauschen zu ermöglichen. Diese Schaltung kann bei dem Anschließen von hochgeschwindigkeitsdynamischen RAMs (DRAMs) verwendet werden. Die Architektur der vorliegenden Erfindung beinhaltet die folgenden Komponenten: einen Eingangsisolationsblock (Isolierung), einen analogen Spannungsteiler (AVD), einen Eingangsvergleicher, einen Abtastzwischenspeicher, einen Stromsteuerzähler und einen bitweisen Ausgangstreiber (Ausgangstreiber A und Ausgangstreiber B).
Eine fundamentale Funktion des Stromsteuermechanismus besteht darin, die Spannungshöhen V_hi, V_low und V_ref zu berechnen und den Stromsteuerzähler entsprechend zu erhöhen oder zu verringern, um eine geeignete Ausgangssignalhöhe einzustellen. Wenn die Steuerschaltung sich in einem Berechnungsmodus befindet, ist der Ausgangstreiber A ausgeschaltet (leitet keinen Strom ab) und der BDA-Knoten befindet sich auf der Ausgangsspannungshöhe (typischerweise V_term). Der Ausgangstreiber B ist aktiv und zieht den Knoten BDB auf die niedrige Spannungsausgangshöhe. Die Spannungshöhen an den Knoten BDA und BDB werden durch den Isolationsblock gegeben und in den analogen Spannungsteiler eingegeben. Der analoge Spannungsteiler gibt eine Spannungshöhe aus, die ein gewichteter Durchschnitt seines Eingangs ist. Das heisst V_out = (A·V_hi) + (B·V_low). Beispielsweise ist in einem bestimmten Fall V_out = (0,5·V_hi) + (0,5·V_low).
Der Eingangsvergleicher vergleicht V_out und V_ref und generiert ein Up-Signal. Das Up-Signal wird abgetastet und verwendet, um den Stromsteuerwert zu erhöhen oder zu verringern, der in dem Stromsteuerzähler gehalten wird. Durch Wiederholen dieses Vorgangs wird sich der Stromsteuerwert bei einem Wert einstellen, bei dem Vol = (V_ref – A·V_term)/B.
Wenn die Stromsteuerschaltung nicht aktiv ist, schirmt der Eingangsisolationsblock jegliche Interaktionen der analogen Spannungsteilerschaltung und dem Ausgangsblock (output pad) ab.
Der Ausgangstreiber ist aus einer Serie von individuellen Ausgangstransistoren aufgebaut, von denen ein Beispiel in 4 gezeigt ist. Die Anzahl aktiver Ausgangstransistorblöcke wird mit dem Steuersignal ictrl [n:O] ausgewählt. Die Breite der Ausgangsvorrichtung kann in einer geometrischen Art skaliert sein, um Kodieren des ictrl [n:O]-Signals zu ermöglichen.
Die Eingangsisolationsgatter können implementiert werden als CMOS-Durchgangsgatter, NMOS-Durchgangsgatter mit hochgesetzten (boosted) Gatterspannungen, Einheitsverstärkungspuffer oder Operationsverstärkern (op amps). Der analoge Spannungsteiler kann implementiert sein mit einem Widerstandsteiler, einem Digital-/Analogwandler oder einem geschalteten Kapazitätsfilter, wie ein Sigma-/Deltamodulator. Der Abtastzwischenspeicher kann implementiert sein als einfacher Flip-Flop oder Latch oder als eine Serie von sequenziellen Elementen mit einer Logik zum ermitteln des abgetasteten Werts. Der Stromsteuerzähler kann implementiert sein als ein Aufwärts-/Abwärtszähler oder ein anspruchsvollerer Zähler, wie ein sättigender binärer Suchzähler.
Andere Gegenstände, Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden gegenwärtigen werden unter Berücksichtigung der folgenden detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsangaben für gleiche Besonderheiten überall in den Figuren stehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine Implementierung eines Stromsteuerschaltkreises mit einer Mastereinheit und einer Slaveeinheit gemäß dem Stande der Technik dar;
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Stromsteuerschaltung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 stellt eine Stromsteuerschaltung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
4 stellt einen Ausgangstreiber dar, der entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden kann;
5 ist eine detaillierte Darstellung einer Implementierung der Stromsteuerschaltung der Erfindung;
6 zeigt Schaltungen für das gxCCbst1-Element der 5, das verwendet werden kann um eine hochgesetzte (boosted) Spannung zu generieren;
7 zeigt eine Schaltung für einen Eingangsvergleicher gxCComp der 5;
8 zeigt eine Widerstandsteilerimplementierung für das gxCCDiv0 der 5; und
9 zeigt eine Widerstandsteilerimplementierung für ein gxCCDiv1 der 5.
10 stellt eine Steuer- und Testmoduslogikschaltung dar, die entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann.
11 zeigt einen Stromsteuerzählerschaltkreis, der entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung stellt einen verbesserten Apparat und Verfahren zum Einstellen des Stroms in Master- und Slaveeinheiten zur Verfügung, die mit einem üblichen Bus verbunden sind. 1 ist ein Blockdiagramm einer Stromsteuerimplementierung mit einer Mastereinheit (RAC) und einer Slaveeinheit (RDRAM) entsprechend des Standes der Technik. 1 ist vereinfacht, um nur eine einzelne Slaveeinheit RDRAM abzubilden, jedoch sollte verstanden werden, dass viele Slaveeinheiten im Zusammenhang mit der Mastereinheit RAC verwendet werden können.
Gemäß des Standes der Technik hat die Mastereinheit RAC einen zugeordneten Ausgangspin CC. Der Ausgangspin CC ist mit einer Terminierungsspannung V_term durch einen Widerstand R_term/2 verbunden. Wenn der Ausgangstreiber eine ideale Stromquelle ist, wird das Spannungsausgangssignal der Mittelwert der Schwingung sein. Dieser Wert wird mit V_ref verglichen und nach oben oder unten entsprechend angepasst.
