JP2000022530A - クロック発生回路 - Google Patents

クロック発生回路

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JP2000022530A
JP2000022530A JP10184529A JP18452998A JP2000022530A JP 2000022530 A JP2000022530 A JP 2000022530A JP 10184529 A JP10184529 A JP 10184529A JP 18452998 A JP18452998 A JP 18452998A JP 2000022530 A JP2000022530 A JP 2000022530A
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JP
Japan
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circuit
signal
clock
generation circuit
dll
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JP10184529A
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Norishige Sakamoto
憲成 阪本
Kiyoshi Nakai
潔 中井
Akira Takahashi
昌 高橋
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DLL回路を基本構成要素とし、充分に高い
周波数精度と充分に短いロックインサイクルとを有し、
かつ広帯域の可動周波数帯域を有するクロック発生回路
CGを実現して、クロック発生回路CG及びこれを搭載
するシンクロナスDRAM等の開発費用を削減し、その
開発期間を短縮する。 【解決手段】 DLL回路を基本構成要素としシンクロ
ナスDRAM等に搭載されるクロック発生回路CGに、
それぞれ異なる可動周波数帯域を有する例えば2個のD
LL回路DLLL及びDLLHを設け、これらのDLL
回路を、例えば所定のパッドPCGCを介して供給さ
れ、又は入力クロック信号の周波数を識別する周波数判
定回路の出力信号として得られるクロック制御信号CG
Cに従って択一的に動作状態とし、あるいはDLL回路
DLLL及びDLLHを同時に動作状態としておき、そ
の出力信号をクロック制御信号CGCに従って択一的に
内部クロック信号として伝達するDLL選択回路を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はクロック発生回路
に関し、例えば、シンクロナスDRAM(ダイナミック
型ランダムアクセスメモリ)に搭載されDLL(ディレ
イロックドループ)回路をその基本構成要素とするクロ
ック発生回路ならびにその可動周波数の広帯域化及び開
発期間の短縮に利用して特に有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】入力クロック信号と内部クロック信号の
位相を比較する位相比較器と、この位相比較器の出力信
号に従って所定ビットの遅延制御信号を生成する可変遅
延制御回路と、上記遅延制御信号に従ってその遅延時間
が制御される可変遅延回路とを含み、入力クロック信号
に位相同期された内部クロック信号を生成するDLL回
路がある。また、DLL回路を基本構成要素とするクロ
ック発生回路があり、このようなクロック発生回路と複
数のバンクとを備え所定のクロック信号に従って同期動
作するシンクロナスDRAM等のメモリ集積回路装置が
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本願発明者等は、この
発明に先立って、DLL回路を基本構成要素とするクロ
ック発生回路を搭載するシンクロナスDRAMの開発に
従事し、次の問題点に気付いた。すなわち、クロック発
生回路を構成するDLL回路は、可変遅延回路の遅延時
間を入力クロック信号と内部クロック信号の位相差に応
じて制御することにより、入力クロック信号に位相同期
された内部クロック信号を生成している。したがって、
内部クロック信号の入力クロック信号に対する周波数精
度を高めたい場合、可変遅延回路の遅延単位時間つまり
遅延時間の切り換え単位を小さくすることが必要とな
る。しかし、可変遅延回路の遅延単位時間を小さくする
と、可変遅延制御回路の出力信号たる遅延制御信号の所
要ビット数が増え、DLL回路の所要回路素子数が増大
するとともに、DLL回路のロックインサイクルつまり
内部クロック信号が入力クロック信号に位相同期される
までの時間が長くなる。このため、従来のシンクロナス
DRAM等では、使用されるクロック信号の周波数に合
わせてDLL回路の可動周波数帯域を狭めることで、D
LL回路の周波数精度の確保とロックインサイクルの短
縮とを図っている。
【0004】ところが、近年、シンクロナスDRAMを
含むシステムの多様化が進み、使用されるクロック信号
の周波数帯域が広がりつつある中、可動周波数帯域の狭
い従来のDLL回路では充分な対応が困難となる。ま
た、これに対処するため、使用されるクロック信号に対
応した可動周波数帯域を有するDLL回路をその都度開
発しようとした場合、膨大な開発費用と開発期間が必要
となる。
【0005】この発明の目的は、DLL回路を基本構成
要素とし、充分に高い周波数精度と充分に短いロックイ
ンサイクルとを有し、かつ広帯域の可動周波数帯域を有
するクロック発生回路を実現することにある。この発明
の他の目的は、クロック発生回路及びこれを搭載するシ
