JP2006338813A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体記憶装置に関し、特に、外部からの入力信号に依存せずリフレッシュ動作を行なうことが可能なダイナミック型半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a dynamic semiconductor memory device capable of performing a refresh operation without depending on an external input signal.
擬似SRAMは、メモリ自体はDRAM(ダイナミック型半導体記憶装置)だが外部的にはSRAM(スタティック型半導体記憶装置)として動作する半導体記憶装置である。この擬似SRAMは、内部のメモリセルはDRAMにおけるメモリセルと同じものを使用する。一方、入力される制御信号やアドレス信号等の外部インターフェースはSRAMと同じである。 The pseudo SRAM is a semiconductor memory device that operates as an SRAM (static type semiconductor memory device) externally although the memory itself is a DRAM (dynamic type semiconductor memory device). In this pseudo SRAM, the same internal memory cells as those in the DRAM are used. On the other hand, external interfaces such as input control signals and address signals are the same as those of SRAM.
また、この擬似SRAMのリフレッシュ動作は、従来のDRAMのリフレッシュ動作またはセルフリフレッシュ動作のように外部からの信号により制御されるものではなく、半導体記憶装置内部のリフレッシュ回路から周期的に出力されるリフレッシュ指令信号/REFEに基づき行われる。リフレッシュ回路はリング発振器であるタイマ回路を含み、リフレッシュ回路はタイマ回路により周期的に出力されるサイクル信号/Refcycに応答してリフレッシュ指令信号/REFEを出力する。タイマ回路は常時サイクル信号/Refcycを出力するため、この擬似SRAMは、データの読出動作または書込動作を実行可能なアクティブ状態のときも、データを保持するスタンバイ状態のときも周期的にリフレッシュ動作を実行する。 The refresh operation of the pseudo SRAM is not controlled by an external signal unlike the refresh operation or the self-refresh operation of the conventional DRAM, but is a refresh output periodically output from a refresh circuit in the semiconductor memory device. This is performed based on the command signal / REFE. The refresh circuit includes a timer circuit which is a ring oscillator, and the refresh circuit outputs a refresh command signal / REFE in response to a cycle signal / Refcyc periodically output by the timer circuit. Since the timer circuit always outputs a cycle signal / Refcyc, this pseudo SRAM periodically refreshes both in an active state where data can be read or written and in a standby state where data is held. Execute.
たとえば、下記の特許文献1には、データの読出および書込を実行することが可能な動作状態と、データを保持するスタンバイ状態とを有する半導体記憶装置において、リフレッシュ動作の安定性を確保することを可能にするための方法が開示されている。これによると、リフレッシュ動作と読出動作または書込動作とが同一タイミングで実施されることを防止できる。
擬似SRAMでは、アクティブ状態におけるメモリセルへのアクセス速度を高速化するために、リフレッシュ動作期間はなるべく短くなるように設定される。しかしながら、リフレッシュ動作期間を短く設定すると、メモリセルのリフレッシュが十分に行なわれない可能性が高くなってしまう。特に、スタンバイ状態が長い場合において、外部からのノイズ等によって電圧降下が生じると、リフレッシュ動作の安定性が確保できないという問題が生じる。一方、リフレッシュ動作期間を長く設定すると、リフレッシュの動作マージンが向上してリフレッシュ動作の安定性が確保されるが、メモリセルへのアクセス速度は遅くなってしまう。 In the pseudo SRAM, the refresh operation period is set to be as short as possible in order to increase the access speed to the memory cell in the active state. However, if the refresh operation period is set short, there is a high possibility that the memory cell is not sufficiently refreshed. In particular, when the standby state is long, if a voltage drop occurs due to external noise or the like, there arises a problem that the stability of the refresh operation cannot be ensured. On the other hand, if the refresh operation period is set to be long, the refresh operation margin is improved and the stability of the refresh operation is ensured, but the access speed to the memory cell is slowed down.
それゆえに、この発明の主たる目的は、アクティブ状態におけるメモリセルへのアクセス速度を低下させることなく、スタンバイ状態におけるリフレッシュ動作の安定性を向上させることが可能な半導体記憶装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of improving the stability of the refresh operation in the standby state without reducing the access speed to the memory cell in the active state.
