JP2001176265A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP2001176265A
JP2001176265A JP36056999A JP36056999A JP2001176265A JP 2001176265 A JP2001176265 A JP 2001176265A JP 36056999 A JP36056999 A JP 36056999A JP 36056999 A JP36056999 A JP 36056999A JP 2001176265 A JP2001176265 A JP 2001176265A
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JP
Japan
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refresh
circuit
semiconductor integrated
cpu
dram
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Pending
Application number
JP36056999A
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English (en)
Inventor
Hisato Yoshida
久人 吉田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

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  • Memory System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】CPUとDRAMを混載するLSIにおいて低
消費電力化を目的とするスタンバイモード時のリフレッ
シュ動作の消費電力を低減することができる半導体集積
回路を提供する。 【解決手段】CPU1とDRAM101を混載した半導
体集積回路であって、通常動作時にDRAM101のリ
フレッシュ動作のために必要な信号を制御する通常時リ
フレッシュ信号生成回路102と、スタンバイモード時
に励起信号によりDRAM101のリフレッシュ動作を
行なうスタンバイモード時リフレッシュ信号生成回路1
03を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
関し、とくに半導体集積回路におけるDRAMのリフレ
ッシュ回路の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】CPUとDRAMを含む半導体回路で
は、スタンバイモード時におけるDRAMのリフレッシ
ュ方法として、特開平6−36559号に記されている
ように、複数の発信源を持ちスタンバイモード時に遅い
周波数のクロックに切り替えリフレッシュ間隔を長くす
る方法や、特開平7−182857号に記載されるスタ
ンバイモード時にセルフリフレッシュに切り替える方法
が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−36559号の方法では、半導体集積回路(以下、
LSIという)内のクロックを完全に停止することがで
きないため、消費電力の削減を図ることができない。特
に、LSIが大規模化し、配線長が長くなると消費電力
が大きくなる。
【0004】また、特開平7−182857号の方法で
はセルフリフレッシュ回路内に発振回路を持つか,ある
いはミリセック(msec)オーダの長時間をカウント
するカウンタが必要となるため、回路規模が大きくなる
という課題や前述の消費電力の課題が存在する。
【0005】本発明は、上記の課題を鑑み、CPUとD
RAMを混載するLSIにおいて低消費電力化のための
スタンバイモード時のリフレッシュ動作の消費電力を低
減することができる半導体集積回路を提供することを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体集
積回路は、CPUとDRAMを混載した半導体集積回路
であって、通常動作時にDRAMのリフレッシュ動作の
ために必要な信号を制御する通常時リフレッシュ信号生
成回路と、スタンバイモード時に励起信号によりDRA
Mのリフレッシュ動作を行なうスタンバイモード時リフ
レッシュ信号生成回路を有するものである。
【0007】請求項1記載の半導体集積回路によれば、
通常動作時にリフレッシュ動作のためのアドレスやRA
S、CASを生成する通常時リフレッシュ信号生成回路
と、スタンバイモード時に励起信号を受け、DRAMの
リフレッシュ動作を行なうスタンバイモード時リフレッ
シュ信号生成回路を有するため、通常動作時は通常時リ