ンクロナスDRAM等の開発費用を削減し、その開発期
間を短縮することにある。
【0006】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、DLL回路を基本構成要素と
しシンクロナスDRAM等に搭載されるクロック発生回
路に、それぞれ異なる可動周波数帯域を有する複数のD
LL回路を設け、これらのDLL回路を、例えば所定の
パッドを介して供給され、又は入力クロック信号の周波
数を識別する周波数判定回路の出力信号として得られる
選択制御信号に従って択一的に動作状態とし、あるいは
複数のDLL回路を同時に動作状態としておき、その出
力信号を選択制御信号に従って択一的に内部クロック信
号として伝達するDLL選択回路を設ける。
【0008】上記した手段によれば、DLL回路を基本
構成要素とし、充分に高い周波数精度と充分に短いロッ
クインサイクルとを有し、かつ広帯域の可動周波数帯域
を有するクロック発生回路を実現することができる。こ
の結果、クロック発生回路及びこれを搭載するシンクロ
ナスDRAM等の開発費用を削減し、その開発期間を短
縮することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1には、この発明が適用された
クロック発生回路CGを含むシンクロナスDRAMの一
実施例のブロック図が示されている。同図をもとに、ま
ずこの実施例のクロック発生回路CGを含むシンクロナ
スDRAMの構成及び動作の概要について説明する。な
お、図1の各ブロックを構成する回路素子は、特に制限
されないが、公知のCMOS(相補型MOS)集積回路
の製造技術により、単結晶シリコンのような1個の半導
体基板面上に形成される。
【0010】図1において、この実施例のシンクロナス
DRAMは、一対のバンクBNK0及びBNK1を備
え、これらのバンクのそれぞれは、そのレイアウト面積
の大半を占めて配置されるメモリアレイMARYと、メ
モリアレイMARYの直接周辺回路となるロウアドレス
デコーダRD,センスアンプSA,カラムアドレスデコ
ーダCDならびにライトアンプWA及びメインアンプM
Aとを備える。
【0011】バンクBNK0及びBNK1を構成するメ
モリアレイMARYは、図の垂直方向に平行して配置さ
れる所定数のワード線と、水平方向に平行して配置され
る所定数組の相補ビット線とをそれぞれ含む。これらの
ワード線及び相補ビット線の交点には、情報蓄積キャパ
シタ及びアドレス選択MOSFETからなる多数のダイ
ナミック型メモリセルがそれぞれ格子状に配置される。
【0012】バンクBNK0及びBNK1のメモリアレ
イMARYを構成するワード線は、対応するロウアドレ
スデコーダRDに結合され、それぞれ択一的に選択状態
とされる。これらのロウアドレスデコーダRDには、ロ
ウアドレスレジスタRAから最上位ビットを除く11ビ
ットの内部アドレス信号X0〜X10が共通に供給さ
れ、タイミング発生回路TGから図示されない内部制御
信号RGが共通に供給される。また、ロウアドレスレジ
スタRAには、アドレスバッファABを介してXアドレ
ス信号AX0〜AX11が供給され、タイミング発生回
路TGから内部制御信号RLが供給される。さらに、ア
ドレスバッファABには、外部のアクセス装置からアド
レス入力端子A0〜A11を介してXアドレス信号AX
0〜AX11ならびにYアドレス信号AY0〜AY8が
時分割的に供給される。
【0013】アドレスバッファABは、アドレス入力端
子A0〜A11を介して時分割的に供給されるXアドレ
ス信号AX0〜AX11ならびにYアドレス信号AY0
〜AY8を取り込み、ロウアドレスレジスタRA,カラ
ムアドレスカウンタCCならびにモードレジスタMRに
伝達する。また、ロウアドレスレジスタRAは、アドレ
スバッファABから伝達されるXアドレス信号AX0〜
AX11を内部制御信号RLに従って取り込み、保持す
るとともに、これらのXアドレス信号をもとに内部アド
レス信号X0〜X11を形成する。このうち、最上位ビ
ットの内部アドレス信号X11は、バンク選択回路BS
に供給されてバンク選択に供され、その他の内部アドレ
ス信号X0〜X10は、前述のように、バンクBNK0
及びBNK1のロウアドレスデコーダRDに共通に供給
される。
【0014】バンク選択回路BSは、ロウアドレスレジ
スタRAから供給される最上位ビットの内部アドレス信
号X11に従って、バンク選択信号BS0又はBS1を
選択的にハイレベルとする。これらのバンク選択信号B
S0及びBS1は、バンクBNK0及びBNK1にそれ
ぞれ供給され、その周辺回路たるロウアドレスデコーダ
RD,カラムアドレスデコーダCD,センスアンプSA
ならびにライトアンプWA及びメインアンプMA等を選
択的に動作させるために供される。
【0015】バンクBNK0及びBNK1のロウアドレ
スデコーダRDは、内部制御信号RGがハイレベルとさ
れかつ対応するバンク選択信号BS0又はBS1がハイ
レベルとされることでそれぞれ選択的に動作状態とな
り、ロウアドレスレジスタRAから供給される内部アド
レス信号X0〜X10をデコードして、対応するメモリ
アレイMARYの対応するワード線を択一的に選択状態
とする。
【0016】次に、バンクBNK0及びBNK1のメモ
リアレイMARYを構成する相補ビット線は、対応する
センスアンプSAに結合される。各バンクのセンスアン
プSAには、対応するカラムアドレスデコーダCDから
図示されない所定ビットのビット線選択信号がそれぞれ
供給され、タイミング発生回路TGから図示されない内
部制御信号PAが共通に供給される。また、各バンクの
カラムアドレスデコーダCDには、カラムアドレスカウ
ンタCCから9ビットの内部アドレス信号Y0〜Y8が
共通に供給され、タイミング発生回路TGから図示され
