JP2002025258A - 半導体メモリ装置で用いられる遅延固定ループ - Google Patents
半導体メモリ装置で用いられる遅延固定ループInfo
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Abstract
いられる遅延固定ループを提供する。 【解決手段】 第1シフトライト信号と第1シフトレフ
ト信号とに応答して各々内部クロックの遅延量の増加及
び減少を制御する第1シフトレジスタ330と、各々第
1遅延量を有する多数の第1単位遅延からなり、第1シ
フトレジスタの出力に応じて内部クロックを遅延させる
第1遅延ライン340と、第1シフトレジスタから出力
された第2シフトライト信号と第2シフトレフト信号に
応答して第1遅延ラインの出力信号に対する遅延量の増
加及び減少を制御する第2シフトレジスタ350と、各
々第1遅延量より大きい第2遅延量を有する多数の第2
単位遅延からなり、第2シフトレジスタの出力に応答し
て第1遅延ラインの出力を所定遅延量だけ遅延させる第
2遅延ライン360とを含んでなる。
Description
に関し、特に、少ないジッタを有する半導体メモリ装置
で用いられる遅延固定ループに関する。
に、SDRAM(Synchronous Dynam
ic Access Memory)が開発されてき
た。SDRAMは、外部クロック信号に同期されて動作
するメモリ装置であって、SDR(Single Da
ta Rate)SDRAMとDDR(Double
Data Rate)SDRAMなどがある。
されて出力される時、外部クロック信号と出力データと
の間にスキュー(skew:ゆがみ)が発生する。SD
RAMでは、外部クロック信号と出力データ、または外
部クロック信号と内部クロック信号との間のスキューを
補償するために、遅延固定ループ(DLL: Dela
y Locked Loop)が用いられる。
ック図である。図1を参照すると、従来の遅延固定ルー
プは、クロックバッファ100、遅延モニター110、
位相検出器120、シフトレジスタ130、及びディジ
タル遅延ライン140からなる。
EXT_CLKを受信して内部クロックCLK_INを
生成し、遅延モニター110は、遅延固定ループの出
力、すなわち遅延固定ループクロックDLL_CLKを
受信して内部クロックCLK_INの遅延量を決定する
ためのモデリング動作を行う。この場合、遅延モニター
110の出力は、位相検出器120にフィードバックさ
れる。
_INと遅延モニター110の出力との間の位相差を比
較して、制御信号としてシフトレフト(shift l
eft)信号SHF_Lとシフトライト(shift
right)信号SHF_Rを生成する。
号SHF_L及びシフトライト信号SHF_Rに応答し
て遅延量の増加及び減少を制御し、ディジタル遅延ライ
ン140は、シフトレジスタ130の出力に応じて内部
クロックCLK_INを遅延させて遅延固定ループクロ
ックDLL_CLKを生成する。
ル遅延ラインの例を示す図面である。ここで、図面符号
230から232までは単位遅延を示す。
140は、第1乃至第3シフト制御信号SL1〜SL3
に応答して内部クロックCLK_INを伝達するための
制御部200、制御部200の制御下に時間遅延動作を
行うための遅延部210、及び遅延部210の出力が入
力され遅延固定ループクロックDLL_CLKを生成す
るための出力部220からなる。
ハイである場合、ディジタル遅延ライン140は、第1
単位遅延230を介して内部クロックCLK_INを遅
延させることによって、遅延固定ループクロックDLL
_CLKを生成する。遅延固定ループクロックDLL_
CLKは、遅延モデル110を介して位相検出器120
に伝達され、位相検出器120は、遅延固定ループクロ
ックDLL_CLKと内部クロックCLK_INとの間
の位相差を比較する。
らに遅延させるべきであれば、位相検出器120は、シ
フトライト信号SHF_Rを活性化させる。従って、第
1及び第2シフト制御信号SL1とSL2は、各々ロジ
