JP2000311488A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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Abstract
れても、出力が確実にHi−Zに戻り常に正常に動作す
る半導体記憶装置を消費電流を増加せずに実現。 【解決手段】 データの入出力を行う共通の端子を有
し、データの出力をクロックoutpz に同期して行う半導
体記憶装置であって、出力データDQの出力期間に応じて
クロックを発生する出力用クロック発生回路34,51 と、
出力データをクロックに応じて出力する出力回路36とを
備え、出力用クロック発生回路は、クロックの発生を出
力データの出力が終了した後更に2周期分以上行った後
停止する。
Description
共通の端子を介して行われ、データの出力をクロックに
同期して行う半導体記憶装置(メモリ)に関し、特に複
数バンク構成のメモリセルを有し、内部の動作を外部ク
ロックから発生されたクロックに同期して行うと共に、
データの出力をクロックに同期して行うシンクロナス・
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(SDRA
M)に関する。
速ページ・モード付きのDRAMが使用されているが、
より高速化を図るため各種のDRAMが提案されてい
る。例えば、非同期式のDRAMとしては高速ページ・
モードを改良したEDO(Extended Data Out) モードや
バーストEDOモードなどがあり、同期式のDRAMと
してはSDRAMなどがある。本発明は、同期式のメモ
リに関するもので、特にSDRAMに関する。以下、S
DRAMを例として説明を行う。
ック構成図である。図1に示すように、メモリセルを配
列したDRAMコアは4個のバンク11−0〜11−3
で構成されている。このように複数のバンク構成とする
のは、各バンクを交互にアクセスするインタリーブと呼
ばれる方法を行ってデータ転送速度を高めるためであ
る。クロックバッファ21は、外部クロックを受けて内
部クロックclkzを発生させ、各部に供給する。各部
はこの内部クロックclkzに同期して動作する。コマ
ンドデコーダ22は、外部から供給されるチップ選択信
号(/CS)、/RAS、/CAS、/WEなどの外部
制御信号から内部の制御に使用する信号を発生させる。
アドレスバッファ23は、外部から入力されるアドレス
信号Addを受ける回路である。バンクセレクト24
は、アドレス信号Addの一部からバンク選択信号bn
k#zを発生する。制御信号発生回路25は、コマンド
デコーダ22からの制御信号やバンク選択信号bnk#
zなどから、バンクに印加する制御信号を発生する。S
DRAMには各種の動作モードがあり、外部制御信号が
所定の状態の時のアドレス信号でどのモードであるかが
指示される。モードレジスタ26は、この時のアドレス
信号を記憶して、モードを指示する信号を出力する。ア
ドレス信号の一部のロウアドレスはそのままバンクのロ
ウアドレスとして供給される。SDRAMでは、あるア
ドレスから所定のワード数分(バースト長)だけ連続し
てデータを読み出すことが行われる。コラムアドレスカ
ウンタ27、28は、モードに応じて読み出し時に、ア
ドレス信号の残りのコラムアドレスを受けて、連続した
コラムアドレスを高速で発生させ、バンクのコラムアド
レスとして供給する。バースト長制御回路29は、バー
ストモード時に、バースト長のデータを連続して読み出
す制御を行う。レイテンシ制御回路30は、/CASレ
イテンシ(CL)を制御する回路である。CLは、/C
ASが入力されてから最初のデータが読み出されるまで
のクロック数であり、SDRAMではこれが指定可能で
あり、レイテンシ制御回路30は指示されたCLでデー
タ出力が開始されるように制御を行う。
は、コマンドデコーダ22が発生する内部活性化信号a
ctpzとバンク選択信号bnk#z(#はバンクの番
号を示す。以下同じ)から、コラム系の信号が活性化さ
れている状態であるかを示すコラム系用バンク状態信号
cras#zを発生する。また、リード状態信号発生回
路32は、バースト長及びCLに応じて発生されるレイ
テンシ信号lq#zに応じて、リード状態信号read
zを発生する。コラム系活性化信号発生回路33は、c
ras#zとreadzから出力用クロックoutpz
を発生する期間を指示する出力期間信号csexを発生
する。出力用クロックバッファ34は、csex及び外
部から入力されるクロックCLKから出力用クロックo
utpzを発生する。FIFO35は、バンクから読み
出されたデータを一時的に保持する部分で、出力回路3
6はFIFO35に保持されたデータを出力用クロック
outpzに応じて順次出力する。出力DQは書込みデ
ータが入力される端子と同じ端子に出力されるので、出
力回路36の出力はデータの出力が終了するとハイ・イ
ンピーダンス(Hi−Z)状態になる。
り、ここではこれ以上の詳しい説明は省略するが、本発
