JP2002157881A - 半導体メモリ - Google Patents

半導体メモリ

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JP2002157881A JP2000351601A JP2000351601A JP2002157881A JP 2002157881 A JP2002157881 A JP 2002157881A JP 2000351601 A JP2000351601 A JP 2000351601A JP 2000351601 A JP2000351601 A JP 2000351601A JP 2002157881 A JP2002157881 A JP 2002157881A
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、半導体メモリにおけるメモリセ
ルのリフレッシュを外部から見えることなく内部で自動
で実行することを目的とする。 【解決手段】 独立に動作する複数のバンクを有してい
る。リフレッシュ発生回路は、リフレッシュ要求を所定
の間隔で発生する。リフレッシュカウンタは、リフレッ
シュアドレスを生成する。保持回路は、リフレッシュア
ドレスが示す各バンク内のメモリセルについて、それぞ
れリフレッシュの完了・未完了の情報を保持する。リフ
レッシュ制御回路は、リフレッシュ要求の発生時に、保
持回路に保持された情報に基づいて、非動作中のバンク
のうち、リフレッシュが未完了のバンクをリフレッシュ
する。リフレッシュ動作は、非動作中のバンクで実行さ
れるため、リフレッシュ動作を外部から認識されること
なく自動で実行できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャパシタからな
るメモリセルを有する半導体メモリに関し、特に、メモ
リセルのリフレッシュを内部で自動的に実行する技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】キャパシタからなるメモリセルを有する
半導体メモリとして、DRAMが知られている。DRAMは、メ
モリセルを小さく構成できるため高集積化に適してい
る。しかし、DRAMは、メモリセルに記憶されたデータを
保持するためにリフレッシュ動作を必要とする。また、
DRAM等の半導体メモリは、読み出し動作および書き込み
動作後に、ビット線をイコライズするプリチャージ動作
を必要とする。プリチャージ期間には、読み出し動作・
書き込み動作を実行できないため、データの入出力効率
が低下する。
【0003】このため、近時のDRAMでは、メモリコアを
独立に動作する複数のバンクで構成し、一つのバンクの
プリチャージ期間に、他のバンクの動作を可能にするこ
とで、データの入出力効率を向上している。一方、SRAM
の使いやすさとDRAMの高集積を狙った半導体集積回路と
して、仮想SRAM(Virtually SRAM)が知られている。仮
想SRAMは、リフレッシュ用の制御回路およびDRAMと同様
のメモリコアを備えている。
【0004】仮想SRAMは、リフレッシュ動作の時間を読
み出しサイクル、書き込みサイクルに含めることで、外
部からリフレッシュ動作を見えなくしている。仮想SRAM
の詳細は、東芝レビュー41巻3号1986年pp.227-230(株
式会社東芝)に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、仮想SRAMで
は、読み出し動作・書き込み動作のサイクル時間をリフ
レッシュ動作の時間分だけ実力値より長くしなくてはな
らない。このため、アクセス時間が大幅に長くなるとい
う問題があった。
【0006】従来と同等のサイクル時間で動作し、か
つ、リフレッシュ動作を自動的に実行するDRAMは、提案
されていない。これは、複数のバンクを有するDRAMにお
いても同様である。
【0007】本発明の目的は、リフレッシュを外部から
見えることなく実行できる半導体メモリを提供すること
にある。特に、本発明の目的は、独立して動作可能な複
数のバンクを有する半導体メモリにおいて、リフレッシ
ュを外部から見えることなく実行することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体メモリ
は、メモリセルを有し独立に動作する複数のバンクと、
リフレッシュ発生回路と、リフレッシュカウンタと、保
持回路と、リフレッシュ制御回路とを備えている。リフ
レッシュ発生回路は、メモリセルをリフレッシュするた
めのリフレッシュ要求を所定の間隔で発生する。リフレ
ッシュカウンタは、リフレッシュアドレスを生成する。
保持回路は、リフレッシュアドレスが示す各バンク内の
メモリセルについて、それぞれリフレッシュの完了・未
完了の情報を保持する。リフレッシュ制御回路は、リフ
レッシュ要求の発生時に、保持回路に保持された情報に
基づいて、非動作中のバンクのうち、リフレッシュが未
完了のバンクをリフレッシュする。すなわち、一つのリ
フレッシュアドレスについて、リフレッシュ要求毎に未
だリフレッシュされていないバンクが順次リフレッシュ
される。リフレッシュ動作は、非動作中のバンクで実行
されるため、リフレッシュ動作を外部から認識されるこ
となく実行できる。すなわち、複数のバンクを有する半
導体メモリにおいて、メモリセルのリフレッシュを内部
で自動的に実行できる。
【0009】請求項2の半導体メモリでは、保持回路が
保持する情報が全て完了になったときに、保持回路は、
情報を全て未完了に変更し、リフレッシュカウンタは、
カウントアップされる。このため、一つのリフレッシュ
アドレスに対応する情報が保持回路に確実に保持され、
各バンクのメモリセルを確実にリフレッシュできる。請
求項3の半導体メモリでは、一つのバンクを連続してア
クセスできる最大時間の仕様は、リフレッシュ要求の発
生間隔より短く設定されている。例えば、読み出し動作
の開始と同時にリフレッシュ要求が発生し、リフレッシ
ュ動作が実行できなかった場合にも、その読み出し動作
は、次のリフレッシュ要求時までに完了する。このた
め、次のリフレッシュ要求に応じてリフレッシュ動作を
必ず実行できる。したがって、全てのバンクに対してリ
フレッシュサイクルを必ず挿入することができ、全ての
メモリセルを確実にリフレッシュできる。
【0010】請求項4の半導体メモリは、優先回路を備
えている。優先回路は、非動作中のバンクのうち、リフ
レッシュが未完了のバンクが複数あるときに、リフレッ
シュするバンクを決める。このため、各バンクのリフレ
ッシュを競合することなく実行できる。請求項5の半導
体メモリでは、メモリセルを有し独立に動作する複数の
バンクと、リフレッシュ発生回路と、アドレス生成回路
と、複数の保持回路と、リフレッシュ制御回路とを備え
ている。リフレッシュ発生回路は、メモリセルをリフレ
ッシュするためのリフレッシュ要求を所定の間隔で発生
する。アドレス生成回路は、複数のリフレッシュアドレ
スを生成する。保持回路は、各リフレッシュアドレスが
示す各バンク内のメモリセルについて、それぞれリフレ
ッシュの完了・未完了の情報を保持する。リフレッシュ
制御回路は、リフレッシュ要求の発生時に、各保持回路
に保持された情報に基づいて、非動作中のバンクのう
ち、リフレッシュアドレスに対応するリフレッシュが未
完了のメモリセルをリフレッシュする。すなわち、複数
のリフレッシュアドレスのいずれかについて、リフレッ
シュ要求毎に、未だリフレッシュされていないバンクが
順次リフレッシュされる。リフレッシュ動作は、非動作
中のバンクで実行されるため、リフレッシュ動作を外部
から認識されることなく実行できる。すなわち、複数の
バンクを有する半導体メモリにおいて、メモリセルのリ
フレッシュを内部で自動的に実行できる。
【0011】あるリフレッシュアドレスでリフレッシュ
すべきバンクが動作中の場合、別のリフレッシュアドレ
スで別のバンクをリフレッシュできる。この結果、一つ
のバンクについて連続してアクセスできる最大時間を長
くできる。請求項6の半導体メモリでは、アドレス生成
回路は、リフレッシュカウンタと、アドレス保持回路と
を備えている。リフレッシュカウンタは、リフレッシュ
アドレスを生成する。アドレス保持回路は、リフレッシ
ュカウンタが前回生成したリフレッシュアドレスを保持
する。このため、簡易な回路で複数のリフレッシュアド
レスを生成できる。
【0012】請求項7の半導体メモリでは、アドレス保
持回路に対応する保持回路が保持する情報が全て完了に
なったときに、リフレッシュカウンタに対応する保持回
路は、保持している情報をアドレス保持回路に対応する
保持回路に転送し、この後、情報を全て未完了に変更す
る。リフレッシュカウンタは、現在のカウンタ値をアド
レス保持回路に転送し、この後、カウントアップされ
る。このため、複数のリフレッシュアドレスを使用し
て、複数のバンクをリフレッシュする場合にも、保持回
路が保持する情報と、リフレッシュアドレスとを常に対
応させることができ、各バンクのメモリセルを確実にリ
フレッシュできる。
【0013】請求項8の半導体メモリでは、一つのバン
クを連続してアクセスできる最大時間の仕様は、“(リ
フレッシュ要求の発生間隔)×(バンクの数)×(保持
回路の数−1)”より短く設定されている。一つ目の保
持回路で未完了を示すバンクが動作中の場合、二つ目以
降の保持回路(別のリフレッシュアドレス)で未完了を
示す複数のバンクをリフレッシュできる。
【0014】上記最大時間の仕様を、リフレッシュ要求
の発生間隔に“(バンクの数)×(2つ目以降の保持回
路の数)”を乗じた時間より短くすることで、全てのリ
フレッシュ要求に対応して、いずれかのバンクを必ずリ
フレッシュできる。すなわち、一つのバンクを連続して
アクセスできる最大時間を長くしても、全てのメモリセ
ルを確実にリフレッシュできる。
【0015】請求項9の半導体メモリでは、優先回路を
備えている。優先回路は、非動作中のバンクのうち、リ
フレッシュアドレスに対応するリフレッシュが未完了の
メモリセルが複数あるときに、リフレッシュするバンク
を決める。このため、複数のリフレッシュアドレスが生
成される場合においても、リフレッシュを競合すること
なく実行できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。各図面において太線で示した信号線
は、複数本で構成されていることを示している。また、
太線が接続されたブロックの一部は、複数の回路で構成
されている。図1は、本発明の半導体メモリの第1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4に対応している。
【0017】この半導体メモリは、シリコン基板上にCM
OSプロセスを使用して64MビットSDRAM(Synchronous D
RAM)10として形成されている。このSDRAM10は、主
に民生機器向けに設計されており、最大クロック周波数
は、20MHzである。SDRAM10は、使い勝手を良くす
るために、メモリセルのリフレッシュをバンク毎に自動
的に実行する機能を有している。このため、ユーザは、
リフレッシュを全く考慮することなく、SDRAMを搭載す
るシステム基板を設計できる。
【0018】SDRAM10は、コマンドデコーダ12、状
態レジスタ14、リフレッシュ発生回路16、リフレッ
シュ制御回路18、リフレッシュカウンタ20、および
4つのバンクBK0-BK3を有している。コマンドデコーダ
12は、外部からのコマンド信号CMDを受け、コマンド
を解析し、アクティブ信号ACT、読み出し信号RD、書き
込み信号WR、およびプリチャージ信号PRE等を出力して
いる。状態レジスタ14は、アクティブ信号ACT、プリ
チャージ信号PRE、および外部からのバンクアドレスBA
を受け、バンクBK0-BK3の状態をそれぞれ示す状態信号S
T0〜ST3を出力している。バンクBK0〜BK3は、状態信号S
T0〜ST3が低レベルのときに、リフレッシュが可能な状
態になっている。具体的には、バンクBK0(またはBK1〜
BK3)に対応する状態信号ST0(ST1〜ST3)は、アクティ
ブコマンドが供給され、バンクBK0(またはBK1〜BK3)
が活性化された後、プリチャージコマンドが供給されプ
リチャージ動作が実行されるまで高レベルにされてい
る。なお、全ての信号名の末尾の数字0〜3は、それぞ
れバンクの番号に対応する。
【0019】リフレッシュ発生回路16は、オシレータ
を内蔵しており、所定の周期でリフレッシュ要求信号RE
FRQを発生する。リフレッシュ制御回路18は、リフレ
ッシュ要求信号REFRQおよび状態信号ST0〜ST3を受け、
カウントアップ信号UP、遅延リフレッシュ信号REFD、お
よび選択信号SEL0〜SEL3を出力している。リフレッシュ
カウンタ20は、カウントアップ信号UPおよび遅延リフ
レッシュ信号REFDを受け、メモリセルをリフレッシュす
るリフレッシュアドレスREFADを出力している。
【0020】バンクBK0〜BK3は、複数のメモリセル、ア
ドレスデコーダ、およびセンスアンプ等を有している。
バンクBK0〜BK3は、リフレッシュアドレスREFADと、バ
ンクアドレスBA、外部からのアドレスAD(行アドレスRA
D、列アドレスCAD)とを受けている。バンクBK0〜BK3
は、それぞれ高レベルの選択信号SEL0〜SEL3を受けたと
きに、リフレッシュ動作を実行する。この実施形態で
は、1回のリフレッシュ要求に対して、選択信号SEL0〜
SEL3のいずれかが活性化され、バンクBK0〜BK3のいずれ
かがリフレッシュされる。
【0021】この実施形態では、1回のリフレッシュ要
求に応じて1024のメモリセルがリフレッシュされる。64
M個のメモリセルを全てリフレッシュするために、64k
回のリフレッシュ要求が必要である。また、メモリセル
は、最大64msの期間データを保持できるように形成され
ている。したがって、64msの間に64k回のリフレッシュ
が必要であり、リフレッシュ要求の発生間隔は、976ns
以下にしなくてはならない。リフレッシュ要求信号REFR
Qの発生間隔は、リフレッシュ発生回路16のオシレー
タの周期で決められている。このため、この実施形態で
は、製造プロセス、電圧変化、温度変化を考慮して、リ
フレッシュ要求信号REFRQの発生間隔を510nsにしてい
る。そして、後述するように、リフレッシュ要求が4回
発生する期間(2040ns)にバンクBK0〜BK3が1回ずつリ
フレッシュされる。
【0022】図2は、リフレッシュ制御回路18および
リフレッシュカウンタ20の詳細を示している。リフレ
ッシュ制御回路18は、リフレッシュの起動回路22、
保持回路24、優先回路26、状態取込回路28、バン
ク選択回路30を有している。起動回路22は、リフレ
ッシュ要求信号REFRQを保持するラッチを有しており、
バンクBK0〜BK3のいずれかがリフレッシュ可能なときに
リフレッシュ開始信号REFSを出力する。
【0023】保持回路24は、リフレッシュ開始信号RE
FSおよび優先回路26からのセット信号SET0〜SET3を受
け、完了信号CMP0〜CMP3およびカウントアップ信号UPを
出力している。優先回路26は、完了信号CMP0〜CMP3、
状態ラッチ信号STL0〜STL3、/STL0〜/STL3、およびリフ
レッシュパルスREFPを受け、セット信号SET0〜SET3およ
び選択信号SE0〜SE3を出力している。
【0024】状態取込回路28は、4つのラッチ28a
と、遅延回路28bと、パルス発生回路28cとを有し
ている。ラッチ28aは、リフレッシュ開始信号REFSの
立ち上がりエッジに同期してそれぞれ状態信号ST0〜ST3
を取り込み、取り込んだ信号を状態ラッチ信号STL0〜ST
L3として出力する。状態ラッチ信号STL0〜STL3、および
これ等信号を反転した状態ラッチ信号/STL0〜/STL3は、
優先回路26に出力されている。遅延回路28bは、リ
フレッシュ開始信号REFSを所定時間遅延させ、遅延リフ
レッシュ信号REFDとして出力する。パルス発生回路28
cは、遅延リフレッシュ信号REFDの立ち下がりエッジに
同期してリフレッシュパルスREFPを生成する。
【0025】バンク選択回路30は、4つのラッチ30
aを有している。ラッチ30aは、遅延リフレッシュ信
号REFDの立ち上がりエッジに同期してそれぞれ選択信号
SE0〜SE3を取り込み、取り込んだ信号を選択信号SEL0〜
SEL3として出力している。リフレッシュカウンタ20
は、カウントアップ信号UPの立ち上がりエッジを受けて
カウントアップするカウンタ20aと、カウンタ20a
が出力するカウンタ値を遅延リフレッシュ信号REFDの立
ち上がりエッジに同期して取り込み、取り込んだ信号を
リフレッシュアドレスREFADとして出力するラッチ20
bとを有している。
【0026】図3は保持回路24の詳細を示している。
保持回路24は、RSフリップフロップ24aと、CMOS伝
達ゲート24bと、ANDゲート24cと、パルス発生回
路24dとを有している。RSフリップフロップ24a
は、セット端子Sでセット信号SET0〜SET3を受けたと
き、それぞれ完了信号CM0〜CM3を高レベルにし、リセッ
ト端子Rでカウントアップ信号UPを受けたとき、それぞ
れ完了信号CM0〜CM3を低レベルにする。CMOS伝達ゲート
24bは、高レベルのリフレッシュ開始信号REFSを受け
てオンし、完了信号CM0〜CM3をそれぞれ完了信号CMP0〜
CMP3として伝達する。ANDゲート24cは、完了信号CM0
〜CM3が全て高レベルのときに、完了信号CMPを高レベル
にする。パルス発生回路24dは、完了信号CMPの立ち
上がりエッジを受けて、カウントアップ信号UP(高レベ
ルのパルス)を発生する。
【0027】図4は、優先回路26の詳細を示してい
る。優先回路26は、選択信号SE0〜SE3をそれぞれ出力
するANDゲート26a、26b、26c、26dと、セ
ット信号SET0〜SET3をそれぞれ出力する4つのANDゲー
ト26eとを有している。ANDゲート26aは、完了信
号CMP0が低レベルで、状態ラッチ信号/STL0が高レベル
のときに選択信号SE0を活性化する。すなわち、選択信
号SE0は、リフレッシュアドレスREFADに対応するバンク
BK0のリフレッシュが完了されておらず、かつ、バンクB
K0が非動作中のときに活性化される。
【0028】ANDゲート26bは、完了信号CMP1が低レ