ックロー及びロジックハイとなって、ロジックハイが右
側方向に移動することとなる。
2個の単位遅延230、231により内部クロックCL
K_INを遅延させることによって、遅延固定ループク
ロックDLL_CLKを生成する。遅延固定ループクロ
ックDLL_CLKは、遅延モニター110を介して位
相検出器120に再びフィードバックされる。
減少させるべきであれば、位相検出器120は、シフト
レフト信号SHF_Lを活性化させて、ロジックハイを
左側方向に移動させる。
0を含む各単位遅延は、2個のNANDゲートにより具
現されるため、従来の遅延固定ループは、数ピコ秒(p
ico second)の大きいジッタを有する。した
がって、半導体メモリ装置の動作速度が増加するほど、
さらに少ないジッタを有する遅延固定ループが要求され
ている。
従来の半導体メモリ装置で用いられる遅延固定ループに
おける問題点に鑑みてなされたものであって、少ないジ
ッタを有する遅延固定ループを提供することにその目的
がある。
するためになされた本発明による半導体メモリ装置で用
いられる遅延固定ループは、第1シフトライト信号と第
1シフトレフト信号とに応答して各々内部クロックの遅
延量の増加及び減少を制御するための第1シフトレジス
タと、各々第1遅延量を有する多数の第1単位遅延から
なり、前記第1シフトレジスタの出力に応じて前記内部
クロックを遅延させるための第1遅延ラインと、前記第
1シフトレジスタから出力された第2シフトライト信号
と第2シフトレフト信号に応答して前記第1遅延ライン
の出力信号に対する遅延量の増加及び減少を制御するた
めの第2シフトレジスタと、各々前記第1遅延量より大
きい第2遅延量を有する多数の第2単位遅延からなり、
前記第2シフトレジスタの出力に応答して前記第1遅延
ラインの出力を所定遅延量だけ遅延させるための第2遅
延ラインとを含んでなることを特徴とする。
リ装置で用いられる遅延固定ループの実施の形態の具体
例を図面を参照しながら説明する。
示すブロック図である。
定ループは、クロックバッファ300、遅延モニター3
10、位相検出器320、第1シフトレジスタ330、
第1遅延ライン340、第2シフトレジスタ350、及
び第2シフトレジスタ360からなる。
EXT_CLKを入力されて内部クロックEXT_IN
を生成する。遅延モニター310は、遅延固定ループの
出力、すなわち遅延固定ループクロックCLK_INが
入力されて内部クロックCLK_INの遅延量を決定す
るためのモデリング動作を行い、遅延モニター310の
出力は、位相検出器320にフィードバックされる。
_INと遅延モニター310の出力との間の位相差を比
較して第1シフトレフト信号SHF_L1と、第1シフ
トライト信号SHF_R1とを生成する。
レフト信号SHF_L1と第1シフトライト信号SHF
_R1とに応答して内部クロックCLK_INの遅延量
の増加及び減少を制御する。
スタ330の出力に応じて内部クロックCLK_INを
遅延する。この場合、第1遅延ライン340は、少ない
遅延量を有する多数の単位遅延からなる。
レジスタ330から出力される第2シフトライト信号S
HF_L2と第2シフトライト信号SHF_R2に応答
して第1遅延ライン340の出力に対する遅延量の増加
と減少を制御する。
スタ350の出力に応答して所定の遅延量だけ第1遅延
ライン340の出力を遅延させる。この場合、第2遅延
ライン360は、第1遅延ライン340より大きい遅延
量を有する多数の単位遅延からなる。
第1遅延ライン340と第2遅延ライン360とを示す
回路図である。
は、第1乃至第3シフト制御信号FSL1、FSL2、
FSL3に応答して内部クロックCLK_INの遅延量
を制御し、第2遅延ライン360は、第4乃至第6シフ
ト信号CSL1〜CSL3に応答して第1遅延ライン3
40の出力に対する遅延量を制御する。
LK_INを反転させるための第1インバータ341、
内部クロックCLK_INの遅延量制御のための多数の
第1単位遅延342乃至344、及び第1インバータ3
