JP2000315391A - 半導体回路およびその遅延調整方法 - Google Patents

半導体回路およびその遅延調整方法

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JP2000315391A
JP2000315391A JP11124349A JP12434999A JP2000315391A JP 2000315391 A JP2000315391 A JP 2000315391A JP 11124349 A JP11124349 A JP 11124349A JP 12434999 A JP12434999 A JP 12434999A JP 2000315391 A JP2000315391 A JP 2000315391A
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delay adjustment
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signal
latch
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JP11124349A
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Yoshikazu Takeyama
山 嘉 和 竹
Mariko Kobayashi
林 万里子 小
Takahiro Tsuruto
戸 孝 博 鶴
Takayuki Harima
磨 高 之 播
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部入力信号の遅延調整を精度よく行う。 【解決手段】 本発明の半導体回路は、入力バッファ1
と、遅延調整回路2と、レジスタ3と、クロック入力部
4と、インバータIV1とを備える。レジスタ3は、マス
ターラッチ回路11とスレーブラッチ回路12を有す
る。遅延調整回路2内のインバータIV3の段数が奇数の
場合にはレジスタ3内のマスターラッチ回路11とスレ
ーブラッチ回路12との間にインバータIV2を接続する
ため、遅延調整回路2内のインバータIV2の段数が奇数
であっても外部入力信号INの論理と同論理の同期信号
を出力できる。したがって、遅延調整回路2は、インバ
ータIV2一段分を単位として遅延時間の調整を行うこと
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、アドレス信号、デ
ータ信号および制御信号などを半導体チップの内部でク
ロックに同期化する半導体回路に関し、特に、同期SR
AMの内部に設けられる回路を対象とする。
【0002】
【従来の技術】同期SRAMは、入力信号のすべてをクロッ
クに同期化する同期化回路を有する。図5は同期SRAMの
内部に設けられる従来の同期化回路の概略構成を示すブ
ロック図である。
【0003】図5の同期化回路は、入力バッファ1と、
遅延調整回路2と、レジスタ3と、クロック入力部4
と、インバータIV1とを備える。外部入力信号INは、
入力バッファ1を介して遅延調整回路2に入力される。
【0004】遅延調整回路2は、複数のインバータを直
列接続して構成され、インバータの段数に応じた時間だ
け入力信号は遅延される。レジスタ3は、遅延調整回路
2の出力信号をラッチするマスターラッチ回路11と、
マスターラッチ回路11の出力をラッチするスレーブラ
ッチ回路12とを有する。
【0005】マスターラッチ回路11は、クロック入力
部4の出力信号に基づいて遅延調整回路2の出力信号を
ラッチする。スレーブラッチ回路12は、インバータの
出力信号に基づいてマスターラッチ回路11の出力信号
を再ラッチする。
【0006】マスターラッチ回路11とスレーブラッチ
回路12は、入力データの極性を変えずにラッチを行う
ため、遅延調整回路2内に奇数段のインバータが存在す
る場合には、外部入力信号INの論理と同期化回路の出
力信号の論理が互いに逆になってしまう。
【0007】このため、遅延調整回路2は、入出力信号
の論理が同じになるように偶数段のインバータで構成す
るのが一般的であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、遅延調
整回路2を偶数段のインバータで構成するようにする
と、インバータ二段分を単位としてしか遅延時間を調整
できない。すなわち、図5に示す従来の同期化回路は、
インバータ二段分よりも短い遅延時間の調整は行うこと
ができない。
【0009】最近、CPUの動作周波数の高速化に伴っ
て、データの取り込みタイミングのスペックが厳しくな
る傾向にあり、インバータ二段分よりも短い遅延時間の
調整が必要となってきた。
【0010】インバータ一段を単位として遅延時間の調
整を行う手法として、図6に示すような同期化回路が考
えられる。図6の同期化回路は、レジスタ3の後段にイ
ンバータIV11を接続したものである。
【0011】ところが、図6の回路の場合、同期化回路
の入出力信号の論理を合わせることはできるが、クロッ
ク信号CLKのエッジに対する信号遅延量がインバータ
一段分だけ余計に大きくなってしまう。
【0012】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、外部入力信号の遅延調整を精