ベルで、状態ラッチ信号/STL1が高レベルで、完了信号C
MP0、状態ラッチ信号STL0のいずれかが高レベルのとき
に、選択信号SE1を活性化する。すなわち、選択信号SE1
は、リフレッシュアドレスREFADに対応するバンクBK1の
リフレッシュが完了されておらず、バンクBK1が非動作
中で、バンクBK0がリフレッシュを完了しているか、動
作中のときに活性化される。
【0029】ANDゲート26cは、完了信号CMP2が低レ
ベルで、状態ラッチ信号/STL2が高レベルで、完了信号C
MP0、状態ラッチ信号STL0のいずれかが高レベルで、完
了信号CMP1、状態ラッチ信号STL1のいずれかが高レベル
のときに、選択信号SE2を活性化する。すなわち、選択
信号SE2は、リフレッシュアドレスREFADに対応するバン
クBK2のリフレッシュが完了されておらず、バンクBK2が
非動作中で、バンクBK0、BK1のリフレッシュが完了して
いるか、動作中のときに活性化される。
【0030】ANDゲート26dは、完了信号CMP3が低レ
ベルで、状態ラッチ信号/STL3が高レベルで、完了信号C
MP0、状態ラッチ信号STL0のいずれかが高レベルで、完
了信号CMP1、状態ラッチ信号STL1のいずれかが高レベル
で、完了信号CMP2、状態ラッチ信号STL2のいずれかが高
レベルのときに、選択信号SE3を活性化する。すなわ
ち、選択信号SE3は、リフレッシュアドレスREFADに対応
するバンクBK3のリフレッシュが完了されておらず、バ
ンクBK3が非動作中で、バンクBK0〜BK2がリフレッシュ
を完了しているか、動作中のときに活性化される。
【0031】この結果、バンクBK0〜BK3が全て非動作中
で、リフレッシュが未完了のとき、バンクBK0、BK1、BK
2、BK3の順で優先度が高くなる。図5は、上述したSDRA
M10のリフレッシュ動作の概要を示している。図にお
いて、長円で囲った“REF”および四角で囲った“REF”
は、それぞれ、リフレッシュアドレスREFADが“0”お
よび“1”のリフレッシュ動作を示している。図中の
“A”、“R”、“P”は、それぞれアクティブコマン
ド、読み出しコマンド、プリチャージコマンドの供給を
示している。
【0032】この例では、SDRAM10は、バンクBK0〜BK
3に対して、それぞれアクティブコマンド、2回の読み
出しコマンド、およびプリチャージコマンドを受け、順
次、バースト読み出し動作を実行する。例えば、350ns
に供給された読み出しコマンドに基づくバースト読み出
し動作中に、バンクBK1のアクティブコマンドおよび読
み出しコマンドが供給される。バースト長は“4”に設
定されており、1回の読み出しコマンドの供給により、
4つのデータが出力される。換言すれば、読み出しコマ
ンドは、4クロック毎に供給可能である。
【0033】タイミング図の始まりにおいて、バンクBK
1、BK3のリフレッシュアドレスREFAD(=0)に対応す
るリフレッシュは完了している。このため、図3に示し
た完了信号CM1、CM3は、高レベルに変化している。SDRA
M10のtRAS(/RAS active time)の最大時間(タイミ
ング仕様)は、フレッシュ要求信号REFRQの発生間隔よ
り短く、500nsにされている。tRASは、アクティブコマ
ンドの受け付け後、プリチャージコマンドを受け付ける
までの時間であり、ワード線を選択した状態で連続して
読み書き動作が可能な時間である。このため、例えば、
アクティブコマンドの供給と同時にリフレッシュ要求が
発生し、リフレッシュ動作が実行できなかった場合に
も、その読み出し動作は、次のリフレッシュ要求時まで
に完了する。このため、次のリフレッシュ要求に応じて
そのバンクのリフレッシュ動作を必ず実行できる。
【0034】まず、バンクBK0の読み出し動作中にリフ
レッシュ要求信号REFRQが発生する(図5(a))。図
2に示した起動回路22は、リフレッシュ要求信号REFR
Qを受け、リフレッシュが完了していないバンクのうち
バンクBK2がリフレッシュ可能と判断し、リフレッシュ
開始信号REFSを活性化する。ここで、もしバンクBK0、B
K2がともにアクティブのとき、起動回路22は、リフレ
ッシュ要求を保持し、バンクBK0、BK2のいずれかが非ア
クティブ状態になったときリフレッシュ開始信号REFSを
活性化する。
【0035】図4に示した優先回路26は、完了信号CM
P0〜CMP3、状態ラッチ信号STL0〜STL3、/STL0〜STL3に
基づいて、選択信号SE2を活性化する。高レベルの選択
信号SE2は、選択信号SEL2としてバンクBK2に伝達され、
バンクBK2のリフレッシュ動作が実行される。(図5
(b))。この後、バンクBK0、BK1は活性化されてい
る。次のリフレッシュ要求信号REFRQが活性化される
と、起動回路22は、リフレッシュが完了していないバ
ンクのうちバンクBK0がリフレッシュ可能と判断し、リ
フレッシュ開始信号REFSを活性化する(図5(c))。
そして、バンクBK0のリフレッシュ動作が実行される。
(図5(d))。バンクBK0のリフレッシュにより、リ
フレッシュアドレスREFAD(=0)について全てのバン
クBK0〜BK3のリフレッシュが完了する。図3に示した保
持回路24は、RSフリップフロップ24aを全てセット
し、カウントアップ信号UPを出力する。図2に示したリ
フレッシュカウンタ20は、カウントアップ信号UPを受
け、カウンタ値を進め、リフレッシュアドレスREFADを
“1”にする(図5(e))。
【0036】この後、リフレッシュ要求信号REFRQが発
生する毎に、リフレッシュアドレスREFAD(=1)に対
応するバンクBK0〜BK3のリフレッシュ動作が順次実行さ
れる(図5(f)、(g)、(h))。このように、SD
RAM10は、外部から供給されるコマンドとは無関係に
内部回路を制御し、リフレッシュ動作を実行する。すな
わち、リフレッシュ動作は、外部から認識されることな
く実行される。
【0037】図6は、図5に示したタイミングのうち、
200ns〜1000nsの期間におけるリフレッシュ制御回路1
8の動作を示している。まず、リフレッシュ要求信号RE
FRQに基づいてリフレッシュ開始信号REFSが活性化され
る(図6(a))。このとき、バンクBK0は活性化され
ており、状態信号ST0は高レベルになっている。図2に
示した状態取込回路28のラッチ28aは、リフレッシ
ュ開始信号REFSの立ち上がりエッジに同期して高レベル
の状態信号ST0を取り込み、状態ラッチ信号STL0を高レ
ベルにする(図6(b))。
【0038】保持回路24は、リフレッシュの完了した
バンクBK1、BK3に対応するRSフリップフロップ22aを
セットしており、完了信号CM0〜CM3をそれぞれ低レベ
ル、高レベル、低レベル、高レベルにしている(図6
(c))。保持回路24のCMOS伝達ゲート24bは、リ
フレッシュ開始信号REFSの活性化によりオンし、完了信
号CM0〜CM3を完了信号CMP0〜CMP3として出力する(図示
せず)。すなわち、完了信号CMP0、CMP2は低レベル、完
了信号CMP1、CMP3は高レベルになる。
【0039】図4に示した優先回路26のANDゲート2
6aは、低レベルの状態ラッチ信号/STL0により非活性
化される。ANDゲート26b、26dは、それぞれ高レ
ベルの完了信号CMP1、CMP3により非活性化される。AND
ゲート26cは、高レベルの状態ラッチ信号STL0(バン
クBK0のアクティブに基づく)、高レベルの完了信号CMP
1(バンクBK1のリフレッシュ完了に基づく)、低レベル
の完了信号(バンクBK2のリフレッシュ未完了に基づ
く)、および高レベルの状態ラッチ信号/STL2(バンクB
K2の非アクティブに基づく)により、選択信号SE2を活
性化する(図6(d))。すなわち、バンクBK0は動作
中、BK1はリフレッシュを完了しているため、その次に
優先度の高いバンクBK2がリフレッシュされる。
【0040】状態取込回路28の遅延回路28bは、リ
フレッシュ開始信号REFSから所定時間遅れて遅延リフレ
ッシュ信号REFDを活性化する(図6(e))。状態取込
回路28のパルス発生回路28cは、遅延リフレッシュ
信号REFDの立ち下がりエッジに同期してリフレッシュパ
ルスREFPを生成する(図6(f))。図2に示したバン
ク選択回路30は、遅延リフレッシュ信号REFDの立ち上
がりエッジに同期して選択信号SEL2を活性化し、選択信
号SEL1を非活性化する(図6(g))。そして、リフレ
ッシュアドレスREFAD(=0)に対応するバンクBK2のリ
フレッシュ動作が実行される。バンクBK2がリフレッシ
ュされている期間、状態信号ST2は高レベルになる(図
6(h))。
【0041】バンクBK2に対応するANDゲート26eは、
選択信号SE2の活性化を受け、リフレッシュパルスREFP
が高レベルの期間にセット信号SET2を高レベルに変化す
る(図6(i))。バンクBK2に対応する保持回路24
のRSフリップフロップ24aは、セット信号SET2の活性
化に同期してセットされ、完了信号CM2を高レベルにす
る(図6(j))。状態信号ST0は、バンクBK0のプリチ
ャージ動作が完了したときに低レベルに変化する(図6
(k))。
【0042】次のリフレッシュ要求信号REFRQが発生
し、リフレッシュ開始信号REFSが活性化される(図6
(l))。状態取込回路28のラッチ28aは、リフレ
ッシュ開始信号REFSの立ち上がりエッジに同期して低レ
ベルの状態信号ST0を取り込み、状態ラッチ信号STL0を
低レベルにする(図6(m))。優先回路26のANDゲ
ート26aは、低レベルの完了信号CMP0および高レベル
の状態ラッチ信号/STL0(信号STL0の反転論理)を受
け、選択信号SE0を高レベルに変化する(図6
(n))。すなわち、最も優先度の高いバンクBK0が、
非動作中で、リフレッシュが未完了のため、リフレッシ
ュされる。
【0043】上述と同様に、遅延リフレッシュ信号REFD
およびリフレッシュパルスREFPが生成される(図6
(o))。バンク選択回路30は、遅延リフレッシュ信
号REFDの立ち上がりエッジに同期して選択信号SEL0を活
性化し、選択信号SEL2を非活性化する(図6(p))。
そして、リフレッシュアドレスREFAD(=0)に対応す
るバンクBK2のリフレッシュ動作が実行される。バンクB
K2がリフレッシュされている期間、状態信号ST0は高レ
ベルになる(図6(q))。
【0044】バンクBK0に対応するANDゲート26eは、
選択信号SE0の活性化を受け、リフレッシュパルスREFP
が高レベルの期間にセット信号SET0を高レベルに変化す
る(図6(r))。バンクBK0に対応するRSフリップフ
ロップ24aは、セット信号SET0の活性化に同期してセ
ットされ、完了信号CM0を高レベルに変化させる(図6
(s))。保持回路24のANDゲート24cは、高レベ
ルの完了信号CM0〜CM3を受け、完了信号CMPを高レベル
に変化させる(図6(t))。
【0045】保持回路24のパルス生成回路24dは、
完了信号CMPの立ち上がりエッジに同期してカウントア
ップ信号UP(高レベルのパルス信号)を生成する(図6
(u))。RSフリップフロップ24aは、カウントアッ
プ信号UPを受けてリセットされ、完了信号CM0〜CM3を低
レベルに変化させる(図6(v))。リフレッシュカウ
ンタ20は、カウントアップ信号UPを受けてカウントア
ップし、リフレッシュアドレスREFADを“1”にする
(図6(w))。
【0046】リフレッシュカウンタ20のカウントアッ
プに同期して保持回路24が初期化(全て未完了の情報
に変更)されるため、同じリフレッシュアドレスREFAD
で2回リフレッシュしたり、リフレッシュが実行されな
いといった不具合が防止される。以上、この実施形態で
は、バンクBK0〜BK3について、それぞれリフレッシュの
完了・未完了の情報を保持し、リフレッシュ要求の発生
時に、保持された情報に基づいて、非動作中のバンクの
うち、リフレッシュが未完了のバンクをリフレッシュし
た。非動作中のバンクを狙ってリフレッシュを実行する
ため、リフレッシュ動作を外部から認識されることなく
実行できる。すなわち、メモリセルのリフレッシュを内
部で自動的に実行できる。
【0047】保持回路24のラッチ24aが全てセット
されたことに基づいて、リフレッシュカウンタ20をカ
ウントアップした。このため、一つのリフレッシュアド
レスREFADに対応するバンクBK0〜BK3のメモリセルを確
実にリフレッシュできる。tRASの最大時間(仕様)を、
リフレッシュ要求の発生間隔より短く設定した。このた
め、全てのバンクBK0〜BK3に対してリフレッシュサイク
ルを必ず挿入することができ、全てのメモリセルを確実
にリフレッシュできる。
【0048】リフレッシュ可能なバンクが複数あるとき
に、リフレッシュするバンクを決める優先回路26を形
成した。このため、バンクBK0〜BK3のリフレッシュを競
合することなく実行できる。図7は、本発明の半導体メ
モリの第2の実施形態を示している。この実施形態は、
請求項5ないし請求項9に対応している。第1の実施形
態で説明した回路・信号と同一の回路・信号について
は、同一の符号を付け、これ等回路・信号についての詳
細な説明は省略する。
【0049】この実施形態では、リフレッシュ制御回路
32が第1の実施形態のリフレッシュ制御回路18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。すなわち、本実施形態の半導体メモリは、4つの
バンクBK0〜BK3を有し、最大クロック周波数が20MH
zの64MビットSDRAM(Synchronous DRAM)として形
成されている。リフレッシュ要求信号REFRQの発生間隔
は、510nsにされている。
【0050】リフレッシュ制御回路32は、第1の実施
形態と同一の起動回路22、状態取込回路28、バンク
選択回路30と、第1保持回路34、第2保持回路3
6、第1優先回路38、第2優先回路40、リフレッシ
ュカウンタ42とを有している。起動回路22および状
態取込回路28に入出力される信号は、第1の実施形態
と同一である。バンク選択回路30に入出力される信号
は、第1優先回路38からの選択信号SE10〜SE13と第2
優先回路40からの選択信号SE20〜SE23とのOR論理が入
力されることを除き、第1の実施形態と同一である。
【0051】第1保持回路34は、リフレッシュ開始信
号REFS、第1優先回路38からのセット信号SET10〜SET
13、および第2保持回路36からの完了信号CMP20〜CMP
23を受け、完了信号CMP10〜CMP13およびカウントアップ
信号UPを出力している。第2保持回路36は、リフレッ
シュ開始信号REFS、第1優先回路38からのカウントア
ップ信号UP、および第2優先回路40からのセット信号
SET20〜SET23を受け、完了信号CMP20〜CMP23を出力して
いる。
【0052】第1優先回路38は、完了信号CMP10〜CMP
13、状態ラッチ信号STL0〜STL3、/STL0〜/STL3、および
リフレッシュパルスREFPを受け、セット信号SET10〜SET
13、選択信号SE10〜SE13、アドレス選択信号ASEL1、お
よび許可信号PER0〜PER3を出力している。第2優先回路
40は、完了信号CMP20〜CMP23、状態ラッチ信号STL0〜
STL3、/STL0〜/STL3、およびリフレッシュパルスREFPを
受け、セット信号SET20〜SET23、選択信号SE20〜SE23、
およびアドレス選択信号ASEL2を出力している。
【0053】図8は、第1保持回路34の詳細を示して
いる。第1保持回路34は、第1の実施形態の保持回路
24のRSフリップフロップ24aの代わりにセット端子
S付きのラッチ34aを有している。ラッチ34aを除
く構成は、保持回路24と同一である。ラッチ34a
は、カウントアップ信号UPの立ち上がりエッジに同期し
て、それぞれ完了信号CMP20〜CMP23を取り込み、取り込
んだ信号を完了信号CM10〜CM13として出力している。ラ
ッチ34aは、それぞれセット端子Sでセット信号SET1
0〜SET13を受けたときに、完了信号CM10〜CM13を高レベ
ルにする。CMOS伝達ゲート24bは、高レベルのリフレ
ッシュ開始信号REFSを受けてオンし、完了信号CM10〜CM
13をそれぞれ完了信号CMP10〜CMP13として伝達する。
【0054】図9は第2保持回路36の詳細を示してい
る。第2保持回路36は、各バンクBK0〜BK3に対応する
セット端子S付きのラッチ36aと、CMOS伝達ゲート2
4bとを有している。ラッチ36aは、カウントアップ
信号UPの立ち上がりエッジに同期して、それぞれ完了信
号CM20〜CM23を低レベルにし、セット端子Sでセット信
号SET10〜SET13を受けたときに、完了信号CM20〜CM23を
高レベルにする。CMOS伝達ゲート24bは、高レベルの
リフレッシュ開始信号REFSを受けてオンし、完了信号CM
20〜CM23をそれぞれ完了信号CMP20〜CMP23信号として伝
達する。
【0055】図10は、第1優先回路38の詳細を示し
ている。第1優先回路38は、第1の実施形態の優先回
路26にORゲート38aを追加して構成されている。OR
ゲート38aを除く構成は、優先回路26と同一であ
る。ORゲート38aは、ANDゲート26a〜26dから
出力される選択信号SE10〜SE13のいずれかが高レベルの
ときに、アドレス選択信号ASEL1を高レベルに変化す
る。また、第1優先回路38は、完了信号CMP10と状態
ラッチ信号STL0のOR論理を許可信号PER0として出力し、
完了信号CMP11と状態ラッチ信号STL1のOR論理を許可信
号PER1として出力し、完了信号CMP12と状態ラッチ信号S
TL2のOR論理を許可信号PER2として出力し、完了信号CMP
13と状態ラッチ信号STL3のOR論理を許可信号PER3として
出力している。優先回路38の優先順は、第1の実施形
態の優先回路26と同様に、バンクBK0、BK1、BK2、BK3
の順にされている。
【0056】図11は、第2優先回路40の詳細を示し
ている。第2優先回路40は、選択信号SE20〜SE23をそ
れぞれ出力するANDゲート40a、40b、40c、4
0dと、セット信号SET20〜SET23をそれぞれ出力する4
つのANDゲート40eと、優先回路38のORゲート38
aと同一のORゲート40fを有している。
