JP2000251472A - プログラマブル遅延制御機能を有する集積回路 - Google Patents

プログラマブル遅延制御機能を有する集積回路

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    • H03K5/133Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals using a chain of active delay devices

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プログラマブル遅延を使用しクロックの最適
化を図った集積回路およびメモリを提供する。 【解決手段】 メモリは、二次増幅器が受信するグロー
バル・データ・ライン上にデータを与えるセンス・アン
プを有する。センス・アンプおよび二次増幅器は、プロ
グラマブル遅延回路によって時間を調整されたクロック
によってイネーブルされる。プログラマブル遅延回路に
連続出力を与える遅延選択回路によって、プログラマブ
ル遅延をプログラムする。2つの遅延選択回路がある。
1つは、センス・アンプをイネーブルするプログラマブ
ル遅延回路全てによって共用され、1つは、二次増幅器
をイネーブルするプログラマブル遅延回路全てによって
共用される。これら2つの遅延選択回路の出力は、プロ
グラマブル遅延回路をプログラムする出力を与えるよう
に選択され、最悪の場合のメモリ・アクセス時間を最適
化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、メモリにおける遅
延制御に関し、更に特定すれば、遅延制御のためのプロ
グラマブル遅延(programmable delay)の使用に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】メモリ回路を設計する際の難題の1つ
は、メモリ回路において種々の機能を可能(イネーブ
ル)にするクロック信号のタイミングを最適化すること
である。いずれのクロック信号にも固有に含まれるの
が、クロック信号を送信する回路からこれを受信する回
路までの伝搬遅延である。クロック信号を発生するの
は、通常、ある機能をイネーブルするため、更に具体的
には、イネーブルしようとする機能においてある役割を
果たす別の何らかの回路をイネーブルするためである。
クロック信号は、必要とされる遅延を最適化するタイミ
ングの目的で与えられる。このタイミングを補助するた
めに行われているものの1つに、この遅延をプログラム
することがあげられる。この手法の特徴の1つは、かか
るプログラム遅延を実施するためには、ヒューズ(fuse)
のような、プログラムされる何らかの機構がなければな
らないということである。かかるヒューズは、集積回路
上に空間を必要とする。また、発生するクロック信号
は、それをイネーブルしている1つの回路に対しては最
適化できるが、受信回路の位置に基づく遅延の差のため
に、他の回路は、最適な時点よりも前にクロックが供給
される場合がある。ある程度の最適化は得られるもの
の、ヒューズを用いて遅延をプログラムすることは、遅
延の最適制御に伴う問題全てを解決する訳ではない。し
かしながら、ヒューズは空間を占有するので、各プログ
ラマブル遅延素子は、それ自体に追加の空間を必要とす
るだけでなく、1つ以上の遅延を含んでしまう。したが
って、1つの全体的な遅延回路以上に回路が必要とな
る。これに加えて、このプログラミングを行うために
は、溶融可能な(fusible)リンクまたは他の機構を必要
とする。
【0003】メモリの設計において、ダイナミック増幅
器の利点は良く知られている。ダイナミック増幅器のス
タティック増幅器に対する利点は、主として電力の節約
にある。スタティック増幅器の利点は、いかなる信号で
あっても、いつでも増幅し、データをラッチしないこと
である。データが到達すると直ぐに、増幅し始め、デー
タ自体が反転しなければならない場合、または初期デー
タがその上にノイズを有する場合でも、間違った方向に
ラッチしないので、出力が間違ったデータを与える危険
性はない。間違った方向で始まった場合、それ自体が反
転し、最終的には正しいデータを与える。ダイナミック
増幅器では、増幅器がイネーブルされると直ちにデータ
はラッチされる。その時点に誤ったデータまたは不適当
なデータがある場合、間違った方向にラッチする。した
がって、ダイナミック増幅器の低電力という一面を利用
するためには、それをイネーブルするタイミングを最適
化することが非常に重要である。必要以上に遅くイネー
ブルすると、速度上不利となる。イネーブルされるのが
余りに速すぎると、信頼性の問題が生ずる。適性なタイ
ミングによって、ダイナミック増幅器は速度もスタティ
ック増幅器よりも高くすることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】メモリには、典型的
に、当該メモリを分割する多くのサブアレイがあり、電
力消費およびデータ・アクセス速度の効率向上を図って
いる。入力へのデータおよび入力からのデータをメモリ
・セル位置に搬送する長い経路がある。また、クロック
信号がチップ全体に広がる場合もある。これらのクロッ
ク開始から、これらを受信する回路までの距離は、大き
く異なり、したがって、ある回路が別の回路からクロッ
クを受信するまでの遅延は、一貫性(inconsistent dela
y)を欠く可能性がある。この問題は、ダイナミック増幅
器にも当てはまる。何故なら、これらをイネーブルする
