JP2000076850A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2000076850A
JP2000076850A JP10250037A JP25003798A JP2000076850A JP 2000076850 A JP2000076850 A JP 2000076850A JP 10250037 A JP10250037 A JP 10250037A JP 25003798 A JP25003798 A JP 25003798A JP 2000076850 A JP2000076850 A JP 2000076850A
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JP
Japan
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address
refresh
self
memory device
addresses
Prior art date
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Pending
Application number
JP10250037A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Horikawa
広行 堀川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、DRAMのリフレッシュ制御方式にお
いて、セルフリフレッシュサイクルに入る直前と、抜け
た直後に全メモリロウアドレスをリフレッシュするため
のCBRリフレッシュサイクルを省略するリフレッシュ
制御方式を提供することを目的とする。 【解決手段】 従来DRAMの構成に加えて、アドレスカウ
ンタ8に付随してアドレス履歴管理ユニット10が設け
られている。上記アドレス履歴管理ユニット10はアド
レスカウンタ8でカウントアップされたアドレスを順々
に格納する。アドレス履歴管理ユニット10のメモリ容
量は、本メモリのリフレッシュされるべき全ロウアドレ
ス分の容量を備えるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセルフリフレッシュ
機能を有する半導体記憶装置のリフレッシュ制御方式の
改良に関する。さらに詳しく言えば、集中CASビフォーR
ASリフレッシュサイクル(以下、集中CBRリフレッシュ
サイクルと称す。)と組み合わせてセルフリフレッシュ
サイクルを行う際、セルフリフレッシュサイクルに入る
直前と、セルフリフレッシュサイクルから抜けた直後
に、全アドレスを指定してメモリセルをリフレッシュす
るのに必要とする時間を削減するリフレッシュ制御方式
の改良、あるいはまた、セルフリフレッシュサイクル時
のリフレッシュ途中で中断しても、アドレスを正しく選
択して再開し、リフレッシュ時間を削減するリフレッシ
ュ制御方式の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のセルフリフレッシュ機能を有する
半導体記憶装置(DRAM)の一例を図3に示す。メモリセ
ルアレイ1はメモリセルをm行×n列に配列したマトリ
ックスで、その1つのメモリセルは1個のスイッチング
トランジスタと1個のコンデンサから構成される1ビッ
トのメモリである。
【0003】上記メモリセルアレイ1を中心として,行
選択するロウアドレスデコーダ2、ビット線の電位を検
出、増幅するセンスアンプ3、列の選択を行うコラムデ
コーダ4、上記コラムデコーダ4によって選択されたビ
ット線のデータを出力するためのデータ出力バッファ
5、上記コラムデコーダ4の選択したビット信号線を経
由してメモリ素子に書き込む入力データを格納するデー
タ入力バッファ6、RASバー,CASバー、WEバーなどのス
トローブ信号を定められた順序で出力するクロックジェ
ネレータ7、前記ロウアドレスデコーダ2が選択する行
番号を次々にカウントするためのアドレスカウンタ8,
順次リフレッシュすべき行アドレスを次々に指定する信
号を出力するリフレッシュタイマ9,上記クロックジェ
ネレータ7やアドレスカウンタ8からの制御信号をラッ
チしておくロウアドレスバッファ11,コラムアドレス
バッファ12から構成されている。
【0004】さて、このDRAMの動作は上記メモリセルの
コンデンサを充電する書き込み動作と、コンデンサの充
電状態(充電されている状態を“H”、未充電の状態を
“L”)を検出する読み出し動作とがメモリの基本動作
であるが、上記コンデンサに蓄積されている電荷は時間
とともに放電していくので、各コンデンサは10ms程
度の間隔で再書き込み(リフレッシュ)を実行する必要
がある。このリフレッシュは書き込み、読み出しのDRAM
へのアクセスの隙間をぬって、すなわちCPUがDRAMを使
っていない隙を使って行なわれており、このシーケンス
の制御はかなり複雑にしてかつ精緻である。読み出し
(書き込み)動作時にはアドレスの入力をマルチプレッ
クスし、行アドレスを先に、列アドレスを後で入力す
る。したがってこれらのアドレスをストローブする信号
(タイミング信号)が必要で、それぞれRASバー(Row
Adress Strobe),CASバー(Column Adress Strobe)が
定義され、これらのストローブ信号は定められた順序
で、すなわちRASバー→CASバーの順序でクロックジェネ
レータ7からロウアドレスバッファ11,コラムアドレ
スバッファ12へ供給され、一方リフレッシュ時のスト
ローブ信号のタイミングは逆で、CASバー→RASバーの順
序で制御信号が供給されている。CASビフォーRASリフレ
ッシュサイクルと呼ばれるゆえんである。
【0005】セルフリフレッシュサイクルはDRAM素子が
自動的にリフレッシュを繰り返す動作サイクルで、REF
バーをずっとアクティブに保つことによって実行され