フレッシュ信号生成回路によりDRAMのリフレッシュ
動作を行ない、スタンバイモード時はスタンバイモード
時リフレッシユ信号生成回路によるリフレッシュ動作に
切り替え、励起信号によりDRAMのリフレッシュ動作
を行なう。
【0008】このように、スタンバイモード時にLSI
内のクロックを完全に停止することが可能となり、か
つ、スタンバイ時のリフレッシュ動作がリフレッシュが
必要な期間内に最低限のアドレスを生成することのみで
可能となるため、スタンバイモード時の消費電力の低減
を図ることが可能となる。
【0009】請求項2記載の半導体集積回路は、請求項
1において、スタンバイモード時リフレッシュ信号生成
回路が、半導体集積回路の外部からのトリガ信号を受
け、全メモリセルを一度にリフレッシュすることができ
るリフレッシュ信号を生成するものである。
【0010】請求項2記載の半導体集積回路によれば、
請求項1と同様な効果がある。
【0011】請求項3記載の半導体集積回路は、請求項
1において、半導体集積回路がCPUのみが停止するC
PU停止モードを持ち、CPU停止モード時に励起信号
は、CPU以外の回路に供給されるクロックに従って生
成するものである。
【0012】請求項3記載の半導体集積回路によれば、
請求項1と同様な効果のほか、CPUのみを停止させる
モードにおいてCPUを動作させることなくDRAMの
リフレッシュを行なうことが可能となり、CPUとDR
AMを混載し、CPUとDRAMが密に接続されたLS
IにおいてCPUのみを停止させるという低消費電力の
モードを有効にすることが可能となる。
【0013】請求項4記載の半導体集積回路は、請求項
1において、半導体集積回路がCPUが停止するCPU
停止モードを有し、CPU停止モード時にCPU以外の
回路に供給されるクロックを用いてDRAMのリフレッ
シュ信号を生成するCPU停止モード時リフレッシュ信
号生成回路を有し、通常動作時は通常動作時リフレッシ
ュ生成回路により、CPU停止モード時にはCPU停止
モード時リフレッシュ信号生成回路により、スタンバイ
モード時にはスタンバイモード時リフレッシュ信号生成
回路によりそれぞれDRAMがリフレッシュされるよう
にリフレッシュ生成信号を切り替える回路を有するもの
である。
【0014】請求項4記載の半導体集積回路によれば、
請求項3と同様な効果がある。
【0015】請求項5記載の半導体集積回路は、請求項
1、請求項2、請求項3または請求項4において、スタ
ンバイモード時リフレッシュ信号生成回路とDRAMの
電源線と、同じ半導体集積回路内に存在するスタンバイ
モード時リフレッシュ回路とDRAM回路以外の回路の
ための電源線を分離したものである。
【0016】請求項5記載の半導体集積回路によれば、
請求項1、請求項2、請求項3または請求項4と同様な
効果のほか、スタンバイモードにおける最も有効な方法
である電源の供給の停止を可能とし、かつDRAMのデ
ータを保持することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【0018】まず、第1の実施の形態について図1から
図4に基づいて説明する。
【0019】図1は第1の実施の形態に係るDRAMリ
フレッシュ回路の回路図である。通常動作においてCP
U100はDRAM101へのアクセスを行ないDRA
M101内のデータの読み出しを行なう。また、前述の
アクセスを行なわないサイクルでは、アクセスを行なわ
ないことを示す非アクセス期間信号110を通常動作時
リフレッシュ信号生成回路102に送り、通常動作時リ
フレッシュ信号生成回路102が、リフレッシュ動作の
ための信号の生成を行なう。
【0020】通常動作時のDRAM101へのアクセス
は、CPU100から出力される選択信号によりCPU
100で生成される信号と通常動作時リフレッシュ信号
生成回路2で生成される信号とを切り替える。
【0021】また、スタンバイモード時には、半導体集
積回路の外部からのトリガ信号を受けてスタンバイモー
ド時リフレッシュ信号生成回路103により全メモリセ
ルを一回分一度にリフレッシュするリフレッシュ動作の
ための信号の生成が行なわれ、CPU100から出力さ
れるリフレッシュ信号切り替え回路の切り替え信号11
1により、DRAM101へのアクセスはスタンバイモ
ード時リフレッシュ信号生成回路103からの出力に切
り替えられ、CPU100に制御されること無くリフレ
ッシュが行なわれる。このとき、クロック生成回路10
4ではCPU100へのクロックの供給を停止する。
【0022】図3は通常動作時リフレッシュ信号生成回
路の一実施の形態である。通常動作時リフレッシュ信号
生成回路102内に、最大リフレッシュ期間の半分の時
間を計測するリフレッシュタイマ301と、CPU10
0から送られる非アクセス期間信号110によりリフレ