【0057】ANDゲート40aは、完了信号CMP20が低レ
ベルで、状態ラッチ信号/STL0が高レベルで、許可信号P
ER0〜PER3が高レベルのとき、選択信号SE20を活性化す
る。すなわち、選択信号SE20は、許可信号PER0〜PER3が
全て高レベルで、リフレッシュアドレスREFADに対応す
るバンクBK0のリフレッシュが実行されておらず、バン
クBK0が非動作中のときに活性化される。
【0058】ANDゲート40bは、完了信号CMP21が低レ
ベルで、状態ラッチ信号/STL1が高レベルで、完了信号C
MP20、状態ラッチ信号STL0のいずれかが高レベルで、許
可信号PER0〜PER3が高レベルのとき、選択信号SE21を活
性化する。すなわち、選択信号SE21は、許可信号PER0〜
PER3が全て高レベルで、リフレッシュアドレスREFADに
対応するバンクBK1のリフレッシュが実行されておら
ず、かつ、バンクBK1が非動作中で、バンクBK0がリフレ
ッシュを完了しているか、動作中のときに活性化され
る。
【0059】ANDゲート40cは、完了信号CMP22が低レ
ベルで、状態ラッチ信号/STL2が高レベルで、完了信号C
MP20、状態ラッチ信号STL0のいずれかが高レベルで、完
了信号CMP21、状態ラッチ信号STL1のいずれかが高レベ
ルで、許可信号PER0〜PER3が高レベルのとき、選択信号
SE22を活性化する。すなわち、選択信号SE22は、許可信
号PER0〜PER3が全て高レベルで、リフレッシュアドレス
REFADに対応するバンクBK2のリフレッシュが実行されて
おらず、バンクBK2が非動作中で、バンクBK0、BK1がリ
フレッシュを完了しているか、非動作中のときに活性化
される。
【0060】ANDゲート40dは、完了信号CMP23が低レ
ベルで、状態ラッチ信号/STL3が高レベルで、完了信号C
MP20、状態ラッチ信号STL0のいずれかが高レベルで、完
了信号CMP21、状態ラッチ信号STL1のいずれかが高レベ
ルで、完了信号CMP22、状態ラッチ信号STL2のいずれか
が高レベルで、許可信号PER0〜PER3が高レベルのとき、
選択信号SE23を活性化する。すなわち、選択信号SE23
は、許可信号PER0〜PER3が全て高レベルで、リフレッシ
ュアドレスREFADに対応するバンクBK3のリフレッシュが
実行されておらず、かつ、バンクBK3が非動作中で、バ
ンクBK0〜BK2がリフレッシュを完了しているか、動作中
のときに活性化される。
【0061】第2優先回路40の優先順は、優先回路3
8と同様に、バンクBK0、BK1、BK2、BK3の順にされてい
る。第1優先回路38と第2優先回路40とでは、第1
優先回路38が優先される。図12はリフレッシュカウ
ンタ42の詳細を示している。リフレッシュカウンタ4
2は、カウンタ42aと、ラッチ42b、42cと、3
つのANDゲートとを有している。カウンタ42aは、カ
ウントアップ信号UPの立ち上がりエッジを受けてカウン
トアップする。ラッチ42bは、カウントアップ信号UP
の立ち上がりエッジに同期して、カウンタ42aのカウ
ンタ値であるリフレッシュアドレス信号REFAD1を取り込
み、取り込んだ信号をリフレッシュアドレス信号REFAD2
として出力する。リフレッシュアドレス信号REFAD1は、
アドレス選択信号ASEL1が高レベルのときにラッチ42
cに伝達される。リフレッシュアドレス信号REFAD2は、
アドレス選択信号ASEL2が高レベルのときにラッチ42
cに伝達される。ラッチ42cは、遅延リフレッシュ信
号REFDの立ち上がりエッジに同期してリフレッシュアド
レス信号REFAD1、REFAD2のいずれかを取り込み、取り込
んだ信号をリフレッシュアドレスREFADとして出力す
る。
【0062】図13は、上述したSDRAMのリフレッシュ
動作の概要を示している。図において、長円で囲った
“REF”、四角で囲った“REF”、および菱形で囲った
“REF”は、それぞれ、リフレッシュアドレスREFADが
“0”、“1”、および“2”のリフレッシュ動作を示
している。図中の“A”、“R”、“P”は、それぞれ
アクティブコマンド、読み出しコマンド、プリチャージ
コマンドの供給を示している。この例では、バースト長
は“8”に設定されており、1回の読み出しコマンドの
供給により、8つのデータが出力される。換言すれば、
読み出しコマンドは、8クロック毎に供給可能である。
【0063】タイミング図の始まりにおいて、図12に
示したリフレッシュカウンタ42のラッチ42bは、リ
フレッシュアドレスREFAD1(=0)を出力し、カウンタ
42aは、リフレッシュアドレスREFAD2(=1)を出力
している。リフレッシュアドレスREFAD1、REFAD2に対応
するバンクBK0〜BK3のリフレッシュは、いずれも実行さ
れていない。
【0064】リフレッシュ発生回路16(図1)は、第
1の実施形態と同様に510ns毎にリフレッシュ要求信号R
EFRQを発生する。このSDRAMのtRAS(/RAS active tim
e)の最大時間(タイミング仕様)は、2000nsにされて
いる。具体的には、tRASの最大時間は、“(リフレッシ
ュ要求の発生間隔)×(バンクの数)×(保持回路の数
−1)”より小さくされている。リフレッシュアドレス
REFAD1に対応する第1保持回路34において未完了を示
すバンクが動作中の場合、別のリフレッシュアドレスRE
FAD2に対応する第2保持回路36において未完了を示す
複数のバンクをリフレッシュ可能である。したがって、
tRASの最大時間を、リフレッシュ要求の発生間隔に
“(バンクの数)×(保持回路の数−1)”を乗じた時
間より短くすることで、全てのリフレッシュ要求に対応
して、バンクBK0〜BK3のいずれかを必ずリフレッシュす
ることができる。すなわち、一つのバンクを連続してア
クセスできる最大時間を長くしても、全てのメモリセル
を確実にリフレッシュできる。
【0065】この実施形態では、リフレッシュ要求が8
回発生する期間(4080ns)にバンクBK0〜BK3でそれぞれ
2回のリフレッシュが必要になる。まず、バンクBK0の
読み出し動作中にリフレッシュ要求信号REFRQが発生す
る(図13(a))。図7に示した起動回路22は、バ
ンクBK1がリフレッシュ可能と判断し、リフレッシュ開
始信号REFSを活性化する(図13(b))。
【0066】バンクBK1〜BK3は、非動作中であり、リフ
レッシュは完了していない。このため、図10に示した
第1優先回路38は、許可信号PER1〜PER3を低レベルに
している。すなわち、リフレッシュアドレスREFAD1に対
応するバンクがリフレッシュ可能な場合、図11に示し
た第2優先回路40のANDゲート40a〜40dは、い
ずれも活性化されない。したがって、リフレッシュアド
レスREFAD1、REFAD2のリフレッシュが競合することはな
い。
【0067】第1優先回路38のANDゲート26bは、
高レベルの状態ラッチ信号STL0、/STL1およびインバー
タを介して低レベルの完了信号CMP11を受け、選択信号S
E11を高レベルに変化する。高レベルの選択信号SE11に
より、アドレス選択信号ASEL1は高レベルになる。リフ
レッシュカウンタ42は、高レベルのアドレス選択信号
ASEL1を受け、リフレッシュアドレス信号REFAD1(=
0)をリフレッシュアドレスREFADとして出力する(図
13(c))。そして、リフレッシュアドレスREFADに
対応するバンクBK1のリフレッシュ動作が実行される
(図13(d))。
【0068】次のリフレッシュ要求信号REFRQが活性化
されると、起動回路22は、バンクBK2がリフレッシュ
可能と判断し、リフレッシュ開始信号REFSを活性化する
(図13(e))。第1優先回路38のANDゲート26
cは、高レベルの完了信号CMP11、状態ラッチ信号/STL
2、およびインバータを介して低レベルの完了信号CMP12
を受け、選択信号SE12を高レベルに変化する。第2優先
回路40のANDゲート40a〜40dは、低レベルの許
可信号PER2〜PER3を受けているため、いずれも活性化さ
れない。そして、バンクBK2のリフレッシュ動作が実行
される。(図13(f))。
【0069】次のリフレッシュ要求信号REFRQが活性化
されたとき、バンクBK0は非動作中である。起動回路2
2は、バンクBK0がリフレッシュ可能と判断し、リフレ
ッシュ開始信号REFSを活性化する(図13(g))。第
1優先回路38のANDゲート26aは、高レベルの状態
ラッチ信号/STL0、およびインバータを介して低レベル
の完了信号CMP10を受け、選択信号SE10を高レベルに変
化する。そして、バンクBK0のリフレッシュ動作が実行
される。(図13(h))。
【0070】この後、アクティブコマンドが供給され、
バンクBK3の読み出し動作が開始される(図13
(i))。次のリフレッシュ要求信号REFRQが発生する
(図13(j))。バンクBK0、BK1、BK2は、リフレッ
シュを完了したため、完了信号CMP10、CMP11、CMP12は
高レベルになる。バンクBK3は動作中のため、状態ラッ
チ信号STL3は、高レベルになる。この結果、許可信号PE
R0〜PER3は全て高レベルになり、第2優先回路40の動
作が可能になる。すなわち、リフレッシュアドレスREFA
D1に対応するバンクBK0〜BK3がいずれもリフレッシュで
きない場合、第2優先回路40が動作し、バンクBK0〜B
K3がリフレッシュアドレスREFAD2を使用してリフレッシ
ュされる。
【0071】第2優先回路40は、インバータを介して
低レベルの完了信号CMP20および高レベルの状態ラッチ
信号/STL0を受け、選択信号SE20およびアドレス選択信
号ASEL2を高レベルに変化する。リフレッシュカウンタ
42は、高レベルのアドレス選択信号ASEL2を受け、リ
フレッシュアドレス信号REFAD2(=1)をリフレッシュ
アドレスREFADとして出力する(図13(k))。そし
て、リフレッシュアドレスREFADに対応するバンクBK0の
リフレッシュ動作が実行される(図13(l))。
【0072】この後、順次リフレッシュ要求信号REFRQ
が発生する(図13(m)、(n))。バンクBK3は動
作中であるため、リフレッシュアドレスREFAD(=0)
に対応するバンクBK3は、リフレッシュはできない。こ
のため、リフレッシュアドレスREFAD(=1)に対応す
るバンクBK1、BK2のリフレッシュ動作が実行される(図
13(o)、(p))。
【0073】次のリフレッシュ要求信号REFRQが発生し
たとき、リフレッシュできるバンクがないため、起動回
路22は、リフレッシュ要求を一時保持する。起動回路
22は、バンクBK3のプリチャージ動作が完了した後、
リフレッシュ開始信号REFSを活性化する(図13
(q))。そして、リフレッシュアドレスREFAD(=
0)に対応するバンクBK3のリフレッシュ動作が実行さ
れる(図13(r))。
【0074】バンクBK3のリフレッシュにより、図8に
示した第1保持回路34のラッチ24aが全てセットさ
れ、カウントアップ信号UPが生成される。リフレッシュ
カウンタ42のラッチ42bは、カウンタ42aからの
リフレッシュアドレスREFAD2を取り込み、リフレッシュ
アドレスREFAD1として出力する。カウンタ42aは、カ
ウントアップする。この結果、リフレッシュアドレスRE
FAD1、REFAD2は、それぞれ“1”、“2”になる(図1
3(s))。第1保持回路34には、第2保持回路36
の情報が転送される。第2保持回路36のラッチ24a
は、カウントアップ信号UPの活性化を受けてリセットさ
れる。
【0075】次のリフレッシュ要求信号REFRQが発生し
たとき、起動回路22は、バンクBK3がリフレッシュ可
能と判断し、リフレッシュ開始信号REFSを活性化する
(図13(t))。そして、リフレッシュアドレスREFA
D(=1)に対応するバンクBK3のリフレッシュ動作が実
行される(図13(u))。バンクBK3のリフレッシュ
により、図8に示した第1保持回路34のラッチ24a
が再び全てセットされ、カウントアップ信号UPが生成さ
れる。リフレッシュアドレスREFAD1は、“2”になり、
リフレッシュアドレスREFAD2は、“3”になる(図13
(v))。第1保持回路34には、第2保持回路36の
情報が転送される。第2保持回路36のラッチ24a
は、カウントアップ信号UPの活性化を受けてリセットさ
れる。
【0076】この後、順次リフレッシュ要求信号REFRQ
が発生する(図13(w)、(x))。バンクBK3が活
性化されているため、リフレッシュアドレスREFAD(=
2)に対応するバンクBK2、BK0のリフレッシュが実行さ
れる(図13(y)、(z))。図14および図15
は、図13に示したタイミングのうち、2000ns〜4000ns
の期間におけるリフレッシュ制御回路32の動作を示し
ている。図14に示した3番目のリフレッシュ要求信号
REFRQは、図15に示した最初のリフレッシュ要求信号R
EFRQに対応する。
【0077】図14のタイミング図の始まりにおいて、
バンクBK2、BK3は、読み出し動作を実行しており、状態
信号ST2、ST3が高レベルになっている。選択信号SEL0〜
SEL3は、遅延リフレッシュ信号REFDが前回発生したとき
の選択信号SE10〜SE13、SE20〜SE23の状態を保持してい
る。前回のリフレッシュ要求でリフレッシュアドレス
(=1)に対応してバンクBK0がリフレッシュされたた
め、選択信号SE20は、高レベルになっている。
【0078】状態ラッチ信号STL0〜STL3は、リフレッシ
ュ要求信号REFRQが前回発生したときのバンクBK0〜BK3
の状態を保持している。リフレッシュアドレスREFAD
(=0)に対応するリフレッシュは、バンクBK0〜BK2で
完了している。リフレッシュアドレス(=1)に対応す
るリフレッシュは、バンクBK0のみ完了している。この
ため、完了信号CM10〜CM12、CM20は、高レベルになって
いる。
【0079】リフレッシュ要求信号REFRQが発生する
と、リフレッシュ開始信号REFS、遅延リフレッシュ信号
REFD、およびリフレッシュパルスREFPが順次活性化され
る(図14(a)、(b))。図7に示した状態取込回
路28は、リフレッシュ開始信号REFSに同期して低レベ
ルの状態信号ST0を取り込み、状態ラッチ信号STL0を低
レベルに変化させる(図14(c))。図9に示した第
2保持回路36は、高レベルの完了信号CM20をリフレッ
シュ開始信号REFSに同期して完了信号CMP20として出力
する(図示せず)。図11に示した第2優先回路40の
ANDゲート40a、40bは、完了信号CMP20の変化に応
じて、選択信号SE20、SE21をそれぞれ低レベル、高レベ
ルに変化させる(図14(d))。図7に示したバンク
選択回路30は、高レベルの選択信号SE21を受けて、選
択信号SEL1を高レベルに変化させる(図14(e)。ア
ドレス選択信号ASEL2は、高レベルの選択信号SE20を受
けて、高レベルを保持する。図12に示したリフレッシ
ュカウンタ42は、高レベルのアドレス選択信号ASEL2
を受けて、リフレッシュアドレスREFAD2(=1)をリフ
レッシュアドレスREFADとして出力する(図14
(f))。そして、リフレッシュアドレスREFADに対応
するバンクBK1のリフレッシュ動作が実行される。バン
クBK1がリフレッシュされている期間、状態信号ST1は高
レベルになる(図14(g))。
【0080】第2優先回路40における選択信号SE21を
受けるANDゲート40eは、リフレッシュパルスREFPが
高レベルの期間にセット信号SET21を高レベルに変化さ
せる(図14(h))。第2保持回路36のセット信号
SET21を受けるラッチ36aは、完了信号CM21を高レベ
ルに変化させる(図14(i))。状態信号ST2は、バ
ンクBK2のプリチャージ動作が完了したときに低レベル
に変化する(図14(j))。
【0081】次のリフレッシュ要求信号REFRQが発生
し、リフレッシュ開始信号REFS、遅延リフレッシュ信号
REFD、およびリフレッシュパルスREFPが順次活性化され
る(図14(k)、(l))。状態取込回路28は、リ
フレッシュ開始信号REFSに同期して低レベルの状態信号
ST2を取り込み、状態ラッチ信号STL2を低レベルに変化
させる(図14(m))。第2保持回路36は、リフレ
ッシュ開始信号REFSに同期して、高レベルの完了信号CM
21を完了信号CMP21として出力する(図示せず)。第2
優先回路40のANDゲート40b、40cは、完了信号C
MP21の変化に応じて、選択信号SE21、SE22をそれぞれ低
レベル、高レベルに変化させる(図14(n))。バン
ク選択回路30は、高レベルの選択信号SE22を受けて、
選択信号SEL2を高レベルにする(図14(o))。アド
レス選択信号ASEL2は、高レベルの選択信号SE21に応じ
て、高レベルを保持する。リフレッシュカウンタ42
は、高レベルのアドレス選択信号ASEL2により選択され
るリフレッシュアドレスREFAD2(=1)をリフレッシュ
アドレスREFADとして出力する(図14(p))。そし
て、リフレッシュアドレスREFADに対応するバンクBK2の
リフレッシュ動作が実行される。バンクBK2がリフレッ
シュされている期間、状態信号ST2は高レベルになる
(図14(q))。
【0082】第2優先回路40における選択信号SE22を
受けるANDゲート40eは、リフレッシュパルスREFPが
高レベルの期間にセット信号SET22を高レベルに変化さ
せる(図14(r))。第2保持回路36のセット信号
SET22を受けるラッチ36aは、完了信号CM22を高レベ
ルに変化させる(図14(s))。状態信号ST0は、バ
ンクBK0に対応するアクティブコマンドを受けて高レベ
ルに変化する(図14(t))。
【0083】図15において、次のリフレッシュ要求信
号REFRQが発生する(図15(a))。このとき、リフ
レッシュアドレスREFAD1(=0)のリフレッシュを実行
していないバンクBK3は、読み出し動作を実行してい
る。起動回路22は、バンクBK3のプリチャージ動作の
完了を待って、リフレッシュ開始信号REFSを活性化する
(図15(b))。リフレッシュ開始信号REFSの活性化
により、遅延リフレッシュ信号REFDおよびリフレッシュ
パルスREFPが順次活性化される(図15(c))。
【0084】状態取込回路28は、リフレッシュ開始信