ためにはクロックが必要であるからである。また、ダイ
ナミック増幅器は、かかる増幅器をどのように駆動する
かに影響を与える処理、電源電圧、およびその他の二次
的な影響を受ける。かかる二次的な影響には、集積回路
の他の部分で発生するノイズが含まれ、かかるノイズ
は、集積回路内の位置によって変化する可能性がある。
この種の変化のために、メモリにダイナミック増幅器を
実施するのが困難になる。したがって、クロックを最適
化することによって、クロックを受信する回路が、その
適性時点にクロックを受信するシステムが必要とされて
いる。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は、集積回路10の一実施例
を示す。集積回路10の少なくとも一部がメモリ回路を
含む。アレイ13,14は、このメモリ回路の一部分で
ある。各アレイは、複数のブロックに分割されている。
例えば、アレイ13はブロック17,18を含む。各メ
モリ・ブロックは、ブロック制御回路を含む。例えば、
メモリ・ブロック17はブロック制御回路21を含み、
メモリ・ブロック18はブロック制御回路22を含む。
本発明の一実施例では、ブロック制御回路21,22は
同一である。本発明の別の実施例では、各メモリ・ブロ
ック内のブロック制御回路は、同一の場合も、多少異な
る場合もある。ヒューズ回路24は、ブロック制御回路
21,22に信号62を与える出力を有する。信号62
は、この実施例では、4ビットの二進データから成る。
ブロック回路21,22は、グローバル・データ・ライ
ン(global data line)56に結合され、グローバル・デ
ータ・ライン56を通じて出力を二次増幅器30に与え
る。また、ブロック制御回路21,22はライン12に
も結合され、ライン12を通じて出力を遅延調節可回路
32に与える。図1は、更に、アレイ14内のブロック
70,ブロック制御回路72,グローバル・データ・ラ
イン74,二次増幅器30に類似した二次増幅器76,
出力回路78,および遅延調節回路80を示す。ブロッ
ク70は、ブロック制御回路21,22と類似したブロ
ック制御回路72を含む。ブロック制御回路72は、グ
ローバル・データ・ライン74に結合された1対の出
力,二次増幅器制御信号82を与える出力,およびヒュ
ーズ回路24の出力に結合された入力を有する。二次増
幅器76は、グローバル・データ・ライン74に結合さ
れた1対の信号入力,イネーブル入力,および1対の出
力を有する。出力回路78は、二次増幅器76の1対の
出力に結合された、1対の入力を有する。遅延調節回路
80は、二次増幅器制御信号82を受信するクロック入
力,ヒューズ回路34の出力に結合されたプログラム入
力,および二次増幅器76のイネーブル入力に結合され
た出力を有する。
【0006】オプションのマルチプレクサ28を用い
て、二次増幅器30にデータを与えるためにアレイ13
またはアレイ14のどちらに位置するブロックを用いる
のかについて判定を行うことも可能である。ブロック制
御回路21,22は、各々、独立して二次増幅器制御信
号50を遅延調節回路32および等化回路26に与える
ことができる。等化回路26は、グローバル・データ・
ライン56に結合されている。ヒューズ回路34は、1
つ以上の信号54を遅延調節回路32に与える。遅延調
節回路32は、調節した増幅器制御信号52を、二次増
幅器30に与える。二次増幅器30は、データ・ライン
58を出力回路36に与える。出力回路36は、データ
・ライン60を集積回路10外部に与える。ラッチ11
が、ブロック制御回路21,22のようなブロック制御
回路を結合するラインに結合されており、二次増幅器制
御信号50をラッチする。出力,ブロック制御回路2
1,22のようなブロック制御回路によって与えられる
二次増幅器制御信号50は、トライ・ステータブル(tri
-stateable)である。
【0007】図2は、ブロック制御回路21の一部およ
びヒューズ回路24を示す。ヒューズ回路24は、1つ
以上の信号47を遅延調節回路40に与える。遅延調節
回路40は、ブロック選択信号49およびリード信号5
1も入力として受信する。ブロック選択信号49は、セ
ンス・アンプ制御信号発生回路42にも入力として与え
られる。遅延調節回路40は、信号45を、センス・ア
ンプ制御信号発生回路42および二次増幅器制御信号発
生回路44に与える。センス・アンプ制御信号発生回路
42は、センス・アンプ制御信号43をセンス・アンプ
46に与える。二次増幅器制御信号発生回路44は、二
次増幅器制御信号50を与える。センス・アンプ46
は、列デコーダ47に結合されている、ローカル・ライ
ン61,62に結合されている。列デコーダ47は、ビ
ット・ライン53を通じて、メモリ・セル48に結合さ
れている。センス・アンプ46は、グローバル・データ
・ライン56,57上に出力を与える。
【0008】図3は、図2の遅延調節回路40の一実施
例である。遅延調節回路40は、所定の遅延回路100
〜103,トライ・ステータブル・バッファ(tri-state
ablebuffer)110〜117,反転器118〜121,
およびNANDゲート104を含む。NANDゲート1
04は、ブロック選択信号49およびリード信号51を
入力として受信する。NANDゲート104の出力は、
所定の遅延回路100およびトライ・ステータブル・バ
ッファ110の入力に結合されている。所定の遅延回路
100の出力は、トライ・ステータブル・バッファ11
4の入力に結合されている。所定の遅延回路100の出
力は、所定の遅延回路101の入力およびトライ・ステ
ータブル・バッファ111の入力に結合されている。所