Für die Slaveeinheit RDRAM ist ein Schaltkreis vorhanden, der indirekt die Größe ermittelt, um die der Ausgangsstrom abhängig von Variationen der Spannung und Temperatur angepasst werden muss. Der originale genaue Wert wird gebildet, indem eine Stromsteuerinitialisierungsroutine laufen gelassen wird, die das Zurücklesen von Daten durch die Mastereinheit und Detektieren der ersten gültigen Einsen, die auf den Bus übertragen werden, benötigt. Dieser Grenzwert wird erkannt und dann verdoppelt (ungefähr) bevor er zur Slaveeinheit gesendet wird.
Die in 1 gezeigte Technik benötigt N + 1 Pins in der Mastereinheit und N Pins in der Slaveeinheit. Der zusätzliche Pin in der Mastereinheit wird benötigt für die in 1 gezeigte CC-Verbindung. Die Einheit der 1 benötigt außerdem den Widerstand RT/2 auf der Leiterplatte über den die Mastereinheit angeschlossen (mounted) ist. Leider kann es sein, dass der RT/2 Widerstand nicht den gewünschten Wert aufweist. Der Strom, der durch den Ausgangstransistor erzeugt wird, variiert leicht, soweit die Spannung sich ändert, das bedeutet, dass nicht ideale Effekte der U-I-Charakteristik des Ausgangstransistors vorhanden sind, wie Kanallängenmodulation. Obwohl es wünschenswert für den Stromsteuerwiderstand ist, den Wert R_term/2 aufzuweisen, beträgt sein Wert eher ungefähr R_term/2,2. Der Wert variiert auch ein wenig abhängig von Differenzen des Prozesses, des Lieferanten und der Temperatur.
Innerhalb der Mastereinheit RAC befindet sich ein Eingangskomparator COMP. Der Komparator vergleicht V_ref mit der Spannung an dem Stromsteuerpin (CC). Wenn der Spannungsvergleich feststellt, dass der Ausgang zu niedrig ist, wird dann ein Zähler (Counter3) erhöht, wodurch der Strom aller Ausgangstreiber auf dem Chip erhöht wird (während des nächsten Stromsteuerzyklus). Wenn der Strom zu hoch ist, wird der Zähler (Zähler3) nachfolgend verringert. Durch Ausfall des genauen Widerstandes (was schwierig auszuführen ist) stellt der Stromsteuerschaltkreis den Ausgangstreiber in regulären Intervallen nach, um die volle Spannungsschwingung der verbleibenden Pins zu halten. Dies führt dann jeden Drift der Transistoren bedingt durch Spannungs- oder Temperatureffekte nach, berücksichtigt unterschiedliche Prozessvariationen von Chip zu Chip und schafft viele ähnliche Vorteile. Trotzdem ist das Auswählen des genauen Widerstandswertes zum Erreichen dieses Resultats schwierig.
Eine weitere Technik setzt die Verwendung eines Expansionsmechanismus ein, auf den als „y-Kanal" Bezug genommen wird. Jedenfalls benötigt diese Technik, dass der Widerstandswert geändert (im Wesentlichen halbiert) wird, wenn das Modul eingesetzt ist im Vergleich zu dem Fall, wenn es nicht eingesetzt ist. Dies kann erreicht werden durch Hinzufügen eines parallelen Stromsteuerwiderstandes zu dem auf der Hauptplatine, der im Wesentlichen den Parallelwiderstand verändert, so dass sich der Ausgangsstrom verdoppelt. Leider benötigt wieder die nichtlineare Eigenschaft des Widerstandes, dass ein „spezieller" Widerstandswert berechnet wird, um den Strom zu verdoppeln. Wenn der genaue Widerstandswert erst einmal gefunden ist, sichert die Verwendung des Expansionsmechanismus nach wie vor das automatische Nachführen.
Eine Überlegung, die für einige integrierte Schaltkreise anzustellen ist, besteht darin, dass eine elektrostatische Endladestruktur (ESD) in Serie mit dem Stromsteuerpin angeordnet werden könnte. Hierdurch wird eine veränderliche Widerstandsgröße zugefügt, die signifikant genug ist den benötigten externen Widerstandswert grundlegend zu ändern. Der Widerstand einer solchen ESD-Struktur wird dabei mit berücksichtigt werden.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, werden Stromsteuerkalibrierungen während „ruhiger" Zeiten auf dem Bus ausgeführt. Das bedeutet, dass die Stromsteuerkalibrierungen zwischen Aktivitäten auf dem Bus „eingeplant" werden.
2 zeigt ein Übersichtsdiagramm einer Ausführungsform der Stromsteuertechnik der vorliegenden Erfindung. 3 ist ein Schema der Architektur, die entsprechend der Erfindung eingesetzt wird. 4 bis 8 zeigen Schaltkreisschemata einer bestimmten Implementierung der vorliegenden Erfindung.
Der Schaltkreis der 2 beinhaltet die folgenden Komponenten: einen Eingangsisolationsblock (Isolierung) 120, einen analogen Spannungsteiler (AVD) 104, einen Eingangsvergleicher 125, einen Abtastzwischenspeicher 130, einen Stromsteuerzähler 115 und einen bitweisen Ausgangstreiber (Ausgangstreiber A 107 und Ausgangstreiber B 111).
