JP2007317016A - インタフェース回路及びメモリ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力側回路に、ノーマルモード位相シフト量制御回路23とテストモード位相シフト量制御回路25と、これら2つの位相シフト量制御回路の出力を選択するセレクタ27と、可変遅延回路6を備え、入力回路側にノーマルモード位相シフト量制御回路24とテストモード位相シフト量制御回路26と、これら2つの位相シフト量制御回路の出力を選択するセレクタ28と、可変遅延回路15を備え、ループバックしてリードデータ取り込み回路19でラッチされたリードデータ21とライトデータ20との期待値照合を行う比較回路22と、入力データのサンプリングタイミングが1エッジ分遅れた場合の期待値照合を行う第2の比較回路100を備えている。
【選択図】図1
Description
<メモリアクセス動作>
図13の従来のループバックテスト機能をもつDDR SDRAM制御回路において、不図示のメモリ(DDR SDRAM)へのライトアクセスを行う場合は、内部クロック信号5に対し可変遅延回路6により90°位相シフトした信号がセレクタ8により選択され、その出力のデータ出力用クロック信号9に従い、データ出力回路10により、出力元のライトデータ20がダブル・データ・レートに変換され、インタフェースバッファ11を介して、データ端子13へ出力され、メモリ(不図示)側へ送られる。
ループバックテスト時には、制御装置は、メモリ(DDR SDRAM)(不図示)を接続せずに、出力バッファ11−1、12−1からそれぞれ出力された前記データ信号及びデータ・ストローブ信号を折り返しそれぞれ対応する入力バッファ11−2、12−2から入力し、制御装置内の出力側回路及び入力側回路のデータ及びデータ・ストローブのパスのテストを、後述のように行う。
図15は、図13の構成において、出力側回路のテストのタイミング波形を示す図である。図15を参照すると、出力側回路をテストする場合、通常(ノーマルモード時)のメモリライトアクセス動作と同じように、出力側回路の可変遅延回路6により、データ127とデータ・ストローブ128の間に90°の位相差を付加する。出力されたデータ127及びデータ・ストローブ128は、DQ外部端子13及びDQS外部端子14でループバックし、制御装置内に取り込まれる。入力されたデータ127とデータ・ストローブ128は、既に90°の位相差があるため、セレクタ17では、可変遅延回路15の出力ではなく、入力バッファ12−2の出力を選択する。リードデータ取り込み回路19のクロック129としては、可変遅延回路15をバイパスしたクロック信号をセレクタ17で選択することで、正常なデータ取り込みを行う。リードデータ取り込み回路19のF/F3は、クロック129の立ち上がりエッジで入力データ(Data0、Data2)をサンプルし、F/F4は、クロック129の立ち下がりエッジで入力データ(Data1、Data3)をサンプルする。
図16は、図13の構成において、入力側回路のテストのタイミング波形を示す図である。図16を参照すると、入力側回路をテストする場合、通常(ノーマルモード時)のメモリリードアクセス動作と同じように、DQ外部端子13及びDQS外部端子14でのデータ130とデータ・ストローブ131との間に位相差を設けないようにするため、出力側回路において、セレクタ8は、可変遅延回路6をバイパスする。
+ [90°位相シフト分]
− [リードデータ・ストローブのJitter及びDuty崩れ]
− [チップ外におけるDQ,DQS間のスキュー要因]
− [リードデータパス遅延] × [データパス遅延の相対ばらつき率]
+ [セレクタを含むリードクロックパス遅延] × [クロックパス遅延の相対ばらつき率]
・・・(1)
+ [90°位相シフト分]
− [リードデータ・ストローブのJitter及びDuty崩れ]
− [チップ外におけるDQ,DQS間のスキュー要因]
+ [リードデータパス遅延] × [データパス遅延の相対ばらつき率]
− [セレクタを含むリードクロックパス遅延] × [クロックパス遅延の相対ばらつき率]
・・・(2)
tDQSQ (DQS−DQ skew for DQS and associated DQ signals;DQSとDQの間のスキュー)、
tQH (DQ/DQS output hold time from DQS、データホールド時間)は、DDR SDRAMのタイミングスペックである。
− [内部クロック信号のJitter及びDuty崩れ]