定の遅延回路101の出力は、トライ・ステータブル・
バッファ115の入力に結合されている。トライ・ステ
ータブル・バッファ115の出力は、所定の遅延回路1
02およびトライ・ステート・バッファ112の入力に
結合されている。所定の遅延回路102の出力は、トラ
イ・ステータブル・バッファ116の入力に結合されて
いる。トライ・ステータブル・バッファ116の出力
は、所定の遅延回路103およびトライ・ステータブル
・バッファ113の入力に結合されている。所定の遅延
回路103の出力は、トライ・ステータブル・バッファ
117の入力に結合されている。トライ・ステータブル
・バッファ117の出力は、トライ・ステータブル・バ
ッファ113の出力に結合され、信号45を与える。ト
ライ・ステータブル・バッファ110の出力は、トライ
・ステータブル・バッファ111の入力に結合されてい
る。トライ・ステータブル・バッファ111の出力は、
トライ・ステータブル・バッファ112の入力に結合さ
れている。トライ・ステータブル・バッファ112の出
力は、トライ・ステータブル・バッファ113の入力に
結合されている。
【0009】ヒューズ回路24は、N個の選択信号12
2〜125を遅延調節回路40に与える。図3に示す実
施例は、ヒューズ回路24から与えられる4つの選択信
号を示すが、本発明の別の実施例では、他の数の選択信
号を使用することも可能である。選択信号122は、反
転器118の入力,トライ・ステータブル・バッファ1
10の反転制御入力,およびトライ・ステータブル・バ
ッファ114の非反転制御入力に結合される。選択信号
123は、反転器119の入力,トライ・ステータブル
・バッファ111の反転制御入力,およびトライ・ステ
ータブル・バッファ115の非反転制御入力に結合され
ている。選択信号124は、反転器120の入力,トラ
イ・ステータブル・バッファ112の反転制御入力,お
よびトライ・ステータブル・バッファ116の非反転制
御入力に結合されている。選択信号125は、反転器1
21の入力,トライ・ステータブル・バッファ113の
反転制御入力,およびトライ・ステータブル・バッファ
117の非反転制御入力に結合されている。反転器11
8の出力は、トライ・ステータブル・バッファ110の
非反転制御入力およびトライ・ステータブル・バッファ
114の反転制御入力に結合されている。反転器119
の出力は、トライ・ステータブル・バッファ111の非
反転制御入力およびトライ・ステータブル・バッファ1
15の反転制御入力に結合されている。反転器120の
出力は、トライ・ステータブル・バッファ112の非反
転制御入力およびトライ・ステータブル・バッファ11
6の反転制御入力に結合されている。反転器121の出
力は、トライ・ステータブル・バッファ113の非反転
制御入力およびトライ・ステータブル・バッファ117
の反転制御入力に結合されている。
【0010】図4は、図2に示したセンス・アンプ46
を、より詳細にブロック図形状で表したものである。セ
ンス・アンプ46は、Pチャネル・トランジスタ20
2,Pチャネル・トランジスタ204,Pチャネル・ト
ランジスタ206,Pチャネル・トランジスタ208,
Nチャネル・トランジスタ210,Nチャネル・トラン
ジスタ212,Nチャネル・トランジスタ214,Pチ
ャネル・トランジスタ216,およびPチャネル・トラ
ンジスタ218で構成されている。トランジスタ20
2,204は各々、プリチャージ信号200を受信する
ゲートを有する。プリチャージ信号200は、図2に示
したセンス・アンプ制御信号43の1つである。トラン
ジスタ202,204は各々、正電源を受信する正電源
端子VDDに結合されたソースを有する。トランジスタ
202は、ローカル・データ・ライン61に結合された
ドレインを有する。トランジスタ204は、ローカル・
データ・ライン62に結合されたドレインを有する。ト
ランジスタ206は、VDDに接続されたソース,ロー
カル・データ・ライン62に接続されたゲート,ローカ
ル・データ・ライン61に接続されたドレインを有す
る。トランジスタ208は、VDDに接続されたソー
ス,ローカル・データ・ライン61に接続されたゲー
ト,およびローカル・データ・ライン62に接続された
ドレインを有する。トランジスタ210は、ローカル・
データ・ライン62に接続されたゲート,ローカル・デ
ータ・ライン61に接続されたドレイン,およびソース
を有する。トランジスタ212は、ローカル・データ・
ライン61に接続されたゲート,ローカル・データ・ラ
イン62に接続されたドレイン,およびトランジスタ2
10のソースに接続されたソースを有する。トランジス
タ214は、センス・アンプ・イネーブル信号201を
受信するゲートを有する。センス・アンプ・イネーブル
信号201は、図2に示したセンス・アンプ制御信号4
3の1つである。トランジスタ214は、トランジスタ
210,212のソースに接続されたドレイン,および
図4にアースとして示す負電源端子に接続されたソース
を有する。トランジスタ216は、ローカル・データ・
ライン61に接続されたゲート,アースに接続されたド
レイン,およびグローバル・データ・ライン56に接続
されたソースを有する。トランジスタ218は、ローカ
ル・データ・ライン62に接続されたゲート,アースに
接続されたドレイン,およびグローバル・データ・ライ
ン57に接続されたソースを有する。
【0011】動作において、アレイ13,14に類似し
た8つのアレイがあり、これらを便宜的にオクタント(o
ctant)と呼ぶ。ここに記載する実施例では、集積回路1
