JP2001028190A - 半導体記憶装置の動作制御方法および半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置の動作制御方法および半導体記憶装置Info
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Abstract
記憶装置の動作制御方法および複数の動作モードを備え
た半導体記憶装置に関し、コマンドの入力に必要な端子
数、アドレス入力に必要な端子数を低減すること、およ
び端子数の低減によっても高速な動作サイクルを維持す
ることを目的とする。 【解決手段】 所定の端子から供給される信号をコマン
ドとして複数回に分けて取り込み、各回の前記コマンド
に基づいて動作モードを順次絞り込んでいき、絞り込ん
だ動作モードにしたがい内部回路が制御される。動作モ
ードの決定に必要な情報を複数回に分けて取り込み、動
作モードを絞り込んでいくため、コマンドの入力の必要
な端子数が低減される。特に、コマンドの入力に専用の
端子を設けている場合には、入力パッド、入力回路等の
回路が不要になり、チップサイズが低減される。
Description
を備えた半導体記憶装置の動作制御方法および複数の動
作モードを備えた半導体記憶装置に関する。
一のアドレス端子から異なるアドレス信号を2回に分け
て受けることで、端子数を低減している。このようにア
ドレス信号を多重化して受ける半導体記憶装置では、記
憶容量が大きいにもかかわらず、小型のパッケージに収
容することが可能である。
体記憶装置として、SDRAM(synchronous DRAM)が知ら
れている。SDRAMでは、クロック信号に同期して入出力
インタフェース回路を高速に動作させ、データの書き込
み・読み出しを高速に行うことを可能にしている。SDRA
Mは、同一のワード線に接続された複数のメモリセルに
対しては、高速に書き込み動作および読み出し動作を行
うことができる。一方、異なるワード線に接続されたメ
モリセルに対しては、従来のDRAMと同様のタイミングで
ワード線の再選択を行わなくてはならない。このため、
ランダムアクセス時には、DRAMと同程度のアクセス時間
しか得られない。
行うことで動作モードが決められ、決められた動作モー
ドが実行される。このため、チップセレクト信号/CS、
行アドレスストローブ信号/RAS、列アドレスストローブ
信号/CAS、ライトイネーブル信号/WE、クロックイネー
ブル信号CKEといった多数のコマンド入力用の端子が必
要である。また、各コマンドの入力順序が決められてい
ないため、チップ内部ではビット線のプリチャージ動作
を行うタイミングを生成することができない。従って、
ビット線のプリチャージ動作を行うためには、チップの
外部からプリチャージコマンドを与える必要がある。
サイクルを大幅に短縮し、高速にデータの書き込み動作
および読み出し動作を行うことができるDRAMとして、FC
RAM(Fast Cycle RAM)が開発されている。FCRAMでは、
内部動作を3ステージに分け、それぞれのステージは、
自己完結型に動作する。このため、データの入出力部だ
けでなく、アドレス等の取り込み動作、およびメモリコ
ア部の動作についてもパイプライン処理を行うことでき
る。パイプライン処理により動作サイクルの短縮が図ら
れている。また、FCRAMでは、アクセス時間の高速化を
最優先にしているため、アドレス端子が非多重にされ、
アドレス信号を、コマンドの入力と同時に一括して入力
する仕様にされている。そして、コマンドの入力を1回
行うことで動作モードが決められ、決められた動作モー
ドが実行される。
RAMでは、コマンド入力用の端子数が多いという問題が
あった。コマンド入力用の端子数が多いと、コマンドの
入力を行う外付け回路の制御が複雑になる。また、上述
したFCRAMでは、アドレスを非多重としているため、同
一の記憶容量を有するDRAM、SDRAMに比べて端子数が多
くなるという問題があった。端子数が多くなることで、
アドレスパッド、およびアドレス入力回路等が多数必要
になり、チップサイズが大きくなるという問題があっ
た。また、端子数が多くなる結果、パッケージサイズが
大きくなるおそれがあった。特に、現在主流となりつつ
あるCSP(Chip Size Package)の場合には、プリント基
板との接続用のボールが二次元的に配列されるため、端
子数によっては、パッケージサイズが端子数に依存して
大きくなるおそれがあった。
端子数、およびアドレス入力に必要な端子数を低減する
ことにある。本発明の別の目的は、端子数を低減し、チ
ップサイズおよびパッケージサイズの大型化を防止する
ことにある。本発明の別の目的は、端子数の低減によっ
ても、高速な動作サイクルを維持することにある。
を維持するために、特に、信号を高速に取り込むことに
ある。
請求項4に記載の発明の基本原理を示すフローチャート
である。
では、所定の端子から供給される信号をコマンドとして
複数回に分けて取り込み、各回の前記コマンドに基づい
て動作モードを順次絞り込んでいき、絞り込んだ動作モ
ードにしたがい内部回路が制御される。動作モードの決
定に必要な情報を複数回に分けて取り込み、動作モード
を絞り込んでいくため、コマンドの入力の必要な端子数
が低減される。特に、コマンドの入力に専用の端子を設
けている場合には、入力パッド、入力回路等の回路が不
要になり、チップサイズが低減される。例えば、2本の
端子で、コマンドを2回または3回に分けて取り込んだ
場合、それぞれ、4種類または8種類の動作モードを識
別できる。端子数が低減されるため、端子数の制約によ
りパッケージサイズが大型化することが防止される。
では、コマンドの入力が2回に分けて行われる。最初の
コマンドの入力で、複数の動作モードの絞り込りが行わ
れる。このとき、絞り込んだ動作モードのうち、所定の
動作モードの実行に必要な回路の一部を動作する制御を
行う。そして、2番目のコマンドの入力で動作モードを
決定し、この動作モードが、所定の動作モードのとき
に、残りの回路を動作する制御を行う。最初のコマンド
の入力時に、予め、所定の動作モードの一部を実行する
ため、コマンドの入力を2回に分けた場合にも、アクセ
ス時間の高速化が可能になる。
では、最初のコマンドの入力時に、書き込み動作モード
と読み出し動作モードとを区別する。すなわち、最初の
コマンドの入力により絞り込まれた動作モードの中に、
書き込み動作モードと読み出し動作モードとの両方が含
まれることはない。そして、最初のコマンドの入力時
に、書き込み動作モードと読み出し動作モードとに共通
する回路の動作を開始する。予め、書き込み動作と読み
出し動作とに必要な回路の動作を開始することで、アク
セス時間が高速化される。
では、最初のコマンドの入力時に、アドレス端子に供給
されている信号が、書き込み動作または読み出し動作に
必要なアドレスの一部として取り込まれる。2番目のコ
マンドの入力により決定した動作モードが、書き込み動
作モードまたは前記読み出し動作モードのときには、ア
ドレス端子に供給されている信号が、書き込み動作また
は読み出し動作に必要な残りのアドレスとして取り込ま
れる。書き込み動作または読み出し動作に必要なアドレ
スを2回に分けて取り込むため、アドレス端子の数が大
幅に低減される。この結果、アドレスパッド、アドレス
入力回路等が低減され、チップサイズが低減される。端
子数が低減されるため、パッケージサイズが端子数の制
約により大型化することが防止される。請求項5の半導
体記憶装置の動作制御方法では、最初のコマンドの入力
時に、動作モードが書き込み動作モードを含む場合に
は、前回取り込んだ書き込みアドレスおよび書き込みデ
ータを使用して、書き込み動作を開始することが可能な
り、書き込みサイクルを早く終了することが可能なる。
このため、書き込み動作の後に読み出し動作を行う場合
にも、読み出しサイクルの回路動作を早く開始すること
が可能なる。請求項6の半導体記憶装置の動作制御方法
では、最初のコマンドの入力時に絞り込まれた動作モー
ドに書き込み動作モードが含まれる場合、書き込み動作
の実行に必要な回路の一部が動作する。そして、2番目
のコマンドの入力により決定した動作モードが、オート
リフレッシュモードのときに、書き込み動作が実行され
た後、リフレッシュ動作が実行される。このため、最初
のコマンドの入力により動作を開始した回路を利用し
て、効率よく書き込み動作ができる。
発明の基本原理を示すブロック図である。請求項7の半
導体記憶装置は、コマンド制御回路39、41を備えて
いる。コマンド制御回路31、41は、所定の端子から
供給される信号をコマンドとして複数回に分けて取り込
み、各回の前記コマンドに基づいて動作モードを順次絞
り込んでいき、絞り込んだ動作モードにしたがい内部回
路を制御する。動作モードの決定に必要な情報を複数回
に分けて取り込み、動作モードを絞り込んでいくため、
コマンドの入力の必要な端子数が低減される。特に、コ
マンドの入力に専用の端子を設けている場合には、入力
パッド、入力回路等の回路が不要になり、チップサイズ
が低減される。端子数が低減されるため、端子数の制約
によりパッケージサイズが大型化することが防止され
る。
制御回路39、41は、所定の端子から供給される信号
をコマンドとして2回に分けて取り込む。コマンド制御
回路39、41は、最初のコマンドの入力時に動作モー
ドを絞り込み、絞り込んだ動作モードのうち所定の動作
モードの実行に必要な回路の一部を動作する制御を行
う。コマンド制御回路39、41は、2番目のコマンド
の入力時に動作モードを決定し、決定した動作モードが
前記所定の動作モードであるときに、残りの回路を動作
する制御を行う。
分けて取り込むため、コマンドの入力の必要な端子数が
低減される。特に、コマンドの入力に専用の端子を設け
ている場合には、入力パッド、入力回路等の回路が不要
になり、チップサイズが低減される。端子数が低減され
るため、端子数の制約によりパッケージサイズが大型化
することが防止される。最初のコマンドの入力時に、予
め、所定の動作モードの一部を実行するため、コマンド
の入力を2回に分けた場合にも、アクセス時間の高速化
が可能になる。
制御回路は、複数の取込回路を備えている。各取込回路
は、複数回に分けて供給される前記信号を各回毎にそれ
ぞれ取り込む。すなわち、信号の供給されるタイミング
に応じて、それぞれ異なる取込回路が動作し、内部回路
が制御される。このため、複雑なコマンド体系を有する
半導体記憶装置においても、コマンド制御回路を容易に
設計できる。この結果、設計の検証も容易になる。
回路は、クロック信号における互いに異なるエッジに同
期して、それぞれ信号を取り込む。同一のクロック信号
により信号を直接取り込めるため、取込制御が高速にな
る。この結果、内部回路を動作を早く開始でき、アクセ
ス時間を短縮できる。請求項11の半導体記憶装置で
は、クロック信号に基づいて複数の取込信号を生成する
タイミング発生回路を備えている。各取込回路は、各取
込信号に同期して、それぞれ前記信号を取り込む。クロ
ック信号から生成される取込信号により信号を取り込む
ため、クロック信号を複数の取込回路に配線することが
不要になる。この結果、供給される信号の数が多く、取
込回路の数が多い場合にも、クロック信号の負荷を増大
することなく、信号を取り込むことができる。
用いて詳細に説明する。図3は、本発明の半導体記憶装
置の動作制御方法の第1の実施形態、および本発明の半
導体記憶装置の第1の実施形態における状態遷移図を示
している。この実施形態は、請求項1ないし請求項4、
請求項7、請求項8に対応している。
路を3ステージに分けて、それぞれをパイプライン動作
させる機能を有したDRAMとして形成されている。DRAM
は、6つの動作モードと、3つの動作状態とを有してい
る。動作モードには、低消費電力モード、モードレジス
タ設定モード、読み出し動作モード、書き込み動作モー
ド、オートリフレッシュモード、セルフリフレッシュモ
ードがある。動作状態には、待機状態、活性状態R、活
性状態Wがある。
は、RDAコマンド、WRAコマンド、DESLコマンド、MRSコ
マンド、LALコマンド、REFコマンド、SELFNコマンド、S
ELFXコマンド、PDEXコマンド、およびPDENコマンドを、
それぞれ受けたときに行われる。矢印は、移行する方向
を示している。RDAコマンド、WRAコマンド、DESLコマン
ド、MRSコマンド、LALコマンド、REFコマンドは、後述
するチップセレクト信号/CS、ファンクション信号FNに
より決まるコマンドである。これ等のコマンドのうち、
太い実線で示したRDAコマンド、WRAコマンド、DESLコマ
