JP2000174210A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2000174210A
JP2000174210A JP10347568A JP34756898A JP2000174210A JP 2000174210 A JP2000174210 A JP 2000174210A JP 10347568 A JP10347568 A JP 10347568A JP 34756898 A JP34756898 A JP 34756898A JP 2000174210 A JP2000174210 A JP 2000174210A
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F15/78Architectures of general purpose stored program computers comprising a single central processing unit
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    • G06F15/7842Architectures of general purpose stored program computers comprising a single central processing unit with memory on one IC chip (single chip microcontrollers)
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  • Memory System (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チップサイズの大きさという制約の下で、サ
イクル時間の高速化を実現し易い、同一チップ上にMP
Uと2次キャッシュメモリとしてのDRAMが搭載され
た半導体装置を提供する。 【解決手段】 チップ上に設けられ、クロック信号52
およびアドレス信号55を出力するMPU部40と、前
記チップ上に設けられ、前記MPU部から出力された前
記クロック信号および前記アドレス信号を入力するDR
AM部70と、前記クロック信号に応答して前記アドレ
ス信号をそれぞれラッチする複数のアドレスレジスタ7
5,75と、前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの
前段に設けられ、前記MPU部が出力した時から前記複
数のアドレスレジスタのそれぞれが入力する時までのア
ドレス信号伝播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるた
めの複数のアドレス遅延是正手段77とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、同一チップ上にM
PUと2次キャッシュメモリとしてのDRAMが設けら
れてなる半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、大規模計算機用コンピュータ
のMPU(マイクロ・プロセッシング・ユニット:Mi
cro Processing Unit)の2次キャ
ッシュメモリには、SRAM(スタティック・ランダム
・アクセス・メモリ:Static Random A
ccess Memory)が用いられている。高速化
が実現し易いSRAMは、アクセスの高速性が要求され
るキャッシュメモリとして適しているからである。
【0003】安価なコンピュータ用のMPUには、MP
Uと同一チップ上に小容量の2次キャッシュメモリを搭
載するものも有るが、大規模計算用コンピュータのMP
Uが求める容量(1メガバイト以上)にするためには、
モジュール上でシンクロナスSRAM(Syncron
us SRAM)と接続することが、チップサイズとコ
ストを考えると現実的な解であった。
【0004】最近、MPUは、一つのプリント基板にM
PUと2次キャッシュメモリ用のSRAMを実装したモ
ジュール(MPUモジュール)として用いられることが
少なくない。なお、このMPUモジュールは、MPUを
作るLSIメーカによって直接、作られている。そのメ
リットは、以下の通りである。MPUと2次キャッシュ
メモリ用SRAMの間は、高速動作するため、プリント
基板上の微妙な配線が特性に影響する。MPUが実装さ
れる基板が限定されれば、LSIの動作マージンを余分
に確保しなくてもよいからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】大規模計算用コンピュ
ータのMPUの2次キャッシュメモリは、上記のよう
に、モジュール上に実装されるため、プリント基板やL
SI組立技術の限界から、MPUと2次キャッシュメモ
リのバス幅には限界があった。
【0006】一方で、バス幅を広げることで、パフォー
マンスの改善ができるので、単位面積当たり記憶容量の
大きいDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・
メモリ:Dynamic Random Access
Memory)を2次キャッシュメモリとして用いる
ことが考えられる。
【0007】従来のように、MPUモジュールにSRA
Mを2次キャッシュメモリとして配置する場合は、配線
遅延を揃えてLSIの動作マージンが広がるように、S
RAMとMPU間の配線は、なるべく同じ長さになるよ
うに配置される。
【0008】モジュール上は、MPUとSRAMが主構
成要素であることと、プリント基板の大きさがモジュー
ルのコストにほとんど影響を与えないことから、SRA
MとMPU間の配線を揃えることは、容易である。
【0009】これに対し、DRAMを2次キャッシュメ
モリとしてMPUと同一チップに載せた場合の問題は、
一般的にSRAMに比べてDRAMのアクセス時間が遅
いことである。
【0010】この問題への対策として、DRAMは、メ
モリセルアレイおよび周辺回路の双方ともに細かく分割
される。
【0011】これにより、DRAMのアクセスパス内の
配線遅延を減少させ、SRAM並みのアクセス時間を実
現している。しかも、MPUからキャッシュメモリのア
クセス時間は、MPUによって定められており、後述す
る実施形態のもとになったMPUでは、2クロックであ
る。すなわち、DRAMのアクセス時間を短くすること
により、クロックのサイクル時間を短くすることができ
るが、まだまだ不充分であった。
【0012】さらに上述のように、メモリセルアレイお
よび周辺回路の双方ともに、細かく分割されているた
め、アドレスの入力ポートは、MPUモジュール上でS
RAMを使っていた時よりも多数存在する。
【0013】しかしながら、チップサイズの大きさがコ
ストに大きな影響を与えるので、DRAMマクロの位置
は、チップサイズを最小にするように最適化され、MP
UからDRAMへの信号の遅延を揃えるために、DRA
Mマクロの位置を最適化することは許されなかった。
【0014】特開平7−141869号公報には、選択
トランジスタ11の個数が少なく信号の立ち上がりが高
速でATD(address transition
detector)回路7からのラッチ信号よりも早く
メモリセルのデータを出力する列選択線選択信号を遅延
回路の追加により遅らせる技術が開示されている。
【0015】特開平10−256512号公報には、ア
ドレス入力用のボンディングパッドやアドレスバッファ
を集中的に配置して、アドレス信号線を伝達する配線長
を短くすることにより高速化を図る技術が開示されてい
る。
【0016】しかしながら、上記2つの公報の技術はい
ずれも、本発明のように同一チップにDRAMマクロと
MPUとが搭載された場合についての、サイクル時間の
短縮化を実現するものではない。
【0017】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、チップサイズの大きさという制約の下で、サイク
ル時間の高速化を実現し易い、同一チップ上にMPUと
2次キャッシュメモリとしてのDRAMが搭載された半
導体装置を提供することを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
チップ上に設けられ、クロック信号およびアドレス信号
を出力するMPU(マイクロ・プロセッシング・ユニッ
ト:Micro Processing Unit)部
と、前記チップ上に設けられ、前記MPU部から出力さ
れた前記クロック信号および前記アドレス信号を入力す
るDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ:Dynamic Random Access M
emory)部と、前記クロック信号に応答して前記ア
ドレス信号をそれぞれラッチする複数のアドレスレジス
タと、前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に
設けられ、前記MPU部が出力した時から前記複数のア
ドレスレジスタのそれぞれが入力する時までのアドレス
信号伝播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複
数のアドレス遅延是正手段とを備えている。
【0019】本発明の半導体装置は、チップ上に設けら
れ、クロック信号および複数のアドレス信号を出力する
MPU(マイクロ・プロセッシング・ユニット:Mic
roProcessing Unit)部と、前記チッ
プ上に設けられ、前記MPU部から出力された前記クロ
ック信号および前記複数のアドレス信号のそれぞれをそ
れぞれが入力する複数のDRAM(ダイナミック・ラン
ダム・アクセス・メモリ:Dynamic Rando
m Access Memory)部と、前記複数のD
RAM部のそれぞれに設けられ、前記クロック信号に応
答して前記複数のアドレス信号のそれぞれをそれぞれが
ラッチする複数のアドレスレジスタと、前記複数のアド
レスレジスタのそれぞれの前段に設けられ、前記MPU
部が出力した時から前記複数のアドレスレジスタのそれ
ぞれが入力する時までのアドレス信号伝播遅延時間をそ
れぞれ所定範囲に収めるための複数のアドレス遅延是正
手段とを備えている。
【0020】本発明の半導体装置において、前記複数の
アドレス遅延是正手段のそれぞれは、複数のバッファに
より構成され、前記複数のバッファの段数により、前記
アドレス信号伝播遅延時間が前記所定範囲に収まるよう
に調整される。