0のメモリに対するいずれの所与のアクセスにおいて
も、4つのオクタントがデータを供給する。各アクセス
には36ビットが与えられるので、各オクタントはアク
セス当たり9ビットを与える。各オクタントは、図1に
示した17,18のそれのような、32のブロックを有
する。所与のアクセスに対して、1つのブロックのみが
データを与えるので、所与のアクセスに対して、選択さ
れたブロックが9ビットのデータを与える。即ち、選択
された各4オクタントに対して、1つのブロックがデー
タを与える。したがって、アレイ13,14は、集積回
路10のサブアレイと考えることができ、ブロック1
7,18はアレイ13のサブアレイと考えることができ
る。
【0012】読み取りに先立って、等化回路26がグロ
ーバル・データ・ライン56を等化する。図1では、マ
ルチプレクサ28が、ブロック17,18を有するオク
タントのためのグローバル・データ・ラインに結合され
ているように示されている。アレイ14のような異なる
オクタントから来るグローバル・データ・ラインも、マ
ルチプレクサ28に結合される。マルチプレクサ28
は、グローバル・データ・ライン56から受信したデー
タ、あるいは図示しない二次増幅器30からのグローバ
ル・データ・ラインから受信したデータを与える。オプ
ションの場合には、マルチプレクサ28は存在せず、グ
ローバル・データ・ライン56は二次増幅器30に直接
接続され、アレイ14のような他のオクタントからの、
図示しないグローバル・データ・ラインからのデータを
受信するために、追加の二次増幅器が設けられる。
【0013】出力回路36は、二次増幅器30からデー
タを受信し、所望の出力をデータ・ライン60上に与え
る。遅延調節回路32は、二次増幅器30をイネーブル
するためのタイミングを与える。遅延量は、ヒューズ回
路34からライン54に与えられる情報によって決定さ
れる。ヒューズ回路34は、集積回路10が完全に製造
された後に、処理の間に選択される。ヒューズの破断(f
use blowing)は、メモリ技術では一般的である。メモリ
は、典型的に、ヒューズの破断によって選択的に実施さ
れる冗長性を有する。更に、今日では、ロット番号,ウ
エハ上の位置,およびその他の情報に基づいて、個々の
集積回路を識別することが一般的になりつつある。この
情報も、ヒューズの破断によって、集積回路上に置かれ
る。この情報は、ヒューズの破断によってエンコードさ
れる。したがって、実際には、ヒューズの破断は、この
ような場合に、製造する各素子毎に行われる。メモリ内
の冗長性に関し、そのような冗長性が必要とされるの
は、このような場合のみである。しかしながら、冗長性
を実施する技術は非常に信頼性が高いので、各素子に実
施するにしても、この技術を用いる危険性は最小であ
る。
【0014】ヒューズ回路24は、同様に、ブロック制
御回路21,22,および図示しない他のブロックに対
する他のブロック制御回路にも情報を与える。最適遅延
のための電気検査の後、このヒューズ回路を選択的に破
断させる。ブロック制御回路21,22は、ヒューズ回
路24からライン62上に与えられる情報に基づく処理
を行う(implement)。例えば、ブロック制御回路21
は、ブロック17に与えられた情報の検出を開始する。
また、この同じ回路、即ち、データの検出を開始したブ
ロック制御回路21は、二次増幅器制御信号50を遅延
調節回路32に与える。ヒューズ回路34によって選択
された量だけ遅延した二次増幅器制御信号50によっ
て、遅延調節回路32による二次増幅器30のトリガリ
ング(triggering)が開始される。また、二次増幅器制御
信号50は、等化回路26が行う等化を終了させるため
にも用いられる。信号50はラッチ11によってラッチ
され、この場合はブロック制御回路によって与えられる
論理状態に、遅延調節回路への入力を保持する。信号5
0を搬送するライン12は、物理的にグローバル・デー
タ・ライン56との整合が取られている。これは意図的
であり、遅延を含む信号50の挙動と、グローバル・デ
ータ・ライン56上に与えられる出力の挙動との整合性
が高いという利点をもたらす。ヒューズ回路24によっ
て行われるこの遅延選択機能は、他の形式のプログラマ
ブル回路によっても行うことができる。例えば、この機
能は、4ビットの不揮発性メモリによって行うことがで
きる。これは、特に、いくつかのEEPROMも有する
MCUに実装されたSRAMメモリに遅延を与える場合
に適用可能である。遅延をこのように選択すれば、ヒュ
ーズの破断の代わりに、EEPROMにロードすること
ができるので便利である。
【0015】図2に、ブロック制御回路21の一部およ
びヒューズ回路24を示す。また、図2に、ブロック1
7のメモリ・セルを表すメモリ・セル48のブロック
と、メモリ・セルからのデータを選択的にセンス・アン
プ46に結合する列デコーダ47も示す。したがって、
動作時にあっては、メモリ48内のメモリ・セルの1行
をイネーブルし、次いでビット・ラインが当該ワード・
ラインに沿ってデータを発生する。データは、ビット・
ライン対で発生する。次に、これらビット・ライン対か
ら選択した1対を列デコーダ47によってセンス・アン
プ46に結合する。これは、SRAMの標準的な動作で
ある。DRAMについても、列デコーダをイネーブルす
る前にセンス・アンプをイネーブルすることを除いて、
同様である。センス・アンプ46は、センス・アンプ制
御信号43に応答して、選択されたビット・ライン対か
らの情報を増幅し、ラッチし始める。この特定実施例で
は、センス・アンプ46は、ローカル・データ・ライン
61およびローカル・データ・ライン62を通じて、ビ