ンドは、第1コマンドと称され、待機状態から受け付け
可能なコマンドである。太い破線で示したMRSコマン
ド、LALコマンド、REFコマンドは、第2コマンドと称さ
れ、活性状態Rまたは活性状態Wのときに受け付け可能な
コマンドである。すなわち、第2コマンドは、第1コマ
ンドを受けた後に受け付け可能なコマンドである。した
がって、読み出し動作モード、書き込み動作モード、モ
ードレジスタ設定モード、オートリフレッシュモードへ
の移行は、第1コマンドを受けた後、さらに第2コマン
ドを受けることで行われる。なお、活性状態Rは、第2
コマンドにより読み出し動作モードに移行する可能性の
ある状態である。活性状態Wは、第2コマンドにより書
き込み動作モードに移行する可能性のある状態である。
マンド、PDENコマンド、PDEXコマンドは、後述するパワ
ーダウン信号PDの高レベルまたは低レベルにより決まる
コマンドである。すなわち、オートリフレッシュモード
時に、パワーダウン信号PDが低レベルにされると、制御
はセルフリフレッシュモードに移行する(SELFNコマン
ド)。セルフリフレッシュモード時に、パワーダウン信
号PDが高レベルにされると、制御は待機状態に移行する
(SELFXコマンド)。待機状態時に、パワーダウン信号P
Dが低レベルにされると、制御は低消費電力モードに移
行する(PDENコマンド)。低消費電力モード時に、パワ
ーダウン信号PDが高レベルにされると、制御は待機状態
に移行する(PDEXコマンド)。
後、待機状態に自動復帰することを示している。読み出
し動作、書き込み動作、モードレジスタの設定、オート
リフレッシュ動作が行われた後、制御は自動的に待機状
態に移行する。
示している。表において、記号「L-H」は低レベルから
高レベル時の変化を示し、記号「H」は高レベル状態を
示し、記号「L」は低レベルを示し、記号「X」は任意の
高レベルまたは低レベルを示し、記号「BA」は所定のバ
ンクアドレスを示し、記号「UA」は所定の上位アドレス
を示している。
CLKの立ち上がりエッジで、チップセレクト信号/CSが高
レベルの時に行われる。チップの状態は、DESLコマンド
の受けることで、再び待機状態になる。すなわち、DESL
コマンドは、チップの非選択状態を保持するコマンドで
ある。
LKの立ち上がりエッジで、チップセレクト信号/CSが低
レベル、ファンクション信号FNが高レベルの時に行われ
る。RDAコマンドの受け付けと同時に、バンクアドレス
信号BA1、BA0がバンクアドレスとして、アドレス信号A1
4-A0が上位アドレス(例えば、行アドレス)として取り
込まれる。チップの状態は、RDAコマンドの受け付けに
より活性状態Rになる。
LKの立ち上がりエッジで、チップセレクト信号/CSが低
レベル、ファンクション信号FNが低レベルの時に行われ
る。WRAコマンドの受け付けと同時に、バンクアドレス
信号BA1、BA0がバンクアドレスとして、アドレス信号A1
4-A0が上位アドレス(例えば、行アドレス)として取り
込まれる。チップの状態は、WRAコマンドの受け付けに
より活性状態Wになる。
示している。表において、記号「V」、「WBL0」、「WBL
1」は所定の高レベルまたは低レベルを示し、記号「L
A」は所定の下位アドレスを示している。LALコマンドの
受け付けは、クロック信号CLKの立ち上がりエッジで、
チップセレクト信号/CSが高レベルの時に行われる。LAL
コマンドの受け付けと同時に、バンクアドレス信号BA
1、BA0がバンクアドレスとして、アドレス信号A14がWBL
0ビットとして、アドレス信号A13がWBL1ビットとして、
アドレス信号A12-A0が下位アドレス(例えば、列アドレ
ス)として取り込まれる。チップの制御は、活性状態R
でLALコマンドを受け付けたときには、読み出し動作モ
ードに移行し、読み出し動作を実行する。チップの制御
は、活性状態WでLALコマンドを受け付けたときには、書
き込み動作モードに移行し、書き込み動作を実行する。
すなわち、既に取り込んだコマンド(RDAコマンドまた
はWRAコマンド)に基づいて、新たに取り込んだLALコマ
ンドから動作モードが絞り込まれる。換言すれば、動作
モードは、LALコマンドだけでは決まらない。
LKの立ち上がりエッジで、チップセレクト信号/CSが低
レベルの時に行われる。MRSコマンドの受け付けと同時
に、バンクアドレス信号BA1、BA0およびアドレス信号A1
4-A13の低レベルが取り込まれ、アドレス信号A12-A0か
ら所定の値が取り込まれる。アドレス信号A12-A0の値
は、後述するモードレジスタ49の設定に使用される。
LKの立ち上がりエッジで、チップセレクト信号/CSが低
レベルの時に行われる。REFコマンドを受けてチップの
制御はオートリフレッシュモードに移行し、オートリフ
レッシュ動作を実行する。LALコマンド、書き込み動作
または読み出し動作のための共通のコマンドであり、書
き込み動作を実行するか読み出し動作を実行するかは、
第1コマンドに依存する。また、MRSコマンド、REFコマ
ンドの受け付けは、いずれもチップセレクト信号/CSが
低レベルのときに行われる。
ト信号/CS、ファンクション信号FNのみをコマンド信号
とすることで、読み出し動作、書き込み動作、モードレ
ジスタ設定、オートリフレッシュを行うことが可能であ
る。また、読み出し動作、書き込み動作に際には、例え
ば/WE等の読み書き端子は不要である。
るWBL0ビット、WBL1ビットの詳細を示している。WBL0ビ
ット、WBL1ビットは、後述する書き込み動作時の書き込
みデータ数の設定を行うビットである。バースト長は、
1回の書き込み動作または読み出し動作で入出力可能な
データ信号数である。
が低レベルの時には、全データの書き込み動作が行われ
る。WBL0ビットが高レベルの時には、最初のデータのみ
書き込み動作が行われる。バースト長BLが「4」の場
合、WBL0ビットが高レベル、WBL1ビットが低レベルの時
には、全データの書き込み動作が行われる。WBL0ビット
が低レベル、WBL1ビットが高レベルの時には、最初の2
データのみ書き込み動作が行われる。WBL0ビット、WBL1
ビットがともに高レベルの時には、最初のデータのみ書
き込み動作が行われる。
ト、WBL1ビットがともに低レベルの時には、全データの
書き込み動作が行われる。WBL0ビットが高レベル、WBL1
ビットが低レベルの時には、最初の4データのみ書き込
み動作が行われる。WBL0ビットが低レベル、WBL1ビット
が高レベルの時には、最初の2データのみ書き込み動作
が行われる。WBL0ビット、WBL1ビットがともに高レベル
の時には、最初のデータのみ書き込み動作が行われる。
作を完了した後に、制御は直ちに書き込み動作モードか
ら待機状態に移行する。このため、不要な書き込み動作
を行うことが防止され、書き込みサイクルに要する時間
が低減される。
における信号の状態を示している。
おいて、チップセレクト信号/CSが高レベルの状態で、
パワーダウン信号PDが高レベルから低レベルに変化した
ときに行われる(PDENコマンド)。低消費電力モードへ
の移行中は、パワーダウン信号PDの低レベルを維持する
ことで、低消費電力モードの状態が保持される。すなわ
ち、後述するように、パワーダウン信号PDを受け付ける
入力バッファ以外は非活性化される。低消費電力モード
からの解除は、チップセレクト信号/CSが高レベルの状
態で、パワーダウン信号PDが低レベルから高レベルに変
化したときに行われる(PDEXコマンド)。
ートリフレッシュモードにおいて、チップセレクト信号
/CSが低レベルの状態で、パワーダウン信号PDが高レベ
ルから低レベルに変化したときに行われる(SELFNコマ
ンド)。セルフリフレッシュモードへの移行中は、パワ
ーダウン信号PDの低レベルを維持することで、セルフリ
フレッシュモード状態が保持される。すなわち、セルフ
リフレッシュ動作が連続して行われる。セルフリフレッ
シュモードからの解除は、チップセレクト信号/CSが高
レベルの状態で、パワーダウン信号PDが低レベルから高
レベルに変化したときに行われる(SELFXコマンド)。
成を示している。DRAMは、デコード部21、4つのメモ
リ動作部23、および入出力部25で構成されている。
デコード部21は第1ステージに対応する制御を行うブ
ロックである。メモリ動作部23は第2ステージに対応
する制御を行うブロックである。入出力部25は第3ス
テージに対応する制御を行うブロックである。これ等3
つのブロックは、それぞれ独立してパイプライン動作す
る機能を有している。各メモリ動作部23は、メモリコ
ア部27を備えている。
パワーダウン端子PD、チップセレクト端子/CS、ファン
クション端子FN、バンクアドレス端子BA1、BA0、および
アドレス端子A14-A0を介して、それぞれ外部からクロッ
ク信号CLK、パワーダウン信号PD、チップセレクト信号/
CS、ファンクション信号FN、バンクアドレス信号BA1、B
A0、およびアドレス信号A14-A0が供給されている。デコ
ード部21は、活性化信号ACT、バンクアドレス信号B-A
DD、内部クロック信号CLKIN、制御信号CNT1、およびモ
ード制御信号MDを出力している。
T、バンクアドレス信号B-ADDが供給されている。各メモ
リ動作部23は、制御信号CNT2、プリデコード信号PDEC
C、読み出しデータ信号RDATAを入出力部25に出力し、
入出力部25から書き込みデータ信号WDATAを受けてい
る。入出力部25には、データ入出力端子DQ15-DQ0を介
して、外部からデータ入出力信号DQ15-DQ0が供給されて
いる。入出力部25には、デコード部21から制御信号
CNT1、内部クロック信号CLKIN、モード制御信号MDが供
給されている。
信号線を示している。また、以降の説明を分かりやすく
するため、例えば、「クロック信号CLK」を「CLK信
号」、「チップセレクト信号/CS」を「/CS信号」という
ように、各信号名を略して表すことがある。図5は、図
4に示したデコード部21の詳細を示している。デコー
ド部21は、主にコマンドおよびアドレスの入力、デコ
ードを行うブロックである。デコード部21は各信号を
デコード後に、自動的にリセットされ、次のコマンド、
アドレス信号を受け付ける状態になる。
9、制御信号バッファ31、パワーダウン信号ラッチ3
3、行アドレスバッファ35、列アドレスバッファ3
7、コマンドデコーダ39、コマンドラッチ41、リフ
レッシュカウンタ43、行アドレスラッチ45、列アド
レスラッチ47、モードレジスタ49、およびモード制
御回路51を備えている。
Kを受け、内部クロック信号CLKINを出力している。制御
信号バッファ31は、内部クロック信号CLKINに同期し
て、チップセレクト信号/CS、ファンクション信号FNを
取り込み、取り込んだ信号を、それぞれ内部信号CINと
してコマンドデコーダ39に出力している。パワーダウ
ン信号ラッチ33は、内部クロック信号CLKINに同期し
て、パワーダウン信号PDを取り込み、取り込んだ信号を
内部パワーダウン信号PDINとしてコマンドデコーダ39
に出力している。行アドレスバッファ35は、内部クロ
ック信号CLKINに同期して、バンクアドレス信号BA1-BA
0、アドレス信号A14-A0を取り込み、取り込んだ信号を
内部行アドレス信号ADRINとして行アドレスラッチ45
およびモードレジスタ49に出力する回路である。列ア
ドレスバッファ37は、内部クロック信号CLKINに同期
して、アドレス信号A8-A0を取り込み、取り込んだ信号
を内部列アドレス信号ADCINとして列アドレスラッチ4
7およびモードレジスタ49に出力する回路である。行
アドレスバッファ35および列アドレスバッファ37に
供給されている所定の制御信号CNT1は、低消費電力モー
ド時に行アドレスバッファ35および列アドレスバッフ
ァ37を非活性化制御するための信号である。
号CLKIN、内部信号CIN、および内部パワーダウン信号PD
INを受けてコマンドを解読し、他の回路を制御する制御
信号CNT1およびメモリ動作部23を制御する活性化信号
ACTを生成する回路である。制御信号CNT1は、複数本か
らなり、それぞれの信号が各回路を制御している。ま
た、コマンドデコーダ39は、取り込んだ第1コマンド
の内容をコマンド信号CMD1を介してコマンドラッチ41
に出力している。コマンドデコーダ39は、コマンドラ
ッチ41にラッチされた第1コマンドの内容をコマンド
信号CMD2を介して受けている。コマンドラッチ41は、
第1コマンドの内容をラッチする機能を有しており、チ
ップが図3に示した活性状態R、活性状態Wのいずれの状