【0021】本発明の半導体装置において、前記複数の
アドレス遅延是正手段のそれぞれは、バッファにより構
成され、前記バッファのトランジスタサイズにより、前
記アドレス信号伝播遅延時間が前記所定範囲に収まるよ
うに調整される。
【0022】本発明の半導体装置は、更に、前記複数の
アドレスレジスタのそれぞれの前段に設けられ、前記複
数のアドレスレジスタのそれぞれに入力される前記クロ
ック信号の位相を合わせるためのクロック信号位相調整
部を備えている。
【0023】本発明の半導体装置において、前記クロッ
ク信号位相調整部は、前記MPU部から出力された前記
クロック信号を入力する第1段バッファと、前記第1段
バッファの出力部から分岐して並列に設けられた複数の
第2段バッファとを備えてなり、前記第1段バッファお
よび前記第2段バッファを経て出力された前記クロック
信号が前記複数のアドレスレジスタのそれぞれに入力す
る。
【0024】本発明の半導体装置は、更に、前記MPU
部の内部で生成された前記クロック信号の位相を進ませ
て前記進ませた前記クロック信号を前記MPU部から出
力するクロック信号位相変換部を備えている。
【0025】本発明の半導体装置は、更に、前記複数の
アドレスレジスタのそれぞれの前段に設けられ、前記複
数のアドレスレジスタのそれぞれに入力される前記クロ
ック信号の位相を合わせるためのクロック信号位相調整
部と、前記MPU部の内部で生成された前記クロック信
号の位相を進ませて前記進ませた前記クロック信号を前
記MPU部から出力するクロック信号位相変換部とを備
え、前記クロック信号位相変換部は、前記クロック信号
位相調整部を経た後の前記クロック信号に基づいてフィ
ードバック制御する。
【0026】本発明の半導体装置において、前記複数の
アドレス遅延是正手段のアドレス信号出力部のそれぞれ
は、互いに接続されている。
【0027】本発明の半導体装置において、前記DRA
M部は、前記MPU部の2次キャッシュメモリとして機
能する。
【0028】本発明の半導体装置において、前記MPU
部は、前記チップの略中央部に設けられ、前記複数のD
RAM部に含まれる2つのDRAM部のそれぞれは、前
記MPU部の2次キャッシュメモリとして、前記チップ
における前記MPU部の左右両側部のそれぞれに設けら
れ、前記複数のDRAM部に含まれる前記2つのDRA
M部以外の1つのDRAM部は、前記MPU部のタグ
(TAG)部として、前記チップにおける前記MPU部
の上下のうちの片側に設けられる。
【0029】本発明の半導体装置は、チップ上に設けら
れ、クロック信号を出力するとともにデータ信号を入出
力するMPU(マイクロ・プロセッシング・ユニット:
Micro Processing Unit)部と、
前記チップ上に設けられ、前記MPU部からの前記クロ
ック信号を入力するとともに前記データ信号を入出力す
るDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ:DynamicRandom Access Me
mory)部と、前記クロック信号に応答して前記入力
されるデータ信号をそれぞれラッチする複数のデータイ
ンレジスタと、前記クロック信号に応答して前記出力さ
れるデータ信号をそれぞれラッチする複数のデータアウ
トレジスタと、前記複数のデータインレジスタのそれぞ
れの前段に設けられ、前記MPU部が出力した時から前
記複数のデータインレジスタのそれぞれが入力する時ま
でのデータ信号伝播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収め
るための複数のデータイン遅延是正手段とを備えてい
る。
【0030】本発明の半導体装置において、前記複数の
データイン遅延是正手段のそれぞれと、前記複数のデー
タアウトレジスタのそれぞれの間には、前記データ信号
の伝送線を入力側および出力側のいずれか一方にスイッ
チングするスイッチング手段が設けられている。
【0031】本発明の半導体装置は、チップ上に設けら
れ、クロック信号およびアドレス信号を出力するととも
にデータ信号を入出力するMPU(マイクロ・プロセッ
シング・ユニット:Micro Processing
Unit)部と、前記チップ上に設けられ、前記MP
U部から出力された前記クロック信号および前記アドレ
ス信号を入力するとともに前記データ信号を入出力する
DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ:Dynamic Random Access M
emory)部と、前記クロック信号に応答して前記ア
ドレス信号をそれぞれラッチする複数のアドレスレジス
タと、前記クロック信号に応答して前記入力されるデー
タ信号をそれぞれラッチする複数のデータインレジスタ
と、前記クロック信号に応答して前記出力されるデータ
信号をそれぞれラッチする複数のデータアウトレジスタ
と、前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設
けられ、前記MPU部が出力した時から前記複数のアド
レスレジスタのそれぞれが入力する時までのアドレス信
号伝播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複数
のアドレス遅延是正手段と、前記複数のデータインレジ
スタのそれぞれの前段に設けられ、前記MPU部が出力
した時から前記複数のデータインレジスタのそれぞれが
入力する時までのデータ信号伝播遅延時間をそれぞれ設
定範囲に収めるための複数のデータイン遅延是正手段と
を備えている。
【0032】本発明の半導体装置は、チップ上に設けら
れ、クロック信号および複数のアドレス信号を出力する
とともに複数のデータ信号を入出力するMPU(マイク
ロ・プロセッシング・ユニット:Micro Proc
essing Unit)部と、前記チップ上に設けら
れ、前記MPU部からの前記クロック信号および前記複
数のアドレス信号のそれぞれをそれぞれが入力するとと
もに前記複数のデータ信号のそれぞれをそれぞれが入出
力する複数のDRAM(ダイナミック・ランダム・アク
セス・メモリ:Dynamic Random Acc
ess Memory)部と、前記複数のDRAM部の
それぞれに設けられ、前記クロック信号に応答して前記
複数のアドレス信号のそれぞれをそれぞれがラッチする
複数のアドレスレジスタと、前記複数のDRAM部のそ
れぞれに設けられ、前記クロック信号に応答して前記入
力される前記複数のデータ信号のそれぞれをそれぞれが
ラッチする複数のデータインレジスタと、前記複数のD
RAM部のそれぞれに設けられ、前記クロック信号に応
答して前記出力される前記複数のデータ信号のそれぞれ
をそれぞれがラッチする複数のデータアウトレジスタ
と、前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設
けられ、前記MPU部が出力した時から前記複数のアド
レスレジスタのそれぞれが入力する時までのアドレス信
号伝播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複数
のアドレス遅延是正手段と、前記複数のデータインレジ
スタのそれぞれの前段に設けられ、前記MPU部が出力
した時から前記複数のデータインレジスタのそれぞれが
入力する時までのデータ信号伝播遅延時間をそれぞれ設
定範囲に収めるための複数のデータイン遅延是正手段と
を備えている。
【0033】本発明の半導体装置において、前記複数の
データイン遅延是正手段のそれぞれと、前記複数のデー
タアウトレジスタのそれぞれの間には、前記データ信号
の伝送線を入力側および出力側のいずれか一方にスイッ
チングするスイッチング手段が設けられている。
【0034】本発明の半導体装置において、前記複数の
アドレス遅延是正手段のそれぞれおよび前記複数のデー
タイン遅延是正手段のそれぞれは、それぞれ複数のバッ
ファにより構成され、前記それぞれの複数のバッファの
段数により、前記アドレス信号伝播遅延時間および前記
データ信号伝播遅延時間のそれぞれが、前記所定範囲お
よび前記設定範囲のそれぞれに収まるように調整され
る。
【0035】本発明の半導体装置において、前記複数の
アドレス遅延是正手段のそれぞれおよび前記複数のデー
タイン遅延是正手段のそれぞれは、それぞれバッファに
より構成され、前記バッファのトランジスタサイズによ
り、前記アドレス信号伝播遅延時間および前記データ信
号伝播遅延時間のそれぞれが、前記所定範囲および前記
設定範囲のそれぞれに収まるように調整される。
【0036】本発明の半導体装置は、更に、前記複数の
アドレスレジスタのそれぞれの前段に設けられ、前記複
数のアドレスレジスタのそれぞれに入力される前記クロ
ック信号の位相を合わせるためのクロック信号位相調整
部を備えている。
【0037】本発明の半導体装置において、前記クロッ
ク信号位相調整部は、前記MPU部から出力された前記
クロック信号を入力する第1段バッファと、前記第1段
バッファの出力部から分岐して並列に設けられた複数の
第2段バッファとを備えてなり、前記第1段バッファお
よび前記第2段バッファを経て出力された前記クロック
信号が前記複数のアドレスレジスタのそれぞれに入力す
る。
【0038】本発明の半導体装置は、更に、前記MPU
部の内部で生成された前記クロック信号の位相を進ませ
て前記進ませた前記クロック信号を前記MPU部から出
力するクロック信号位相変換部を備えている。
【0039】本発明の半導体装置は、更に、前記複数の
アドレスレジスタのそれぞれの前段に設けられ、前記複
数のアドレスレジスタのそれぞれに入力される前記クロ
ック信号の位相を合わせるためのクロック信号位相調整
部と、前記MPU部の内部で生成された前記クロック信
号の位相を進ませて前記進ませた前記クロック信号を前
記MPU部から出力するクロック信号位相変換部とを備
え、前記クロック信号位相変換部は、前記クロック信号
位相調整部を経た後の前記クロック信号に基づいてフィ
ードバック制御するものである。
【0040】本発明の半導体装置において、前記複数の
アドレス遅延是正手段のアドレス信号出力部のそれぞれ
は、互いに接続されている。
【0041】本発明の半導体装置において、前記DRA
M部は、前記MPU部の2次キャッシュメモリとして機
能するものである。
【0042】本発明の半導体装置において、前記MPU
部は、前記チップの略中央部に設けられ、前記複数のD
RAM部に含まれる2つのDRAM部のそれぞれは、前
記MPU部の2次キャッシュメモリとして、前記チップ
における前記MPU部の左右両側部のそれぞれに設けら