この発明に係わる半導体記憶装置は、データの読出動作および書込動作を実行することが可能なアクティブ状態と、データを保持するスタンバイ状態とを有する半導体記憶装置であって、行列状に配置された複数のメモリセルと、アクティブ状態におけるリフレッシュ動作期間を第1の期間とし、スタンバイ状態におけるリフレッシュ動作期間を第1の期間よりも長い第2の期間として、複数のメモリセルが保持するデータをリフレッシュするように指令するリフレッシュ指令信号を出力するリフレッシュ回路と、リフレッシュ指令信号に応答してリフレッシュ動作を実行するリフレッシュ実行手段とを備えたものである。 A semiconductor memory device according to the present invention is a semiconductor memory device having an active state capable of executing a data read operation and a write operation and a standby state holding data, and is arranged in a matrix The refresh operation period in the active state is the first period and the refresh operation period in the standby state is the second period longer than the first period, and the data held in the plurality of memory cells is refreshed. A refresh circuit for outputting a refresh command signal for commanding, and refresh execution means for executing a refresh operation in response to the refresh command signal.
好ましくは、リフレッシュ回路は、アクティブ状態においては、読出動作または書込動作を終了した後にリフレッシュし、スタンバイ状態においては、所定の周期ごとにリフレッシュするように指令する。 Preferably, the refresh circuit instructs to refresh after completion of the read operation or the write operation in the active state, and to refresh at a predetermined cycle in the standby state.
また好ましくは、リフレッシュ回路は、複数のメモリセルが保持するデータをリフレッシュするために必要な時間間隔で、サイクル信号を出力するタイマ回路と、サイクル信号に応答して、リフレッシュ指令信号を活性化レベルにするように要求するリフレッシュフラッグ信号を出力する指令信号活性化回路と、リフレッシュ指令信号を活性化レベルにしてよいか否かを判定する判定信号を出力する判定回路と、アクティブ状態においては、リフレッシュフラッグ信号および判定信号に応答して、リフレッシュ指令信号を第1の期間だけ活性化レベルにし、スタンバイ状態においては、リフレッシュフラッグ信号および判定信号に応答して、リフレッシュ指令信号を第2の期間だけ活性化レベルにする論理回路とを含む。 Preferably, the refresh circuit has a timer circuit that outputs a cycle signal at a time interval necessary for refreshing data held in a plurality of memory cells, and an activation level of a refresh command signal in response to the cycle signal. A command signal activation circuit that outputs a refresh flag signal requesting that the refresh command signal be output, a determination circuit that outputs a determination signal that determines whether or not the refresh command signal may be at an activation level, and a refresh signal in an active state. In response to the flag signal and the determination signal, the refresh command signal is activated for the first period. In the standby state, the refresh command signal is activated for the second period in response to the refresh flag signal and the determination signal. And a logic circuit for making it into a level.
また好ましくは、論理回路は、それぞれ第1および第2の期間に対応する遅延時間を有する第1および第2の遅延回路と、アクティブ状態においては第1の遅延回路を選択し、スタンバイ状態においては第2の遅延回路を選択する選択回路と、第1および第2の遅延回路のうち選択回路によって選択された遅延回路による遅延時間の分だけ、リフレッシュ指令信号を活性化レベルに固定するためのラッチ回路とを含む。 Preferably, the logic circuit selects the first and second delay circuits having delay times corresponding to the first and second periods, respectively, and the first delay circuit in the active state and in the standby state. A selection circuit for selecting the second delay circuit, and a latch for fixing the refresh command signal to the activation level by the delay time of the delay circuit selected by the selection circuit among the first and second delay circuits Circuit.
この発明に係わる半導体記憶装置では、行列状に配置された複数のメモリセルと、アクティブ状態におけるリフレッシュ動作期間を第1の期間とし、スタンバイ状態におけるリフレッシュ動作期間を第1の期間よりも長い第2の期間として、複数のメモリセルが保持するデータをリフレッシュするように指令するリフレッシュ指令信号を出力するリフレッシュ回路と、リフレッシュ指令信号に応答してリフレッシュ動作を実行するリフレッシュ実行手段とが設けられる。したがって、スタンバイ状態におけるリフレッシュ動作期間が、アクティブ状態におけるリフレッシュ動作期間よりも長くなるように構成される。これにより、スタンバイ状態におけるリフレッシュの動作マージンが向上し、リフレッシュ動作の安定性が大幅に改善される。また、アクティブ状態におけるリフレッシュ動作期間は短くなるように設定できるため、メモリセルへのアクセス速度を高速に維持することができる。 In the semiconductor memory device according to the present invention, the plurality of memory cells arranged in a matrix, the refresh operation period in the active state is the first period, and the refresh operation period in the standby state is the second longer than the first period. In this period, there are provided a refresh circuit for outputting a refresh command signal for instructing to refresh data held in a plurality of memory cells, and refresh execution means for executing a refresh operation in response to the refresh command signal. Therefore, the refresh operation period in the standby state is configured to be longer than the refresh operation period in the active state. As a result, the refresh operation margin in the standby state is improved, and the stability of the refresh operation is greatly improved. In addition, since the refresh operation period in the active state can be set to be short, the access speed to the memory cell can be maintained at a high speed.