態にあるかを記憶する回路である。
信号CNT1を受け、動作モードが、オートリフレッシュモ
ードまたはセルフリフレッシュモードのときに、内部で
生成したリフレッシュアドレスADREFを出力する回路で
ある。行アドレスラッチ45は、内部行アドレス信号AD
RINまたはリフレッシュアドレスADREFを、バンクアドレ
スB-ADDとして出力する回路である。列アドレスラッチ
47は、内部列アドレス信号ADCINまたはリフレッシュ
アドレスADREFを、バンクアドレスB-ADDとして出力する
回路である。
定するレジスタである。モードレジスタ49は、内部行
アドレス信号ADRIN、内部列アドレス信号ADCIN、所定の
制御信号CNT1を受け、モード設定信号MSETを出力してい
る。モード制御回路51は、モードレジスタ49に設定
された内容(後述するデータレイテンシDL、バーストタ
イプ、バースト長BL)をモード設定信号MSETを介して受
け、モード制御信号MDを出力する回路である。
容を示している。モードレジスタ49は、バンクアドレ
ス信号BA1、BA0、アドレス信号A12-A0に対応する15ビ
ットで構成されている。バンクアドレス信号BA1、BA0、
およびアドレス信号A12-A7に対応する8ビットは、常に
低レベルを書き込む仕様になっている。アドレス信号A6
-A4に対応する3ビットは、データ信号の入出力タイミ
ングを決めるデータレイテンシDLを「2」または「3」
に設定するビットである。アドレス信号A3に対応するビ
ットは、データ信号の入出力順序であるバーストタイプ
BTを「シーケンシャル」または「インタリーブ」に設定
するビットである。アドレス信号A2-A0に対応する3ビ
ットは、バースト長BLを「2」、「4」、「8」のいず
れかに設定するビットである。
いる。メモリ動作部23は、RASジェネレータ53、プ
リチャージジェネレータ55、第1制御回路57、プリ
デコーダ59a、59b、ブロックデコーダ61、ワー
ドデコーダ63、1/4デコーダ65、BLTデコーダ6
7、センスアンプジェネレータ69、コラムデコーダ7
1、第2制御回路73、およびリード/ライトバッファ
75を備えている。
受け、プリチャージ制御信号PREおよびワード線選択信
号RASZを第1制御回路57に出力する回路である。ま
た、RASジェネレータ53は、ワード線選択信号RASZと
ほぼ同一のタイミングの制御信号P1をプリチャージジェ
ネレータ55に出力し、制御信号P2をプリチャージジェ
ネレータ55から受けている。プリチャージジェネレー
タ55は、制御信号P1を受けた後、所定の時間後に制御
信号P2を出力する回路である。
号PREとワード線選択信号RASZを受け、制御信号CNT2を
出力する回路である。制御信号CNT2は、複数本からな
り、それぞれ、ワードデコーダ63、1/4デコーダ6
5、BLTデコーダ67、プリデコーダ59a、59b、
センスアンプジェネレータ69、コラムデコーダ71、
第2制御回路73、および入出力部25に供給されてい
る。制御信号CNT2は、入出力部25には、2本供給され
ている。
T2およびバンクアドレスB-ADDを受け、プリデコード信
号PDECRおよびプリデコード信号PDECBを出力する回路で
ある。プリデコーダ59bは、所定の制御信号CNT2およ
びバンクアドレスB-ADDを受け、プリデコード信号PDECC
を出力する回路である。ブロックデコーダ61は、プリ
デコーダ59aからのプリデコード信号PDECBを受けて
デコード信号DECBを出力する回路である。
T2、デコード信号DECB、プリデコード信号PDECRを受
け、主ワード線デコード信号WDECをメモリコア部27に
出力する回路である。1/4デコーダ65は、所定の制御
信号CNT2およびプリデコード信号PDECR、PDECCを受け、
副ワード線デコード信号1/4DECをメモリコア部27に出
力する回路である。副ワード線デコード信号1/4DECは、
選択された主ワード線から分岐する4本の副ワード線の
いずれかを選択するための信号である。
2、デコード信号DECB、およびプリデコード信号PDECRを
受け、ビット線トランスファデコード信号BLTをメモリ
コア部27に出力する回路である。センスアンプジェネ
レータ69は、所定の制御信号CNT2、デコード信号DEC
B、およびプリデコード信号PDECR、PDECCを受け、セン
スアンプ活性化信号MW、SWをメモリコア部27に出力す
る回路である。
T2、プリデコード信号PDECCを受け、コラム選択線(図
示せず)を選択するコラム線選択信号CLをメモリコア部
27に出力する回路である。コラムデコーダ71は、図
8に示すように、複数のデコード回路71aから構成さ
れている。各デコード回路71aは、インバータを介し
て縦続接続されたNANDゲート71b、71cと複数のイ
ンバータとを備えている。入力側のNANDゲート71bに
は、プリデコード信号PDECC(a)、PDECC(b)、PDECC(c)が
供給されている。出力側のNANDゲート71cには、NAND
ゲート71bから出力される論理と、制御信号CNT2とが
供給されている。
所定の制御信号CNT2およびプリデコード信号PDECCを受
け、リード/ライトバッファ75を制御する制御信号CNT
3を出力する回路である。リード/ライトバッファ75
は、制御信号CNT3の制御を受け、書き込み動作時に、入
出力部25から送られる書き込みデータ信号WDATAをメ
モリコア部27に転送し、読み出し動作時に、メモリコ
ア部27から出力されるデータを読み出しデータ信号RD
ATAとして入出力部25に転送する回路である。
いる。メモリコア部27には、主ワードデコーダ27
a、1/4ワードセレクタ27b、副ワード線ドライバ2
7c、副ワードデコーダ27d、センスアンプ27e、
およびメモリセルMCが、それぞれ複数配置されている。
主ワードデコーダ27aは、主ワード線デコード信号WD
ECを受けて、所定の主ワード線MWLを選択する回路であ
る。1/4ワードセレクタ27c、副ワード線ドライバ2
7b、副ワードデコーダ27dは、副ワード線デコード
信号1/4DECを受けて、所定の副ワード線SWLを選択する
回路である。主ワード線MWLおよび副ワード線SWLの選択
により、例えば、1回の読み出し動作時に、太線で示し
た主ワード線MWLおよび副ワード線SWLが選択される。選
択された主ワード線MWLおよび副ワード線SWLに接続され
たメモリセルMCからデータが出力される。
動作時に、メモリセルから出力されるデータを増幅し出
力するとともに、増幅したデータをメモリセルに再書き
込みする回路である。図10は、入出力部25の詳細を
示している。入出力部25は、読み出し動作用のデータ
コンバータ77、書き込み動作用のデータコンバータ7
9、データ出力バッファ81、データ入力バッファ8
3、および書き込みデータ長制御回路85を備えてい
る。
ライトバッファ75から供給される読み出しデータ信号
RDATAを並列直列変換し、変換された出力データDOUTを
データ出力バッファ81に出力する回路である。データ
コンバータ79は、データ入力バッファ83から供給さ
れる入力データDINを直列並列変換し、変換された書き
込みデータ信号WDATAを図7のリード/ライトバッファ7
5に出力する回路である。データコンバータ77、79
には、それぞれ所定の制御信号CNT1、所定の制御信号CN
T2、プリデコード信号PDECC、データレイテンシDLの情
報を有するモード制御信号MD、および内部クロック信号
CLKINが供給されている。
制御信号CNT1を受け、書き込み動作時のデータ長を制御
する制御信号CNT3をデータコンバータ79に出力する回
路である。書き込みデータ長は、書き込み動作時のLAL
コマンドの入力時に、アドレス端子A14-A13から供給さ
れるWBL0、WBL1ビットにより指定される(表3参照)。
以下、上述したDRAMの動作の一例として、読み出し動作
について説明する。
Aコマンド(第1コマンド)により、チップを待機状態
から活性状態Rにした後、さらにLALコマンド(第2コマ
ンド)によりチップを読み出し動作モードにすることで
行われる。図11は、読み出し動作時の主要な信号のタ
イミングを示している。先ず、図5の制御信号バッファ
31は、CLK信号の立ち上がりエッジに同期して第1コ
マンドの取り込みを行う(図11(a))。コマンドデコ
ーダ39は、制御信号バッファ31が取り込んだ内部信
号CINを受け、ACT信号を所定の期間高レベルにする(図
11(b))。
マンドの取り込みと同時に、BA1-BA0信号およびA14-A0
信号からアドレスを取り込む。行アドレスラッチ45
は、行アドレスバッファ35が出力する内部行アドレス
信号ADRINをバンクアドレスB-ADDとして出力する(図1
1(c))。RDAコマンドにより、チップの状態は活性状態
Rになる。活性状態Rから書き込み動作モードに移行する
ことはないため、この時点で、読み出し動作と書き込み
動作との区別がされる。すなわち、最初のコマンドの取
り込みにより、動作モードが絞り込まれる。
受けて、ワード線選択信号RASZを所定の期間高レベルに
し、プリチャージ制御信号PREを低レベルにする(図1
1(d))。この後、ビット線のプリチャージ動作が停止
される。さらに、第2コマンドの入力を待たずに所定の
主ワード線MWLおよび副ワード線SWLが選択される。第1
コマンドを取り込んだ状態で、第2ステージの制御、す
なわち、メモリ動作部23が動作する。
は、図8に示したように、プリデコード信号PDECC(a)、
PDECC(b)、PDECC(c)を受ける前に、NANDゲート71cで
制御信号CNT2を受ける。このため、コラムデコーダ71
は、プリデコード信号PDECC(a)、PDECC(b)、PDECC(c)の
待ち状態になり動作が高速化される。図5の制御信号バ
ッファ31は、第1コマンドを取り込んだ次のCLK信号
の立ち上がりエッジで、第2コマンドの取り込みを行う
(図11(e))。このため、第2コマンドの入力時に得
られる情報が、第1コマンドの入力後から短時間で制御
に反映される。この結果、コマンドの入力を2回に分け
て行ったときに、第2コマンドに対応する制御の遅れを
最小限にすることが可能になる。ここまでの制御は、WR
Aコマンドの場合にも共通して行われる。
受け、入力されたコマンドがLALコマンドであることを
解読する。LALコマンドにより、チップの状態は読み出
し動作モードになる。すなわち、2回のコマンドの入力
により動作モードが決定される。2回のコマンドの入力
により、順次動作モードを絞り込むため、コマンドの入
力の必要な端子数が低減される。
の取り込みと同時に、A8-A0信号からアドレスを取り込
む。列アドレスラッチ47は、列アドレスバッファ37
が出力する内部列アドレス信号ADCINをバンクアドレスB
-ADDとして出力する(図11(f))。読み出し動作に必
要なアドレスを2回に分けて取り込むため、アドレス端
子の数が大幅に低減される。この結果、アドレスパッ
ド、アドレス入力回路等が低減され、チップサイズが低
減される。端子数が低減されるため、パッケージサイズ
が端子数の制約により大型化することが防止される。
作部23は動作を続けている。選択された副ワード線SW
Lに接続されたメモリセルMCからビット線(図示せず)
に読み出しデータが出力される(図11(g))。図7のB
LTデコーダ67は、CNT2信号および所定のアドレスを受
けて、BLT信号を低レベルにする(図11(h))。センス
アンプジェネレータ69は、CNT2信号および所定のアド
レスを受けて、センスアンプ活性化信号MW、SWを高レベ
ルにする(図11(j))。
により、センスアンプは活性化され(図11の「ACT
V」)、ビット線の信号レベルを増幅する(図11
(k))。コラムデコーダ71は、CNT2信号およびプリデ
コード信号PDECCを受けて、コラム線選択信号CLを高レ
ベルにする(図11(l))。CL信号の高レベルにより、
メモリコア部27からリード/ライトバッファ75にデ
ータ信号DATAが出力される(図11(m))。
号DATAを読み出しデータ信号RDATAとして、図10のデ
ータコンバータ77に出力する。データコンバータ77
は、読み出しデータ信号RDATAを並列直列変換し、デー
タ出力バッファ81を介して、データ入出力信号DQ15-D
Q0として出力する(図11(n))。
リチャージジェネレータ55からの出力信号P2を受け
て、PRE信号を高レベルにする(図11(o))。第1制御
回路57は、PRE信号の低レベルを受けて、BLTデコーダ
67およびセンスアンプジェネレータ69に制御信号CN