る。REFバーがアクティブの間、DRAM素子はリフレッシ
ュタイマー9,アドレスカウンタ8によって10数μs
に1回の割合でリフレッシュを繰り返す。このように、
セルフリフレッシュサイクルでは、その間DRAMをアクセ
スすることはできないが、REFバーがアクティブである
かぎりリフレッシュは永遠に繰り返されるのでCPUが停
止状態にあるときや、DRAMをバッテリー・バックアプし
て用いるときに役立つ。なおセルフリフレッシュサイク
ル抜け出すにはREFバーを非アクティブにすればよい
が、この次にRASバーをアクティブにするまでの時間が
長い(300-400ns)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のDRAMにおいて、
集中CBRリフレッシュサイクルと組み合わせてセルフリ
フレッシュサイクルを行う際にセルフリフレッシュサイ
クルに入る直前とセルフリフレッシュサイクルから抜け
た直後に全アドレスを指定して、メモリセルをリフレッ
シュする必要があった。リフレッシュ時はDRAMが動作不
能になっている時間であり、システム・パフォーマンス
の低下に直結する。またセルフリフレッシュサイクル時
は、全メモリセルをリフレッシュするにはある一定期間
を必要とするが、セルフリフレッシュを途中で中断した
場合、どこまでのアドレスをリフレッシュしたのか不明
となり、再開始アドレスの選択が適当でなく、データ破
壊につながる可能性があった。またアトランダムなリフ
レッシュコントロールが不可能であった。
【0007】本発明はこれらの課題を解決するためなさ
れたものであり、セルフリフレッシュサイクルに入る直
前とセルフリフレッシュサイクルから抜けた直後に全メ
モリロウアドレスをリフレッシュするためのCBRリフ
レッシュサイクルを省略することが可能となるリフレッ
シュ制御方式を提供する。かつセルフリフレッシュサイ
クル時のリフレッシュ途中で中断しても、アドレスを正
しく選択して再開を可能とするリフレッシュ制御方式を
提供し、システム・パフォーマンスの向上に寄与するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、CPUが停止状態にあるときやDRAMをバッテリー・バ
ックアプして用いるとき自動的に該DRAM内のメモリセル
をリフレッシュするセルフリフレッシュ機能を有する半
導体記憶装置において、順次リフレッシュすべきアドレ
スを指定する信号を出力するリフレッシュタイマと、上
記リフレッシュタイマからの信号を受け選択するアドレ
ス番号を次々にカウントするアドレスカウンタと、上記
アドレスカウンタによりカウントアップされたアドレス
を順々に格納するアドレス履歴管理ユニットと、を具備
することを特徴としている。請求項2に記載の発明は、
請求項1に記載の半導体記憶装置において、前記アドレ
ス履歴管理ユニットは、上記DRAMの全ロウアドレス分の
メモリ容量を備え、上記アドレスカウンタがカウントア
ップした最初のリフレッシュアドレスから最終リフレッ
シュアドレスまでをカウント時間順に管理していること
を特徴としている。請求項3に記載の発明は、請求項1
に記載の半導体記憶装置において、集中CASビフォーRAS
リフレッシュサイクル時、セルフリフレッシュサイクル
時を問わず、上記アドレス履歴管理ユニットにカウント
時間順に格納されているアドレスの中で、時間的に最初
にリフレッシュされたアドレスが新たに選択されてリフ
レッシュされることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図1を参照して本発明の実施
形態について説明する。図1は、本発明によるメモリ内
部のブロック図である。従来のメモリ内部の構成は図3
を参照して説明したが、本発明の図1の符号は図3の符
号と同じものを用いている。図1と図3とを比較すれ
ば、明かなように図1の実施例と図3の従来技術との差
異は、アドレスカウンタ8に付随してアドレス履歴管理
ユニット10が設けられている点である。本アドレス履
歴管理ユニット10はカウントアップされたアドレスを
順々に格納する。アドレス履歴管理ユニット10のメモ
リ容量は、リフレッシュされるDRAMの全ロウアドレス分
の容量(深さ)を備えるものとする。
【0010】その他大半の構成は図3と同じであるが、
再記すると、メモリセルアレイ1,行選択するロウアド
レスデコーダ2、ビット線の電位を検出、増幅するセン
スアンプ3、列の選択を行うコラムデコーダ4、上記コ
ラムデコーダ4によって選択されたビット線のデータを
出力するためデータを格納するデータ出力バッファ5、
上記コラムデコーダ4の選択したビット信号線を経由し
てメモリ素子に入力データを書き込むため、該入力デー
タを格納するデータ入力バッファ6、RASバー,CASバ
ー、WEバーなどのストローブ信号を定められた順序で出
力するクロックジェネレータ7、前記ロウアドレスデコ
ーダ2が選択する行番号を次々にカウントするためのア
ドレスカウンタ8,順次リフレッシュすべき行を次々に
指定する信号を出力するリフレッシュタイマ9,上記ク
ロックジェネレータ7やアドレスカウンタ8からの制御
信号をラッチしておくロウアドレスバッファ11,コラ
ムアドレスバッファ12から構成されている。
【0011】本発明の概念を与えるため、実施例の動作
を図2の概念図により説明する。集中CBRリフレッシ
ュ時、もしくはセルフリフレッシュ時、アドレスカウン
タ8がワード線W1からWnとアドレスをカウントアッ
プし、カウントアップされたアドレスW1〜最終アドレ
スWnをアドレス履歴管理ユニット10に格納し、リフ
レッシュ動作を終了する。再びリフレッシュ要求が発行
された場合、先のアドレス履歴管理ユニット10に格納
した最終アドレスWnの次のアドレスWn+1よりリフ
レッシュを行うように制御する。図2においてはアドレ
スW1は時間軸上でWnから一番遠い、すなわち現時点