図1は、この発明の一実施の形態による半導体記憶装置の全体構成を示すブロック図である。図1を参照して、この半導体記憶装置(擬似SRAM)1は、チップイネーブル信号/CEとアウトプットイネーブル信号/OEとライトイネーブル信号/WEと制御信号/LB,/UBとを受ける入力端子群10と、データ信号DQが入出力される入出力端子11と、アドレス信号ADDが入力される入力端子12とを含む。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, semiconductor memory device (pseudo SRAM) 1 includes an input terminal group which receives chip enable signal / CE, output enable signal / OE, write enable signal / WE, and control signals / LB and / UB. 10, an input /
チップイネーブル信号/CEは、データの読出動作または書込動作を実行可能なアクティブ状態、またはデータを保持するスタンバイ状態のいずれかの状態に切換えるための信号である。具体的には、チップイネーブル信号/CEが活性化レベルの「L」レベルにされたことに応じて、半導体記憶装置1はアクティブ状態にされ、チップイネーブル信号/CEが非活性化レベルの「H」レベルにされたことに応じて、半導体記憶装置1はスタンバイ状態にされる。 Chip enable signal / CE is a signal for switching to either an active state in which a data read or write operation can be performed or a standby state in which data is held. Specifically, in response to the chip enable signal / CE being set to the activation level “L”, the semiconductor memory device 1 is activated, and the chip enable signal / CE is set to the inactivation level “H”. The semiconductor memory device 1 is brought into a standby state in response to being set to the "" level.
アウトプットイネーブル信号/OEは、半導体記憶装置1を読出動作モードに設定するとともに入出力バッファを活性化させるための信号である。ライトイネーブル信号/WEは、半導体記憶装置1を書込動作モードに設定するための信号である。制御信号/LBは、下位(Lower bit)側のデータの入出力を行なうための信号である。制御信号/UBは、上位(Upper bit)側のデータの入出力を行なうための信号である。 Output enable signal / OE is a signal for setting semiconductor memory device 1 to the read operation mode and activating the input / output buffer. Write enable signal / WE is a signal for setting semiconductor memory device 1 to the write operation mode. Control signal / LB is a signal for inputting / outputting data on the lower (Lower bit) side. Control signal / UB is a signal for inputting / outputting data on the upper bit side.
半導体記憶装置1はさらに、入出力端子11から入力される制御信号に応答して、書込動作モードや読出動作モードといった半導体記憶装置1の所定の動作モードに応じた制御クロックを各ブロックに対して出力する制御回路20と、制御回路20の出力クロックに応答して入力端子12からのアドレス信号ADDを内部に伝達するアドレスバッファ21とを含む。半導体記憶装置1はさらに、アドレスバッファ21が出力する内部アドレス信号を制御回路20の出力クロックに応答して受け、列アドレスの指定を行なう列デコーダ22と、アドレスバッファ21が出力する内部アドレス信号を制御回路20の出力クロックに応答して受け、行アドレスの指定を行なう行デコーダ23と、マトリックス状に配置されるメモリセルを含むメモリセルアレイ24と、メモリセルアレイ24からの出力を増幅し、読出動作を行なうセンスアンプ+入出力制御回路25とを含む。半導体記憶装置1はさらに、制御回路20の出力クロックに応答して入出力端子11からデータ信号DQを受けて、センスアンプ+入出力制御回路25に伝達する入出力バッファ26とを含む。
The semiconductor memory device 1 further responds to a control signal input from the input /
半導体記憶装置1はさらに、リフレッシュ回路27を含む。リフレッシュ回路27は、周期的に活性化される信号であるリフレッシュ指令信号/REFEを制御回路20へ出力する。制御回路20は、リフレッシュ指令信号/REFEを受け、リフレッシュ動作を実行するための動作指示信号を各ブロックへ出力する。
Semiconductor memory device 1 further includes a