T2を出力する。BLTデコーダ67は、BLT信号を高レベル
にし、センスアンプからのデータの出力を停止する(図
11(p))。センスアンプジェネレータ69は、MW信
号、SW信号を低レベルにして(図11(q))、センスア
ンプを非活性化する(図11の「RESET」)。
ら4クロック目に、次の読み出しサイクルの第1コマン
ドの取り込みが行われる。コマンドの入力を受けてACT
信号は所定の期間高レベルになる(図11(r))。ACT信
号の高レベルにより、PRE信号が低レベルになり、ビッ
ト線のプリチャージ動作が行われる(図11(s))。す
なわち、プリチャージ動作は、次サイクルの第1コマン
ドに合わせてチップ内部で自動的に行われる。
力部25では、最初の読み出しサイクルの読み出し動作
が行われている。デコード部21、メモリ動作部23、
および入出力部25は、それぞれ独立して動作すること
ができるため、このようなパイプライン動作が可能にな
る。この後、4クロック毎に次の読み出しサイクルの第
1コマンドの取り込みが行われる。
4つのバンクのうち1つについての動作を示している。
実際には、2クロックおきに2つのバンクを交互にアク
セスすることで、読み出しデータが各クロックに同期し
て間断なく出力される。次に、書き込み動作について説
明する。書き込み動作では、第2コマンドでのアドレス
の取り込みまでは、上述した読み出し動作とほぼ同一の
動作が行われる。
第1コマンドとしてWRAコマンドを受けると、チップの
状態は活性状態Wになる。このとき、同時に上位の書き
込みアドレス(BA1-BA0、A14-A0)が取り込まれる。こ
の後、第2コマンドとしてLALコマンドを取り込むと、
制御は書き込み動作モードに移行する。同時に、下位の
書き込みアドレス(A8-A0)、書き込みデータ長(WBL
0、WBL1)が取り込まれる。また、CLK信号に同期して、
書き込みデータ(DQ15-DQ0)が連続して取り込まれる。
れたバースト長を最大値とする。実際の取り込み回数
は、第2コマンドと同時に取り込んだ書き込みデータ長
の情報に従って行われる。例えば、バースト長が「4」
のときに、書き込みデータ長として取り込んだWBL0、WB
L1がそれぞれ低レベル、高レベルのときには、表3に示
したように、取り込み回数が2回になる。第2コマンド
と同時に取り込んだ書き込みデータ長に基づいて、書き
込みデータ長制御回路85により、取り込み回数の制御
が直接行われるため、複数のデータを連続的に取り込む
場合に、複雑な制御を行うことなく書き込みデータ長の
制御が行われる。書き込みデータ長の制御は、入出力部
25の制御のみで行えるため、第2コマンドの入力時に
情報を取り込むことで、余裕をもって書き込み動作に連
動した制御が行われる。
10に示したデータ入力バッファ83を介して、順次デ
ータコンバータ79に供給される。データコンバータ7
9は、取り込んだデータを直列並列変換する。また、デ
ータコンバータ79は、変換されたデータを書き込みデ
ータWDATAとしてメモリ動作部23に出力する。メモリ
動作部23は所定のメモリセルにデータを書き込む動作
を行う。
23は、設定された取り込み回数だけ動作する。動作
後、書き込み動作モードが終了し、制御は待機状態に移
行する。すなわち、書き込みが不要なデータ(指定され
たデータ長より長い部分)については、書き込み制御を
行わないため、書き込み動作の制御時間が節約される。
この結果、次のサイクルの第1コマンドの入力時期が早
められる。
説明する。モードレジスタ設定モードへの移行は、活性
状態R時に、第2コマンドとしてMRSコマンドを受けるこ
とで行われる。モードレジスタ設定モードに移行する際
には、MRSコマンドの取り込みと同時に、BA0-BA1信号、
A14-A0信号からモードレジスタに設定する内容を取り込
む。内部動作を伴わないモードレジスタ設定モードで
は、第2コマンドの入力を受けてから制御を開始して
も、所定の期間内に制御を完了することが可能である。
第1コマンドの入力時に、モードレジスタに設定する内
容を取り込まなくてよいため、第2コマンドの入力ま
で、設定内容を保持する必要がなく、制御回路が複雑に
なることが防止される。
説明する。オートリフレッシュモードへの移行は、活性
状態W時に、第2コマンドとしてREFコマンドを受けるこ
とで行われる。オートリフレッシュモードでは、外部に
対してデータの入出力を行う必要がないため、第2コマ
ンドの入力を受けてから制御を開始しても、所定の期間
内に制御を完了することが可能である。
コマンドの入力により選択されていた主ワード線MWL、
副ワード線SWLを非選択にする制御を行う。この後、チ
ップは、図5のリフレッシュカウンタ43が生成するア
ドレスに対応する主ワード線MWL、副ワード線SWLを選択
する制御を行う。このため、リフレッシュ動作が確実に
行われる。
説明する。セルフリフレッシュモードへの移行は、オー
トリフレッシュモード時に、PD信号が低レベルにされる
ことで行われる。すなわち、コマンドの入力とは別にPD
信号の監視を行うことで、オートリフレッシュモード中
にセルフリフレッシュモードに移行することが可能にな
る。
との違いは、リフレッシュタイミングを外部から与える
か、自ら生成するかだけである。リフレッシュカウンタ
43の制御およびリフレッシュ動作の制御は同一であ
る。このため、セルフリフレッシュモードへの移行を、
オートリフレッシュモードから連続的に行うようにする
ことで、移行の制御が円滑かつ短時間に行われる。
る。低消費電力モードへの移行は、待機状態時に、PD信
号が低レベルにされることで行われる。すなわち、コマ
ンドの入力とは別にPD信号の監視を行うことで、待機状
態中に低消費電力モードに移行することが可能になる。
低消費電力モードは、アクセス動作に直接関係がなくチ
ップの状態の一つである。この低消費電力モードへの移
行の制御が、待機状態時にPD信号を受けることで行われ
るため、使い勝手が向上される。
作制御方法および半導体記憶装置では、動作モードの決
定に必要な情報を2回に分けて取り込んだ。このため、
コマンドの入力の必要な端子数を低減することができ
る。本実施形態では、待機状態、読み出し動作モード、
書き込み動作モード、モードレジスタ設定モード、オー
トリフレッシュモードの5つのモードを、チップセレク
ト信号/CS、ファンクション信号FNで制御することがで
きる。なお、コマンドの入力に専用の端子を設けている
場合には、端子数を低減することができる。このため、
入力パッド、入力回路等の回路を低減し、チップサイズ
を低減することができる。端子数が低減されるため、端
子数の制約によりパッケージサイズが大型化することを
防止できる。
込りを行い、かつ、書き込み動作モードと読み出し動作
モードとを区別した。そして、第1コマンドの入力後
に、書き込み動作モードと読み出し動作モードとに共通
する回路の動作を開始した。したがって、予め、書き込
み動作と読み出し動作とに必要な回路の動作を開始する
ことができ、アクセス時間を高速にすることができる。
たは読み出し動作に必要なアドレスの一部を取り込み、
第2コマンドの入力により決定した動作モードが、書き
込み動作モードまたは読み出し動作モードのときに、書
き込み動作または読み出し動作に必要な残りのアドレス
を取り込んだ。このため、書き込み動作または読み出し
動作に必要なアドレスを2回に分けて取り込むことがで
き、アドレス端子の数を大幅に低減することができる。
この結果、アドレスパッド、アドレス入力回路等が低減
され、チップサイズが低減される。端子数が低減される
ため、パッケージサイズが端子数の制約により大型化す
ることを防止できる。
マンドを受けたときに、オートリフレッシュモードに移
行する制御を行った。オートリフレッシュモードでは、
外部に対してデータの入出力を行う必要がないため、第
2コマンドの入力を受けてから制御を開始しても、所定
の期間内に制御を完了することができる。活性状態R時
に、第2コマンドとしてMRSコマンドを受けたときに、
モードレジスタ設定モードに移行する制御を行った。内
部動作を伴わないモードレジスタ設定モードでは、第2
コマンドの入力を受けてから制御を開始しても、所定の
期間内に制御が完了することができる。
ジスタ49に設定する内容を取り込み、取り込んだ内容
を保持する必要がないため、制御回路が複雑になること
を防止できる。コマンドの入力とは別にPD信号の監視を
行うことで、動作モードの移行を制御した。このため、
例えば、オートリフレッシュモード中にセルフリフレッ
シュモードに移行することができ、待機状態中に低消費
電力モードに移行することができる。
低レベルを受けたときに、セルフリフレッシュモードに
移行する制御を行った。このため、セルフリフレッシュ
モードへの移行を、オートリフレッシュモードから連続
的に行うことができ、移行の制御を円滑かつ短時間に行
うことができる。待機状態中に、PD信号の高レベルを受
けたときに、待機状態を保持する制御を行った。このた
め、PD信号が低レベルを監視することで、待機状態中
に、コマンドの入力を行うことなく別の動作モードに移
行することができる。
ときに、低消費電力モードに移行する制御を行った。こ
のため、アクセス動作に直接関係のない低消費電力モー
ドへの移行を容易に行うことができ、使い勝手を向上す
ることができる。第1コマンドの取り込みと同時に、主
ワード線MWL、副ワード線SWLの選択に必要なアドレスを
取り込んだ。このため、第1コマンドを取り込んだ後、
第2コマンドの入力を待たずにメモリ動作部23を動作
し、所定の主ワード線MWLおよび副ワード線SWLを選択す
ることができる。したがって、読み出し動作時には、第
1コマンドの取り込みだけで、予め、所定のメモリセル
に記憶されているデータをビット線に取り出すことがで
き、アクセス時間を高速にすることができる。書き込み
動作においても、第1コマンドの取り込みだけで、予
め、書き込みが予想されるメモリセルとビット線とを接
続しておくことができ、アクセス時間を高速にすること
ができる。
に、第1コマンドの入力により選択されていた主ワード
線MWL、副ワード線SWLを非選択にし、リフレッシュカウ
ンタ43が生成するアドレスに対応する主ワード線MW
L、副ワード線SWLを選択した。このため、確実にリフレ
ッシュ動作を行うことができる。制御信号バッファ31
は、第1コマンドを取り込んだ次のCLK信号の立ち上が
りエッジで、第2コマンドの取り込みを行った。このた
め、第2コマンドの入力時に得られる情報を、第1コマ
ンドの入力後から短時間で制御に反映することができ
る。この結果、コマンドの入力を2回に分けて行ったと
きに、第2コマンドに対応する制御の遅れを最小限にす
ることができる。
ーダ71は、第2コマンドの入力により生成されるプリ
デコード信号PDECCを受ける前に、制御信号CNT2を受
け、NANDゲート71cを活性化した。このため、コラム
デコーダ71の動作を高速にすることができる。書き込
みデータ長制御回路85により、書き込みデータ長に対
応する取り込み回数の制御をデータの書き込み時に直接
行った。このため、複数のデータを連続的に取り込む場
合に、複雑な制御を行うこと必要な書き込みデータのみ
を取り込むことができる。書き込みデータのデータ長の
制御は、入出力部25のみで行うことができるため、第
2コマンドの入力時に情報を取り込むだけで、確実に制
御を行うことができる。
構成例を示している。このメモリ動作部23は、書き込
みバッファ87と、書き込みアドレスバッファ89a、
89bとを備えている。他の回路は、図7に示したもの
と同一である。書き込みバッファ87は、書き込みデー
タWDATAを受け、所定の制御信号CNT2にしたがい取り込
んだデータを一時保持するとともに、リード/ライトバ
ッファ75に出力する回路である。書き込みアドレスバ
ッファ89a、89bは、所定の制御信号CNT2を受け、
プリデコーダ59a、59bを制御し、プリデコーダ5
9a、59bに供給されるバンクアドレスB-ADDを一時
保持する回路である。
回の書き込み動作モード時に取り込んだ書き込みデータ
および書き込みアドレスを使用して、書き込み動作を行
うことができる。この場合には、書き込み動作時に、前
回取り込んだ書き込みアドレスおよび書き込みデータを
使用して、書き込み動作を開始することができ、書き込
みサイクルを早く終了することができる。このため、書
き込み動作の後に読み出し動作を行う場合にも、読み出
しサイクルの回路動作を早く開始することができる。
の実施形態を示している。この実施形態は、請求項9お
よび請求項10に対応している。第1の実施形態と同一
の回路・信号については、同一の符号を付し、これら回
