JP2000222279A - メモリの制御装置および制御方法 - Google Patents

メモリの制御装置および制御方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 システムLSIに内蔵されたメモリの破壊を
防止しながら、システムLSIの待機状態時にクロック
を停止することにより消費電力を削減する。 【解決手段】 テレビジョン受像機などの映像機器にお
いて使用されるシステムLSIに設けられる内蔵メモリ
の制御装置と制御方法が開示される。本発明のメモリの
制御装置においては、同期信号に非同期なクロック停止
指令が入力されると、同期信号に同期させた停止指令が
発生される。内蔵メモリに供給されるクロックは、同期
化された停止指令に応じて停止する。クロックの供給停
止が行われるのは、内蔵メモリが待機状態の場合に限ら
れるため、内蔵メモリを破壊することなくシステムLS
Iの消費電力を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、システムLSIに
内蔵されたメモリの破壊を防止しながら、システムLS
Iの待機状態時にクロックを停止することにより消費電
力を削減するためのメモリの制御装置に関わる。
【0002】
【従来の技術】ロジックLSI、マイクロコンピュータ
などでは、消費電力を削減するため、待機時にクロック
を停止することが、しばしば行われてきた。ロジックL
SIに搭載されるメモリは、他の半導体との混載が容易
なSRAMが主であった。SRAMは基本的にフリップ
フロップで構成されているため、クロックをLSIの待
機時に停止しても問題は生じなかった。
【0003】近年、半導体プロセス技術の進展でDRA
M,フラッシュメモリなど異なる半導体プロセスで製造
されるメモリをひとつのLSIに内蔵できるようになっ
た。内蔵されたDRAMはLSIの規模の制限から内蔵
メモリに対する保護回路を持っていないので、DRAM
を制御するために決められた手順に従って動作させる必
要がある。したがって、DRAMを内蔵したシステムL
SIでは,電力節減のためにクロックを停止するには、
SRAMが搭載されたロジックLSI、マイクロコンピ
ュータとは異なる方式が求められる。
【0004】従来の映像機器における、信号処理回路と
信号処理回路を制御する制御信号発生回路におけるクロ
ック停止制御方法の一例を図4に示す。以下、従来のク
ロック停止制御方法について図4を参照しながら説明す
る。信号処理回路101は水平同期信号1が入力される
と、水平同期信号1を基準として各種の信号処理を行
う。制御信号発生回路102は水平同期信号1が入力さ
れると、水平同期信号1を基準として信号処理回路10
1の制御を含めた各種の制御信号を発生する。
【0005】上記二つの回路の内部に、信号処理と制御
信号発生のためのクロック供給を停止/再開するクロッ
ク制御部をもっている。これらの回路はロジックLSI
とSRAMで構成されている。以上のように構成された
従来の映像機器における信号処理回路101と制御信号
発生回路102のクロック停止制御方法について、以下
その動作を説明する。
【0006】信号処理回路101と制御信号発生回路1
02は、水平同期信号1を基準として動作している。こ
こで、信号処理回路101と制御信号発生回路102
が、水平同期信号1に非同期なクロック供給制御信号2
によりクロック停止指令を入力すると、その指令に即応
して、信号処理回路101はそのクロック制御部にクロ
ックを停止させる。同様に、制御信号発生回路102も
その内部クロックを停止させる。
【0007】信号処理回路101と制御信号発生回路1
02は、クロックが停止するとその動作を一時停止し、
供給制御信号2によりクロック再開指令を入力するとそ
の指令に即応してクロック供給が再開され、再び動作を
開始する。このように、単純にクロックを停止させるこ
とで、信号処理回路101と制御信号発生回路102と
を待機状態にすることができ、消費電力の軽減が図れ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のクロック停止制
御方法においては、信号処理回路と制御信号発生回路は
SRAMとロジック回路で構成されているため、水平同
期信号に非同期なクロック供給制御信号に即応してクロ
ックの供給停止及び供給再開を行っても問題が生じなか
った。
【0009】しかしながら、DRAMのような内部状態
を持つメモリを内蔵するLSI等の場合、メモリの内部