ット・ラインから情報を受信する。列デコーダ47は、
8つのビット・ライン対から選択するので、8つのビッ
ト・ライン対の内1対が、ローカル・データ・ライン6
1,62を通じてセンス・アンプ46に結合される。セ
ンス・アンプ46は、センス・アンプ制御信号発生回路
42から来るセンス・アンプ制御信号43によってイネ
ーブルされる。遅延調節回路40が共通クロック信号を
ライン45上に与える。これは、ブロック選択およびリ
ード信号の組み合わせである。センス・アンプ制御信号
発生回路42は、ブロック選択信号49も受信し、これ
を用いて、センス・アンプ46をイネーブルする前に、
センス・アンプ46のプリチャージを放出する。図4に
センス・アンプを更に詳細に示す。プリチャージ信号2
00は、センス・アンプ制御信号43の1つである。
【0016】通常の動作では、リード信号が最初にアク
ティブとなり、これにブロック選択信号が続く。次い
で、遅延調節回路40が、ヒューズ回路24によって決
定されるブロック選択信号遅延に応答して、その出力、
即ち、共通クロック信号を与える。遅延調節回路40
は、ヒューズ回路24が与える選択信号に応答する、プ
ログラマブル遅延である。ここに説明する実施例では、
ヒューズ回路24は、4つの二進ビット・データを与え
て、遅延調節回路40の遅延を調節する。ヒューズ回路
24は、ライン47を通じて遅延調節回路40にデータ
を与えるように示されている。他のブロックに対する類
似の遅延調節回路もヒューズ回路24に結合され、そこ
から4つの二進ビット・データを受信する。このよう
に、ブロック制御回路21内部にある遅延調節回路40
のようなブロック制御回路内に位置する、他のプログラ
マブル遅延の各々は、同じ遅延を有するようにプログラ
ムされる。
【0017】二次増幅器制御信号発生回路44も、遅延
調節回路40の出力、即ち、共通クロック信号45に応
答し、二次増幅器制御信号50を与える。これは、図1
に示したように、遅延調節回路32によって二次増幅器
30をイネーブルするために用いられる。このように、
センス・アンプ46および二次増幅器30双方は、共通
クロック信号45を通じて、ブロック選択信号49に応
答してイネーブルされる。信号45は、ブロック選択4
9から局所的に発生した制御信号であるので、センス・
アンプ46の駆動(clocking),グローバル・データ・ラ
イン56上のデータ発生,および二次増幅器40を駆動
するために用いられる信号50の発生は、極めて符号し
て行われる。二次増幅器制御信号発生回路44は、それ
が含まれているブロックが選択されない場合、高インピ
ーダンス出力を与えるので、他の選択されたブロックか
らの類似のブロック制御回路は、遅延調節回路32を介
して、二次増幅器30をイネーブルすることができる。
二次増幅器制御信号発生回路44は、三状態バッファを
含む出力段を有する。ラッチ11は、アクティブなブロ
ックがない場合、センス・アンプ制御信号51を保持す
る。センス・アンプ46は、グローバル・データ・ライ
ン56,57上にデータを与える。このデータは、図1
に示すような一実施例ではマルチプレクサ28を介して
間接的に、あるいは他の場合には直接的に二次増幅器3
0によって受信される。
【0018】集積回路10を電気的に検査できるところ
まで処理した後に行われる電気的測定に応じて、ヒュー
ズ回路24,34を破断する。電気的検査は、遅延調節
回路40および遅延調節回路32に最適な遅延を決定す
るために用いられる。これを行うには、各メモリ・セル
からデータを信頼性高く検出する結果が得られる最短遅
延を決定する。このように、ヒューズ回路24,34
は、遅いビットでさえも信頼性を損なわないように選択
される。過度に遅いビットがいくつかある場合、これら
は事実上欠陥であり、遅延調節回路40,32のような
遅延調節回路に適正な遅延を選択する際には考慮しな
い。遅延が過剰な場合、このような遅すぎるビットは欠
陥と見なし、メモリ上で一般に使用可能な冗長性で置き
換える。ヒューズ回路24,34を選択することによっ
て遅延調節回路を最適化し、必要であれば冗長性を施
し、識別ヒューズ破断(identification fuse blowing)
を行った後、集積回路10を再度検査する。
【0019】ブロック内におけるこの遅延調節回路40
の構成は、遅延調節回路40によって与えられる遅延に
関係して発生するその他の遅延も、非常に精度高く追跡
することを可能にする。代替案として、遅延調節回路4
0は、隣接するブロック選択回路と共用することができ
る。例えば、遅延調節回路40を、ブロック制御回路2
1,22で共用することができる。ヒューズ回路24
は、プロセス変化に応じた調整が不可能な微調整のため
に利用される。例えば、各ブロックに接近して遅延調節
回路を有することにより、チップ上の単一の場所に遅延
調節回路がある場合と比較して、長い遅延および一貫性
のない遅延という問題が減少する。センス・アンプ46
は、有効であるためには、ビット・ラインに非常に近づ
けるか、あるいは過度に遅くする必要がある。ビット・
ライン上にデータを与えるメモリ・セルの駆動能力は非
常に小さい。したがって、ブロック21内部にあるセン
ス・アンプ46のように、ブロック内部にあるセンス・
アンプでは、集中的な遅延調節回路では、その場所から
各ブロックまでの距離を横断しなければならない。この
ように、遅延回路からブロックまで横断する距離は、ど
のブロックが選択されたかに応じて変動する。遅延回路
を個別に備える利点の別の例として、電源の変動が整合
することがあげられる。電源電圧は、チップ内の位置に