図2は、図1に示したリフレッシュ回路27の構成を示す回路ブロック図である。図2を参照して、このリフレッシュ回路27は、指令信号活性化回路30と、判定回路31と、NANDゲート32,35と、インバータ33と、フリップフロップ36と、バッファ39と、遅延回路34,40,41と、スイッチ回路SW1とを含む。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration of
指令信号活性化回路30はリフレッシュ指令信号/REFEを活性化レベルにするように要求するリフレッシュフラッグ信号Refflagを出力する。判定回路31は、リフレッシュ指令信号/REFEを活性化レベルにしてよいか否かを判定する判定信号Refwinを出力する。
The command
NANDゲート32は、リフレッシュフラッグ信号Refflagと判定信号Refwinとを受け、リフレッシュフラッグ信号Refflagと判定信号Refwinとの論理積を演算し、その演算結果を反転した信号を信号/REFSFとして出力する。
The NAND
インバータ33は、NANDゲート41から出力された信号/REFSFを受け、その反転信号φA1を出力する。また、遅延回路34は、信号/REFSFを受け、一定時間遅延させて出力する。
NANDゲート35は、インバータ33の出力信号φA1と遅延回路34の出力信号とを受け、信号φA1と遅延回路34の出力信号との論理積を演算し、その演算結果を反転した信号/REFSを出力する。
フリップフロップ36は、NANDゲート37,38で構成される。NANDゲート37は、信号/REFSとNANDゲート38の出力信号φA3とを受け、信号/REFSと信号φA3との論理積を演算し、その演算結果を反転した信号φA2を出力する。NANDゲート38は、NANDゲート37の出力信号φA2とスイッチ回路SW1からの信号φA4とを受け、信号φA2と信号φA4との理論積を演算し、その演算結果を反転した信号φA3を出力する。バッファ39は、信号φA3を受けてリフレッシュ指令信号/REFEを出力する。
The flip-
遅延回路40は、バッファ39から出力されたリフレッシュ指令信号/REFEを受け、所定時間DL1だけ遅延させて出力する。遅延回路41は、バッファ39から出力されたリフレッシュ指令信号/REFEを受け、所定時間DL2だけ遅延させて出力する。ここで、遅延時間DL2は遅延時間DL1よりも所定の時間だけ長いものとする。
The
スイッチ回路SW1は、遅延回路40,41の出力信号を受け、内部チップイネーブル信号int/CEに応答していずれか一方の信号を選択して、信号φA4として出力する。具体的には、内部チップイネーブル信号int/CEが活性化レベルの「L」レベル(アクティブ状態)の場合は遅延回路40の出力信号を選択し、内部チップイネーブル信号int/CEが非活性化レベルの「H」レベル(スタンバイ状態)の場合は遅延回路41の出力信号を選択する。なお、制御回路20は、入力端子群10から入力されたチップイネーブル信号/CEに応じて、内部チップイネーブル信号int/CEを生成する。
Switch circuit SW1 receives the output signals of
以上のような構成により、NANDゲート32,35、インバータ33、フリップフロップ36、バッファ39および遅延回路34は、遅延回路40,41のうちスイッチ回路SW1によって選択された遅延回路による遅延時間の分だけ、リフレッシュ指令信号/REFEを活性化レベルに固定するためのラッチ回路を構成する。
With the configuration as described above, the
図3は、図2に示した指令信号活性化回路30の構成を示す回路ブロック図である。図3を参照して、この指令信号活性化回路30は、リング発振器で構成され周期的に活性化されたサイクル信号/Refcycを出力するタイマ回路50と、フリップフロップ51と、NANDゲート54と、インバータ55,56と、遅延回路57とを含む。
FIG. 3 is a circuit block diagram showing a configuration of command
フリップフロップ51は、NANDゲート52,53で構成される。NANDゲート52はサイクル信号/RefcycとNANDゲート54の出力信号φA11とを受け、サイクル信号/Refcycと信号φA11との論理積を演算し、その演算結果を反転した信号φA10を出力する。また、NANDゲート53は、NANDゲート52の出力信号φA10と、NANDゲート54の出力信号φA12とを受け、信号φA10と信号φA12との論理積を演算し、その演算結果を反転した信号φA11を出力する。インバータ55は、フリップフロップ51から出力された信号φA11を受け、その反転信号をリフレッシュフラッグ信号Refflagとして出力する。
The flip-
インバータ56は、リフレッシュ指令信号/REFEを反転して出力する。また、遅延回路57は、インバータ56により反転されたリフレッシュ指令信号/REFEを受け、反転されたリフレッシュ指令信号/REFEを一定時間遅延させた信号φA13を出力する。NANDゲート55は、リフレッシュ指令信号/REFEと遅延回路57から出力された信号φA13とを受け、リフレッシュ指令信号/REFEと信号φA13との論理積を演算し、その演算結果を反転した信号φA12を出力する。
以上のような構成により、この指令信号活性化回路30は、タイマ回路30によって生成されたサイクル信号/Refcycに応答して、リフレッシュフラッグ信号Refflagを所定時間だけ活性化レベルの「H」レベルにする。具体的には、サイクル信号/Refcycが活性化レベルの「L」レベルにされたことに応じて、リフレッシュフラッグ信号Refflagを活性化レベルの「H」レベルにした後、リフレッシュ指令信号/REFEが非活性化レベルの「H」レベルにされたことに応じて、リフレッシュフラッグ信号Refflagを非活性化レベルの「L」レベルにする。
