JP2008004249A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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裕樹 島野
Takayuki Gyoten
隆幸 行天
Gen Morishita
玄 森下
Katsumi Dosaka
勝己 堂阪
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit device in which power consumption can be further reduced in a standby mode. <P>SOLUTION: When a control signal STBY is input to a power source managing part 40 and asserted, upon receiving it, the power source managing part 40 asserts control signals PD, /PD instructing power reduction. Thereby, supply of the power source for an I/O part 20 is cut off. Also, a control part 30 executes intensive refresh for a memory cell array 15 by assert of a refresh instruction signal/SREF. After refresh operation of a whole memory space is completed, the refresh instruction signal/SREF is negated. After the refresh instruction signal/SREF is negated, a control signal ALIVE is negated, and supply of external power source voltage VDD and ground voltage GND for a power source control circuit 35 is cut off. Before refresh operation, power source supply for the power source control circuit 35 is executed again, and refresh operation is executed. These operations are repeated for each refresh period. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体集積回路装置に関し、特にシステムLSIに集積されたダイナミック・ランダム・アクセスメモリ(DRAM;DRAMコア;メモリコア)に関する。より特定的には、DRAMコアのスタンバイ時の消費電流を低減するための構成に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a dynamic random access memory (DRAM; DRAM core; memory core) integrated in a system LSI. More specifically, the present invention relates to a configuration for reducing current consumption during standby of a DRAM core.

近年、画像データ処理分野等において高速でデータ処理するために、プロセッサ等のロジック回路とメモリ回路とを同一の半導体チップ上に集積したシステムLSIが注目されている。このシステムLSIにおいては、ロジック回路とメモリ回路とがチップ上配線で相互接続されるため、以下の効果が得られる:
(1)信号配線の負荷がボード上配線に比べて小さく、高速でデータあるいは信号を伝達することが可能である、
(2)ピン数の制約を受けないために、データバス幅を大きくすることができ、データ転送のバンド幅を広くすることができる、
(3)同一半導体チップ上に各構成要素が集積されるため、小型軽量のシステムを実現することが可能となる、および
(4)半導体チップ上に形成される構成要素としてライブラリ化されたマクロを配置することができ、設計効率の改善を図ることができる。
In recent years, attention has been drawn to a system LSI in which a logic circuit such as a processor and a memory circuit are integrated on the same semiconductor chip in order to process data at high speed in the image data processing field. In this system LSI, since the logic circuit and the memory circuit are interconnected by on-chip wiring, the following effects can be obtained:
(1) The load of the signal wiring is smaller than the wiring on the board, and it is possible to transmit data or signals at high speed.
(2) Since the number of pins is not restricted, the data bus width can be increased, and the data transfer bandwidth can be increased.
(3) Since each component is integrated on the same semiconductor chip, it is possible to realize a small and lightweight system, and (4) a macro that is made into a library as a component formed on the semiconductor chip. The design efficiency can be improved.

これらの理由により、システムLSIは、SOC(システム・オン・チップ)などとして各分野において現在広く一般的に用いられている。   For these reasons, system LSIs are now widely used in various fields as SOC (system on chip) and the like.

システムLSIにおいて用いられるメモリ回路としては、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)等のメモリを挙げることができる。また、ロジック回路としては、制御およびデータ処理を行なうためのプロセッサ、A/D(アナログ/デジタル)変換回路等のアナログ処理回路および専用の論理処理を行なう論理回路等を挙げることができる。   Examples of the memory circuit used in the system LSI include memories such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) and SRAM (Static Random Access Memory). Examples of the logic circuit include a processor for performing control and data processing, an analog processing circuit such as an A / D (analog / digital) conversion circuit, and a logic circuit for performing dedicated logic processing.