41の出力を反転させるための第2インバータ348か
らなる。
第1インバータ341の出力端と接地端GND間に直列
的に接続されたキャパシタとNMOSトランジスタとに
より具現される。また、各NMOSトランジスタ34
5、346、347のゲートには、第1乃至第3シフト
制御信号FSL1、FSL2、FSL3が入力される。
は、第1乃至第3シフト制御信号FSL1乃至FSL3
に応答してスイッチング動作を行い、各キャパシタC1
乃至C3のキャパシタンスは、第2遅延ライン360に
伝達されて内部クロックCLK_INが比較的少ない遅
延量で遅延される。
イであり、第2及び第3シフト制御信号FSL2とFS
L3とがロジックローであれば、NMOSトランジスタ
345のみがターンオンされる。従って、内部クロック
CLK_INの遅延量は、キャパシタC1のキャパシタ
ンスだけ増加される。
ゲート361、362、363と多数の第2単位遅延3
64、365、366と、NANDゲート373とから
なる。
は、第1遅延ライン340の出力CLK_IN_Dと第
3乃至第6シフト制御信号CSL1、CSL2、CSL
3とを否定論理積する。各NANDゲート361、36
2、363の出力は、第2単位遅延364、365、3
66に各々入力される。
々は、例えば、NANDゲート362の出力と単位遅延
366の出力を否定論理積する第1NANDゲート37
0と、電源電圧VCCと第1NANDゲート370の出
力とを否定論理積する第2NANDゲート369とから
構成される。
は、第2単位遅延364乃至366の中、最終段の単位
遅延364の出力と電源電圧VCCとを否定論理積する
ことによって遅延固定ループクロックDLL_CLKを
生成する。
イト動作を説明するための回路図である。ここで、τ
FDは、第1単位遅延の各遅延量を示し、τCDは、第
2単位遅延の各遅延量を示す。この場合、τFDはτ
CDより小さい値を有する。便宜上、τCDが4τFD
と同一であると仮定する。
御信号FSL1乃至FSL3が、各々がロジックハイ、
ロジックハイ及びロジックローであり、第4乃至第6シ
フト制御信号CSL1乃至CSL3が、各々がロジック
ロー、ロジックハイ及びロジックローである場合、内部
クロックCLK_INは、第1遅延ライン340の二つ
の単位遅延342、343及び第2遅延ライン360の
二つの単位遅延364、365を介して遅延される。従
って、総遅延量は、(2τFD+2τCD)となる。
フトライト信号SFH_Rを生成する場合、第1乃至第
3シフト制御信号であるFSL1、FSL2、FSL3
は、全部ロジックハイとなって、総遅延量は、[(2τ
FD+2τCD)+τFD]となる。
びシフトライト信号SHF_Rを生成する場合、第1遅
延ライン340には、遅延量を増加させるための単位遅
延が存在しなくなる。したがって、第6シフト制御信号
CSL3がロジックハイである場合、第1乃至第5シフ
ト制御信号FSL1乃至FSL3、CSL1、CSL2
は、全部ロジックローとなる。従って、内部クロックC
LK_INは、3τC D、すなわち、[(3τFD+2
τCD)+τFD]となる。
レフト動作を説明するための回路図である。
信号FSL1、CSL2のみがロジックハイである場
合、内部クロックCLK_INは、第1遅延ライン34
0の一つの単位遅延342と第2遅延ライン360の二
つの単位遅延365、364を介して遅延される。従っ
て、総遅延量は、(τFD+τCD)となる。
フトレフト信号SHF_Lを生成する場合、第1乃至第
3シフト制御信号FSL1乃至FSL3は、ロジックロ
ーとなる。従って、総遅延量は、2τCD、すなわち、
[(τFD+2τCD)−τ FD]となる。
再びシフトレフト信号SHF_Lを生成すれば、第1遅
延ライン340には、遅延量を減少するための単位遅延
がそれ以上存在しなくなって、第1乃至第3シフト制御
信号FSL1乃至FSL3は、ロジックハイとなる。従
って、内部クロックCLK_INは、(3τFD+τ
CD)、すなわち、(2τCD−τFD)だけ遅延され
る。
か、または減少された遅延量は、いかなる場合にも常に