ッシュアドレスを順次生成していくアドレス生成回路3
02とRAS、CAS等のDRAM101の制御信号3
15を生成する制御信号生成回路303を持ち、非アク
セス期間信号110がアクティブのときにクロック31
1に同期してリフレッシュアドレスを更新していく一
方、まだリフレッシュされていないアドレス314をリ
フレッシュするための時間と、最大リフレッシュ期間の
半値までの残り時間と所定のマージン時間の和を比較器
304で比較し、残り時間の方が少なくなったところで
CPU100に対し、CPU停止信号307を送り、強
制的にCPU100からDRAM101へのアクセスを
禁止し、残りアドレスに対してリフレッシュを行なう。
すべてのアドレスが一旦リフレッシュされたところで残
り時間を計測するタイマおよびリフレッシュアドレスを
リセットする。
【0023】図4はスタンバイモード時リフレッシュ信
号生成回路の一実施の形態である。スタンバイモード時
リフレッシュ信号生成回路103は、必要なアドレス4
14を順次生成するためのアドレス生成回路402と、
アドレスの生成間隔をDRAM101のリフレッシュに
必要な間隔に保つための遅延回路を用いたタイミング調
整回路401およびRAS、CAS等のリフレッシュ制
御信号415を生成する制御信号生成回路403とから
構成され、励起信号411により最初のアドレスおよび
RAS、CASの信号の生成をおこない、以降、内部の
タイミング調整回路401によるタイミング調整を行な
いながら、順次アドレス414の生成を行なう。この動
作は、必要なすべてのアドレス414を一回生成するま
で繰り返され、すべてのアドレス414のリフレッシュ
動作を完了した後、次の励起信号411がアクティブに
なるまで停止する。スタンバイモード時は、クロック生
成回路104はCPU100へのクロックの供給を停止
する。したがってリフレッシュ動作を行なっていない時
間はLSI内のすべての信号を停止させることを可能と
する。
【0024】図1では、スタンバイモード時リフレッシ
ュ信号生成回路103の励起信号として半導体集積回路
の外部からの信号を用いている。
【0025】これに対して図2は、例えば少なくともC
PU200とDRAM201のみが停止するCPU停止
モード時においてスタンバイモード時リフレッシュ信号
生成回路203の励起信号をCPU200以外の回路に
供給されているクロックを用いて生成する実施の形態で
あり、以下のようにCPU停止モード時リフレッシュ信
号生成回路を構成する。すなわち、CPU200の停止
モード時には、クロック生成回路204からCPU20
0へのクロックの供給が停止される一方、励起信号生成
回路205へクロックの供給が行なわれ励起信号生成回
路205により励起信号212を生成する。また、リフ
レッシュ切り替え回路の切り替え信号211により、D
RAM201へのアクセスをスタンバイモード時リフレ
ッシュ信号生成回路203に切り替える。202は通常
動作時リフレッシュ信号生成回路、204はクロック生
成回路、210はリフレッシュ切替信号である。
【0026】本発明の第2の実施の形態について図5を
用いて説明する。図5は第1の実施の形態において、本
発明の半導体集積回路の配置レイアウトの実施の形態を
示したものである。電源512はDRAM502および
スタンバイモード時リフレッシュ信号生成回路503に
電気を供給する電源配線である。一方、電源511は同
じ半導体回路内の上記以外の回路、例えばCPU50
1、論理ブロック504、505に電気を供給する電源
配線である。
【0027】図5に示すとおり電源を分離することによ
り、スタンバイモード時にDRAM502およびスタン
バイモード時リフレッシュ信号生成回路503以外の回
路に電源を供給することが可能となり、かつDRAM5
02はリフレッシュ動作が可能であり、データを保持さ
れる。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載の半導体集積回路によれ
ば、通常動作時にリフレッシュ動作のためのアドレスや
RAS、CASを生成する通常時リフレッシュ信号生成
回路と、スタンバイモード時に励起信号を受け、DRA
Mのリフレッシュ動作を行なうスタンバイモード時リフ
レッシュ信号生成回路を有するため、通常動作時は通常
時リフレッシュ信号生成回路によりDRAMのリフレッ
シュ動作を行ない、スタンバイモード時はスタンバイモ
ード時リフレッシユ信号生成回路によるリフレッシュ動
作に切り替え、励起信号によりDRAMのリフレッシュ
動作を行なう。
【0029】このように、スタンバイモード時にLSI
内のクロックを完全に停止することが可能となり、か
つ、スタンバイ時のリフレッシュ動作がリフレッシュが
必要な期間内に最低限のアドレスを生成することのみで
可能となるため、スタンバイモード時の消費電力の低減