ない内部制御信号CGが共通に供給される。さらに、カ
ラムアドレスカウンタCCには、アドレスバッファAB
を介してYアドレス信号AY0〜AY8が供給されると
ともに、タイミング発生回路TGから内部制御信号CL
が供給される。
【0017】カラムアドレスカウンタCCは、図示され
ない内部制御信号に従って歩進動作を行うバイナリーカ
ウンタを含む。このカウンタは、アドレスバッファAB
を介して供給されるYアドレス信号AY0〜AY8を内
部制御信号CLに従って取り込み、保持する。また、こ
れらのYアドレス信号AY0〜AY8を初期値として歩
進動作を行い、内部アドレス信号Y0〜Y8を順次形成
して、バンクBNK0及びBNK1のカラムアドレスデ
コーダCDに供給する。このとき、各バンクのカラムア
ドレスデコーダCDは、内部制御信号CGがハイレベル
とされかつ対応するバンク選択信号BS0又はBS1が
ハイレベルとされることで選択的に動作状態となり、内
部アドレス信号Y0〜Y8をデコードして、上記ビット
線選択信号の対応するビットを択一的にハイレベルとす
る。
【0018】モードレジスタMRは、モードレジスタセ
ットコマンドが実行されるとき、アドレス入力端子A0
〜A11の所定ビットを介して入力される各種モードデ
ータを内部制御信号MSに従って取り込み、保持する。
また、これらのモードデータをデコードしてシンクロナ
スDRAMの動作モードを決定し、モード制御信号を選
択的に形成して、シンクロナスDRAMの各部に供給す
る。
【0019】バンクBNK0及びBNK1のセンスアン
プSAは、メモリアレイMARYの各相補ビット線に対
応して設けられる所定数の単位回路を含み、これらの単
位回路のそれぞれは、少なくとも、一対のCMOSイン
バータが交差結合されてなる単位増幅回路と、Nチャン
ネル型の一対のスイッチMOSFETとを含む。このう
ち、各単位増幅回路は、内部制御信号PAがハイレベル
とされかつ対応するバンク選択信号BS0又はBS1が
ハイレベルとされることで選択的にかつ一斉に動作状態
とされ、各メモリアレイMARYの選択ワード線に結合
される所定数のメモリセルから対応する相補ビット線を
介して出力される微小読み出し信号を増幅して、ハイレ
ベル又はロウレベルの2値読み出し信号とする。
【0020】一方、センスアンプSAの各単位回路のス
イッチMOSFET対は、対応するビット線選択信号の
ハイレベルを受けて8組ずつ選択的にオン状態となり、
メモリアレイMARYの対応する8組の相補ビット線と
相補共通データ線CD0*〜CD7*(ここで、例えば
非反転共通データ線CD0T及び反転共通データ線CD
0Bを、合わせて相補共通データ線CD0*のように*
を付して表す。また、それが有効とされるとき選択的に
ハイレベルとされるいわゆる非反転信号等については、
その名称の末尾にTを付して表し、それが有効とされる
とき選択的にロウレベルとされるいわゆる反転信号等に
ついては、その名称の末尾にBを付して表す。以下同
様)との間を選択的に接続状態とする。
【0021】相補共通データ線CD0*〜CD7*は、
対応するライトアンプWAの各単位回路の出力端子にそ
れぞれ結合されるとともに、対応するメインアンプMA
の各単位回路の入力端子にそれぞれ結合される。
【0022】ライトアンプWA及びメインアンプMA
は、相補共通データ線CD0*〜CD7*に対応して設
けられる8個の単位回路をそれぞれ備える。このうち、
ライトアンプWAの各単位回路の入力端子は、書き込み
データバスWDB0〜WDB7を介してデータ入力バッ
ファIBの対応する単位回路の出力端子にそれぞれ結合
され、メインアンプMAの各単位回路の出力端子は、読
み出しデータバスRDB0〜RDB7を介してデータ出
力バッファOBの対応する単位回路の入力端子にそれぞ
れ結合される。データ入力バッファIBの各単位回路の
入力端子及びデータ出力バッファOBの各単位回路の出
力端子は、対応するデータ入出力端子D0〜D7にそれ
ぞれ共通結合される。ライトアンプWA及びメインアン
プMAの各単位回路には、タイミング発生回路TGから
内部制御信号WP及びRPがそれぞれ共通に供給され、
データ入力バッファIB及びデータ出力バッファOBの
各単位回路には、内部制御信号IL及びOCがそれぞれ
共通に供給される。
【0023】データ入力バッファIBの各単位回路は、
シンクロナスDRAMが書き込みモードで選択状態とさ
れるとき、外部のアクセス装置からデータ入出力端子D
0〜D7を介して入力される8ビットの書き込みデータ
を内部制御信号ILに従って取り込み、保持するととも
に、書き込みデータバスWDB0〜WDB7を介してラ
イトアンプWAの対応する単位回路に伝達する。このと
き、ライトアンプWAの各単位回路は、内部制御信号W
Pがハイレベルとされかつ対応するバンク選択信号BS
0又はBS1がハイレベルとされることで選択的に動作
状態となり、データ入力バッファIBの各単位回路から
書き込みデータバスWDB0〜WDB7を介して伝達さ
れる書き込みデータを所定の相補書き込み信号に変換し
た後、相補共通データ線CD0*〜CD7*を介してバ
ンクBNK0又はBNK1のメモリアレイMARYの選
択された8個のメモリセルに書き込む。
【0024】一方、バンクBNK0及びBNK1のメイ
ンアンプMAの各単位回路は、内部制御信号RPがハイ
レベルとされかつ対応するバンク選択信号BS0又はB
S1がハイレベルとされることで選択的に動作状態とな
り、対応するメモリアレイMARYの選択された8個の
メモリセルからセンスアンプSAならびに相補共通デー
タ線CD0*〜CD7*を介して出力される読み出し信
号をそれぞれ増幅し、読み出しデータバスRDB0〜R
DB7を介してデータ出力バッファOBの対応する単位
回路に伝達する。このとき、データ出力バッファOBの
