-
Die
vorliegende Erfindung betrifft generell Halbleitervorrichtungen.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Burst-Architektur
für einen
Flash-Speicher.
-
Bei
einem Flash-Random-Access-Speicher (RAM), der üblicherweise eher als Flash-Speicher bekannt
ist, handelt es sich um eine Form eines nichtflüchtigen Speichers, bei dem
eine Speicherzellen-Konzept mit einem Floating Gate verwendet wird. Den
Speicherzellen-Eingängen
werden High-Spannungen zugeführt,
um Ladung an dem Floating Gate zu programmieren oder zu speichern
oder um Ladung an dem Floating Gate zu löschen oder zu entfernen. Das
Programmieren erfolgt über
Heisselektronenübertragung,
um Ladung an dem Floating Gate zu platzieren, während beim Löschen die
Fowler-Nordheim-Tunnelung genutzt wird, bei der Elektronen ein dünnes dielektrisches
Material durchdringen, wodurch der Betrag elektrischer Ladung an
dem Floating Gate reduziert wird. Das Löschen einer Zelle setzt den
logischen Wert der Zelle auf "1", während das
Programmieren der Zelle den logischen Wert auf "0" setzt.
Abgesehen von Programmier- oder Lösch-Operationen arbeitet ein Flash-Speicher ähnlich wie
ein für
beliebigen Zugriff ausgelegter Nurlesespeicher (ROM). Herkömmlicherweise
wird ein Flash-Speicher-Chip, der Flash-Speicher-Speicherzellen
und eine Stützungs-Logik/-Schaltung
enthält, hergestellt,
indem Schichten aus Halbleitermaterial und Verbindungsschichten
aus Polysilicium und erste und zweite Metallschichten auf einem
Substrat ausgebildet werden. Es ist ersichtlich, dass in diesem
Zusammenhang zahlreiche IC-Schaltungs-Herstellungstechniken, bei
denen eine oder mehrere Schichten verwendet werden, angewandt werden können.
-
Flash-Speicher
unterliegen dem Erfordernis, kontinuierlich anspruchsvollere Standards
der System-Leistungsfähigkeit
zu erfüllen.
Ein Gebiet, in dem Möglichkeiten
zur Steigerung der Leistung eines Flash-Speichers liegen, ist das
Gebiet der Burst-Modus-Flash-Speicher. Es wäre wünschenswert, einen Hochleistungs-Flash-Speicher
zu implementieren, der in der Lage ist, einen verbesserten Burst-Modus-Betrieb
durchzuführen.
-
In
dem IBM Technical Disclosure Bulletin, Jahrgang 20, Nr. 12, Mai
1988, Armonk, N.Y., USA, ist auf 5. 339 bis 341 unter dem Titel "Increasing data read
rate from memories" ein
Verfahren zum Erhöhen
der Rate beschrieben, mit der Daten aus einem Speicher gelesen werden
können,
wobei dieses Verfahren die Verwendung zweier oder mehr Speichereinheiten
involviert, dahingehend, dass an dem Ausgang ein Datenstrom erzeugt
wird, bei dem Daten von jedem Speicher mit denjenigen von dem anderen Speicher
bzw. den anderen Speichern verschachtelt sind.
-
EP-A-0
821 363 beschreibt eine DRAM-Halbleiterspeichervorrichtung mit vereinfachten
Lese- und Schreib-Schaltungen. Es ist eine Schaltung beschrieben,
die ein geradzahliges Speicherzellen-Array und ein ungeradzahliges
Speicherzellen-Array mit verschiedenen Steuerelementen aufweist.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
ein Zeitsteuerungsdiagramm zwecks Veranschaulichung der Grund-Arbeitsweise eines
Beispiels einer Burst-Modus-Zugriffsfunktion bei einem Speicher;
-
2 zeigt
ein Blockschaltbild eines Speichers, bei dem ein Beispiel einer
Burst-Modus-Architektur gemäß einer
derzeit bevorzugten Ausführungsform
realisiert ist;
-
3 zeigt
ein Zeitsteuerungsdiagramm zwecks Veranschaulichung der Grund-Arbeitsweise des
Beispiels der Burst-Modus-Architektur gemäß 2;
-
4 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels eines Adress-Gültig-Puffers bei dem Speicher
gemäß 2;
-
5 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels eines Takt-Puffers bei dem Speicher
gemäß 2;
-
6 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels einer Zeitgebungs-Steuereinheit bei
dem Speicher gemäß 2;
-
7 zeigt
ein Schaltbild des Adress-Puffer-Blocks bei dem Speicher gemäß 2;
-
8 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels einer Adress-Puffer-Stufe bei dem
Adress-Puffer-Block gemäß 7;
-
9 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels einer Adress-Puffer-Stufe, die speziell
für das
Bit niedrigster Signifikanz der Adresse in dem Adress-Puffer-Block
gemäß 7 vorgesehen
ist;
-
10 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels einer Takt-Schaltung bei dem Speicher
gemäß 2;
und
-
11 zeigt
ein Schaltbild zur Veranschaulichung von Beispielen von Detektions-,
Halte- und Ausgangsschaltungen bei dem Speicher gemäß 2.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Flash-Speicher
unterliegen dem Erfordernis, stetig anspruchsvollere Standards der
System-Leistungsfähigkeit
zu erfüllen.
Ein Gebiet, in dem noch Möglichkeiten
zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit
von Flash-Speichern vorhanden sind, ist das Gebiet der Burst-Modus-Flash-Speicher.
Bei den hier beschriebenen derzeit bevorzugten Ausführungsformen
wird ein Hochleistungs-Flash-Speicher implementiert, der zu einem
verbesserten Burst-Modus-Betrieb
in der Lage ist.
-
Allgemein
ausgedrückt
beinhaltet ein Burst-Modus-Betrieb das Erzeugen von Daten, vorzugsweise
in Form von Datenwörtern,
am Ausgang des Speichers synchron mit einem Takt- oder Zeitsteuerungs-Signal.
Auf die Stellen der Kern-Speicherzellen, an denen die Daten gespeichert
sind, wird mittels einer Kern-Zell-Adress- und Dekodier-Logik zugegriffen.
Im Burst-Modus-Betrieb
wird eine Angangs-Adresse dem Speicher zugeführt oder von diesem erzeugt.
Im Burst-Modus-Betrieb werden nachfolgende Adressen, die den Speicherzellen-Stellen
entsprechen, intern von dem Speicher erzeugt, statt an dem Speicher
aus einer extern vom Speicher gelegenen Quelle empfangen zu werden. Schließlich werden
Daten in Form von Datenwörtern, die
an Speicherstellen gespeichert sind, welche diesen anfänglichen
und nachfolgenden intern erzeugten Adressen entsprechen, synchron
mit einem Zeitsteuerungssignal an dem Ausgang des Speichers erzeugt.
-
1 zeigt
ein Zeitsteuerungsdiagramm zur Veranschaulichung der Grund-Arbeitsweise des
Beispiels einer Burst-Modus-Zugriffsfunktion bei einem Speicher.
Im Falle eines Burst-Betriebs wird eine Anfangs-Adresse an einen
Eingang des Speichers angelegt, die in 1 als ein
Signal ADDRESS gezeigt ist. Generell handelt es sich bei der Anfangs-Adresse um
ein Mehr-Bit-Signal.
Ein Signal ADDRESS VALID, das in Reaktion auf eine gültige Anfangs-Adresse
erfolgt, befindet sich normalerweise im High-Zustand, geht jedoch
in den Low-Zustand über,
um anzuzeigen, dass dem Speicher eine gültige Anfangs-Adresse zugeführt worden
ist. Somit ist das Signal ADDRESS VALID ein Low-Aktiv-Signal. Ein CLOCK-Signal
dient der Zeitsteuerung für
den Burst-Betrieb. Die Taktimpulse des in 1 gezeigten
CLOCK-Signals sind bezeichnet mit C–1,
C0, C1, C2, C3 bzw. C4. Eine DATA-Signal repräsentiert die Information, die
an dem Ausgang des Speichers erscheint. Generell entspricht jedes
Bit des Ausgangssignals der Information, die in einer Kern-Zelle
des Speichers gespeichert ist. Typsicherweise handelt es sich bei
dem DATA-Signal um ein Mehr-Bit-Signal, das der in einer Reihe von
Speicherzellen des Speichers gespeicherten Information entspricht.
Der schraffierte Bereich in 1 stellt
die Grenze des vernachlässigbaren
Bereichs dar, in dem der Wert des DATA-Signals unbestimmt ist und/oder
nicht relevant für
den Betrieb der Schaltung ist.
-
Der
gesamte Betrieb des Speichers schreitet in Reaktion auf eine gültige Anfangs-Adresse
fort, die an einem Eingang des Speichers eingegeben wird. Das Signal
ADDRESS VALID lädt
das gegebene gültige
Anfangs-ADDRESS-Signal
an der Abstiegsflanke des Signals ADDRESS VALID in den Speicher.
An der Anstiegsflanke des Taktimpulses Co des CLOCK-Signals wird
die Anfangs-Adresse in dem Speicher gehalten oder gespeichert, z.
B. in einem Adress-Puffer. An der ersten Abstiegsflanke des CLOCK-Signals,
nachdem das Signal ADDRESS VALID in den Low/Aktiv-Zustand übergeht,
in diesem Fall der Abstiegsfanke des Taktimpulses Co, geht das Signal
ADRESS VALID in seinen Ruhezustandwert high über.
-
Die
Zeitperiode zwischen der Abstiegsflanke des Signals ADDRESS VALID
und der Anstiegsflanke des Taktimpulses C4 des
CLOCK-Signals wird als der Anfangszustand bezeichnet. Während des
Anfangszustands muss der Speicher bereit für den Burst-Betrieb sein. Der
Anfangszustand enthält
eine bestimmte Anzahl N von Taktimpulsen.
-
Im
Anschluss an die Anzahl N von Taktimpulsen (in 1 beträgt die Anzahl
N vier) werden an jeder Anstiegsflanke des CLOCK-Signals vier Datenworte aus
dem Speicher herausgetaktet. Vorzugsweise ist die Anzahl N der Taktimpulse
durch das System voreingestellt. Um ein korrektes Funktionieren
des Systems zu ermöglichen,
sollten die ersten Daten D0 vor der Anstiegsflanke
des Taktimpulses C4 bereit und gültig sein,
so dass das System die ersten Daten D0 an
oder nach der Anstiegsflanke des Taktimpulses C4 aussenden
kann. Die zweiten Daten sollten vor der Anstiegsflanke des Taktimpulses
C5 bereit sein. In ähnlicher Weise sollten die
dritten Daten D2 vor der Anstiegsflanke
des (in 1 nicht gezeigten) nächsten Taktimpulses
des CLOCK-Signals bereit sein, usw. Die derzeit bevorzugte Ausführungsform
und weitere Ausführungsformen
und Variationen dieser Ausführungsformen
machen die Architektur verfügbar,
mit der diese Burst-Betriebsart-Funktion effektiv realisiert werden
kann.
-
Die
nun zu erläuternde 2 zeigt
ein Blockschaltbild eines Speichers 200. Bei der gezeigten Ausführungsform
ist der Speicher 200 als Flash-Speicher konfiguriert, der
als Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-(CMOS-)IC-Schaltung
zum Speichern digitaler Daten ausgebildet ist. Der Speicher 200 kann
jedoch in jeder anderen geeigneten Form vorgesehen sein, und in
der Tat können
die hier beschriebenen Prinzipien an jeder anderen geeigneten Schaltung
angewandt werden, bei dem ein Teil des Arbeit der Schaltung einen
Burst-Modus-Betrieb involviert. In dem Speicher 200 ist
ein Beispiel einer Burst-Modus-Architektur gemäß einer derzeit bevorzugten
Ausführungsform
realisiert. Der Speicher 200 enthält ein Kern-Zeilen-Array 202,
einen Dekodierer 204, einen Adress-Gültig-Puffer 206, einen Adress-Puffer-Block 208,
eine Zeitgebungs-Steuerschaltung 210, eine Takt-Zählerschaltung 212,
einen Takt-Puffer 214, eine erste Reihe von Leseverstärkern, beginnend
mit S/ALO 216 und endend mit S/ALM 220, eine zweite Reihe von Leseverstärkern, beginnend
mit S/ALO 218 und endend mit S/ALM 222, eine Reihe von Halteschaltungen,
beginnend mit LATCHLO 224 und LATCHHO 226 und endend mit LATCHLM 228 und LATCHHM 230,
eine Reihe von Daten-Multiplexern,
beginnend mit MO 232 und endend mit
MM 234, und eine Reihe von Ausgangspuffern, beginnend
mit OUTBUFO 236 und endend mit
OUTBUFM 238.
