JP2003044349A - レジスタ及び信号生成方法 - Google Patents
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Abstract
数に依存しないレジスタを提供すること。 【解決手段】 対応すべきデバイス搭載数の最大値を想
定して、外部ディレイレプリカ50の値を固定設定す
る。所望とする周波数範囲を複数のサブ周波数範囲に分
け、出力バッファ及び内部ディレイレプリカ403の遅
延量を個々のサブ周波数範囲毎に切り替えて使用するこ
とにより、内部ディレイレプリカ403に対し現実的な
最大値及び最小値を設定可能とする。内部ディレイレプ
リカ403における遅延量の選択は、選択ピン404に
て行うことができる。それにより、所望とする周波数範
囲内であると共に許容されるデバイス数を超えない限
り、周波数の高低によらず且つデバイス搭載数によら
ず、レジスタ内部におけるラッチ動作に関し、DLLに
よって生成された内部クロック信号intCLKに対し
て十分なセットアップタイム及びホールドタイムを確保
することができる。
Description
モジュール(Registered Memory M
odule)に関し、特にレジスタ内部にDLL(De
lay Locked Loop)回路を有するメモリ
モジュールに関する。
びクロックバスにスタブバストポロジを採用する技術
(以下「関連技術」という。)が提案されている。この
関連技術において、チップセット(又はメモリコントロ
ーラ)から送出された外部クロック信号(WCLK)
は、各メモリモジュールの基板上に配置された複数のメ
モリデバイスの夫々に分配される。一方、この関連技術
において、外部コマンド/アドレス(C/A)バスを介
してチップセットからメモリモジュールに対して送られ
てきたC/A信号は、各メモリモジュールの基板上に設
けられたC/Aレジスタ(以下、単に「レジスタ」とい
う。)にラッチされ、その後、ラッチされた信号は、レ
ジスタから各メモリデバイスまで至る内部C/Aバスを
介して、内部C/A信号として対応するメモリデバイス
に分配される。
否か、どのくらいの容量を実現するか否か等によって、
4デバイス搭載のものから18デバイス搭載のものまで
多くのタイプのメモリモジュールが市場に存在してい
る。また、一つのメモリモジュールに搭載されているメ
モリデバイスの動作周波数は、様々である。これに対し
て、関連技術においては、周波数別且つ搭載デバイス数
により、個別のレジスタを用いる等の手段を講じてい
た。これは、ラッチを構成するフリップフロップにおけ
るセットアップタイムとホールドタイムとを適切な値に
保持するためである。
イス数毎に別個のレジスタを設計・製造するより、動作
周波数及び搭載デバイス数にかかわらず対応可能な一つ
のレジスタを設計・製造した方が、部品効率が良い。換
言すれば、そのような使用周波数範囲(例えば、クロッ
ク周波数が200MHz〜300MHz)に対応でき且
つ搭載デバイス数に依存しないレジスタの出現が要望さ
れている。
でき且つ搭載デバイス数に依存しないレジスタを提供す
ることを目的とする。
した課題を解決するにあたり、レジスタ内部に、DLL
回路を設けた。このDLL回路は、レジスタ外部に設け
られる外部ディレイレプリカとレジスタ内部に設けられ
る内部ディレイレプリカとを利用して、チップセットか
ら分配された外部クロック信号に応じて遅延制御を行
い、ラッチ動作を規定する内部クロック信号を生成する
ためのものである。ここで、外部ディレイレプリカは、
レジスタからメモリデバイスまでの内部C/Aバス上に
おける伝播遅延を示すものであり、内部ディレイレプリ
カは、レジスタの出力部(バッファやインバータなどか
らなる内部C/Aバスドライバ)における遅延量を示す
ものである。また、DLL回路における遅延制御は、外
部ディレイレプリカ及び内部ディレイレプリカで示され
る総遅延時間だけ、外部クロック信号を前倒しするとい
うものである。
られている4〜18個を想定し、また、所望とする周波
数範囲を200MHz〜300MHzとして、レジスタ
内のフリップフロップにおけるラッチ動作等につきシミ
ュレーションを行った。特に、外部ディレイレプリカに
ついては、レジスタからメモリデバイスまでの伝搬遅延
が最も多い18デバイスに対応できるように、適切な値
(1600ps)に固定設定した。
ァ)に要求される遅延特性が使用する外部クロック信号
の周波数に依存することを見出した。
特性を、即ち単一の内部ディレイレプリカの設定を上記
の遅延の周波数依存性の全てに対して対応させることは
困難であった。具体的には、シミュレーション及びその
検討に基づくと、出力バッファの遅延(内部ディレイレ