号REFSに同期して高レベルの状態信号ST0および低レベ
ルの状態信号ST3を取り込み、状態ラッチ信号STL0、STL
3をそれぞれ高レベル、低レベルに変化させる(図15
(d))。このとき、第1保持回路34は、低レベルの
完了信号CM13に基づいて完了信号CMP13のみを低レベル
にしている(図示せず)。第2保持回路36は、低レベ
ルの完了信号CM23に基づいてを完了信号CMP23のみを低
レベルにしている(図示せず)。第1優先回路38のAN
Dゲート26dは、高レベルの状態ラッチ信号/STL3(低
レベルの状態ラッチ信号STL3)を受けて、選択信号SE13
を高レベルに変化させる(図15(e))。許可信号PE
R3は、低レベルの完了信号CMP13、低レベルの状態ラッ
チ信号STL3に応じて低レベルになる(図示せず)。第2
優先回路40のANDゲート40a〜40dは、低レベル
の許可信号PER3を受けて非活性化される。このため、選
択信号SE22は低レベルに変化する(図15(f))。
【0085】バンク選択回路30は、高レベルの選択信
号SE13を受けて、選択信号SEL3を高レベルにする(図1
5(g))。アドレス選択信号ASEL1は、高レベルの選
択信号SE13を受けて高レベルに変化する。アドレス選択
信号ASEL2は、低レベルの選択信号SE22を受けて低レベ
ルに変化する(図15(h))。リフレッシュカウンタ
42は、高レベルのアドレス選択信号ASEL1を受け、リ
フレッシュアドレスREFAD1(=0)をリフレッシュアド
レスREFADとして出力する(図15(i))。そして、
リフレッシュアドレスREFADに対応するバンクBK3のリフ
レッシュ動作が実行される。バンクBK3がリフレッシュ
されている期間、状態信号ST3は高レベルになる(図1
5(j))。
【0086】第1優先回路38における選択信号SE13を
受けるANDゲート26eは、リフレッシュパルスREFPが
高レベルの期間にセット信号SET13を高レベルに変化さ
せる(図15(k)))。第1保持回路34のセット信
号SET13を受けるラッチ34aは、完了信号CM13を高レ
ベルに変化させる(図15(l))。そして、完了信号
CMPおよびカウントアップ信号UPが生成される(図15
(m))。
【0087】第1保持回路34のラッチ34aは、カウ
ントアップ信号UPに同期して、第2保持回路が出力する
完了信号CMP20〜CMP23をそれぞれ取り込む。すなわち、
第2保持回路36に保持されている情報が、第1保持回
路34に転送される(図15(n))。第2保持回路3
6のラッチ36aは、カウントアップ信号UPに同期し
て、リセットされる(図15(o))。リフレッシュカ
ウンタ42は、カウントアップ信号UPに同期して、リフ
レッシュアドレスREFAD2をラッチ42bに転送し、リフ
レッシュアドレスREFAD2をカウントアップする(図15
(p))。
【0088】次のリフレッシュ要求信号REFRQが発生
し、リフレッシュ開始信号REFS、遅延リフレッシュ信号
REFD、およびリフレッシュパルスREFPが順次活性化され
る(図15(q)、(r))。状態取込回路28は、リ
フレッシュ開始信号REFSに同期して低レベルの状態信号
ST3を再び取り込み、状態ラッチ信号STL3を低レベルに
保持する(図15(s))。
【0089】このとき、第1保持回路34は、低レベル
の完了信号CM13に基づいて完了信号CMP13のみを低レベ
ルにしている(図示せず)。第2保持回路36は、低レ
ベルの完了信号CM21〜CM23に基づいて全ての完了信号CM
P21〜CMP23を低レベルにしている(図示せず)。第1優
先回路38のANDゲート26dは、高レベルの状態ラッ
チ信号/STL3(低レベルの状態ラッチ信号STL3)を受け
て、選択信号SE13を高レベルに保持する(図15
(t))。許可信号PER3は、低レベルの完了信号CMP1
3、状態ラッチ信号STL3に応じて低レベルになる。第2
優先回路40のANDゲート40a〜40dは、低レベル
の許可信号を受けて非活性化される。
【0090】バンク選択回路30は、高レベルの選択信
号SE13を受けて、選択信号SEL3を高レベルに保持する
(図15(u))。アドレス選択信号ASEL1、ASEL2は、
それぞれ高レベル、低レベルに保持される(図15
(v))。リフレッシュカウンタ42は、高レベルのア
ドレス選択信号ASEL1を受け、リフレッシュアドレスREF
AD1(=1)をリフレッシュアドレスREFADとして出力す
る(図15(w))。そして、リフレッシュアドレスRE
FADに対応するバンクBK3のリフレッシュ動作が実行され
る。バンクBK3がリフレッシュされている期間、状態信
号ST3は高レベルになる(図15(x))。
【0091】第1優先回路38における選択信号SE13を
受けるANDゲート26eは、リフレッシュパルスREFPが
高レベルの期間にセット信号SET13を高レベルに変化さ
せる(図15(y)))。第1保持回路34のセット信
号SET13を受けるラッチ34aは、完了信号CM13を高レ
ベルに変化させる(図15(z))。そして、完了信号
CMPおよびカウントアップ信号UPが生成され(図15
(A))、上述と同様に、第2保持回路36に保持され
ている情報が、第1保持回路34に転送される(図15
(B))。第2保持回路36のラッチ36aは、カウン
トアップ信号UPに同期してリセットされる(図15
(C))。リフレッシュカウンタ42は、カウントアッ
プ信号UPに同期してリフレッシュアドレスREFAD2をラッ
チ42bに転送し、リフレッシュアドレスREFAD2をカウ
ントアップする(図15(D))。
【0092】この実施形態においても、上述した第1の
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、連続する2つのリフレッシュアドレス
信号REFAD1、REFAD2を同時に生成し、これ等アドレスRE
FAD1、REFAD2に対応する第1保持回路34、第2保持回
路36を形成した。このため、リフレッシュの完了・未
完了の情報を、2つのアドレスREFAD1、REFAD2について
保持することができる。この結果、リフレッシュアドレ
スREFAD1に対応するメモリセルをリフレッシュすべきバ
ンクが動作中のときに、別のバンクのリフレッシュアド
レスREFAD2に対応するメモリセルをリフレッシュでき
る。したがって、一つのバンクについて連続してアクセ
スできるtRASを長くすることができる。この例では、tR
ASの最大時間を第1の実施形態に比べ4倍にできる。こ
の結果、一般にページ動作と称する連続アクセスの最大
回数を増やすことができる。
【0093】2つのリフレッシュアドレスREFAD1、REFA
D2を、カウンタ42aと、前回のカウンタ値を保持する
ラッチ42bとにより生成した。すなわち、簡易な回路
で2つのリフレッシュアドレスREFAD1、REFAD2を生成で
きる。第1保持回路34のラッチ34aが全てセットさ
れたことに基づいて、第2保持回路36のラッチ36a
が保持する情報をラッチ34aに転送し、この後ラッチ
36aをリセットした。同時に、カウンタ42aのカウ
ント値(リフレッシュアドレス信号REFAD2)をラッチ4
2bに転送し、この後カウンタ42aをカウントアップ
した。このため、2つのリフレッシュアドレスREFAD1、
REFAD2を使用してバンクBK0〜BK3をリフレッシュする場
合にも、保持回路34、36が保持する情報と、リフレ
ッシュアドレスREFAD1、REFAD2とを常に対応させること
ができ、バンクBK0〜BK3のメモリセルを確実にリフレッ
シュできる。
【0094】第1保持回路34および第2保持回路36
にそれぞれ対応して、第1優先回路38およびこの第1
優先回路38より優先度の低い第2優先回路40を形成
した。そして、4つのバンクBK0〜BK3内において、2つ
のリフレッシュアドレスREFAD1、REFAD2で選択される8
つのリフレッシュ領域について、リフレッシュの優先順
を決めた。このため、4つのバンクBK0〜BK3を有し、複
数のリフレッシュアドレスが生成される場合において
も、リフレッシュを競合することなく実行できる。
【0095】図16は、本発明の半導体メモリの第3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3に対応している。第1の実施形態で説明した
信号と同一の信号については、同一の符号を付けてい
る。この実施形態では、リフレッシュ制御回路44が第
1の実施形態のリフレッシュ制御回路18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。本
実施形態の半導体メモリは、4つのバンクBK0〜BK3を有
し、最大クロック周波数が10MHzの64MビットSD
RAMとして形成されている。リフレッシュ要求信号REFRQ
の発生間隔は、510nsにされている。
【0096】リフレッシュ制御回路44は、リフレッシ
ュの起動回路46、遅延回路48、保持回路50、リフ
レッシュカウンタ52、および状態取込回路54を有し
ている。起動回路46は、リフレッシュ要求信号REFRQ
およびプリチャージ終了信号PREENDを受け、リフレッシ
ュ開始信号REFSを出力している。プリチャージ終了信号
PREENDは、プリチャージ動作の終了後に活性化される高
レベルのパルス信号である。
【0097】保持回路50は、パワーオンリセット信号
POR、リフレッシュ開始信号REFS、リフレッシュタイミ
ング信号REFT、および状態ラッチ信号STL0〜STL3を受
け、カウントアップ信号UP、選択信号SEL0〜SEL3を出力
している。リフレッシュタイミング信号REFTは、リフレ
ッシュ開始信号REFSを遅延回路48で遅延させた信号
と、プリチャージ終了信号PREENDとのOR論理をとった信
号である。
【0098】リフレッシュカウンタ52は、カウントア
ップ信号UPの立ち上がりエッジに同期してリフレッシュ
アドレスREFADを1つ増加させる。状態取込回路54
は、第1の実施形態の状態ラッチ回路28のラッチ28
aを有している。状態取込回路54は、リフレッシュタ
イミング信号REFTの立ち上がりエッジに同期して状態信
号ST0〜ST3を取り込み、取り込んだ信号を状態ラッチ信
号STL0〜STL3として出力する。
【0099】図17は、起動回路46の詳細を示してい
る。起動回路46は、フリップフロップ46a、46
b、46c、遅延回路46d、46e、パルス生成回路
46f、および複数のインバータを有している。フリッ
プフロップ46aは、リフレッシュ要求信号REFRQの活
性化(高レベル)に応じてセットされ、リフレッシュラ
ッチ信号REFLを高レベルにし、リフレッシュリセット信
号REFRの活性化(低レベル)に応じてリセットされ、リ
フレッシュラッチ信号REFLを低レベルにする。フリップ
フロップ46aは、リフレッシュ要求信号REFRQを保持
するバッファとして動作する。
【0100】フリップフロップ46bは、プリチャージ
終了信号PREENDの活性化(高レベル)に応じてセットさ
れ、プリチャージラッチ信号PRELを高レベルにし、遅延
プリチャージ信号/PREDの活性化(低レベル)に応じて
リセットされ、プリチャージラッチ信号PRELを低レベル
にする。遅延プリチャージ信号/PREDは、プリチャージ
終了信号PREENDの反転信号を遅延回路46dを介して遅
らせた信号である。遅延回路46dの遅延時間は、リフ
レッシュ動作の判定に必要な時間に設定されている。
【0101】フリップフロップ46cは、プリチャージ
ラッチ信号PRELの活性化時に、リフレッシュラッチ信号
REFLの受け付けを禁止し、プリチャージラッチ信号PREL
の非活性化時に、リフレッシュラッチ信号REFLをリフレ
ッシュアクティブ信号REFACTとして伝達する。パルス発
生回路46fは、リフレッシュアクティブ信号REFACTの
立ち上がりエッジに同期して、高レベルのリフレッシュ
パルスREFPを発生する。遅延回路46eは、リフレッシ
ュ開始信号REFSの反転信号を所定の時間遅らせ、リフレ
ッシュリセット信号REFRを生成する。遅延回路46eに
より、リフレッシュラッチ信号REFLのパルス幅が所定の
値に確保される。
【0102】図18は、保持回路50の詳細を示してい
る。保持回路50は、2ビットのカウンタ50a、カウ
ンタ50aの出力をデコードするデコーダ50b、4つ
のRSフリップフロップ50c、4つの遅延回路50d、
および出力回路50eを有している。カウンタ50a
は、リフレッシュ開始信号REFSの立ち下がりエッジに同
期してカウントアップし、下位ビットに対応するカウン
ト信号RBA0および上位ビットに対応するRBA1を出力す
る。
【0103】デコーダ50bは、4つの3入力ANDゲー
トを有している。ANDゲートは、それぞれ、リフレッシ
ュ開始信号REFSの高レベル時に、カウント信号RBA0、RB
A1に応じて、カウンタ値“0”に対応する選択信号BS
0、カウンタ値“1”に対応する選択信号BS1、カウンタ
値“2”に対応する選択信号BS2、カウンタ値“3”に
対応する選択信号BS3のいずれかを活性化する。
【0104】RSフリップフロップ50cは、セット端子
Sでそれぞれ選択信号BS0〜BS3を受け、リセット端子Rで
それぞれ選択信号SEL0〜SEL3を遅延させた遅延信号とパ
ワーオンリセット信号PORとのOR論理を受けている。す
なわち、RSフリップフロップ50cは、選択信号BS0〜B
S3の活性化を受けたときに完了信号CMP0〜CMP3をそれぞ
れ活性化し、選択信号SEL0〜SEL3の遅延信号またはパワ
ーオンリセット信号PORの活性化を受けたときに完了信
号CMP0〜CMP3をそれぞれ非活性化する。ここで、選択信
号BS0〜BS3、SEL0〜SEL3、および完了信号CMP0〜CMP3の
末尾の数字は、バンクの番号に対応している。
【0105】遅延回路50dは、選択信号SEL0〜SEL3を
それぞれ所定の時間遅延させ、遅延信号として出力す
る。選択信号SEL3を遅延させた遅延信号は、インバータ
を介してカウントアップ信号UPとして出力される。出力
回路50eは、それぞれ状態ラッチ信号STL0〜STL3が低
レベル、かつリフレッシュタイミング信号REFTの高レベ
ルの期間に活性化され、完了信号CMP0〜CMP3を選択信号
SEL0〜SEL3として出力する。すなわち、出力回路50e
は、完了信号CMP0〜CMP3の活性化を受け、対応するバン
クBK0〜BK3が非動作中であるときに、選択信号SEL0〜SE
L3を活性化する。
【0106】図19は、起動回路46の動作を示してい
る。まず、リフレッシュ要求信号REFRQが、プリチャー
ジ終了信号PREENDより早く活性化された場合(図19
(a))、図17に示したフリップフロップ46aは、
リフレッシュラッチ信号REFLを活性化する(図19
(b))。
【0107】フリップフロップ46cは、リフレッシュ
ラッチ信号REFLの高レベルに応じてリセットされ、リフ
レッシュアクティブ信号REFACTを、高レベルに変化させ
る(図19(c))。パルス発生回路46fは、リフレ
ッシュアクティブ信号REFACTの立ち上がりエッジに同期
してリフレッシュ開始信号REFSを活性化する(図19
(d))。遅延回路46eは、リフレッシュ開始信号RE
FSの反転信号を所定時間遅らせ、リフレッシュリセット
信号REFRとして出力する(図19(e))。フリップフ
ロップ46aは、リフレッシュリセット信号REFRの立ち
下がりエッジに応じてリセットされ、リフレッシュラッ
チ信号REFLを低レベルに変化させる(図19(f))。
フリップフロップ46cは、リフレッシュラッチ信号RE
FLの低レベルに応じてセットされ、リフレッシュアクテ
ィブ信号REFACTを低レベルに変化させる(図19
(g))。
【0108】フリップフロップ46bは、プリチャージ
終了信号PREENDが活性化に応じてプリチャージラッチ信
号PRELを活性化する(図19(h))。しかし、フリッ
プフロップ46cは、リフレッシュラッチ信号REFLの活
性化期間には、プリチャージラッチ信号PRELによっては
動作しない。遅延回路46dは、プリチャージ終了信号
PREENDの反転信号を所定時間遅らせ、遅延プリチャージ
信号/PREDとして出力する(図19(i))。フリップ
フロップ46bは、遅延プリチャージ信号PREDの立ち下
がりエッジに応じてリセットされ、プリチャージラッチ
信号PRELを低レベルに変化させる(図19(j))。
【0109】このように、プリチャージ動作の完了から
所定の時間以後にリフレッシュ要求信号REFRQが発生し
た場合、リフレッシュ要求信号REFRQに同期してリフレ
ッシュ開始信号REFSが活性化される。一方、プリチャー
ジ終了信号PREENDが、リフレッシュ要求信号REFRQより
早く活性化された場合(図19(k))、プリチャージ
ラッチ信号PRELは、リフレッシュラッチ信号REFLより早
く活性化される(図19(l))。そして、フリップフ
ロップ46cは、プリチャージラッチ信号PRELが高レベ
ルの期間、リフレッシュラッチ信号REFLの受け付けを禁
止する。この後、プリチャージラッチ信号PRELの非活性
化に応じて、リフレッシュアクティブ信号REFACTが活性
化され(図19(m))、リフレッシュ開始信号REFSが
活性化される(図19(n))。すなわち、プリチャー
ジ動作の完了から所定の時間が経過していないときにリ
フレッシュ要求信号REFRQが発生した場合、リフレッシ
ュ開始信号REFSの活性化は、所定の期間遅らされる。こ
のように、プリチャージ動作の完了からリフレッシュ動
作の判定期間、リフレッシュ要求信号REFRQの受け付け
をマスクすることで、例えば、誤ったアドレスのメモリ
セルをリフレッシュすることが防止される。
【0110】図20は、上述したSDRAMのリフレッシュ
動作の概要を示している。図において、長円で囲った
“REF”および四角で囲った“REF”は、それぞれ、リフ
レッシュアドレスREFADが“0”および“1”のリフレ
ッシュ動作を示している。図中の“A”、“R”、
“P”は、それぞれアクティブコマンド、読み出しコマ
ンド、プリチャージコマンドの供給を示している。
【0111】この例では、SDRAMは、バンクBK0〜BK3に
対して、それぞれアクティブコマンド、読み出しコマン
ド、およびプリチャージコマンドを受け、順次、バース
ト読み出し動作を実行する。バースト長は“2”に設定