基づいて変動する。遅延回路をブロックに近づければ、
遅延回路は、当該ブロックから離れて位置する場合より
も、そのブロックが受信する電源電圧に近い可能性が高
い電源電圧を受信することになる。同様に、遅延調節回
路32も二次増幅器30に接近して配置し、これら2つ
の整合度を高める。
【0020】電源電圧は、チップ内の位置に基づいて大
幅に変動する可能性がある。電源電圧を搬送するライン
は有限の大きさを有し、これらを通過する電流が電圧降
下を発生させるので、位置によっては電圧自体が変動す
る場合がある。したがって、ヒューズを破断させること
によってプログラム可能とし、遅延調節回路40のよう
なプログラマブル調節回路に情報を与えるヒューズ回路
は、当該回路に接近させることによって、変動するが完
全に一致させる必要はない程度のものを調節することが
できる。これは、電源の変動を含むことができる。別の
例として、センス増幅器が使用可能な出力自体を与える
速度は、それが受ける処理に基づいて変動する。この特
性は、一般の反転器において生ずる遅延やクロック信号
を発生する論理ゲートでは調整できない場合があり、あ
るいは、ある程度調整できても、1対1には調整できな
い場合がある。したがって、変化するが一致させること
ができないパラメータ、または少なくとも完全に一致さ
せることができないパラメータは、例えば、単にヒュー
ズ回路24をクロック回路に接近させるだけで対処する
ことができる。
【0021】最も遅いビットが、メモリの速度を決定す
る。実際の使用時には、どのビットを用いどのビットを
用いないかは、全くわからない。これら全てを仮定しな
ければならない。したがって、製造者は、最も遅いビッ
トに基づいて素子の速度を特定する。同様に、素子のオ
ペレータまたはユーザは、最も低い信頼性レベルを考慮
したクロック速度でないと動作させることはできない。
この場合、個々の回路は、いずれの所与のビットに対し
ても最高の動作速度が得られることを保証し、ヒューズ
回路は、最も遅いビットをも考慮して、最も遅いビット
が最高速度(fastest capability)で動作することを保証
する。
【0022】このように、信頼性の高い検出のために十
分な信号を発生するように遅延を与え、センス・アンプ
および二次増幅器の最適化を図るのであるが、それ以上
に長い遅延時間は不要である。これは、クロック遅延回
路を、これらの遅延によって駆動されている回路に接近
させることによって達成される。これらの遅延をプログ
ラムするためには、単一のヒューズ回路が効果的であ
る。何故なら、最悪の場合とは素子の速度に関する判定
の問題であり、最も遅い場合の速度を最適化するには、
単一のヒューズ回路で十分であるからである。速いビッ
トはその最高速度では動作しないが、これでは、素子の
有用性を全く改善しない。この場合、遅延に関係する情
報を全体的かつ継続的に伝達することによって、遅延回
路が、遅延情報を受信した後に、遅延すべき信号全てを
受信するように構成する。こうすれば、遅延情報の伝達
に伴う遅延は発生しない。つまり、タイミングの問題
は、典型的に、種々の位置にある他の回路に情報を与え
ることを単一の回路に行わせる場合に生じるのであり、
これはヒューズ回路の配置に関する問題ではない。
【0023】センス・アンプ46および二次増幅器30
は各々、ダイナミック増幅器として知られている種類の
ものである。センス・アンプ46は、センス・アンプ制
御信号43によって駆動されるので、必要以上に遅くな
らないが、信頼性あるデータのラッチを保証する程度の
長さである。同様に、二次増幅器30は、同じ検討事項
を念頭に入れて駆動される。この場合、二次増幅器30
は、例えば、ブロック17によってグローバル・データ
・ライン56に与えられているデータが、二次増幅器3
0をイネーブルする時点では十分に発生していない場
合、オンになるのが早すぎる可能性がある。遅延調節回
路32は、二次増幅器30に接近して配置され、ブロッ
ク制御回路はブロック17に接近して配置されている。
したがって、ブロック17から二次増幅器30へ伝えら
れるグローバル・ライン56上の遅延は、クロック制御
回路21から遅延調節回路32へ伝えられるライン12
上の遅延と一致する。この一致によって、その入力を受
信する遅延調節回路32と、グローバル・データ・ライ
ン56上のデータを受信する二次増幅器30との間で、
信号発生遅延の一貫性が非常に高くなる。また、増幅器
制御信号50およびセンス・アンプ制御信号43は双方
共、共通信号、即ち、ブロック選択49から発生される
ので、グローバル・データ・ライン56上に与えられる
データとライン12上に与えられる二次増幅器制御信号
との関係を一層密接にするという利点がある。
【0024】ヒューズ回路34は、ヒューズ回路24と
同様に最適化される。最悪条件を知るために測定を行
い、ヒューズ回路34がこの情報を遅延調節回路32に
与えることによって、二次増幅器30をイネーブルする
遅延を、信頼性のある動作のためには必要なだけ長くす
るが、最高速度動作のためには可能な限り短くする。ヒ
ューズ回路34は、二次増幅器30の動作に関する最悪
条件に対して選択されるが、各オクタントはそれ自体の
二次増幅器を有することができる。ヒューズ回路34
は、各二次増幅器毎に遅延を選択する。しかしながら、
チップの動作は、二次増幅器30のような二次増幅器の
最も遅い動作より速く行うことができないので、各二次
増幅器毎に単一のヒューズ回路集合を有することによっ
て、速度上の不利が生ずることはない。何故なら、ヒュ
ーズ回路34は最も遅い場合を最適化するためである。