各単位回路は、内部制御信号OCのハイレベルを受けて
選択的に動作状態となり、バンクBNK0又はBNK1
のメインアンプMAの対応する単位回路から読み出しデ
ータバスRDB0〜RDB7を介して伝達される8ビッ
トの読み出しデータを、対応するデータ入出力端子D0
〜D7から外部のアクセス装置に出力する。
【0025】タイミング発生回路TGは、外部のアクセ
ス装置から起動制御信号として供給されるチップ選択信
号CSB,ロウアドレスストローブ信号RASB,カラ
ムアドレスストローブ信号CASB,ライトイネーブル
信号WEBならびにデータマスク信号DQMと、クロッ
ク発生回路CGから供給される内部クロック信号SCK
とをもとに、内部制御信号MS,RL,CL,IL,W
P,RPならびにOCを含む各種の内部制御信号を選択
的に形成し、シンクロナスDRAMの各部に供給する。
前述のように、内部制御信号MS,RL,CL,IL,
WP,RPならびにOCは、モードレジスタMR,ロウ
アドレスレジスタRA,カラムアドレスカウンタCC,
データ入力バッファIB,ライトアンプWA,メインア
ンプMAならびにデータ出力バッファOBの動作制御に
それぞれ用いられ、結果的にシンクロナスDRAMの動
作が入力クロック信号CLKに同期化される。
【0026】クロック発生回路CGは、後述するよう
に、2個のDLL回路DLLL及びDLLHを基本に構
成され、外部端子CKEを介して供給されるクロックイ
ネーブル信号CKEがハイレベルとされることを条件
に、外部端子CLKを介して供給される入力クロック信
号CLKに位相同期された内部クロック信号SCKを選
択的に形成し、タイミング発生回路TGに供給する。こ
の実施例において、クロック発生回路CGを構成するD
LL回路DLLL及びDLLHは、それぞれ異なる可動
周波数帯域を有し、パッドPCGCを介して供給される
クロック制御信号(選択制御信号)CGCに従って択一
的に動作状態とされる。この結果、入力クロック信号C
LKに対する周波数精度を高めロックインサイクルを短
縮しつつ、クロック発生回路CGの可動周波数帯域を拡
大し、これによってシンクロナスDRAMの開発費用を
削減し、その開発期間を短縮することができる。クロッ
ク発生回路CGの具体的構成及び動作については、以下
に詳細に説明する。
【0027】図2には、図1のシンクロナスDRAMに
含まれるクロック発生回路CGの第1の実施例のブロッ
ク図が示されている。また、図3には、図2のクロック
発生回路CGに含まれるDLL回路DLLLの一実施例
のブロック図が示され、図4には、図2のクロック発生
回路CGならびにこれに含まれるDLL回路DLLL及
びDLLHの可動周波数帯域を説明するための一実施例
の動作特性図が示されている。これらの図をもとに、こ
の実施例のシンクロナスDRAMに含まれるクロック発
生回路CGの具体的構成及び動作ならびにその特徴につ
いて説明する。なお、図3では、DLL回路DLLLを
もってDLL回路DLLL及びDLLHを説明する。ま
た、各図では、CP1〜CP2ならびにC1〜C3等の
内部信号や内部クロック信号SCKが1本の信号線によ
って示されているが、これらの信号は、実際にはそれぞ
れ位相の異なる複数の信号からなる場合がある。
【0028】図2において、クロック発生回路CGは、
特に制限されないが、それぞれ異なる可動周波数帯域を
有する2個のDLL回路DLLL及びDLLHをその基
本構成要素として含み、さらに2個のクロックバッファ
B1及びB2と、2入力のオア(OR)ゲートOGとを
含む。このうち、クロックバッファB1の入力端子に
は、外部端子CLKを介して入力クロック信号CLKが
供給され、その制御端子には、外部端子CKEを介して
クロックイネーブル信号CKEが供給される。クロック
バッファB1は、クロックイネーブル信号CKEがハイ
レベルとされるとき、入力クロック信号CLKをもとに
内部信号CKを選択的に形成して、DLL回路DLLL
及びDLLHの一方の入力端子に供給する。
【0029】DLL回路DLLLの他方の入力端子に
は、パッドPCGCを介してクロック制御信号CGCが
供給され、DLL回路DLLHの他方の入力端子には、
そのインバータV1による反転信号が供給される。な
お、パッドPCGCは、特に制限されないが、入力クロ
ック信号CLKの周波数つまりシンクロナスDRAMの
使用周波数が300MHz(メガヘルツ)以下とされる
とき電源電圧供給端子にボンディングされ、これによっ
てクロック制御信号CGCが例えば+3.3V(ボル
ト)のようなハイレベルとされる。また、入力クロック
信号CLKの周波数が300MHz以上とされるとき、
パッドPCGCは接地電位供給端子にボンディングさ
れ、クロック制御信号CGCは0Vのロウレベルとされ
る。
【0030】この実施例において、DLL回路DLLL
及びDLLHは、特に制限されないが、図3のDLL回
路DLLLに代表して示されるように、その一方の入力
端子にクロック制御信号CGCを受けその他方の入力端
子にクロックバッファB1の出力信号つまり内部信号C
Kを受けるアンド(AND)ゲートAGを含む。このア
ンドゲートAGの出力信号は、分周回路FD1に供給さ
れる。また、分周回路FD1の出力信号つまり内部信号
C1は、位相比較器PCの一方の入力端子に供給される
とともに、分周回路FD2、可変遅延制御回路VDLC
及び可変遅延回路VDLに供給される。分周回路FD1
の出力信号つまり内部信号C1と分周回路FD2の出力
信号つまり内部信号C2とは、位相比較器PCの出力信
号とともに可変遅延制御回路VDLCに供給され、可変
遅延制御回路VDLCの出力信号つまり遅延制御信号D
C0〜DCpは、可変遅延回路VDLに供給される。さ
らに、可変遅延回路VDLの出力信号つまり内部信号C