− [チップ外におけるDQ,DQS間のスキュー要因]
− [ライトデータ出力パス遅延] × [データパス遅延の相対ばらつき率]
+ [セレクタを含むライトデータ・ストローブ出力パス遅延] × [クロックパス遅延の相対ばらつき率]
・・・(3)
− [内部クロック信号のJitter及びDuty崩れ]
− [チップ外におけるDQ,DQS間のスキュー要因]
+ [ライトデータ出力パス遅延] × [データパス遅延の相対ばらつき率]
− [セレクタを含むライトデータ・ストローブ出力パス遅延] × [クロックパス遅延の相対ばらつき率]
・・・(4)
図1は、本発明の第1の実施例の構成を示す図である。図1において、図13に示した構成要素と同一又は同等の要素には、同一の参照番号が付されている。以下では、本実施例と、図13の従来の回路構成との相違点について主に説明し、同一要素の説明は、重複を回避するため、適宜省略する。
図3は、出力側回路の位相シフト量101が入力側回路の位相シフト量102よりも大きい場合の例として、出力側回路を135°、入力側回路を45°としている。この場合、出力側回路の可変遅延回路6により、DQ外部端子13とDQS外部端子14におけるデータ103とデータ・ストローブ104との位相差は45°となる。さらに、DQS外部端子のデータ・ストローブ104に対し、入力側回路の可変遅延回路15にて45°の位相シフトを行うため、リードデータ取り込み回路19の入力データ105とクロック106の位相差は90°となり、正常に取り込みが行われる。したがって、ライトデータ20として、順に、Data0、Data1、Data2、Data3を与えた場合、リードデータ取り込み回路19で取り込まれるリードデータ21は、順に、Data0、Data1、Data2、Data3となり、比較回路A(22)は一致し、比較回路B(100)は不一致となる。
図4は、出力側回路の位相シフト量信号101の示す度数が入力側回路の位相シフト量信号102の示す度数より小さい場合の例として、出力側回路における可変遅延回路6での位相シフト量を45°、入力側回路における可変遅延回路15での位相シフト量を135°としている。この場合、出力側回路の可変遅延回路6により、DQ外部端子13とDQS外部端子14におけるデータ107とデータ・ストローブ108との位相差は135°となる。
図5は、出力側回路の位相シフト量信号101の示す度数と入力側回路の位相シフト量信号102の示す度数が同程度の場合の例として、出力側回路における可変遅延回路6での位相シフト量を90°、入力側回路可変遅延回路15での位相シフト量を90°としている。この場合、出力側回路の可変遅延回路6により、DQ外部端子13とDQS外部端子14におけるデータ111とデータ・ストローブ112との位相差は90°となる。さらに、DQS外部端子13のデータ・ストローブ112に対し、入力側回路の可変遅延回路15にて90°位相シフトを行うため、リードデータ取り込み回路19の入力データ113とクロック114の位相差は180°となる。データの切り替わりタイミングとクロックのエッジのタイミングに重なりが生じる(競合がおきる)ため、正常なデータが取り込まれない。したがって、比較回路A(22)、比較回路B(100)の双方とも不一致となる。
− [内部クロック信号のJitter及びDuty崩れ]
− [チップ外におけるDQ,DQS間のスキュー要因]
− [ライトデータ出力パス遅延]× [データパス遅延の相対ばらつき率]
+ [ライトデータ・ストローブ出力パス遅延] × [クロックパス遅延の相対ばらつき率]
・・・(5)
− [内部クロック信号のJitter及びDuty崩れ]
− [チップ外におけるDQ,DQS間のスキュー要因]
+ [ライトデータ出力パス遅延] × [データパス遅延の相対ばらつき率]
− [ライトデータ・ストローブ出力パス遅延] × [クロックパス遅延の相対ばらつき率]
・・・(6)
+ [90°位相シフト分]
− [リードデータ・ストローブのJitter及びDuty崩れ]
− [チップ外におけるDQ,DQS間のスキュー要因]
− [リードデータパス遅延] × [データパス遅延の相対ばらつき率]
+ [リードクロックパス遅延]× [クロックパス遅延の相対ばらつき率]
・・・(7)
+ [90°位相シフト分]
− [リードデータ・ストローブのJitter及びDuty崩れ]
− [チップ外におけるDQ,DQS間のスキュー要因]
+ [リードデータパス遅延] × [データパス遅延の相対ばらつき率]
− [リードクロックパス遅延] × [クロックパス遅延の相対ばらつき率]
・・・(8)