With the configuration as described above, this command
図4は、図2に示した判定回路31の構成を示す回路ブロック図である。図4を参照して、この判定回路31は、ANDゲート60と、ORゲート61と、インバータ62と、遅延回路63とを含む。
FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration of
インバータ62は、内部アクト信号int/ACTを受け、その信号反転を出力する。遅延回路63は、インバータ62から出力された信号を受け、一定時間遅延させた信号φA21を出力する。なお、図1に示した制御回路20は、入力端子群10から入力されるアウトプットイネーブル信号/OEおよびライトイネーブル信号/WEに応じて、内部アクト信号int/ACTを生成する。
ANDゲート60は、内部アクト信号int/ACTと遅延回路63から出力された信号φA21とを受け、その論理積を演算し、その演算結果を信号φA22として出力する。ORゲート61は、ANDゲート60から出力された信号φA22と内部チップイネーブル信号int/CEとを受け、その論理和を演算し、その演算結果を判定信号Refwinとして出力する。
AND
以上のような構成により、この判定回路31は、内部チップイネーブル信号int/CEが非活性化レベルの「H」レベル(スタンバイ状態)の場合は、判定信号Refwinを常時活性化レベルの「H」レベルにする。一方、内部チップイネーブル信号int/CEが活性化レベルの「L」レベル(アクティブ状態)の場合は、内部アクト信号int/ACTが非活性化レベルの「H」レベルに立上げられたことに応じて、判定信号Refwinを遅延回路63で設定された所定時間だけ活性化レベルの「H」レベルにする。
With the above-described configuration, the
図5は、スタンバイ状態におけるリフレッシュ回路27の動作を示すタイミングチャートである。図5を参照して、内部チップイネーブル信号/intCEが非活性化レベルの「H」レベルの場合、半導体記憶装置1はスタンバイ状態となる。内部チップイネーブル信号/intCEが「H」レベルの場合、判定回路31はリフレッシュ動作を行なうことが可能であると判定する。すなわち、判定回路31は、リフレッシュ指令信号/REFEを活性化レベルにしてよいと判定する。よって、内部チップイネーブル信号/intCEが非活性化レベルの「H」レベルのとき、判定回路27から出力される判定信号Refwinは活性化レベルの「H」レベルとなる。
FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the
時刻t1において、タイマ回路50から出力されるサイクル信号/Refcycが活性化レベルの「L」レベルにされると、指令信号活性化回路30から出力されるリフレッシュフラッグ信号Refflagが活性化レベルの「H」レベルにされる。リフレッシュ回路27に含まれるNANDゲート32は、それぞれ「H」レベルにされた判定信号Refwinとリフレッシュフラッグ信号Refflagとを受け、信号/REFSFを活性化レベルの「L」レベルにする。これに応じて、NANDゲート35は、遅延回路34で設定された一定時間だけ活性化レベルの「L」レベルにされた信号/REFSを出力する。
At time t1, when the cycle signal / Refcyc output from the
ここで、スイッチ回路SW1は、内部チップイネーブル信号int/CEが非活性化レベルの「H」レベルにされていることに応じて、遅延回路41の出力信号を選択して、信号φA4としてフリップフロップ36に出力する。
Here, the switch circuit SW1 selects the output signal of the
フリップフロップ36は、信号/REFSが活性化レベルの「L」レベルにされたことに応じて、遅延回路41で設定された所定時間DL2だけ活性化レベルの「L」レベルにされた信号φA3を出力する。バッファ39は、信号φA3を受け、時刻t1から所定時間DL2だけ活性化レベルの「L」レベルにされたリフレッシュ指令信号/REFEを出力する。
In response to the signal / REFS being set to the “L” level of the activation level, the flip-
以上の動作により、時刻t1で指令信号活性化回路30から出力されたリフレッシュフラッグ信号Refflagが活性化レベルの「H」レベルにされたとき、判定回路31はリフレッシュ動作を行なうことができると判定している。すなわち、時刻t1で判定回路31は判定信号Refwinを活性化レベルの「H」レベルとしている。よって、半導体記憶装置1がスタンバイ状態のときは、遅延回路41で設定された所定時間DL2だけリフレッシュ動作が実行される。
With the above operation, when the refresh flag signal Reffflag output from the command
なお、リフレッシュ回路27から出力されるリフレッシュ指令信号/REFEは、遅延回路41で設定された所定時間DL2が経過した後の時刻t2において、非活性化レベルの「H」レベルにされる。このとき、指令信号活性化回路30内のNANDゲート54から出力される信号φA12が「L」レベルとなるため、指令信号活性化回路30から出力されるリフレッシュフラッグ信号Refflagも非活性化レベルの「L」レベルにされる。リフレッシュ回路27は、上述したようなリフレッシュ動作を所定の周期Tごとに実行する。
The refresh command signal / REFE output from the