度よく行うことができる半導体回路およびその遅延調整
方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の発明は、外部入力信号を遅延させる
遅延調整回路と、前記遅延調整回路の出力をクロック信
号に基づいてラッチする第1のラッチ回路と、前記第1
のラッチ回路の出力信号を前記クロック信号に基づいて
再ラッチする第2のラッチ回路と、を備えた半導体回路
において、前記遅延調整回路の入出力論理が互いに逆の
場合に前記第1および第2のラッチ回路の間に接続さ
れ、前記第1のラッチ回路の出力信号の論理を反転して
前記第2のラッチ回路に入力する論理反転回路を備えた
ものである。
【0014】請求項1の発明では、第1および第2のラ
ッチ回路の間に論理反転回路を設けるため、遅延調整回
路の入出力論理が互いに逆であっても、外部入力信号と
同論理の同期化信号を出力することができる。
【0015】請求項2の発明では、遅延調整回路内のイ
ンバータまたは論理反転ゲートの段数に応じて、論理反
転回路を第1および第2のラッチ回路の間に接続するか
否かを切り替える。
【0016】請求項3の発明では、インバータまたは論
理反転ゲートの一段で論理反転回路を構成するため、論
理反転回路を通過する際の信号伝搬遅延時間が短くな
る。
【0017】請求項4の発明では、スタティックRAM
に入力されるクロック信号以外のアドレス信号、データ
信号、および制御信号のそれぞれに対して遅延時間の微
調整が行えるため、データの取り込みミスをなくせる。
【0018】請求項5の発明は、外部入力信号を遅延さ
せる遅延調整回路と、前記遅延調整回路の出力をクロッ
ク信号に基づいてラッチする第1のラッチ回路と、前記
第1のラッチ回路の出力信号を前記クロック信号に基づ
いて再ラッチする第2のラッチ回路と、を備えた半導体
回路の遅延調整方法において、前記遅延調整回路内のイ
ンバータの段数が奇数の場合には、前記第1のラッチ回
路の出力論理を論理反転回路で反転した後に前記第2の
ラッチ回路に入力し、前記遅延調整回路内のインバータ
の段数が偶数の場合には、前記第1のラッチ回路の出力
をそのまま前記第2のラッチ回路に入力する。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る同期化回路に
ついて、図面を参照しながら具体的に説明する。以下で
は、同期化回路の一例として、同期SRAMの内部に設けら
れる同期化回路について説明する。
【0020】図1は同期化回路の一実施形態の概略構成
を示すブロック図である。図1では、図5と共通する構
成部分には同一符号を付しており、以下では相違点を中
心に説明する。
【0021】図1の同期化回路は、図5と同様に、入力
バッファ1と、遅延調整回路2と、レジスタ3と、クロ
ック入力部4と、インバータIV1とを備える。レジスタ
3は、マスターラッチ回路(第1のラッチ回路)11と
スレーブラッチ回路(第2のラッチ回路)12を有す
る。本実施形態は、マスターラッチ回路11とスレーブ
ラッチ回路12の間にインバータ(論理反転回路)IV2
を接続する点に特徴がある。
【0022】図2は図1の同期化回路の具体例を示す回
路図である。なお、図2では、入力バッファ1を省略し
ている。図2に示すように、遅延調整回路2は、複数の
インバータIV3を直接接続して構成される。
【0023】マスターラッチ回路11は、電源端子と接
地端子との間に縦属接続されたPMOSトランジスタQ1,
Q2およびNMOSトランジスタQ3,Q4からなるデータ
スルー部31と、電源端子と接地端子との間に縦属接続
されたPMOSトランジスタQ5,Q6およびNMOSトランジ
スタQ7,Q8からなるデータラッチ部32と、インバ
ータIV4とを有する。
【0024】データスルー部31は、クロック信号CL
Kがローレベルの間は、遅延調整回路2の出力をそのま
まの論理で出力し、ハイレベルになると出力を遮断す
る。一方、データラッチ部32は、クロック信号CLK
がローレベルからハイレベルに変化するときに、データ
ラッチ部32の出力信号をラッチする。
【0025】スレーブラッチ回路12も、マスターラッ
チ回路11と同様に、データスルー部31とデータラッ
チ部32とインバータIV5とを有する。
【0026】マスターラッチ回路11とスレーブラッチ
回路12の間に設けられるインバータIV2は、必ずしも
必須ではなく、遅延調整回路2内のインバータIV3の段
数が奇数の場合のみインバータIV2が設けられる。
【0027】遅延調整回路2内のインバータIV3の段数
が奇数の場合には、遅延調整回路2の出力論理は、外部
入力信号INの論理とは逆になる。このため、インバー
タIV2で論理を反転することにより、スレーブラッチ回
路12に入力される信号の論理を外部入力信号INの論
理と同じにする。
【0028】一方、遅延調整回路2内のインバータIV3
の段数が偶数の場合には、遅延調整回路2の入出力信号
の論理は同じであるため、マスターラッチ回路11の出
力はインバータIV2を介することなくスレーブラッチ回
路12に入力される。
【0029】図1の遅延調整回路2内のインバータIV3
の段数の決定と、マスターラッチ回路11とスレーブラ
ッチ回路12との間にインバータIV2を接続するかの判
断は、チップの製造時に行われる。