-
Bei
einem Eingangssignal PD handelt es sich um ein Power-Down-Signal,
das zum Herunterfahren der Energiezufuhr zum Speicher 200 verwendet
wird. Insbesondere wird das Eingangssignal PD an einen Eingang,
vorzugsweise einen externen Eingang, des Speichers 200 angelegt
und an dem Adress-Gültig-Puffer 206,
dem Adress-Puffer-Block 208 und dem Takt-Puffer 214 empfangen.
Wenn sich das eingegebene Signal PD in einem logischen High-Zustand
befindet, deaktiviert das eingegebene Signal PD effektiv die verschiedenen
Pufferschaltungen 206, 208, 214. Vorzugsweise
werden, wenn das eingegebene Signal PD logisch low ist, der Speicher und
die verschiedenen Pufferschaltungen 206, 208, 214 deaktiviert.
-
Ein
Takt- oder Zeitsteuerungssignal CLK wird an einen Eingang, vorzugsweise
einen externen Eingang, des Speichers 200 angelegt und
an dem Takt-Puffer 214 empfangen.
Das Taktsignal CLK kann z. B. an einen System- oder einen Mikroprozessor-Taktgeber
angelegt werden, der extern von dem Speicher 200 arbeitet.
Vorzugsweise bestimmt das CLK-Signal die grundlegende Zeitsteuerung
und die interne Betriebsfrequenz des Speichers 200. Vorzugsweise
werden auch weitere Taktsignale oder Zeitsteuerungssignale ganz
oder teilweise aus dem CLK-Signal erzeugt, wie hier beschrieben.
Beispielsweise ist das CLCK-Signal ein Zeitsteuerungssignal, das
von dem Takt-Puffer 214 erzeugt
wird und das der Takt-Zählerschaltung 212 und
dem Adress-Gültig-Puffer 206 zugeführt wird.
Wenn das Taktsignal PD sich in einem logischen Low-Zustand befindet und
der Speicher 200 aktiviert ist, folgt das CLCK-Signal dem
CLK-Signal.
-
Ein
Adress-Gültig-Signal ADV wird an einen Eingang,
vorzugsweise einem externen Eingang, des Speichers 200 angelegt
und an dem Adress-Gültig-Puffer 206 empfangen.
Das ADV-Signal zeigt an, ob
ein Anfangs-Adress-Signal
ADD gültig
ist oder nicht. Das Anfangs-Adress-Signal ADD wird an einen Eingang,
vorzugsweise einem externen Eingang, des Speichers 200 angelegt
und an dem Adress-Puffer-Block 208 empfangen. Der Adress-Puffer-Block 208 enthält eine
Reihe von Adress-Puffern. Vorzugsweise sind die Adress-Puffer kaskadenartig
in einer Kette angeordnet, wie in 7 gezeigt
ist und noch detailliert beschrieben wird. Jeder Adress-Puffer der Kette
von Adress-Puffern ist zum Erzeugen und Speichern eines Adress-Bits
konfiguriert. Bei dem Speicher 200 gemäß 2 existieren
n + 1 Adress-Puffer in dem Adress-Puffer-Block 208, die
jeweils ein betreffendes Bit Add0, Add1, Add2, ... Addn des Anfangs-Adress-Signals ADD empfangen
und ein jeweiliges Bit A0, A1,
A2, ... An des aktuellen
Adress-Signals ADDP erzeugen und speichern. Diese Adress-Bits A0, A1, A2,
... An bilden das aktuelle Adress-Signal ADDP, eine
Adresse mit n + 1 Bits. Vorzugsweise werden die Adress-Bits A0,
A1, A2, ... An von dem Dekodierer 204 erzeugt.
Das Adress-Bit A0 ist das Bit niedrigster
Signifikanz der Adresse und wird von dem ersten Adress-Puffer in der Adress-Puffer-Kette
in dem Adress-Puffer-Block 208 erzeugt und gespeichert.
Das Adress-Bit A0 dient vorzugsweise als
Steuersignal und wird jedem Daten-Multiplexer der Reihe von Daten-Multiplexern,
die mit MO 232 beginnen und mit
MM 234 enden, zugeführt. Vorzugsweise
wählt jeder
Daten-Multiplexer Datenwörter
entsprechend dem Übergang
des Steuersignals A0 aus. Vorzugsweise ist
es nicht erforderlich, dass das Steuersignal A0 dem
Dekodierer 204 zugeführt wird.
Dies bedeutet, das bei der hier vorliegenden Beschreibung von dem
Verständnis
ausgegangen werden soll, dass sich das aktuelle Adress-Signal generell
auf die Adress-Bits A0, A1,
A2, ... An mit oder ohne
das Steuersignal A0 bezieht, was für den Kontext
gilt, innerhalb dessen das vorliegende Adress-Signal ADDP beschrieben
wird. Beispielsweise wird in 2 das Steuersignal
A0 an die Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 sowie
an die Daten-Multiplexer 232 ... 234 ausgegeben,
wird jedoch nicht an den Dekodierer 204 ausgegeben.
-
Ein
Kern-Zell-Array 202 enthält mehrere Kern-Zellen, von
denen jede zum Speichern von Daten konfiguriert ist. Vorzugsweise
handelt es sich bei dem Kern-Zell-Array um ein Set von Flash-Speicher-Zellen.
Bei anderen Ausführungsformen
können jedoch
auch andere nichtflüchtige
Speicher verwendet werden. Vorzugsweise sind die Arrays in Worten und
dann in Sektoren organisiert und können entweder byte- oder wort-adressierbar
sein. Bei einigen Anwendungsfällen
kann jede Kern-Zelle ein einzelnes Daten-Byte spei chern; bei anderen
Anwendungsfällen
kann jede Kern-Zelle zwei oder mehr Daten-Bits speichern. Bei der
derzeit bevorzugten Ausführungsform
sind die Kern-Zellen des Kern-Zell-Arrays 202 für Wort-Zugriff
ausgelegt, und durch das vorliegende Adress-Signal ADDP an dem Adress-Puffer-Block 208 wird
auf zwei Datenwörter
gleichzeitig zugegriffen. Das vorliegende Adress-Signal ADDP aus dem Adress-Puffer-Block 208 wird
von dem Dekodierer 204 dekodiert. Vorzugsweise enthält der Dekodierer 204 Reihen-
und Spalten-Dekodierschaltungen, wie z. B. X- und Y-Dekodierer.
X- und Y-Dekodierer sind auf dem Gebiet von Halbleiterspeichern
und insbesondere von Flash-Speichern weithin bekannt. Einige Beispiele
von Flash-Speicher-Dekodierer-Implementierungen sind beschrieben
in dem U.S.-Patent Nr. 5,867,430 von Chen et al. sowie dem U.S.-Patent Nr.
5,847,998 von Van Buskirk et al, die hiermit durch Verweis einbezogen
werden.
-
Der
Dekodierer 204 verbindet entsprechende Spalten des Kern-Zell-Arrays 202 der
ersten Reihe mit der ersten Reihe von Leseverstärkern S/ALO 216 ...
S/ALM 220 und der zweiten Reihe
von Leseverstärkern
S/ALO 218 ... S/ALM 222.
Die erste Reihe und die zweite Reihe von Leseverstärkern detektieren den
Strom in gewählten
Kern-Zellen, die ein Paar von Datenwörtern des Kern-Zell-Arrays 202 bilden,
und bestimmen den binären
Zustand der in den gewählten
Kern-Zellen gespeicherten Daten, die ein Paar von Datenwörtern bilden,
auf die gleichzeitig durch das aktuelle Adress-Signal ADDP an dem Adress-Puffer-Blick 208 zugegriffen
wird. Generell existieren M + 1 Leseverstärker in jeder der ersten Reihe
von Leseverstärkern
und der zweiten Reihe von Leseverstärkern. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
des Speichers 200 existieren M + 1 Leseverstärker in
der ersten Reihe von Leseverstärkern, um
ein 16-Bit-Datenwort aus dem Kern-Zell-Array 202 zu lesen.
In ähnlicher
Weise existiert bei einer bevorzugten Ausführungsform des Speichers 200 eine
Anzahl von M + 1 = 16 Leseverstärkern
in der zweiten Reihe von Leseverstärkern, um ein 16-Bit-Datenwort
aus dem Kern-Zell-Array 202 zu
lesen.
-
Ein
Paar von Datenwörtern
in dem Speicher 200 zu einem bestimmten Zeitpunkt kann
als high oder low gekennzeichnet werden. Ein High-Datenwort entspricht
einem logischen High-Wert des Steuersignals A0,
während
ein Low-Datenwort einem logischen Low-Wert des Steuersignals A0 entspricht. Die High-Datenwörter werden
von den High-Leseverstärkern,
d. h. der zweiten Reihe von Leseverstärkern S/ALO 218 ...
S/ALM 222 detektiert, während die Low-Datenwörter von
den Low-Leseverstärkern,
d. h. der ersten Reihe von Leseverstärkern S/ALO 216 ... S/ALM 220 detektiert werden. Das Steuersignal
A0 von dem Adress-Puffer-Block 208 wird
verwendet, um unter den High- und Low-Datenwörtern zu wählen, auf die der Zugriff aus
dem Speicher 200 an der Reihe von Daten-Multiplexern 232 ... 234 erfolgt.
-
Ein
Ausgangs-Aktivierungssignal OE wird
an einen Eingang, vorzugsweise einen externen Eingang, der Speicher 200 angelegt
und an der Reihe von Ausgangs-Puffern, beginnend mit OUTBUFO 236 und endend mit OUTBUFM 238, empfangen. Die Ausgangs-Puffer 236 ... 238 empfangen
das Datenwort (high oder low) von Kern-Zell-Daten. Vorzugsweise erzeugen
die Ausgangs-Puffer 236 ... 238 zusammen auf das
Ausgangs-Aktivierungssignal OE hin
ein Mehr-Bit Datenwort-Signal DATA an einem Ausgang des Speichers 200 zwecks
Verwendung extern vom Speicher 200. Typischerweise entspricht
das DATA-Signal der Information, die in einer Reihe von Kern-Speicherzellen gespeichert
ist, die als Datenwörter
des Speichers 200 adressierbar sind. Vorzugsweise alterniert
das DATA-Signal zwischen einem High-Datenwort und einem Low-Datenwort,
je nach dem Steuersignal A0 und dem Aktivierungssignal OE. Bei der bevorzugten Ausführungsform
des Speichers 200 hat das DATA-Signal eine Länge von 16
Bits. Weitere Schaltungen, die in 2 nicht
gezeigt sind, ermöglichen
und erleichtern das Spannungs-Boosting, Programmieren, Lesen, Verifizieren, Löschen und
das Durchführen
weiterer Operationen, wie es für
den Betrieb der einzelnen Kern-Zellen des Kern-Zell-Arrays 202 erforderlich
ist.