プリカ)の最小値を1580psに、最大値を1720
psに設定できれば、一つのレジスタによって所望とす
る周波数範囲の全てに対応可能であるが、最大値と最小
値との比が1.09程度と少ないことから、通常の回路
では実現不可能である。そこで、構成し得る出力バッフ
ァ(内部ディレイレプリカ)の遅延量を考慮して、所望
とする周波数範囲を200MHz〜250MHz(第1
のサブ周波数範囲)と250MHz〜300MHz(第
2のサブ周波数範囲)の2つに分ける一方、出力バッフ
ァ(内部ディレイレプリカ)をそれぞれに対応可能な遅
延量を有するように構成し、使用する周波数の属するサ
ブ周波数範囲に応じて、出力バッファ(内部ディレイレ
プリカ)の遅延量を切り替えることとした。
題を解決するための具体的手段として、以下に示すレジ
スタ付メモリモジュール用のレジスタを提供する。
タとして、複数のメモリデバイスを含むメモリモジュー
ルに搭載され、メモリモジュール外部のチップセットか
ら外部クロック信号及びコマンド/アドレス(C/A)
信号を供給され、前記外部クロック信号から内部クロッ
ク信号を生成して、該内部クロック信号に従って前記C
/A信号を取込み、それによって、前記メモリデバイス
に対する内部C/A信号を生成するレジスタであって、
該内部C/A信号が前記複数のメモリデバイスに到達す
るまでの伝搬遅延を示す外部ディレイレプリカを接続さ
れており、且つ、前記内部クロック信号から該内部クロ
ック信号に対応した前記内部C/A信号の生成までの遅
延時間を示す内部ディレイレプリカと、該内部ディレイ
レプリカ及び前記外部ディレイレプリカと共に遅延制御
ループを構成し、前記内部ディレイレプリカ及び前記外
部ディレイレプリカで示される所定時間だけ前記外部ク
ロック信号を前倒しして前記内部クロック信号を生成す
るDLL(Delay Locked Loop)回路
と、前記内部クロック信号に応じて、前記C/A信号を
ラッチして中間C/A信号を生成するフリップフロップ
と、前記中間C/A信号をバッファリングして前記内部
C/A信号を出力する出力部とを備えるレジスタにおい
て、前記出力部及び前記内部ディレイレプリカは、切替
可能な複数の遅延時間を有するものであることを特徴と
するレジスタ。が得られる。
して、前記第1のレジスタにおいて、前記出力部及び前
記内部ディレイレプリカの複数の遅延時間のうちの一つ
の遅延時間を当該レジスタ外部から選択するための選択
手段を更に備える、ことを特徴とするレジスタが得られ
る。
して、前記第1のレジスタにおいて、前記出力部は、複
数のプリドライバ及び出力インバータからなるドライバ
を備えるものである、ことを特徴とするレジスタが得ら
れる。
して、前記第1のレジスタにおいて、前記外部ディレイ
レプリカ及び前記内部ディレイレプリカは、前記メモリ
デバイスの数が所定数範囲にある限り、全てのメモリデ
バイスの数に共通に使用されるものである、ことを特徴
とするレジスタが得られる。
て、前記第4のレジスタにおいて、前記外部ディレイレ
プリカは、前記メモリデバイスの数が前記所定数範囲の
最大値に一致する場合に対応するように設定されてい
る、ことを特徴とするレジスタが得られる。
して、前記第5のレジスタにおいて、前記所定数範囲
は、4以上18以下である、ことを特徴とするレジスタ
が得られる。
して、前記第6のレジスタにおいて、前記外部クロック
信号及び前記内部クロック信号の周波数は、200MH
z以上300MHz以下の範囲に属する、ことを特徴と
するレジスタが得られる。
して、前記第7のレジスタにおいて、前記内部ディレイ
レプリカは、前記外部クロック信号及び前記内部クロッ
ク信号の周波数が200MHz以上250MHz以下の
場合に対応する第1の遅延時間と、前記外部クロック信
号及び前記内部クロック信号の周波数が250MHzよ
り大きく300MHz以下の場合に対応する第2の遅延
時間とからなる、ことを特徴とするレジスタが得られ
る。
して、前記第8のレジスタにおいて、前記外部ディレイ
レプリカに設定された伝搬遅延は、1600psであ
り、前記内部ディレイレプリカの前記第1の遅延時間
は、最大値2720ps且つ最小値1580psを有す
るものであり、前記内部ディレイレプリカの前記第2の
遅延時間は、最大値1720ps且つ最小値1080p
sを有するものであることを特徴とするレジスタが得ら
れる。
タと該レジスタに接続された前記外部ディレイレプリカ
と前記複数のメモリデバイスを備え、前記内部C/A信
号が該レジスタから前記複数のメモリデバイスに到達す
るまでの伝搬遅延時間を、前記メモリデバイスの数が前
記所定数範囲の最大値の場合にあわせたことを特徴とす
るメモリモジュールや、該メモリモジュールとチップセ
ットを含むメモリシステムも得られる。