3は、位相比較器PCの他方の入力端子に供給されると
ともに、クロック整形回路CPTCを経た後、DLL回
路DLLLの出力信号たる内部信号CP1となる。
【0031】言うまでもなく、DLL回路DLLLのア
ンドゲートAGは、クロック制御信号CGCがハイレベ
ルとされることを条件に、つまり入力クロック信号CL
Kの周波数が300MHz以下とされることを条件に、
内部信号CKつまり入力クロック信号CLKを後段の分
周回路FD1に伝達する。また、分周回路FD1は、内
部信号CKをもとに、内部信号CKと所定の位相差を有
する複数相の内部信号C1を形成し、分周回路FD2
は、同様に内部信号C1をもとに、内部信号C1と所定
の位相差を有する複数相の内部信号C2を形成する。
【0032】一方、位相比較器PCは、内部信号C1の
位相と可変遅延回路VDLの出力信号たる内部信号C3
の位相とを比較し、可変遅延制御回路VDLCは、位相
比較器PCの出力信号と内部信号C1,C2とをもと
に、内部信号C1つまり入力クロック信号CLKと内部
信号C3つまりは内部信号CP1の位相差に対応した遅
延制御信号DC0〜DCpを選択的に形成する。また、
可変遅延回路VDLは、内部信号C1の位相を遅延制御
信号DC0〜DCpに対応した遅延時間だけ遅延させて
内部信号C3とし、クロック整形回路CPTCは、内部
信号C3をもとに所定のデューティを有する内部信号C
P1を形成する。
【0033】これにより、DLL回路DLLLの出力信
号たる内部信号CP1は、内部信号CKに対して所定の
位相関係を持つべくその位相が制御されるものとなり、
DLL回路DLLHの出力信号たる内部信号CP2も、
同様に内部信号CKに対して所定の位相関係を持つべく
制御されるものとなる。
【0034】DLL回路DLLLの出力信号たる内部信
号CP1は、図2のオアゲートOGの一方の入力端子に
供給され、DLL回路DLLHの出力信号たる内部信号
CP2は、その他方の入力端子に供給される。オアゲー
トOGの出力信号は、クロックバッファB2を経た後、
内部クロック信号SCKとなる。
【0035】当分野に関係される技術者の方々にはすで
にご推察のように、DLL回路DLLLから出力される
内部信号CP1と内部信号CKとの間の位相差、ならび
にDLL回路DLLHから出力される内部信号CP2と
内部信号CKとの間の位相差は、クロックバッファB1
及びB2の遅延時間を補正しうるものとされる。この結
果、内部クロック信号SCKは、入力クロック信号CL
Kに対してほぼ完全に位相同期され、これによってシン
クロナスDRAMは比較的高い周波数の入力クロック信
号CLKに同期して高速に動作しうるものとされる。
【0036】ところで、DLL回路DLLL及びDLL
Hは、前述のように、CMOS回路を基本素子とし、内
部信号CKは、各DLL回路のアンドゲートAGを介し
て選択的に後段回路に伝達される。したがって、クロッ
ク制御信号CGCがハイレベルとされるときには、内部
信号CKがその後段回路に伝達されることでDLL回路
DLLLが動作状態となり、上記のような位相制御動作
により入力クロック信号CLKに対して所定の位相関係
を持つ内部信号CP1を形成する。このとき、DLL回
路DLLHは、そのアンドゲートAGの出力信号がロウ
レベルに固定されるために非動作状態となり、その出力
信号たる内部信号CP2はロウレベルに固定される。ま
た、この間、DLL回路DLLHを構成するCMOS回
路は動作電流を流さず、DLL回路DLLHの消費電力
はほぼゼロとなる。
【0037】一方、クロック制御信号CGCがロウレベ
ルとされると、DLL回路DLLLは、そのアンドゲー
トAGの出力信号がロウレベルに固定されるために非動
作状態となり、その出力信号たる内部信号CP1はロウ
レベルに固定される。このとき、DLL回路DLLH
は、内部信号CKがそのアンドゲートAGを介して後段
回路に伝達されることで動作状態となり、上記のような
位相制御動作により入力クロック信号CLKに対して所
定の位相関係を持つ内部信号CP2を形成する。この
間、非動作状態にあるDLL回路DLLLを構成するC
MOS回路は動作電流を流さず、DLL回路DLLLの
消費電力はほぼゼロとなる。
【0038】前述のように、DLL回路DLLL及びD
LLHを構成する可変遅延回路VDLは、その内部信号
C1に対する遅延時間が遅延制御信号DC0〜DCpに
従ってそれぞれ選択的に切り換えられ、この遅延時間の
切り換え単位つまり遅延単位時間は、各DLL回路の入
力クロック信号CLKに対する周波数精度を高める意味
合いから比較的小さい値に設定される。また、遅延時間
の切り換え範囲つまり切り換えうる遅延単位時間の総数
は、各DLL回路のロックインサイクルを短縮する意味
合いから比較的少なく設定され、そのためにDLL回路
DLLL及びDLLHの可動周波数帯域は否応にも圧縮
される。
【0039】この実施例において、DLL回路DLLL
は、特に制限されないが、図4に示されるように、10
0MHz〜330MHzの可動周波数帯域を有し、DL
L回路DLLHは、270MHz〜500MHzの可動
周波数帯域を有するものとされる。また、これらのDL
L回路は、上記のように、クロック制御信号CGCに従
って択一的に動作状態とされ、最終的には内部クロック
信号SCKとなる内部信号CP1又はCP2をそれぞれ
選択的に形成する。これらのことから、クロック発生回
路CG全体としてみた可動周波数帯域は、パッドPCG
Cと電源電圧供給端子又は接地電位供給端子との間のボ
ンディングを選択的に実施するだけで、DLL回路DL
LLの最低可動周波数からDLL回路DLLHの最高可
動周波数の間、つまり100MHz〜500MHzに拡
大されるものとなる。
【0040】なお、DLL回路DLLL及びDLLH