路・信号については、詳細な説明を省略する。この実施
形態では、デコード部91が第1の実施形態と相違して
いる。その他の構成は、第1の実施形態と同一である。
9、取込制御回路92、制御信号バッファ31a、パワ
ーダウン信号ラッチ33、行アドレスバッファ35a、
列アドレスバッファ37a、コマンドデコーダ93、リ
フレッシュカウンタ43、行アドレスラッチ45、列ア
ドレスラッチ47、モードレジスタ49、およびモード
制御回路51を備えている。
ファ35a、および列アドレスバッファ37aは、第1
の実施形態と異なり、内部クロック信号CLKINに非同期
で各信号を受け取る回路である。取込制御回路92は、
内部クロック信号CLKINおよびコマンドデコーダ93か
らのフィードバック信号FBを受け、取込制御信号ACON
1、ACON2を出力している。コマンドデコーダ93は、内
部クロック信号CLKIN、取込制御信号ACON1、ACON2、内
部信号CIN、内部パワーダウン信号PDIN、および内部行
アドレス信号ADRIN0を受けてコマンドを解読し、他の回
路を制御する制御信号CNT1および活性化信号ACT1、ACT2
を出力している。上記以外の回路構成およびそれらの接
続関係は、第1の実施形態と同一である。
ドレスバッファ35a、およびコマンドデコーダ93の
詳細を示している。制御信号バッファ31aおよび行ア
ドレスバッファ35aは、信号をそれぞれ受ける複数の
入力回路31b、35bを有している。入力回路31
b、35bから出力される内部信号CINおよび内部行ア
ドレス信号ADRIN0は、コマンドデコーダ93の活性化信
号ACT1、ACT2にそれぞれ対応する取込回路94a、取込
回路94bに出力されている。
に対応する3つの取込回路94aおよびデコード回路9
5aと、活性化信号ACT2に対応する3つの取込回路94
bおよびデコード回路95bとを有している。各取込回
路94aは、取込制御信号ACON1の活性化時に活性化さ
れ、内部クロック信号CLKINに同期して内部信号CINまた
は内部行アドレス信号ADRIN0を取り込み、取り込んだ信
号をデコード回路95aに出力している。各取込回路9
4bは、取込制御信号ACON2の活性化時に活性化され、
内部クロック信号CLKINに同期して内部信号CINまたは内
部行アドレス信号ADRIN0を取り込み、取り込んだ信号を
デコード回路95bに出力している。デコード回路95
a、95bは、デコード結果を、活性化信号ACT1、ACT2
として出力している。デコード回路95aは、フィード
バック信号FBを取込制御回路92に出力している。
ず、非動作時に、取込制御回路92は、フィードバック
信号FBの非活性化を受け、取込制御信号ACON1を活性化
し、取込制御信号ACON2を非活性化している。そして、
最初のコマンドの入力時に、コマンドデコーダ93は、
取込制御信号ACON1の活性化を受け、取込回路94aを
活性化し、デコード結果を活性化信号ACT1として所定の
回路に出力する。このとき、取込回路94bは非活性化
されている。すなわち、最初のコマンドに対応するチッ
プセレクト信号/CS、ファンクション信号FN、および行
アドレス信号A0は、デコード回路95aによりデコード
される。デコード回路95aは、活性化信号ACT1の出力
とほぼ同じタイミングでフィードバック信号FBを活性化
する。
FBの活性化を受け、取り込み制御信号ACON2を活性化
し、取込制御信号ACON1を非活性化する。コマンドデコ
ーダ93は、取込制御信号ACON2の活性化を受け、取込
回路94bを活性化し、デコード結果を活性化信号ACT2
として所定の回路に出力する。このとき、取込回路94
aは非活性化されている。すなわち、次のコマンドに対
応するチップセレクト信号/CS、ファンクション信号F
N、および行アドレス信号A0は、デコード回路95bに
よりデコードされる。取込回路94a、94bは、内部
クロック信号CLKINのタイミングの異なるエッジに同期
して、それぞれ信号を取り込む。
に応じて、取込回路93a、93b、およびデコード回
路93c、93dをそれぞれ別に構成することで、複雑
なコマンド体系を有する半導体記憶装置においても、コ
マンド制御回路を容易に設計できる。この結果、設計の
検証も容易になる。同一のクロック信号により信号を直
接取り込めるため、取込制御が高速になる。この結果、
内部回路を動作を早く開始でき、アクセス時間を短縮で
きる。コマンドの切り替えを、クロック信号により制御
せず、よりチップ内部の取込部で行うため、高い周波数
で動作する半導体記憶装置のコマンド切り替えにも容易
に対応できる。
リガ信号である内部クロック信号CLKINは、外部からク
ロックバッファ29を介して直接供給されている。クロ
ックバッファ29は、他の制御信号で制御されていない
ため、クロック信号CLKに対する内部クロック信号CLKIN
の遅れは最小限になる。この結果、取込回路94a、9
4bの取込制御が高速にでき、コマンドデコーダ93お
よび内部回路を動作を早く開始できる。したがって、ア
クセス時間を短縮できる。
の実施形態におけるデコード部の詳細を示している。こ
の実施形態は、請求項9および請求項11に対応してい
る。第1および第2の実施形態と同一の回路・信号につ
いては、同一の符号を付し、これら回路・信号について
は、詳細な説明を省略する。この実施形態では、クロッ
クバッファ96およびコマンドデコーダ97が第2の実
施形態と相違している。その他の構成は、第2の実施形
態と同一である。
ク信号CLKを受け、受けたクロック信号CLKを、フィード
バック信号FBの活性化時に取込信号ACLK1として出力
し、フィードバック信号FBの非活性化時に取込信号ACLK
2として出力している。取込信号ACLK1は、フィードバッ
ク信号FBの非活性化時には出力されない。同様に、取込
信号ACLK2は、フィードバック信号FBの活性化時には出
力されない。
を受ける3つの取込回路98aおよびデコード回路95
aと、活性化信号ACT2に対応し、取込信号ACLK2を受け
る3つの取込回路98bおよびデコード回路95bとを
有している。取込回路98aおよびデコード回路95a
は、活性化信号ACT1に対応して形成され、取込回路98
bおよびデコード回路95bは、活性化信号ACT2に対応
して形成されている。各取込回路98aは、取込信号AC
LK1に同期して内部信号CINまたは内部行アドレス信号AD
RIN0を取り込み、取り込んだ信号をデコード回路95a
に出力している。各取込回路98bは、取込信号ACLK2
に同期して内部信号CINまたは内部行アドレス信号ADRIN
0を取り込み、取り込んだ信号をデコード回路95bに
出力している。デコード回路95a、95bは、第2の
実施形態と同一である。
に対応する取込回路98a、98bが、それぞれ異なる
取込信号ACLK1、ACLK2に同期して信号を取り込む。各取
込信号ACLK1、ACLK2は、それぞれ信号を取り込む取込回
路98a、98bにのみ供給されており、これらの配線
の負荷(寄生容量)は、最小限にされている。すなわ
ち、この実施形態では、取込回路98a、98bの数が
多い場合に、信号を取り込むクロック信号を複数に分け
ることで、各クロック信号の配線の負荷(寄生容量)を
低減することができる。特に、コマンドの入力端子の数
が多い場合に有効である。
方法の第2の実施形態および半導体記憶装置の第4の実
施形態を説明する。この実施形態は、請求項1ないし請
求項4、請求項7ないし請求項10に対応している。上
述した実施形態と同一の回路・信号については、同一の
符号を付し、これら回路・信号については、詳細な説明
を省略する。
路を3ステージに分けて、それぞれをパイプライン動作
させる機能を有したFCRAMとして形成されている。このF
CRAMの状態遷移図は、図3と同一である。すなわち、FC
RAMは、第1コマンドとしてRDAコマンドを受けたときに
活性状態Rに移行し、第1コマンドとしてWRAコマンド
を受けたときに活性状態Wに移行する。FCRAMは、活性
状態Rにおいて、第2コマンドとしてLALコマンドおよ
びMRSコマンドを受けたときに、それぞれ、読み出し動
作モード、モードレジスタ設定モードに移行する。FCRA
Mは、活性状態Wにおいて、第2コマンドとしてLALコマ
ンドおよびREFコマンドを受けたときに、それぞれ、書
き込み動作モード、オートリフレッシュモードに移行す
る。
体構成を示している。FCRAMは、デコード部100、メ
モリ制御部102、4つのメモリ動作部104、および
入出力部106で構成されている。メモリ動作部104
は、一般に“バンク”とも称され、それぞれ第1の実施
形態と同一のメモリコア部27を有している。図中の太
い矢印は、複数本からなる信号線を示している。
コマンド信号CMD、行アドレス信号RAD、列アドレス信号
CADを受け、RDAコマンド、WRAコマンド、LALコマンド、
REFコマンド、MRSコマンドにそれぞれ対応する活性化信
号RDACT、WRACT、LALACT、REFACT、MRACT、および内部
行アドレス信号IRAD、内部列アドレス信号ICADをメモリ
制御部102に出力している。メモリ制御部102は、
デコード部100からの信号を受け、活性化信号ACT2お
よび内部行アドレス信号IRAD2、内部列アドレス信号ICA
D2をメモリ動作部104に出力している。また、メモリ
制御部102は、出力禁止信号IODISを入出力部106
に出力している。入出力部106は、チップの外部に対
してデータ入出力信号DQを入出力し、メモリ動作部10
4に対してデータ信号DATAを入出力している。
部106の詳細を示している。デコード部100は、ク
ロックバッファ96、コマンドラッチ108、第1コマ
ンド検出部110、第2コマンド検出部112、行アド
レスバッファ114、列アドレスバッファ116、行ア
ドレスラッチ118、列アドレスラッチ120を備えて
いる。入出力部106は、入出力データバッファ122
および入出力データラッチ124を備えている。
回路である。クロックバッファ96は、フィードバック
信号FBにより制御され、最初のコマンドの入力時に取込
信号ACLK1を出力し、2番目のコマンドの入力時に取込
信号ACLK2を出力する。コマンドラッチ108は、コマ
ンド信号CMDを受け、受けた信号を内部コマンド信号ICM
Dとして出力している。
マンド検出部110aおよび書き込みコマンド検出部1
10bを備えている。読み出しコマンド検出部110a
は、取込信号ACLK1に同期して内部コマンド信号ICMDを
取り込み、取り込んだ信号がRDAコマンドのときに活性
化信号RDACTを活性化する。書き込みコマンド検出部検
出部110bは、取込信号ACLK1に同期して内部コマン
ド信号ICMDを取り込み、取り込んだ信号がWDAコマンド
のときに活性化信号WRACTを活性化する。
ド検出部112a、リフレッシュコマンド検出部112
b、モードレジスタコマンド検出部112cを備えてい
る。動作コマンド検出部112aは、取込信号ACLK2に
同期して内部コマンド信号ICMDを取り込み、取り込んだ
信号がLALコマンドのときに活性化信号LALACTを活性化
する。リフレッシュコマンド検出部112bは、取込信
号ACLK2に同期して内部コマンド信号ICMDを取り込み、
取り込んだ信号がREFコマンドのときに活性化信号REFAC
Tを活性化する。モードレジスタコマンド検出部112
cは、取込信号ACLK2に同期して内部コマンド信号ICMD
を取り込み、取り込んだ信号がMRSコマンドのときに活
性化信号MRACTを活性化する。
信号RADを受け、受けた信号を行アドレスラッチ118
に出力している。行アドレスラッチ118は、取込信号
ACLK1に同期してアドレス信号を取り込み、取り込んだ
信号を内部行アドレス信号IRADとして出力している。列
アドレスバッファ116は、列アドレス信号CADを受
け、受けた信号を列アドレスラッチ120に出力してい
る。列アドレスラッチ120は、取込信号ACLK2に同期
してアドレス信号を取り込み、取り込んだ信号を内部列
アドレス信号ICADとして出力している。
外部に対してデータ入出力信号DQを入出力するととも
に、これ等信号を入出力データラッチ124に対して入
出力している。入出力データラッチ124は、入出力デ
ータバッファ122から供給される直列のデータ信号を
並列データに変換し、メモリ動作部104から供給され
る並列のデータ信号DATAを直列データに変換する機能を
有している。入出力データラッチ124は、出力禁止信
号IODISを受けたときに、データ信号の入出力データバ
ッファ122への出力を停止する。