を図ることが可能となる。
【0030】請求項2記載の半導体集積回路によれば、
請求項1と同様な効果がある。
【0031】請求項3記載の半導体集積回路によれば、
請求項1と同様な効果のほか、CPUのみを停止させる
モードにおいてCPUを動作させることなくDRAMの
リフレッシュを行なうことが可能となり、CPUとDR
AMを混載し、CPUとDRAMが密に接続されたLS
IにおいてCPUのみを停止させるという低消費電力の
モードを有効にすることが可能となる。
【0032】請求項4記載の半導体集積回路によれば、
請求項3と同様な効果がある。
【0033】請求項5記載の半導体集積回路によれば、
請求項1、請求項2、請求項3または請求項4と同様な
効果のほか、スタンバイモードにおける最も有効な方法
である電源の供給の停止を可能とし、かつDRAMのデ
ータを保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に対応する本発明の第1の実施の形態
の構成を示すブロック図である。
【図2】請求項3に対応する本発明の第1の実施の形態
の変形形態の構成を示すブロック図である。
【図3】請求項1に対応する第1の実施の形態の通常動
作時リフレッシュ生成回路の構成図である。
【図4】請求項1に対応する第1の実施の形態のスタン
バイ時リフレッシュ信号生成回路の構成図である。
【図5】請求項5に対応するDRAM、CPU等の回路
配線図である。
【符号の説明】
100 CPU 101 DRAM 102 通常動作時リフレッシュ信号生成回路 103 スタンバイ時リフレッシュ信号生成回路 104 クロック生成回路 110 非アクセス期間信号 111 リフレッシュ信号切り替え信号

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUとDRAMを混載した半導体集積
    回路であって、通常動作時に前記DRAMのリフレッシ
    ュ動作のために必要な信号を制御する通常時リフレッシ
    ュ信号生成回路と、スタンバイモード時に励起信号によ
    り前記DRAMのリフレッシュ動作を行なうスタンバイ
    モード時リフレッシュ信号生成回路を有する半導体集積
    回路。
  2. 【請求項2】 スタンバイモード時リフレッシュ信号生
    成回路は、半導体集積回路の外部からのトリガ信号を受
    け、全メモリセルを一度にリフレッシュすることができ
    るリフレッシュ信号を生成する請求項1記載の半導体集
    積回路。
  3. 【請求項3】 半導体集積回路はCPUが停止するCP
    U停止モードを持ち、前記CPU停止モード時に励起信
    号は、前記CPU以外の回路に供給されるクロックに従
    って生成する請求項1記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 半導体集積回路はCPUが停止するCP
    U停止モードを有し、前記CPU停止モード時にCPU
    以外の回路に供給されるクロックを用いてDRAMのリ
    フレッシュ信号を生成するCPU停止モード時リフレッ
    シュ信号生成回路を有し、通常動作時は通常動作時リフ
    レッシュ生成回路により、CPU停止モード時には前記
    CPU停止モード時リフレッシュ信号生成回路により、
    スタンバイモード時には前記スタンバイモード時リフレ
    ッシュ信号生成回路によりそれぞれ前記DRAMがリフ
    レッシュされるようにリフレッシュ生成信号を切り替え
    る回路を有する請求項1記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 スタンバイモード時リフレッシュ信号生
    成回路とDRAMの電源線と、同じ半導体集積回路内に
    存在する前記スタンバイモード時リフレッシュ回路と前
    記DRAM回路以外の回路のための電源線を分離した請
    求項1、請求項2、請求項3または請求項4記載の半導
    体集積回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010033702A (ja) * 2002-08-12 2010-02-12 Samsung Electronics Co Ltd リフレッシュフラグを発生させる半導体メモリシステム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010033702A (ja) * 2002-08-12 2010-02-12 Samsung Electronics Co Ltd リフレッシュフラグを発生させる半導体メモリシステム

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