イスを含むメモリモジュールに搭載され、メモリモジュ
ール外部のチップセットから外部クロック信号及びコマ
ンド/アドレス(C/A)信号を供給されて、前記メモ
リデバイスに対する内部C/A信号を生成するレジスタ
を含み、該レジスタは、前記外部クロック信号を受け、
所定の遅延量を考慮して、内部クロック信号を生成する
DLL(Delay Locked Loop)回路を
有し、前記C/A信号を前記レジスタに取り込む外部ク
ロック信号の立上がりエッジから、該C/A信号に対応
する前記内部C/A信号が外部クロック信号によって前
記メモリデバイスに取り込まれるまでの必要外部クロッ
ク数が1.5であることを特徴とするメモリシステムが
得られる。
うな信号生成方法を提供するものであるとも言える。
法として、複数のメモリデバイスを含むメモリモジュー
ルに搭載され、メモリモジュール外部のチップセットか
ら外部クロック信号及びコマンド/アドレス(C/A)
信号を供給され、前記メモリデバイスに対する内部C/
A信号を生成するレジスタであって、前記内部C/A信
号が前記メモリデバイスに到達するまでの伝搬遅延を有
する第1のディレイレプリカと前記レジスタの出力部に
おける遅延時間を示す第2のディレイレプリカとを利用
して、複数の前記外部クロック信号の遅延制御を行って
内部クロック信号を生成するDLL(Delay Lo
cked Loop)回路と、前記内部クロック信号に
応じて、前記C/A信号をラッチして前記内部C/A信
号に相当する信号を生成するフリップフロップとを備え
るレジスタにおいて、前記外部クロック信号の周波数が
所定の周波数範囲に属し且つ前記メモリデバイスの数が
所定数範囲に属する限り、いずれの前記周波数の値及び
前記メモリデバイスの数であっても対応して前記内部C
/A信号を生成するための信号生成方法であって、前記
第1のディレイレプリカを前記所定数範囲の最大値に対
応させるようにして固定設定し、前記所定の周波数範囲
を複数のサブ周波数範囲に分け、前記第2のディレイレ
プリカの示す遅延時間を、前記複数のサブ周波数範囲毎
に、切り替わるように設定し、該複数のサブ周波数範囲
のうち、実際に使用する前記外部クロック信号の周波数
が属する前記サブ周波数範囲に応じて、前記第2のディ
レイレプリカの前記遅延時間を切り換えることを特徴と
する信号生成方法が得られる。
法として、前記第1の信号生成方法において、前記所定
数範囲は、4以上18以下であり、前記所定の周波数範
囲は、200MHz以上300MHz以下であることを
特徴とする信号生成方法が得られる。
法として、前記第2の信号生成方法において、前記所定
の周波数範囲は、2つの前記サブ周波数範囲に分けられ
ている、ことを特徴とする信号生成方法が得られる。
法として、前記第3の信号生成方法において、前記2つ
の前記サブ周波数範囲は、200MHz以上250MH
z以下の周波数範囲である第1のサブ周波数範囲と、2
50MHzより大きく300MHz以下の周波数範囲で
ある第2のサブ周波数範囲とからなる、ことを特徴とす
る信号生成方法が得られる。
法として、前記第4の信号生成方法において、前記第1
のディレイレプリカによる遅延量を1600psに固定
設定し、前記第2のディレイレプリカによる遅延量を、
前記第1のサブ周波数範囲に関して、最小値1580p
s及び最大値2720psとなるように、且つ、前記第
2のサブ周波数範囲に関して、最小値1080ps及び
最大値1720psとなるように、設定する、ことを特
徴とする信号生成方法が得られる。
レジスタ及びそれを具備してなるレジスタ付メモリモジ
ュールについて、図面を参照して、詳細に説明する。
応可能なメモリデバイス数/モジュールが4〜18であ
り、対応可能な動作周波数範囲が200MHz〜300
MHzのものである。以下においては、このレジスタの
詳細について説明する前に、レジスタの搭載されるモジ
ュールや、クロックジェネレータ、チップセット等の全
体的な概略について説明する。以下においては、複数の
メモリデバイスとして、片面上に9個ずつ、計18個の
DRAMデバイスを搭載したメモリモジュールについて
説明する。
コンピュータのマザーボード(図示せず)上に設けられ
たソケットに挿入され、使用される。マザーボード上に
は、図1に示されるようなクロックジェネレータ10及
びチップセット20が搭載され、メモリモジュール30
と共に本実施の形態によるメモリシステムを構成してい
る。クロックジェネレータ10は、基本クロックをチッ
プセット20に供給し、チップセット20は、その基本
クロックに従って、C/A信号などをメモリモジュール
30のレジスタ40に対して供給する。レジスタ40
は、内部にDLL回路及び内部ディレイレプリカを備
え、内部ディレイレプリカ及び外部ディレイレプリカ5