図6は、アクティブ状態におけるリフレッシュ回路27の動作を示すタイミングチャートである。図6を参照して、内部チップイネーブル信号/intCEが活性化レベルの「L」レベルの場合、半導体記憶装置1はアクティブ状態となる。時刻t11よりも前の時刻において、内部アクト信号int/ACTは非活性化レベルの「H」レベルであるため、判定回路31内のANDゲート60から出力される信号φA22は「L」レベルとなる。よって、判定回路31内のORゲート61から出力される判定信号Refwinは非活性化レベルの「L」レベルにされる。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the
時刻t11において、内部アクト信号int/ACTが活性化レベルの「L」レベルにされ、読出または書込動作が実行される。このとき、判定回路31内の遅延回路63から出力される信号φA21は「H」レベルとなる。ANDゲート60から出力される信号φA22は「L」レベルを維持する。よって、ORゲート61から出力される判定信号Refwinは非活性化レベルの「L」レベルを維持する。
At time t11, internal act signal int / ACT is set to the “L” level of the activation level, and the read or write operation is executed. At this time, signal φA21 output from
時刻t12において、内部アクト信号int/ACTが非活性化レベルの「H」レベルにされ、読出または書込動作が終了する。このとき、判定回路31内の遅延回路63から出力される信号φA21は、時刻t12以降の一定期間△tの間、「H」レベルのまま維持される。よって、ANDゲート60から出力される信号φA22は、時刻t12から一定期間△tの間「H」レベルとなる。よって、ORゲート61から出力される判定信号Refwinは、時刻t12以降の一定期間△tの間、活性化レベルの「H」レベルを維持する。以上の動作により、判定回路31は、読出動作または書込動作が終了後の一定期間△tにおいて、リフレッシュ動作を実行することができると判定する。
At time t12, internal act signal int / ACT is set to the “H” level of the inactivation level, and the read or write operation is completed. At this time, the signal φA21 output from the
しかしながら、時刻t12において、サイクル信号/Refcycは非活性化レベルの「H」レベルのままである。よって、指令信号活性化回路30から出力されるリフレッシュフラッグ信号Refflagも非活性化レベルの「L」レベルのままである。よって、時刻t12において、リフレッシュ回路27から出力されるリフレッシュ指令信号/REFEは、非活性化レベルの「H」レベルを維持する。
However, at time t12, cycle signal / Refcyc remains at the “H” level of the inactivation level. Therefore, the refresh flag signal Refflag output from the command
続いて、時刻t13において、サイクル信号/Refcycが活性化レベルの「L」レベルにされたとき、指令信号活性化回路30から出力されるリフレッシュフラッグ信号Refflagは活性化レベルの「H」レベルとなる。このとき、判定回路31から出力される判定信号Refwinは非活性化レベルの「L」レベルである。よって、リフレッシュ回路27から出力されるリフレッシュ指令信号/REFEは非活性化レベルの「H」レベルを維持する。また、時刻t13以降において、指令信号活性化回路30から出力されるリフレッシュフラッグ信号Refflagは活性化レベルの「H」レベルを保持する。
Subsequently, when the cycle signal / Refcyc is set to the activation level “L” at time t13, the refresh flag signal Refflag output from the command
続いて、時刻t14において再び読出または書込動作が開始されて、時刻t15において読出または書込動作が終了したとき、時刻t15において判定回路31から出力される判定信号Refwinは、時刻t12における動作と同様に、時刻t15以降の一定期間△tの間だけ活性化レベルの「H」レベルとなる。
Subsequently, when the read or write operation is started again at time t14 and the read or write operation is completed at time t15, the determination signal Refwin output from the
このとき、リフレッシュフラッグ信号Refflagが活性化レベルの「H」レベルを維持しているため、リフレッシュ回路27内のNANDゲート35から出力される信号/REFSは、遅延回路34で設定された一定時間だけ活性化レベルの「L」レベルとなる。
At this time, since the refresh flag signal Reffflag maintains the “H” level of the activation level, the signal / REFS output from the
ここで、スイッチ回路SW1は、内部チップイネーブル信号int/CEが活性化レベルの「L」レベルにされていることに応じて、遅延回路40の出力信号を選択して、信号φA4としてフリップフロップ36に出力する。