されており、1回の読み出しコマンドRの供給により、
連続して2つのデータが出力される。tRASの最大時間
(タイミング仕様)は、500nsに設定され、リフレッシ
ュ要求信号REFRQの発生間隔は、510nsに設定されてい
る。図18に示した保持回路50は、リフレッシュ要求
信号REFRQに同期して変化するカウント信号RBA0、RBA1
に応じて、バンクBK0〜BK3にそれぞれ対応するRSフリッ
プフロップ50cを順次セットする。すなわち、この実
施形態では、発生したリフレッシュ要求信号REFRQに応
答してリフレッシュされるバンクBK0〜BK3は、カウンタ
50aのカウンタ値により決められる。
【0112】タイミング図において、バンクBK0、BK1に
対応するリフレッシュ要求信号REFRQが順次発生する
(図20(a)、(b))。バンクBK0、BK1は、いずれ
も動作していないため、保持回路50は、リフレッシュ
開始信号REFSを受け、図示しない選択信号SEL0、SEL1を
順次活性化する。そして、バンクBK0、BK1のリフレッシ
ュ動作が実行される(図20(c)、(d))。
【0113】次に、バンクBK2、BK3に対応するリフレッ
シュ要求信号REFRQが順次発生する(図20(e)、
(f))。バンクBK2、BK3は、それぞれ動作しているた
め、保持回路50は、受けたリフレッシュ開始信号REFS
を保持し、バンクBK2、BK3が非動作状態になった後、図
示しない選択信号SEL2、SEL3を順次活性化する。そし
て、バンクBK2、BK3のリフレッシュ動作が実行される
(図20(g)、(h))。選択信号SEL3の活性化によ
り、図示しないカウントアップ信号UPが活性化され、リ
フレッシュアドレスREFADが“0”から“1”に変化す
る(図20(i))。次のリフレッシュ要求信号REFRQ
に同期して再びバンクBK0のリフレッシュ動作が実行さ
れる(図20(j))。このように、SDRAMは、外部か
ら供給されるコマンドとは無関係に内部回路を制御し、
リフレッシュ動作を実行する。すなわち、リフレッシュ
動作は、外部から認識されることなく実行される。
【0114】図21は、図20に示したタイミングのう
ち、100ns〜1120nsの期間におけるリフレッシュ制御回
路44の動作を示している。まず、バンクBK0に対応す
るリフレッシュ要求信号REFRQが発生し、リフレッシュ
開始信号REFSが活性化される(図21(a))。図18
に示したデコーダ50bは、リフレッシュ開始信号REFS
の活性化に同期して選択信号BS0を活性化する(図21
(b))。図16に示した遅延回路48は、リフレッシ
ュ開始信号REFSの活性化に基づいて、リフレッシュタイ
ミング信号REFTを活性化する(図21(c))。選択信
号BS0に対応するRSフリップフロップ50cは、完了信
号CMP0を活性化する(図21(d))。図18に示した
カウンタ50aは、リフレッシュ開始信号REFSの立ち下
がりエッジに同期して、RBA0を高レベルにし、カウンタ
値を“1”にする(図21(e))。出力回路50e
は、高レベルの完了信号CMP0を受け、リフレッシュタイ
ミング信号REFTの活性化に同期して選択信号SEL0を活性
化する(図21(f))。選択信号SEL0の活性化により
バンクBK0のリフレッシュ動作が実行される。リフレッ
シュ動作中、状態信号ST0が高レベルに変化する(図2
1(g))。選択信号SEL0の活性化から所定の時間後
に、RSフリップフロップ50cがリセットされ、完了信
号CMP0が非活性化される(図21(h))。この後、バ
ンクBK0の通常動作が実行され、状態信号ST0が再び高レ
ベルになる(図21(i))。通常動作後のプリチャー
ジ動作が完了すると、プリチャージ終了信号PREENDが活
性化され、リフレッシュタイミング信号REFTが活性化さ
れる(図21(j))。
【0115】次に、バンクBK1に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが発生し、リフレッシュ開始信号REFSが
活性化される(図21(k))。リフレッシュ開始信号
REFSの活性化に同期してカウンタ値“1”に対応する選
択信号BS1およびリフレッシュタイミング信号REFTが活
性化される(図21(l))。カウンタ50aは、リフ
レッシュ開始信号REFSの立ち下がりエッジに同期してカ
ウンタ値を“2”にする(図21(m))。この後、上
述と同様にバンクBK1がリフレッシュされる。バンクBK1
は、リフレッシュ動作後に通常動作を開始する(図21
(n))。バンクBK2は、バンクBK1の動作中に通常動作
を開始する(図21(o))。
【0116】図22は、図20に示したタイミングのう
ち、1120ns〜2140nsの期間におけるリフレッシュ制御回
路44の動作を示している。まず、バンクBK2に対応す
るリフレッシュ要求信号REFRQが発生し、リフレッシュ
開始信号REFSが活性化される(図22(a))。リフレ
ッシュ開始信号REFSの活性化に同期してカウンタ値
“2”に対応する選択信号BS2およびリフレッシュタイ
ミング信号REFTが活性化される(図22(b))。選択
信号BS2の活性化に応じて完了信号CMP2が活性化される
(図22(c))。カウンタ50aは、リフレッシュ開
始信号REFSの立ち下がりエッジに同期してカウンタ値を
“3”にする(図22(d))。図16に示した状態取
込回路54は、リフレッシュタイミング信号REFTの立ち
上がりエッジに同期して状態信号ST0〜ST3を取り込み、
状態ラッチ信号STL1、STL2を高レベルに変化させる(図
22(e))。出力回路50eの完了信号CMP2を受ける
ANDゲートは、高レベルの状態ラッチ信号STL2をインバ
ータを介して受け、非活性化される。このため、選択信
号SEL2は活性化されない(図22(f))。
【0117】バンクBK1の通常動作が完了し、プリチャ
ージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッシュタイミ
ング信号REFTが活性化される(図22(g))。このと
き、状態ラッチ信号STL2は高レベルを保持しているた
め、選択信号SEL2は活性化されない。次に、バンクBK2
の通常動作が完了し、プリチャージ終了信号PREENDが活
性化され、リフレッシュタイミング信号REFTが活性化さ
れる(図22(h))。状態取込回路54は、リフレッ
シュタイミング信号REFTに同期して状態ラッチ信号STL2
を低レベルに変化させる(図22(i))。出力回路5
0eは、バンクBK2が非動作状態(状態ラッチ信号STL2
の低レベル)になったことに基づいて選択信号SEL2を活
性化する(図22(j))。そして、バンクBK2のリフ
レッシュ動作が実行される。このように、カウンタ値が
示すバンクが動作中の場合、その動作の完了を待ってリ
フレッシュ動作が実行される。tRAS(500ns)が、リフ
レッシュ要求間隔(510ns)より短いため、バンクは、
リフレッシュ要求間隔内に必ずアイドル状態になり、リ
フレッシュされる。
【0118】次に、バンクBK3に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが発生し、リフレッシュ開始信号REFSが
活性化される(図22(k))。リフレッシュ開始信号
REFSの活性化に同期してカウンタ値“3”に対応する選
択信号BS3およびリフレッシュタイミング信号REFTが活
性化される(図22(l))。選択信号BS3の活性化に
応じて完了信号CMP3が活性化される(図22(m))。
カウンタ50aは、リフレッシュ開始信号REFSの立ち下
がりエッジに同期してカウンタ値を再び“0”にする
(図22(n))。バンクBK3が動作中のため、リフレ
ッシュタイミング信号REFTの立ち上がりエッジに同期し
て状態ラッチ信号STL3が高レベルに変化する(図22
(o))。このため、選択信号SEL3は活性化されない
(図22(p))。
【0119】この後、バンクBK3の通常動作が完了に伴
い、選択信号SEL3が活性化され(図22(q))、バン
クBK3のリフレッシュ動作が実行される。遅延回路50
dにより、選択信号SEL3の活性化から所定時間遅れて、
カウントアップ信号UP(負論理)が活性化される(図2
2(r))。図16に示したリフレッシュカウンタ52
は、カウントアップ信号UPの立ち上がりエッジに同期し
てカウントアップし、リフレッシュアドレスREFADDを
“0”から“1”に変化させる(図22(s))。
【0120】この実施形態においても、上述した第1の
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、プリチャージ動作の完了からリフレッ
シュ動作の判定期間、リフレッシュ要求信号REFRQの受
け付けをマスクしたので、誤ったアドレスのメモリセル
をリフレッシュすることを防止できる。2ビットのカウ
ンタ50aにより、リフレッシュ要求信号REFRQに応じ
てリフレッシュすべきバンクを指定した。この結果、バ
ンクBK0〜BK3のリフレッシュ動作を分散でき、ピーク電
流を下げることができる。
【0121】図23は、本発明の半導体メモリの第4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3に対応している。第3の実施形態で説明した
回路・信号と同一の回路・信号については、同一の符号
を付けている。この実施形態では、リフレッシュ制御回
路58が第1の実施形態のリフレッシュ制御回路18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。本実施形態の半導体メモリは、4つのバンクBK
0〜BK3を有し、最大クロック周波数が10MHzの64
MビットSDRAMとして形成されている。リフレッシュ要
求信号REFRQの発生間隔は、2040nsにされている。ま
た、SDRAMは、全バンクBK0〜BK3のプリチャージを同時
に行うプリチャージオールコマンドを有している。
【0122】リフレッシュ制御回路58は、第3の実施
形態と同一の起動回路46、遅延回路48、リフレッシ
ュカウンタ52、および状態取込回路54と、保持回路
60、フリップフロップ62とを有している。保持回路
60は、パワーオンリセット信号POR、リフレッシュ開
始信号REFS、リフレッシュタイミング信号REFT、および
状態ラッチ信号STL0〜STL3を受け、完了信号CMP0〜CMP
3、選択信号SEL0〜SEL3を出力している。フリップフロ
ップ62は、リフレッシュ開始信号REFSの活性化に基づ
いてカウントアップ信号UPを低レベルに変化させ、完了
信号CMP0〜CMP3が全て非活性化したことに基づいてカウ
ントアップ信号UPを高レベルにする。
【0123】図24は、保持回路60の詳細を示してい
る。保持回路60は、第3の実施形態の保持回路50
(図18)からカウンタ50aおよびデコーダ50bを
除いて構成されている。保持回路60のRSフリップフロ
ップ50cは、リフレッシュ開始信号REFSをセット端子
Sで直接受けている。すなわち、この実施形態では、リ
フレッシュ要求が発生し、リフレッシュ開始信号REFSが
活性化されると、全てのRSフリップフロップ50cがセ
ットされ、完了信号CMP0〜CMP3が活性化される。バンク
毎にリフレッシュ要求を発生しなくてよいため、リフレ
ッシュ要求の間隔は、第3の実施形態の4倍の2040nsに
設定されている。
【0124】図25は、上述したSDRAMのリフレッシュ
動作の概要を示している。この例では、バンクBK1に対
応するアクティブコマンドAが時刻100nsに供給され、
バンクBK1は、時刻1200nsまで通常動作を実行する。バ
ンクBK0、BK2、BK3の通常動作の実行タイミングは、第
3の実施形態(図20)と同一である。バースト長は
“2”に設定されている。tRASの最大時間(タイミング
仕様)は、2000nsに設定されている。
【0125】図23に示した保持回路60は、リフレッ
シュ要求信号REFRQに同期して図示しない完了信号CMP0
〜CMP3を活性化する。そして、非動作中のバンクBK0、B
K2、BK3の選択信号SEL0、SEL2、SEL3が活性化され、こ
れ等バンクのリフレッシュ動作が同時に実行される(図
25(a))。次に、バンクBK1のプリチャージ動作が
完了した後、バンクBK1のリフレッシュ動作が実行され
る(図25(b))。全てのバンクBK0〜BK3のリフレッ
シュが完了した後、リフレッシュアドレスREFADが
“0”から“1”に変更される(図25(c))。
【0126】最初のリフレッシュ要求から2040ns後、次
のリフレッシュ要求が発生する(図25(d))。この
とき、バンクBK0〜BK3は、いずれも動作していないた
め、同時にリフレッシュされる(図25(e))。この
例においても、リフレッシュ動作は、外部から認識され
ることなく実行される。
【0127】図26は、図25に示したタイミングのう
ち、100ns〜1120nsの期間におけるリフレッシュ制御回
路58の動作を示している。この実施形態では、リフレ
ッシュ要求信号REFRQが発生し、リフレッシュ開始信号R
EFSが活性化されると(図26(a))、全てのバンクB
K0〜BK3に対応する完了信号CMP0〜CMP3が活性化される
(図26(b))。リフレッシュ開始信号REFSの活性化
により、リフレッシュタイミング信号REFTが活性化され
(図26(c))、カウントアップ信号UPが低レベルに
変化する(図26(d))。リフレッシュタイミング信
号REFTの活性化時に動作しているバンクBK1に対応し
て、状態ラッチ信号STL1が高レベルに変化する(図26
(e))。
【0128】図24に示した出力回路50eは、高レベ
ルの完了信号CMP0〜CMP3を受け、リフレッシュタイミン
グ信号REFTの活性化に同期して、低レベルの状態ラッチ
信号STL0、STL2、STL3に対応する選択信号SEL0、SEL2、
SEL3を活性化する(図26(f))。そして、非動作中
のバンクBK0、BK2、BK3が同時にリフレッシュされる
(図26(g))。この後、バンクBK0の通常動作が実
行され、この期間状態信号ST0が高レベルになる(図2
6(h))。通常動作後のプリチャージ動作が完了する
と、リチャージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッ
シュタイミング信号REFTが活性化される(図26
(i))。次に、バンクBK2の通常動作が実行され、状
態信号ST2が高レベルになる(図26(j))。この時
点で、リフレッシュアドレスREFAD(=“0”)でリフ
レッシュされていないバンクは、BK1だけである。
【0129】図27は、図25に示したタイミングのう
ち、1120ns〜2140nsの期間におけるリフレッシュ制御回
路58の動作を示している。バンクBK1の通常動作が完
了し、プリチャージ動作が完了すると、状態信号ST1が
低レベルに変化し(図27(a))、プリチャージ終了
信号PREENDおよびリフレッシュタイミング信号REFTが活
性化される(図27(b))。リフレッシュタイミング
信号REFTの活性化に基づいて、状態ラッチ信号STL1が低
レベルに変化し(図27(c))、選択信号SEL1が活性
化される(図27(d))。そして、バンクBK1のリフ
レッシュ動作が実行される。
【0130】選択信号SEL1の活性化から所定の時間後
に、バンクBK1に対応するRSフリップフロップ50cが
リセットされ、完了信号CMP1が非活性化される(図27
(e))。図23に示したフリップフロップ62は、完
了信号CMP0〜CMP3が全て低レベルになったことに基づい
て、カウントアップ信号UPを高レベルに変化させる(図
27(f))。そして、リフレッシュアドレスREFADが
“0”から“1”に変化する(図27(g))。
【0131】この後、バンクBK2、BK3の通常動作が順次
完了し(図27(h)、(i))、プリチャージ終了信
号PREENDおよびリフレッシュタイミング信号REFTが活性
化される(図27(j)、(k))。この実施形態にお
いても、上述した第1の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、バンク毎にリ
フレッシュ要求を発生しなくてよいため、リフレッシュ
要求の間隔を、第3の実施形態の4倍の2040nsに設定で
きる。
【0132】図28は、本発明の半導体メモリの第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3に対応している。第3の実施形態で説明した
回路・信号と同一の回路・信号については、同一の符号
を付けている。この実施形態では、リフレッシュ制御回
路64が第1の実施形態のリフレッシュ制御回路18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。本実施形態の半導体メモリは、4つのバンクBK
0〜BK3を有し、最大クロック周波数が10MHzの64
MビットSDRAMとして形成されている。リフレッシュ要
求信号REFRQの発生間隔は、510nsにされている。また、
SDRAMは、全バンクBK0〜BK3のプリチャージを同時に行
うプリチャージオールコマンドを有している。
【0133】リフレッシュ制御回路64は、第3の実施
形態と同一の起動回路46、遅延回路48、および状態
取込回路54と、保持回路66、リフレッシュアドレス
制御回路68とを有している。保持回路66は、パワー
オンリセット信号POR、リフレッシュ開始信号REFS、リ
フレッシュタイミング信号REFT、および状態ラッチ信号
STL0〜STL3を受け、完了信号CMP0〜CMP3、選択信号SEL0
〜SEL3、選択信号BS3、およびリフレッシュアドレスを
選択するアドレス選択信号RAC0〜RAC3を出力している。
【0134】リフレッシュアドレス制御回路68は、パ
ワーオンリセット信号POR、完了信号CMP0〜CMP3、アド
レス選択信号RAC0〜RAC3、および選択信号BS3を受け、
リフレッシュアドレス信号REFAD0、REFAD1を出力してい
る。図29は、保持回路66の詳細を示している。保持
回路66は、第3の実施形態の保持回路50(図18)
にバンクBK0〜BK3にそれぞれ対応するトグルフリップフ
ロップ66aを追加して構成されている。トグルフリッ
プフロップ66aは、電源オン時に活性化されるパワー