-
Ein
Signal ATDAd wird von dem Adress-Gültig-Puffer 206 erzeugt
und der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 zugeführt. Wenn
sich das Eingangssignal PD in einem logischen Low-Zustand befindet und
der Speicher 200 aktiviert ist, folgt das ATDAd-Signal
dem ADV-Signal. Ein Signal adv wird von dem Adress-Gültig-Puffer 206 erzeugt
und dem Adress-Puffer-Block 208 und der Takt-Zählerschaltung 212 zugeführt. Ein
Signal STP wird von der Takt-Zählerschaltung 212 erzeugt
und dem Takt-Puffer 214 zugeführt. Ein Adressübergangs-Detektionssignal
wird von der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 erzeugt und
dem Adress-Puffer-Block 208 und insbesondere dem ersten
Adress-Puffer in der Kette von Adress-Puffern zugeführt, wie
in 7 gezeigt ist und noch detailliert beschrieben
wird. Ein Signal EQ und ein Signal LT werden beide von der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 erzeugt
und werden jedem Leseverstärker
der ersten Reihe von Leseverstärkern
S/ALO 216 ... S/ALM 220 und
der zweiten Reihe von Leseverstärkern
S/ALO 218 ... S/ALM 222 zugeführt. Ein
Signal LD wird von der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 erzeugt
und wird jeder Haltschaltung der Reihe von Halteschaltungen zugeführt, beginnend
mit LATCHLO 224 und LATCHHO 226 und endend mit LATCHLM 228 und LATCHHM 230.
Ein Signal CLKT wird von der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 erzeugt,
und dieses Signal ist ein Zeitsteuerungssignal, das dem Takt-Puffer 214 zugeführt wird.
Bei einem Signal CLKI handelt es sich um ein weiteres Zeitsteuerungssignal,
das von dem Takt-Puffer 214 erzeugt wird und das dem Adress-Puffer-Block 208 und
insbesondere jedem Adress-Puffer in der Kette von Adress-Puffern
zugeführt
wird.
-
Die
nun zu erläuternde 3 ist
ein Zeitsteuerungsdiagramm zur Veranschaulichung des grundlegenden
Betriebs eines Beispiels der Burst-Architektur gemäß 2.
Insbesondere zeigt 3 den Anfangs-Zustand und die
auf den Anfangs-Zustand folgende Periode des Speichers 200.
Die schraffierte Bereiche in 3 zeigen
die Grenzen der vernachlässigbaren
Bereiche, in denen die Werte der Signale unbestimmt sind und/oder
für den
Betrieb der Schaltung nicht relevant sind. In 3 aktiviert
die Abstiegsflanke 301 des Eingangssignals PD den Speicher 200.
Als Ergebnis folgt das CLKC-Signal
dem CLK-Signal, so dass die Zeitsteuerungskurve für beide
Signale als CLK(CLCK) gezeigt ist. Eine gültige Anfangs-Adresse ADD wird
dem Speicher 200 zugeführt.
Das ADV-Signal geht auf low,
um anzuzeigen, dass ein gültiges
Adress-ADD an dem Adress-Puffer-Block 208 vorhanden ist.
Die Abstiegsflanke 306 des ADV-Signals
bewirkt, dass das adv-Signal
von dem Adress-Gültig-Puffer 206 auf
low geht und das ATDAd-Signal von dem Adress-Gültig-Puffer 206 ebenfalls
auf low geht. Die Anstiegsflanke 304 des adv-Signals lädt die Bits des Anfangs-Adress-ADD
in den Adress-Puffer-Block 208,
so dass das aktuelle Adress-ADDP-Signal zunächst der Anfangs-Adresse ADD gleich
ist. Die Abstiegsflanke 304 des adv-Signals bewirkt, dass das STP-Signal
aus der Takt-Zählerschaltung 212 auf
high geht. Mit der Anstiegsflanke 303 des STP-Signals hört das CLKI-Signal
auf, dem CLK-Signal
zu folgen, und bleibt low, wobei es der nächsten Anstiegsflanke 308 des
CLK-Signals folgt. Zudem setzt die Abstiegsflanke 304 des adv-Signals die Takt-Zählerschaltung 212 zurück, so dass die
Schaltung 212 beginnt, die Anzahl von Takt-Impulsen des
CLCK-Signal (und somit das CLK-Signal) zu zählen. Die Takt-Impuls des in 1 gezeigten CLK-Signals
sind bezeichnet mit C–1, C0,
C1, C2, C3, C4, C5,
C6 bzw. C7. Die
Anstiegsflanke 308 des ersten Takt-Impulses C0 bewirkt,
dass das adv-Signal auf high
geht. Die Anstiegsflanke 302 des adv-Signals hält die Mehr-Bit-Adresse ADD
in dem Adress-Puffer-Block 208. Die Abstiegsflanke 305 des
ATDAd triggert einen ATD-Signal-Impuls aus der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210.
Die Anstiegsflanke 310 des ATD-Signals setzt den Adress-Puffer-Block 208 derart,
dass das vorliegende Adress-Signal inkrementiert werden kann, ohne
dass das Steuersignal A0 verändert wird.
Obwohl bei dem in dem Zeitsteuerungs-Schaubild gemäß 3 gezeigten
Beispiel das Steuersignal A0 anfangs nach
der Abstiegsflanke 304 des adv-Signals
low ist, kann bei anderen Beispielen das Steuersignal A0 selbstverständlich nach der
Abstiegsflanke 304 high sein.
-
Die
Abstiegsflanke 312 des ATD-Signals bei im Low-Zustand befindlichen
LD-Signal triggert einen Signal-Impuls und eine Anstiegsflanke 330 des EQ-Signals und initiiert
somit einen ersten oder Initial-Zugriff auf das Kern-Zell-Array 202 gemäß 2. Vorzugsweise
sind die Kern-Zellen des Kern-Zell-Arrays 202 word-adressierbar.
Die Kern-Zell-Stellen, an denen die Daten wörter für die anfänglichen und nachfolgenden
Zugriffe gespeichert sind, werden von den Bits des aktuellen Adress-Signals
ADDP gewählt.
Für den
anfänglichen
Zugriff nimmt das aktuelle Adress-Signal ADDP den Wert des Anfangs-Adress-Signals
ADD an. Das Anfangs-Adress-Signals ADD, das vom Adress-Puffer-Block 208 gespeichert
und erzeugt wird, greift z. B. gleichzeitig auf zwei Datenwörter des
Speichers zu. Bei der derzeit bevorzugten Ausführungsform hat jedes Datenwort
eine Länge
von 16 Bits. Durch nachfolgende Adressen ADDP, die vom Adress-Puffer-Block 208 gespeichert
und erzeugt werden, wird z. B. gleichzeitig auf zwei Datenwörter des
Speicher zugegriffen. Bei einer derzeit bevorzugten Ausführungsform
wird ein nachfolgender Zugriff jede zwei Impulse des Takt- oder
Zeitsteuerungs-Signals CLK (oder CLCK, falls zutreffend) ausgeführt. Zum
Initiieren zusätzlicher
oder nachfolgender Zugriffe muss ein nachfolgendes Adress-ADDP vom
Adress-Puffer-Block 208 initiiert werden. Das nachfolgende Adress-ADDP
wird erzeugt durch Inkrementieren des Anfangs-Werts des aktuellen
Adress-Signals ADDP, d. h. des Anfangs-Adress-Signals ADD. Somit
erfolgt das Inkrementieren vorzugsweise zwischen Zugriffen. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
erfolgt ein Zugriff innerhalb eines Signal-Impulses des EQ-Signals.
-
Die
Anstiegsflanke 330 des EQ-Signals aus der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 schaltet
die erste Reihe von Leseverstärkern
S/ALO 216 ... S/ALM 220 und
die zweite Reihe von Leseverstärkern
S/ALO 218 ... S/ALM 222 ein,
so dass die erste Reihe und die zweite Reihe von Leseverstärkern beginnen,
die Daten, vorzugsweise in Form von Datenwörtern, aus gewählten Kern-Stellen für den Anfangs-Zugriff
zu detektieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform existieren 16 Low-Leseverstärker S/AL0 ... S/AL15, die zusammen
ein Low-Datenwort empfangen, und 16 High-Leseverstärker S/AH0 ... S/AH15, die
zusammen ein High-Datenwort empfangen, bei insgesamt 16 Leseverstärkern. Die
Abstiegsflanke 314 des EQ-Signals triggert das LT-Signal aus der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210.
Die Anstiegsflanke 316 des LT-Signals bewegt das Datenwort
aus der Anfangs-Adresse, wie auf dieses von der ersten Reihe und
der zweiten Reihe von Leseverstärkern
zuge griffen worden ist oder dieses von ihnen gelesen worden ist,
in (nicht gezeigte) Halteschaltungen, die in der ersten Reihe von
Leseverstärkern
S/ALO 216 ... S/ALM 220 und
der zweiten Reihe von Leseverstärkern S/ALO 218 ... S/ALM 222 angeordnet
sind. Aus diesem Grund sind die erste Reihe und die zweite Reihe
von Leseverstärkern
vorzugsweise derart konzipiert, dass sie das Lesen der Kern-Daten
und den Zugriff auf die Kern-Daten abschließen, so dass die Daten vor
der Anstiegsflanke 316 des LT-Signals bereit sind. Die
Abstiegsflanke 318 des LT-Signals hält die Daten in den (nicht
gezeigten) internen Halte-Stufen innerhalb der ersten Reihe von
Leseverstärkern S/ALO 216 ... S/ALM 220 und
der zweiten Reihe von Leseverstärkern
S/ALO 218 ... S/ALM 222.
Die Anstiegsflanke 316 des ersten LT-Impulses triggert
das CLCK-Zeitsteuerungssignal aus der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210.
Die Anstiegsflanke 320 des CLKT-Impulses erzeugt einen
CLKT-Signal-Impuls aus dem Takt-Puffer 214 und einen LD-Signal-Impuls
aus der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210.
Die Anstiegsflanke 322 des internen Taktsignals CLKI inkrementiert
die internen Adress-Bits A1, A2,
... An des n + 1 Bits aufweisenden aktuellen
Adress-Signals ADDP, das von dem Adress-Puffer-Block 208 erzeugt
und gespeichert wird. Auf diese Weise erzeugt der Adress-Puffer-Block 208 nachfolgende Adressen
ADDP durch Inkrementieren des aktuellen Adress-Signals ADDP mittels
des CLCK-Signals, so dass ein neuer Zugriff beginnen kann. Vorzugsweise variiert
an diesem Punkt das CLCK-Signal das vom ersten Adress-Puffer in
der Adress-Puffer-Kette im Adress-Puffer-Block 208 erzeugte
und gespeicherte Steuersignal A0 nicht. Vorzugsweise bleibt das
Steuersignal A0 während des Angangs-Zustands
konstant. Währendessen
wird das LD-Signal jedem Haltespeicher der Reihe von Haltespeichern,
beginnend mit LATCHLO 224 und LATCHHO 226 und endend mit LATCHLM 228 und LATCHHM 230,
zugeführt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
existieren bei insgesamt 32 Haltespeichern 16 Haltespeicher
LATCHL0 ... LATCHL15,
die zusammen ein Low-Datenwort empfangen und speichern, und 16 Haltespeicher LATCHH0 ... LATCHH15,
die zusammen ein High-Datenwort empfangen und speichern. Die Anstiegsflanke 324 des
LD-Signals lädt
die Datenwörter
aus dem Anfangs-Zugriff aus den internen Haltespeicher-Stufen in der ersten
Reihe von Leseverstärkern
S/ALO 216 ... S/ALM 220 und der
zweiten Reihe von Leseverstärkern
S/ALO 218 ... S/ALM 222 in
die Haltespeicher 224, 226, .... 228, 230.
Die Bits der High- und Low-Datenwörter werden die betreffenden
High- und Low-Haltespeicher bewegt.