センス増幅器46および二次増幅器30をイネーブルす
るタイミングを改善することによって、高速動作を与え
つつ、電力節約という利点のあるダイナミック増幅器を
実施することが可能となる。
【0025】図3に、遅延調節回路40として用いる遅
延回路を示す。この回路には、4つの異なる遅延があ
り、これらは、徐々に増大するように互いに比率が決め
られている。この場合、所定の遅延103を基準遅延と
仮定し、図3には、括弧を付けて(1)の遅延と示す。
所定の遅延102は、所定の遅延103の2倍の遅延
(2)を有し、所定の遅延101は、所定の遅延103
の4倍の遅延(4)を有し、所定の遅延100は、所定
の遅延の8倍の遅延(8)を有する。入来するのは4つ
の二進ビットであるので、これら4つのビットに応じて
これら4つの遅延を選択し、0から15までのあらゆる
遅延量を選択できるように配列する。これは、4つの二
進ビットから16個の選択肢全てが得られることを考慮
したものである。
【0026】その動作としては、所定の遅延100,1
01,102,103のいずれでも、迂回したり、ある
いはあらゆる組み合わせで用いることができる。遅延1
00,101,102,103は、それぞれ、二進信号
122,123,124,125に対応する。特定の二
進信号が論理ハイになると、対応する遅延がイネーブル
される。例えば、論理ハイ状態の二進信号122,12
4および論理ロー状態の二進信号123,125を印加
することによって、10の遅延を得ることができる。こ
れは、所定の遅延100および所定の遅延102を通過
し、一方所定の遅延101および所定の遅延103を迂
回するという効果を有する。2の乗数とし、遅延間にト
ライ・ステータブル・ドライバを用いることによって、
これらの遅延は、0から15まで線形に全ての選択肢を
与える。また、これは、デコード回路を遅延経路に一体
化し、その結果面積が比較的小さくなるので、コンパク
トである。この種のプログラマブル遅延は、このような
面で有利であるが、必須ではない。遅延調節回路40の
代わりに、当技術分野において既知のその他の種類のプ
ログラマブル遅延を用いることも可能である。
【0027】二進の1,2,4,8の手法以外にも、遅
延の比率を選択するためには、他の選択肢も使用可能で
ある。ビット選択に基づいて非線形遅延を用いる状況も
あり得る。選択が大量の遅延または殆ど無遅延となる状
況もあり得るが、双方の場合、微調整は必要である。こ
のような場合、所定の遅延100を、大きな遅延が望ま
れる場合の遅延の推定値である、比較的大きな値に選択
することができる。他の遅延は、同じ1,2,4の関係
のまま残しておけば、大きな遅延の場合またはほぼ0の
遅延の場合のいずれにも、細かい解像度に対応する。い
ずれにしても、更に有用で、122,123,124,
125上の二進入力によって選択可能な、他の遅延の組
み合わせもあり得る。
【0028】図4は、プリチャージ信号を受信するセン
ス・アンプ46を示す。プリチャージ信号は、論理ロー
状態において、トランジスタ202,204をイネーブ
ルし、ローカル・データ・ライン61,62を、VDD
上にある電圧までプリチャージする。ローカル・データ
・ライン61(LDLB,ローカル・データ・ライン・
バー)は、相補データ・ラインとして示されている。ロ
ーカル・データ・ライン62(LDL)は、真のデータ
・ラインである。プリチャージ信号200は、論理ロー
でアクティブとなる。何故なら、これは、ローカル・デ
ータ・ライン61,62を論理ハイにプリチャージさせ
る状態であるからである。プリチャージ信号200がロ
ーカル・データ・ライン61,62をプリチャージする
のと同時に、等化回路26がグローバル・データ・ライ
ン56,57をVDDに等化する。ローカル・データ・
ライン61,62が論理ハイになると、トランジスタ2
16,218はディゼーブルされる。読み取りの開始時
に、プリチャージ信号200はディゼーブルされるの
で、ローカル・データ・ライン61,62は、これらの
ラインに伴う容量およびこれらに結合されたトランジス
タ・ノードの容量によって、論理ハイ状態に保持され
る。読み取りプロセスが開始すると、ビット・ラインは
データを発生し始め、列デコーダ47のような列デコー
ダは、選択したビット・ライン対をローカル・データ・
ライン61,62に結合する。ローカル・データ・ライ
ン61,62上に信号を十分発生した後、センス・アン
プ・イネーブル信号201がイネーブルされ、トランジ
スタ214が導通状態となる。これは、トランジスタ2
06,208,210,212をイネーブルすることに
よって、センス・アンプ46をイネーブルし、ローカル
・データ・ライン61,62上に与えられたデータを増
幅し始め、ラッチする効果がある。この例において、ロ
ーカル・データ・ライン61,62が、それぞれ、論理
ロー状態および論理ハイ状態で表される情報を受信する
と仮定する。かかる場合、トランジスタ218は非導通
状態のままであり、トランジスタ216は導通状態とな
る。トランジスタ216が導通状態にある間、グローバ
ル・データ・ライン56上の電圧は、トランジスタ21
6を通過してアースに流れる電流のために減少してい
く。グローバル・データ・ライン56上の電圧は、トラ
ンジスタ216が非導通状態になるまで、降下し続け
る。トランジスタ216が非導通状態になるのは、グロ
ーバル・データ・ラインが十分に降下し、トランジスタ
216のスレシホルド電圧をもはや超過しなくなった後
である。トランジスタ216のスレシホルド電圧は、ト
ランジスタ216のソースによる基板効果(body effec
t)によって影響を受ける。したがって、グローバル・デ