リ動作部104の詳細を示している。メモリ制御部10
2は、RASジェネレータ126、リフレッシュ制御回路
128、リフレッシュカウンタ43、モードレジスタ1
30およびその制御回路132、行アドレススイッチ1
34、列アドレススイッチ136、データスイッチ13
8を備えている。メモリ動作部104は、第1制御回路
140、ブロックデコーダ142、行アドレスラッチ1
44、列アドレスラッチ146、プリデコーダ148、
プリデコーダ150、第2制御回路152、リード/ラ
イトバッファ154、ワードデコーダ63、1/4デコー
ダ65、BLTデコーダ67、センスアンプジェネレータ
69、コラムデコーダ71、およびメモリコア部27を
備えている。
CT、WRACT、LALACTを受け、制御信号をリフレッシュ制
御回路128、リフレッシュカウンタ43、モードレジ
スタ130、制御回路132、および後述する第1制御
回路140にそれぞれ出力している。RASジェネレータ
126は、図7に示したRASジェネレータ53と同様の
機能を有している。
ネレータ126からの制御信号および活性化信号REFACT
を受け、制御信号をRASジェネレータ126に出力して
いる。すなわち、活性化信号REFACTが活性化されたとき
(オートリフレッシュモード時)に、リフレッシュ制御
回路128は、RASジェネレータ126を制御する。リ
フレッシュカウンタ43は、RASジェネレータ126か
らの制御信号を受けてカウントアップし、カウンタの値
であるリフレッシュアドレスREFADDを出力している。
は、RASジェネレータ126からの制御信号および活性
化信号MRACTを受け、活性化信号MRACTの活性化時に、出
力禁止信号IODISを出力している。モードレジスタ13
0は、図示しないデータ信号線に接続されており、モー
ドレジスタ130は、データ信号線を介して供給される
データ信号により設定される。
レス信号IRADまたはリフレッシュアドレスREFADDのいず
れかを行アドレスラッチ144に出力している。列アド
レススイッチ136は、内部列アドレス信号ICADを受
け、受けた信号を列アドレスラッチ146に出力してい
る。また、行アドレススイッチ134および列アドレス
スイッチ136のスイッチ動作により、アドレス信号
は、4つのメモリ動作部104のいずれかに供給され
る。
TA)を4つのメモリ動作部104のいずれかに対して入
出力する回路である。第1制御回路140は、RASジェ
ネレータ126からの制御信号を受け、ワードデコーダ
63等を制御する回路である。第1制御回路140は、
図7に示した第1制御回路57と同様の機能を有してい
る。行アドレスラッチ144および列アドレスラッチ1
46は、メモリ動作部104毎にアドレス信号をラッチ
する回路である。
48、150、第2制御回路152、およびリード/ラ
イトバッファ154は、図7に示したブロックデコーダ
61、プリデコーダ59a、59b、第2制御回路7
3、およびリード/ライトバッファ75と同一の機能を
有している。ワードデコーダ63、1/4デコーダ65、B
LTデコーダ67、センスアンプジェネレータ69、コラ
ムデコーダ71、およびメモリコア部27は、図7と同
一である。
タイミングを示している。なお、図11と同一の動作
は、説明を省略する。この例では、読み出し動作とモー
ドレジスタの設定とが交互に実行される。
第1コマンドとしてRDAコマンドを取り込む。第1コマ
ンドの取り込みに同期して、行アドレス信号RADが取り
込まれる。RDAコマンドは、内部コマンド信号ICMDとし
て第1コマンド検出部110、第2コマンド検出部11
2に供給される。ここで、第1コマンドの取り込み時、
取込信号ACLK1が出力され、取込信号ACLK2は出力されな
い。このため、第2コマンド検出部112が内部コマン
ド信号ICMDを取り込むことはない。
ンド検出部110aおよび書き込みコマンド検出部11
0bは、取込信号ACLK1に同期して内部コマンド信号ICM
D(RDAコマンド)を取り込む。読み出しコマンド検出部
110aは、RDAコマンドが供給されたことを検出し、
活性化信号RDACTを活性化する(図19(a))。書き込み
コマンド検出部110aは、WDAコマンドが供給された
ことを検出できないため、活性化信号WRACTの非活性化
状態を保持する。この後、メモリ制御部102およびメ
モリ動作部104は、活性化信号RDACTを受けて、図1
1と同様に動作する。すなわち、最初のコマンドが供給
されることにより、ワード線選択信号RASZが活性化さ
れ、プリチャージ制御信号PREが非活性化される。
ンドとしてLALコマンドを取り込む。第1コマンドの取
り込みに同期して、列アドレス信号CADが取り込まれ
る。LALコマンドは、内部コマンド信号ICMDとして第1
コマンド検出部110、第2コマンド検出部112に供
給される。ここで、第2コマンドの取り込み時、取込信
号ACLK2が出力され、取込信号ACLK1は出力されない。こ
のため、第1コマンド検出部110が内部コマンド信号
ICMDを取り込むことはない。
検出部112a、リフレッシュコマンド検出部112
b、およびモードレジスタコマンド検出部112cは、
取込信号ACLK2に同期して内部コマンド信号ICMD(LALコ
マンド)を取り込む。動作コマンド検出部112aは、
LALコマンドが供給されたことを検出し、活性化信号LAL
ACTを活性化する(図19(b))。リフレッシュコマンド
検出部112bおよびモードレジスタコマンド検出部1
12cは、REFコマンドおよびMRSコマンドが供給された
ことを検出できないため、活性化信号REFACTおよび活性
化信号MRACTの非活性化状態を保持する。この後、メモ
リ制御部102およびメモリ動作部104は、図11と
同様に動作し、読み出し動作が実行される。
4クロック目に、コマンドラッチ108は、第1コマン
ドとしてRDAコマンドを取り込む。第1コマンドの取り
込み後の動作は、上述した動作と同じである。
ンドとしてMRSコマンドを取り込む。第2コマンド検出
部112のモードレジスタコマンド検出部112cは、
取込信号ACLK2に同期して内部コマンド信号ICMD(MRSコ
マンド)を取り込み、活性化信号MRACTを活性化する
(図19(c))。図18の制御回路132は、活性化信
号MRACTを受け、出力禁止信号IODISを非活性化する(波
形は図示せず)。図17の入出力データラッチ124
は、出力禁止信号IODISを受け、非活性化される。この
結果、モードレジスタ設定モード時に、データ信号が外
部に出力されることが防止される(図19(d))。この
後、図示しないデータ線を介してモードレジスタの各ビ
ットが設定される。
タイミングを示している。なお、図19と同一の動作
は、説明を省略する。この例では、書き込み動作とオー
トリフレッシュ動作とが交互に実行される。
第1コマンドとしてWRAコマンドを取り込む。第1コマ
ンドの取り込みに同期して、行アドレス信号RADが取り
込まれる。第1コマンド検出部110の書き込みコマン
ド検出部110bは、取込信号ACLK1に同期して内部コ
マンド信号ICMD(WRAコマンド)を取り込み、活性化信
号WRACTを活性化する(図20(a))。
ンドとしてLALコマンドを取り込む。第2コマンド検出
部112の動作コマンド検出部112aは、取込信号AC
LK2に同期して内部コマンド信号ICMD(LALコマンド)を
取り込み、活性化信号LALACTを活性化する(図20
(b))。また、第2コマンドの取り込むクロック信号CLK
の立ち上がりエッジ、およびその後のクロック信号CLK
のエッジに同期して、書き込み信号が取り込まれる。そ
して、メモリ制御部102およびメモリ動作部104が
動作し、書き込み動作が実行される。
4クロック目に、コマンドラッチ108は、第1コマン
ドとしてWRAコマンドを取り込む。第1コマンドの取り
込み後の動作は、上述した動作と同じである。次に、コ
マンドラッチ108は、第2コマンドとしてREFコマン
ドを取り込む。第2コマンド検出部112のリフレッシ
ュコマンド検出部112bは、取込信号ACLK2に同期し
て内部コマンド信号ICMD(REFコマンド)を取り込み、
活性化信号REFACTを活性化する(図20(c))。活性化
信号REFACTの活性化により、オートリフレッシュ動作が
実行される。また、活性化信号REFACTの活性化を受けて
コラム選択信号CLの活性化が禁止され、不正なデータの
書き込みが防止される。
第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。特
に、本発明は、内部回路を複数のステージに分け、各ス
テージをパイプライン処理することで読み出し動作およ
び書き込み動作を実行するFCRAM等に適用することで、
顕著な効果を得ることができる。
制御方法の第3の実施形態および半導体記憶装置の第5
の実施形態を示している。この実施形態は、請求項1な
いし請求項10に対応している。上述した実施形態と同
一の回路・信号については、同一の符号を付し、これら
回路・信号については、詳細な説明を省略する。
よびメモリ動作部160が図16と相違している。その
他の構成は、図16と同一である。また、この実施形態
のFCRAMは、データバス使用効率を向上するために、書
き込みコマンドに対応して供給される書き込みデータを
次の書き込みコマンドの供給時にメモリセルに書き込む
“ディレイドライト”または“レイトライト”と称する
機能を有している。
リ動作部160の詳細を示している。メモリ制御部15
8は、図18と異なるリフレッシュ制御回路162を備
えている。メモリ動作部160は、図18と異なるリー
ド/ライトバッファ164を備えている。また、メモリ
動作部160は、新たにI/Oスイッチ166および書き
込みデータバッファ168を備えている。なお、特に図
示してないが、メモリ動作部160は、書き込みアドレ
スを保持する書き込みアドレスバッファを有している。
ネレータ126からの制御信号、活性化信号REFACT、お
よび書き込みデータバッファ168からの書き込みデー
タ有効信号WENを受け、制御信号をRASジェネレータ12
6に出力し、データバッファ168に書込制御信号WCON
を出力している。
データバッファ168に有効な書き込みデータDBUFが存
在するときに、その情報(高レベル)をリフレッシュ制
御回路162に伝達するための信号である。後述するよ
うに、リフレッシュ制御回路162は、書き込みデータ
有効信号WENが高レベルの期間にリフレッシュコマンドR
EFを受けたとき、リフレッシュ動作を実行しない。リフ
レッシュ制御回路162は、書き込みデータ有効信号WE
Nが低レベルの期間にリフレッシュコマンドREFを受けた
ときのみ、リフレッシュ動作を実行する。
ドREFを受けたときに出力される信号である。後述する
ように、書き込みデータバッファ168は、有効な書き
込みデータDBUFが存在する状態で、書き込み制御信号WC
ONを受けたときのみ、このデータDBUFをリード/ライト
バッファ164に出力する。そして、書き込み動作が実
行される。
に、メモリコア部27から読み出されるデータまたは書
き込みデータバッファ168に保持されているデータDB
UFのいずれかをデータスイッチ138に伝達する回路で
ある。すなわち、書き込み動作により、書き込みデータ
および書き込みアドレスが書き込みデータバッファ16
8および図示しない書き込みアドレスバッファに保持さ
れた直後に、同一のアドレスに対して読み出し動作が実
行された場合、書き込みデータバッファ168に保持さ
れているデータDBUFが、I/Oスイッチ166およびデー
タスイッチ138を介して読み出しデータとして外部に
出力される。
タイミングを示している。なお、図20と同一の動作
は、説明を省略する。この例では、書き込み動作および
オートリフレッシュ動作が実行された後、書き込み動作
が連続して実行される。最初の書き込み動作時に、書き
込みデータバッファ168に保持されている有効な書き
込みデータDBUFがメモリコア部27に書き込まれる(図
23(a))。また、書き込みデータバッファ168は、
新たに供給された書き込み用のデータ入出力信号DQを取
り込む(図23(b))。なお、リフレッシュ制御回路1
62は、有効な書き込みデータDBUFを保持しているた
め、高レベルの書き込みデータ有効信号WENを出力して
いる(図23(c))。
給される(図23(d))。リフレッシュ制御回路162
は、活性化信号REFACTおよび高レベルの書き込みデータ
有効信号WENを受け、書き込み制御信号WCONを出力する
(波形は図示せず)。書き込みデータバッファ168