-
Vorzugsweise
initiiert die Abstiegsflanke 326 des LD-Signals die Anstiegsflanke 328 des
EQ-Signals, so dass ein zweiter Zugriff beginnen kann. Dies bedeutet,
dass das aktuelle Adress-Signal ADDP, das anfangs dem anfänglichen
Adress-Signal ADD äquivalent
war, auf die Anstiegsflanke 322 des CLKI-Signals hin derart
inkrementiert worden ist, dass ein neues aktuelles Adress-Signal
ADDP, das z. B. zwei neuen Datenwörtern entspricht, für den zweiten Zugriff
verfügbar
ist. Die Anstiegsflanke 328 des zweiten Impulses des EQ-Signals
schaltet die erste Reihe von Leseverstärkern S/ALO 216 ...
S/ALM 220 und die zweite Reihe
von Leseverstärkern
S/ALO 218 ... S/ALM 222 ein,
so dass die erste Reihe und die zweite Reihe von Leseverstärkern die
Daten aus den gewählten
Kern-Zellen-Stellen für
den zweiten Zugriff zu detektieren beginnen, vorzugsweise in Form
von Datenwörtern.
Wenn die Abstiegsflanke 332 des EQ-Signals die Anstiegsflanke 334 des
LT-Signals erzeugt, dann sind die dem zweiten Zugriff entsprechenden
Daten bereit, und die Burst-Operation kann beginnen.
-
Wie
oben beschrieben setzt die Abstiegsflanke 304 des adv-Signals die Takt-Zählerschaltung 212 zurück, so dass
die Schaltung 212 beginnt, die Anzahl von Taktimpulsen
des CLCK-Signals (und somit des CLK-Signals) zu zählen. Nach
dem Zählen
einer Anzahl von Impulsen von CLK (vier Impulsen in 3)
führt das
CLK-Signal die Aufgabe aus, das aktuelle Adress-Signal ADDP durch Triggern von Impulsen
des CLCK-Signals zu inkrementieren. Jede weitere Anstiegsflanke
des CLCK-Signals, das dem mit der Anstiegsflanke 336 des
Takt-Impulses C4 beginnenden CLK-/CLCK-Signal äquivalent
ist. Selbstverständlich
kann die von der Takt-Zählerschaltung 212 gezählte Anzahl
von Takt-Impulsen mehr oder weniger als vier Impulse betragen, je
nach der Implementierung. Vorzugsweise ist die Anzahl von Impulsen
in dem Speicher 200 voreingestellt. Das Vergrößern oder
Verklei nern der Anzahl von Impulsen des CLK-Signals ermöglicht Design-Flexibilität hinsichtlich
praktikablen Zugriffszeiten.
-
Das
Steuersignal A0 wird zum Wählen der High-
und Low-Datenwörter
verwendet, auf die von dem Kern-Zell-Array 202 zugegriffen
werden soll. Vorzugsweise wird jedes Mal, wenn das Steuersignal A0 von high auf low wechselt, z. B. an den
zur Veranschaulichung dienen Abstiegsflanken 338, 340 gemäß 3,
ein Impuls des LD-Signals erzeugt. Ein Beispiel einer Anstiegsflanke 344, 346 des
LD-Signal-Impulses lädt
die High- und Low-Datenwörter
aus dem aktuellen Zugriff aus den (nicht gezeigten) aktuellen Haltespeicher-Stufen
in der ersten Reihe von Leseverstärkern S/ALO 216 ...
S/ALM 220 und der zweiten Reihe
von Leseverstärkern
S/ALO 218 ... S/ALM 222 in
die Haltespeicher 224, 226, ... 228, 230. Vorzugsweise
initiiert ein Beispiel einer Abstiegsfanke 348, 350 des
LD-Signal-Impulses ein Beispiel einer Anstiegsflanke 352, 354 des
EQ-Signals, so dass ein neuer Zugriff beginnen kann. Wenn der neue
Zugriff abgeschlossen ist, triggert ein Beispiel einer Abstiegsflanke 356 des
EQ-Signals einen Impuls des LT-Signals, um die Low- und High-Datenwörter aus dem
neuen Zugriff in internen Haltespeicher-Stufen der ersten Reihe
von Leseverstärkern
und der zweiten Reihe von Leseverstärkern zu bewegen.
-
Für nachfolgende
Impulse des CLKI-Signals, das dem CLK-Signal nach dem Anfangs-Zustand oder
der Anfangs-Zeitperiode folgt, wird ein nachfolgendes aktuelles
Adress-Signal bei jeden zwei Impulsen des CLK/CLKC/CLKI-Signals erzeugt;
für jedes
nachfolgende aktuelle Adress-Signal wird bei jeden zwei Impulsen
des CLK/CLKC/CLKI-Signals auf zwei Daten-Wörter zugegriffen; bei jeden
zwei Impulsen des CLK/CLKC/CLKI-Signals werden zwei Datenwörter gespeichert,
und bei jedem Impuls des CLK/CLKC/CLKI-Signals wird ein Datenwort,
d. h. das DATA-Signal, an dem Ausgang des Speichers erzeugt.
-
Falls
die gegebene Anfangs-Adresse ADD eine geradzahlige Adresse ist,
d. h. wenn das Bit Add0 niedrigster Signifikanz
der Anfangs-Adresse ADD low ist, kann die Burst-Operation beginnen, während der
zweite Zugriff noch durchgeführt
wird. Falls die Anfangs-Adresse ADD eine ungeradzahlige Adresse
ist, dann ist der Anfangs-Wert des Steuersignals A0 aus
dem Adress-Puffer-Block 208 high,
und der zweite Zugriff wird vorzugsweise vor dem Start der Burst-Operation
abgeschlossen.
-
Die
nun zu erläuternde 4 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels eines Adress-Gültig-Puffers 206 gemäß dem Speicher 200 von 2.
Der Adress-Gültig-Puffer 206 enthält ein Paar
von NOR-Gattern 402, 406, einen ersten Haltespeicher 432,
einen zweiten Haltespeicher 438, n-Kanal-Transistoren 430, 434, 442, 440 und
p-Kanal-Transistoren 414, 416, 412, 422,
die als Schalt-Logik verwendet werden, und Inverter 404, 408, 410.
Vorzugsweise enthält
der erste Haltespeicher 432 ein Paar von Invertern 418, 428.
Vorzugsweise enthält
der zweite Haltespeicher 438 ein Paar von Invertern 426, 436.
-
Das
Adress-Gültig-Signal ADV wird dem Speicher 200 extern
zugeführt
und wird an dem Adress-Gültig-Puffer 206 empfangen.
Das ADV-Signal gibt an, ob
derzeit ein gültiges
Anfangs-Adress-Signal ADD dem Speicher 200 zugeführt wird
oder nicht. Das adv Signal
wird von dem Adress-Gültig-Puffer 206 erzeugt
und dem Adress-Puffer-Block 208 und der Takt-Zählerschaltung 212 zugeführt. Das
CLCK-Signal wird von dem Takt-Puffer 2145 erzeugt und dem
Adress-Gültig-Puffer 206 zugeführt.
-
Wenn
das Eingangssignal PD sich im logischen High-Zustand befindet, befindet
sich der Speicher 200 im Power-down-Modus, das ATDAd-Signal ist
high, und das adv-Signal ist
high, d. h. im Aus-Zustand. Wenn sich das Eingangssignal PD im logischen
Low-Zustand befindet und der Speicher 200 aktiviert ist,
folgt das ATDAd-Signal dem ADV-Signal, und
das CLCK-Signal folgt dem CLK-Signal. Wenn das ADV-Signal high ist, ist das ATDAd-Signal
high, und ein erster Knotenpunkt 420 ist high und ein zweiter
Knotenpunkt 424 ist low. Dann, wenn das ADV-Signal auf low geht und das ATDAd-Signal
auf high geht, wobei sich der zweite Knotenpunkt 424 auf
low befindet, geht das adv-Signal
auf low. Wenn das ADV-Signal
und das adv-Signal beide low
sind, dann geht der zweite Knotenpunkt 424 mit der Anstiegsflanke
des CLCK-Signals auf high, und das adv-Signal
geht auf high und kehrt in einen Aus-Zustand zurück.
-
Die
nun zu erläuternde 5 zeigt
ein Zeitsteuerungsdiagramm eines Beispiels eines Takt-Puffers 214 gemäß dem Speicher 200 von 2.
Der Takt-Puffer 214 enthält ein Paar von NOR-Gattern 450, 466,
ein AND-Gatter 462, einen Haltespeicher 460, einen
n-Kanal-Transistor 454, der als Schalter verwendet wird,
und Inverter 452, 464, 468. Vorzugsweise
enthält
der Haltespeicher 460 ein Paar von Invertern 456, 458.
-
Das
CLK-Signal wird an einen Eingangs, vorzugsweise einen externen Eingang,
des Speichers 200 angelegt und an dem Takt-Puffer 214 gemäß 5 empfangen.
Bei dem CLCK-Signal handelt es sich um ein Zeitsteuerungssignal,
das von dem Takt-Puffer 214 erzeugt wird und der Takt-Zählerschaltung 212 und
dem Adress-Gültig-Puffer 206 gemäß 4 zugeführt wird.
Das STP-Signal wird von der Takt-Zählerschaltung 212 erzeugt
und dem Takt-Puffer 214 zugeführt. Das CLCK-Signal wird von der
Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 erzeugt und ist ein Zeitsteuerungs-Signal,
das dem Takt-Puffer 214 zugeführt wird.
Das CLKI-Signal ist ein weiteres Zeitsteuerungssignal, das von dem
Takt-Puffer 214 erzeugt wird und das dem Adress-Puffer-Block 208 und insbesondere
jedem Adress-Puffer in der Kette von Adress-Puffern zugeführt wird.
-
Wenn
sich das Eingangssignal PD in einem logischen High-Zustand befindet,
befindet sich der Speicher 200 im Power-down-Modus, und
das CLCK-Signal ist high oder in einem Aus-Zustand. Wenn das Eingangs-PD-Signal
sich in einem logischen Low-Zustand befindet und der Speicher 200 aktiviert
ist, folgt das CLCK-Signal dem CLK-Signal. Eine Anstiegsflanke des
CLCK-Signals steuert
das CLKI-Signal auf high. Wenn das STP-Signal im High-Zustand einer Abstiegsflanke
des CLK-Signals folgt, sind ein Ausgangssignal der Haltespeichers 460 und
somit ein Inverter im Low-Zustand, und eine Abstiegsfanke des CLCK-Signals
treibt das CLKI-Signal auf low. Wenn das STP-Signal auf high geht, hört das CLKI-Signal
auf, dem CLK-Signal zu folgen und bleibt nach der nächsten Anstiegsflanke
des CLK-Signals auf low. Wenn das STP-Signal auf low geht, folgt
das CLKI-Signal dem CLK-Signal nach der nächsten Anstiegsflanke des CLK-Signals.
-
Die
nun zu erläuternde 6 zeigt
ein Zeitsteuerungsdiagramm eines Beispiels einer Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 gemäß dem Speicher 200 von 2.
Die Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 weist NOR-Gatter 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514,
einen Haltespeicher 520, eine erste Inversions-Verzögerungsstufe 560,
eine zweite Inversions-Verzögerungsstufe 562,
eine dritte Inversions-Verzögerungsstufe 564,
eine vierte Inversions-Verzögerungsstufe 566,
eine fünfte
Inversions-Verzögerungsstufe 568,
Inverter 540, 554 und n-Kanal-Transistorn 556, 558 auf,
die als Schalt-Logik verwendet werden. Vorzugsweise enthält die erste
Inversions-Verzögerungsstufe 560 drei
Inverter 522, 524, 526 in Serie. Vorzugsweise
enthält
die zweite Inversions-Verzögerungsstufe 562 drei
Inverter 528, 530, 532 in Serie. Vorzugsweise
enthält
die dritte Inversions-Verzögerungsstufe 564 drei
Inverter 534, 536, 538 in Serie. Vorzugsweise
enthält
die vierte Inversions-Verzögerungsstufe 566 drei
Inverter 542, 544, 546 in Serie. Vorzugsweise
enthält
die fünfte
Inversions-Verzögerungsstufe 568 drei
Inverter 548, 550, 552 in Serie.