Wie im Zusammenhang mit 1 gezeigt ist, beruht der Stand der Technik auf einen Eingangsvergleicher COMP beim Ausführen seiner Stromsteuerfunktionen. Die vorliegende Erfindung benutzt auch einen Eingangsvergleicher 125 für Stromsteuerfunktionen. Entgegen dem Stande der Technik, der eine Steuerspannung von einem zugeordneten externen Pin erhält, der mit einem auf der Leiterplatte angeordneten (mounted) Widerstand RT/2 verbunden ist, verwendet die vorliegende Erfindung jedenfalls einen einfachen R über R Widerstandsteiler, der zwischen einem aktiven Ausgang und einem inaktiven Ausgang angeordnet ist. Der Ausgang des Teilerschaltkreises ist eine Spannung, die gleich (V_term – V_swing)/2 ist. Dies ist exakt der Wert, der zum Vergleich mit V_ref gewünscht ist. Es ist wünschenswert, dass diese Beiden gleich sind. Wenn sie das nicht sind, erhöht oder verringert der Stromsteuerschaltkreis den Zähler und führt jede Ausgangsstromvariationen nach, bedingt durch Änderungen der Stromsteuerung des Widerstandes (wegen Temperatur- oder VDD-Änderungen).
Die Schaltung setzt eine Spannungsteilerschaltung 104 sowohl auf der Master- als auch der Slaveeinheit ein. Wie in 2 gezeigt, ist die Spannungsteilerschaltung verbunden zwischen den Bustreibern A und B, entsprechend den Treibern 107 und 111. Diese Schaltung wird aktiviert, wenn der Betriebsstrom in den Bustreibern eingestellt werden muss und wird deaktiviert, wenn sich die Bustreiber in normalem Betrieb befinden.
Busleitungen, die mit den beiden ausgewählten Treibern des Masters verbunden sind, unterscheiden sich von den Busleitungen, die mit den beiden ausgewählten Treibern der Slaveeinheit verbunden sind. Folglich kann das Einstellen eines Betriebswertes des Stroms in dem Master simultan mit dem Einstellen eines Wertes in dem Slave ausgeführt werden. Wenn mehrfache Slaves vorhanden sind, kann jede Slaveeinheit Bustreiber verwenden, die mit einem einzelnen Paar von Busleitungen verbunden sind, so dass das Einstellen des Betriebsstroms in den etlichen Slaves gleichzeitig ausgeführt werden kann. Vorzugsweise benutzen alle Slaveeinheiten dieselben Pins.
Ein Zähler (z.B. 115) in dem Master und in dem Slave bestimmt den Wert des Stroms in dem Stromtreiber, wie oben diskutiert wurde. Die Zählung in dem Master und Slave wird bestimmt durch einen Rückführkreis, der eine Referenzspannung V_ref mit einer üblichen Knotenspannung V_out vergleicht, die von der Spannungsteilerschaltung bezogen wird. Der Rückführkreis stellt über den Zähler sicher, dass V_ref gleich [V_term – (V_term – V_out)/(1 + Spannungstreiberverhältnis)] ist, indem Strom in einem aus den Treibern ausgewählten mit denen die Spannungsteilerschaltung verbunden ist, nachgestellt wird. Einer der Treiber wird in dem Aus-Zustand gelassen, wobei er dem Spannungsteiler V_term bereitstellt. Somit schwingt die Gleichtaktspannung um einen festen Wert entsprechend (V_term – V_ref) die über den oberen der Widerstände, R1 (3), des Spannungsteilers anliegt, wenn ein Widerstandsspannungsteiler verwendet wird. Über den unteren der Widerstände, R2 (3), liegt g·(V_term – V_ref) an, wobei g das Spannungsverteilerverhältnis ist. Das heisst, g = R2/R1 wobei R1 zwischen dem Aus-Treiber und dem Mittelpunkt verbunden ist und R2 zwischen dem Mittelpunkt und dem Ein-Treiber verbunden ist. Typische Werte für R1 und R2 sind ungefähr 10kOhm. Somit ist V_out gleich (1 + g)·V_ref – g·V_term Wenn die Widerstände gleich sind, ist g gleich 1 und V_out entspricht 2·V_ref – V_term Beispielsweise ist, wenn V_term 1,8 Volt ist und V_ref 1,4 Volt ist, V_out 1,0 Volt und die Schwinung V_swing von V_out ist 0,8 Volt. Auch ist der Strom in dem Ausgangstreiber nun V_swing/R_term, was 0,8 Volt/28Ohm gleich 28,6 mA entspricht. Beispielsweise kann R_term ungefähr 28Ohm betragen. Typischweise kann R_term in dem Bereich von ungefähr 20Ohm bis ungefähr 50Ohm liegen.
Wenn der Spannungsteilerschaltkreis aktiviert ist, bildet der Schaltkreis selbst eine Quelle von Spannungsfehlern, was hervorgerufen wird durch den Strom, der durch den Spannungsteilerschaltkreis von V_term aus durch den Terminierungswiderstand, durch R1 und R2 und den Ausgangstreiber, der im Ein-Zustand ist, fließt. Dieser Strom verursacht, dass die Spannung des Treibers in dem Aus-Zustand etwas geringer ist, als V_term, wofür man e·V_term angeben könnte, wobei e eine Zahl nahe Eins ist. Insbesondere ist e = I – [((V_term – V_out) N_term)·(R_term/(R1 + R2 + R_term))]. Dieser Strom bewirkt auch, dass die Spannung des Treibers in dem Ein-Zustand leicht größer ist als V_out und zwar auch um denselben Fehlerterm, der angegeben wird als e·V_term. Somit ist, unter Verwendung der angedeuteten Widerstandswerte, e = 0,998882 und V_out = 1,002, so dass V_out einen Fehler von 2 Millivolt aufweist.
Der Rückführkreis sichert, dass der gemeinsame Knoten des Spannungsteilers auf V_ref festgesetzt ist, so dass der Abfall über R1 (e·V_term – V_ref) beträgt. Der Spannungsabfall über R2 beträgt e·V_term – V_ref Die Ausgangsspannung V_out ist 2·V_ref – e·V_term Somit ist die Ausgangsspannung etwas höher als ihr Wert ohne den Spannungsteiler wäre. V_swing beträgt nun (1 + e) V_term – 2·V_ref und der Strom In dem Ausgangstreiber beträgt V_swing/R_term + (V_term – e·V_term)/R_term = 2·(V_term – V_ref)/R_term = 30 mA, wie zuvor. Während die Ausgangsspannung leicht geändert wird, wenn der Spannungsteilerschaltkreis aktiviert ist, beeinflusst er somit nicht die Einstellung des Stromes in dem Ausgangstreiber und den Zählerwert, der den Strom steuert.