明に関係するコラム系用バンク状態信号発生回路31、
リード状態信号発生回路32、コラム系活性化信号発生
回路33、出力用クロックバッファ34、FIFO35
及び出力回路36について、図面を参照して説明する。
図2は、コラム系用バンク状態信号発生回路31の回路
図である。上記のように、actpzはコマンドデコー
ダ22が発生する内部活性化信号であり、bnk#zは
バンク選択信号である。apre#xは、オートプリチ
ャージコマンドに関係する信号であり、dacpzはP
RE及びPALLコマンド信号と呼ばれる信号で、a1
0zと共に、リセット動作などに使用される。この回路
の出力であるコラム系用バンク状態信号cras#z
は、actpzとbnk#zを受けて活性化され、バン
クアクティブ(活性化)期間中出力され続ける。オート
プリチャージ付きコマンドの場合、バースト読み出し処
理の終了後、又はバースト中の割り込み(インタラプ
ト)や他のバンクへのアクセスによるインタラプトによ
り、apre#xが「低」になるパルスが出力されて、
ラッチが反転してリセットが行われる。
ャージ付き読み出し動作で、異なるバンクへの書込みコ
マンドでインタラプトされると、apre#xが「低」
になるため、cras#zは「低」になる。この時、他
のバンクのcras#zも同様に「低」になる。図3
は、リード状態信号発生回路32の回路図であり、図4
はその動作を示すタイムチャートである。信号cmcp
zはコラム系のクロックであり、信号sttxは起動時
にデバイスをリセットする信号であり、wrtczは書
き込みコマンドが入力された時に「高」になる信号であ
る。lq0z、lq1zは、CLが2の時にはlq0z
のみが出力され、CLが3の時にはlq0zとlq1z
が出力される。lq0z、lq1zは、バースト長の長
さ分の「高」期間を有する信号で、立ち上がりのタイミ
ングはそれぞれCLに対応している。CLが2の時に
は、lq0zの立ち上がりに応じて出力のリード状態信
号readzが「高」になり、lq0zをD型フリップ
・フロップ40で1クロック分遅らせ、その立ち下がり
に応じてreadzが「低」になる。CLが3の時に
は、lq0zの立ち上がりに応じてreadzが「高」
になり、lq1zをD型フリップ・フロップ40で1ク
ロック分遅らせ、その立ち下がりに応じてreadzが
「低」になる。従って、リード状態信号readzは、
データの出力期間より1クロック分長い期間を示す信号
である。
ある。SDRAMでは、データの読み出しはパイプライ
ン処理で行われると共に、データの出力はクロックに同
期して行われる。そのため、バンクから読み出したデー
タを一旦格納して、先に格納したデータからクロックに
同期して順に出力するためFIFO回路35が設けられ
る。rdrv#zは、リードデータバス駆動信号であ
り、ird#x/zはリードデータである。入力ポイン
タ用カウンタ41は、リード状態信号readzが
「低」の時は入力ポインタをすべて「低」にリセット
し、カウンタも0番目にリセットする。readzが
「高」の時はポインタがイネーブル状態になる。出力ポ
インタ用カウンタ42は、readzが「低」の時は出
力ポインタ用カウンタが0番目にリセットされ、rea
dzが「高」になるとカウンタがイネーブル状態にな
り、出力用クロックoutpzの立ち下がりエッジをト
リガとしてカウント値が遷移する。出力ポインタ信号発
生回路43は、データラッチ45にラッチされているデ
ータの選択信号発生回路であり、出力ポインタ用カウン
タ42から出力される信号poen#zに従って、信号
po#zを出力する。データマスクの制御もこの出力ポ
インタ信号発生回路43が行う。データリセット回路4
4は、データラッチ45にラッチされているデータをリ
セットする。readzが「高」の時にイネーブル状態
になる。データラッチ回路は、FIFOにおけるデータ
ラッチ回路である。リードデータird#x/zは、ポ
インタ信号pi#zによって選択されたラッチ回路に入
力される。ird#x/zの駆動が終了するとポインタ
が切り替わり、次のデータは次のラッチ回路に入力され
る。ラッチ回路にラッチされたデータの出力が終了する
と、データリセット信号drst#xにより、ラッチ回
路がリセットされる。出力コントロール回路46は、出
力ポインタ信号po#zによって選択されたデータdl
#x/zを出力用クロックoutpzが「高」の間に出
力回路36に転送する。
5は、バンクから読み出したデータを一旦記憶して、デ
ータを順次出力する。データの出力が終了すると、出力
回路36の出力がハイ・インピーダンス(Hi−Z)に
なるようなハイ・インピーダンス・データを出力する。
図6は、コラム系活性化信号発生回路33の回路図であ
る。図示のように、この回路は、コラム系用バンク状態
信号cras#zとリード状態信号readzが活性化
されている(アクティブ)間有効なコラム系活性化信号
csexを出力する。従って、csexはreadzよ
り早く有効となり、readzと同時に有効でなくな
る。すなわち、データの出力期間より早く有効となり、