-
Bei
der Erzeugung des ATD-Signals aus dem NOR-Gatter 504 gemäß 6 ist,
wenn das ATDAd-Signal von high auf low geht, das Ausgangssignal
der zweiten Inversions-Verzögerungsstufe 562 über eine
Zeitperiode hinweg low, und der ATD-Signal-Impuls erscheint während dieser
Zeitperiode aus dem NOR-Gatter 502. Ansonsten befindet
sich das ATD-Signal im Low-Zustand.
Dies bedeutet, dass die Abstiegsflanke des ATDAd-Signals einen Signal-Impulse
des ATD-Signals triggert.
-
Hinsichtlich
der Erzeugung des EQ-Signals aus dem NOR-Gatter 508 gemäß 6 geht,
falls das LD-Signal von high auf low wechselt und das ATD- Signal nicht high
ist, dann das Ausgangssignal des NOR-Gatters 506 von low
auf high, und das Ausgangssignal des Inverters 540 geht
von high auf low. In diesem Fall ist das Ausgangssignal der dritten
Inversions-Verzögerungsstufe 564 während einer
Zeitdauer low, und während
dieser Zeitdauer erscheint ein EQ-Signal-Impuls aus dem NOR-Gatter 502.
Andernfalls ist das EQ-Signal low. Dies bedeutet, dass eine Abstiegsflanke
des LD-Signals bei im Low-Zustand befindlichem ATD-Signal einen
Signal-Impuls des EQ-Signal
triggert, und eine Abstiegsflanke des ATD-Signals bei im Low-Zustand befindlichem
LD-Signal einen Signal-Impuls des EQ-Signal triggert.
-
Hinsichtlich
der Erzeugung des LT-Signals aus dem NOR-Gatter 510 gemäß 6 ist,
falls das EQ-Signal von high auf low wechselt, das Ausgangssignal
der vierten Inversions-Verzögerungsstufe 566 während einer
Zeitdauer low, und während
dieser Zeitdauer erscheint ein LT-Signal-Impuls aus dem NOR-Gatter 510.
Andernfalls ist das LT-Signal low. Dies bedeutet, dass eine Abstiegsflanke
des EQ-Signals einen Signal-Impuls des EQ-Signal triggert.
-
Hinsichtlich
der Erzeugung des CLCK-Signals aus dem NOR-Gatter 502 gemäß 6 schaltet das
ATD-Signal an dem Gate des n-Kanal-Transistors 556 einen
Eingang des Haltespeichers auf Masse. Das LT-Signal an dem Gate
des n-Kanal-Transistors 558 schaltet einen Ausgang des
Haltespeichers 520 auf Masse. Wenn das ATD-Signal getaktet
wird, wird das Ausgangssignal des Haltespeichers 520 auf high
gesteuert, und das CLCK-Signal wird auf low gezwungen. Sehr kurz
danach ist das Ausgangssignal der ersten Inversions-Verzögerungsstufe 560 low. Der
ATD-Signal-Impuls setzt den Haltespeicher 520 zurück, so dass
der erste Impuls des LT-Signals, der folgt, den Ausgang des Haltespeichers 520 auf
Masse setzt. Wenn das Ausgangssignal der ersten Inversions-Verzögerungsstufe 560 für eine Zeitdauer
low ist, erscheint während
dieser Zeitdauer ein CLCK-Signal-Impuls aus dem NOR-Gatter 502.
Ein nachfolgender LT-Signal-Impuls triggert kein CLCK-Signal, bis
ein ATD-Signal-Impuls der Haltespeicher 520 wieder rücksetzt.
-
Hinsichtlich
der Erzeugung des LD-Signals aus dem Inverter 554 gemäß 6 ist,
wenn das CLCK-Signal low ist und das Steuersignal A0 high
ist, das Ausgangssignal des NOR-Gatters 514 high, und das
LD-Signal am Ausgang des Inverters 554 ist low. Ein Impuls
des CLCK-Signals triggert einen Signal-Impuls des LD-Signals. Wenn
das Steuersignal A0 von high auf low geht,
ist das Ausgangssignal der fünften
Inversions-Verzögerungsstufe 568 während einer
Zeitdauer low, und während
dieser Zeitdauer erscheint ein Signal-Impulse aus dem NOR-Gatter 512.
Dieser Signal-Impuls wiederum triggert einen Signal-Impuls des LD-Signals
am Ausgang des Inverters 554. Dies bedeutet, dass eine
Abstiegsflanke des Steuersignals A0 oder
ein Signal-Impuls des CLCK-Signals einen Signal-Impuls des LD-Signals triggert.
-
Die
nun zu erläuternde 7 zeigt
ein Schaltungsdiagramm des Adress-Puffer-Blocks 208 gemäß dem Speicher 200 von 2.
Der Adress-Puffer-Block 208 enthält eine
Reihe von Adress-Puffern aus ADDBUFF0 252,
ADDBUFF1 256 bis ADDBUFFn 256. Vorzugsweise sind die Adress-Puffer 252, 256, ... 256 kaskadenartig
zusammen in einer Kette angeordnet, wie 7 zeigt.
Jeder Adress-Puffer der Kette von Adress-Puffern ist zum Erzeugen
und Speichern eines Adress-Bits konfiguriert. Bei dem Speicher 200 gemäß 2 existieren
n + 1 Adress-Puffer in dem Adress-Puffer-Block 208, von
denen jeder ein jeweiliges Bit Add0, Add1, Add2, ... Addn des Anfangs-Adress-Signals ADD empfängt und
ein jeweiliges Bit A0, A1,
A2, ... An des aktuellen
Adress-Signals ADDP speichert. Die Adress-Bits A0,
A1, A2, ... An des aktuellen Adress-Signals bilden das
aktuelle Adress-Signal, die n + 1 Bits aufweisende Adresse. Vorzugsweise
werden die Adress-Bits A1, A2,
... An an dem Dekodierer 204 empfangen.
Das Steuersignal A0 wird von dem ersten
Adress-Puffer ADDBUFF0 252 in der
Adress-Puffer-Kette innerhalb des Adress-Puffer-Blocks 208 erzeugt
und gespeichert.
-
Die
nun zu erläuternde 8 zeigt
ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels eines Adress-Puffers ADDBUFFn 256 gemäß dem Adress-Puffer-Block 208 von 7.
Der Adress-Puffer ADDBUFFn 256 enthält ein NOR-Gatter 632,
ein AND-Gatter 636, ein Exklusiv-NOR- oder Äquivalenz-Gatter 634,
einen ersten Haltespeicher 618, einen zweiten Haltespeicher 624,
Inverter 608, 610, 612, 626, 628 und
n-Kanal-Transistoren 602, 604, 606, die
als Schalter verwendet werden. Vorzugsweise enthält der erste Haltespeicher 618 ein
Paar von Invertern 614, 616. Vorzugsweise enthält der zweite
Haltespeicher 624 ein Paar von Invertern 620, 622.
-
Der
als Beispiel erwähnte
Adress-Puffer ADDBUFFn 256 wird
zum Speichern und Erzeugen eines Adress-Bit An der
aktuellen Adress-Signals ADDP verwendet. Eine Reihe dieser Adress-Puffer 256 sind
kaskadenartig zusammen angeordnet, und sie werden verwendet zum
Speichern und Erzeugen sämtlicher
der Adress-Bits außer
dem Steuersignal A0, dem Bit niedrigster
Signifikanz des aktuellen Adress-Signals ADDP. Der Adress-Puffers ADDBUFF0 252, der zum Erzeugen des Steuersignals
A0 verwendet wird, ist in 9 gezeigt.
Gemäß 8 wird,
wenn das adv-Signal auf low
geht, das aktuelle Adress-Signal ADDP von dem Adress-Bit Addn des Anfangs-Adress-Signals ADD gesteuert. Nachdem
das adv-Signal auf high geht,
alterniert das Adress-Bit An in seinem Wert
entsprechend dem CLCK-Signal. Ein Signal TGLn–1 ist
das Ausgangs-Toggle-Signal aus dem vorherigen Adress-Puffer in der
Kaskade, d. h. dem Puffer, der das Adress-Bit An–1 erzeugt
und speichert. Falls das Signal TGLn–1 high
ist, dann verändert
die Anstiegsflanke des CLCK-Signals das Adress-Bit An des
aktuellen Adress-Signals ADDP von low auf high oder von high auf
low. Falls das Signal TGLn–1 low ist, dann ist
das Signal TGLn low. Falls sämtliche
Adress-Puffer-Ausgangssignale (An–1,
An–2,
... A0) vor dem Adress-Puffer ADDBUFFn 256, der An erzeugt,
high sind, dann geht das Signal TGLn–1 auf
high. Jedes aktuelle Adress-Signal ADDP entspricht vorzugsweise zwei
Datenwörtern,
und bei jeden zwei Impulsen des CLK-Signals wird auf zwei Datenwörter zugegriffen. Somit
sind die Puffer 256 dahingehend konzipiert, dass sie anschließend an
die Anfangs-Periode der Zeit, die mit der Anstiegsflanke von C4 gemäß 3 endet,
die Bits A1, A2,
... An des aktuellen Adress-Signals ADDP
einmal pro zwei Impulse des CLK-Signals inkrementiert. Das aktuelle
Adress-Signal ADDP wird bei jeder zweiten Anstiegsflanke des CLCK-Signals inkrementiert,
die mit der Abstiegsflanke des Steuersignals A0 übereinstimmt.
-
Die
nun zu erläuternde 9 zeigt
ein Schaltungsbild eines Beispiels eines Adress-Puffers ADDBUFF0 252, der speziell für das Bit
niedrigster Signifikanz des Adress-Puffer-Blocks 208 gemäß 7 konzipiert
ist. Der Adress-Puffer ADDBUFF0 252 enthält NOR-Gatter 682, 686,
ein Exklusiv-NOR- oder Äquivalenz-Gatter 684,
einen zweiten Haltespeicher 674, einen dritten Haltespeicher 698,
Inverter 658, 660, 662, 676, 678, 680, 696 und
n-Kanal-Transistoren 652, 654, 656, 692, 694,
die als Schalter oder als Schalt-Logik verwendet werden. Vorzugsweise
enthält
der erste Haltespeicher 668 ein Paar von Invertern 664, 666.
Vorzugsweise enthält der
zweite Haltespeicher 674 ein Paar von Invertern 670, 672.
Vorzugsweise enthält
der dritte Haltespeicher 698 ein Paar von Invertern 688, 690.
-
Der
als Beispiel erwähnte
Adress-Puffer ADDBUFF0 252 wird
zum Speichern und Erzeugen des Steuersignals A0 verwendet,
des Bits niedrigster Signifikanz des aktuellen Adress-Signals ADDP.
Eine Anstiegsflanke des ATD-Signals
schaltet den Eingang des dritten Haltespeichers 698 auf
Masse, indem der dritte n-Kanal-Transistor 692 eingeschaltet wird.
Ein Signal INTB am Ausgang des Inverters 696 ist somit
low, und ein TGL0-Signal ist vor dem ersten Impuls
des LD-Signals high. In diesem Zustand, selbst wenn ein Signal-Impuls
des CLKI-Signals, das von der Anstiegsflanke des CLCK-Signals getriggert wird,
in den Adress-Puffer ADDBUFF0 252 eintritt, wird
das Steuersignal A0 nicht getoggelt, während das
TGL0-Signal high bleibt, so dass das aktuelle Adress-Signal
ADDP inkrementiert werden kann, ohne dass das Steuersignal A0 verändert
wird. Der erste Impuls des LD-Signals schaltet das Ausgangssignal
des dritten Haltespeichers 698 auf Masse, indem der n-Kanal-Transistor 694 eingeschaltet
wird. Das INTB-Signal geht auf high, und das Steuersignal A0 steuert das TGL0-Signal.
-
Die
nun zu erläuternde 10 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels einer Takt-Zählerschaltung 212 gemäß dem Speicher 200 von 2.