Unter idealen Bedingungen ist das Verhältnis der Widerstände g ein präziser Wert, wie beispielsweise Eins. Wenn einige Fehler in dem Schaltkreis vorhanden sind, ist es jedenfalls wünschenswert, diese durch leichte Änderung des Verhältnisses zu kompensieren. Einige Fehlerquellen sind Ströme in den Vergleicher und Hysteresen oder Offsets in dem Vergleicher. Eine weitere Fehlerquelle ist die Schaltung, die verwendet wird um die Spannungsteilerschaltung zu aktivieren, wenn die Aktivierungsschaltung in einer Form vorliegt, bei der Durchgangsgatter in Serie mit R1 und R2 des Spannungsteilers sind.
Andernfalls könnte der Fehlerstrom, der durch den Teilerschaltkreis fließt, vernachlässigbar sein im Vergleich mit der Größe des Stroms, der durch eine Hälfte des kleinsten signifikanten Bits des Zählers gesteuert wird, wenn der Widerstand in dem Teiler groß genug gemacht werden kann. Der Wert (V_term – e·V_term)/R_term ist ungefähr 0,15 mA. Die Menge des Stromes, die durch den Spannungsteiler fließt, beträgt [(V_term – V_out)/(R1 + R2 + R_term)] oder typischerweise ungefähr 0,04 mA. Sieben Bits steuern 28,6 mA, das macht 1/2LSB gleich 0,11 mA.
Ein anderer Grund für das Ändern des Verhältnisses g ist, dass die Flankenrate (edge rate) für ein ansteigendes Signal sich von einem abfallenden Signal an dem Ausgang des Bustreibers unterscheiden kann. Das Verändern des Spannungsteilerverhältnisses, so dass die Schwingung nicht symmetrisch um V_ref verläuft, kann notwendig sein, um die beste Rauschbandbreite beim Empfangen des Signals auf dem Bus zu erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist hier das Verhältnis zwischen dem Zählerwert und dem Strom in dem Treiber linear. Solch ein Treiber verwendet binär gewichtete Ausgangstransistorbeine, um den Strom in einzelnen Schritten von 0 bis 2^N einzustellen, wobei N die Anzahl der Stromsteuerbits ist. In anderen Ausführungsformen bestehen andere Verhältnisse zwischen dem Zählerwert und dem Strom in dem Treiber. Beispielsweise kann ein logarithmisches Verhältnis verwendet werden. Dies ermöglicht eine höhere Genauigkeit bei kleineren Zählwerten und eine geringere Genauigkeit bei größeren Zählwerten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform zählt der Zähler hoch, bis der genaue Strom erreicht ist. Nach der Anfangseinstellung zählt der Zähler hoch oder runter, um den Strom in dem Treiber einzustellen. Bei anderen Ausführungsformen werden komplexere Algorithmen eingesetzt, um den korrekten Wert für die Zählung zu finden. Ein solcher Algorithmus besteht darin, binär zu suchen, bis ein Wert in der Nähe des korrekten Wertes gefunden wird und dann auf- oder abzuzählen, um den präzisen Wert zu erhalten.
Bei einer weiteren Ausführungsform betreffen die Rückführungs- und Zählerschaltkreiseinstellungen sämtliche Bustreiber einer Einheit. Bei einer anderen Ausführungsform ist ein Rückführ- und Zählerschaltkreis für jeden oder für irgendeine Anzahl 1 bis N der Bustreiber einer Einheit vorhanden. Diese letztere Ausführungsform hat den Vorteil, dass jeder Treiber korrekt eingestellt wird, aber den Nachteil, dass mehr Schaltung benötigt wird.
Die Einstellung des Betriebsstroms in den Bustreiber kann Zeit auf dem Bus verbrauchen, was zu einem Verlust des Durchsatzes führt. Um diesen Verlust zu eliminieren, tritt bei einer Ausführungsform das Einstellen des Stroms während einer Zeitperiode auf dem Bus auf, die nicht anderweitig genutzt werden kann. Wenn die Slaveeinheiten Speichereinheiten sind, ist diese Zeit die Zeit, in der die Speichereinheiten aufgefrischt werden, was typischerweise alle 16 Mikrosekunden für eine Dauer von 80 ns auftritt. In einigen Fällen braucht das Einstellen des Betriebsstroms in dem Bustreiber etwa 20 ns, somit kann das Einstellen gleichzeitig mit dem Auffrischvorgang auftreten.
Verbunden mit der Spannungsteilerschaltung ist ein Mittel zum Koppeln der Teilerschaltung mit den Ausgangsleitungen, an denen es angebracht ist. In einer Ausführungsform ist das Mittel zum Koppeln einfach eine Leitung, die zwischen der Spannungsteilerschaltung und den Ausgangsleitungen angebracht ist. In einer abgewandelten Ausführungsform ist das Mittel zum Koppeln aus einem CMOS-Durchgangsgatter aufgebaut, das dazu dient, die Spannungsteilerschaltung von den Ausgangsleitungen zu isolieren, an denen es angeordnet ist, wenn die Stromsteuerschaltung nicht aktiv ist. Bei einer anderen Ausführungsform ist dieses Koppelmittel ein NMOS-Durchgangsgatter mit hochgesetzten Gatterspannungen. Eine typische Schaltung zum Erzeugen der hochgesetzten Gatterspannungshöhe ist in 6 gezeigt.