ケース1から、入力側回路の可変遅延回路15の位相シフト量を1ステップ(度数単位1つ分)遅らせると、ケース3となり、入力側回路の可変遅延回路15での位相シフト量を同一としたまま、出力側回路の可変遅延回路6の位相シフト量を1ステップ(度数単位1つ分)遅らせると、ケース1となり、今度は、出力側回路の可変遅延回路6の位相シフト量を同一としたまま入力側回路の可変遅延回路15の位相シフト量を1ステップ(度数単位1つ分)遅らせると、ケース3となり、ステップ1と3を交互に遷移する。評価順の例119では、ケース2から、入力側回路の可変遅延回路15の位相シフト量を1ステップ(度数単位1つ分)遅らせると、ケース2となり、入力側回路の可変遅延回路15での位相シフト量を同一としたまま、出力側回路の可変遅延回路6の位相シフト量を1ステップ(度数単位1つ分)遅らせると、ケース3となり、今度は、出力側回路の可変遅延回路6の位相シフト量を同一としたまま入力側回路の可変遅延回路15の位相シフト量を1ステップ(度数単位1つ分)遅らせると、ケース2となり、ステップ2と3を交互に遷移する。
次に、本発明の第2の実施例を説明する。図7は、本発明の第2の実施例の構成を示す図である。図7を参照すると、出力側回路の可変遅延回路6の出力信号が、ライトデータのサンプリング回路(F/F)のサンプリングクロックではなく、ライトデータ・ストローブ信号DQSとして出力される回路構成をもつDDR SDRAM制御装置における実施例である。
・ケース1からケース3へ切り替わる境界の位相シフト量信号の設定値と、
・ケース3からケース2へ切り替わる境界の位相シフト量信号の設定値が、90°を中心に均等に同じ開きをもつことが確認できれば、90°設定時の絶対的な遅延量が妥当であることがわかる。
図9は、本発明の第3の実施例の構成を示す図であり、DDR2 SDRAM制御装置に対して、本発明に係るループバックテスト回路を適用した構成例を示す図である。DDR2 SDRAM制御装置では、データ・ストローブが差動信号(DQS、DQSB)となるが、本発明を同様に適用することができる。データ・ストローブが差動信号(DQS、DQSB)の出力バッファ12−1’、入力バッファ12−2’は、差動で信号入力し、シングルエンドで信号出力する差動アンプよりなり、差動データ・ストローブ信号DQS、DQSBを入出力する端子として、DQS外部端子14−1、DQSB外部端子14−2を備えている。これ以外の構成は、図1の実施例と同様であるため、説明は省略する。
図10は、本発明の第4の実施例の構成を示す図であり、ライトデータのサンプリング回路10’のフリップフロップF/Fのサンプリングクロックに、メモリクロック(システムクロック)Clockの2倍周波数(2逓倍)のクロック信号を使用した場合の構成に、本発明を適用した例を示す図である。
図11は、本発明の第5の実施例の構成を示す図である。本実施例は、図10の構成において、出力側回路に、ノーマルモード位相シフト量制御回路23、テストモード位相シフト量制御回路25、セレクタ27、可変遅延回路6を備え、2倍クロックの位相をシフト制御する構成としたものである。すなわち、ライトデータのサンプリング回路10’のF/F1のサンプリングクロックとして、メモリクロックとしても用いられる内部クロック信号(Clock)の2倍周波数の内部クロック信号を使用している。F/F1のクロックに2倍周波数クロックの反転エッジを用いており、90°位相シフトするため、出力側回路の可変遅延回路は、図10に示したように、不要であるが、2倍周波数クロックの180°前後の位相シフト及び遅延微調整を行うために、可変遅延回路6を用いている。
2、4 データ・ストローブ
5 クロック信号
6 可変遅延回路
7 位相シフト量信号
8 セレクタ
9 クロック信号
10、10’ データ出力回路(ライトデータのサンプリング回路)
10−1 マルチプレクサ
11 インタフェースバッファ
11−1 出力バッファ
11−2 入力バッファ
12 インタフェースバッファ
12−1、12−1’ 出力バッファ
12−2、12−2’ 入力バッファ
13 DQ外部端子(データ入出力端子)
14 DQS外部端子(データ・ストローブ入出力端子)
14−1 DQS外部端子
14−2 DQSB外部端子
15 可変遅延回路
16 位相シフト量信号
17 セレクタ
18 リードデータ取り込みクロック信号
19 リードデータ取り込み回路
20 ライトデータ
21 リードデータ
22 比較回路A
23、24 ノーマルモード位相シフト量制御回路
25、26 テストモード位相シフト量制御回路