Die Takt-Zählerschaltung 212 enthält AND-Gatter 720, 722,
einem ersten Haltespeicher 732, einen zweiten Haltespeicher 740,
einen dritten Haltespeicher 760, einen vierten Haltespeicher 762,
einen fünften
Haltespeicher 764, einen sechsten Haltespeicher 772, p-Kanal-Transistoren 716, 718 und
n-Kanal-Transistoren 702, 704, 706, 710, 712, 714,
die als Schalter oder als Schalt-Logik
verwendet werden, und Inverter 724, 726, 738, 742, 752, 754, 766, 774, 776.
Vorzugsweise enthält
der erste Haltespeicher 732 ein Paar von Invertern 728, 730.
Vorzugsweise enthält der
zweite Haltespeicher 740 ein Paar von Invertern 734, 736.
Vorzugsweise enthält
der dritte Haltespeicher 760 ein Paar von Invertern 744, 746.
Vorzugsweise enthält
der vierte Haltespeicher 762 ein Paar von Invertern 748, 750.
Vorzugsweise enthält
der fünfte
Haltespeicher 762 ein Paar von Invertern 756, 758.
Vorzugsweise enthält
der sechste Haltespeicher 772 ein Paar von Invertern 768, 770.
-
Das
CLCK-Signal wird von dem Taktsignal-Puffer 214 erzeugt
und der Takt-Zählerschaltung 212 und
dem Adress-Gültig-Puffer 206 zugeführt. Das adv-Signal wird von dem Adress-Gültig-Puffer 206 erzeugt
und der Takt-Zählerschaltung 212 und dem
Adress-Puffer-Block 208 zugeführt. Ein Signal STP wird von
der Takt-Zählerschaltung 212 erzeugt und
dem Taktsignal-Puffer 214 zugeführt.
-
Die
Takt-Zählerschaltung 212 misst
eine Anfangs-Zeitperiode durch Zählen
einer Anfangs-Anzahl von Impulsen des CLCK-Zeitsteuerungs-Signals.
Das Beispiel der Takt-Zählerschaltung 212 gemäß 10 misst
die Anfangs-Zeitperiode
durch Zählen
von vier Anfangs-Impulsen des CLCK-Signals. Die Zeitperiode zwischen
der Abstiegsflanke des adv-Signals
und dem Adress-Gültig-Signal ADV und die Anstiegsflanke
des Takt-Impulses C4 des CLCK-Signals wird als
Anfangs-Zustand bezeichnet. Während
des Anfangs-Zustands muss der Speicher bereit für den Burst-Betrieb sein. Der
Anfangs-Zustand
enthält
eine bestimmte Anzahl N, hier N = 4, von Takt-Impulsen. Selbstverständlich können auch andere
Takt-Zählerschaltungen
verwendet werden, und die Takt-Zählerschaltung 212 ist
nicht auf das Zählen
von vier Takt-Impulsen beschränkt.
Die Abstiegsflanke 304 des adv-Signals
setzt die Takt-Zählerschaltung 212 zurück, so dass
die Schaltung 212 beginnt, die Anzahl vom Impulsen des
CLCK-Signals (und somit des CLK-Signals) zu zählen. Die Abstiegsflanke 304 des adv-Signals schaltet den
n-Kanal-Transistor 714 und die p-Kanal-Transistoren 716, 718 ein.
Der Ausgang des sechsten Haltespeichers 772 wird auf Masse
heruntergezogen, und das STP-Signal
geht auf high. Ein Paar von Signalen C0 und C1 wird an den jeweiligen
Ausgängen
der sechsten und vierten Haltespeicher 740, 760 auf
low gezogen. Das Signal C0 und das Komplement C1 des C1-Signals sind in dem Zeitsteuerungsdiagramm
gemäß 3 gezeigt.
Vor der Anstiegsflanke 308 des ersten Takt-Impulses Co
sind gemäß 3 die
jeweiligen Ausgangssignale der ersten und dritten Haltespeicher 732, 760 auf
low. Die Anstiegsflanke 308 des ersten Takt-Impulses Co
bewirkt, dass das adv-Signal
auf high geht, wodurch die Transistoren 716, 718 und 714 ausgeschaltet
werden. Der Betrieb der Takt-Zählerschaltung 212 wird
Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein. Ferner sind die Signale CLK(CLKC), adv, STP, C0 und C1 in dem Zeitsteuerungsdiagramm gemäß 3 gezeigt.
-
Gemäß 3 führt der
Betrieb der Takt-Zählerschaltung 212 gemäß 10 dazu,
dass das STP-Sigkal gemäß 10 an
der Anstiegsflanke 342 des Takt-Impulses C3 des
CLCK-Signals auf low geht, so dass das CLCK-Signal aus dem Taktsignal-Puffer 214 zu
laufen beginnt, und zwar im Anschluss an das CLCK-Signal von der
Anstiegsflanke 336 des Takt-Impulses C4 des
CLCK-Signals, d. h. dem fünften
Impuls des CLCK-Signals nach der Anstiegsflanke des adv-Signals. Das STP-Signal wird in einem
Low-Zustand gehalten, bis eine D des adv-Signals die Takt-Zählerschaltung
rücksetzt.
-
Die
nun zu erläuternde 11 zeigt
ein Schaltbild eines Beispiels einer Lese-, Halte- und Ausgabe-Schaltung
gemäß dem Speicher 200 gemäß 2.
Die Schaltung ist im Zusammenhang mit einem Bit eines High-Datenworts
und einem Bit eines Low-Datenworts detaillierter gezeigt. Die Lese-,
Halte- und Ausgabe-Schaltung
enthält
aus 2 den Leseverstärker S/ALM 220 der
ersten Reihe von Leseverstärkern
S/ALO 216 ... S/ALM 220,
den Leseverstärker
S/AHM 222 der zweiten Reihe von
Leseverstärkern
S/ALO 218 ... S/ALM 222,
den Haltespeicher LATCHLM 228 und LATCHHM 230 der
Reihe von Haltespeichern, beginnend mit LATCHLO 224 und LATCHHO 226 und endend mit LATCHLM 228 und LATCHHM 230,
den Daten-Multiplexer MM 234 der Reihe von Daten-Multiplexern,
beginnend mit MO 232 und endend
mit MM 234, und den Ausgangs-Puffer OUTBUFM 328 der Reihe von Ausgangs-Puffern,
beginnend mit OUTBUFO 236 und endend
mit OUTBUFM 238. Vorzugsweise enthält der Haltespeicher LATCHLM 228 einen
Haltespeicher 810, p-Kanal-Transistoren 818, 820 und
n-Kanal-Transistoren 826, 828, die als Schalt-Logik
verwendet werden, und einen Inverter 802. Vorzugsweise
enthält
der Haltespeicher 810 ein Paar von Invertern 806, 808. Vorzugsweise
enthält
der Haltespeicher LATCHHM 230 einen Haltespeicher 816,
p-Kanal-Transistoren 22, 824 und n-Kanal-Transistoren 830, 832,
die als Schalt-Logik verwendet werden, und einen Inverter 804.
Vorzugsweise enthält
der Haltespeicher 816 ein Paar von Invertern 812, 814.
Vorzugsweise enthält der
Daten-Multiplexer
MM 234 p-Kanal-Transistoren 838, 840, 842, 844 und
n-Kanal-Transitoren 846, 848, 850, 852,
die als Schalt-Logik verwendet werden, und Inverter 834, 836.
Vorzugsweise enthält
der Ausgangs-Puffer OUTBUFM 238 ein
AND-Gatter 854, ein NOR-Gatter 858, einen p-Kanal-Transistor 860, einen
n-Kanal-Transistor 862 und einen Inverter 856.
-
Das
EQ-Signal und das LT-Signal werden beide von der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 erzeugt
und werden dem Leseverstärker
S/ALM der ersten Reihe von Leseverstärkern und
dem Leseverstärker
S/AHM der ersten Reihe von Leseverstärkern zugeführt. Das
LD-Signal wird von der Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 erzeugt
und den Haltespeichern LATCHLM 228 und
LATCHHM 230 zugeführt. Das
Steuersignal A0 wird von dem Adress-Puffer-Block 208 erzeugt
und wird dem Daten-Multiplexer MM 234 zugeführt. Vorzugsweise
wählt der
Daten-Multiplexer MM 234 ein Bit
eines Low- oder High-Datenworts
entsprechend dem Übergang
des Steuersignals A0. Das Ausgangs-Aktivierungssignal OE wird an einen Eingang,
vorzugsweise einen externen Eingang, des Speichers 200 angelegt
und wird an dem Ausgangs-Puffer
OUTBUFM 238 empfangen. Der Ausgangs-Puffer
OUTBUFM 238 empfängt ein
Bit eines High- oder Low-Datenworts des Speichers an einem Knotenpunkt 864.
Vorzugsweise erzeugt der Ausgangs-Puffer 238 ein Bit DATAM des Mehr-Bit-Datenwortsignals DATA auf
das OE-Signal hin an einem
Aus gang des Speichers 200 für eine Verwendung extern vom
Speicher 200. Typischerweise entspricht das DATA-Signal
der Information, die in einer Reihe von Kern-Speicherzellen gespeichert
ist und die als Datenwörter
des Speichers 200 adressierbar ist. Vorzugsweise alterniert
das Bit DATAM des DATA-Signals entsprechend
dem Steuersignal A0 und dem OE-Signal zwischen einem Bit eines High-Datenworts
und einem Bit eines Low-Datenworts.
-
Der
Betrieb der Takt-Zählerschaltung 212 wird
Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein. Ferner sind die Signale
EQ, LT, LD, A0, DATA und OE in dem Zeitsteuerungsdiagramm gemäß 3 gezeigt. Ein
Impuls des EQ-Signals schaltet die Leseverstärker S/ALM 220 und
S/AHM 222 zwecks Zugriffs auf ein Bit
eines Low-Datenworts bzw. eines Bits eines High-Datenworts durch
Detektion der Information ein, die in den Kern-Speicherzellen als
Datenwörter des
Speichers 200 adressierbar ist. Das auf low gehende EQ-Signal
triggert einen Impuls des LT-Signals. Eine Anstiegsflanke des LT-Signals
bewegt das Bit des Low-Datenworts in eine Haltespeicher-Stufe, die
in dem Leseverstärker
S/ALM 220 angeordnet ist, das Bit
des High-Datenworts in eine Haltespeicher-Stufe, die in dem Leseverstärker S/AHM 222 angeordnet ist. Eine Abstiegsflanke
des LT-Signals hält oder
speichert das Bit des Low-Datenworts und das Bit des High-Datenworts
in den betreffenden Leseverstärkern 220, 222.
Das Datenwort aus den Leseverstärkern 220, 222 wird
mit dem LD-Signal in die entsprechenden Haltespeicher 228, 230 geladen. Die
gespeicherten Datenwort-Bits werden dann mit dem Steuersignal A0 an dem Daten-Multiplexer MM 234 gewählt. Falls
das Steuersignal A0 low ist, wird das Low-Datenwort-Bit
aus S/ALM 220 gewählt. Falls das
Steuersignal A0 high ist, wird das High-Datenwort-Bit
aus S/AHM 238 gewählt, das
Logik-Gatter 858, 854 enthält, die
das Ausgangs-Aktivierungssignal OE bzw.
das Komplement OE empfangen.
Wenn das OE-Signal high ist,
befinden sich die Transistoren 860, 862 im Aus-Zustand,
und das Bit DATAM des DATA-Signals ist verfügbar oder
ist nicht gültig.
Wenn das OE-Signal low ist,
sind die Ausgabe-Funktionen aktiviert, und das Bit DATAM des
DATA-Signals, das am Ausgang des Ausgangs-Puffers 238 erzeugt
wird, ist dem Bit des High- oder Low-Datenworts äquivalent, das mit dem Steuersignal
A0 an dem Multiplexer MM 234 gewählt wurde.