メモリ回路として用いられるDRAMにおいては、メモリセルのキャパシタに電荷が蓄積されることによってデータがストアされる方式である。従って、データを保持するために、いわゆるリフレッシュ動作が必要になる。しかしながら、メモリセルの構成が比較的単純であるため、低コストで大記憶容量を有するメモリ回路を製造することができる。このため今後、ますます情報処理量が増大していくシステムLSIにおいて、DRAMは不可欠な混載メモリとして用いられ今後もますます重要となってくる。非特許文献1には、混載メモリとしてDRAMが用いられる場合が示されている。
N. Watanabe et al. , "An Embedded DRAM Hybrid Macro with Auto Signal Management and Enhanced-on-Chip Tester", IEICE Trans. Electron., vol. E86-C, No.4 APRIL 2003, pp. 624 - 632
In a DRAM used as a memory circuit, data is stored by storing electric charge in a capacitor of a memory cell. Therefore, a so-called refresh operation is required to hold data. However, since the structure of the memory cell is relatively simple, a memory circuit having a large storage capacity can be manufactured at low cost. For this reason, DRAMs are used as indispensable embedded memories in system LSIs where the amount of information processing will increase in the future, and will become increasingly important in the future. Non-Patent Document 1 shows a case where a DRAM is used as a mixed memory.
N. Watanabe et al., "An Embedded DRAM Hybrid Macro with Auto Signal Management and Enhanced-on-Chip Tester", IEICE Trans. Electron., Vol. E86-C, No. 4 APRIL 2003, pp. 624-632

上述のように、DRAMは、メモリセル内のキャパシタに電荷が蓄積されることによってデータがストアされる方式である.従って、蓄積された電荷が,種々のリーク電流、たとえばストレージノードにおける接合リーク電流、メモリセル内のトランジスタのチャネルリーク電流、キャパシタ絶縁膜のゲートリーク電流等によって、時間の経過とともに失われることになる。   As described above, the DRAM is a system in which data is stored by storing electric charges in a capacitor in a memory cell. Accordingly, the accumulated charge is lost over time due to various leakage currents, for example, junction leakage current at the storage node, channel leakage current of the transistor in the memory cell, gate leakage current of the capacitor insulating film, and the like. .

したがって、チップ内で一番短いデータ保持特性を持つメモリセルによって決定されるリフレッシュ時間tREFの期間内で、DRAM内の全メモリ空間にわたってメモリセルに対してデータを保持するためのリフレッシュ動作を繰返す必要がある。ここで、リフレッシュ時間は、1つのメモリセルに着目して、この着目メモリセルに対してリフレッシュを行なう時間間隔を示す。   Therefore, it is necessary to repeat the refresh operation for holding data in the memory cells over the entire memory space in the DRAM within the refresh time tREF determined by the memory cell having the shortest data holding characteristic in the chip. There is. Here, the refresh time indicates a time interval in which one memory cell is focused and refreshed with respect to this focused memory cell.

従って、DRAMにおいては、データアクセスが行なわれないスタンバイモード期間においても、一連のリフレッシュ動作を繰返す必要がある。このリフレッシュ動作時において、DRAMのメモリアレイを駆動するためのAC的な消費電流や、さらにはメモリアレイおよびその周辺回路を構成するトランジスタのオフ電流(オフリーク電流)等によるDC的な消費電流が流れる。このため、無視できないレベルの電流が、スタンバイ時においても流れ続けることになる。   Therefore, in the DRAM, it is necessary to repeat a series of refresh operations even in a standby mode period in which data access is not performed. During this refresh operation, an AC consumption current for driving the DRAM memory array, and a DC consumption current due to an off-current (off-leakage current) of the transistors constituting the memory array and its peripheral circuits flow. . For this reason, a current of a level that cannot be ignored continues to flow even during standby.

特に、近年においてはデバイスの低消費電力化が求められ、スタンバイモード時の消費電流仕様値が厳しい製品も多く、スタンバイモード時の消費電力を低減することは重要な課題となっている。   In particular, in recent years, there has been a demand for lower power consumption of devices, and there are many products with strict current consumption specification values in standby mode, and reducing power consumption in standby mode has become an important issue.

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、スタンバイモード時において、消費電力をより低減することが可能な半導体集積回路装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a semiconductor integrated circuit device capable of further reducing power consumption in the standby mode.

この発明は、要約すれば、スタンバイモード時において、リフレッシュ時間毎にメモリアレイの一部のメモリセルを集中的にリフレッシュし、このリフレッシュ完了後には、電源電圧の内部電圧生成回路への供給を遮断し、内部電圧の生成を停止する。好ましくは、リフレッシュ時間は、動作温度(チップ温度)に従って調整される。   In summary, in the standby mode, the present invention intensively refreshes some memory cells in the memory array every refresh time, and after the refresh is completed, the supply of the power supply voltage to the internal voltage generation circuit is cut off. Then, the generation of the internal voltage is stopped. Preferably, the refresh time is adjusted according to the operating temperature (chip temperature).