0を利用してDLL回路にて遅延量を制御しつつ、C/
A信号(120)に応じた内部C/A信号(130)を
生成して、DRAMデバイス60に送出する。ここで、
外部ディレイレプリカ50は、対応可能なDRAMデバ
イス搭載数の全てに共通のものであり、本実施の形態に
おいては、4〜18デバイス数に対応可能なようにして
定められている。より具体的には、外部ディレイレプリ
カ50は、対応可能なDRAMデバイス搭載数の最大値
に基づいて、18デバイス搭載の場合におけるレジスタ
からDRAMデバイスまでの遅延時間(1600ps)
に設定されている。
ス(図示せず)、WCLKバス(100,110)は、
92スタブ構造を備えており、特に、DRAMデバイス
60用のWCLKバス100は、メモリモジュールの片
面上に搭載された各デバイスごとに設けられている。こ
のDRAMデバイス60用のWCLKバス100上に供
給されるクロックは、レジスタ40用のWCLKバス1
10に供給されるクロックWCLKと区別するため、W
CLKdとして参照される。なお、本実施の形態におい
て、WCLKバス100は、DRAMデバイス用の外部
クロック信号WCLKd及びその反転信号WCLKd_
b(“_b”は反転を意味する:以下他の信号について
も同じ。)からなる相補信号を伝搬するものであり、W
CLKバス110は、外部クロック信号WCLK及びそ
の反転信号WCLK_bとからなる相補信号を伝播する
ものである。チップセット20からメモリモジュール3
0に送出されるC/A信号用のバス(外部C/Aバス)
120は、約25のスタブ構造を備えている。これらス
タブ構造を備えるバスは、終端抵抗150により終端さ
れている。レジスタ40から各DRAMデバイスへの内
部C/A信号の供給用バス(内部C/Aバス)130
は、2段階層のバス構造(以下、デュアルT−ブランチ
構造という。)を採用している。なお、この記載から理
解されるように、外部ディレイレプリカ50は、DRA
M搭載数が対応可能なDRAMデバイス搭載数の最大値
に等しい場合における内部C/Aバス上での伝播遅延を
考慮して設定されているとも言える。
クロック用入力回路401、DLL回路402、内部デ
ィレイレプリカ403を備えている。クロック用入力回
路401は、外部クロック信号WCLKとその反転信号
WCLK_bを入力し、WCLKint信号を生成す
る。即ち、WCLKint信号は、外部クロック信号W
CLKとその反転信号WCLK_bとのクロスポイント
を利用して生成されるものであり、電圧変動の影響が低
減されるように調整されたWCLK信号である。DLL
回路402は、このWCLKint信号を受け、内部デ
ィレイレプリカ403及び外部ディレイレプリカ50を
利用した遅延制御を行って、内部クロック信号intC
LKを生成する。
は、レジスタ40に入力された外部クロック信号WCL
Kを、内部ディレイレプリカ403に規定された遅延時
間と外部ディレイレプリカ50に規定された遅延時間と
の総和分だけ前倒ししたクロック信号である。また、内
部ディレイレプリカ403に規定された遅延時間は、後
述するプリドライバ406及び出力インバータ407か
らなるドライバを備えるレジスタ40の出力部における
出力バッファ遅延(内部クロック信号intCLKから
内部C/A信号CAoutまでの遅延時間)を示すもの
であり、外部ディレイレプリカ50に規定された遅延時
間は、メモリモジュール30上における内部C/A信号
の伝搬遅延(内部C/A信号CAoutがDRAMデバ
イスに到着するまでの時間)を示すものである。
延及び内部ディレイレプリカ403は、使用周波数範囲
を第1及び第2のサブ周波数範囲に分ける条件の下、夫
々のサブ周波数範囲に対応できる遅延量を切替可能に設
定されている。
403の構成例が示されている。図示された内部ディレ
イレプリカ403は、第1遅延回路501、第2遅延回
路502、及びセレクタ503を備えている。図示され
た第1遅延回路501は、5個のインバータをシリアル
に配置してなる構成を備えており、図示された第2遅延
回路502は、3個のインバータをシリアルに配置して
なる構成を備えている。セレクタは、2個のnMOSト
ランジスタ、2個のpMOSトランジスタ及びインバー
タからなり、選択ピン404にハイレベル電位が与えら
れた際には、スイッチ503aがオンになる一方スイッ
チ503bがオフになり、逆に、選択ピン404にロー
レベル電位が与えられた場合には、スイッチ503aが
オフになる一方スイッチ503bがオンになるものであ
る。即ち、選択ピン404にハイレベル電位が与えられ
た場合には、第1遅延回路501の遅延量が選択され、
選択ピン404にローレベル電位が与えられた場合に
は、第2遅延回路502の遅延量が選択される。選択さ