データの出力期間が終了してから1クロック周期遅れて
有効でなくなる信号である。
路図である。この回路は、コラム系活性化信号csex
が有効な間、外部から入力されるクロックCLKから出
力用クロックoutpzを発生させる。従って、出力用
クロックoutpzは、データの出力期間より早く発生
され、データの出力期間が終了してから1パルスだけ余
計に出力される。
IFO回路35からの出力は、2組の相補信号pue0
0zとpue00x、及びpde00zとpde00x
として出力される。例えば、出力データDQが「高」と
なる場合には、pue00zとpde00zが「高」
で、pue00xとpde00xが「低」である。ま
た、出力データDQが「低」となる場合には、pue0
0zとpde00zが「低」で、pue00xとpde
00xが「高」である。更に、出力データDQをハイ・
インピーダンスにする、すなわちハイ・インピーダンス
・データは、pde00zとpue00xが「高」で、
pue00zとpde00xが「低」である。pue0
0zとpue00x、及びpde00zとpde00x
として出力データ又はハイ・インピーダンス・データが
セットされ、2個のフリップ・フロップが対応する状態
になった上で、出力用クロックoutpzの立ち上がり
エッジに応じて出力DQの状態が変化し、outpzの
立ち下がりエッジに応じて出力DQの状態が決定され
る。従って、たとえpue00zとpue00x、及び
pde00zとpde00xがセットされてもoutp
zが入力されない限り、出力DQの状態は変化しない。
は、データの出力期間より早く発生され、データの出力
期間が終了してから1パルスだけ余計に出力されるの
で、FIFO回路35が出力データをすべて出力した後
ハイ・インピーダンス・データが出力されると、出力D
QはHi−Zになる。FIFO回路35は次にデータの
出力を行うまでハイ・インピーダンス・データを出力す
るので、たとえデータの出力が終了した後もデータ出力
用クロックoutpzが発生されても、出力回路36の
出力DQはHi−Z状態が維持される。しかし、出力を
行わない時にも出力用クロックを出力するとその分電流
消費が生じる。そのため、上記のように、出力用クロッ
クoutpzは、データの出力期間が終了してから1パ
ルスだけ余計に発生された後は発生されないようにして
いる。
り、出力DQはデータの出力が終了した後はHi−Zに
なるようにしており、通常の動作では問題なく動作す
る。SDRAMでは、バーストモードでのデータの読み
出し後書込みを行う場合には出力DQがHi−Zになっ
た後、外部制御信号を所定の状態にすると共に書込みデ
ータを入力するように仕様が決められており、読み出し
直後に書込みコマンドを入力することは禁止されてい
る。
定な時には、コマンドデコーダ22で読み出しの直ぐ後
に書込みコマンドが入力されたと判断される場合が生じ
ることがある。また、上記のように仕様で決められてい
ても、誤ってそのようなコマンドが入力される場合が想
定される。このような場合、書込み先が他のバンクであ
ると、出力用クロックの発生が停止され、出力DQがH
i−Zにならないという問題が発生する。図9はこの問
題の発生を説明する図である。
zが立ち上がりコラム系活性化信号csexが「低」に
立ち下がる。これに応じて出力用クロックoutpzの
発生が開始される。その後オートプリチャージ付きの読
み出し動作のためのコラムアドレスカウンタなどが動作
してリード状態信号readzが「高」に立ち上がり有
効になる。ここで、読み出し動作が終了しないうちにバ
ンク3への書込みコマンドが発生すると、オートプリチ
ャージを行うために、コラム系用バンク状態信号cra
s#zも同様にすべて「低」になる。また、書込みコマ
ンドが入力されたために、リード状態信号readzは
「低」になり、非活性化される。そのため、コラム系活
性化信号csexは「高」になり、データの出力が行わ
れた状態で、出力用クロックの発生が停止し、出力DQ
はHi−Zに戻らずに、データの出力が行われた状態が
維持されることになる。
トコマンドを入力してデバイスを初期化するが、これで
もデバイスの出力をHi−Zに戻すことができず、シス
テムが正常に動作しなくなるという問題が生じる。本発
明は、このような問題を解決するもので、たとえ禁止さ
れているコマンドの入力が行われても、出力がHi−Z
に戻り、常に正常に動作する半導体記憶装置の実現を目
的とする。
め、本発明の半導体記憶装置は、どのようなコマンドの
組合せに対しても、常に出力用クロックの発生を従来よ
り更に1パルス余計に行い、出力回路がハイ・インピー
ダンス・データを出力する状態になるようにする。
ータの入出力を行う共通の端子を有し、データの出力を
クロックに同期して行う半導体記憶装置であって、出力
データの出力期間に応じてクロックを発生する出力用ク
ロック発生回路と、出力データをクロックに応じて出力
する出力回路とを備え、出力用クロック発生回路は、ク
ロックの発生を出力データの出力が終了した後更に2周
期分行った後停止することを特徴とする。