τFDとなる。また、最小単位遅延τFDは、第1単位
遅延を構成するキャパシタのキャパシタンスに依存する
ために、第1遅延ライン340内のキャパシタ及び単位
遅延の個数を適切に調節して設計することによって低電
圧でも所望の単位遅延を得ることができる。
はない。本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変
更実施することが可能である。
加されるか、または減少された遅延量は、いかなる場合
にも常にτFDとなる。付加的に、最小のユニット遅延
τFDは、第1ユニット遅延にあるキャパシタのキャパ
シタンスに依存するために、第1遅延ライン340にあ
るユニット遅延の数とキャパシタとを適切にデザインす
ることによってロー電力電圧においても所望のユニット
遅延を得ることができる。
る。
ラインの例を示す図面である。
遅延固定ループを示すブロック図である。
ンを示す回路図である。
遅延固定ループのシフトライト動作を説明するための回
路図である。
遅延固定ループのシフトライト動作を説明するための回
路図である。
遅延固定ループのシフトライト動作を説明するための回
路図である。
遅延固定ループのシフトレフト動作を説明するための回
路図である。
遅延固定ループのシフトレフト動作を説明するための回
路図である。
る遅延固定ループのシフトレフト動作を説明するための
回路図である。
73 NANDゲート
Claims (4)
- 【請求項1】 第1シフトライト信号と第1シフトレフ
ト信号とに応答して各々内部クロックの遅延量の増加及
び減少を制御する第1シフトレジスタと、 各々第1遅延量を有する多数の第1単位遅延からなり、
前記第1シフトレジスタの出力に応じて前記内部クロッ
クを遅延させる第1遅延ラインと、 前記第1シフトレジスタから出力された第2シフトライ
ト信号と第2シフトレフト信号に応答して前記第1遅延
ラインの出力信号に対する遅延量の増加及び減少を制御
する第2シフトレジスタと、 各々前記第1遅延量より大きい第2遅延量を有する多数
の第2単位遅延からなり、前記第2シフトレジスタの出
力に応答して前記第1遅延ラインの出力を所定遅延量だ
け遅延させる第2遅延ラインとを含んでなることを特徴
とする半導体メモリ装置で用いられる遅延固定ループ。 - 【請求項2】 外部クロックを受信して前記内部クロッ
クを生成するクロックバッファと、 前記第2遅延ラインの出力を受信して前記内部クロック
の遅延量を決定するためのモデリング動作を行う遅延モ
ニター手段と、 前記内部クロックと前記遅延モニター手段の出力間の位
相差を比較して前記第1シフトライト信号及び前記第1
シフトレフト信号を生成する位相検出手段とをさらに含
んでなることを特徴とする請求項1に記載の半導体メモ
リ装置で用いられる遅延固定ループ。 - 【請求項3】 前記第1遅延ラインは、前記内部クロッ
クを反転させる第1インバータと、 各々前記第1インバータの出力端と接地端との間に直列
接続されたNMOSトランジスタとキャパシタとからな
り、各NMOSトランジスタのゲートは前記第1シフト
レジスタから出力される制御信号を受信する多数の第1
単位遅延と、 前記第1インバータの出力を反転させる第2インバータ
とからなることを特徴とする請求項1に記載の半導体メ
モリ装置で用いられる遅延固定ループ。 - 【請求項4】 前記第2遅延ラインは、各々電源電圧と
前記第2シフトレジスタの出力とを否定論理積する複数
の第1NANDゲートと、 各第1NANDゲートの出力と前段の第2単位遅延の出
力とを否定論理積する第2NANDゲートと、前記電源
電圧と前記第2NANDゲートの出力とを否定論理積す
る第3NANDゲートとを有する複数の第2単位遅延
と、 前記電源電圧と最終段第2単位遅延の出力とを否定論理
積する第4NANDゲートとからなることを特徴とする
請求項1に記載の半導体メモリ装置で用いられる遅延固
定ループ。
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