れた遅延量は、外部ディレイレプリカ50における遅延
量と共に、内部クロック信号intCLKの生成に寄与
する。
01における遅延量の方が第2遅延回路502における
遅延量よりも大きい。したがって、第1のサブ周波数範
囲が第2のサブ周波数範囲より低い周波数範囲である場
合には、後述するように、第1遅延回路501は、第1
のサブ周波数範囲に対応するものであり、第2の遅延回
路502は、第2のサブ周波数範囲に対応するものであ
る。
出力バッファ遅延及び内部ディレイレプリカ403にお
ける遅延量の切替は、選択ピン404にてレジスタ40
外部から容易に実行することができる。選択ピン404
は、メモリモジュールの他のピンとともに設けられても
良いし、レジスタ内部に設けられたモードフリップフロ
ップの出力を利用することとしても良い。
120を伝播してきたC/A信号(CAin_i,CA
in_j等)は、各信号ごとに、本実施の形態による内
部C/A信号生成処理を受ける。以下においては、一つ
のC/A信号(CAin_j)を例にとり、説明する。
40に到達すると、まず、CA信号用入力回路405に
より、基準電圧Vrefと比較され、電圧変動の影響が
低減されたC/A信号(CAint)に変換される。C
A信号用入力回路405にはインバータが設けられてい
ることから、このCAintはCAin_jを反転した
信号となっている(但し、図5においては、簡単のため
true信号で表す)。このC/A信号(CAint)
は、フリップフロップFFのデータ入力端子(D)に入
力される。
ジトリガタイプのフリップフロップであり、フリップフ
ロップFFのクロック入力端子(「>」で示す。)に
は、内部クロック信号(intCLK)が入力される。
フリップフロップFFは、データ入力端子(D)に入力
されたC/A信号(CAint)を、クロック入力端子
に入力された内部クロック信号(intCLK)のポジ
ティブエッジ(立上がりエッジ)でラッチし、そのラッ
チしたデータ(C/Aintの値)を、次のポジティブ
エッジまで、中間C/A信号としてデータ出力端子Qか
ら出力し続ける。
6及び出力インバータ407からなるドライバ(内部C
/Aバスドライバ)を備えるレジスタ40の出力部を経
て、内部C/A信号(CAout_j,CAout_
i)として内部C/Aバス130上に送出される。内部
C/A信号は、内部C/Aバス130を伝播しDRAM
デバイス60に供給される。
力バッファに要求される出力バッファ遅延(出力部にお
ける遅延:OBDと略す。)の周波数特性と、図5に示
されるWCLK=300MHzの場合におけるタイミン
グダイアグラムとを参照しながら、本実施の形態による
レジスタの動作原理等について、より具体的な数値を掲
げ、説明する。なお、以下の説明は、前述したレジスタ
内部の構成及び動作について、より深い理解を求めるた
めになされたものであり、本発明を下記具体的説明のみ
に限定するものではない。
て、使用周波数範囲を200MHz〜300MHzと想
定し、一つのメモリモジュール30に搭載されるデバイ
ス数として4〜18個を想定する。また、メモリモジュ
ール上における負荷を調整する。即ち、18デバイスの
場合におけるレジスタ40からDRAMデバイス60ま
での遅延時間(内部C/Aバス130上の伝搬遅延)を
1600psとした場合、例えば4デバイスの場合も1
600psに合わせる。また、外部ディレイレプリカの
遅延時間もその1600psと設定する。この前提でレ
ジスタ内のフリップフロップのセットアップ時間、ホー
ルド時間を満足できる出力バッファ遅延の最大値及び最
小値(OBD_max,OBD_min)の周波数特性
を調べると図4に示されるようなカーブが得られる。
数範囲を200MHz〜300MHzとした場合、この
範囲を一つの出力バッファでカバーする、すなわち一つ
の遅延量しか設定できない内部ディレイレプリカを用い
るのであれば、その最大値を1720psとし、且つ、
最小値を1580psとする必要がある。これは、すな
わち、内部クロック信号intCLKの立上がりエッジ
が存在可能な時間領域幅が140ps(1720ps−
1580ps)しかないことを意味する。
ファ、即ち内部ディレイレプリカを現在の技術で構成す
るのは非常に困難であることに鑑み、250MHzを境
にして使用周波数領域(200MHz〜300MHz)
を2つのサブ周波数領域(200MHz〜250MH
z,250MHz〜300MHz)に分けることとし
た。
て使用周波数領域を2つのサブ周波数領域に分けた場合
には、200MHz〜250MHzの第1のサブ周波数
領域に関しては、出力バッファ、即ち内部ディレイレプ
リカの遅延量を、最大値=2720ps、最小値=15
80psとなるように構成すればよく、250MHz〜