27、28 セレクタ
31、32 インバータ回路
100 比較回路B
101、102、200、201 位相シフト量信号
103、107、111 データ
104、108、112 データ・ストローブ
105、109、113 リードデータ取り込みF/Fの入力データ
106、110、114 リードデータ取り込みF/Fのクロック
115、202 ケース1
116、203 ケース2
117、204 ケース3
118、119、205、206、207 評価順
123、127、130 データ
124、128、131 データ・ストローブ
125 リードデータ取り込みF/Fの入力データ
126、129、132 リードデータ取り込みF/Fの入力クロック
Claims (12)
- データ信号と、該データ信号のサンプリングのタイミングを規定するデータ・ストローブ信号とを出力する出力側回路と、
データ信号及びデータ・ストローブ信号とを入力する入力側回路と、
を備え、
データ出力と入力における、前記データ信号と前記データ・ストローブ信号間の位相関係がそれぞれ所定の関係とされる規格に準拠するインタフェース回路であって、
前記出力側回路が、
ノーマルモード時の位相シフト量を規定する第1の位相シフト量信号と、テストモード時の位相シフト量を規定する第2の位相シフト量信号とを入力し、ノーマルモード時には、前記第1の位相シフト量信号を選択し、テストモード時には、前記第2の位相シフト量信号を選択する第1のセレクタと、
クロック信号を受け、前記第1のセレクタで選択された位相シフト量信号に応じた遅延を前記クロック信号に付加し、出力データのサンプリング回路にサンプリングクロックとして供給する第1の可変遅延回路と、
を備え、
前記データ・ストローブ信号は、前記クロック信号を固定量位相シフトした信号が出力され、
前記入力側回路が、
ノーマルモード時の位相シフト量を規定する第3の位相シフト量信号と、テストモード時の位相シフト量を規定する第4の位相シフト量信号とを入力し、ノーマルモード時には、前記第3の位相シフト量信号を選択し、テストモード時には、前記第4の位相シフト量信号を選択する第2のセレクタと、
入力されたデータ・ストローブ信号を受け、前記第2のセレクタで選択された位相シフト量に応じた遅延を前記データ・ストローブ信号に付加し、入力データのサンプリング回路にサンプリングクロック信号として供給する第2の可変遅延回路と、
を備えている、ことを特徴とするインタフェース回路。 - データ信号と、該データ信号のサンプリングのタイミングを規定するデータ・ストローブ信号とを出力する出力側回路と、
データ信号及びデータ・ストローブ信号とを入力する入力側回路と、
を備え、
データ出力と入力における、前記データ信号と前記データ・ストローブ信号間の位相関係がそれぞれ所定の関係とされる規格に準拠するインタフェース回路であって、
前記出力側回路が、
ノーマルモード時の位相シフト量を規定する第1の位相シフト量信号と、テストモード時の位相シフト量を規定する第2の位相シフト量信号とを入力し、ノーマルモード時には、前記第1の位相シフト量信号を選択し、テストモード時には、前記第2の位相シフト量信号を選択する第1のセレクタと、
クロック信号を受け、前記第1のセレクタで選択された位相シフト量信号に応じた遅延を前記クロック信号に付加した信号を、データ・ストローブ信号として出力する第1の可変遅延回路と、
を備え、
前記データ信号は、前記クロック信号をサンプリングクロックとしてサンプリング回路でサンプルされ、
前記入力側回路が、
ノーマルモード時の位相シフト量を規定する第3の位相シフト量信号と、テストモード時の位相シフト量を規定する第4の位相シフト量信号とを入力し、ノーマルモード時には、前記第3の位相シフト量信号を選択し、テストモード時には、前記第4の位相シフト量信号を選択する第2のセレクタと、
入力されたデータ・ストローブ信号を受け、前記第2のセレクタで選択された位相シフト量に応じた遅延を前記データ・ストローブ信号に付加し、入力データのサンプリング回路にサンプリングクロック信号として供給する第2の可変遅延回路と、
を備えている、ことを特徴とするインタフェース回路。 - 出力バッファからそれぞれ出力された前記データ信号及びデータ・ストローブ信号を折り返しそれぞれ対応する入力バッファから入力するループバックテスト時に、前記入力側回路でサンプルされた入力データと、前記入力データに対応する出力データを期待値として比較する第1の比較回路と、前記入力データと、前記入力データとはサンプリングタイミングが異なった出力データを期待値として比較する第2の比較回路を備えている、ことを特徴とする請求項1又は2記載のインタフェース回路。