れ、前記複数のDRAM部に含まれる前記2つのDRA
M部以外の1つのDRAM部は、前記MPU部のタグ
(TAG)部として、前記チップにおける前記MPU部
の上下のうちの片側に設けられる。
【0043】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の一実
施形態について説明する。
【0044】本実施形態の半導体装置は、同一チップ上
にMPU(マイクロ・プロセッシング・ユニット:Mi
cro Processinng Unit)マクロお
よび2次キャッシュメモリを搭載したものである。
【0045】特に、本実施形態は、前記2次キャッシュ
メモリとして、従来用いられていたSSRAM(シンク
ロナス・スタティック・ランダム・アクセス・メモリ:
Syncronus Static Randam A
ccess Memory)マクロに代えて、SDRA
M(シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス
・メモリ:Syncronus Dynamic Ra
ndam Access Memory)マクロを、M
PUマクロと同一チップ上に搭載した半導体装置である
(図1参照)。
【0046】ここでのMPUマクロ40は、元々、DR
AMマクロ70ではなく、SRAMマクロ(図2の符号
20参照)を駆動するようにつくられたものである。
【0047】まず、本実施形態で問題となる信号遅延に
ついて説明する。
【0048】ここでは、図2を参照して、MPU10
と、従来より用いられていた2次キャッシュメモリとし
てのシンクロナスSRAM(SSRAM)20と、が同
一プリント基板上に設けられたMPUモジュールを例に
とり説明する。
【0049】アドレス信号Addiとデータ信号DQi
については、MPU10のレジスタRmと、SSRAM
20のレジスタRsとの間で転送される。すなわち、L
SI10,20間での各種信号伝送が1つのクロック信
号SCCLKに同期して行われる。
【0050】同期回路システムでは、レジスタの出力か
ら次のレジスタの入力までの遅延時間が、クロックサイ
クル時間内であれば、動作が保証される。この意味にお
いて、MPU10とSSRAM20とは、レジスタRm
とレジスタRsとの間で信号伝送が行われるので、その
分、信号伝送タイミングについてのフレキシビリティが
増し、アドレス信号Addiの伝送路の距離が異なり少
々のアドレス信号Addiの遅延の”ばらつき”が生じ
ても対応できるようになっている。また、データ信号D
Qiについても、同様である。
【0051】以下、SSRAM20とMPU10との間
の各種信号遅延をどのように調整するかという問題と、
調整したときに何が問題となるかについて説明する。
【0052】(1)まず、クロック信号SCCLKにつ
いて説明する。
【0053】図3に示すように、MPU10内部から出
力されたクロック信号SCCLK(後述する図17で
は”MPU internal SCCLK”信号に相
当する)は、MPU10とSSRAM20との間の外部
配線による遅延時間tCWだけ遅れてSSRAM20に
入力される。
【0054】前記クロック信号SCCLKは、SSRA
M20に入力された後、さらに、SSRAM20内部の
クロックツリー(図示せず、後述する)による遅延時間
だけ遅れてSSRAM20内部のレジスタRsに
入力される。
【0055】すなわち、MPU10の内部クロック信号
SCCLKは、外部配線遅延時間t CWおよびクロック
ツリーによる遅延時間tCSだけ遅れて、SSRAM2
0の内部のレジスタRsに入力される。
【0056】なお、ここで、SSRAM20内に設けら
れた前記クロックツリーは、最終的にレジスタRsに出
力されるクロック信号SCCLKの立ち上がりのエッジ
の時刻を揃えるようなツリー構造となっている。これに
より、同期回路システムの前提が満たされる。
【0057】(2)次に、アドレス信号Addiについ
て説明する。
【0058】図4に示すように、MPU10の内部のク
ロック信号SCCLKに基づいて出力(生成)されたア
ドレス信号Addiは、MPU10の内部のアドレスレ
ジスタRmによる遅延時間tAMだけ遅れてMPU10
から外部に出力される。
【0059】さらに、前記アドレス信号Addiは、M
PU10から出力された後、MPU10からSSRAM
20までの外部配線による遅延時間tAWだけ遅れてS
SRAM20の内部のレジスタRsに入力される。
【0060】すなわち、MPU10の内部クロック信号
SCCLKに基づいて出力(生成)されたアドレス信号
Addiは、MPU10の内部のアドレスレジスタRm
による遅延時間tAMおよび外部配線による遅延時間t
AWだけ遅れて、SSRAM20の内部のレジスタRs
に入力される。
【0061】(3)次に、データ信号DQiについて説
明する。
【0062】データ信号DQiがSSRAM20からM
PU10に出力されるときの信号遅延は以下の通りであ
る。
【0063】図5に示すように、SSRAM20の内部
に供給された前記クロック信号SCCLKに応答してS
SRAM20から読み出されたデータ信号DQiは、S
SRAM20の内部のアドレスレジスタRsによる遅延
時間tDAだけ遅れてSSRAM20から外部に出力さ
れる。さらに、前記データ信号DQiは、SSRAM2
0からMPU10までの外部配線による遅延時間tDW
だけ遅れてMPU10の内部のレジスタRmに入力され
る。
【0064】上記(1)から(3)により、データ信号
DQiの読出しサイクルについては、以下の式(A)の
通りとなる。 tCW+tCS+tDA(max)+tDW(max) +tMRS≦tcyc ……式(A)
【0065】ただし、tDAおよびtDWにおいて(m
ax)とあるのは、複数のデータピンについて、配置
上、最も信号伝送距離が長いものについての遅延時間を
意味する。また、tMRSとは、MPUのレジスタRm
のセットアップ時間であり、tcycとは、サイクル時
間である。
【0066】上記式(A)の意味は以下の通りである。
クロック信号SCCLKの外部配線遅延時間tCWと、
SSRAM20の内部のクロックツリーによる遅延時間
CSと、データ信号DQiのSSRAM20の内部の
アドレスレジスタRsによる遅延時間tDAと、前記デ
ータ信号DQiの外部配線による遅延時間tDWと、M
PU10のレジスタRmのセットアップ時間tMRS
合計が、サイクル時間tcyc内に収まっていなければ
ならない。
【0067】ここで、データ信号DQiの読出しサイク
ル時間tcycを短縮化(高速化)することについて考
える。
【0068】仮に、MPU10の内部に、クロック信号
SCCLKの位相変換(補正)回路が無ければ、上記式
(A)だけを考えればよい。上記式(A)に示すよう
に、クロック信号SCCLKの外部配線遅延時間tCW
と、SSRAM20の内部のクロックツリーによる遅延
時間tCSと、データ信号DQiのSSRAM20の内
部のアドレスレジスタRsによる遅延時間tDAと、前
記データ信号DQiの外部配線による遅延時間tDW
を少なくすれば、データ信号DQiの読出しサイクル時
間tcycを短くすることができる。
【0069】2次キャッシュメモリ(ここではSSRA
M20)のアクセス時間が半導体装置全体のサイクル時
間のリミットとなることが多い。したがって、2次キャ
ッシュメモリのアクセスを速めるべく、クロック信号S
CCLKの位相を進めるように補償し、サイクル時間を
高速化する。
【0070】図6に示すように、MPU10の内部クロ
ック信号SCCLKよりも、その位相を位相補償時間t
pcだけ進ませた補償済クロック信号SCCLKをMP
U10から出力する。ここで、位相補償時間tpcは正
の値(図中左向きが正)であり、適当な大きさの値であ
る。
【0071】ここで、位相補償時間tpcを適当な大き
さとしたのは、大き過ぎると、図7に示すように、SS
RAM20のレジスタRsに入力された前記補償済クロ
ック信号SCCLKの立ち上がりエッジのタイミング
に、最も多く遅延してSSRAM20のレジスタRsに
最も遅く入力されたアドレス信号Addiの入力タイミ
ングが間に合わずに、アドレス信号Addiがラッチさ
れないからである。
【0072】上記のように、MPU10の内部クロック
信号SCCLKよりも、位相補償時間tpcだけ位相の
進んだ補償済クロック信号SCCLKをSSRAM20
に出力すると、その分、データ信号DQiが早く出力さ
れて、サイクル時間tcycを短くすることができる。
【0073】但し、この場合、以下の(a)、(b)の
ようなアドレス信号Addiについての条件を満たすこ
とが必要である。前記(a)、(b)の条件は、(a)
および(b)のそれぞれ両方の条件を満たさなければな
らない。
【0074】(a)アドレス信号Addiは、SSRA
M20のレジスタRsのホールド時間tSRH中にレジ
スタRsに出力されなければならない(下記の式(a)
参照)。そうでないと、クロック信号SCCLKに応答
してレジスタRsでアドレス信号Addiをラッチでき
ないからである。 tCW+tCS−tpc+tSRH<tAM(min)+tAW(min) ……式(a)
【0075】ただし、tSRHは、SSRAM20のレ
ジスタRsのホールド時間である。また、minとは、
SSRAM20の複数のアドレスピンの中で、配置上、
最も信号伝送距離が短いものについてのアドレス信号A
ddiの遅延時間を意味する。
【0076】(b)アドレス信号Addiは、SSRA
M20のレジスタRsのセットアップ時間tSRSまで
に入力されていなくてはならない(下記の式(b)参
照)。アドレス信号Addiが前のサイクルのアドレス
信号Addiと混同してしまうからである。 tCW+tCS−tpc+tcyc−tSRS>tAM(max)+tAW( max) …式(b)
【0077】ただし、tSRSは、SSRAM20のレ
ジスタRsのセットアップ時間である。また、maxと
は、SSRAM20の複数のアドレスピンの中で、配置
上、最も信号伝送距離が長いものについてのアドレス信
号Addiの遅延時間を意味する。
【0078】上記(a)、(b)式は、別の見方をする
と、以下の通りとなる。 |(tAM+tAWmax−(tAM+tAWmin| <|tcyc−tSRH−tSRS| ……式(c)
【0079】上記式(c)において、(tAM
AW)とは、MPU10の内部クロック信号SCCL
Kの発生時からSSRAM20のレジスタRsに入力さ
れる時までのアドレス信号Addiの総遅延量である
(前述した図4参照)。上記式(c)の左辺全体では、
複数のアドレスピン間の伝送距離の相違に基づいて生じ