状態を無視した非同期なクロック供給制御信号がLSI
に入力され、その信号に即応してクロック供給を停止す
ると、メモリセルが破壊される可能性がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のクロック停止制
御装置は、映像機器等に使用されるLSI等に内部状態
を持つメモリを内蔵する場合、次のようにして、メモリ
素子を破壊することなくクロック供給停止/再開動作を
可能とすることを特徴としたものである。
【0011】1)基準信号である水平同期信号に非同期
なクロック供給制御信号を受け、水平同期信号に同期し
たクロック供給制御信号を生成する。
【0012】2)同期化された供給制御信号に応じたク
ロックの停止は、内蔵メモリの内部状態が必ず待機状態
の場合に行う。
【0013】3)同期化された供給制御信号に応じてク
ロック供給を再開した後、内蔵メモリを初期化する。
【0014】本発明のメモリの制御装置は、メモリへの
クロック供給を制御するために下記の構成要件を備え
る。
【0015】a)入力された水平同期信号を基準として
内蔵メモリを制御するための動作コマンドを発生する動
作コマンド発生回路。
【0016】b)水平同期信号に非同期なクロック供給
制御信号を受け、水平同期信号と同期させた各種の制御
信号を発生する制御信号発生回路。
【0017】c)制御信号発生回路からの制御信号によ
りパワーオンシーケンスコマンドを発生するパワーオン
シーケンスコマンド発生回路。
【0018】d)動作コマンド発生回路からの出力信号
とパワーオンシーケンスコマンド発生回路からの出力信
号とを、制御信号発生回路からの出力信号に応じていず
れかを選択し、内蔵メモリに出力するコマンドセレク
タ。
【0019】e)クロック発生回路から内蔵メモリに供
給されるクロックを制御信号発生回路からの制御信号に
基づいて遮断するクロック遮断回路。
【0020】上記構成により、本発明は次のような特徴
を有する。
【0021】メモリを内蔵したシステムLSIにおいて
水平同期信号に非同期なクロック供給制御信号によりク
ロック停止指令が入力された場合でも、常に内蔵メモリ
が待機状態の場合にクロック供給を停止する。したがっ
て、本発明はシステムLSIにおけるクロック停止機能
による低消費電力化を、内蔵メモリを破壊することなく
実現できる。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図を
用いて説明する。図2は、内蔵メモリの内部状態遷移図
である。以下、図2を用いて、内蔵メモリへのクロック
供給を中断/再開するときのメモリの内部状態遷移につ
いて説明する。
【0023】1)図2に示されるように、内蔵メモリの
内部状態には、データの書き込み/読み出し等の動作を
行う動作状態と、データの書き込み/読み出し等の動作
を行わない待機状態と、クロック供給が停止された停止
状態と、初期化が行われる初期化状態とがある。
【0024】2)動作状態から停止状態に遷移させる場
合には、図2における一点鎖線で示すように、メモリの
制御装置は、No Operation(NOP)コマンドにより内蔵メ
モリを待機状態にした後、停止指令CKSによりクロッ
ク供給を中断する。
【0025】3)内蔵メモリを動作状態に戻す場合に
は、図2において点線で示されような状態遷移が行われ
る。まず、停止状態にある内蔵メモリに対して供給指令
CKAによりクロック供給を再開して待機状態にした
後、パワーオンシーケンス(POS)コマンドにより、
内蔵メモリを初期化する。初期化が完了したらNOPコ
マンドにより内蔵メモリを待機状態にする。この後、一
連の動作コマンドの最初の動作コマンドに従って、内蔵
メモリは動作状態に遷移する。メモリは、動作状態にお
いて、次々に入力される動作コマンドに従って、データ
の読み出しや書き込みなどの通常動作を行う。
【0026】以下、クロックの供給時/停止時において
上記のような内部状態遷移を行うメモリを制御するメモ
リの制御装置及び制御方法について説明する。図1にお
いて、本発明のメモリ制御装置60は、動作コマンド発
生回路10と制御信号発生回路20とパワーオンシーケ
ンスコマンド(POS)発生回路30とコマンドセレク
タ40とクロック遮断回路80とから構成され、メモリ
制御装置60と内蔵メモリ50は、CPU等の他の回路
とともに、1チップのシステムLSI55内に構成され
る。
【0027】動作コマンド発生回路10は、入力された
水平同期信号1を基準信号として内蔵メモリ50の動作