ータ・ライン56とローカル・データ・ライン61との
間の電圧差は、Pチャネル・トランジスタの通常のスレ
シホルド電圧に基板効果によって加算される量を加えた
大きさとなる。
【0029】グローバル・データ・ライン57は不変の
ままである。したがって、グローバル・データ・ライン
56とグローバル・データ・ライン57との間に電圧差
が確立するが、この電圧は、VDDとトランジスタ16
のスレシホルド電圧に基板効果を加えた値との差に制限
される。この種の増幅器の利点は、この差が比較的小さ
く保たれるが、二次増幅器30による素早い検出には十
分であるということにある。グローバル・データ・ライ
ン56,57が比較的長く、しがたって容量が大きい場
合、この電圧差は、次の読み取りのための準備を促進
し、プリチャージに要する時間が短縮する。二次増幅器
30はダイナミック増幅器であるので、この比較的小さ
な差を検出し、グローバル・データ・ライン56から与
えられるデータをラッチすることができる。しかしなが
ら、主要な利点は電流を節約することである。何故な
ら、これらのアクセスは、この場合、恐らく3ナノ秒離
れて発生するので、グローバル・データ・ライン56,
57の大きな容量に流れ込むこの電荷量が大量となるか
らである。
【0030】センス・アンプ・イネーブル信号201
は、センス・アンプ46の動作を最適化するためには重
要なタイミング信号である。これは、遅延調節回路40
によって正確に遅延され、ヒューズ回路24が与える遅
延選択信号47によってプログラムされる信号である。
信号47は、遅延調節回路40のような遅延調節回路に
遅延情報を全体的に与え、ブロック選択信号49に応答
して、共通クロック信号45の正確なイネーブリング(e
nabling)を局所的に遅延させる。一方、正確に発生する
共通クロック信号45は、正確にセンス・アンプ・イネ
ーブル信号201を発生する。また、共通信号45は、
グローバル・データ・ライン56上のデータの発生をラ
イン12上の二次増幅器信号50の発生と一致させるよ
うに、二次増幅器信号50を発生する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるメモリのブロック図。
【図2】図1のメモリの選択部分のブロック図。
【図3】図2に示す選択部分の一部の論理図。
【図4】本発明の一実施例によるセンス・アンプの回路
図。
【符号の説明】
10 集積回路 13,14 アレイ 17,18 ブロック 21,22 ブロック制御回路 24 ヒューズ回路 26 等化回路 28 マルチプレクサ 30 二次増幅器 32 遅延調節可回路 34 ヒューズ回路 36 出力回路 40 遅延調節回路 42 センス・アンプ制御信号発生回路 44 二次増幅器制御信号発生回路 46 センス・アンプ 47 列デコーダ 48 メモリ・セル 70 ブロック 72 ブロック制御回路 74 グローバル・データ・ライン 76 二次増幅器 78 出力回路 80 遅延調節回路 100〜103 遅延回路 104 NANDゲート 110〜117 トライ・ステータブル・バッファ 118〜121 反転器 202,204,206,208 Pチャネル・トラ
ンジスタ 210,210,210,216,218 Nチャネ
ル・トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・アール・ワイアー アメリカ合衆国テキサス州オースチン、ラ イトウッド・ループ9307 (72)発明者 リチャード・ワイ・ウォン アメリカ合衆国テキサス州オースチン、ド ライ・ウェルス・ロード5306 Fターム(参考) 5B024 AA15 BA09 BA21 BA29 CA15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】集積回路であって:遅延を指示する選択信
    号を与える出力を有する選択回路;および前記選択回路
    の出力に結合されたプログラム入力を各々が有する複数
    のプログラマブル遅延回路;から成ることを特徴とする
    集積回路。
  2. 【請求項2】メモリであって:メモリ・セルのブロック
    から成る複数のアレイ;前記メモリ・セルのブロック内
    に位置し、前記メモリ・セルの論理状態を検出し、イネ
    ーブルされたことに応答して、前記メモリ・セルの論理
    状態を表す信号を与える出力を有する複数のセンス・ア
    ンプ;前記センス・アンプの出力に結合されたグローバ
    ル・データ・ライン;遅延選択値を与える出力を有する
    第1遅延選択回路;および前記センス・アンプをイネー
    ブルするプログラマブル遅延回路であって、各々プログ
    マブル遅延回路は前記第1遅延選択回路の出力に結合さ
    れたプログラム入力を有するプログラマブル遅延回路;
    から成ることを特徴とするメモリ。
  3. 【請求項3】メモリであって:メモリ・セルのブロック
    から成る複数のアレイ;前記メモリ・セルのブロックの
    内第1ブロック内に位置し、データ・ラインに結合さ
    れ、イネーブル入力を有するセンス・アンプ;前記デー
    タ・ラインに結合された二次増幅器;出力を有する第1
    遅延選択回路;および前記第1遅延選択回路の出力に結
    合されたプログラム入力と、前記センス・アンプの入力
    に結合された出力とを有する第1プログラマブル遅延回
    路;から成ることを特徴とするメモリ。
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