オンリセット信号PORによりリセットされ、その後、選
択信号SEL0〜SEL3の立ち下がりエッジに同期してそれぞ
れアドレス選択信号RAC0〜RAC3のレベルを反転する。す
なわち、アドレス選択信号RAC0〜RAC3は、バンクBK0〜B
K3でリフレッシュが実行されたときに反転する。リフレ
ッシュは、アドレス選択信号RAC0〜RAC3が低レベルのと
き、リフレッシュアドレスREFAD0を使用して実行され、
アドレス選択信号RAC0〜RAC3が高レベルのとき、リフレ
ッシュアドレスREFAD1を使用して実行される。
【0135】図30は、リフレッシュアドレス制御回路
68の詳細を示している。リフレッシュアドレス制御回
路68は、トグルフリップフロップ68a、NANDゲート
およびインバータを有する制御回路68b、フリップフ
ロップ68c、リフレッシュカウンタ68d、スイッチ
68e、68f、およびラッチ68g、68hを有して
いる。
【0136】トグルフリップフロップ68aは、パワー
オンリセット信号PORによりリセットされ、その後、選
択信号BS3の立ち下がりエッジに同期して相補の切り替
え信号SWA、SWBのレベルを反転する。すなわち、切り替
え信号SWA、SWBは、バンクBK3のリフレッシュ要求が発
生する毎に、交互に活性化(高レベル)される。制御回
路68bは、8つの2入力NANDゲートと、2つの5入力
NANDゲートと、インバータとを有している。4つの2入
力NANDゲートは、アドレス選択信号RAC0〜RAC3が高レベ
ルのときにそれぞれ活性化され、完了信号CMP0〜CMP3の
反転レベルを状態信号A0〜A3として出力する。別の4つ
の2入力NANDゲートは、アドレス選択信号RAC0〜RAC3が
低レベルのときにそれぞれ活性化され、完了信号CMP0〜
CMP3の反転レベルを状態信号B0〜B3として出力する。一
方の5入力NANDゲートは、切り替え信号SWAおよび状態
信号A0〜A3が全て高レベルになったときに、カウントア
ップ信号UPAを低レベルに変化させる。他方の5入力NAN
Dゲートは、切り替え信号SWBおよび状態信号B0〜B3が全
て高レベルになったときに、カウントアップ信号UPBを
低レベルに変化させる。
【0137】フリップフロップ68cは、選択信号BS3
の活性化に応じてカウントアップ信号UPを高レベルに変
化させ、カウントアップ信号UPA、UPBのいずれかの低レ
ベルを受けてカウントアップ信号UPを低レベルに変化さ
せる。リフレッシュカウンタ68dは、カウントアップ
信号UPの立ち下がりエッジに同期してリフレッシュアド
レスREFADを1つ増加させる。
【0138】スイッチ68e、68fは、例えばCMOS伝
達ゲート等で構成されている。スイッチ68eは、切り
替え信号SWBが高レベル、かつカウントアップ信号UPが
低レベルのときにリフレッシュアドレス信号REFADをラ
ッチ68gに出力する。スイッチ68fは、切り替え信
号SWAが高レベル、かつカウントアップ信号UPが低レベ
ルのときにリフレッシュアドレス信号REFADをラッチ6
8hに出力する。ラッチ68g、68hは、取り込んだ
リフレッシュアドレスREFADをリフレッシュアドレスREF
AD0、REFAD1としてそれぞれ出力する。すなわち、切り
替え信号SWBが高レベルのときにリフレッシュアドレスR
EFAD0が変更可能になり、切り替え信号SWAが高レベルの
ときリフレッシュアドレスREFAD1が変更可能になる。そ
して、リフレッシュアドレスREFAD0、REFAD1のいずれか
を用いてリフレッシュ動作が実行される。
【0139】図31は、リフレッシュアドレス制御回路
68の動作原理を示している。リフレッシュアドレス制
御回路68の状態は、アドレス選択信号RAC0〜RAC3およ
び完了信号CMP0〜CMP3のレベルに応じて、バンクBK0〜B
K3毎にそれぞれ状態1〜状態4になる。状態1におい
て、バンクBK0〜BK3に対応するリフレッシュ要求が順次
発生する。バンクBK3のリフレッシュ要求が発生し、図
示しない選択信号BS3が活性化されると、状態は、状態
1から状態2に遷移し、非動作中のバンクのリフレッシ
ュが順次実行される。すなわち、選択信号BS3の活性化
後、リフレッシュアドレス制御回路68の状態が状態2
でなくなったときに、1つのリフレッシュアドレスに対
応して、全バンクBK0〜BK3のリフレッシュが完了したこ
とになる。この期間、状態1、2にあるバンクでは、リ
フレッシュアドレスREFAD0が使用され、また、さらに状
態が変化し、状態3、4にあるバンクでは、リフレッシ
ュアドレスREFAD1が使用される。この後、全バンクの状
態が状態2以外になると、リフレッシュアドレス制御回
路68は、リフレッシュアドレスREFAD、REFAD0を
“1”増加させ、状態2から状態3に遷移する。
【0140】状態3、4において、バンクBK3のリフレ
ッシュ要求が発生し、選択信号BS3が活性化されると、
状態は、状態3から状態4に遷移し、非動作中のバンク
のリフレッシュが実行される。すなわち、選択信号BS3
の活性化後、リフレッシュアドレス制御回路68の状態
が状態4でなくなったときに、1つのリフレッシュアド
レスに対応して、全バンクBK0〜BK3のリフレッシュが完
了したことになる。状態3、4にあるバンクでは、リフ
レッシュアドレスREFAD1が使用され、また、さらに状態
が変化し、状態1、2にあるバンクでは、REFAD0が使用
される。この後、全バンクの状態が、状態3以外になる
と、リフレッシュアドレス制御回路68は、リフレッシ
ュアドレスREFAD、REFAD1を“1”増加させ、状態4か
ら状態1に遷移する。
【0141】なお、破線で示した状態1〜4の境界は、
バンクBK0〜BK3のリフレッシュ動作のタイミングに応じ
て、バンク毎に図の左右方向にずれる。このため、図示
した各信号は、境界において全て同時に変化するわけで
はない。図32は、上述したSDRAMのリフレッシュ動作
の概要を示している。この例では、バンクBK0に対応す
るアクティブコマンドAが時刻0nsに供給され、バンクB
K0は、時刻1800nsまで通常動作を実行する。バンクBK1
〜BK3の通常動作の実行タイミングは、第3の実施形態
(図20)と同一である。バースト長は、“2”に設定
されている。tRASの最大時間(タイミング仕様)は、20
00nsに設定されている。
【0142】図において、バンクBK0に対応するリフレ
ッシュ要求信号REFRQが発生したとき、バンクBK0は、活
性化されている(図32(a))。このため、このリフ
レッシュ要求は、図29に示したRSフリップフロップ5
0cに保持される。次に、バンクBK1に対応するリフレ
ッシュ要求信号REFRQが発生し、バンクBK1のリフレッシ
ュ動作が実行される(図32(b))。リフレッシュ
は、図30に示したラッチ68gが出力するリフレッシ
ュアドレスREFAD0を使用して実行される。次に、バンク
BK2、BK3に対応するリフレッシュ要求信号REFRQが順次
発生する(図32(c)、(d))。バンクBK2、BK3
は、それぞれ活性化されているため、これ等リフレッシ
ュ要求は、RSフリップフロップ50cに保持される。
【0143】バンクBK2のプリチャージ動作の完了に対
応して、図28に示したリフレッシュタイミング信号RE
FTが活性化され、バンクBK2のリフレッシュ動作が実行
される(図32(e))。同様に、バンクBK0、BK3のプ
リチャージ動作の完了に対応して、図28に示したリフ
レッシュタイミング信号REFTがそれぞれ活性化され、バ
ンクBK0、BK3のリフレッシュ動作が実行される(図32
(f)、(g))。
【0144】バンクBK3のリフレッシュ動作により、1
つのリフレッシュアドレス(=“0”)に対応する全て
のバンクBK0〜BK3のリフレッシュ動作が完了する。この
ため、リフレッシュアドレスREFADは、“1”から
“2”に変化し、リフレッシュアドレスREFAD0は、
“0”から“2”に変化する(図32(h))。本実施
形態では、リフレッシュアドレスREFADが増加する毎
に、リフレッシュアドレスREFAD0、REFAD1が交互に2ず
つ増加する。そして、一方のリフレッシュアドレスを使
用してリフレッシュが実行される。連続する2つのリフ
レッシュアドレスを使用することで、tRASを第3の実施
形態の4倍(2000ns)にできる。また、リフレッシュ動
作は、外部から認識されることなく実行される。
【0145】図33は、図32に示したタイミングのう
ち、100ns〜1120nsの期間におけるリフレッシュ制御回
路64の動作を示している。まず、第3の実施形態(図
21)と同様に、リフレッシュ要求信号REFRQ、リフレ
ッシュ開始信号REFS、およびリフレッシュタイミング信
号REFTが活性化され(図33(a)、(b))、完了信
号CMP0が活性化される(図33(c))。このとき、ア
ドレス選択信号RAC0〜RAC3は、低レベルにされ、状態信
号A0〜A3、B0〜B3は高レベルにされ、切り替え信号SW
A、SWBは、それぞれ高レベル、低レベルにされている
(図33(d))。図30に示した制御回路68bは、
完了信号CMP0の反転レベルを状態信号B0として出力する
(図33(e))。バンクBK0が動作中のため、状態ラ
ッチ信号STL0が高レベルに変化し、バンクBK0のリフレ
ッシュは実行されない(図33(f))。
【0146】次に、バンクBK1に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが活性化される(図33(g))。バン
クBK1は、非動作中であるため、図21と同様に選択信
号SEL1が活性化され、リフレッシュ動作が実行される
(図33(h))。アドレス選択信号RAC0が低レベルの
ため、バンクBK1のリフレッシュは、リフレッシュアド
レスREFAD0(=“0”)に対して実行される。選択信号
SEL1の活性化により、アドレス選択信号RAC1は、高レベ
ルに変化する(図33(i))。このため、バンクBK1
に対応する次のリフレッシュ要求が発生したとき、リフ
レッシュアドレスREFAD1が使用される。制御回路68b
は、完了信号CMP1の反転レベルを状態信号B1として出力
する(図33(j))。
【0147】図34は、図32に示したタイミングのう
ち、1120ns〜2140nsの期間におけるリフレッシュ制御回
路64の動作を示している。まず、第3の実施形態(図
22)と同様に、バンクBK2に対応するリフレッシュ要
求信号REFRQ、リフレッシュ開始信号REFS、およびリフ
レッシュタイミング信号REFTが活性化され(図34
(a)、(b))、完了信号CMP2が活性化される(図3
4(c))。制御回路68bは、完了信号CMP2の反転レ
ベルを状態信号B2として出力する(図34(d))。バ
ンクBK2が動作中のため、状態ラッチ信号STL2が高レベ
ルに変化し、バンクBK2のリフレッシュは実行されない
(図34(e))。
【0148】バンクBK1の通常動作が完了し、プリチャ
ージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッシュタイミ
ング信号REFTが活性化される(図34(f))。この
後、バンクBK2の通常動作が完了し、プリチャージ終了
信号PREENDが活性化され、リフレッシュタイミング信号
REFTが活性化される(図34(g))。リフレッシュタ
イミング信号REFTの活性化に応じて選択信号SEL2が活性
化され、リフレッシュアドレスREFAD0に対応してバンク
BK2のリフレッシュ動作が実行される(図34
(h))。選択信号SEL2の活性化により、アドレス選択
信号RAC2は、高レベルに変化する(図34(i))。
【0149】次に、バンクBK3に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQ、リフレッシュ開始信号REFS、リフレッ
シュタイミング信号REFT、および選択信号BS3が活性化
され(図34(j)、(k)、(l))、完了信号CMP3
が活性化される(図34(m))。バンクBK3が動作中
のため、状態ラッチ信号STL3が高レベルに変化し、バン
クBK3のリフレッシュは実行されない(図34
(n))。選択信号BS3の活性化に応じて、切り替え信
号SWA、SWBがそれぞれ低レベル、高レベルに変化し(図
34(o)、(p))、カウントアップ信号UPAが高レ
ベルに変化する。図30に示したフリップフロップ68
cは、選択信号BS3の活性化に応じてセットされ、カウ
ントアップ信号UPを高レベルに変化させる(図34
(q))。
【0150】次に、バンクBK0の通常動作が完了し、プ
リチャージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッシュ
タイミング信号REFTが活性化される(図34(r))。
リフレッシュタイミング信号REFTの活性化に応じて選択
信号SEL0が活性化され、リフレッシュアドレスREFAD0に
対応してバンクBK0のリフレッシュ動作が実行される
(図34(s))。選択信号SEL0の活性化により、アド
レス選択信号RAC0は、高レベルに変化する(図34
(t))。
【0151】次に、バンクBK3の通常動作が完了し、プ
リチャージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッシュ
タイミング信号REFTが活性化される(図34(u))。
リフレッシュタイミング信号REFTの活性化に応じて選択
信号SEL3が活性化され、リフレッシュアドレスREFAD0に
対応してバンクBK3のリフレッシュ動作が実行される
(図34(v))。選択信号SEL3の活性化により、アド
レス選択信号RAC3は、高レベルに変化する(図34
(w))。
【0152】バンクBK3のリフレッシュ動作により完了
信号CMP3が非活性化される(図34(x))。この時点
で、リフレッシュアドレスREFAD0に対応するバンクBK0
〜BK3のリフレッシュが完了する。このため、カウント
アップ信号UP、UP0がそれぞれ低レベル、高レベルに変
化し(図34(y))、リフレッシュアドレスREFAD
は、“1”から“2”に変化し、REFAD0は、“0”から
“2”に変化する。(図34(z))。
【0153】図35は、上述したSDRAMのリフレッシュ
動作の別の例を示している。この例では、バンクBK0
は、時刻0〜1800nsまで通常動作を実行する。バンクBK1
は、時刻800〜1200nsまで通常動作を実行する。バンクB
K2は、時刻1000〜2900nsまで通常動作を実行する。バン
クBK3は、時刻1500〜2000nsまで通常動作を実行する。
図において、バンクBK0に対応するリフレッシュ要求信
号REFRQが発生したとき、バンクBK0は、活性化されてい
る(図35(a))。このため、このリフレッシュ要求
は保持される。次に、バンクBK1に対応するリフレッシ
ュ要求信号REFRQが発生し、リフレッシュアドレスREFAD
0に対応するバンクBK1のリフレッシュ動作が実行される
(図35(b))。次に、バンクBK2、BK3に対応するリ
フレッシュ要求信号REFRQが順次発生する(図35
(c)、(d))。バンクBK2、BK3に対応するリフレッ
シュ要求は、それぞれバンクBK1、BK0のプリチャージ動
作と重なる。このため、図17に示した起動回路46に
より、リフレッシュ開始信号REFSの活性化タイミングが
ずらされる(図35(e)、(f))。
【0154】バンクBK0、BK3の動作が完了し、リフレッ
シュアドレスREFAD0に対応するバンクBK0、BK3のリフレ
ッシュ動作が実行される(図35(g)、(h))。次
に、バンクBK0、BK1に対応するリフレッシュ要求信号RE
FRQが順次発生し(図35(i)、(j))、リフレッ
シュアドレスREFAD1に対応するバンクBK0、BK1のリフレ
ッシュ動作が実行される(図35(k)、(l))。
【0155】次に、バンクBK2の動作が完了し、リフレ
ッシュアドレスREFAD0に対応するバンクBK2のリフレッ
シュ動作が実行される(図35(m))。バンクBK2の
リフレッシュ動作により、1つのリフレッシュアドレス
(=“0”)に対応する全てのバンクBK0〜BK3のリフレ
ッシュ動作が完了する。このため、リフレッシュアドレ
スREFADは、“1”から“2”に変化し、リフレッシュ
アドレスREFAD0は、“0”から“2”に変化する(図3
5(n)))。
【0156】次に、バンクBK2、BK3に対応するリフレッ
シュ要求信号REFRQが順次発生し(図35(o)、
(p))、リフレッシュアドレスREFAD1(=“1”)に
対応するバンクBK2、BK3のリフレッシュ動作が実行され
る(図35(q)、(r))。バンクBK3のリフレッシ
ュ動作により、1つのリフレッシュアドレス(=
“1”)に対応する全てのバンクBK0〜BK3のリフレッシ
ュ動作が完了する。このため、リフレッシュアドレスRE
FADは、“2”から“3”に変化し、リフレッシュアド
レスREFAD1は、“1”から“3”に変化する(図35
(s)))。
【0157】この後、バンクBK0、BK1に対応するリフレ
ッシュ要求信号REFRQが順次発生し(図35(t)、
(u))、リフレッシュアドレスREFAD0(=“2”)に
対応するバンクBK0、BK1のリフレッシュ動作が実行され
る(図35(v)、(w))。図36は、図35に示し
たタイミングのうち、時刻1120〜2140nsの期間における
リフレッシュ制御回路64の動作を示している。なお、
図35の時刻100〜1120nsの期間のタイミング図は、図
33と同一であるため説明を省略する。
【0158】まず、バンクBK2に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが活性化され(図36(a))、完了信
号CMP2が活性化される(図36(b))。この例では、
バンクBK2が動作中のため、状態ラッチ信号STL2が高レ
ベルに変化し、バンクBK2のリフレッシュは実行されな
い(図36(c))。このため、状態信号B2は、低レベ
ルを維持する(図36(d))。
【0159】次に、バンクBK3に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが活性化され(図36(e))、完了信
号CMP3および選択信号BS3が活性化される(図36
(f))。選択信号BS3の活性化により、切り替え信号S
WA、SWBのレベルが反転する(図36(g))。バンクB