状態を制御するメモリ動作コマンド3を発生する。メモ
リ動作コマンド3は、水平同期信号1の立ち上がりを基
準として出力され、内蔵メモリ50を待機状態とするN
OPコマンドと通常動作を行わせる動作コマンドとで構
成される。動作コマンドには、内蔵メモリ50にデータ
の読み出し/書き込みを行わせるための複数のコマンド
が含まれる。
【0028】制御信号発生回路20は、入力された水平
同期信号1に非同期な供給制御信号2を受け、水平同期
信号1に同期した複数の制御信号を発生する。複数の制
御信号には、同期化された供給制御信号4と選択信号5
とパワーオンシーケンス(POS)開始信号6とが含ま
れる。同期化された供給制御信号4は、動作コマンド発
生回路10とクロック遮断回路80とに出力される。選
択信号5は、コマンドセレクタ40に出力される。パワ
ーオンシーケンス(POS)開始信号6は、POSコマ
ンド発生回路30に出力される。供給制御信号2には、
クロック停止指令CKS1とクロック供給指令CKA1
とが含まれ、同期化された供給制御信号4には、クロッ
ク停止指令CKS2とクロック供給指令CKA2とが含
まれる。
【0029】POSコマンド発生回路30は、POS開
始信号6の立ち上がりを基準として、POSコマンド7
を発生し、内蔵メモリ50を初期化する。コマンドセレ
クタ40は、メモリ動作コマンド3とPOSコマンド7
とのいずれかを選択信号5に応じて切り替え、メモリ制
御信号8として内蔵メモリに出力する。内蔵メモリ50
は、メモリ制御信号8に応じて動作し、NOPコマンド
の入力により待機状態に遷移する。
【0030】コマンドセレクタ40は、メモリ動作コマ
ンド発生回路10の出力信号とPOSコマンド発生回路
30の出力信号とを入力し、選択信号5に応じて2つの
入力信号を切り替えて出力する。
【0031】クロック遮断回路80は、同期化された供
給制御信号4に応じて、システムLSI55の外部に設
けられるクロック発生回路70から出力されるクロック
9aの通過もしくは遮断を行い、クロック9bを内蔵メ
モリ50に出力する。同期化された供給制御信号4に
は、クロック遮断回路80にクロック供給を指示する供
給指令CKA2と、クロック遮断を指示する停止指令C
KS2とが含まれる。上記構成を有する図1のメモリの
制御装置について、図3を参照しながら、以下その動作
をさらに詳細に説明する。
【0032】1)まず、動作状態における動作について
説明する。
【0033】動作状態では、供給制御信号2として供給
指令CKA1が入力されており、同期化された供給制御
信号4は供給指令CKA2(図3C)となっている。従
って、クロックは内蔵メモリに供給される(図3D)。
コマンドセレクタ40は選択信号5に従ってメモリ動作
コマンド3を選択しているため(図3F)、水平同期信
号(図3A)に同期したメモリ動作コマンド3がメモリ
制御信号8として内蔵メモリに供給される。なお、動作
コマンド発生回路10は、水平同期信号を受けた後、所
定時間経過後に動作コマンドを出力するが、動作コマン
ドの出力開始前および動作コマンドの出力終了後にはN
OPコマンドを出力する(図3G、I)。従って、内蔵
メモリ50はNOPコマンドに従って、水平同期信号の
前後では必ず待機状態となる(図3J)。
【0034】NOPコマンドに続いて、複数の動作コマ
ンドが順に出力され、内蔵メモリは所望の動作を行う。
図においては簡単のため省略したが、図3Gにおける動
作コマンドは複数の動作コマンドを含んでいる。
【0035】一方、パワーオンシーケンスコマンド発生
回路30は、入力するPOS開始信号6がHigh状態
であるため(図3E)、絶えずNOPコマンドを出力す
る(図3H)。
【0036】2)次に、クロック遮断動作について説明
する。
【0037】水平同期信号1に非同期なタイミングで、
クロックの停止指令CKS1が入力されると、制御信号
発生回路20は、停止指令CKS1を水平同期信号1の
立ち上がりに同期させて停止指令CKS2として出力す
る(図3C)。図においては、供給制御信号2がLow
レベルの時、停止指令CKS1を意味し、供給制御信号
4がLowレベルの時、停止指令CKS2を意味する。
【0038】クロック遮断回路80は、停止指令CKS
2を入力すると直ちにクロック9aを遮断し、内蔵メモ
リ50へのクロック供給を停止する(図3D)。内蔵メ
モリ50は、クロック停止に伴って停止状態に遷移する
(図3J)。なお、クロック供給を停止する場合は、必
ずNOPコマンドにより内蔵メモリ50を待機状態に遷