は、上記のように、270MHz〜330MHzの範囲
でその可動周波数帯域が互いにオーバーラップするが、
このようなオーバーラップ領域が設けられることで、各
DLL回路のプロセスバラツキを補償し、可動周波数帯
域の切り換えをスムーズに行うことができる。
【0041】さらに、上記したように、DLL回路DL
LL及びDLLHは、それが択一的に動作状態とされる
間、入力クロック信号CLKに対する周波数精度がとも
に充分に高くなるように設計され、そのロックインサイ
クルも充分に短いものとされる。以上の結果、この実施
例のクロック発生回路CGは、充分に高い周波数精度と
充分に短いロックインサイクルを有しつつ、広帯域の可
動周波数帯域を有するものとなり、これによってクロッ
ク発生回路を含むシンクロナスDRAM等の開発費用を
削減し、その開発期間を短縮することができるものであ
る。
【0042】図5には、この発明が適用されたクロック
発生回路CGの第2の実施例のブロック図が示されてい
る。なお、この実施例は、前記図2の実施例を基本的に
踏襲するものであるため、これと異なる部分についての
み説明を追加する。
【0043】図5において、この実施例のクロック発生
回路CGは、クロックバッファB1の出力信号つまり内
部信号CKを受けその出力信号が前記クロック制御信号
CGCとなる周波数判定回路FCを含む。周波数判定回
路FCは、特に制限されないが、その遮断周波数を例え
ば600MHzとする第1のローパスフィルタと、その
遮断周波数を例えば300MHzとする第2のローパス
フィルタとを含む。このうち、第1のローパスフィルタ
は、内部信号CKつまり入力クロック信号CLKからそ
の周波数が600MHzを超える高調波成分を除去し
て、第2のローパスフィルタに伝達する。また、第2の
ローパスフィルタは、第1のローパスフィルタによって
高調波成分が除去された内部信号CKの周波数つまりは
入力クロック信号CLKの基本周波数を、遮断周波数つ
まり300MHzをスレッシホルドとして判定する。こ
の結果、内部信号CKの周波数が300MHzより低い
ときはその出力信号つまりクロック制御信号CGCをハ
イレベルとし、300MHzより高いときはクロック制
御信号CGCをロウレベルとする。
【0044】これにより、この実施例の場合、クロック
制御信号CGCを入力するためのパッドPCGCを設け
ることなく、言い換えるならば入力クロック信号CLK
の基本周波数を自動的に識別して、可動周波数帯域の異
なる2個のDLL回路DLLL及びDLLHを択一的に
動作状態とすることができ、これによって前記図1〜図
4の実施例と同様な作用効果を得ることができるもので
ある。
【0045】図6には、この発明が適用されたクロック
発生回路CGの第3の実施例のブロック図が示されてい
る。なお、この実施例は、前記図2の実施例を基本的に
踏襲するものであるため、これと異なる部分についての
み説明を追加する。
【0046】図6において、この実施例のクロック発生
回路CGは、異なる可動周波数帯域を有しクロックバッ
ファB1の出力信号たる内部信号CKを共通に受ける2
個のDLL回路DLLL及びDLLHと、これらのDL
L回路の出力信号たる内部信号CP1及びCP2を受け
るDLL選択回路SLとを含む。また、DLL選択回路
SLは、その入力端子に内部信号CP1又はCP2をそ
れぞれ受ける2個のインバータV2及びV3と、その入
力端子にインバータV2又はV3の出力信号をそれぞれ
受ける2個のクロックドインバータCV1及びCV2と
を含む。
【0047】クロック発生回路CGのDLL選択回路S
Lを構成するクロックドインバータCV1の制御端子に
は、パッドPCGCを介してクロック制御信号CGCが
供給され、クロックドインバータCV2の制御端子に
は、クロック制御信号CGCのインバータV4による反
転信号が供給される。また、クロックドインバータCV
1及びCV2の出力端子は、クロックバッファB2の入
力端子に共通結合され、クロックバッファB2の出力信
号は、前記内部クロック信号SCKとなる。クロック制
御信号CGCは、前述のように、入力クロック信号CL
Kの周波数つまりシンクロナスDRAMの使用周波数が
300MHzより低いときハイレベルとされ、300M
Hzより高いときロウレベルとされる。
【0048】この実施例において、DLL回路DLLL
及びDLLHは、シンクロナスDRAMが動作状態とさ
れる間、定常的に動作状態とされ、内部信号CKつまり
入力クロック信号CLKに対し所定の位相関係を持つ内
部信号CP1及びCP2を形成する。また、DLL選択
回路SLのクロックドインバータCV1は、シンクロナ
スDRAMの使用周波数が300MHz以下とされクロ
ック制御信号CGCがハイレベルとされるとき、100
MHz〜330MHzの可動周波数帯域を有するDLL
回路DLLLの出力信号つまり内部信号CP1をクロッ
クバッファB2に伝達し、クロックドインバータCV2
は、シンクロナスDRAMの使用周波数が300MHz
以上とされクロック制御信号CGCがロウレベルとされ
るとき、270MHz〜500MHzの可動周波数帯域
を有するDLL回路DLLHの出力信号つまり内部信号
CP1をクロックバッファB2に伝達する。
【0049】以上の結果、この実施例のクロック発生回
路CGでは、DLL回路DLLL及びDLLHがそれぞ
れ選択的に動作状態とされることにともなう動作の立ち
上がりの遅れを解消しつつ、前記図2の実施例と同様な
作用効果を得ることができ、これによってクロック発生
回路CGを含むシンクロナスDRAM等の開発費用を削
減し、その開発期間を短縮することができるものであ
る。
【0050】以上の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1)DLL回路を基本構成要素としシンクロナスDR