る、アドレス信号Addiの遅延量の”ばらつき”を示
している。
【0080】上記式(c)より、アドレス信号Addi
の遅延量の”ばらつき”を示す値(絶対値)は、サイク
ル時間tcycからSSRAM20のレジスタRsのセ
ットアップ時間tSRSおよびホールド時間tSRH
引いた値(絶対値)の範囲内に収まっていなくてはなら
ない。図8に示すように、サイクル時間tcycからセ
ットアップ/ホールド時間分を引いた範囲内にアドレス
遅延が揃っている必要がある。
【0081】つまり、アドレス信号Addiの伝送距離
の相違によらずに、アドレス信号AddiのSSRAM
のレジスタRsに入力されるタイミングがある程度揃っ
ている必要がある。各レジスタRsに対して常に等しい
位相で供給されるクロック信号SCLLKに応答して、
アドレス信号Addiをラッチするためである。MPU
10とSSRAM20との間でのアドレス信号Addi
の遅延の”ばらつき”を少なくすることで、サイクル時
間tcyc(上記式の右辺)を短くすることができる。
【0082】図8に示すように、アドレス信号Addi
の遅延の”ばらつき”が大きいと、セットアップ時間
(セットアップが完了しているべき時間)またはホール
ド時間を守れなくなり、誤動作する可能性がある。
【0083】また、アドレス信号Addiの遅延の”ば
らつき”が大きいと、その分、位相補償時間tPCの適
当な値として設定可能な範囲が狭くなる。
【0084】ここで、アドレス信号Addiについて
も、上記(1)から(3)から、上記式(A)と同様
に、下記式(B)が成立する。 tCW+tCS+tAM(max)+tAW(max) +tSRS≦tcyc ……式(B)
【0085】ただし、tAMおよびtAWにおいて(m
ax)とあるのは、複数のアドレスピンについて、配置
上、最も信号伝送距離が長いものについての遅延時間を
意味する。また、tSRSとは、SSRAM20のレジ
スタRsのセットアップ時間であり、tcycとは、サ
イクル時間である。
【0086】上記式(B)の意味は以下の通りである。
クロック信号SCCLKの外部配線遅延時間tCWと、
SSRAM20の内部のクロックツリーによる遅延時間
CSと、アドレス信号AddiのMPU内部のアドレ
スレジスタRmによる遅延時間tAMと、アドレス信号
Addiの外部配線による遅延時間tAWと、SSRA
M20のレジスタRsのセットアップ時間tSRSの合
計が、サイクル時間tcyc内に収まっていなければな
らない。
【0087】上記式(B)から考えたときに、アドレス
信号Addiの外部配線による遅延時間tAWについて
いえば、その値は小さい方がサイクル時間tcycの短
縮につながるということになる。
【0088】これに対し、本発明者は、次の知見を得た
ものである。
【0089】前述したように、SSRAMが実装された
MPUモジュールでは、プリント基板の大きさがモジュ
ールのコストにほとんど影響を与えないこと等から、S
SRAMとMPU間の配線を揃えるのは容易である。こ
のように、アドレス信号Addiの遅延の”ばらつき”
が比較的問題になり難いMPUモジュール上のSSRA
M20については、確かに、上記式(B)により導かれ
た上記事項(外部配線遅延時間tAWを短縮すればサイ
クル時間tcycが短縮する)が有効であるといえる。
【0090】しかしながら、図1に示すように、同一チ
ップ上にDRAM70とMPU40を搭載した場合に
は、チップサイズの大きさがコストに大きな影響を与え
るので、DRAMマクロ70の位置は、チップサイズを
最小にするように最適化され、MPU40からDRAM
マクロ70への信号の遅延を揃えるために、DRAMマ
クロ70の位置を最適化することは許されない。このよ
うな状況の下、アドレス信号Addiの遅延の”ばらつ
き”が比較的問題になり易い同一チップ上に搭載された
DRAM70については、上記式(B)により導かれた
上記事項よりむしろ、上記式(c)を重視した構成とす
る方が高速化に効果的である。
【0091】上記(c)を重視するには、以下の構成に
するのがよい。
【0092】図1に示すように、本実施形態では、MP
Uマクロ40とDRAMマクロ70とをオンチップ化す
ることによって、実際のMPU40とDRAM70との
間の外部配線遅延時間tAWの値は、殆ど無くなってい
る。このことは、実際の外部配線遅延時間tAWの影響
を受けること無く、遅延時間の調整を行い易いことにつ
ながる。
【0093】この点を利用して、敢えて、任意の外部配
線遅延時間tAWが生まれるような構成にする。つま
り、配線遅延時間tAWを少しくらい大きくしてもよい
から、アドレス信号入力タイミングが揃っている(上記
式(c)の左辺の値を小さくする)方が上記(c)式を
満足する。
【0094】特に、1チップに、MPUと、DRAMか
らなる2次キャッシュメモリと、DRAMからなるタグ
部がレイアウトされる場合には、上記チップサイズの最
小化の要請の下、それらのそれぞれの大きさからある程
度レイアウト上の制約を受け、例えば図9に示すような
配置となるのが通常考えられるところである。
【0095】図9に示すように、1チップの中央上部に
MPU部40が設けられ、左右にDRAMからなる2次
キャッシュメモリ80,80が二つ設けられ、MPU部
40の下部にDRAMからなるタグ(TAG)部90が
レイアウトされる場合、それぞれの配線長が大幅に異な
ることから、アドレス信号Addi(およびデータ信号
DQi)の遅延時間の”ばらつき”が大きな問題とな
る。
【0096】なお、一般に、配線抵抗は配線長に比例し
て大きくなり、配線容量は配線長に比例して大きくな
る。よって、信号伝播時間は、原理的には信号伝播距離
の2乗に比例して大きくなる。しかしながら、実際の配
線抵抗および配線容量の各値は、単に配線長に比例する
わけではなく、配線長のみに基づいて、これらの影響を
完全に無くすように調整することは難しい。
【0097】前述したMPUモジュール等の実際のシス
テムでは、基板の大きさに制約が少ないことから、複数
の配線のそれぞれを迂回させて、各信号入力部までの長
さを同じにするということが行われる。これに対し、オ
ンチップ構成の本実施形態では、図9に示すように、途
中にバッファ88を入れてツリー構造にする。バッファ
を複数段ツリー状に形成して(以下、アドレスツリーと
いう)、その段数またはトランジスタサイズにより遅延
時間の”ばらつき”を調整する。これにより、アドレス
信号が到達する時間を統一させる。
【0098】具体的には、アドレス信号伝送配線長が長
いものについては、バッファの段数を少なく、アドレス
信号伝送配線長が短いものについて多段のバッファを入
れる。これにより、上記式(c)の左辺(”ばらつ
き”)の値を小さくすることができる。
【0099】以上、複数のアドレスピンについての配線
長の相違によるアドレス信号の遅延時間の”ばらつき”
を、バッファの段数(またはサイズ)を変えることによ
り、揃える点について説明した。
【0100】次に、この”ばらつき”を揃えるために必
要とされるバッファを、どこに配置すべきかについて説
明する。ここでは、サイクル時間の短縮の観点から検討
する。
【0101】第一に、図10に示すように、MPU40
のアドレス信号出力部(アドレスピン)A1,A2…の
それぞれに一つずつ設けられたアドレスレジスタ75
a,75a…を、アドレス信号出力部A1,A2…から
の距離Lが近くかつ、それぞれの距離L、L…が等しく
なる位置に置くことが考えられる。このように距離Lを
小さくすれば、外部配線遅延時間tAWを短くすること
ができ、上記式(B)により導かれた上記事項(外部配
線遅延時間tAWを短縮すればサイクル時間t yc
短縮する)を満足する。
【0102】しかしながら、MPU40とDRAM70
との間では、レジスタとレジスタとの間で信号伝送が行
われるため、アドレス信号Addiの総遅延量(tAM
+t AW)が少し大きくなっても伝送タイミングについ
ては余裕があり、サイクル時間に与える影響は少ない。
それよりは、複数のアドレスピンについてのアドレス信
号Addiの総遅延量(tAM+tAW)の”ばらつ
き”が無くなるようにしたほうが得策である。
【0103】よって、第二として、図11に示すよう
に、MPU40のアドレス信号出力部の一つA1に対し
て、アドレスツリー77を設けてアドレス信号55の遅
延量の”ばらつき”を揃えておいて、その先に複数のア
ドレスレジスタ75,75…を設けた方がよい。
【0104】ここで、図10は、図12に対応してい
る。これらの図は、一つのアドレス信号部A1から出力
されたアドレス信号55を一つのアドレスレジスタ75
aでラッチした後に、信号伝送距離に応じてバッファB
u、Bu…で遅延させる構成を示している。
【0105】一方、図11は、図13に対応している。
これらの図は、一つのアドレス信号部A1から出力され
たアドレス信号55を、信号伝送距離に応じてバッファ
(アドレスツリー)77で遅延させた後に、アドレスツ
リー77の先にそれぞれ設けた複数のアドレスレジスタ
75,75…でラッチする構成を示している。
【0106】図12および図13を参照して、アドレス
レジスタ75(75a)と、出力バッファ(レジスタ)
outの配置を比較する。ここで、出力バッファ(レ
ジスタ)Routは、データ読み出し後のデータ信号を
MPU40に出力するためのものである。なお、図12
および図13において、符号ICLKTは、DRAM7
0の内部クロック信号である。
【0107】これらを比較すると、アドレスレジスタ7
5(75a)と、出力バッファR ut間の信号伝送距
離TSa、TSbは、バッファ77(Bu)の分だけ、
図13に示した信号伝送距離TSbの方が短い。この場
合、内部クロック信号ICLKTが入力される両レジス
タ75,Rout間の信号伝送距離TSa、TSbが短
い方がサイクル時間tCYCを短くできる。したがっ
て、図13および図11に示す構成の方が、図12およ
び図10に示す構成に比べて高速化し易い。
【0108】図14は、従来のMPUマクロ40とDR
AMマクロ70の構成を示したものであり、図10およ
び図12に対応している。DRAMマクロ70には、M
PUマクロ40からのアドレス信号の1つの入力に対応
して、1つのアドレスレジスタ75aが設けられてい
る。従来は、図14および図12に示すように、アドレ
スレジスタ75aでアドレス信号をラッチした後の配線
上にバッファBu、Bu…が設けられていたため、アド
レスレジスタ75aから先のアドレス信号の負荷が重
く、配線抵抗による遅延があらわれ、サイクル時間t
CYCの高速化を妨げていた。
【0109】図15は、本実施形態を示したものであ