【0030】図3は遅延調整回路2内のインバータIV3
の段数の決定手法を説明する図である。図3(a)はク
ロック信号CLK、図3(b)は外部入力信号INの信
号波形を示しており、外部入力信号IN中にハイレベル
のパルスが含まれる例を示している。
【0031】一方、図3(c)は遅延調整回路2内のイ
ンバータIV2の段数が2m段の場合のマスターラッチ回路
11の入力信号A2m、図3(d)はマスターラッチ回路
11内のデータスルー部31の出力信号B2mの信号波形
を示している。
【0032】この場合、データの取り込み時刻t1の時
点では、ハイレベルのパルスはデータスルー部31を通
過した後なので、データラッチ部32はこのパルスをラ
ッチすることはできない。
【0033】一方、図3(e)は遅延調整回路2内のイ
ンバータIV2の段数が(2m+1)段の場合のマスターラッチ
回路11の入力信号A2m+1、図3(f)はマスターラッ
チ回路11内のデータスルー部31の出力信号B2m+1の
信号波形を示している。
【0034】この場合、時刻t1のときにハイレベルの
パルスがデータスルー部31を通過中であるため、デー
タラッチ部32はこのパルスをラッチすることができ
る。したがって、時刻t1〜t2までの間は、マスター
ラッチ回路11内のデータラッチ部32はハイレベルを
維持する。
【0035】一方、図3(g)は遅延調整回路2内のイ
ンバータIV2の段数が(2m+2)段の場合のマスターラッチ
回路11の入力信号A2m+2、図3(h)はマスターラッ
チ回路11内のデータスルー部31の出力信号B2m+2の
波形を示している。
【0036】この場合、時刻t1の時点では、ハイレベ
ルのパルスはデータスルー部31をまだ通過していない
ので、データラッチ部32はこのパルスをラッチするこ
とはできない。
【0037】このように、遅延調整回路2の遅延量によ
り、所望のタイミングで外部入力信号INをラッチでき
たり、できなかったりする。このため、同期SRAMの製造
時には、外部入力信号INのそれぞれごとにインバータ
IV2の段数を調整することにより、所望のタイミングで
全信号をラッチできるようにする。
【0038】また、遅延調整回路2内のインバータIV3
の段数が奇数であればマスターラッチ回路11とスレー
ブラッチ回路12との間にインバータIV2を接続し、偶
数であればマスターラッチ回路11とスレーブラッチ回
路12とを直結する。
【0039】このような接続の切り替えを容易に行える
ように、図2に示すような接続切替パターンPを基板上
に予め形成しておき、インバータIV2を接続する場合は
図示の実線のように配線し、インバータIV2を接続しな
い場合は図示の点線のように配線する。
【0040】このように、本実施形態は、遅延調整回路
2内のインバータIV3の段数が奇数の場合にはレジスタ
3内のマスターラッチ回路11とスレーブラッチ回路1
2との間にインバータIV2を接続するため、遅延調整回
路2内のインバータIV2の段数が奇数であっても外部入
力信号INの論理と同論理の同期信号を出力できる。し
たがって、遅延調整回路2は、インバータIV2一段分を
単位として遅延時間の調整を行うことができる。
【0041】上述した実施形態では、マスターラッチ回
路11とスレーブラッチ回路12との間にインバータIV
2を接続する例を説明したが、論理を反転するものであ
れば、インバータIV2以外のものを接続してもよい。例
えば、NANDゲートやNORゲートなどの各種の論理回路を
インバータIV2の代わりに用いてもよい。入力端子が複
数ある場合は、使用しない入力端子をハイレベルあるい
はローレベルに固定すればよい。
【0042】例えば、図4(a)はインバータIV2の代
わりにNANDゲートを用いた例、図4(b)はNORゲート
を用いた例を示している。図4(a)の場合、接地端子
に近い側の入力端子2本をハイレベル固定にし、図4
(b)の場合、接地端子に遠い側の入力端子2本をロー
レベル固定にするのが望ましい。このような結線を行う
理由は、NANDゲートやNORゲート内のトランジスタは、
トランジスタによって充放電時間が異なるためであり、
充放電時間の短いトランジスタに接続された入力端子を
信号入力用に使用するのが望ましい。
【0043】上述した実施形態では、本発明を同期SRAM
に適用した例について説明したが、本発明は同期SRAM以
外の各種の半導体装置に適用可能である。
【0044】また、図1の遅延調整回路2内にインバー
タIV3を設ける例を説明したが、インバータIV3以外の
論理ゲートを用いて遅延調整回路2を構成してもよい。
【0045】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、遅延調整回路の入出力論理が互いに逆の場合に
は、第1および第2のラッチ回路の間に論理反転回路を
接続するため、遅延調整回路の入出力論理が互いに逆で
あっても、外部入力信号と同論理の同期化信号を出力す
ることができる。したがって、遅延調整回路を複数のイ
ンバータで構成した場合には、インバータ一段分の遅延
時間を単位として外部入力信号の遅延時間を調整でき、
遅延時間の微調整が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】同期化回路の一実施形態の概略構成を示すブロ
ック図。
【図2】図1の同期化回路の具体例を示す回路図。