タの出力が終了した後1周期分余計に行っていただけで
ある。そのため、読み出し直後に書込みコマンドが入力
されると、出力回路がハイ・インピーダンス・データを
出力してHi−Zになる前に出力クロックの発生が停止
して、出力回路がHi−Zにならなかった。これに対し
て、本発明によれば、常に1周期分余計に、すなわち2
周期分余計に出力用クロックが発生し、上記のような場
合でも1周期余計にクロックが発生されるので、必ず出
力回路はハイ・インピーダンス・データを出力してHi
−Zになる。出力クロックは従来に比べて1周期分余計
に発生されるので、その分消費電流は増加するが、1周
期分余計なだけであり、消費電流は十分に低減できる。
したように、出力データの出力期間に相当する期間を、
終了時点がクロックの1周期分延長したリード状態信号
を発生するリード状態信号発生回路と、リード状態信号
が有効な間、出力データを一時的に保持して出力回路に
出力し、出力データの出力後出力回路の出力をハイ・イ
ンピーダンス状態にするハイ・インピーダンス・データ
を出力するFIFO回路と、この半導体記憶装置のメモ
リセルへのアクセス信号とリード状態信号から、リード
状態信号と同じように終了時点が出力データの出力期間
よりクロックの1周期分延長した活性化信号を発生する
活性化信号発生回路とを備える。
クロックの1周期分更に延長する延長回路を備え、この
延長回路の出力が有効な間クロックを発生させることに
より、出力データの出力が終了した後更に2周期分クロ
ックを発生することにより実現できる。また、出力用ク
ロック発生回路は、活性化信号が有効な間クロックを発
生させるクロック発生回路と、発生したクロックを1周
期分遅延させる遅延回路とを備え、この遅延回路の出力
を出力回路にクロックとして供給することによっても実
現できる。
複数のバンクを有するシンクロナス・ダイナミック・ラ
ンダム・アクセス・メモリ(SDRAM)であり、アク
セス信号は、複数のバンクのいずれかをアクセスするた
めに発生されるバンク活性化信号である。
SDRAMの出力に関係する部分の構成を示す図であ
る。他の部分は、図1に示した従来例と同じである。図
1と比較して明らかなように、コラム系活性化信号発生
回路33と出力用クロックバッファ34の間のコラム系
活性化信号延長回路51を設け、コラム系活性化信号c
sexをクロック1周期分延長して、延長コラム系活性
化信号csedlxとする点が従来と異なる。延長コラ
ム系活性化信号csedlxは、コラム系活性化信号c
sexの替わりに出力用クロックバッファ34に入力さ
れる。他の部分は、図1に示した構成と同じである。
1の構成を示す図である。この回路では、内部クロック
clkzで動作するフリップ・フロップで、入力される
コラム系活性化信号csexをclkzの1周期分遅延
させ、csexと合成することにより延長コラム系活性
化信号csedlxを生成している。csedlxは、
csexと同じに立ち下がって有効となり、クロック1
周期分遅れて立ち上がって有効でなくなる信号である。
タイムチャートであり、図9に対応する図である。図示
のように、読み出しの途中でバンク3への書込みコマン
ドが発生すると、従来と同様にリード状態信号read
zは「低」になり、コラム系活性化信号csexは
「高」になるが、延長コラム系活性化信号csedlx
は更に1周期「低」の状態を維持するので、出力用クロ
ックoutpzが1パルス余計に発生される。この時に
は、FIFO回路35にはハイ・インピーダンス・デー
タが用意されているので、outpzの最後のパルスに
よりこのハイ・インピーダンス・データが出力回路36
にセットされ、出力回路36の出力DQはHi−Zにな
る。
回路51はコラム系活性化信号csexをclkzの1
周期分延長したが、異常事態が発生しても出力DQがよ
り確実にHi−Zになるように、延長する長さを更に長
くしてもよい。図9に示すように、コラム系活性化信号
csexは実際に出力DQからの出力を行う2周期前か
ら有効になっており、出力用クロックoutpzの初め
の2個は実際には使用されていない。そこで、出力用ク
ロックoutpzを1周期分遅延させても特に問題は生
じない。第2実施例ではこの点を利用して簡単な回路
で、異常事態が発生しても出力DQが確実にHi−Zに
なるようにする。
Mの出力に関係する部分の構成を示す図である。他の部
分は、図1に示した従来例と同じである。従来例と比較
して明らかなように、出力用クロックバッファ34の出
力する出力用クロックoutpzをクロックの1周期分
遅延させる出力クロック遅延回路52を設けた点が異な
る。出力クロック遅延回路52は、outpzを1周期
分遅延させた遅延出力クロックdoutpzを発生させ
る。出力回路36にはoutpzの替わりにdoutp
zが入力され、doutpzに同期して出力が変化す
る。doutpzはoutpzを1周期分遅延さた信号
であるので、実質的に1パルス余計に出力用クロックが
発生されたのと同じである。従って、図12で説明した
のと同様に、読み出しの途中でバンク3への書込みコマ