り、図11および図13に対応する構成が採用されてい
る。図15および図13に示すように、アドレス信号5
5を、アドレスツリー77で所定時間遅延させた後に、
複数のアドレスレジスタ75,75…でラッチするた
め、クロック信号ICLKTが入力されるアドレスレジ
スタ75,75…から先のアドレス信号の負荷が軽く、
サイクル時間tCYCを短くすることができる。
【0110】この場合、図13において前述したよう
に、サイクル時間tCYCを短くするには、両レジスタ
75,Rout間の信号伝送距離TSbを短くするのが
よい。そのためには、DRAM70の内部において、ア
ドレスレジスタ75をなるべく、出力バッファRout
側にレイアウトして、アドレスレジスタ75より先の配
線遅延(配線長)を短くするのがよい。
【0111】ここで、図15に示す前記クロック信号S
CCLKについての前記クロックツリー71と、前記ア
ドレスツリー77との違いについて説明する。前記クロ
ックツリーも前記アドレスツリーも遅延を揃えるという
回路の機能では共通している。
【0112】前記クロックツリーは、前述したように、
複数のレジスタのそれぞれに入力される、クロック信号
の立ち上がりのエッジの時刻を揃えることにより、同期
回路システムの前提を満たすものである。このクロック
信号の揃っていない分の量は、揃っていないクロック信
号が入力されているレジスタのセットアップ時間および
ホールド時間の悪化という形で現われる。実際には、ど
こが揃っていないかは、特定が難しいため、回路設計に
おいては、なるべくクロック信号の立ち上がりエッジタ
イミングを揃えるとともに、最もずれの大きな部分で必
要とされるセットアップ・ホールド時間を確保する。
【0113】一方、前記アドレスツリーは、アドレス信
号を揃えるものであり、影響がシステム全体に及ぶもの
ではない。アドレス信号を、ある程度揃えれば、同期回
路として動作することを満足する。前記アドレスツリー
では、複数のレジスタのそれぞれについて、前記複数の
レジスタのそれぞれの前段に設けられるバッファの段数
(サイズ)が全て同じとは限らず(単なるツリー構造で
はなく)、アドレス信号発生源から遠い程、バッファの
段数は少なくなっている。つまり、配線長による信号伝
播遅延時間を完全に補うような形でバッファの段数を設
定する必要はなく、配線長とバッファで複数のレジスタ
のそれぞれに入力されるアドレス信号の位相が合うよう
に設定すればよい。
【0114】図16は、図15の回路構成における信号
の遅延について模式的に示している。MPUマクロ40
内で生成されたアドレス(ADRESS)信号は、MP
U40内のアドレスレジスタにより遅延した後、MPU
マクロから外部に出力される。符号A1は、前記MPU
40内のアドレスレジスタによる抵抗分を示している。
符号IADBは、前記MPUマクロから出力されたア
ドレス信号を示している。
【0115】符号B1,B2は、前記アドレスツリー7
7による抵抗分を示している。前記アドレス信号IAD
Bは、アドレスツリー77の抵抗分B1,B2により遅
延されて、その分の遅延を含んだアドレス信号IADT
となる(図15の符号IADT参照)。このアドレス信
号IADTが、それぞれアドレスレジスタ75,75…
に入力される。
【0116】符号T111、T112,T121,T1
22は、アドレスレジスタ75,75…から先の配線抵
抗を示している。この配線抵抗T111、T112,T
121,T122が小さいと、サイクル時間tCYC
短縮化につながることは前記の通りである。
【0117】符号XADBは、前記アドレス信号IAD
Tに応答して読み出されたデータ信号を示している。符
号SCAは、図9のDRAMからなる2次キャッシュメ
モリ80を示し、符号TAGは、同図のタグ部90を示
している。
【0118】前記アドレスレジスタ75,75…におい
て同じ入力タイミングでアドレス信号IADTをラッチ
するために、アドレスツリー77の抵抗分B1,B2に
よる遅延時間の調整が重要となる。
【0119】また、従来の図14の構成に比較して、図
16では、前記遅延時間の調整が、前記アドレスレジス
タ75,75…の前段のアドレスツリー77の抵抗分B
1,B2で行われているため、その分、アドレスレジス
タ75,75…から先の配線抵抗T111、T112,
T121,T122を小さくでき、サイクル時間t
YCを短くできる。ここで、配線抵抗T111、T11
2,T121,T122のそれぞれは、図14のアドレ
スレジスタ75aの先の信号負荷を4つに分割した値に
相当するといえる。
【0120】図17は、本実施形態のタイミングチャー
トである。図18は、図17のスペックを示す図であ
る。
【0121】図17は、DRAMマクロ70の複数のア
ドレスレジスタ75,75のそれぞれにおいて、アドレ
ス信号(IADT)57の入力タイミングが揃っていな
ければならないことを示すための図である。
【0122】図17の(a)に示すように、MPU内部
クロック信号SCCLK(MPUinternal S
CCLK)51のサイクル時間(SCCLK Cycl
e)tCPSは4nsである。このサイクル時間tCP
Sである4nsは、MPUマクロ40内で同期がとれて
いるクロックの時間であり、また本実施形態の半導体装
置のシステム全体の絶対時間である。図中「#0」,
「#1」…は、MPU内部クロック信号SCCLKのパ
ルス立ち上がりに対応している。
【0123】図17の(b)に示すように、MPU内部
クロック信号SCCLK51は、MPUマクロ40内に
設けられた位相変換回路(Phase Shifte
r)41により、2ns位相が進まされて位相補償済ク
ロック信号(Compensated SCCLK)5
2となる。この位相補償済クロック信号52がMPUマ
クロ40から外部に出力されてDRAMマクロ70に入
力する信号である。
【0124】図17中(f)および(g)に示すよう
に、SCAやTAG(Output)のレイテンシー
(Latency)として最大11、5nsでもよいの
は位相変換回路41により、MPU内部クロック信号S
CCLK51の位相を補償しているからである
【0125】位相補償済クロック信号52は、DRAM
マクロ70に入力した後、クロックツリー71により1
ns遅延して、DRAMマクロ70内の内部クロック信
号(ICLKT)53となる(図17中(c)参照)。
符号tCDは、このクロックツリー71による遅延時間
(1ns,Internal Clock Dela
y)を示している。tCPIは、内部クロック信号(I
CLKT)53のサイクル時間を示している。
【0126】この遅れtCDを含んだDRAM内部クロ
ック信号(ICLK)53に同期して、アドレスレジス
タ(ADDRESS BUF.)75,75がアドレス
信号をラッチする。
【0127】図17の(d)に示すように、MPU内部
クロック信号51に基づいて、アドレス信号ADDRE
SS(MPU Output)55が、MPUマクロ4
0から外部に出力される。このアドレス信号55は、M
PU内部クロック信号51の立ち上がりエッジから2n
sだけ遅延して、MPUマクロ40の外部に出力され
る。符号tDOMは、この遅延時間(MPU Outp
ut Delay)を示している。図17の(d)から
(g)に示される墨付きの箇所は、遷移状態にあること
を示し、白い箇所はバリッド状態にあることを示してい
る。
【0128】アドレス信号55は、DRAMマクロ70
の内部に入力した後、アドレスツリー77により最大
0.5ns遅延して、DRAM IADT信号57とし
て、アドレスレジスタ75,75に入力する。符号tA
Dは、アドレスツリー77による遅延時間(Addre
ss Tree Delay)を示している。
【0129】アドレスツリー77による遅れtADを含
んだアドレス信号(IADT)57のバリッド状態にお
いて、符号tDSはセットアップ時間(INPUT S
etup)を示し、その値は最小で0nsである。ま
た、tDHはホールド時間(INPUT Hold)を
示し、その値は最大で1.5nsである。
【0130】DRAM内部クロック信号(ICLKT)
53の立ち上がりエッジのタイミングで、アドレス信号
(DRAM IADT)57をラッチするため、DRA
M内部クロック信号(ICLKT)53の立ち上がりエ
ッジのタイミングにて、セットアップ時間tDSおよび
ホールド時間tDHのそれぞれのタイミングが規定され
ている。
【0131】アドレスレジスタ75,75において、D
RAM内部クロック信号(ICLKT)53を入力した
とき、すなわち、DRAM内部クロック信号(ICLK
T)53の立ち上がりエッジのタイミングで、アドレス
信号(DRAM IADT)57がバリッド状態でなく
てはならず、しかも、ホールド時間tDH中でなければ
ならない。
【0132】つまり、アドレスツリー77による遅延時
間tADを、アドレスツリー77を構成するバッファの
段数(図では2段)やトランジスタサイズを変えること
により調整する。それにより、アドレス信号線の配線長
(アドレス信号伝播距離)に関わらず、全てのアドレス
レジスタ75,75において、DRAM内部クロック信
号(ICLKT)53の立ち上がりエッジのタイミング
で、アドレス信号(IADT)57がバリッド状態で、
しかも、ホールド時間tDH中に当たるように設定す
る。
【0133】内部クロック信号ICLKTの立ち上がり
のエッジ部分が、DRAM IADT信号57のバリッ
ド状態における所定の時間帯内に収まるように、アドレ
スツリー(複数個のアドレスバッファ)77でアドレス
信号57の到達時間が調整される。このようにすること
で、複数のレジスタ75,75のそれぞれにおいて、内
部クロック信号ICLKTにより、アドレス信号57を
ラッチすることができる。
【0134】なお、アドレスツリー77を構成するバッ
ファ1つの遅延時間は、約0,1〜0,2ns程度であ
る。
【0135】本実施形態をまとめると以下の通りであ
る。
【0136】図14に示す従来の構成では、アドレス線
の長さLgがアドレス(ピン)により異なるため、アド
レスレジスタ(アドレスバッファ)75aでラッチする
ときに、セットアップ時間の点で厳しいアドレスと、ホ
ールド時間の点で厳しいアドレスとが生じていた。ま
た、アドレスレジスタ75aから先のアドレス信号の負
荷が重いため、配線抵抗による遅延があらわれ、サイク
ル時間の短縮化を妨げていた。
【0137】これは、従来、MPUにDRAMを外付け
するときの習慣により、アドレスレジスタ75aは、マ
クロ内に一つと決めていたためである。つまり、外付け
構造に比べて、オンチップ構造では、MPUマクロとD