は、書き込み制御信号WCONを受け、保持しているデータ
DBUFをリード/ライトバッファ164に出力する。すな
わち、書き込みデータバッファ168に有効なデータDB
UFが存在する場合、FCRAMは、REFコマンドを受けたとき
に、まず書き込み動作を実行する。
書き込みデータ有効信号WENを低レベルにする(図23
(e))。この後、活性化信号REFACTを受けてRASZが活性
化し、リフレッシュ動作が実行される(図23(f))。
図中、ビット線に波形に示した“W”は書き込み動作を
示し、“REF”はリフレッシュ動作を示している。ま
た、“(REF)”は、ワード線選択信号RASZの活性化に
よりワード線が選択され、自動的にリフレッシュ動作が
実行されることを示している。
給される。このとき、書き込みデータバッファ168
は、有効な書き込みデータを保持していないため(書き
込みデータ有効信号WEN=低レベル)、メモリコア部2
7への書き込み動作は実行されない。すなわち、コラム
線選択信号CLは、低レベルに保持される(図23
(g))。また、書き込みデータバッファ168は、外部
から供給された書き込み用のデータ入出力信号DQを取り
込み(図23(h))、高レベルのWENを出力する(図23
(i))。さらに、WRAコマンドおよびLALコマンドが供給
され、書き込み動作が実行される。
タイミングの別の例を示している。なお、図23と同一
の動作は、説明を省略する。この例では、書き込み動作
の後、オートリフレッシュ動作が連続して2回実行さ
れ、さらに書き込み動作が実行される。最初の書き込み
動作および最初のリフレッシュ動作は、図23と同一で
ある。
給される(図24(a))。このとき、書き込みデータバ
ッファ168は、有効なデータを保持していないため、
低レベルの書き込みデータ有効信号WENを出力している
(図24(b))。このため、リフレッシュ制御回路16
2は、活性化信号REFACTおよび低レベルの書き込みデー
タ有効信号WENを受け、リフレッシュ動作を実行する。
また、リフレッシュ制御回路162は、前回のリフレッ
シュ動作時に、書き込み制御信号WCONを非活性化してい
る(波形は図示せず)。この結果、書き込みデータバッ
ファ168は、非活性化された書き込み制御信号WCONを
受けるため、書き込みデータバッファ168に保持され
ている無効な書き込みデータDBUFは、出力されない(図
24(c))。
供給され、書き込み動作が実行される。
実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、こ
の実施形態では、ディレイドライト機能を有するFCRAM
にも、容易に本発明を適用できる。さらに、2番目のコ
マンドの入力により決定した動作モードが、オートリフ
レッシュモードのとき、書き込みデータバッファ168
に有効なデータが存在する場合には、まず、書き込み動
作を実行し、その後、リフレッシュ動作を実行した。こ
のため、最初のコマンドの入力により動作を開始した回
路を利用して、効率よく書き込み動作ができる。
込みデータ用のデータコンバータ79を制御する書き込
みデータ長制御回路85を設け、書き込みデータのデー
タ長を制御した例について述べた。しかしながら、本発
明はかかる実施形態に限定されるものではない。例え
ば、読み出し動作用のデータコンバータ77を制御する
読み出しデータ長制御回路を設け、読み出しデータのデ
ータ長を制御してもよい。この場合には、第2コマンド
の入力時に決定した動作モードが、読み出し動作モード
のときに、所定の端子に供給されている信号が、読み出
しデータのデータ長を指定する情報として取り込まれ
る。そして、取り込んだ情報に基づいて、直接、読み出
しデータ長の制御が行われる。このため、複数のデータ
を連続的に出力する場合に、複雑な制御を行うことなく
出力データ長を変更することができる。また、読み出し
が不要なデータ(指定されたデータ長より長い部分)に
ついては、出力制御を行う必要がないため、読み出し動
作の制御時間が節約される。この結果、次のサイクルの
最初のコマンドの入力時期を早めることができる。
作モードが、書き込み動作モードのときに、所定の端子
に供給されている信号を、連続して供給される書き込み
データの一部を無効にするマスク情報として取り込み、
取り込んだマスク情報に基づいて、書き込みデータの一
部をマスクする制御を行ってもよい。この場合には、第
2コマンドの入力時に決定した動作モードが、書き込み
動作モードのときに、所定の端子に供給されている信号
が、連続して供給される書き込みデータの一部を無効に
するマスク情報として取り込まれる。そして、取り込ん
だマスク情報に基づいて、書き込みデータの一部をマス
クする制御が行われる。マスク情報を専用の端子で制御
するためには、書き込み動作に合わせて、その都度専用
の端子から情報を取り込まなくてはならず、制御が複雑
になる。第2コマンドの入力時にマスク情報を取り込む
ことで、複雑な制御を行うことなくマスク制御を行うこ
とができる。
み出しデータのマスク制御を行ってもよい。また、上述
した実施形態では、本発明をDRAMに適用した例について
述べた。しかしながら、本発明はかかる実施形態に限定
されるものではない。例えば、SRAM、フラッシュメモリ
等の半導体記憶装置に適用しても、同様の効果を得るこ
とができる。
理して以下の項を開示する。 (1)請求項2記載の半導体記憶装置の動作制御方法に
おいて、動作モードに、動作状態の設定を行うモードレ
ジスタ設定モードと、メモリセルに記憶されたデータを
保持するデータ保持モードとのいずれかを少なくとも含
み、2番目のコマンド(第2コマンド)の入力により決
定した動作モードが、前記モードレジスタ設定モードま
たは前記データ保持モードのときに、これ等動作モード
に移行する制御を行うことを特徴とする。
内部動作を伴わないモードレジスタ設定モードでは、2
番目のコマンドの入力を受けてから制御を開始しても、
所定の期間内に制御が完了することが可能になる。同様
に、データ保持モードでは、外部に対してデータの入出
力を行う必要がないため、2番目のコマンドの入力を受
けてから制御を開始しても、所定の期間内に制御が完了
することが可能になる。
制御方法において、2番目のコマンドの入力により決定
した動作モードが、前記モードレジスタ設定モードのと
きに、アドレス端子に供給されている信号を、モードレ
ジスタの各ビットを設定する情報として取り込むことを
特徴とする。この半導体記憶装置の動作制御方法では、
最初のコマンド(第1コマンド)の入力時に、アドレス
端子に供給されている信号をモードレジスタを設定する
情報として取り込まなくてよいため、2番目のコマンド
の入力まで、その情報を保持する必要がなく、制御回路
が複雑になることが防止される。
制御方法において、2番目のコマンドの入力により決定
した動作モードが、前記データ保持モードのときに、そ
の後、所定の端子に供給される信号が所定のレベルにな
ったことを受けて、待機モードに移行する制御を行うこ
とを特徴とする。この半導体記憶装置の動作制御方法で
は、2番目のコマンドの入力により決定した動作モード
が、データ保持モードのときに、データ保持モードに移
行する制御が行われる。その後、データ保持モード中
に、所定の端子に供給される信号が所定のレベルにされ
ると、待機モードに移行する制御が行われる。コマンド
の入力とは別に所定の端子の信号の監視とを行うこと
で、特定の動作モード中に、別の動作モードに移行する
ことが可能なる。
制御方法において、前記データ保持モードは、所定のア
ドレスを生成し、メモリセルに記憶されたデータのリフ
レッシュ動作を行うオートリフレッシュモードであり、
前記待機モードは、所定のアドレスを順次に生成し、メ
モリセルに記憶されたデータのリフレッシュ動作を間隔
をおいて連続して行うセルフリフレッシュモードである
ことを特徴とする。
オートリフレッシュモード中に、所定の端子に供給され
る信号が所定のレベルにされると、セルフリフレッシュ
モードに移行する制御が行われる。オートリフレッシュ
とセルフリフレッシュとの違いは、リフレッシュタイミ
ングを外部から与えるか、自ら生成するかだけである。
リフレッシュカウンタの制御およびリフレッシュ動作の
制御は同一である。このため、セルフリフレッシュモー
ドへの移行を、オートリフレッシュモードから連続的に
行うことで、移行の制御が円滑かつ短時間に行われる。
作制御方法において、所定の端子に供給される信号によ
り、最初のコマンドの入力の取り込みを禁止する制御を
行い、最初のコマンドの入力の取り込みが禁止状態のと
きに、所定の端子に供給される信号が所定のレベルにな
ったことを受けて、待機モードに移行する制御を行うこ
とを特徴とする。
所定の端子に供給される信号により、最初のコマンドの
入力の取り込みが禁止され、チップは待機状態になる。
待機状態のときに、所定の端子に供給される信号が所定
のレベルにされると、待機モードに移行する制御が行わ
れる。最初のコマンドの入力を禁止して待機状態を作
り、所定の端子の信号の監視とを行うことで、待機状態
中に、コマンドの入力を行うことなく別の動作モードに
移行することが可能なる。
制御方法において、前記待機モードは、所定の入力回路
を非活性化する低消費電力モードであることを特徴とす
る。この半導体記憶装置の動作制御方法では、チップが
待機状態のときに、所定の端子に供給される信号が所定
のレベルにされると、低消費電力モードに移行する制御
が行われる。低消費電力モードは、アクセス動作に直接
関係がなくチップの状態の一つである。この低消費電力
モードへの移行の制御が、端子に所定の信号を与えるこ
とで行われるため、使い勝手が向上される。
作制御方法において、最初のコマンドの入力時に取り込
んだアドレスに対応するワード線を選択する制御を行う
ことを特徴とする。この半導体記憶装置の動作制御方法
では、2番目のコマンドの入力を待たずに、ワード線を
選択する制御が行われるため、アクセス時間が高速化さ
れる。
制御方法において、動作モードに、所定のアドレスを生
成しメモリセルに記憶されたデータのリフレッシュ動作
を行うオートリフレッシュモードを含み、2番目のコマ
ンドの入力時に決定した動作モードが、オートリフレッ
シュモードのときに、最初のコマンドの入力時に取り込
んだアドレスに対応するワード線を非選択する制御を行
い、内部で生成した前記所定のアドレスに対応するワー
ド線を選択する制御を行うことを特徴とする。
2番目のコマンドの入力時に決定した動作モードが、オ
ートリフレッシュモードのときに、最初のコマンドの入
力時に取り込んだアドレスに対応するワード線が非選択
される。次に、内部で生成したリフレッシュアドレスに
対応するワード線が選択される。このため、ワード線を
選択し直すことで、確実にリフレッシュ動作が行われ
る。
制御方法において、前記ワード線は、主ワード線と該主
ワード線から分岐された副ワード線とで構成され、最初
のコマンドの入力時に取り込むアドレスにより、少なく
とも副ワード線を特定し、選択する制御を行うことを特
徴とする。この半導体記憶装置の動作制御方法では、最
初のコマンドの入力時に取り込むアドレスにより、少な
くとも副ワード線が特定され、選択される。このため、
最初のコマンドの入力後に、2番目のコマンドを待たず
に所定のメモリセルのアクセスに必要な回路を動作させ
ることが可能になる。したがって、アクセス時間が高速
化される。
動作制御方法において、各コマンドの入力の取り込みを
クロックに同期して行うとともに、2番目のコマンドの
入力の取り込みを、最初のコマンドの入力の半クロック
後または1クロック後に行うことを特徴とする。この半
導体記憶装置の動作制御方法では、最初のコマンドの入
力および2番目のコマンドの入力の取り込みは、クロッ
クに同期して行われる。2番目のコマンドの入力の取り
込みは、最初のコマンドの入力の半クロック後または1
クロック後に行われる。このため、2番目のコマンドの
入力時に得られる情報が、最初のコマンドの入力後から
短時間で制御に反映される。この結果、コマンドの入力
を2回に分けて行ったときに、2番目のコマンドに対応
する制御の遅れを最小限にすることが可能になる。
動作制御方法において、最初のコマンドの入力時にコラ
ムデコーダの活性化を開始し、2番目のコマンドの入力
時に取り込んだアドレスを使用して、コラム選択線の選
択を行うことを特徴とする。この半導体記憶装置の動作
制御方法では、最初のコマンドの入力時に、先ずコラム
デコーダ7の活性化が開始される。2番目のコマンドの
入力時に決定した動作モードが書き込み動作モードまた
は読み出し動作モードのときに、取り込んだアドレスを