この発明に係る半導体集積回路装置は、1つの実施の形態においては、複数のメモリセルを有するメモリアレイと、メモリアレイに対して所定のリフレッシュ時間に基づくリフレッシュ指示信号に従って、リフレッシュクロックに同期してメモリアレイの一部のメモリセル毎に順次リフレッシュ動作を実行するための制御回路と、外部電源電圧を受けて、メモリアレイの所定動作を実行するための内部電圧を生成する内部電圧生成回路と、半導体集積回路の電源供給を制御するための管理部とを備える。内部電圧生成回路は、指示に応答して外部電源電圧の供給を遮断する第1の電源遮断スイッチを含む。スタンバイモード時に、この制御回路は、リフレッシュ時間に基づくリフレッシュ指示信号の入力に応答してリフレッシュ動作を実行する。管理部は、スタンバイモード時にリフレッシュ動作の完了後に第1の電源遮断スイッチに対して外部電源電圧の供給の遮断を指示し、リフレッシュ動作の実行前に第1の電源遮断スイッチに対して前記外部電源電圧の供給を指示する。   In one embodiment, a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is synchronized with a refresh clock in accordance with a memory array having a plurality of memory cells and a refresh instruction signal based on a predetermined refresh time for the memory array. A control circuit for sequentially executing a refresh operation for each part of the memory cells of the memory array, an internal voltage generation circuit for receiving an external power supply voltage and generating an internal voltage for executing a predetermined operation of the memory array; A management unit for controlling power supply of the semiconductor integrated circuit. The internal voltage generation circuit includes a first power cut-off switch that cuts off the supply of the external power supply voltage in response to the instruction. In the standby mode, the control circuit executes a refresh operation in response to an input of a refresh instruction signal based on the refresh time. The management unit instructs the first power cut-off switch to cut off the supply of the external power supply voltage after completion of the refresh operation in the standby mode, and the external power supply to the first power cut-off switch before executing the refresh operation. Instruct the supply of voltage.

別の実施の形態においては、この発明に係る半導体集積回路装置は、半導体集積回路装置の動作温度(チップ温度)を検出し、この検出温度に従ってリフレッシュ時間を調整する。   In another embodiment, the semiconductor integrated circuit device according to the present invention detects the operating temperature (chip temperature) of the semiconductor integrated circuit device and adjusts the refresh time according to the detected temperature.

この発明においては、スタンバイモード時においては、リフレッシュ動作を行なう期間以外では電源の内部回路への供給を停止している。従って、AC的およびDC的な電流は流れず、消費電流を低減することができる。   In the present invention, in the standby mode, the supply of power to the internal circuit is stopped except during the period for performing the refresh operation. Therefore, AC and DC currents do not flow, and current consumption can be reduced.

この発明の1つの実施の形態に係る半導体集積回路装置は、スタンバイモードにおいて
、リフレッシュ動作の完了後に第1の電源遮断スイッチに対して外部電源電圧の供給の遮断を指示し、リフレッシュ動作の実行前に外部電源電圧の供給を指示する。従って、スタンバイモードにおいて、リフレッシュ動作を実行しない期間においては外部電源電圧の供給が遮断されており、スタンバイモード時において、消費電力をより低減することができる。
The semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention instructs the first power cut-off switch to cut off the supply of the external power supply voltage after completion of the refresh operation in the standby mode, and before executing the refresh operation. Is instructed to supply the external power supply voltage. Therefore, in the standby mode, the supply of the external power supply voltage is cut off during a period when the refresh operation is not performed, and the power consumption can be further reduced in the standby mode.

また、別の実施の形態においては、動作温度(チップ温度)に従ってリフレッシュ時間を調整しており、動作環境に応じてさいてきなリフレッシュ時間を設定することができ、リフレッシュに要する消費電流をより低減することができる。   In another embodiment, the refresh time is adjusted according to the operating temperature (chip temperature), so that a refresh time can be set according to the operating environment, and the current consumption required for refreshing is further reduced. can do.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従うシステムLSI1の概略ブロック図である。図1を参照すると、この発明の実施の形態1に従うシステムLSI1には、プロセッサ等のロジック回路およびメモリ回路が同一の半導体チップ上に集積された構成が示される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic block diagram of a system LSI 1 according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, system LSI 1 according to the first embodiment of the present invention shows a configuration in which a logic circuit such as a processor and a memory circuit are integrated on the same semiconductor chip.