RAMマクロ間の外部配線遅延時間tAMが減っている
点を利用していなかったためである。
【0138】これに対し、本実施形態では、図15に示
すように、アドレスツリー77およびその先に複数のア
ドレスレジスタ75,75…を設けることにより、上述
したように、この問題を解消することができる。アドレ
スツリー77を設けることによって、DRAMマクロ7
0では、アドレス信号線の配線遅延が問題にならない程
度に分割され、その先のそれぞれにアドレスレジスタ7
5,75…が設けられる。図14のアドレスレジスタ7
5aの負荷を軽減するために、図15では、アドレスレ
ジスタ75,75…を複数に分割している。
【0139】MPUマクロ40に設けられた位相変換回
路41は、クロックツリー71の遅延を補償でき、且つ
アドレスレジスタ75,75…のセットアップが厳しく
ならない位相をもったクロック信号52を出力する。
【0140】アドレスレジスタ75,75…からの信号
負荷が軽減することにより、信号伝播遅延を減らすこと
ができるため、サイクル時間tcycを短くすることが
できる(図12および図13参照)。これは、従来に比
べて、アドレスレジスタ75,75…を数多く設けるこ
とにより、デコーダまでの論理段数および配線遅延を減
らすことができるためである。
【0141】また、複数のアドレスレジスタ75,75
へのアドレス信号57の入力時刻が揃っているため、ク
ロック信号の位相補償機能41を有効に使うことがで
き、それによるサイクル時間の短縮効果も得ることがで
きる。
【0142】次に、図19を参照して、第2の実施形態
について説明する。なお、図19において、前記第1の
実施形態と同じ符号が付された構成要素については、同
内容を示すため、その説明を省略する。
【0143】図19に示すように、アドレスツリー77
でも遅延時間の”ばらつき”を調整できないときには、
アドレスレジスタ75を含んでなるアドレスバッファ7
9内において、アドレスレジスタ75のアドレス信号入
力端子の前段に、さらに2段のバッファBu、Buを設
けて調整する。この場合、複数のアドレスレジスタ75
のそれぞれについて、アドレス信号入力端子の前段に設
けられたバッファBu、Bu…の段数が2段に限られ
ず、”ばらつき”調整用に適した段数に設定されるのは
いうまでもない。
【0144】次に、図20を参照して、第3の実施形態
について説明する。なお、図20において、前記第1の
実施形態と同じ符号が付された構成要素については、同
内容を示すため、その説明を省略する。
【0145】前述した第1、第2の実施形態は、アドレ
ス信号の遅延のばらつきを是正するものであったが、第
3の実施形態は、それらの考え方をそのままデータ信号
にも適用したものである。但し、アドレス信号の伝送方
向がMPUマクロ40からDRAMマクロ70への単方
向であるのに対して、データ信号は双方向である。
【0146】したがって、図20に示すように、データ
信号については、データインバッファ101,101
と、データアウトバッファ102を設ける。複数のデー
タインバッファ101の前段には、データインツリー7
7aが設けられる。データインツリー77aは、前記ア
ドレスツリー77と同様に、DRAMマクロ70側への
アクセス時間を見かけ上、速くできるものである。符号
IADTaは、データインツリー77aにより調整され
た遅れを含んだデータ信号である。データインバッファ
101,101と、データアウトバッファ102のそれ
ぞれにおいて、前後段のそれぞれには、スイッチ11
1,111…が設けられている。これらのスイッチ11
1,111…をスイッチングすることにより、データ信
号の入出力を切換える。なお、この場合、データインバ
ッファ101,101に設けたデータインツリー77a
と同様に、複数のデータアウトバッファ102について
も、データアウトツリー(図示せず)を設ける構成とし
てもよい。これにより、システム全体としてのサイクル
時間を高速化することができる。
【0147】次に、図21を参照して、第4の実施形態
について説明する。なお、図21において、前記第1の
実施形態と同じ符号が付された構成要素については、同
内容を示すため、その説明を省略する。
【0148】図21に示すように、クロックツリー71
における配線LKと同様に、アドレスツリー77の最終
部は、配線Ldにより互いに接続されている。これによ
り、配線遅延が軽減される。ツリーバッファ(アドレス
ツリー77を構成するバッファ)BTと、ツリーバッフ
ァBTの中間点の位置CPが、両方のツリーバッファB
Tから半分ずつ駆動されるためである。図21のよう
な、アドレスツリー77の最終部が接続された構成は、
ツリーバッファBT、BTが多数あり、アドレスバッフ
ァ79,79が多数ある場合に、特に有効である。した
がって、ここでは、図21に図示された、アドレスバッ
ファ79,79の数に関わらずに、アドレスバッファ7
9が更に多数ある場合に、アドレスツリー77の最終段
が互いに接続された技術を開示する。配線Ldは、配線
遅延時間が軽減されたアドレス信号(IADT)57
を、複数のアドレスレジスタ75,75のそれぞれに供
給するためのものである。
【0149】なお、図15に示した第1の実施形態で
は、アドレスツリー77の最終部が互いに接続されてお
らず、個別に、アドレスバッファの段数やサイズで、遅
延時間を調整している。アドレスレジスタ75,75が
少ない場合には、図21に示した配線Ldを設けること
なく、アドレスレジスタ75を配線遅延まで考慮して配
置した方が効果的である。
【0150】次に、図22を参照して、第5の実施形態
について説明する。なお、図22において、前記第1の
実施形態と同じ符号が付された構成要素については、同
内容を示すため、その説明を省略する。
【0151】図22の位相変換回路41aでは、補償済
クロック信号52(SCCLKD)の補償時間(例えば
tPCの2ns)を外部から設定する代わりに、DRA
M内部クロック信号53(ICLKT)のフィードバッ
ク制御で行う。
【0152】すなわち、図15に示す第1の実施形態の
位相変換回路41では、MPU内部クロック信号51
(SCCLK)に対する補償済クロック信号52(SC
CLKD)の補償時間tPCを、外部から例えば2ns
と設定していた。これに対し、図22の位相変換回路4
1aでは、DRAM内部クロック信号53(ICLK
T)のフィードバックで補償量が決定されるため、第1
の実施形態に比べて、所望の補償時間をもったDRAM
内部クロック信号ICLKTを確実に得ることができ
る。
【0153】図23は、第1の実施形態で使用された位
相変換回路41の回路構成を示している。図23に示す
ように、位相変換回路41は、PLL(Phase L
ocked Loop)回路と略同じ構成で、リングオ
シュレータの途中から信号が取り出せるようになってい
る。MPU内部クロック信号51(SCCLK)と同じ
位相で補償済クロック信号52(SCCLKD)を出力
するには、符号N1で示す配線からとった信号を用い
る。MPU内部クロック信号SCCLK51よりも位相
を早めるには配線N2,N3の信号を用いる。いずれを
用いるかは、電源立ち上げ直後にコマンドをモードレジ
スタMに書き込む。
【0154】これに対し、図22に示した第5の実施形
態で用いる位相変換回路41aでは、図24に示すよう
に、MPU内部クロック信号51(SCCLK)の代わ
りにDRAM内部クロック信号53(ICLKT)に対
して遅延量を決められるようになっている。1クロック
サイクル遅らせる間にDRAM70内のクロックツリー
71分を補償する。DRAM内部クロック信号53(I
CLKT)を基準にするのは、DRAM70内のクロッ
クツリー71の遅延を正確に補償できるからである。
【0155】
【発明の効果】本発明の半導体装置によれば、チップ上
に設けられ、クロック信号およびアドレス信号を出力す
るMPU(マイクロ・プロセッシング・ユニット:Mi
croProcessing Unit)部と、前記チ
ップ上に設けられ、前記MPU部から出力された前記ク
ロック信号および前記アドレス信号を入力するDRAM
(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ:Dyn
amic Random Access Memor
y)部と、前記クロック信号に応答して前記アドレス信
号をそれぞれラッチする複数のアドレスレジスタと、前
記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
れ、前記MPU部が出力した時から前記複数のアドレス
レジスタのそれぞれが入力する時までのアドレス信号伝
播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複数のア
ドレス遅延是正手段とを備え、前記複数のアドレス遅延
是正手段により、前記アドレス信号を遅延させた後に、
複数のアドレスレジスタでラッチするため、ラッチ信号
としての前記クロック信号が入力される前記アドレスレ
ジスタから先のアドレス信号の負荷が軽く、サイクル時
間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による半導体装置の一実施形態
の概略を示す平面図である。
【図2】図2は、従来一般の半導体装置において伝送さ
れる各種信号を示す図である。
【図3】図3は、図2において、クロック信号の遅延を
示すタイミングチャート図である。
【図4】図4は、図2において、アドレス信号の遅延を
示すタイミングチャート図である。
【図5】図5は、図2において、データ信号の遅延を示
すタイミングチャート図である。
【図6】図6は、図2において、内部クロック信号に対
し、進んだ位相をもつクロック信号が出力されることを
示すタイミングチャート図である。
【図7】図7は、図6の出力クロック信号の進んだ位相
分を説明するためのタイミングチャート図である。
【図8】図8は、サイクル時間におけるセットアップ時
間とホールド時間を示す図である。
【図9】図9は、本実施形態の具体的構成の一例を示す
平面図である。
【図10】図10は、本実施形態で採用されなかった、
アドレス信号の遅延のばらつきを是正するための構成を
示す図である。
【図11】図11は、本実施形態で採用された、アドレ
ス信号の遅延のばらつきを是正するための構成を示す図
である。
【図12】図12は、本実施形態で採用されなかった、
アドレス信号の遅延のばらつきを是正するための構成と
サイクル時間との関係を説明するための図である。
【図13】図13は、本実施形態で採用された、アドレ