では一番先にリフレッシュが行なわれ、コンデンサの蓄
積電荷が最も放電されて、データ保持が一番厳しくなっ
ているメモリセルの当該アドレスであり、したがってア
ドレスW1よりリフレッシュが開始されるように制御す
る。
【0012】上記アドレス履歴管理ユニット10は常に
最初のリフレッシュアドレスから最終リフレッシュアド
レスを管理している。この管理により、リフレッシュさ
れたアドレスとリフレッシュされていないアドレスが明
確となり、従来のセルフリフレッシュ動作は、アドレス
をシーケンシャルに生成していており、途中でリフレッ
シュ動作を中断したときに、どこまでのアドレスをリフ
レッシュしたのか不明となるが、本発明のメモリでは、
アドレス履歴管理ユニット10を備えていることによ
り、どこまでのアドレスをリフレッシュしたのか明確で
あり、不用意に中断することがあってもその対応が可能
となる。また、アトランダムなリフレッシュコントロー
ルにおいてもリフレッシュアドレスが管理可能なためリ
フレッシュされないアドレスの抜けを防ぐことが可能と
なる。リフレッシュ履歴管理ユニット10のメモリは、
書き換え可能であり、シーケンシャルにアドレスを上書
きするものとする。
【0013】
【発明の効果】リフレッシュ時はDRAMが動作不能になっ
ている時間であり、システム・パフォーマンスの低下に
直結する。本発明によれば、セルフリフレッシュサイク
ルに入る直前とセルフリフレッシュサイクルから抜けた
直後に全メモリロウアドレスをリフレッシュするための
リフレッシュサイクルを省略することが可能となる。か
くしてリフレッシュによるメモリにアクセスできない時
間を幾分減少させることが可能となり、システム・パフ
ォーマンスの向上に寄与し、なおかつセルフリフレッシ
ュサイクル時のリフレッシュ途中(全メモリセルをリフ
レッシュしないうちに)中断が可能となることで、さら
にリフレッシュアドレス履歴を管理することでアドレス
の抜けを防止することが可能となり、システム自体の高
信頼性にも寄与する。また、アトランダムなリフレッシ
ュアドレスコントロールが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のDRAMの構成図。
【図2】 本発明の概念を説明する図。
【図3】 従来のDRAMの構成図。
【符号の説明】
1…メモリセルアレイ 2…ロウアドレスデ
コーダ 3…センス・アンプ 4…コラムデコーダ 5…データ出力バッファ 6…データ入力バッ
ファ 7…クロックジェネレータ 8…アドレスカウン
タ 9…リフレッシュタイマ 10…アドレス履歴
管理ユニット 11…ロウアドレスバッファ 12…コラムアドレ
スバッファ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUが停止状態にあるときや、DRAMをバ
    ッテリー・バックアップして用いるとき、自動的に該DR
    AM内のメモリセルをリフレッシュするセルフリフレッシ
    ュ機能を有する半導体記憶装置において、 順次リフレッシュすべきアドレスを指定する信号を出力
    するリフレッシュタイマと、 上記リフレッシュタイマからの信号を受け、選択するア
    ドレス番号を次々にカウントするアドレスカウンタと、 上記アドレスカウンタによりカウントアップされたアド
    レスを順々に格納するアドレス履歴管理ユニットと、 を具備することを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記アドレス履歴管理ユニットは、上記
    DRAMの全ロウアドレス分のメモリ容量を備え、上記アド
    レスカウンタがカウントアップした最初のリフレッシュ
    アドレスから最終リフレッシュアドレスまでをカウント
    時間順に管理していることを特徴とする請求項1記載の
    半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 集中CASビフォーRASリフレッシュサイク
    ル時、セルフリフレッシュサイクル時を問わず、上記ア
    ドレス履歴管理ユニットにカウント時間順に格納されて
    いるアドレスの中で、時間的に最初にリフレッシュされ
    たアドレスが新たに選択されてリフレッシュされること
    を特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
JP10250037A 1998-09-03 1998-09-03 半導体記憶装置 Pending JP2000076850A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9767050B2 (en) 2015-08-24 2017-09-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory systems that adjust an auto-refresh operation responsive to a self-refresh operation history

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9767050B2 (en) 2015-08-24 2017-09-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory systems that adjust an auto-refresh operation responsive to a self-refresh operation history

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

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Effective date: 20011016