300MHzの第2のサブ周波数領域に関しては、出力
バッファ、即ち内部ディレイレプリカの遅延量を、最大
値=1720ps、最小値=1080psとなるように
構成すれば良いことが理解される。これによると、出力
バッファ(内部ディレイレプリカ)の遅延量の最大値と
最小値との差は、第1のサブ周波数領域に関して114
0ps(最大値/最小値=約1.72)となり、第2の
サブ周波数領域に関して640ps(最大値/最小値=
約1.59)となり、いずれについても最大値/最小値
は十分に構成可能な値となっている。
な原理に基づき、使用周波数範囲を二分すると共に、そ
れぞれに対応可能な遅延量を切替可能な様に出力バッフ
ァ部及び内部ディレイレプリカ403に設定し、更に、
その切替をレジスタ40外部から簡易に実行可能とする
ために、選択ピン404を設けることとしてある。詳し
くは、内部ディレイレプリカ403においては、第1遅
延回路501及び第2遅延回路502を備え、それらを
選択ピン404に入力された信号に応じてセレクタ50
3により選択することとしている。ここで、図4に示さ
れた例を考慮すると、第1遅延回路501は、200M
Hz〜250MHzの周波数領域(第1のサブ周波数領
域)に対応するものであり、第2遅延回路502は25
0MHz〜300MHzの周波数領域(第2のサブ周波
数領域)に対応するものである。
モリシステムに関するタイミングダイアグラムは図5に
示される。図5において、D1として示されるものは、
チップセット20におけるC/A信号のアクセスタイム
変動及び外部C/Aバス120におけるチャネル差によ
る遅延スキューであり、D2で示されるものは、C/A
信号用の入力回路405における遅延である。また、D
Rep1として示されるものは外部ディレイレプリカ5
0による遅延量であり、所定の値(1600ps)に固
定設定されている。一方、DRep2として示されるも
のは内部ディレイレプリカ403による遅延量であり、
出力バッファの遅延量と合わせるように最大値DRep
2max及び最小値DRep2minを有するように設
定されている。なお、この例においては、外部クロック
信号WCLK=300MHzであることから、内部ディ
レイレプリカ403による遅延量の最大値DRep2m
ax及び最小値DRep2minは、夫々、1720p
s及び1080psである。
び外部ディレイレプリカ50の設定がなされている場
合、内部クロック信号intCLKのポジティブエッジ
が存在し得る領域は、内部ディレイレプリカ403によ
る遅延量の最大値DRep2max及び最小値DRep
2minとの差を構成する領域(斜線で示されたウィン
ドウ)となる。
形態においては、レジスタ40内部におけるラッチ動作
に関し、十分なセットアップタイム(tS)及びホール
ドタイム(tH)を確保できるか考察するために、入力
回路405における遅延の最大値D2maxを考慮して
セットアップタイム(tS)の起点を定めると共に、入
力回路405における遅延の最小値D2minを考慮し
てホールドタイム(tH)の終点を定めることとしてあ
る。
おいて、内部クロック信号intCLKが上記存在可能
な領域中のいずれの時点で立ち上がったとしても、十分
なセットアップタイム(tS)及びホールドタイム(t
H)が確保されていることが、明らかに理解される。
考慮して使用周波数領域を複数のサブ周波数領域に分
け、内部ディレイレプリカ403の遅延量の最大値DR
ep2max及び最小値DRep2minを実現可能な
ものとしたことから、実際の使用周波数がいずれのサブ
周波数領域に属するかによって出力バッファ及び内部デ
ィレイレプリカ403の遅延量の最大値DRep2ma
x及び最小値DRep2minを適切な値に切り換える
こととすれば、使用周波数が、想定した使用周波数範囲
内にある限り、いかなる周波数であっても、十分なセッ
トアップタイム(tS)及びホールドタイム(tH)が
確保されることも理解される。また、また、DRAMデ
バイスにおいてもCA信号の真中に外部クロックの立上
がりエッジがきている(図5のT2のタイミング)の
で、同様に十分なセットアップタイム及びホールドタイ
ムが確保されている。
信号をレジスタ40に取り込む外部クロック信号WCL
Kの立下がりエッジから、そのC/A信号がDRAMデ
バイス60で利用されるまでの必要クロック数(アディ
ショナルレイテンシ:Additional Late
ncy)は1.5におさえられている。
示して具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。たとえば、上述した実施の形態にお
いては、フリップフロップとして、ディレイFF(D−
FF)を採用した例を示してきたが、本発明の概念を逸