ス信号の遅延のばらつきを是正するための構成とサイク
ル時間との関係を説明するための図である。
【図14】図14は、本実施形態で採用されなかった、
MPUマクロとDRAMマクロの内部構成を示す図であ
る。
【図15】図15は、本実施形態で採用された、MPU
マクロとDRAMマクロの内部構成を示す図である。
【図16】図16は、本実施形態で採用された半導体装
置における信号遅延を説明するための模式図である。
【図17】図17は、本実施形態で採用された半導体装
置における各種信号のタイミングチャート図である。
【図18】図18は、図17のタイミングチャート図に
おける、各種スペックを示した図である。
【図19】図19は、本発明の第2の実施形態におけ
る、MPUマクロとDRAMマクロの内部構成を示す図
である。
【図20】図20は、本発明の第3の実施形態におけ
る、MPUマクロとDRAMマクロの内部構成を示す図
である。
【図21】図21は、本発明の第4の実施形態におけ
る、MPUマクロとDRAMマクロの内部構成を示す図
である。
【図22】図22は、本発明の第5の実施形態におけ
る、MPUマクロとDRAMマクロの内部構成を示す図
である。
【図23】図23は、図15に示した位相変換回路の回
路構成を示した回路ブロック図である。
【図24】図24は、図22に示した位相変換回路の回
路構成を示した回路ブロック図である。
【符号の説明】
10 MPU 20 SRAMマクロ(SSRAM) 40 MPUマクロ(MPU部) 41 位相変換回路(Phase Shifter) 41a 位相変換回路(Phase Shifter) 51 MPU内部クロック信号(MPU intern
al SCCLK) 52 位相補償済クロック信号(Compensate
d SCCLK,SCCLKD) 53 DRAMマクロの内部クロック信号(ICLK
T) 55 アドレス信号(MPU Output) 57 アドレス信号(IADT) 70 DRAMマクロ(DRAM部) 71 クロックツリー 75 アドレスレジスタ(ADDRESS BUF.) 75a アドレスレジスタ 77 アドレスツリー(バッファ) 77a データインツリー 79 アドレスバッファ 80 DRAMからなる2次キャッシュメモリ 88 バッファ 90 DRAMからなるタグ部 101 データインバッファ 102 データアウトバッファ 111 スイッチ A1 アドレス信号出力部(アドレスピン) A2 アドレス信号出力部(アドレスピン) Aa1 アドレスレジスタによる抵抗分 Addi アドレス信号 B1 アドレスツリーによる抵抗分 B2 アドレスツリーによる抵抗分 BT ツリーバッファ Bu バッファ CP 中間点の位置 DQi データ信号 ICLKT 内部クロック信号 IADB アドレス信号 IADT アドレス信号(57) IADTa データ信号 L 距離 Ld 配線 Lg アドレス線の長さ LK 配線 M モードレジスタ N1 配線 N2 配線 N3 配線 Rm レジスタ Rs レジスタ ROUT 出力バッファ(レジスタ) SCA DRAMからなる2次キャッシュメモリ SCCLK クロック信号 tAM アドレスレジスタによる遅延時間 tAW 外部配線による遅延時間 tCS クロックツリーによる遅延時間 tCW 外部配線による遅延時間 tDA アドレスレジスタによる遅延時間 tDW 外部配線による遅延時間 tCYC サイクル時間 tMRS レジスタのセットアップ時間 tPC 位相補償時間(tPC) tSRH ホールド時間 tSRS セットアップ時間 TAG タグ部 TSa 信号伝送距離 TSb 信号伝送距離 tAD アドレスツリーによる遅延時間(Addres
s TreeDelay) tCPS MPU内部クロック信号のサイクル時間(S
CCLK Cycle) tCD クロックツリーによる遅延時間(Intern
al ClockDelay) tCPI 内部クロック信号のサイクル時間 tDH ホールド時間(INPUT Hold) tDS セットアップ時間(INPUT Setup) tDOM 遅延時間(MPU Output Dela
y) T111 配線抵抗 T112 配線抵抗 T121 配線抵抗 T122 配線抵抗 XADB データ信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/10 461 Fターム(参考) 5B005 JJ11 KK12 MM01 NN31 UU15 UU16 UU24 5B060 AB13 5B079 AA07 CC02 CC14 DD06 DD08 DD13 DD17 DD20 5F038 CA03 CA05 CD06 CD07 CD08 CD09 CD12 DF11 EZ20 5F083 GA01 GA09 LA06 LA07 LA11 LA25 ZA13

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チップ上に設けられ、クロック信号およ
    びアドレス信号を出力するMPU(マイクロ・プロセッ
    シング・ユニット:Micro Processing
    Unit)部と、 前記チップ上に設けられ、前記MPU部から出力された
    前記クロック信号および前記アドレス信号を入力するD
    RAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ:
    Dynamic Random Access Mem
    ory)部と、前記クロック信号に応答して前記アドレ
    ス信号をそれぞれラッチする複数のアドレスレジスタ
    と、 前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
    れ、前記MPU部が出力した時から前記複数のアドレス
    レジスタのそれぞれが入力する時までのアドレス信号伝
    播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複数のア
    ドレス遅延是正手段とを備えた半導体装置。
  2. 【請求項2】 チップ上に設けられ、クロック信号およ
    び複数のアドレス信号を出力するMPU(マイクロ・プ
    ロセッシング・ユニット:Micro Process
    ing Unit)部と、 前記チップ上に設けられ、前記MPU部から出力された
    前記クロック信号および前記複数のアドレス信号のそれ
    ぞれをそれぞれが入力する複数のDRAM(ダイナミッ
    ク・ランダム・アクセス・メモリ:Dynamic R
    andom Access Memory)部と、 前記複数のDRAM部のそれぞれに設けられ、前記クロ
    ック信号に応答して前記複数のアドレス信号のそれぞれ
    をそれぞれがラッチする複数のアドレスレジスタと、 前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
    れ、前記MPU部が出力した時から前記複数のアドレス
    レジスタのそれぞれが入力する時までのアドレス信号伝
    播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複数のア
    ドレス遅延是正手段とを備えた半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体装置に
    おいて、 前記複数のアドレス遅延是正手段のそれぞれは、複数の
    バッファにより構成され、 前記複数のバッファの段数により、前記アドレス信号伝
    播遅延時間が前記所定範囲に収まるように調整される半
    導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の半導体装置に
    おいて、 前記複数のアドレス遅延是正手段のそれぞれは、バッフ
    ァにより構成され、 前記バッファのトランジスタサイズにより、前記アドレ
    ス信号伝播遅延時間が前記所定範囲に収まるように調整
    される半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の半導
    体装置において、 更に、 前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
    れ、前記複数のアドレスレジスタのそれぞれに入力され
    る前記クロック信号の位相を合わせるためのクロック信
    号位相調整部を備えた半導体装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の半導体装置において、 前記クロック信号位相調整部は、 前記MPU部から出力された前記クロック信号を入力す
    る第1段バッファと、前記第1段バッファの出力部から
    分岐して並列に設けられた複数の第2段バッファとを備
    えてなり、 前記第1段バッファおよび前記第2段バッファを経て出
    力された前記クロック信号が前記複数のアドレスレジス
    タのそれぞれに入力する半導体装置。
  7. 【請求項7】 請求項1から6のいずれかに記載の半導
    体装置において、 更に、 前記MPU部の内部で生成された前記クロック信号の位
    相を進ませて前記進ませた前記クロック信号を前記MP
    U部から出力するクロック信号位相変換部を備えた半導
    体装置。
  8. 【請求項8】 請求項1から4のいずれかに記載の半導
    体装置において、 更に、 前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
    れ、前記複数のアドレスレジスタのそれぞれに入力され
    る前記クロック信号の位相を合わせるためのクロック信
    号位相調整部と、 前記MPU部の内部で生成された前記クロック信号の位
    相を進ませて前記進ませた前記クロック信号を前記MP
    U部から出力するクロック信号位相変換部とを備え、 前記クロック信号位相変換部は、前記クロック信号位相
    調整部を経た後の前記クロック信号に基づいてフィード
    バック制御する半導体装置。
  9. 【請求項9】 請求項1から8のいずれかに記載の半導
    体装置において、 前記複数のアドレス遅延是正手段のアドレス信号出力部
    のそれぞれは、互いに接続されている半導体装置。
  10. 【請求項10】 請求項1から9のいずれかに記載の半
    導体装置において、 前記DRAM部は、前記MPU部の2次キャッシュメモ
    リとして機能する半導体装置。