移させる必要があるが、本実施例では、既にNOPコマ
ンドにより内蔵メモリ50は待機状態となっているた
め、停止指令CKS2の入力後、直ちにクロックを停止
しても問題は生じない。
【0039】選択信号5は、停止指令CKS2の出力と
同時にLowレベルに変化するため、コマンドセレクタ
40は、POSコマンド発生回路30の出力信号を選択
し(図3F)、内蔵メモリ50に出力する。この時、コ
マンドセレクタ40に入力されるメモリ動作コマンド3
と、POSコマンド発生回路30の出力信号とはNOP
コマンドであるため(図3G、H)、内蔵メモリ50に
はNOPコマンドが出力し続けられる(図3I)。制御
信号発生回路20は、停止指令CKS2と同時にPOS
開始信号6をLowレベルとする(図3E)。このよう
にしてクロック供給の停止により、システムLSI55
の待機状態における消費電力は削減される。
【0040】3)最後に、クロック供給再開動作につい
て説明する。
【0041】水平同期信号1に非同期なタイミングで、
クロックの供給指令CKA1を入力すると、制御信号発
生回路20は、供給指令CKA1を水平同期信号1の立
ち上がりに同期させて供給指令CKA2として出力する
(図3C)。図においては、供給制御信号2がHigh
レベルの時、供給指令CKA1を意味し、供給制御信号
4がHighレベルの時、供給指令CKA2を意味す
る。
【0042】クロック遮断回路80は、供給指令CKA
2を入力すると直ちにクロック9aを通過させ、内蔵メ
モリ50へクロック9bの供給を開始する(図3D)。
内蔵メモリ50は、クロック供給再開に伴って待機状態
に遷移する(図3J)。この時、メモリ制御信号8は、
POSコマンド発生回路30の出力するNOPコマンド
である(図3I)。
【0043】制御信号発生回路20は、供給指令CKA
2を出力してから所定時間後にPOS開始信号6をHi
ghレベルとする(図3E)。POSコマンド発生回路
30は、POS開始信号を合図としてPOSコマンドを
出力する(図3H)。内蔵メモリ50は、コマンドセレ
クタ40を経由して供給されるPOSコマンドに従って
初期化される(図3I、J)。POSコマンドの出力終
了後、POSコマンド発生回路30はNOPコマンドを
出力し、内蔵メモリ50を待機状態に遷移させる。
【0044】このようにしてクロック供給再開およびメ
モリ初期化が行われた後、制御信号発生回路20は、ク
ロック供給再開のタイミングを与えた水平同期信号を基
準として選択信号5をHighレベルに変化させる。コ
マンドセレクタ40は、選択信号5に応じて、メモリ動
作コマンド3を選択するように切り替わる。この時、コ
マンドセレクタ40に入力されるメモリ動作コマンド
3、POSコマンド7ともNOPコマンドであるため
(図3G、H)、選択する信号を切り替えても内蔵メモ
リ50にはNOPコマンドが出力し続けられる(図3
I)。
【0045】供給指令CKA2のタイミングを与えた水
平同期信号の次の水平同期信号を基準として動作コマン
ドが出力され、内蔵メモリ50はデータの読み出し/書
き込み動作を開始する。
【0046】上記詳細に説明したように、本発明のメモ
リの制御装置によれば、内蔵メモリの素子を破壊せず
に、システムLSI55の待機状態における消費電力を
削減することができる。
【0047】なお、上記実施形態においては、水平同期
信号の入力時点においては、必ず内蔵メモリは待機状態
であることが保証されているため、水平同期信号の入力
後、直ちに内蔵メモリへのクロック供給を停止してい
る。しかし、より安全を考慮すると、所定時間が経過す
るまでNOPコマンドを出力した後にクロック供給を停
止することなども考えられる。
【0048】
【発明の効果】以上のように本発明のメモリの制御装置
によれば、メモリを内蔵したシステムLSI等におい
て、 (1)内蔵メモリの内部状態を考慮して、内蔵メモリを
破壊することなくクロック供給停止を行うことできる。 (2)クロックの供給停止を行うことにより、待機状態
時における内蔵メモリの消費電力を節減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるメモリの制御装置の
ブロック図
【図2】内蔵メモリの内部状態遷移図
【図3】クロック供給停止/再開時の各信号と内蔵メモ
リの動作状態との関係を示すタイムチャート
【図4】従来のクロック停止制御方法を実行する回路の
一例を示す図
【符号の説明】