脱しない限り、上述したD−FFに代えて、他のフリッ
プフロップを採用することとしても良い。
外部ディレイレプリカを対応すべきデバイス搭載数の最
大値に適応可能なように予め設定固定すると共に、所望
とする周波数範囲を複数のサブ周波数範囲に分け、出力
バッファ及び内部ディレイレプリカを個々のサブ周波数
範囲毎に切り替えて使用することにより、出力バッファ
及び内部ディレイレプリカに対し現実的な最大値及び最
小値を設定可能とし、それにより、所望とする周波数範
囲内であると共に許容されるデバイス数を超えない限
り、周波数の高低によらず且つデバイス搭載数によら
ず、レジスタ内部におけるラッチ動作に関し、十分なセ
ットアップタイム及びホールドタイムを確保することが
できる。特に、かかる効果は、動作周波数範囲が200
MHz以上であるときに顕著となる。また、動作周波数
範囲が300MHz以下であれば例示したように簡単に
構成することができる。
ールの動作環境を示す概略図である。
略構成を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
グダイアグラムである。
d_b) 110 WCLKバス(WCLK及びWCLK_
b) 120 外部C/Aバス 130 内部C/Aバス 150 終端抵抗 401 入力回路 402 DLL回路 403 内部ディレイレプリカ 404 選択ピン 405 入力回路 406 プリドライバ 407 出力インバータ 501 第1遅延回路 502 第2遅延回路 503 セレクタ
Claims (18)
- 【請求項1】 複数のメモリデバイスを含むメモリモジ
ュールに搭載され、メモリモジュール外部のチップセッ
トから外部クロック信号及びコマンド/アドレス(C/
A)信号を供給され、前記外部クロック信号から内部ク
ロック信号を生成して、該内部クロック信号に従って前
記C/A信号を取込み、それによって、前記メモリデバ
イスに対する内部C/A信号を生成するレジスタであっ
て、 該内部C/A信号が前記複数のメモリデバイスに到達す
るまでの伝搬遅延を示す外部ディレイレプリカを接続さ
れて用いられ、且つ、 前記内部クロック信号から該内部クロック信号に対応し
た前記内部C/A信号の生成までの遅延時間を示す内部
ディレイレプリカと、 該内部ディレイレプリカ及び前記外部ディレイレプリカ
と共に遅延制御ループを構成し、前記内部ディレイレプ
リカ及び前記外部ディレイレプリカで示される所定時間
だけ前記外部クロック信号を前倒しして前記内部クロッ
ク信号を生成するDLL(Delay Locked
Loop)回路と、 前記内部クロック信号に応じて、前記C/A信号をラッ
チして中間C/A信号を生成するフリップフロップと、 前記中間C/A信号をバッファリングして前記内部C/
A信号を出力する出力部とを備えるレジスタにおいて、 前記出力部及び前記内部ディレイレプリカは、切替可能
な複数の遅延時間を有するものであることを特徴とする
レジスタ。 - 【請求項2】 前記出力部及び前記内部ディレイレプリ
カの複数の遅延時間のうちの一つの遅延時間を当該レジ
スタ外部から選択するための選択手段を更に備える、こ
とを特徴とする請求項1記載のレジスタ。 - 【請求項3】 前記出力部は、複数のプリドライバ及び
出力インバータからなるドライバを備えるものである、
ことを特徴とする請求項1記載のレジスタ。 - 【請求項4】 前記外部ディレイレプリカ及び前記内部
ディレイレプリカは、前記メモリデバイスの数が所定数
範囲にある限り、全てのメモリデバイスの数に共通に使
用されるものである、ことを特徴とする請求項1記載の
レジスタ。 - 【請求項5】 前記外部ディレイレプリカは、前記メモ
リデバイスの数が前記所定数範囲の最大値に一致する場
合に対応するように設定されている、ことを特徴とする
請求項4記載のレジスタ。 - 【請求項6】 前記所定数範囲は4以上18以下であ
る、ことを特徴とする請求項5記載のレジスタ。 - 【請求項7】 前記外部クロック信号及び前記内部クロ
ック信号の周波数は、200MHz以上300MHz以
下の範囲に属する、ことを特徴とする請求項6記載のレ
ジスタ。 - 【請求項8】 前記内部ディレイレプリカは、前記外部
クロック信号及び前記内部クロック信号の周波数が20
0MHz以上250MHz以下の場合に対応する第1の
遅延時間と、前記外部クロック信号及び前記内部クロッ
ク信号の周波数が250MHzより大きく300MHz
以下の場合に対応する第2の遅延時間とからなる、こと
を特徴とする請求項7記載のレジスタ。 - 【請求項9】 前記外部ディレイレプリカに設定された
伝搬遅延は、1600psであり、 前記内部ディレイレプリカの前記第1の遅延時間は、最
大値2720ps且つ最小値1580psを有するもの