ンドが発生しても、この最後のパルスによりこのハイ・
インピーダンス・データが出力回路36にセットされ、
出力回路36の出力DQはHi−Zになる。なお、前述
のように、出力用クロックoutpzの初めの2個は実
際には使用されていないので、このような遅延を行って
も出力の開始における問題は発生しない。
電源投入時や正規でないコマンドが入力された場合に
も、出力回路の出力を確実にハイ・インピーダンスにす
ることができ、しかも消費電流の増加は少なくできる。
セス・メモリ(SDRAM)の概略構成を示すブロック
図である。
る。
ャートである。
するタイムチャートである。
る。
図である。
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 データの入出力を行う共通の端子を有
し、データの出力をクロックに同期して行う半導体記憶
装置であって、 出力データの出力期間に応じて前記クロックを発生する
出力用クロック発生回路と、 出力データを前記クロックに応じて出力する出力回路と
を備え、 前記出力用クロック発生回路は、前記クロックの発生を
前記出力データの出力が終了した後更に2周期分以上行
った後停止することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の半導体記憶装置であっ
て、 前記出力データの出力期間に相当する期間を、終了時点
が前記クロックの1周期分延長したリード状態信号を発
生するリード状態信号発生回路と、 前記リード状態信号が有効な間、前記出力データを一時
的に保持して前記出力回路に出力し、前記出力データの
出力後前記出力回路の出力をハイ・インピーダンス状態
にするハイ・インピーダンス・データを出力するFIF
O回路と、 当該半導体記憶装置のメモリセルへのアクセス信号と前
記リード状態信号から、前記リード状態信号と同じよう
に終了時点が前記出力データの出力期間より前記クロッ
クの1周期分延長した活性化信号を発生する活性化信号
発生回路とを備える半導体記憶装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の半導体記憶装置であっ
て、 前記出力用クロック発生回路は、前記活性化信号を前記
クロックの1周期分以上更に延長する延長回路を備え、
該延長回路の出力が有効な間前記クロックを発生させる
半導体記憶装置。 - 【請求項4】 請求項2に記載の半導体記憶装置であっ
て、 前記出力用クロック発生回路は、前記活性化信号が有効
な間前記クロックを発生させるクロック発生回路と、発
生した前記クロックを1周期分以上遅延させる遅延回路
とを備え、該遅延回路の出力を前記出力回路に前記クロ
ックとして供給する半導体記憶装置。 - 【請求項5】 請求項2に記載の半導体記憶装置であっ
て、 当該半導体記憶装置は、メモリセルの複数のバンクを有
するシンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス
・メモリ(SDRAM)であり、 前記アクセス信号は、前記複数のバンクのいずれかをア
クセスするために発生されるバンク活性化信号である半
導体記憶装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12162999A JP4266436B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 半導体記憶装置 |
US09/515,508 US6269048B1 (en) | 1999-04-28 | 2000-02-29 | Semiconductor memory device for inputting/outputting data through a common terminal and outputting data in synchronism with clock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12162999A JP4266436B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000311488A true JP2000311488A (ja) | 2000-11-07 |
JP4266436B2 JP4266436B2 (ja) | 2009-05-20 |
Family
ID=14816003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12162999A Expired - Fee Related JP4266436B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 半導体記憶装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
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