AM等に搭載されるクロック発生回路に、それぞれ異な
る可動周波数帯域を有する複数のDLL回路を設け、こ
れらのDLL回路を、所定のパッドを介して供給される
選択制御信号に従って択一的に動作状態とすることで、
DLL回路を基本構成要素とし、充分に高い周波数精度
と充分に短いロックインサイクルとを有し、かつ広帯域
の可動周波数帯域を有するクロック発生回路を実現でき
るという効果が得られる。 (2)上記(1)項により、クロック発生回路及びこれ
を搭載するシンクロナスDRAM等の開発費用を削減
し、その開発期間を短縮することができるという効果が
得られる。
【0051】(3)上記(1)項及び(2)項におい
て、複数のDLL回路が互いにオーバーラップした可動
周波数帯域を持つべく設計することで、各DLL回路の
可動周波数帯域のプロセスバラツキを解消し、可動周波
数帯域の切り換えをスムーズに行うことができるという
効果が得られる。 (4)上記(1)項ないし(3)項において、複数のD
LL回路を、入力クロック信号の周波数を識別する周波
数判定回路の出力信号として得られる選択制御信号に従
って択一的に動作状態とすることで、クロック制御信号
を入力するためのパッドを設けることなく、又はこのパ
ッドに対するボンディング処理を施すことなく、上記
(1)項ないし(3)項の作用効果を得ることができ
る。 (5)上記(1)項ないし(4)項において、複数のD
LL回路を同時に動作状態としておき、その出力信号を
選択制御信号に従って択一的に内部クロック信号として
伝達するDLL選択回路を設けることで、複数のDLL
回路が選択的に動作状態とされることにともなう動作の
立ち上がりの遅れを解消しつつ、上記(1)項ないし
(4)項の作用効果を得ることができる。
【0052】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1において、シンクロナスDRAMは、例えば×
16ビット又は×32ビット等、任意のビット構成を採
りうるし、シェアドセンス方式を採ることもできる。ま
た、クロック発生回路CGは、例えばタイミング発生回
路TGの一部として設けてもよいし、内部クロック信号
SCKの用途も種々考えられる。クロック制御信号CG
Cは、例えば独立した外部端子から直接入力できるよう
にしてもよいし、例えば動作モード信号の一つとして、
モードレジスタMRを介して入力してもよい。シンクロ
ナスDRAMは、任意数のバンクを備えることができる
し、そのブロック構成や起動制御信号,アドレス信号,
内部制御信号の組み合わせ及び有効レベルならびに電源
電圧の極性及び絶対値等は、種々の実施形態をとりう
る。
【0053】図2,図5ならびに図6において、クロッ
ク発生回路CGに設けられるDLL回路の数は任意に設
定できるし、各DLL回路の可動周波数帯域についても
同様である。図2及び図5において、DLL回路DLL
L及びDLLHの非動作状態時の動作電流が問題となる
場合、その電源供給経路をMOSFET等によって選択
的に切断できるようにしてもよい。図6において、DL
L回路DLLL又はDLLHの出力信号を択一的に伝達
するDLL選択回路SLは、例えばPチャンネル及びN
チャンネルMOSFETからなるトランスファゲートに
より構成できるし、その動作条件も任意である。図3に
おいて、DLL回路DLLL及びDLLHは、その一部
を互いに共有することができるし、各DLL回路のブロ
ック構成は、この実施例により制約されることなく種々
の形態をとりうる。
【0054】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるシン
クロナスDRAMに搭載されるクロック発生回路に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、例えば、他の各種のメモリ集積回路装置に搭載
される同様なクロック発生回路や、このようなクロック
発生回路又はメモリ集積回路装置を搭載する論理集積回
路装置等にも適用できる。この発明は、少なくともDL
L回路を基本構成要素とするクロック発生回路ならびに
これを含む装置又はシステムに広く適用できる。
【0055】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、DLL回路を基本構成要素
としシンクロナスDRAM等に搭載されるクロック発生
回路に、それぞれ異なる可動周波数帯域を有する複数の
DLL回路を設け、これらのDLL回路を、例えば所定
のパッドを介して供給され、又は入力クロック信号の周
波数を識別する周波数判定回路の出力信号として得られ
る選択制御信号に従って択一的に動作状態とし、あるい
は複数のDLL回路を同時に動作状態としておき、その
出力信号を選択制御信号に従って択一的に内部クロック
信号として伝達するDLL選択回路を設けることで、D
LL回路を基本構成要素とし、充分に高い周波数精度と
充分に短いロックインサイクルとを有し、かつ広帯域の
可動周波数帯域を有するクロック発生回路を実現でき、
これによってクロック発生回路及びこれを搭載するシン
クロナスDRAM等の開発費用を削減し、その開発期間
を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されたクロック発生回路を含む
シンクロナスDRAMの一実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1のシンクロナスDRAMに含まれるクロッ
ク発生回路の第1の実施例を示すブロック図である。
【図3】図2のクロック発生回路に含まれるDLL回路
DLLLの一実施例を示すブロック図である。
【図4】図2のクロック発生回路及びこれに含まれるD