使用してコラム選択線の選択が行われる。コラム選択線
を選択するアドレスが決まる前に、予めコラムデコーダ
を活性化されるため、アクセス時間が高速化される。
動作制御方法において、2番目のコマンドの入力時に決
定した動作モードが、前記書き込み動作モードのとき
に、所定の端子に供給されている信号を、書き込みデー
タのデータ長を指定する情報として取り込み、取り込ん
だ情報に基づいて、書き込みデータ長の制御を行うこと
を特徴とする。
2番目のコマンドの入力時に決定した動作モードが、書
き込み動作モードのときに、所定の端子に供給されてい
る信号が、書き込みデータのデータ長を指定する情報と
して取り込まれる。そして、取り込んだ情報に基づい
て、直接、書き込みデータ長の制御が行われる。このた
め、書き込み動作時に、入出力端子から複数のデータを
連続的に取り込む場合に、複雑な制御を行うことなく取
り込むデータ長を変更することが可能なる。また、書き
込みが不要なデータ(指定されたデータ長より長い部
分)については、書き込み制御を行う必要がないため、
書き込み動作の制御時間が節約される。この結果、次の
サイクルの最初のコマンドの入力時期が早められる。書
き込みデータのデータ長の変更は、入出力回路の制御の
みで行えるため、2番目のコマンドの入力時に情報を取
り込むことで、確実に制御が行われる。
動作制御方法において、2番目のコマンドの入力時に決
定した動作モードが、前記書き込み動作モードのとき
に、所定の端子に供給されている信号を、連続して供給
される書き込みデータの一部を無効にするマスク情報と
して取り込み、取り込んだマスク情報に基づいて、書き
込みデータの一部をマスクする制御を行うことを特徴と
する。
2番目のコマンドの入力時に決定した動作モードが、書
き込み動作モードのときに、所定の端子に供給されてい
る信号が、連続して供給される書き込みデータの一部を
無効にするマスク情報として取り込まれる。そして、取
り込んだマスク情報に基づいて、書き込みデータの一部
をマスクする制御が行われる。マスク情報を専用の端子
で制御するためには、書き込み動作に合わせて、その都
度専用の端子から情報を取り込まなくてはならず、制御
が複雑になる。2番目のコマンドの入力時にマスク情報
を取り込むことで、複雑な制御を行うことなくマスク制
御が行われる。
動作制御方法において、2番目のコマンドの入力時に決
定した動作モードが、前記読み出し動作モードのとき
に、所定の端子に供給されている信号を、読み出しデー
タのデータ長を指定する情報として取り込み、取り込ん
だ情報に基づいて、読み出しデータ長の制御を行うこと
を特徴とする。
2番目のコマンドの入力時に決定した動作モードが、読
み出し動作モードのときに、所定の端子に供給されてい
る信号が、読み出しデータのデータ長を指定する情報と
して取り込まれる。そして、取り込んだ情報に基づい
て、直接、読み出しデータ長の制御が行われる。このた
め、読み出し動作時に、入出力端子から複数のデータを
連続的に出力する場合に、複雑な制御を行うことなく出
力するデータ長を変更することが可能なる。また、読み
出しが不要なデータ(指定されたデータ長より長い部
分)については、出力制御を行う必要がないため、読み
出し動作の制御時間が節約される。この結果、次のサイ
クルの最初のコマンドの入力時期が早められる。読み出
しデータのデータ長の変更は、入出力回路の制御のみで
行えるため、2番目のコマンドの入力時に情報を取り込
むことで、確実に制御が行われる。
動作制御方法において、2番目のコマンドの入力時に決
定した動作モードが、前記読み出し動作モードのとき
に、所定の端子に供給されている信号を、連続して出力
される読み出しデータの一部を無効にするマスク情報と
して取り込み、取り込んだマスク情報に基づいて、読み
出しデータの一部をマスクする制御を行うことを特徴と
する。
2番目のコマンドの入力時に決定した動作モードが、読
み出し動作モードのときに、所定の端子に供給されてい
る信号が、連続して出力される読み出しデータの一部を
無効にするマスク情報として取り込まれる。そして、取
り込んだマスク情報に基づいて、読み出しデータの一部
をマスクする制御が行われる。マスク情報を専用の端子
で制御するためには、読み出し動作に合わせて、その都
度専用の端子から情報を取り込まなくてはならず、制御
が複雑になる。2番目のコマンドの入力時にマスク情報
を取り込むことで、複雑な制御を行うことなくマスク制
御が行われる。
が、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過
ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明
を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかであ
る。
法では、コマンドの入力に必要な端子数を低減すること
ができる。コマンドの入力に専用の端子を設けている場
合には、チップサイズを低減することができる。端子数
の制約によりパッケージサイズが大型化することを防止
することができる。
の動作制御方法では、コマンドの入力を2回に分けた場
合にもアクセス時間を高速化することができる。請求項
4の半導体記憶装置の動作制御方法では、アドレス端子
の数を大幅に低減することができる。端子数の制約によ
りパッケージサイズが大型化することを防止することが
できる。請求項5の半導体記憶装置の動作制御方法で
は、書き込みサイクルを早く終了することができ、書き
込み動作の後に読み出し動作を行う場合にも、読み出し
サイクルの回路動作を早く開始できる。請求項6の半導
体記憶装置の動作制御方法では、最初のコマンドの入力
により動作を開始した回路を利用して、効率よく書き込
み動作ができる。
の入力に必要な端子数を低減することができる。コマン
ドの入力に専用の端子を設けている場合には、チップサ
イズを低減することができる。端子数の制約によりパッ
ケージサイズが大型化することを防止することができ
る。請求項8の半導体記憶装置では、コマンドの入力に
必要な端子数を低減することができる。コマンドの入力
に専用の端子を設けている場合には、チップサイズを低
減することができる。端子数の制約によりパッケージサ
イズが大型化することを防止することができる。コマン
ドの入力を2回に分けた場合にもアクセス時間を高速化
することができる。
マンド体系を有する半導体記憶装置においても、コマン
ド制御回路を容易に設計できる。この結果、設計の検証
を容易にできる。請求項10の半導体記憶装置では、各
取込回路による取込制御を高速にできる。この結果、内
部回路を動作を早く開始でき、アクセス時間を短縮でき
る。
れる信号の数が多く、取込回路の数が多い場合にも、ク
ロック信号の負荷を増大することなく、信号を取り込む
ことができる。
理を示すフローチャートである。
理を示すブロック図である。
半導体記憶装置の第1の実施形態を示す状態遷移図であ
る。
半導体記憶装置の第1の実施形態におけるチップの全体
構成図である。
る。
る。
ある。
る。
ある。
る。
び半導体記憶装置の第1の実施形態における読み出し動
作を示すタイミング図である。
である。
示すブロック図である。
すブロック図である。
示すブロック図である。
2の実施形態および半導体記憶装置の第4の実施形態に
おけるチップの全体構成図である。
示すブロック図である。
詳細を示すブロック図である。
すタイミング図である。
すタイミング図である。
3の実施形態および半導体記憶装置の第5の実施形態に
おけるチップの全体構成図である。
詳細を示すブロック図である。
すタイミング図である。
すタイミング図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 内部回路を制御する複数の動作モードを
備えた半導体記憶装置の動作制御方法において、 所定の端子から供給される信号をコマンドとして複数回
に分けて取り込み、各回の前記コマンドに基づいて動作
モードを順次絞り込んでいき、該動作モードにしたがい
前記内部回路の制御を行うことを特徴とする半導体記憶
装置の動作制御方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置の動作制
御方法において、 前記コマンドを2回に分けて取り込み、 最初のコマンドの入力時に動作モードを絞り込み、絞り
込んだ動作モードのうち所定の動作モードの実行に必要
な回路の一部を動作する制御を行い、 2番目のコマンドの入力時に動作モードを決定し、決定
した動作モードが前記所定の動作モードであるときに、
残りの回路を動作する制御を行うことを特徴とする半導
体記憶装置の動作制御方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の半導体記憶装置の動作制
御方法において、 動作モードに、メモリセルにデータを書き込む書き込み
動作モードと、メモリセルからデータを読み出す読み出
し動作モードとを含み、 最初のコマンドの入力時に、前記書き込み動作モードと
前記読み出し動作モードとを区別し、前記書き込み動作
モードと前記読み出し動作モードとに共通する回路の動
作を開始する制御を行うことを特徴とする半導体記憶装
置の動作制御方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の半導体記憶装置の動作制
御方法において、 最初のコマンドの入力時に、アドレス端子に供給されて
いる信号を、書き込み動作または読み出し動作に必要な
アドレスの一部として取り込み、 2番目のコマンドの入力により決定した動作モードが、
前記書き込み動作モードまたは前記読み出し動作モード
のときに、前記アドレス端子に供給されている信号を、
書き込み動作または読み出し動作に必要な残りのアドレ
スとして取り込むことを特徴とする半導体記憶装置の動
作制御方法。 - 【請求項5】 請求項4記載の半導体記憶装置の動作制
御方法において、 2番目のコマンドの入力時に決定した動作モードが、前
記書き込み動作モードのときに、前回の書き込み動作モ
ード時に取り込んだアドレスおよび書き込みデータを使
用して、書き込み動作を実行することを特徴とする半導
体記憶装置の動作制御方法。 - 【請求項6】 請求項5記載の半導体記憶装置の動作制
御方法において、 最初のコマンドで絞り込まれた前記動作モードに前記書
き込み動作モードを含み、 2番目のコマンドの入力時に決定した動作モードが、所
定のアドレスを生成しメモリセルに記憶されたデータの
リフレッシュ動作を行うオートリフレッシュモードのと
きに、前記書き込み動作を実行した後、リフレッシュ動
作を実行することを特徴とする半導体記憶装置の動作制
御方法。 - 【請求項7】 内部回路を制御する複数の動作モードを
備えた半導体記憶装置において、 所定の端子から供給される信号をコマンドとして複数回
に分けて取り込み、 各回の前記コマンドに基づいて動作モードを順次絞り込
んでいき、該動作モードにしたがい前記内部回路の制御
を行うコマンド制御回路を備えたことを特徴とする半導
体記憶装置。 - 【請求項8】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、 前記コマンド制御回路は、前記コマンドを2回に分けて
取り込み、 最初のコマンドの入力時に動作モードを絞り込み、絞り
込んだ動作モードのうち所定の動作モードの実行に必要
な回路の一部を動作する制御を行い、 2番目のコマンドの入力時に動作モードを決定し、決定
した動作モードが前記所定の動作モードであるときに、
残りの回路を動作する制御を行うことを特徴とする半導
体記憶装置。 - 【請求項9】 請求項7記載の半導体記憶装置におい
て、 前記コマンド制御回路は、複数回に分けて供給される前
記信号を各回毎にそれぞれ取り込む複数の取込回路を備
えたことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項10】 請求項9記載の半導体記憶装置におい
て、 前記各取込回路は、クロック信号における互いに異なる
エッジに同期して、それぞれ前記信号を取り込むことを
特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項11】 請求項9記載の半導体記憶装置におい
て、 クロック信号に基づいて複数の取込信号を生成するタイ
ミング発生回路を備え、 前記各取込回路は、前記各取込信号に同期して、それぞ
れ前記信号を取り込むことを特徴とする半導体記憶装
置。
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