-
Es
sollte ersichtlich sein, dass die Adressen, wie z. B. das Anfangs-Adress-Signal ADD und das aktuelle
Adress-Signal ADDP des Speichers 200, generell Mehr-Bit-Signals
sind, da die Wahl einer bestimmten Kern-Zelle oder bestimmter Kern-Zellen
in dem Speicher eine entsprechende Mehr-Bit-Adresse erfordert. Bei den derzeit bevorzugten
Ausführungsformen
jedoch kann eine Schaltung anhand bestimmter Bits der Mehr-Bit-Adresse
beschrieben werden. In derartigen Fällen ist Fachleuten auf dem
Gebiet ersichtlich, dass die anhand der Schaltung gezeigten Konzepte
auf Mehr-Bit-Implementierungen angewandt
und erweitert werden können.
Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass derartige Implementierungen
parallele Implementierungen umfassen können, einschließlich von
Fällen,
in denen die Schaltung für
ein Bit je nach Bedarf für
jedes Bit einer Mehr-Bit-Adresse dupliziert wird. Zu den weiteren
Implementierungen kann das zusammen erfolgende Präsentieren
sämtlicher
oder einiger der Mehrfach-Adress-Bits zählen, um das gewünschte Ergebnis
oder die gewünschte
Funktion zu erzielen.
-
Bei
einer Ausführungsform
sind sämtliche Komponenten
von 2 auf einem einzigen IC-Chip enthalten. Es ist
zu beachten, dass Adress- und Steuer-Eingangssignale für das Beispiel
der Flash-Speicher-Chips von der Speicherdichte und Interface-Implementierungen
abhängig
sind. Es ist ersichtlich, dass die offenbarten Ausführungsformen mit
unterschiedlichen Speicherdichten und alternativen Interface-Implementierungen
mit ihren zugehörigen
alternativen Adress- und Steuereingangs-Konfigurationen arbeiten
können.
-
Bei
der vorliegenden Verwendung bezieht sich der Ausdruck Zugriff im
weitesten Sinne auf das Rückgewinnen
und/oder Lesen von Daten aus Kern-Zellen in einem Kernzellen-Speicher-Array,
wobei die Kern-Zellen vorzugsweise als Datenwörter adressierbar sind. Der
Ausdruck Zugriff kann sich auf das Zuführen einer Adresse zu einem
Dekodierer oder einer Dekodier-Logik und das Erreichen einer oder
mehrerer Kern-Zellen in dem Speicher beziehen, wie es z. B. von
der Adress-Puffer-Schaltung durchgeführt wird. Ferner kann sich
der Ausdruck Zugriff auf das Lesen von Daten, vorzugsweise in Form von
Datenwörtern,
aus einer oder mehreren Kern-Zellen in dem Speicher beziehen, wie
es von der Lese-Verstärkungs-Schaltung
durchgeführt
wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Zugriff ferner das Speichern von Daten, vorzugsweise
in Form von Datenwörtern,
aus einer oder mehreren Kern-Zellen in dem Speicher, so dass ein
nachfolgender Zugriff beginnen kann, während die Daten aus einem früheren Zugriff
rückgehalten
werden. Ein erster oder Anfangs-Zugriff, ein zweiter Zugriff und nachfolgende
Zugriffe sind hier beschrieben.
-
In
der vorliegenden Verwendung soll sich der Ausdruck Inversion im
weitesten Sinne auf eine Verzögerungsstufe
mit einer Inversions-Operation beziehen. Eine Verzögerungsstufe
mit einer Inversions-Operation kann z. B. mit einer ungeradzahligen Anzahl
von Invertern implementiert werden, die in Serie angeordnet sind.
Beispielsweise sind hier Inversions-Verzögerungsstufen, die drei Inverter
enthalten, beschrieben und in 6 gezeigt.
Selbstverständlich
können
auch andere Verzögerungsstufen, Flip-flops
oder geeignete Schaltungselemente verwendet werden.
-
Es
sollte ersichtlich sein, dass die den Speicher 200 und
die zugehörigen
Schaltungen veranschaulichenden Zeitsteuerungsdiagramme nur als Beispiel
dienen und dass bei sämtlichen
hier beschriebenen Ausführungsformen
jede Dauer eines Signal-Impulses eine derartige zeitlichen Länge hat, dass
die Signal-Impulse ihre Funktion(en) zuverlässig in adäquater Weise erfüllen können.
-
In
der vorliegenden Verwendung soll sich der Ausdruck aktuelle Adresse
im weitesten Sinn auf jede Adresse beziehen, die eindeutig einer Kern-Speicherzelle oder
deren Stelle entspricht. Beispielsweise kann sich eine aktuelle
Adresse auf eine Lese-Adresse beziehen, die ausschließlich in
einer Lese-Operation verwendet wird, während sich eine aktuelle Adresse
ansonsten auf eine Adresse beziehen kann, die in einer Lese-Operation
verwendet werden kann, jedoch ebenfalls in einer Schreib-Operation
verwendbar ist. Im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Ausführungsformen
sind eine Burst-Modus-Lese-Operation und -Architektur angegeben.
Aspekt der Ausführungsformen
können
jedoch auch für
andere Operationen als das Auslesen von Daten angewandt werden,
z. B. das Auslesen von Datenwörtern
von Kern-Zellen-Speicherdaten.
-
In
der vorliegenden Verwendung sollen sich die Ausdrücke und
Phrasen low, logisch low, nicht aktiviert, nicht aktiv und inaktiv
im weitesten Sinne auf logische Low-Werte eines Digitalsignals beziehen, das
generell dahingehend zu verstehen ist, dass es eine binäre Null
(0) repräsentiert.
-
In
der vorliegenden Verwendung sollen sich die Ausdrücke und
Phrasen high, logisch high, aktiviert und aktiv inaktiv im weitesten
Sinne auf logische High-Werte eines Digitalsignals beziehen, das
generell dahingehend zu verstehen ist, dass es eine binäre Eins
(1) repräsentiert.
-
In
der vorliegenden Verwendung ist die Phrase "A mit B verbunden" in ihrer Bedeutung dahingehend definiert,
dass A direkt mit B verbunden ist oder A durch eine oder mehrere
Zwischen-Komponenten indirekt mit B verbunden ist.
-
In
der vorliegenden Verwendung soll der Ausdruck Anwender sich auf
einen Prozessor oder eine andere Komponente oder Entität beziehen,
der bzw. die Zugriff auf den Speicher sucht.
-
Obwohl
bestimmte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind,
können
Modifikationen vorgenommen werden. Beispielsweise können in
geeigneten Anwendungsfällen
die Richtungen der einzelnen Transistoren, p-Kanal und n-Kanal,
umgekehrt werden. Anzumerken ist, dass geeignete Transistor-Größen, welche
die Kanal-Breiten zu Längen-Verhältnisse (gemessen
in Mikrometer oder Mikron) für
die Transistoren spezifizieren, mit denen die gezeigten Schaltungen
gebildet sind, in den Figuren weggelassen worden sind. Es versteht
sich, dass geeignete Verhältnisse
je nach den Konzeptions-Erfordernissen und den Fähigkeiten und Limitationen
des bestimmten IC-Schaltungs-Herstellungsvorgangs, der zur Implementierung
der Schaltung gewählt
wird, sowie den Leistungs-Erfordernissen
der bestimmten Ausführungsform
gewählt
werden können.
Ferner können
die hier beschriebenen erfinderischen Konzepte auch für andere
Schaltungen als für
Speichervorrichtungen verwendet werden.
-
Es
sollte ersichtlich sein, dass in der vorliegenden Verwendung der
Ausdruck Signal ein analoges oder digitales Signal bezeichnet und
beide Typen von Signalen umfasst.
-
Aus
dem vorstehenden ist ersichtlich, dass mit den derzeit bevorzugten
Ausführungsformen
eines Burst-Modus-Architektur vorgelegt wird, mit der ein Burst-Modus-Zugriff
auf mehrere Datenwörter
ein einem Speicher erfolgen kann. Die Burst-Modus-Architektur enthält eine
erste Schaltung, eine mit der ersten Schaltung verbundene Steuerschaltung
und einen Daten-Puffer, der durch die Steuerschaltung selektiv mit
der ersten Schaltung verbunden wird. Die erste Schaltung greift
auf mehrere Datenwörter
zu, beginnend mit einem Anfangs-Zugriff auf ein erstes Datenwort
und ein zweites Datenwort. Die Steuerschaltung erzeugt ein Zeitsteuerungs-Signal,
das Impulse aufweist, und ein zweites Signal. Das zweite Signal
wird bei Abschluss des Anfangs-Zugriffs auf das erste Datenwort
und das zweite Datenwort erzeugt. Die erste Schaltung folgt dem
Anfangs-Zugriff mit nachfolgenden Zugriffen auf die mehreren Datenwörter als
Reaktion auf das zweite Signal und das Zeitsteuerungs-Signal. Der
Daten-Puffer hat einen Ausgang und erzeugt das erste Datenwort an
dem Ausgang, und er erzeugt sukzessive mit jedem nachfolgenden Impuls
des Zeitsteuerungssignals im Anschluss an eine Anfangs-Zeitperiode
das zweite Datenwort und nachfolgende Datenwörter an dem Ausgang. Die nachfolgenden
Datenwörter
entsprechen den nachfolgenden Zugriffen auf die mehreren Datenwörter.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
das zweite Signal das in 2 gezeigte LT-Signal. Selbstverständlich können, soweit
erforderlich, andere Signale als das beispielhaft dargestellte LT-Signal
verwendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Zeitsteuersignal
sowohl das CLK-Signal als auch das CLKI-Signal. Selbstverständlich können, soweit
erforderlich, andere Signale als das beispielhaft dargestellte CLK-Signal
und das beispielhaft dargestellte CLKI-Signal als Zeitsteuersignal
verwendet werden.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck erste Schaltung im weitesten
Sinne auf eine Schaltung zum Zugreifen auf Daten aus dem Speicher,
vorzugsweise Daten in Form von Datenwörtern. Beispielsweise weist
bei einer bevorzugten Ausführungsform
die erste Schaltung die erste Reihe von Leseverstärkern, beginnend
mit S/ALO 216 und endend mit S/ALM 220, und die zweite Reihe von
Leseverstärkern,
beginnend mit S/AHO 218 und endend mit
S/AHM 222, des Speichers 200 aus 2 auf.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck Steuerschaltung im weitesten
Sinne auf eine Schaltung zum Erzeugen und Produzieren einer Vielzahl
von Signalen zum Durchführen
einer Vielzahl von Burst-Modus-Zugriffsfunktionen
gemäß den hier beschriebenen
derzeit bevorzugten Ausführungsformen.
Die Signale weisen vorteilhafterweise Zeitsteuersignale auf. Bei
einigen Ausführungsformen
empfängt
die Steuerschaltung ein speicherexternes Zeitsteuersignal und erzeugt
interne Zeitsteuersignale aus dem externen Zeitsteuersignal. Bei
anderen Ausführungsformen
werden externe Zeitsteuersignale nicht direkt von der Steuerschaltung
empfangen. Die Steuerschaltung kann eine große Vielzahl von hier beschriebenen
Schaltungen umfassen. Zum Beispiel weist die Steuerschaltung vorzugsweise
die Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 des Speichers 200 aus 2 auf.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerschaltung
einen Taktpuffer 214 sowie die Zeitgebungs-Steuerschaltung 210 des Speichers 200 aus 2 auf.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerschaltung
die Zeitgebungs-Steuerschaltung 210, den Taktpuffer 214 und
die Taktzählerschaltung 212 des
Speichers 200 aus 2 auf.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck Datenpuffer im weitesten
Sinne auf eine Interface-Schaltung, die das Einbringen von Daten
in eine weitere Schaltung oder das Abrufen von Daten von einer anderen
Schaltung vereinfacht. Der Datenpuffer kann zum Beispiel einen Ausgangspuffer
und einen Eingangspuffer aufweisen. Ein Ausgangspuffer kann eine
Ausgangsschaltung aufweisen, während ein
Eingangspuffer eine Eingangsschaltung aufweisen kann. Zum Beispiel
weist bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Datenpuffer die Reihe von Eingangspuffern, beginnend mit OUTBUFO 236 und endend mit OUTBUFM 238, des in 2 gezeigten Speichers 200 auf.