K3が動作中のため、状態ラッチ信号STL3が高レベルに変
化し、バンクBK3のリフレッシュは実行されない(図3
6(h))。
【0160】次に、バンクBK0の通常動作が完了し、プ
リチャージ終了信号PREEND、リフレッシュタイミング信
号REFT、および選択信号SEL0が活性化され、リフレッシ
ュアドレスREFAD0に対応するバンクBK0のリフレッシュ
動作が実行される(図36(i)、(j))。アドレス
選択信号RAC0は、選択信号SEL0の非活性化に応じて高レ
ベルに変化する(図36(k))。
【0161】同様に、バンクBK3の通常動作が完了し、
プリチャージ終了信号PREEND、リフレッシュタイミング
信号REFT、および選択信号SEL3が活性化され、リフレッ
シュアドレスREFAD0に対応するバンクBK3のリフレッシ
ュ動作が実行される(図36(l)、(m))。アドレ
ス選択信号RAC3は、選択信号SEL0の非活性化に応じて高
レベルに変化する(図36(n))。この時点で、リフ
レッシュアドレスREFAD0に対応するバンクBK2のリフレ
ッシュ動作が実行されていないため、リフレッシュアド
レスREFAD、REFAD0は、カウントアップされない。
【0162】図37は、図35に示したタイミングのう
ち、時刻2140〜3160nsの期間におけるリフレッシュ制御
回路64の動作を示している。まず、バンクBK0に対応
するリフレッシュ要求信号REFRQが活性化され(図37
(a))、完了信号CMP0が活性化される(図37
(b))。バンクBK0は非動作中のため、選択信号SEL0
が活性化され、リフレッシュ動作が実行される(図37
(c))。アドレス選択信号RAC0は、選択信号SEL0の非
活性化に応じて低レベルに変化する(図37(d))。
図30に示した制御回路68bは、完了信号CMP0の反転
レベルを状態信号A0として出力する(図37(e))。
【0163】次に、バンクBK1に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが活性化され(図37(f))、完了信
号CMP1が活性化される(図37(g))。バンクBK1は
非動作中のため、選択信号SEL1が活性化され、リフレッ
シュアドレスREFAD1(=“1”)に対応するリフレッシ
ュ動作が実行される(図37(h))。アドレス選択信
号RAC1は、選択信号SEL1の非活性化に応じて低レベルに
変化する(図37(i))。制御回路68bは、完了信
号CMP1の反転レベルを状態信号A1として出力する(図3
7(j))。
【0164】次に、バンクBK2の通常動作が完了し、プ
リチャージ終了信号PREEND、リフレッシュタイミング信
号REFT、および選択信号SEL2が活性化され、リフレッシ
ュアドレスREFAD0に対応するバンクBK2のリフレッシュ
動作が実行される(図37(k)、(l))。アドレス
選択信号RAC2は、選択信号SEL2の非活性化に応じて高レ
ベルに変化する(図37(m))。この時点で、リフレ
ッシュアドレスREFAD0に対応するバンクBK0〜BK3のリフ
レッシュが完了する。このため、完了信号CMP2の非活性
化に応じてカウントアップ信号UP、UP0がそれぞれ低レ
ベル、高レベルに変化し(図37(n))、リフレッシ
ュアドレスREFADは、“1”から“2”に変化し、REFAD
0は、“0”から“2”に変化する。(図37
(o))。
【0165】図38は、図35に示したタイミングのう
ち、時刻3160〜4180nsの期間におけるリフレッシュ制御
回路64の動作を示している。まず、バンクBK2に対応
するリフレッシュ要求信号REFRQが活性化され(図38
(a))、完了信号CMP2が活性化される(図38
(a))。バンクBK2は非動作中のため、選択信号SEL2
が活性化され、リフレッシュ動作が実行される(図38
(c))。アドレス選択信号RAC2は、選択信号SEL2の非
活性化に応じて低レベルに変化する(図38(d))。
制御回路68bは、完了信号CMP2の反転レベルを状態信
号A2として出力する(図38(e))。
【0166】次に、バンクBK3に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが活性化され(図38(f))、完了信
号CMP3が活性化される(図38(g))。バンクBK3は
非動作中のため、選択信号SEL3が活性化され、リフレッ
シュアドレスREFAD1に対応するリフレッシュ動作が実行
される(図38(h))。アドレス選択信号RAC3は、選
択信号SEL3の非活性化に応じて低レベルに変化する(図
38(i))。制御回路68bは、完了信号CMP3の反転
レベルを状態信号A3として出力する(図37(j))。
選択信号BS3の活性化に応じて、カウントアップ信号UP
が高レベルに変化し(図38(k))、切り替え信号SW
A、SWBが再び反転する(図38(l)、(m))。
【0167】この時点で、リフレッシュアドレスREFAD1
に対応するバンクBK0〜BK3のリフレッシュが完了する。
このため、完了信号CMP3の活性化に応じてカウントアッ
プ信号UP、UP1がそれぞれ低レベル、高レベルに変化し
(図38(n))、リフレッシュアドレスREFADは、
“2”から“3”に変化し、REFAD1は、“1”から
“3”に変化する。(図38(o))。
【0168】この実施形態においても、上述した第1の
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、連続する2つのリフレッシュアドレス
を使用してリフレッシュ動作を実行することで、tRASを
第3の実施形態の4倍(2000ns)にできる。また、第3
の実施形態と同様に、バンクBK0〜BK3のリフレッシュ動
作を分散させたので、ピーク電流を下げることができ
る。
【0169】図39は、本発明の半導体メモリの第6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3、請求項5、請求項6に対応している。第3
の実施形態で説明した回路・信号と同一の回路・信号に
ついては、同一の符号を付けている。この実施形態で
は、リフレッシュ制御回路70が第1の実施形態のリフ
レッシュ制御回路18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。本実施形態の半導体
メモリは、4つのバンクBK0〜BK3を有し、最大クロック
周波数が10MHzの64MビットSDRAMとして形成さ
れている。リフレッシュ要求信号REFRQの発生間隔は、5
10nsにされている。また、SDRAMは、全バンクBK0〜BK3
のプリチャージを同時に行うプリチャージオールコマン
ドを有している。
【0170】リフレッシュ制御回路70は、第3の実施
形態と同一の起動回路46、遅延回路48、および状態
取込回路54と、保持回路72、リフレッシュアドレス
制御回路74とを有している。保持回路72は、パワー
オンリセット信号POR、リフレッシュ開始信号REFS、リ
フレッシュタイミング信号REFT、および状態ラッチ信号
STL0〜STL3を受け、完了信号CMP00〜CMP03、CMP10〜CMP
13、選択信号SEL0〜SEL3、選択信号BS03、BS13を出力し
ている。
【0171】リフレッシュアドレス制御回路74は、パ
ワーオンリセット信号POR、完了信号CMP00〜CMP03、CMP
10〜CMP13、および選択信号BS03、BS13を受け、リフレ
ッシュアドレス信号REFAD0、REFAD1を出力している。リ
フレッシュアドレス制御回路74は、複数のリフレッシ
ュアドレスを生成するアドレス生成回路である。図40
は、保持回路72の詳細を示している。
【0172】保持回路72は、3ビットのカウンタ72
a、カウンタ72aの出力をデコードするデコーダ72
b、8つのRSフリップフロップ50c、8つの遅延回路
50d、および出力回路72cを有している。カウンタ
72aは、リフレッシュ開始信号REFSの立ち下がりエッ
ジに同期してカウントアップし、カウント信号RBA0、RB
A1、RBA2を出力する。ここで、カウント信号RBA0が下位
ビットに対応している。
【0173】デコーダ72bは、8つの3入力ANDゲー
トを有している。デコーダ72bは、リフレッシュ開始
信号REFSの高レベル時に、カウント信号RBA0〜RBA2に応
じて、カウンタ値“0”に対応する選択信号BS00、カウ
ンタ値“1”に対応する選択信号BS01、カウンタ値
“2”に対応する選択信号BS02、カウンタ値“3”に対
応する選択信号BS03、カウンタ値“4”に対応する選択
信号BS10、カウンタ値“5”に対応する選択信号BS11、
カウンタ値“6”に対応する選択信号BS12、カウンタ値
“7”に対応する選択信号BS13のいずれかを活性化す
る。
【0174】RSフリップフロップ50cは、セット端子
Sでそれぞれ選択信号BS00〜BS03、BS10〜BS13を受け、
リセット端子Rでそれぞれ選択信号SEL00〜SEL03、SEL10
〜SEL13を遅延させた遅延信号とパワーオンリセット信
号PORとのOR論理を受けている。すなわち、RSフリップ
フロップ50cは、選択信号BS00〜BS03、BS10〜BS13の
活性化を受けたときに完了信号CMP00〜CMP03、CMP10〜C
MP13をそれぞれ活性化し、選択信号SEL00〜SEL03、SEL1
0〜SEL13の遅延信号またはパワーオンリセット信号POR
の活性化を受けたときに完了信号CMP00〜CMP03、CMP10
〜CMP13をそれぞれ非活性化する。ここで、選択信号BS0
0〜BS03、BS10〜BS13、SEL00〜SEL03、SEL10〜SEL13、
および完了信号CMP00〜CMP03、CMP10〜CMP13の末尾の数
字は、バンクの番号に対応している。遅延回路50d
は、選択信号SEL00〜SEL03、SEL10〜SEL13をそれぞれ所
定の時間遅延させ、遅延信号として出力する。
【0175】出力回路72cは、選択信号SEL00〜SEL0
3、SEL10〜SEL13のうち、同一のバンクに対応する2つ
の信号のOR論理をそれぞれ選択信号SEL0〜SEL3として出
力する。選択信号SEL00〜SEL03、SEL10〜SEL13は、それ
ぞれ状態ラッチ信号STL0〜STL3が低レベル、かつリフレ
ッシュタイミング信号REFTの高レベル期間に、活性化し
ている完了信号CMP00〜CMP03、CMP10〜CMP13に応じて出
力される。すなわち、出力回路72cは、完了信号CMP0
0〜CMP03、CMP10〜CMP13の活性化を受け、対応するバン
クBK0〜BK3が非動作中であるときに、選択信号SEL00〜S
EL03、SEL10〜SEL13を活性化する。
【0176】図41は、リフレッシュアドレス制御回路
74の詳細を示している。リフレッシュアドレス制御回
路74は、フリップフロップ74a、74b、パルス発
生回路74c、74d、および第5の実施形態のリフレ
ッシュアドレス制御回路68と同一のフリップフロップ
68c、リフレッシュカウンタ68d、スイッチ68
e、68f、ラッチ68g、68hを有している。
【0177】フリップフロップ74aは、選択信号BS03
の活性化に応じてセットされ、完了信号CMPAを高レベル
に変化させ、完了信号CMP00〜CMP03の全ての非活性化に
応じてリセットされ、完了信号CMPAを低レベルに変化さ
せる。フリップフロップ74bは、選択信号BS13の活性
化に応じてセットされ、完了信号CMPBを高レベルに変化
させ、完了信号CMP10〜CMP13の全ての非活性化に応じて
リセットされ、完了信号CMPBを低レベルに変化させる。
【0178】パルス発生回路74cは、完了信号CMPAの
立ち下がりエッジに同期して正のパルス信号PLSAを生成
する。パルス発生回路74dは、完了信号CMPBの立ち下
がりエッジに同期して正のパルス信号PLSBを生成する。
パルス信号PLSA、PLSBのOR論理は、カウントアップ信号
UPとしてリフレッシュカウンタ68dに供給される。図
42および図43は、SDRAMが図30に示したタイミン
グで動作するときのリフレッシュアドレス制御回路70
の動作を示している。図42および図43は、それぞれ
上述した図33および図34に対応している。図33お
よび図34と同じタイミングの波形については、説明を
省略する。
【0179】図42において、まず、バンクBK0に対応
するリフレッシュ要求信号REFRQ、が活性化され(図4
2(a))、完了信号CMP00が活性化される(図42
(b))。このとき、バンクBK0は動作中のため、リフ
レッシュは実行されない。次に、バンクBK1に対応する
リフレッシュ要求信号REFRQが活性化され(図42
(c))、完了信号CMP01が活性化される(図42
(d))。バンクBK1は非動作中のため、選択信号SEL1
が活性化され、リフレッシュが実行される(図42
(e))。
【0180】図43において、バンクBK2に対応するリ
フレッシュ要求信号REFRQが活性化され(図43
(a))、完了信号CMP02が活性化される(図43
(b))。このとき、バンクBK2は動作中のため、リフ
レッシュは実行されない。バンクBK1、BK2の通常動作が
完了し、プリチャージ終了信号PREENDが活性化され、リ
フレッシュタイミング信号REFTが順次活性化される(図
43(c))。選択信号SEL2が活性化され、リフレッシ
ュアドレスREFAD0に対応してバンクBK2のリフレッシュ
動作が実行される(図43(d))。選択信号SEL2の非
活性化により、完了信号CMP02は非活性化される(図4
3(e))。
【0181】次に、バンクBK3に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが活性化され(図43(f))、完了信
号CMP03が活性化される(図43(g))。選択信号BS0
3の活性化に応じて、完了信号CMPAが高レベルに変化す
る(図43(h))。バンクBK0の通常動作が完了し、
プリチャージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッシ
ュタイミング信号REFTが活性化される(図43
(i))。選択信号SEL0が活性化され、リフレッシュア
ドレスREFAD0に対応してバンクBK0のリフレッシュ動作
が実行される(図43(j))。選択信号SEL0の非活性
化により、完了信号CMP00は非活性化される(図43
(k))。
【0182】次に、バンクBK3の通常動作が完了し、プ
リチャージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッシュ
タイミング信号REFTが順次活性化される(図43
(l))。選択信号SEL3が活性化され、リフレッシュア
ドレスREFAD0に対応してバンクBK0のリフレッシュ動作
が実行される(図43(m))。選択信号SEL3の非活性
化により、完了信号CMP03は非活性化される(図43
(n))。完了信号CMP03の非活性化により、完了信号C
MPAが低レベルに変化し、パルス信号PLSAが生成される
(図43(o))。そして、カウントアップ信号UP、UP
0が活性化され、リフレッシュアドレスREFAD、REFAD0が
“2”に変化する(図43(p))。
【0183】図44〜図45は、SDRAMが図35に示し
たタイミングで動作するときの時刻1120〜4180nsにおけ
るリフレッシュアドレス制御回路70の動作を示してい
る。図44〜図45は、それぞれ上述した図36〜図3
8に対応している。図36〜図38と同じタイミングの
波形については、説明を省略する。図44において、ま
ず、バンクBK2に対応するリフレッシュ要求信号REFRQが
活性化され(図44(a))、完了信号CMP02が活性化
される(図44(b))。このとき、バンクBK2は動作
中のため、リフレッシュは実行されない。
【0184】次に、バンクBK3に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが活性化され(図44(c))、完了信
号CMP03が活性化される(図44(d))。選択信号BS0
3の活性化に応じて、完了信号CMPAが高レベルに変化す
る(図44(e))。バンクBK0の通常動作が完了し、
プリチャージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッシ
ュタイミング信号REFTが順次活性化される(図44
(f))。選択信号SEL0が活性化され、リフレッシュア
ドレスREFAD0に対応してバンクBK0のリフレッシュ動作
が実行される(図44(g))。選択信号SEL0の非活性
化により、完了信号CMP00は非活性化される(図44
(h))。
【0185】次に、バンクBK3の通常動作が完了し、プ
リチャージ終了信号PREENDが活性化され、リフレッシュ
タイミング信号REFTが順次活性化される(図44
(i))。選択信号SEL3が活性化され、リフレッシュア
ドレスREFAD0に対応してバンクBK0のリフレッシュ動作
が実行される(図44(j))。選択信号SEL3の非活性
化により、完了信号CMP03は非活性化される(図43
(k))。このとき、リフレッシュアドレスREFAD0に対
応するバンクBK2のリフレッシュが完了していないた
め、完了信号CMPAは変化せず、リフレッシュアドレスRE
FAD、REFAD0は変化しない。
【0186】図45において、バンクBK0に対応するリ
フレッシュ要求信号REFRQが活性化され(図45
(a))、完了信号CMP10が活性化される(図45
(b))。バンクBK0は非動作中のため、選択信号SEL0
が活性化され、リフレッシュアドレスREFAD1に対応する
バンクBK0のリフレッシュ動作が実行される(図45
(c))。
【0187】次に、バンクBK1に対応するリフレッシュ
要求信号REFRQが活性化され(図45(d))、完了信
号CMP11が活性化される(図45(e))。バンクBK1は
非動作中のため、選択信号SEL1が活性化され、リフレッ
シュアドレスREFAD1に対応するバンクBK1のリフレッシ
ュ動作が実行される(図45(f))。この後、バンク
BK2の通常動作が完了し、プリチャージ終了信号PREEND
が活性化され、リフレッシュタイミング信号REFTが活性
化される(図45(g))。選択信号SEL2が活性化さ
れ、リフレッシュアドレスREFAD0に対応してバンクBK2