  11. 【請求項11】 請求項2記載の半導体装置において、 前記MPU部は、前記チップの略中央部に設けられ、 前記複数のDRAM部に含まれる2つのDRAM部のそ
    れぞれは、前記MPU部の2次キャッシュメモリとし
    て、前記チップにおける前記MPU部の左右両側部のそ
    れぞれに設けられ、 前記複数のDRAM部に含まれる前記2つのDRAM部
    以外の1つのDRAM部は、前記MPU部のタグ(TA
    G)部として、前記チップにおける前記MPU部の上下
    のうちの片側に設けられる半導体装置。
  12. 【請求項12】 チップ上に設けられ、クロック信号を
    出力するとともにデータ信号を入出力するMPU(マイ
    クロ・プロセッシング・ユニット:Micro Pro
    cessing Unit)部と、 前記チップ上に設けられ、前記MPU部からの前記クロ
    ック信号を入力するとともに前記データ信号を入出力す
    るDRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
    リ:Dynamic Random Access M
    emory)部と、 前記クロック信号に応答して前記入力されるデータ信号
    をそれぞれラッチする複数のデータインレジスタと、 前記クロック信号に応答して前記出力されるデータ信号
    をそれぞれラッチする複数のデータアウトレジスタと、 前記複数のデータインレジスタのそれぞれの前段に設け
    られ、前記MPU部が出力した時から前記複数のデータ
    インレジスタのそれぞれが入力する時までのデータ信号
    伝播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複数の
    データイン遅延是正手段とを備えた半導体装置。
  13. 【請求項13】 請求項12記載の半導体装置におい
    て、 前記複数のデータイン遅延是正手段のそれぞれと、前記
    複数のデータアウトレジスタのそれぞれの間には、前記
    データ信号の伝送線を入力側および出力側のいずれか一
    方にスイッチングするスイッチング手段が設けられてい
    る半導体装置。
  14. 【請求項14】 チップ上に設けられ、クロック信号お
    よびアドレス信号を出力するとともにデータ信号を入出
    力するMPU(マイクロ・プロセッシング・ユニット:
    Micro Processing Unit)部と、 前記チップ上に設けられ、前記MPU部から出力された
    前記クロック信号および前記アドレス信号を入力すると
    ともに前記データ信号を入出力するDRAM(ダイナミ
    ック・ランダム・アクセス・メモリ:Dynamic
    RandomAccess Memory)部と、 前記クロック信号に応答して前記アドレス信号をそれぞ
    れラッチする複数のアドレスレジスタと、 前記クロック信号に応答して前記入力されるデータ信号
    をそれぞれラッチする複数のデータインレジスタと、 前記クロック信号に応答して前記出力されるデータ信号
    をそれぞれラッチする複数のデータアウトレジスタと、 前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
    れ、前記MPU部が出力した時から前記複数のアドレス
    レジスタのそれぞれが入力する時までのアドレス信号伝
    播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複数のア
    ドレス遅延是正手段と、 前記複数のデータインレジスタのそれぞれの前段に設け
    られ、前記MPU部が出力した時から前記複数のデータ
    インレジスタのそれぞれが入力する時までのデータ信号
    伝播遅延時間をそれぞれ設定範囲に収めるための複数の
    データイン遅延是正手段とを備えた半導体装置。
  15. 【請求項15】 チップ上に設けられ、クロック信号お
    よび複数のアドレス信号を出力するとともに複数のデー
    タ信号を入出力するMPU(マイクロ・プロセッシング
    ・ユニット:Micro Processing Un
    it)部と、 前記チップ上に設けられ、前記MPU部からの前記クロ
    ック信号および前記複数のアドレス信号のそれぞれをそ
    れぞれが入力するとともに前記複数のデータ信号のそれ
    ぞれをそれぞれが入出力する複数のDRAM(ダイナミ
    ック・ランダム・アクセス・メモリ:Dynamic
    Random Access Memory)部と、 前記複数のDRAM部のそれぞれに設けられ、前記クロ
    ック信号に応答して前記複数のアドレス信号のそれぞれ
    をそれぞれがラッチする複数のアドレスレジスタと、 前記複数のDRAM部のそれぞれに設けられ、前記クロ
    ック信号に応答して前記入力される前記複数のデータ信
    号のそれぞれをそれぞれがラッチする複数のデータイン
    レジスタと、 前記複数のDRAM部のそれぞれに設けられ、前記クロ
    ック信号に応答して前記出力される前記複数のデータ信
    号のそれぞれをそれぞれがラッチする複数のデータアウ
    トレジスタと、 前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
    れ、前記MPU部が出力した時から前記複数のアドレス
    レジスタのそれぞれが入力する時までのアドレス信号伝
    播遅延時間をそれぞれ所定範囲に収めるための複数のア
    ドレス遅延是正手段と、 前記複数のデータインレジスタのそれぞれの前段に設け
    られ、前記MPU部が出力した時から前記複数のデータ
    インレジスタのそれぞれが入力する時までのデータ信号
    伝播遅延時間をそれぞれ設定範囲に収めるための複数の
    データイン遅延是正手段とを備えた半導体装置。
  16. 【請求項16】 請求項14または15に記載の半導体
    装置において、 前記複数のデータイン遅延是正手段のそれぞれと、前記
    複数のデータアウトレジスタのそれぞれの間には、前記
    データ信号の伝送線を入力側および出力側のいずれか一
    方にスイッチングするスイッチング手段が設けられてい
    る半導体装置。
  17. 【請求項17】 請求項14から16のいずれかに記載
    の半導体装置において、 前記複数のアドレス遅延是正手段のそれぞれおよび前記
    複数のデータイン遅延是正手段のそれぞれは、それぞれ
    複数のバッファにより構成され、 前記それぞれの複数のバッファの段数により、前記アド
    レス信号伝播遅延時間および前記データ信号伝播遅延時
    間のそれぞれが、前記所定範囲および前記設定範囲のそ
    れぞれに収まるように調整される半導体装置。
  18. 【請求項18】 請求項14から16のいずれかに記載
    の半導体装置において、 前記複数のアドレス遅延是正手段のそれぞれおよび前記
    複数のデータイン遅延是正手段のそれぞれは、それぞれ
    バッファにより構成され、 前記バッファのトランジスタサイズにより、前記アドレ
    ス信号伝播遅延時間および前記データ信号伝播遅延時間
    のそれぞれが、前記所定範囲および前記設定範囲のそれ
    ぞれに収まるように調整される半導体装置。
  19. 【請求項19】 請求項14から18のいずれかに記載
    の半導体装置において、 更に、 前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
    れ、前記複数のアドレスレジスタのそれぞれに入力され
    る前記クロック信号の位相を合わせるためのクロック信
    号位相調整部を備えた半導体装置。
  20. 【請求項20】 請求項19記載の半導体装置におい
    て、 前記クロック信号位相調整部は、 前記MPU部から出力された前記クロック信号を入力す
    る第1段バッファと、前記第1段バッファの出力部から
    分岐して並列に設けられた複数の第2段バッファとを備
    えてなり、 前記第1段バッファおよび前記第2段バッファを経て出
    力された前記クロック信号が前記複数のアドレスレジス
    タのそれぞれに入力する半導体装置。
  21. 【請求項21】 請求項14から20のいずれかに記載
    の半導体装置において、 更に、 前記MPU部の内部で生成された前記クロック信号の位
    相を進ませて前記進ませた前記クロック信号を前記MP
    U部から出力するクロック信号位相変換部を備えた半導
    体装置。
  22. 【請求項22】 請求項14から18のいずれかに記載
    の半導体装置において、 更に、 前記複数のアドレスレジスタのそれぞれの前段に設けら
    れ、前記複数のアドレスレジスタのそれぞれに入力され
    る前記クロック信号の位相を合わせるためのクロック信
    号位相調整部と、 前記MPU部の内部で生成された前記クロック信号の位
    相を進ませて前記進ませた前記クロック信号を前記MP
    U部から出力するクロック信号位相変換部とを備え、 前記クロック信号位相変換部は、前記クロック信号位相
    調整部を経た後の前記クロック信号に基づいてフィード
    バック制御する半導体装置。
  23. 【請求項23】 請求項14から22のいずれかに記載
    の半導体装置において、 前記複数のアドレス遅延是正手段のアドレス信号出力部
    のそれぞれは、互いに接続されている半導体装置。
  24. 【請求項24】 請求項14から23のいずれかに記載
    の半導体装置において、 前記DRAM部は、前記MPU部の2次キャッシュメモ
    リとして機能する半導体装置。
  25. 【請求項25】 請求項15記載の半導体装置におい
    て、 前記MPU部は、前記チップの略中央部に設けられ、 前記複数のDRAM部に含まれる2つのDRAM部のそ
    れぞれは、前記MPU部の2次キャッシュメモリとし
    て、前記チップにおける前記MPU部の左右両側部のそ
    れぞれに設けられ、 前記複数のDRAM部に含まれる前記2つのDRAM部
    以外の1つのDRAM部は、前記MPU部のタグ(TA
    G)部として、前記チップにおける前記MPU部の上下
    のうちの片側に設けられる半導体装置。
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