-
Vorzugsweise
weist die Burst-Modus-Architektur ferner eine Taktzählerschaltung
auf. Die Taktzählerschaltung
ist mit der Steuerschaltung gekoppelt und misst den Anfangszeitraum
durch Zählen
einer anfänglichen
Anzahl von Impulsen des Zeitsteuersignals.
-
Vorzugsweise
weist die Burst-Modus-Architektur ferner eine Adressenpuffer-Schaltung auf. Die Adressenpuffer-Schaltung
ist mit der Steuerschaltung gekoppelt und spricht auf diese an.
Die Adressenpuffer-Schaltung inkrementiert eine Anfangsadresse,
die dem ersten Datenwort und dem zweiten Datenwort entspricht, um
auf die Anfangsadresse folgende Adressen zu erzeugen. Vorzugsweise
verwendet die erste Schaltung die Folgeadressen zum Zugreifen auf
die mehreren Datenwörter,
die dem anfänglichen
Zugriff folgen.
-
Ferner
bieten die derzeit bevorzugte Ausführungsformen eine Burst-Modus-Architektur zum Ermöglichen
eines Burst-Modus-Zugriffs auf mehrer Datenwörter in einem Speicher. Die
Burst-Modus-Architektur weist eine Steuerschaltung, eine erste Reihe
von Leseverstärkern,
eine zweite Reihe von Leseverstärkern,
eine Adressenpuffer-Schaltung und eine Latch-Schaltung auf. Die
erste Reihe von Leseverstärkern
ist mit der Steuerschaltung gekoppelt und greift auf eine erste
Reihe von Datenwörtern
aus mehreren Datenwörtern
zu. Bei der ersten Reihe von Datenwörtern erfolgt der Zugriff auf
jeweils ein Datenwort auf einmal durch die erste Reihe von Leseverstärkern, und
zwar beginnend mit einem anfänglichen
Zugriff auf ein erstes Datenwort und weiter mit einem zweiten Zugriff
auf ein drittes Datenwort und anschließenden Zugriffen auf die erste
Reihe von Datenwörtern
aus den mehreren Datenwörtern
in Reaktion auf die Steuerschaltung. Die zweite Reihe von Leseverstärkern ist
mit der Steuerschaltung gekoppelt und greift auf eine zweite Reihe
von Datenwörtern
aus mehreren Datenwörtern
zu. Bei der zweiten Reihe von Datenwörtern erfolgt der Zugriff auf
jeweils ein Datenwort auf einmal durch die zweite Reihe von Leseverstärkern, und
zwar beginnend mit einem anfänglichen
Zugriff auf ein zweites Datenwort und weiter mit einem zweiten Zugriff
auf ein viertes Datenwort und anschließenden Zugriffen auf die zweite Reihe
von Datenwörtern
aus den mehreren Datenwörtern
in Reaktion auf die Steuerschaltung.
-
Die
Adressenpuffer-Schaltung ist mit der Steuerschaltung gekoppelt und
spricht auf diese an. Die Adressenpuffer-Schaltung inkrementiert
eine Anfangsadresse, die dem ersten Datenwort und dem zweiten Datenwort
entspricht, um auf die Anfangsadresse folgende Adressen zu erzeugen.
Die erste Reihe von Leseverstärkern
und die zweite Reihe von Leseverstärkern verwenden die Folgeadresse,
um auf die mehreren Datenwörter
zuzugreifen.
-
Die
Latch-Schaltung ist mit der Steuerschaltung gekoppelt und ist selektiv
durch die Steuerschaltung mit der ersten Reihe von Leseverstärkern und der
zweiten Reihe von Leseverstärkern
gekoppelt. Die Latch-Schaltung speichert die erste Reihe von Datenwörtern und
die zweite Reihe von Datenwörtern.
Die Steuerschaltung leitet einen Transfer der ersten Reihe von Datenwörtern und
der zweiten Reihe von Datenwörtern
von der ersten Reihe von Leseverstärkern bzw. der zweiten Reihe
von Leseverstärkern
zu der Latch-Schaltung.
Die Steuerschaltung triggert den zweiten Zugriff auf das dritte Datenwort und
das vierte Datenwort in Reaktion auf die Beendigung des Transfers
des ersten Datenworts und des zweiten Datenworts von dem anfänglichen
Zugriff zu der Latch-Schaltung.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck Latch-Schaltung im weitesten
Sinne auf eine oder mehrere Schaltungen mit einem oder mehreren Latches.
Zum Beispiel weist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Latch-Schaltung eine Reihe von
Latches, beginnend mit LATCHLO 224 und LATCHHO 226 und endend mit LATCHLM 228 und LATCHHM 230,
des in 2 gezeigten Speichers 200 auf.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck Latch auf ein temporäres Datenspeicherelement.
Ein temporäres
Datenspeicherelement kann beispielsweise in Form eines Inverter-Paars
(wie nachstehend beschrieben und dargestellt), oder als Flip-Flop,
wie z. B. ein D-Flip-Flop, implementiert sein.
-
Vorzugsweise
weist die Burst-Modus-Architektur ferner einen Adresse-Gültig-Puffer auf. Der Adresse-Gültig-Puffer
weist einen Eingang auf und ist mit der Adressenpuffer-Schaltung
gekoppelt. Der Adresse-Gültig-Puffer
startet einen Anfangszustand der Burst-Modus-Architektur in Reaktion
auf eine Anfangsadresse.
-
Vorzugsweise
weist die Burst-Modus-Architektur ferner eine Umschalt-Schaltung zum Auswählen eines
Datenworts aus der Latch-Schaltung auf. Vorzugsweise wählt die
Umschalt-Schaltung das Datenwort dahingehend aus, ob das Datenwort
eines der ersten Reihe von Datenwörtern oder eines der zweiten
Reihe von Datenwörtern
ist. Vorzugsweise wählt
die Umschalt-Schaltung
das Datenwort entsprechend einem Übergang eines Steuersignals
aus. Vorzugsweise ist das Steuersignal das niedrigstwertige Bit
der Anfangsadresse.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck Umschalt-Schaltung im
weitesten Sinne auf einen beliebigen Mechanismus aus einer Vielzahl
von Me chanismen zum Umschalten des Werts eines Ausgangs C zwischen
den Werten eines Eingangs A und eines Eingangs B. Ein Daten-Multiplexer
kann als eine 2-zu-1-Umschalt-Schaltung organisiert sein. Beispielsweise
weist bei einer bevorzugten Ausführungsform
die Umschalt-Schaltung eine Reihe von Daten-Multiplexern, beginnend
mit MO 232 und endend mit MM 232, des in 2 gezeigten
Speichers 200 auf.
-
Vorzugsweise
weist die Burst-Modus-Architektur ferner einen Datenpuffer, einen
Taktpuffer und eine Taktzählerschaltung
auf. Der Datenpuffer weist einen Ausgang auf und ist mit der Umschalt-Schaltung
gekoppelt. Der Taktpuffer erzeugt ein Zeitsteuersignal mit Impulsen,
während
die Taktzählerschaltung,
die mit dem Taktpuffer gekoppelt ist, einen Anfangszeitraum durch
Zählen
einer anfänglichen
Anzahl von Impulsen des Zeitsteuersignals misst. Der Datenpuffer
erzeugt sukzessive, vorzugsweise mit jedem sukzessiven Impuls des
Zeitsteuersignals, der auf einen Anfangszeitraum folgt, am Ausgang
das zweite Datenwort, das dritte Datenwort, das vierte Datenwort
und nachfolgende Datenwörter.
Die nachfolgenden Datenwörter
entsprechen der ersten Reihe von Datenwörtern und der zweiten Reihe
von Datenwörtern
der mehreren Datenwörter.
-
Ferner
bietet die derzeit bevorzugte Ausführungsform ein Verfahren zum
Ermöglichen
von Burst-Modus-Zugriff auf mehrere Datenwörter in einem Speicher. Ein
Anfangszeitraum wird in Reaktion auf eine Anfangsadresse durch Zählen einer
anfänglichen
Anzahl von Zeitsteuersignalen gemessen. Innerhalb des Anfangszeitraums
wird mit der Anfangsadresse auf ein erstes Datenwort und ein zweites
Datenwort zugegriffen, wird anschließend ein zweites Signal erzeugt,
wird die Anfangsadresse inkrementiert, um eine zweite Adresse zu
erzeugen, und wird mit der zweiten Adresse in Reaktion auf das zweite Signal
auf ein drittes Datenwort und ein viertes Datenwort zugegriffen.
Vorzugsweise werden das erste Datenwort und das zweite Datenwort
in Reaktion auf das zweite Signal gespeichert. Im Anschluss an den Anfangszeitraum
wird das erste Datenwort in Reaktion auf einen ersten Impuls des
Zeitsteuersignals an einem Ausgang des Speichers erzeugt und das zweite
Datenwort in Reaktion auf einen zweiten Impuls des Zeitsteuersignals
an dem Ausgang des Speichers erzeugt.
-
Ferner
bietet die derzeit bevorzugte Ausführungsform ein Verfahren zum
Ermöglichen
eines Burst-Modus-Zugriffs auf mehrere Datenwörter in einem Speicher. Vorzugsweise
sind die mehreren Datenwörter
in mehreren Kernspeicherzellen des Speichers gespeichert. Ein Anfangszeitraum
wird in Reaktion auf eine Anfangsadresse durch Zählen einer anfänglichen
Anzahl von Impulsen eines Zeitsteuersignals gemessen. Innerhalb
des Zeitraums wird mit der Anfangsadresse auf ein erstes Datenwort
und ein zweites Datenwort zugegriffen, anschließend wird ein zweites Signal
erzeugt, wird die Anfangsadresse zum Erzeugen einer zweiten Adresse
inkrementiert, werden das erste Datenwort und das zweite Datenwort
in Reaktion auf das zweite Signal gespeichert und wird in Reaktion
auf das zweite Signal mit der zweiten Adresse auf ein drittes Datenwort
und ein viertes Datenwort zugegriffen. Im Anschluss an den Anfangszeitraum
wird das erste Datenwort in Reaktion auf einen ersten Impuls des
Zeitsteuersignals an einem Ausgang des Speichers erzeugt, wird das zweite
Datenwort in Reaktion auf einen zweiten Impuls des Zeitsteuersignals
an dem Ausgang des Speichers erzeugt und werden das dritte und das vierte
Datenwort in Reaktion auf den zweiten Impuls des Zeitsteuersignals
gespeichert. Bei aufeinanderfolgenden Impulsen des Zeitsteuersignals
wird eine Folgeadresse mit jedem zweiten Impuls des Zeitsteuersignals
erzeugt, wird für
jede Folgeadresse mit jedem zweiten Impuls des Zeitsteuersignals
auf zwei Datenwörter
zugegriffen, werden zwei Datenwörter mit
jedem zweiten Impuls des Zeitsteuersignals gespeichert und wird
ein Datenwort mit jedem Impuls des Zeitsteuersignals am Ausgang
des Speichers erzeugt.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Verfahrensschritte
in einer beliebigen anderen Reihenfolge durchgeführt werden können, die
mit der beschriebenen Vorgehensweise konsistent ist.
-
In
der vorstehenden detaillierten Beschreibung sind nur einige wenige
der zahlreichen Formen dargestellt, in der die vorliegende Erfindung
ausgeführt
sein kann. Die vorstehende detaillierte Beschreibung darf daher
nur als erläuternd
und nicht als einschränkend
angesehen werden, und es sei darauf hingewiesen, dass die nachstehenden
Patentansprüche
den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung definieren.
Daher decken die beiliegenden Patentansprüche sämtliche Änderungen und Modifikationen
ab, die in den Umfang der Erfindung fallen.