のリフレッシュ動作が実行される(図45(h))。選
択信号SEL2の非活性化により、完了信号CMP02は非活性
化される(図45(i))。完了信号CMP02の非活性化
により、完了信号CMPAが低レベルに変化し、パルス信号
PLSAが生成される(図45(j))。そして、カウント
アップ信号UP、UP0が活性化され、リフレッシュアドレ
スREFAD、REFAD0が“2”に変化する(図45
(k))。
【0188】図46において、バンクBK2に対応するリ
フレッシュ要求信号REFRQが活性化され(図46
(a))、完了信号CMP12が活性化される(図46
(b))。バンクBK2は非動作中のため、選択信号SEL2
が活性化され、リフレッシュアドレスREFAD1に対応する
バンクBK2のリフレッシュ動作が実行される(図46
(c))。次に、バンクBK3に対応するリフレッシュ要
求信号REFRQが活性化され(図46(d))、完了信号C
MP13が活性化される(図46(e))。選択信号BS13の
活性化に応じて、完了信号CMPBが高レベルに変化する
(図46(f))。バンクBK3は非動作中のため、選択
信号SEL3が活性化され、リフレッシュアドレスREFAD1に
対応するバンクBK3のリフレッシュ動作が実行される
(図46(g))。選択信号SEL3の活性化により、完了
信号CMP13が非活性化される(図46(h))。この時
点で、リフレッシュアドレスREFAD1に対応するバンクBK
0〜BK3のリフレッシュ動作が完了している。このため、
完了信号CMP13の非活性化により、完了信号CMPBが低レ
ベルに変化し、パルス信号PLSBが生成される(図46
(i))。そして、カウントアップ信号UP、UP0が活性
化され、リフレッシュアドレスREFAD、REFAD1が“3”
に変化する(図46(j))。
【0189】この実施形態においても、上述した第5の
実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、上述
した実施形態では、読み出し動作中にリフレッシュ動作
が発生する例について述べた。書き込み動作中にリフレ
ッシュ動作が発生する場合にも、読み出し動作と同様の
タイミングでリフレッシュ動作が自動的に実行される。
【0190】上述した第2、第5、第6の実施形態で
は、2つのリフレッシュアドレスを使用して、バンクBK
0〜BK3をリフレッシュした例について述べた。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、3
つ以上のリフレッシュアドレスを使用して、バンクBK0
〜BK3をリフレッシュしてもよい。この場合、生成する
リフレッシュアドレスの数に対応して保持回路、優先回
路を増やすだけで、tRASを容易に長くできる。
【0191】上述した第5および第6の実施形態では、
バンクBK0〜BK3に対応してそれぞれリフレッシュ要求を
発生した例について述べた。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、第4の実施形態と同
様に、全バンクBK0〜BK3に対して同時にリフレッシュ要
求を発生してもよい。上述した実施形態では、リフレッ
シュカウンタ20を、バンクBK0〜BK3に共通に1つ形成
した例について述べた。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、リフレッシュカウンタ2
0を、バンクBK0〜BK3毎に形成してもよい。
【0192】以上、本発明について詳細に説明してきた
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。
【0193】
【発明の効果】請求項1の半導体メモリでは、リフレッ
シュ動作を外部から認識されることなく実行できる。す
なわち、複数のバンクを有する半導体メモリにおいて、
メモリセルのリフレッシュを内部で自動的に実行でき
る。
【0194】請求項2の半導体メモリでは、一つのリフ
レッシュアドレスに対応する情報を保持回路に確実に保
持でき、各バンクのメモリセルを確実にリフレッシュで
きる。請求項3の半導体メモリでは、全てのバンクに対
してリフレッシュサイクルを必ず挿入することができ、
全てのメモリセルを確実にリフレッシュできる。請求項
4の半導体メモリでは、各バンクのリフレッシュを競合
することなく実行できる。
【0195】請求項5の半導体メモリでは、リフレッシ
ュ動作を外部から認識されることなく実行できる。すな
わち、複数のバンクを有する半導体メモリにおいて、メ
モリセルのリフレッシュを内部で自動的に実行できる。
あるリフレッシュアドレスでリフレッシュすべきバンク
が動作中の場合、別のリフレッシュアドレスで別のバン
クをリフレッシュできる。この結果、一つのバンクにつ
いて連続してアクセスできる最大時間を長くできる。
【0196】請求項6の半導体メモリでは、簡易な回路
で複数のリフレッシュアドレスを生成できる。請求項7
の半導体メモリでは、複数のリフレッシュアドレスを使
用して、複数のバンクをリフレッシュする場合にも、保
持回路が保持する情報と、リフレッシュアドレスとを常
に対応させることができ、各バンクのメモリセルを確実
にリフレッシュできる。
【0197】請求項8の半導体メモリでは、一つのバン
クを連続してアクセスできる最大時間を長くすることが
でき、一般にページ動作と称する連続アクセスの最大回
数を増やすことができる。請求項9の半導体メモリで
は、複数のリフレッシュアドレスが生成される場合にお
いても、リフレッシュを競合することなく実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示すブロック図であ
る。
【図2】図1のリフレッシュ制御回路およびリフレッシ
ュカウンタを示す回路図である。
【図3】図1の保持回路を示す回路図である。
【図4】図1の優先回路を示す回路図である。
【図5】第1の実施形態におけるリフレッシュ動作の概
要を示すタイミング図である。
【図6】第1の実施形態におけるリフレッシュ制御回路
の動作を示すタイミング図である。
【図7】本発明の第2の実施形態におけるリフレッシュ
制御回路を示すブロック図である。
【図8】図7の第1保持回路を示す回路図である。
【図9】図7の第2保持回路を示す回路図である。
【図10】図7の第1優先回路を示す回路図である。
【図11】図7の第2優先回路を示す回路図である。
【図12】図7のリフレッシュカウンタを示す回路図で
ある。
【図13】第2の実施形態におけるリフレッシュ動作の
概要を示すタイミング図である。
【図14】第2の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図15】第2の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図16】本発明の第3の実施形態におけるリフレッシ
ュ制御回路を示すブロック図である。
【図17】図16の起動回路の詳細を示す回路図であ
る。
【図18】図16の保持回路の詳細を示す回路図であ
る。
【図19】第3の実施形態における起動回路の動作を示
すタイミング図である。
【図20】第3の実施形態におけるリフレッシュ動作の
概要を示すタイミング図である。
【図21】第3の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図22】第3の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図23】本発明の第4の実施形態におけるリフレッシ
ュ制御回路を示すブロック図である。
【図24】図23の保持回路の詳細を示す回路図であ
る。
【図25】第4の実施形態におけるリフレッシュ動作の
概要を示すタイミング図である。
【図26】第4の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図27】第4の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図28】本発明の第5の実施形態におけるリフレッシ
ュ制御回路を示すブロック図である。
【図29】図28の保持回路の詳細を示す回路図であ
る。
【図30】図28のリフレッシュアドレス制御回路の詳
細を示す回路図である。
【図31】図28のリフレッシュアドレス制御回路の動
作を示すタイミング図である。
【図32】第5の実施形態におけるリフレッシュ動作の
概要を示すタイミング図である。
【図33】第5の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図34】第5の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図35】第5の実施形態におけるリフレッシュ動作の
別の例を示すタイミング図である。
【図36】図35におけるリフレッシュ制御回路の動作
を示すタイミング図である。
【図37】図35におけるリフレッシュ制御回路の動作
を示すタイミング図である。
【図38】図35におけるリフレッシュ制御回路の動作
を示すタイミング図である。
【図39】本発明の第6の実施形態におけるリフレッシ
ュ制御回路を示すブロック図である。
【図40】図39の保持回路の詳細を示す回路図であ
る。
【図41】図39のリフレッシュアドレス制御回路の詳
細を示す回路図である。
【図42】第6の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図43】第6の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示すタイミング図である。
【図44】第6の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示す別のタイミング図である。
【図45】第6の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示す別のタイミング図である。
【図46】第6の実施形態におけるリフレッシュ制御回
路の動作を示す別のタイミング図である。
【符号の説明】
10 SDRAM 12 コマンドデコーダ12 14 状態レジスタ 16 リフレッシュ発生回路 18 リフレッシュ制御回路 20 リフレッシュカウンタ 20a カウンタ 20b ラッチ 22 起動回路 24 保持回路 24a RSフリップフロップ 24b CMOS伝達ゲート 24c ANDゲート 24d パルス発生回路 26 優先回路 26a、26b、26c、26d、26e ANDゲート 28 状態取込回路 28a ラッチ 28b 遅延回路 28c パルス発生回路 30 バンク選択回路 30a ラッチ 32 リフレッシュ制御回路 34 第1保持回路 34a ラッチ 36 第2保持回路 36a ラッチ 38 第1優先回路 38a ORゲート 40 第2優先回路 40a、40b、40c、40d、40e ANDゲート 40f ORゲート 42 リフレッシュカウンタ 42a カウンタ 42b、42c ラッチ 44 リフレッシュ制御回路 46 リフレッシュの起動回路 46a、46b、46c フリップフロップ 46d、46e 遅延回路 46f パルス生成回路 48 遅延回路 50 保持回路 50a 2ビットカウンタ 50b デコーダ 50c RSフリップフロップ 50d 遅延回路 50e 出力回路 52 リフレッシュカウンタ 54 状態取込回路 リフレッシュ制御回路 保持回路60 フリップフロップ62 リフレッシュ制御回路64 保持回路66 リフレッシュアドレス制御回路68 トグルフリップフロップ66a トグルフリップフロップ68a 制御回路68b フリップフロップ68c リフレッシュカウンタ68d スイッチ68e、68f ラッチ68g、68h リフレッシュ制御回路70 保持回路72 リフレッシュアドレス制御回路74 カウンタ72a デコーダ72b 出力回路72c フリップフロップ74a、74b パルス発生回路74c、74d A0、A1、A2、A3 状態信号 ACT アクティブ信号 AD アドレス ASEL1、ASEL2 アドレス選択信号 B0、B1、B2、B3 状態信号 BA バンクアドレス BK0〜BK3 バンク BS0〜BS3 選択信号 BS00、BS01、BS02、BS03 選択信号 BS10、BS11、BS12、BS13 選択信号 CAD 列アドレス CM0〜CM3 完了信号 CM10〜CM13、CM20〜CM23 完了信号 CMD コマンド信号 CMP 完了信号 CMP0〜CMP3 完了信号 CMP00〜CMP13、CMP10〜CMP13、CMP20〜CMP23 完了信号 CMPA、CMPB 完了信号 PER0〜PER3 許可信号 PRE プリチャージ信号 /PRED 遅延プリチャージ信号 PREEND プリチャージ終了信号 PREL プリチャージラッチ信号 PLSA、PLSB パルス信号 RAC0〜RAC3 アドレス選択信号 RAD 行アドレス RBA0、RBA1、RBA2 カウント信号 RD 読み出し信号 REFAD リフレッシュアドレス REFAD0、REFAD1、REFAD2 リフレッシュアドレス信号 REFD 遅延リフレッシュ信号 REFP リフレッシュパルス REFRQ リフレッシュ要求信号 REFS リフレッシュ開始信号 REFT リフレッシュタイミング信号 SE0〜SE3 選択信号 SE10〜SE13、SE20〜SE23 選択信号 SEL0〜SEL3 選択信号 SEL00、SEL01、SEL02、SEL03 選択信号 SEL10、SEL11、SEL12、SEL13 選択信号 SET0〜SET3 セット信号 SET10〜SET13、SET20〜SET23 セット信号 ST0〜ST3 状態信号 STL0〜STL3、/STL0〜/STL3 状態ラッチ信号 SWA、SWB 切り替え信号 UP カウントアップ信号 UP0、UP1 UPA、UPB WR 書き込み信号

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセルを有し独立に動作する複数の
    バンクと、 前記メモリセルをリフレッシュするためのリフレッシュ
    要求を所定の間隔で発生するリフレッシュ発生回路と、 リフレッシュアドレスを生成するリフレッシュカウンタ
    と、 前記リフレッシュアドレスが示す前記各バンク内の前記
    メモリセルについて、それぞれリフレッシュの完了・未
    完了の情報を保持する保持回路と、 前記リフレッシュ要求の発生時に、非動作中の前記バン
    クのうち、前記保持回路に保持された前記情報に基づい
    て、リフレッシュが未完了の該バンクをリフレッシュす
    るリフレッシュ制御回路とを備えていることを特徴とす
    る半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体メモリにおいて、 前記保持回路が保持する前記情報が全て完了になったと
    きに、 前記保持回路は、前記情報を全て未完了に変更し、 前記リフレッシュカウンタは、カウントアップされるこ
    とを特徴とする半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体メモリにおいて、 一つの前記バンクを連続してアクセスできる最大時間の
    仕様は、前記リフレッシュ要求の発生間隔より短く設定
    されていることを特徴とする半導体メモリ。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体メモリにおいて、 非動作中の前記バンクのうち、リフレッシュが未完了の
    該バンクが複数あるときに、リフレッシュする該バンク
    を決める優先回路を備えていることを特徴とする半導体
    メモリ。
  5. 【請求項5】 メモリセルを有し独立に動作する複数の
    バンクと、 前記メモリセルをリフレッシュするためのリフレッシュ
    要求を所定の間隔で発生するリフレッシュ発生回路と、 複数のリフレッシュアドレスを生成するアドレス生成回
    路と、 前記各リフレッシュアドレスが示す前記各バンク内の前
    記メモリセルについて、それぞれリフレッシュの完了・
    未完了の情報を保持する複数の保持回路と、 前記リフレッシュ要求の発生時に、非動作中の前記バン
    クのうち、前記各保持回路に保持された情報に基づい
    て、前記リフレッシュアドレスに対応するリフレッシュ
    が未完了の前記メモリセルをリフレッシュするリフレッ
    シュ制御回路とを備えていることを特徴とする半導体メ
    モリ。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の半導体メモリにおいて、 前記アドレス生成回路は、前記リフレッシュアドレスを
    生成するリフレッシュカウンタと、該リフレッシュカウ
    ンタが前回生成した前記リフレッシュアドレスを保持す
    るアドレス保持回路とを備えていることを特徴とする半
    導体メモリ。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の半導体メモリにおいて、 前記アドレス保持回路に対応する前記保持回路に保持す
    る前記情報が全て完了になったときに、 前記リフレッシュカウンタに対応する前記保持回路は、
    保持している情報を前記アドレス保持回路に対応する前
    記保持回路に転送した後、該情報を全て未完了に変更
    し、 前記リフレッシュカウンタは、現在のカウンタ値を前記
    アドレス保持回路に転送した後、カウントアップされる
    ことを特徴とする半導体メモリ。
  8. 【請求項8】 請求項6記載の半導体メモリにおいて、 一つの前記バンクを連続してアクセスできる最大時間の
    仕様は、 (リフレッシュ要求の発生間隔)×(バンクの数)×
    (保持回路の数−1)より短く設定されていることを特
    徴とする半導体メモリ。
  9. 【請求項9】 請求項5記載の半導体メモリにおいて、 非動作中の前記バンクのうち、前記リフレッシュアドレ
    スに対応するリフレッシュが未完了の前記メモリセルが
    複数あるときに、リフレッシュする該メモリセルを決め
    る優先回路を備えていることを特徴とする半導体メモ
    リ。
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