【図3】遅延調整回路内のインバータIVの段数の決定手
法を説明する図。
【図4】(a)はインバータの代わりにNANDゲートを用
いた例を示す図、(b)はインバータの代わりにNORゲ
ートを用いた例を示す図。
【図5】従来の同期化回路の概略構成を示すブロック
図。
【図6】図5の変形例を示す従来の同期化回路のブロッ
ク図。
【符号の説明】 1 入力バッファ 2 遅延調整回路 3 レジスタ 4 クロック入力部 11 マスターラッチ回路 12 スレーブラッチ回路 31 データスルー回路 32 データラッチ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小 林 万里子 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 (72)発明者 鶴 戸 孝 博 神奈川県川崎市川崎区駅前本町25番地1 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 播 磨 高 之 神奈川県川崎市幸区堀川町580番1号 株 式会社東芝半導体システム技術センター内 Fターム(参考) 5B015 HH01 HH03 JJ16 JJ24 KB35 KB43 KB50 NN03 QQ18 5B024 AA11 BA17 BA23 BA29 CA07 5J001 AA04 BB00 BB02 BB07 BB10 BB11 BB12 CC00 DD04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部入力信号を遅延させる遅延調整回路
    と、 前記遅延調整回路の出力をクロック信号に基づいてラッ
    チする第1のラッチ回路と、 前記第1のラッチ回路の出力信号を前記クロック信号に
    基づいて再ラッチする第2のラッチ回路と、を備えた半
    導体回路において、 前記遅延調整回路の入出力論理が互いに逆の場合に前記
    第1および第2のラッチ回路の間に接続され、前記第1
    のラッチ回路の出力信号の論理を反転して前記第2のラ
    ッチ回路に入力する論理反転回路を備えたことを特徴と
    する半導体回路。
  2. 【請求項2】前記遅延調整回路は、複数のインバータま
    たは論理反転ゲートを縦属接続して構成され、 前記遅延調整回路内のインバータまたは論理反転ゲート
    の段数が奇数の場合には、前記第1および第2のラッチ
    回路の間に前記論理反転回路が接続され、前記遅延調整
    回路内のインバータまたは論理反転ゲートの段数が偶数
    の場合には、前記第1および第2のラッチ回路は直結さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の半導体回路。
  3. 【請求項3】前記論理反転回路は、インバータまたは論
    理反転ゲートの一段で構成されることを特徴とする請求
    項1または2に記載の半導体回路。
  4. 【請求項4】スタティックRAMに入力されるクロック
    信号以外のアドレス信号、データ信号、および制御信号
    のそれぞれに対して、前記遅延調整回路、前記第1のラ
    ッチ回路、および前記第2のラッチ回路が設けられ、 前記遅延調整回路のそれぞれは、インバータまたは論理
    反転ゲートの接続段数を調整することにより遅延調整を
    行い、 前記遅延調整回路内に奇数段のインバータまたは論理反
    転ゲートが設けられている場合のみ、該遅延調整回路に
    接続される前記第1のラッチ回路と前記第2のラッチ回
    路との間に前記論理反転回路を接続することを特徴とす
    る請求項1〜3のいずれかに記載の半導体回路。
  5. 【請求項5】外部入力信号を遅延させる遅延調整回路
    と、 前記遅延調整回路の出力をクロック信号に基づいてラッ
    チする第1のラッチ回路と、 前記第1のラッチ回路の出力信号を前記クロック信号に
    基づいて再ラッチする第2のラッチ回路と、を備えた半
    導体回路の遅延調整方法において、 前記遅延調整回路内のインバータの段数が奇数の場合に
    は、前記第1のラッチ回路の出力論理を論理反転回路で
    反転した後に前記第2のラッチ回路に入力し、前記遅延
    調整回路内のインバータの段数が偶数の場合には、前記
    第1のラッチ回路の出力をそのまま前記第2のラッチ回
    路に入力することを特徴とする半導体回路の遅延調整方
    法。
JP11124349A 1999-04-30 1999-04-30 半導体回路およびその遅延調整方法 Withdrawn JP2000315391A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100422951B1 (ko) * 2002-06-18 2004-03-16 주식회사 하이닉스반도체 입출력 센스 앰프 제어장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100422951B1 (ko) * 2002-06-18 2004-03-16 주식회사 하이닉스반도체 입출력 센스 앰프 제어장치

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