Here, the switch circuit SW1 selects the output signal of the
フリップフロップ36は、信号/REFSが活性化レベルの「L」レベルにされたことに応じて、遅延回路40で設定された所定時間DL1だけ活性化レベルの「L」レベルにされた信号φA3を出力する。バッファ39は、信号φA3を受け、時刻t15から所定時間DL1だけ活性化レベルの「L」レベルにされたリフレッシュ指令信号/REFEを出力する。よって、この期間においてリフレッシュ動作が実行される。なお、時刻t16においてリフレッシュ指令信号/REFEが非活性化レベルの「H」レベルにされると、これに応答してリフレッシュフラッグ信号Refflagも非活性化レベルの「L」レベルにされる。
The flip-
以上の動作により、判定回路31は、読出動作または書込動作の終了後一定期間中にリフレッシュ動作を実行することができると判定している。よって、判定回路31がリフレッシュ動作を実行することができると判断したとき、リフレッシュフラッグ信号Refflagが活性化レベルの「H」レベルであれば、リフレッシュ指令信号/REFEは遅延回路40で設定された所定時間DL1だけ活性化レベルの「L」レベルにされる。よって、半導体記憶装置1がアクティブ状態のときは、遅延回路40で設定された所定時間DL1だけリフレッシュ動作が実行される。
With the above operation, the
図7は、スタンバイ状態およびアクティブ状態におけるリフレッシュ動作期間について説明するための図である。図7を参照して、半導体記憶装置1がスタンバイ状態のときは、図2に示した遅延回路41で設定された所定時間DL2だけリフレッシュ動作が実行される。このリフレッシュ動作は、所定の周期Tごとに実行される。また、半導体記憶装置1がアクティブ状態のときは、図2に示した遅延回路40で設定された所定時間DL1だけリフレッシュ動作が実行される。このリフレッシュ動作は、読出動作または書込動作の終了後に実行される。
FIG. 7 is a diagram for explaining the refresh operation period in the standby state and the active state. Referring to FIG. 7, when semiconductor memory device 1 is in a standby state, a refresh operation is executed for a predetermined time DL2 set by
従来の半導体記憶装置(特許文献1参照)では、図2に示した遅延回路41およびスイッチ回路SW1が設けられていなかった。すなわち、スタンバイ状態およびアクティブ状態において、リフレッシュ動作期間は遅延回路40で設定される所定時間DL1に固定されていた。アクティブ状態おいて、メモリセルへのアクセス速度を高速化するために、リフレッシュ動作期間DL1はなるべく短くなるように設定される。しかしながら、スタンバイ状態が長い場合において、外部からのノイズ等によって電圧降下が生じると、リフレッシュ動作の安定性が確保できないという問題があった。
In the conventional semiconductor memory device (see Patent Document 1), the
そこで、この一実施の形態では、遅延回路41およびスイッチ回路SW1を設けて、スタンバイ状態におけるリフレッシュ動作期間DL2が、アクティブ状態におけるリフレッシュ動作期間DL1よりも長くなるように構成される。これにより、スタンバイ状態におけるリフレッシュの動作マージンが向上し、リフレッシュ動作の安定性が大幅に改善される。また、アクティブ状態におけるリフレッシュ動作期間DL1は短くなるように設定できるため、メモリセルへのアクセス速度を高速に維持することができる。
Therefore, in this embodiment, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 半導体記憶装置、10 入力端子群、11 入出力端子、12 入力端子、20 制御回路、21 アドレスバッファ、22 列デコーダ、23 行デコーダ、24 メモリセルアレイ、25 センスアンプ+入出力制御回路、26 入出力バッファ、30 指令信号活性化回路、31 判定回路、32,35,37,38,52,53,54 NANDゲート、33,55,56,62 インバータ、36,51 フリップフロップ、39 バッファ、34,40,41,57,63 遅延回路、50 タイマ回路、60 ANDゲート、51 ORゲート、SW1 スイッチ回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor memory device, 10 input terminal group, 11 input / output terminal, 12 input terminal, 20 control circuit, 21 address buffer, 22 column decoder, 23 row decoder, 24 memory cell array, 25 sense amplifier + input / output control circuit, 26 input Output buffer, 30 command signal activation circuit, 31 determination circuit, 32, 35, 37, 38, 52, 53, 54 NAND gate, 33, 55, 56, 62 inverter, 36, 51 flip-flop, 39 buffer, 34, 40, 41, 57, 63 Delay circuit, 50 timer circuit, 60 AND gate, 51 OR gate, SW1 switch circuit.