LL回路の可動周波数帯域を説明するための一実施例を
示す動作特性図である。
【図5】この発明が適用されたクロック発生回路の第2
の実施例を示すブロック図である。
【図6】この発明が適用されたクロック発生回路の第3
の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
BNK0〜BNK1……バンク、MARY……メモリア
レイ、RD……ロウアドレスデコーダ、SA……センス
アンプ、CD……カラムアドレスデコーダ、WA……ラ
イトアンプ、MA……メインアンプ、AB……アドレス
バッファ、RA……ロウアドレスレジスタ、BS……バ
ンク選択回路、CC……カラムアドレスカウンタ、MR
……モードレジスタ、IB……データ入力バッファ、O
B……データ出力バッファ、CG……クロック発生回
路、TG……タイミング発生回路、D0〜D7……入出
力データ又はその入出力端子、PCGC……クロック制
御信号入力パッド、CGC……クロック制御信号、CK
E……クロックイネーブル信号又はその入力端子、CL
K……クロック信号又はその入力端子、CSB……チッ
プ選択信号又はその入力端子、RASB……ロウアドレ
スストローブ信号又はその入力端子、CASB……カラ
ムアドレスストローブ信号又はその入力端子、WEB…
…ライトイネーブル信号又はその入力端子、DQM……
データマスク信号又はその入力端子、A0〜A11……
アドレス信号又はその入力端子。B1〜B2……クロッ
クバッファ、DLLL,DLLH……DLL回路、CG
C……クロック制御信号(選択制御信号)、CK,CP
1〜CP2,C1〜C3……内部信号、SCK……内部
クロック信号。FD1〜FD2……分周回路、PC……
位相比較器、VDLC……可変遅延制御回路、DC0〜
DCp……遅延制御信号、VDL……可変遅延回路、C
PTC……クロック整形回路。FC……周波数判定回
路。SL……DLL選択回路、V1〜V4……インバー
タ、OG……オア(OR)ゲート、AG……アンド(A
ND)ゲート、CV1〜CV2……クロックドインバー
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 昌 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 Fターム(参考) 5J004 BB05 CC01 CC09 DD00 DD01 DD02 DD03 DD06 DD11 DD14 DD20 5J060 AA05 BB00 CC03 CC21 CC38 CC52 CC59 DD00 DD09 DD33 DD37 DD46 GG10 HH02 JJ06 KK03 KK05

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ異なる可動周波数帯域を有し、
    その出力信号が入力クロック信号の周波数に応じて択一
    的に有効とされる複数のDLL回路を含むことを特徴と
    するクロック発生回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記DLL回路のそれぞれは、CMOS回路を基本素子
    として構成されるものであり、かつ上記入力クロック信
    号が所定の選択制御信号に従って選択的に入力されるこ
    とにより実質選択的に動作状態とされるものであること
    を特徴とするクロック発生回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 上記複数のDLL回路は、ともに定常的に動作状態とさ
    れるものであって、 上記クロック発生回路は、さらに、所定の選択制御信号
    に従って上記複数のDLL回路の出力信号を択一的に伝
    達するDLL選択回路を含むものであることを特徴とす
    るクロック発生回路。
  4. 【請求項4】 請求項2又は請求項3において、 上記選択制御信号は、所定のパッドを介して供給される
    ものであることを特徴とするクロック発生回路。
  5. 【請求項5】 請求項2又は請求項3において、 上記クロック発生回路は、さらに、上記入力クロック信
    号の実質的な周波数を判定する周波数判定回路を含むも
    のであって、 上記選択制御信号は、上記周波数判定回路の出力信号と
    して得られるものであることを特徴とするクロック発生
    回路。
  6. 【請求項6】 請求項1,請求項2,請求項3,請求項
    4又は請求項5において、 上記DLL回路のそれぞれは、互いにオーバーラップし
    た可動周波数帯域を有するものとされることを特徴とす
    るクロック発生回路。
  7. 【請求項7】 請求項1,請求項2,請求項3,請求項
    4,請求項5又は請求項6において、 上記クロック発生回路は、シンクロナスDRAMに含ま
    れるものであり、かつ所定の入力クロック信号をもとに
    これに位相同期された内部クロック信号を生成するため
    のものであることを特徴とするクロック発生回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100415544B1 (ko) * 2001-06-25 2004-01-24 주식회사 하이닉스반도체 양방향 지연을 이용한 디엘엘 회로
JP2007310549A (ja) * 2006-05-17 2007-11-29 Sony Corp メモリ制御装置
JP2008108023A (ja) * 2006-10-25 2008-05-08 Canon Inc メモリコントローラ
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