Andere Ausführungsformen setzen Einheitsverstärkungspuffer, Operationsverstärker, eine Transkonduktanz, oder Abtast- und Halteschaltungen ein, um die Spannung an den Ausgangsleitungen mit dem Spannungsteiler zu koppeln. Noch andere Ausführungsformen setzen Kondensatoren ein, um eine Differenzspannung von den Ausgangsleitungen zum Spannungsteiler zu koppeln, wie bei einigen Filtern mit geschalteten Kapazitäten.
Während die obige Diskussion sich auf einen Widerstandspannungsteiler bezieht, beinhalten andere Ausführungsformen für Teiler die Verwendung von Digital-/Analogwandlern oder Filter mit geschalteten Kapazitäten, wie ein Sigma/Deltamodulator. Ein Analog-/Digitalwandler kann verwendet werden, um die analoge Eingangsspannung und/oder Vref-Werte in einen digitalen Wert umzuwandeln. Anschließende Teilung und Vergleich kann dann durch digitale Signalverarbeitung ausgeführt werden.
Der Ausgangswert der Spannungsteilerschaltung wird mit einem Spannungsreferenzwert verglichen. Der Vergleicher kann ein einfacher analoger Differenzspannungsvergleicher, wie in 7 gezeigt, sein. In einer abgewandelten Ausführungsform kann der Vergleicher ein regenerativer, stromsensitiver Schaltkreis sein. Der Vergleich kann auch ein Filter mit geschalteter Kapazität sein. In einer noch anderen Ausführungsform, bei der ein Analog-/Digitalwandler als Spannungsteiler verwendet wird, kann der Vergleicher ein digitaler Signalprozessor sein.
Bevorzugt wird die Referenzspannung von einem externen Pin bereitgestellt. Jedenfalls kann die Referenzspannung auch durch einen Bandlückenreferenzschaltkreis oder einen Spannungsteiler einer Vdd oder anderen Spannungsversorgung erzeugt werden.
Bevorzugt sind zwei Spannungsteilerverhältnisse auswählbar. Beispielsweise stellt 5 zwei Spannungsteilereinheiten 301 und 302 dar, die abwechselnd ausgewählt werden können. Die tatsächlichen Spannungsteilerschaltkreise können implementierte Widerstandsleitern der Art wie in den 8 und 9 gezeigt einsetzen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Abtastzwischenspeicher zwischen dem Ausgang des Vergleichers und dem Aufwärts-Abwärtszähler eingesetzt werden. Das Abtastzwischenspeichern wird zum Mitteln des Ausgangssignals des Vergleichers durchgeführt, so dass der Jitter auf dem Zähler verringert wird.
Die Erfindung benötigt nicht den CC-Pin und externen Widerstand, wie gemäß der Vorrichtung des Standes der Technik der 1 gezeigt ist. Die Erfindung schafft auch ein besseres Nachführen als die Vorrichtung der 1. Für 1 wird ein ziemlich komplexer und irgendwie unhandlicher Stromsteuerinitialisierungsalgorithmus benötigt, um den geeigneten Startwert für jede Slaveeinheit zu finden. Jedenfalls eliminiert die vorliegende Erfindung durch implementieren des Stromsteuerschemas die Notwendigkeit für komplexe Initialisierungen, indem jede Slaveeinheit automatisch ihren eigenen Ausgang auf eine geeignete Schwinghöhe einstellt. Slaveeinheiten werden auf einer regulären aber seltenen Basis angewiesen, die Ausgänge zu prüfen. Dies kann während derselben Zeit ausgeführt werden, in der eine Mastereinheit ihre Kalibrierung durchführt.
Für die Mastereinheit beinhalten die Vorzüge der vorliegenden Erfindung die Eliminierung des CC-Pins und Ausgangstreibers und eine höhere Genauigkeit des Einstellens der geeigneten Stromschwingung. Schätzungen zeigen, dass durch Implementieren der Stromsteuertechnik der 2 eine Erhöhung des Spannungsbereichs (voltage margin) zu etwa 70MHz zusätzlichen Taktspanne (timing margin) führt.
Darüber hinaus ist für die Technik der vorliegenden Erfindung kein Bedarf für Stromsteuerwiderstände auf Y-Kanal-Modulen. Jedenfalls ist die Technik auch rückwärts kompatibel für Module, die momentan solche Widerstände aufweisen.
Darüber hinaus stellt die Slaveeinheit automatisch seine Schwingung ein und überwacht den Strom für Einstellungen bei Variationen im Ausgangstreiber, bedingt durch Spannungs- und Temperaturvariationen. Auch findet jede Slaveeinheit ihren eigenen Steuerstromwert, abhängig von den Prozessvariationen der individuellen Komponente.
Die Vorzüge der vorliegenden Erfindung für die Slaveeinheit beinhalten bessere Schwingungsgenauigkeit (im Zusammenhang stehend mit einem ähnlichen Vorteil der Mastereinheit), Eliminierung der bestehenden Stromsteuernachführlogik in der Slaveeinheit und Eliminierung der Stromsteuerinitialisierungsroutine, die in dem US-Patent 5,254,883 beschrieben ist.
Bei der Mastereinheit werden zwei Pins zur Stromsteuereinstellung verwendet. Ein Pin wird auf eine logische Eins gesteuert (niedrige Spannung) und der andere Pin wird nicht gesteuert. Die Zeit in der dies durchgeführt wird, unterliegt der Steuerung der Steuerlogik innerhalb des ASIC. Die Slaveeinheit ist in derselben Zeit fertig, wobei sie andere Pins benutzt (zum Steuern) als die Mastereinheit benutzt. Während dieses Betriebs wird ein Widerstandsteiler zwischen die beiden Pins unter Verwendung von Pass-Transistoren T1 und T2 eingesetzt. Diese Widerstände halbieren die Spannung zwischen denen und vergleichen gegen die V_ref Normal-Spannung (die an dem Chip bereits anliegt). Ein Zähler wird erhöht, wenn mehr Strom benötigt wird um die Spannungsschwingung zu erhöhen oder verringern wenn eine zu hohe Spannungsschwingung erfasst wird. Obwohl die digitale Einstellung eine einfache Aufwärts/Abwärtszählung ist, kann eine anspruchsvollere binäre Suche implementiert werden gefolgt von einer einfachen Nachstellung um einen aufwärts oder abwärts, wenn der Algorithmus beendet ist. Solch eine Ausführungsform ist kompliziert, das Einsparen der Zeit zum Finden des notwendigen Einstellpunktes dürfte nicht die Eliminierung eines einfachen Aufwärts/Abwärtszählers rechtfertigen.