1 水平同期信号 2 供給制御信号 3 メモリ動作コマンド 4 同期化された供給制御信号 5 選択信号 6 POS開始信号 7 POSコマンド 8 メモリ制御信号 10 動作コマンド発生回路 20 制御信号発生回路 30 POS発生回路 40 コマンドセレクタ 50 内蔵メモリ 55 システムLSI 60 メモリ制御装置 70 クロック発生回路 80 クロック遮断回路 101 信号処理回路 102 制御信号発生回路

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリを制御するメモリ制御装置であっ
    て、 入力されるクロック停止指令およびクロック供給指令
    を、基準信号と同期させ、それぞれ同期化された停止指
    令、供給指令として出力する制御信号発生回路と、 前記同期化された停止指令を受けて前記メモリへのクロ
    ック供給を停止し、前記同期化された供給指令を受けて
    前記メモリへのクロック供給を開始するクロック遮断回
    路と、 前記同期化された停止指令および供給指令を受け、前記
    メモリに動作コマンドを出力する動作コマンド発生回路
    とを具備することを特徴とするメモリ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記クロック遮断回路は、前記メモリが
    待機状態であるときに、クロック供給を停止することを
    特徴とする請求項1記載のメモリ制御装置。
  3. 【請求項3】 前記動作コマンド発生回路は、前記同期
    化された停止指令を受けてNOPコマンドを出力し、そ
    の後、前記クロック遮断回路はクロック供給を停止する
    ことを特徴とする請求項2記載のメモリ制御装置。
  4. 【請求項4】 前記制御信号発生回路から出力されるP
    OS開始信号に応じてPOSコマンドを出力するPOS
    コマンド発生回路と、 前記同期化された停止指令または前記同期化された供給
    指令に同期した選択信号に応じて、前記動作コマンドと
    前記POSコマンドとのいずれかを選択し前記メモリに
    出力するコマンドセレクタとをさらに具備することを特
    徴とする請求項1記載のメモリ制御装置。
  5. 【請求項5】 前記制御信号発生回路は、遅くとも前記
    POSコマンドの発生までに、選択信号を切り替えるこ
    とを特徴とする請求項4記載のメモリ制御装置。
  6. 【請求項6】 前記POSコマンド発生回路は、前記P
    OSコマンドの発生完了後にNOPコマンドを出力し、
    前記制御信号発生回路は、前記POSコマンドの発生完
    了後のNOPコマンド出力時に、選択信号を切り替える
    ことを特徴とする請求項4記載のメモリ制御装置。
  7. 【請求項7】 前記メモリは、内部状態を有するメモリ
    であることを特徴とする請求項1記載のメモリ制御装
    置。
  8. 【請求項8】 前記メモリは、前記メモリ制御装置が設
    けられる半導体に内蔵されることを特徴とする請求項1
    記載のメモリ制御装置。
  9. 【請求項9】 メモリを制御するメモリ制御方法であっ
    て、 入力されるクロック停止指令を基準信号と同期させ、同
    期化された停止指令として出力する停止指令同期化ステ
    ップと、 前記同期化された停止指令を受けて前記メモリへのクロ
    ック供給を停止するクロック停止ステップと、 入力されるクロック供給指令を基準信号と同期させ、同
    期化された供給指令として出力する供給指令同期化ステ
    ップと、 前記同期化された供給指令を受けて前記メモリへのクロ
    ック供給を開始するクロック再開ステップとを有するこ
    とを特徴とするメモリ制御方法。
  10. 【請求項10】 前記クロック停止ステップにおいて、
    前記メモリが待機状態である時にクロック供給を停止す
    ることを特徴とする請求項9記載のメモリ制御方法。
  11. 【請求項11】 前記停止指令同期化ステップおよび前
    記クロック停止ステップとの間に、前記同期化された停
    止指令を受けてNOPコマンドを出力するステップをさ
    らに有することを特徴とする請求項10記載のメモリ制
    御方法。
  12. 【請求項12】 前記クロック再開ステップの後に、P
    OSコマンドを前記メモリに出力するステップをさらに
    有することを特徴とする請求項9記載のメモリ制御方
    法。
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