であり、 前記内部ディレイレプリカの前記第2の遅延時間は、最
大値1720ps且つ最小値1080psを有するもの
であることを特徴とする請求項8記載のレジスタ。 - 【請求項10】 請求項1記載のレジスタと該レジスタ
に接続された前記外部ディレイレプリカと前記複数のメ
モリデバイスを備え、前記内部C/A信号が該レジスタ
から前記複数のメモリデバイスに到達するまでの伝搬遅
延時間を、前記メモリデバイスの数が前記所定数範囲の
最大値の場合にあわせたことを特徴とするメモリモジュ
ール。 - 【請求項11】 請求項10記載のメモリモジュールと
チップセットを含むメモリシステム。 - 【請求項12】 複数のメモリデバイスを含むメモリモ
ジュールに搭載され、メモリモジュール外部のチップセ
ットから外部クロック信号及びコマンド/アドレス(C
/A)信号を供給されて、前記メモリデバイスに対する
内部C/A信号を生成するレジスタを含み、 該レジスタは、前記外部クロック信号を受け、所定の遅
延量を考慮して、内部クロック信号を生成するDLL
(Delay Locked Loop)回路を有し、 前記C/A信号を前記レジスタに取り込む外部クロック
信号の立下がりエッジから、該C/A信号に対応する前
記内部C/A信号が外部クロック信号によって前記メモ
リデバイスに取り込まれるまでの必要外部クロック数が
1.5であることを特徴とするメモリシステム。 - 【請求項13】 複数のメモリデバイスを含むメモリモ
ジュールに搭載され、メモリモジュール外部のチップセ
ットから外部クロック信号及びコマンド/アドレス(C
/A)信号を供給され、前記メモリデバイスに対する内
部C/A信号を生成するレジスタであって、前記内部C
/A信号が前記メモリデバイスに到達するまでの伝搬遅
延を有する第1のディレイレプリカと前記レジスタの出
力部における遅延時間を示す第2のディレイレプリカと
を利用して、複数の前記外部クロック信号の遅延制御を
行って内部クロック信号を生成するDLL(Delay
Locked Loop)回路と、前記内部クロック信
号に応じて、前記C/A信号をラッチして前記内部C/
A信号に相当する信号を生成するフリップフロップとを
備えるレジスタにおいて、前記外部クロック信号の周波
数が所定の周波数範囲に属し且つ前記メモリデバイスの
数が所定数範囲に属する限り、いずれの前記周波数の値
及び前記メモリデバイスの数であっても対応して前記内
部C/A信号を生成するための信号生成方法であって、 前記第1のディレイレプリカを前記所定数範囲の最大値
に対応させるようにして固定設定し、 前記所定の周波数範囲を複数のサブ周波数範囲に分け、 前記第2のディレイレプリカの示す遅延時間を、前記複
数のサブ周波数範囲毎に、切り替わるように設定し、 該複数のサブ周波数範囲のうち、実際に使用する前記外
部クロック信号の周波数が属する前記サブ周波数範囲に
応じて、前記第2のディレイレプリカの前記遅延時間を
切り換えることを特徴とする信号生成方法。 - 【請求項14】 前記所定数範囲は、4以上18以下で
あり、前記所定の周波数範囲は、200MHz以上30
0MHz以下である、ことを特徴とする請求項13記載
の信号生成方法。 - 【請求項15】 前記所定の周波数範囲は、2つの前記
サブ周波数範囲に分けられている、ことを特徴とする請
求項13記載の信号生成方法。 - 【請求項16】 前記2つの前記サブ周波数範囲は、2
00MHz以上250MHz以下の周波数範囲である第
1のサブ周波数範囲と、250MHzより大きく300
MHz以下の周波数範囲である第2のサブ周波数範囲と
からなる、ことを特徴とする請求項15記載の信号生成
方法。 - 【請求項17】 前記第1のディレイレプリカによる遅
延量を1600psに固定設定し、 前記第2のディレイレプリカによる遅延時間を、前記第
1のサブ周波数範囲に関して、最小値1580ps及び
最大値2720psとなるように、且つ、前記第2のサ
ブ周波数範囲に関して、最小値1080ps及び最大値
1720psとなるように、設定する、ことを特徴とす
る請求項16記載の信号生成方法。 - 【請求項18】 メモリモジュールに搭載されたレジス
タであって、 互いに遅延時間が異なる複数の遅延回路を備えるディレ
イレプリカと、 少なくとも前記ディレイレプリカによりその動作が制御
され、外部クロックを基に内部クロックを生成するDL
L回路と、 コマンド信号及びアドレス信号のうち少なくとも一方を
前記内部クロックに応答してラッチし、ラッチした信号
を内部コマンド信号及び内部アドレス信号のうち少なく
とも一方として出力するフリップフロップとを備えるこ
とを特徴とするレジスタ。
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