Für die Speichereinheit werden zwei Pins für die Stromsteuernachstellung verwendet. Ein Pin wird auf eine logische Eins gesteuert (niedrige Spannung) und der andere Pin wird nicht angesteuert. Dies wird ausgeführt unter Verwendung eines speziellen Registerlesekommandos (oder dies kann ausgeführt werden während einer Speicherauffrischung derselben Einheit). Während dieser Arbeitsweise wird ein Widerstandsteiler zwischen zwei Pins eingesetzt unter Verwendung der Passtransistoren T3 und T4. Diese Widerstände halbieren die Spannung zwischen denen und vergleichen gegen die V_ref Spannung (die bereits an dem Chip anliegt). Ein Zähler wird erhöht, wenn mehr Strom benötigt wird um die Spannungsschwingung zu erhöhen, oder verringert, wenn eine zu hohe Spannungsschwingung erfasst wird. Obwohl die digitale Nachstellung eine einfache Aufwärts-/Abwärtszählung ist, hätte eine anspruchsvollere binäre Suche implementiert werden können, gefolgt von einer einfachen Nachstellung um einen aufwärts oder abwärts nachdem der Algorithmus beendet ist.
Das neue Verfahren verwendet zwei der insgesamt N-Pins, und dabei unterschiedliche Pins für den Master und den Slave. Während der Stromkalibrierung kalibriert sowohl ein Slave als auch der Master zur gleichen Zeit an unterschiedlichen Pins.
10 stellt die Steuer- und Testmoduslogik dar, die im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden kann. Der Stromsteuerzähler beinhaltet einen Addierer 1030, einen Masterzwischenspeicher 1031, einen Multiplexer 1032, einen Slavezwischenspeicher 1033, Zufallslogik 1034 und einen Mehrheitsdetektor (majority detector) 1035. Unter Verwendung des Steuerzählers in 10 sind eine Vielzahl von Operationsmodi möglich. In einem ersten Modus wird die Schaltung in einem „Automodus" angeordnet, wenn MD_sel Bypass 1016 aufgehoben ist und MD_RD 1017 aufgestellt ist. In dem Automodus ist CCValue_ns[5:0] 1012 gekoppelt mit dem CCValue_nsd[5:0] 1013. Jeder ccUpdate 1020 Puls aktualisiert den Stromsteuerwert um 1 Bit ausgehend von dem Wert IncrValue 1018 (der Werte von 1,0 oder –1 annimmt).
Während der Initialisierung werden eine Serie von ccUpdate Pulsen den ictrl[5:0] 1014 steuern, um seinen Optimalwert zu erreichen. Periodische Aktualisierungen können ausgeführt werden mit nachfolgenden ccUpdate Pulsen zu bestimmten Intervallen.
In einem zweiten Modus wird die Schaltung in einem „Manualmodus" angeordnet, wenn MD_sel Bypass 1016 aufgestellt ist und MD_RD 1017 aufgestellt ist. In dem Manualmodus wird CCValue_nsd[5:0] 1013 gekoppelt mit CCreg[5:0] 1015. Bei der niedrigen Phase des ccUpdate wird der Wert des ictrl[5:0] in das CCReg[5:0] 1015 geladen. Dieser Modus kann verwendet werden, um einen beliebigen ictrl[5:0] Wert zu steuern oder das Master-Slave-Flip-Flop (1033) vor dem Eintritt in den Automodus vorzuladen. Derselbe Datenpfad wird während des Direktzugriffstestmodus verwendet, in dem Testwerte von ictrl[5:0] durch Ändern von CCReg[5:0] gesteuert werden. Ein „mittlerer" Wert von CCValue[5:0] = 100000 kann beim Initialisieren vorgeladen werden, so dass der Optimalwert mit weniger Anzahlen von ccUpdate Pulsen erreicht wird.
Die Schaltung kann auch in einem „Zwangmodus" angeordnet werden, wenn MD_RD 1017 aufgehoben wird. In dem Zwangmodus kann ein bestimmter Wert bei ictrl[5:0] erzwungen werden, wenn MD_RD 1017 aufgehoben wird. In der bevorzugten Ausführungsform erzwingt die Zufallslogik ictr[5:0] = 101111. Eine andere Ausführungsform kann einen unterschiedlichen Zwangswert oder Zwangswerte implementieren. Dieser Modus wird zum Testen und Kalibrieren verwendet.
Der Mehrheitsdetektor filtert den Wert von CCInct 1019 und verhindert Umschalten von ictrl[5:0], wenn sich der Wert innerhalb eines Bits des gesetzten Wertes befindet. Der Mehrheitsdetektor nimmt eine grade Anzahl von Abtastwerten des Signals CCIncr. Der Incr Wert 1018 ist „1 ", wenn die Mehrzahl der Abtastwerte „high" sind. Der Incr Wert 1018 ist „–1", wenn die Mehrzahl der Abtastwerte „low" sind. Der Incr Wert 1018 beträgt „0" keine Mehrzahl vorhanden ist.