Claims (4)
行列状に配置された複数のメモリセル、
前記アクティブ状態におけるリフレッシュ動作期間を第1の期間とし、前記スタンバイ状態におけるリフレッシュ動作期間を前記第1の期間よりも長い第2の期間として、前記複数のメモリセルが保持するデータをリフレッシュするように指令するリフレッシュ指令信号を出力するリフレッシュ回路、および
前記リフレッシュ指令信号に応答してリフレッシュ動作を実行するリフレッシュ実行手段を備える、半導体記憶装置。 A semiconductor memory device having an active state capable of executing a data read operation and a write operation and a standby state for holding the data,
A plurality of memory cells arranged in a matrix,
The refresh operation period in the active state is a first period, and the refresh operation period in the standby state is a second period longer than the first period, so that data held in the plurality of memory cells is refreshed. A semiconductor memory device comprising: a refresh circuit that outputs a refresh command signal for commanding; and a refresh execution means for executing a refresh operation in response to the refresh command signal.
前記複数のメモリセルが保持するデータをリフレッシュするために必要な時間間隔で、サイクル信号を出力するタイマ回路、
前記サイクル信号に応答して、前記リフレッシュ指令信号を活性化レベルにするように要求するリフレッシュフラッグ信号を出力する指令信号活性化回路、
前記リフレッシュ指令信号を活性化レベルにしてよいか否かを判定する判定信号を出力する判定回路、および
前記アクティブ状態においては、前記リフレッシュフラッグ信号および前記判定信号に応答して、前記リフレッシュ指令信号を前記第1の期間だけ活性化レベルにし、前記スタンバイ状態においては、前記リフレッシュフラッグ信号および前記判定信号に応答して、前記リフレッシュ指令信号を前記第2の期間だけ活性化レベルにする論理回路を含む、請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。 The refresh circuit includes:
A timer circuit for outputting a cycle signal at a time interval necessary for refreshing data held in the plurality of memory cells;
A command signal activation circuit for outputting a refresh flag signal for requesting the refresh command signal to be at an activation level in response to the cycle signal;
A determination circuit for outputting a determination signal for determining whether or not the refresh command signal may be activated; and, in the active state, in response to the refresh flag signal and the determination signal, the refresh command signal A logic circuit that is activated only during the first period, and in the standby state, the refresh command signal is activated only during the second period in response to the refresh flag signal and the determination signal; The semiconductor memory device according to claim 1 or 2.
それぞれ前記第1および第2の期間に対応する遅延時間を有する第1および第2の遅延回路、
前記アクティブ状態においては前記第1の遅延回路を選択し、前記スタンバイ状態においては前記第2の遅延回路を選択する選択回路、および
前記第1および第2の遅延回路のうち前記選択回路によって選択された遅延回路による遅延時間の分だけ、前記リフレッシュ指令信号を活性化レベルに固定するためのラッチ回路を含む、請求項3に記載の半導体記憶装置。 The logic circuit is
First and second delay circuits each having a delay time corresponding to the first and second periods,
The first delay circuit is selected in the active state, the selection circuit that selects the second delay circuit in the standby state, and the selection circuit selected from among the first and second delay circuits. 4. The semiconductor memory device according to claim 3, further comprising a latch circuit for fixing the refresh command signal to an activation level by a delay time by the delay circuit.
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