- 前記出力側回路が、前記第1の位相シフト量信号を出力する第1のノーマルモード位相シフト量制御回路と、前記第2の位相シフト量信号を出力する第1のテストモード位相シフト量制御回路と、
を備え、
前記入力側回路が、前記第3の位相シフト量信号を出力する第2のノーマルモード位相シフト量制御回路と、前記第4の位相シフト量信号を出力する第2のテストモード位相シフト量制御回路と、を備え、
前記第1及び第2のノーマルモード位相シフト量制御回路、前記第1及び第2のテストモード位相シフト量制御回路は、それぞれの位相シフト量を固定又は可変自在に設定記憶するレジスタを含む、ことを特徴とする請求項1又は2記載のインタフェース回路。 - 前記第1及び第2の可変遅延回路は、遅延ロックループ回路を含む、ことを特徴とする請求項1又は2記載のインタフェース回路。
- 前記ループバックテスト時に、前記第1及び第2のセレクタでそれぞれ選択される前記第2及び第4の位相シフト量により遅延量を可変させることで、遅延解析を行う、ことを特徴とする請求項3記載のインタフェース回路。
- データ信号と、該データ信号のサンプリングのタイミングを規定するデータ・ストローブ信号とを出力する出力側回路と、
データ信号及びデータ・ストローブ信号とを入力する入力側回路と、
を備え、
データ出力と入力における、前記データ信号と前記データ・ストローブ信号間の位相関係がそれぞれ所定の関係とされる規格に準拠するインタフェース回路であって、
前記出力側回路が、
クロック信号を逓倍したクロックでデータ信号をサンプルして出力するサンプリング回路を備え、
前記データ・ストローブ信号は、前記クロック信号を固定量位相シフトした信号が出力され、
前記入力側回路が、
ノーマルモード時の位相シフト量を規定する第1の位相シフト量信号と、テストモード時の位相シフト量を規定する第2の位相シフト量信号とを入力し、ノーマルモード時には、前記第1の位相シフト量信号を選択し、テストモード時には、前記第2の位相シフト量信号を選択する第1のセレクタと、入力されたデータ・ストローブ信号を受け、前記第1のセレクタで選択された位相シフト量に応じた遅延を前記データ・ストローブ信号に付加した信号を、入力データのサンプリング回路にサンプリングクロック信号として供給する第1の可変遅延回路を備えている、ことを特徴とするインタフェース回路。 - 前記出力側回路が、
ノーマルモード時の位相シフト量を規定する第3の位相シフト量信号と、テストモード時の位相シフト量を規定する第4の位相シフト量信号とを入力し、ノーマルモード時には、前記第3の位相シフト量信号を選択し、テストモード時には、前記第4の位相シフト量信号を選択する第2のセレクタと、
前記逓倍クロック信号を受け、前記第2のセレクタで選択された位相シフト量信号に応じた遅延を前記クロック信号に付加した信号を、データ・ストローブ信号として出力する第2の可変遅延回路と、
を備えている、ことを特徴とする請求項7記載のインタフェース回路。 - 出力バッファからそれぞれ出力された前記データ信号及びデータ・ストローブ信号を折り返しそれぞれ対応する入力バッファから入力するループバックテスト時に、前記入力側回路でサンプルされた入力データと、前記入力データに対応する出力データを期待値として比較する第1の比較回路と、前記入力データと、前記入力データとはサンプリングタイミングが異なった出力データを期待値として比較する第2の比較回路を備えている、ことを特徴とする請求項7又は8記載のインタフェース回路。
- 請求項1乃至9のいずれか一記載のインタフェース回路を備えた半導体装置。
- 請求項1乃至9のいずれか一記載のインタフェース回路を備え、
クロック同期型メモリとデータ、データ・ストローブ信号の入出力を行うメモリ制御装置。 - ノーマルモード時、出力される前記データ信号は、前記メモリへのライトデータ、入力データは前記メモリからのリードデータであり、出力される前記データ・ストローブ信号は、前記メモリへのデータ・ストローブ信号、入力される前記データ・ストローブ信号は、前記メモリからのデータ・ストローブ信号であり、
前記クロック信号は、メモリを駆動するクロックと同一周波数のクロック信号であり、
ループバックテストモード時、前記データ信号の出力端子と入力端子が接続され、データ・ストローブ信号の出力端子と入力端子が接続される、ことを特徴とする請求項11記載のメモリ制御装置。
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