11 zeigt eine andere Ausführungsform eines Stromsteuerzählers, der entsprechend der Erfindung verwendet werden kann. Diese Implementierung verwendet einen Sieben-Bit ictrl Wert. Die Schaltung 1100 weist drei Betriebsmodi auf. In einem ersten Modus ist die Schaltung in einem „Autoermittelmodus", wenn CCtIEn „high" ist und CCtIAuto „high" ist. In dem Autoermittelmodus ist der Aufwärts-/Abwärtszähler mit ictrl[6:0] gekoppelt. Wenn der Aufwärts-/Abwärtszähler erhöht oder verringert wird, wird ictrl[6:0] entsprechend geändert, bis der Gleichgewichtswert von ictrl[6:0] erreicht ist. An diesem Punkt wird der Optimalwert mit dem Signal CCtLd in den CCR geladen und der Stromsteuerzähler kann in den Automodus übergehen.
Die Schaltung kann auch in einem „Automodus" sein, wenn CCtIEn „low" ist und CCtIAuto „high" ist. In dem Automodus steuert der Register in dem CCR Block die Stromeinstellung von ictrl[6:0]. In diesem Modus ist der Aufwärts-/Abwärtszähler auch mit dem CCR Register gekoppelt.
Die Schaltung weist auch einen „Manualmodus" auf, wenn CCtIEn „low" ist und CCtIAuto „low" ist. In dem Manualmode wird ein 7 Bit Wert CCtI[6:0] gesteuert oder in den Zähler und ictrl[6:0] gespeichert. Dieser Modus wird verwendet, um einen Wert in den Zähler und Register zu setzen, der nahe bei der Einstellung ist, die tatsächlich bei dem auto-aquire mode resultieren wird, was Zeit reduziert, die es braucht den Optimal- ictrl[6:0] Wert zu erreichen. Dieser Modus kann auch verwendet werden, um den Zähler und Register auf einen bestimmten Wert zu setzen bevor in den auto-aquire mode gegangen wird. Dieser Modus kann auch als ein Test- oder Direktzugriffsmodus verwendet werden, wobei bestimmte Werte auf dem ictrl[6:0] durch Ändern von CctI[6:0] gesteuert werden.
Die Stromsteuerschaltung kann mit einem einzelnen Ausgangspin implementiert werden, um Stromkalibrierung auszuführen. Sowohl „high" als auch „low"-Spannungswerte werden von demselben Pin sequenziell durch eine Abtast- und Halteschaltung gemessen. Anschließende Verarbeitung erfolgt von diesen Spannungswerten, die mit einem Spannungsteiler gemittelt sind.
In einer anderen Ausführungsform werden die Pin-Spannungswerte während des normalen Betriebs des RDRAM gemessen. Ausgehend von Daten der DRAM-„lese"-Operationen bestimmt die Stromsteuerschaltung wenn stabile Ausgangs-„high" oder „low" Spannungsmuster an dem Pin anliegen. Ein einzelner Pin oder Mehrfachpins können verwendet werden um die Blockspannung (pad voltage) zu messen. Mehrfache Abtastwerte und Mittelungen können durchgeführt werden, um Störkopplungen und Reflektionen auf dem Ausgangskanal von den stabilen Ausgangssignalhöhen „high" und „low" zu filtern. Diese Ausführungsform hat den Vorteil keine „ruhige Periode" auf dem Kanal zur Stromsteuerkalibrierung zu benötigen.
Die vorstehende Beschreibung verwendet zum Zwecke der Erklärung eine bestimmte Nomenklatur um ein genaues Verständnis der Erfindung zu schaffen. Jedoch wird es für den Fachmann ersichtlich, dass die bestimmten Details nicht benötigt werden um die Erfindung auszuführen. In anderen Beispielen werden gut bekannte Schaltkreise und Vorrichtungen in Form von Blockdiagrammen gezeigt, um unnötige Ablenkung von der zugrundeliegenden Erfindung zu vermeiden. Somit sind die vorstehenden Beschreibungen der bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angeführt zum Zwecke der Illustration und Beschreibung. Sie sind nicht dafür vorgesehen, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die präzisen offenbarten Formen zu beschränken, da offensichtlich eine Vielzahl von Modifikationen und Veränderungen im Lichte der obigen Lehre möglich sind. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben um die Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendungen am besten zu beschreiben, um dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung und eine Vielzahl von Ausführungsformen mit vielfältigen Modifikationen auszustatten wie für die im speziellen Gebrauch betrachteten geeignet sind. Es ist vorgesehen, dass der Bereich der Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.

Claims

Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung, die dafür eingerichtet ist, eine Ausgangspannungs-Schwingungs-Charakteristik eines Treibers während einer Speicherauffrischperiode zu kalibrieren, wobei die integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung umfasst: einen ersten Ausgabetreiber zum Ausgeben eines Signals auf eine erste externe Signalleitung; und einen Einstellschaltkreis, der mit dem ersten Ausgabetreiber gekoppelt ist, um einen Betrag der Spannungsschwingung des ersten Ausgabetreibers auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Referenzspannungsamplitude und einer solchen Spannungsamplitude einzustellen, die bei Ausgabe des Signals erzeugt wird.
Integrierte Schaltkreis Speichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Betrag der Spannungsschwingung in einer ersten Richtung eingestellt wird, wenn die Spannungsamplitude die Amplitude der Referenzspannung überschreitet; und der Betrag der Spannungsschwingung in eine zweite Richtung eingestellt wird, wenn die Amplitude der Referenzspannung die Spannungsamplitude überschreitet.
Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Einstellschaltkreis einen Vergleicher beinhaltet zum Vergleichen der Amplitude der Referenzspannung und der Spannungsamplitude, die durch das Ausgeben des Signals erzeugt wird.
Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, weiter beinhaltend einen Referenzspannungsgenerator, der mit dem Vergleicher gekoppelt ist, um die Amplitude der Referenzspannung zu generieren.
Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, wobei die Amplitude der Referenzspannung von einer zur integrierten Schaltkreis-Speichervorrichtung externen Quelle erhalten wird.
Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 5, weiter beinhaltend einen Spannungsteiler, der mit der ersten externen Signalleitung und dem ersten Ausgabetreiber gekoppelt ist, um die Spannungsamplitude auf der Grundlage des Betrags der generierten Spannungsschwingung zu erzeugen, wobei die Spannungsamplitude auf der Grundlage eines Widerstandsverhältnis des Spannungsteilers bestimmt wird.
Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung nach Anspruch 6, weiter beinhaltend einen zweiten Ausgabetreiber, der mit einer zweiten externen Signalleitung gekoppelt ist, wobei der Spannungsteiler ein erstes Ende und ein zweites Ende beinhaltet, wobei das erste Ende mit der ersten externen Signalleitung gekoppelt ist und das zweite Ende mit der zweiten externen Signalleitung gekoppelt ist.
Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter umfassend einen Zähler, der mit dem Einstellschaltkreis und dem ersten Ausgabetreiber gekoppelt ist, wobei der Betrag der Spannungsschwingung durch einen Code bestimmt wird, der in dem Zähler enthalten ist, wobei der Kode abhängig von dem Vergleich zwischen der Amplitude der Referenzspannung und der durch Teilen des Signals erzeugten Spannungsamplitude eingestellt wird.
Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Ausgabetreiber eine Mehrzahl von Transistoren beinhaltet, wobei das Signal auf die erste externe Signalleitung ausgegeben wird durch Aktivieren einer Anzahl von Transistoren der Mehrzahl von Transistoren, wobei die Anzahl der aktivierten Transistoren durch den Kode bestimmt wird.
Integrierte Schaltkreis-Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Ausgabetreiber eine Mehrzahl von Transistoren beinhaltet, wobei der Betrag der Spannungsschwingung des ersten Ausgabetreibers durch eine Anzahl von Transistoren der Mehrzahl der aktivierten Transistoren bestimmt wird.
Speichervorrichtung, die zum Kalibrieren eines Betrags einer Spannungsschwingung eingerichtet ist, wobei die Speichervorrichtung eine dynamische Direktzugriffsspeicher-Vorrichtung (DRAM) ist, wobei die Speichervorrichtung umfasst: eine Treiberschaltung zum Ausgeben eines Signals auf eine externe Signalleitung; einen Einstellschaltkreis zum Einstellen eines Betrags einer Spannungsschwingung des Treiberschaltkreises auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Amplitude der Referenzspannung und einer Spannungsamplitude die durch die Treiberschaltung, die das Signal ausgibt, erzeugt wird; und einen Isolationsschaltkreis, der mit dem Treiberschaltkreis und dem Einstellschaltkreis gekoppelt ist, wobei der Isolationsschaltkreis dazu vorhanden ist, den Einstellschaltkreis von dem Treiberschaltkreis so zu isolieren, dass die Treiberschaltung eingerichtet ist, um darin Daten auf die externe Signalleitung auszugeben, nachdem der Betrag der Spannungsschwingung des Treiberschaltkreises kalibriert wurde.
Speichervorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Einstellschaltkreis beinhaltet: Mittel zum Vergleichen der durch Ausgeben des Signals erzeugten Spannungsamplitude und der Amplitude der Referenzspannung; Spannungsteilermittel zum Erzeugen der Spannungsamplitude abhängig von dem Betrag der Spannungsschwingung der Treibermittel; und Zählmittel zum Speichern eines für den Betrag der Spannungsschwingung repräsentativen Kode, wobei der Kode als Reaktion auf den Vergleich zwischen der Spannungsamplitude und der Referenzspannung eingestellt wird.
Speichervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Betrag der Spannungsschwingung während einer Speicherauffrischoperation kalibriert wird.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Betrag der Spannungsschwingung der Treibermittel periodisch kalibriert wird.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Treiberschaltkreis einen Transistor beinhaltet, der eine effektive Weite aufweist, die konfiguriert ist, um den Spannungsschwingungsbetrag des Ausgabetreibers einzustellen.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei für den Spannungsschwingungsbetrag ein Kode steht, der in einem Zähler enthalten ist, und wobei die Breite des Transistors abhängig von dem Kode konfiguriert ist und wobei der Kode abhängig von dem Vergleich zwischen der Referenzspannungsamplitude und der von dem Steuern des Signals erhaltenen Spannungsamplitude eingestellt wird.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Treiberschaltkreis einen ersten Ausgabetreiber und einen zweiten Ausgabetreiber beinhaltet, wobei der erste Ausgabetreiber mit der ersten externen Signalleitung gekoppelt ist und wobei der zweite Ausgabetreiber mit einer zweiten externen Signalleitung gekoppelt ist, und wobei der Einstellschaltkreis einen Spannungsteiler beinhaltet, der mit der ersten und zweiten externen Signalleitung gekoppelt ist, wobei die Spannungsamplitude, die durch eine Treiber schaltung erzeugt wurde, die das Signal steuert, abhängig von einem Verhältnis der Widerstände des Spannungsteilers ist.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Einstellschaltkreis einen Vergleicher zum Vergleichen der Referenzspannungsamplitude und der Spannungsamplitude, die durch Steuern des Signals erzeugt wurde, beinhaltet.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei: der Spannungsschwingungsbetrag in eine erste Richtung eingestellt wird, wenn die Spannungsamplitude die Referenzspannungsamplitude überschreitet; und der Betrag der Spannungsschwingung in einer zweiten Richtung, wenn die Referenzspannungsamplitude die Spannungsamplitude überschreitet, eingestellt wird.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, weiter beinhaltend einen Referenzspannungsgenerator, der mit dem Vergleicher gekoppelt ist, um die Referenzspannungsamplitude zu erzeugen.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei der Isolationsschaltkreis ein Durchgangsgatter beinhaltet, das aktiv den Einstellschaltkreis mit dem Treiberschaltkreis koppelt, als Antwort auf ein Kommando, das spezifiziert, dass der Spannungsschwingungsbetrag zu kalibrieren ist.