図1においては、一例として、3種類のメモリ回路MEM1〜MEM3と、ロジック回路LGC1,LGC2と、アナログ回路ANGが1つの半導体チップ上に集積された場合が示される。メモリ回路の種類としては、例えば、DRAM、SRAM、不揮発性RAMを挙げることができる。   FIG. 1 shows, as an example, a case where three types of memory circuits MEM1 to MEM3, logic circuits LGC1 and LGC2, and an analog circuit ANG are integrated on one semiconductor chip. Examples of the memory circuit include DRAM, SRAM, and nonvolatile RAM.

各回路ブロックは、パッドPADからのハイ側およびロー側の外部電源電圧VDDおよび外部電源電圧GND(以下、接地電圧とも称する)の供給を受けて、所定の動作を実行する。   Each circuit block receives a high-side and low-side external power supply voltage VDD and an external power supply voltage GND (hereinafter also referred to as a ground voltage) from the pad PAD, and executes a predetermined operation.

以下においては、一例として大容量のメモリ回路MEM1として集積されたDRAMの構成について説明する。   In the following, the configuration of a DRAM integrated as a large-capacity memory circuit MEM1 will be described as an example.

図2は、この発明の実施の形態1に従うメモリ回路MEM1とその周辺回路を説明する図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating memory circuit MEM1 and its peripheral circuits according to the first embodiment of the present invention.

図2を参照して、この発明の実施の形態1に従うメモリ回路MEM1は、行列状に集積配置されたメモリセルMCを有するメモリアレイ15と、メモリアレイを駆動するためのアレイ駆動制御部25と、メモリアレイ15に対するデータの授受を行なうI/O(入出力)20とを含む。   Referring to FIG. 2, memory circuit MEM1 according to the first embodiment of the present invention includes a memory array 15 having memory cells MC arranged in a matrix, and an array drive control unit 25 for driving the memory array. And an I / O (input / output) 20 for transferring data to the memory array 15.

I/O部20は、外部から直接電源電圧VDDおよび接地電圧GNDの供給を受けて動作し、例えば、メモリアレイ15に対する入出力データが64ビットである場合、メモリアレイ15に対して入出力される入力データDIN[63:0]および出力データQ[63:0]の授受を実行する。   The I / O unit 20 operates by receiving the power supply voltage VDD and the ground voltage GND directly from the outside. For example, when the input / output data for the memory array 15 is 64 bits, the I / O unit 20 is input / output to / from the memory array 15. Exchange of input data DIN [63: 0] and output data Q [63: 0].

メモリ回路MEM1は、さらに、メモリアレイ15、アレイ駆動制御部25およびI/O部20全体を制御する制御部30と、アレイ駆動制御部25および制御部30に対して動作電圧である内部電圧を供給する電源制御回路35とを含む。   The memory circuit MEM1 further controls the memory array 15, the array drive control unit 25 and the I / O unit 20 as a whole, and the internal voltage which is an operating voltage for the array drive control unit 25 and the control unit 30. Power supply control circuit 35 to be supplied.

電源制御回路35は、外部電源電圧VDDおよび接地電圧GNDの供給を受けて、指示に応答して内部電圧VPP、VBB、VCP、VBL、VDDTを、メモリアレイ15、
アレイ駆動制御部25および制御部30に対して供給する。なお、本例においては、主にハイ側の外部電源電圧として外部電源電圧VDDが供給される場合について説明する。しかしながら、特にこれに限定されず、ハイ側の外部電源電圧VDDとは異なる外部電源電圧VDDHが供給される構成とすることも可能である。
The power supply control circuit 35 is supplied with the external power supply voltage VDD and the ground voltage GND, and in response to the instruction, supplies the internal voltages VPP, VBB, VCP, VBL, VDDT to the memory array 15,
This is supplied to the array drive control unit 25 and the control unit 30. In this example, the case where the external power supply voltage VDD is mainly supplied as the high-side external power supply voltage will be described. However, the present invention is not particularly limited to this, and an external power supply voltage VDDH different from the high-side external power supply voltage VDD may be supplied.

また、周辺回路としては、メモリ回路MEM1に対してその電源供給等を管理するための電源管理部40が設けられ、例えばロジック回路等に設けられる。なお、一例としてロジック回路等に電源管理部が設けられる構成について説明するが、これに限定されず、システムLSI1の任意の領域に設けることが可能である。この電源管理部40は、メモリ回路(DRAMコア)と同一半導体チップ上にDRAMコア周辺に配置されていればよい。   In addition, as a peripheral circuit, a power management unit 40 for managing power supply and the like for the memory circuit MEM1 is provided, for example, in a logic circuit. Note that, as an example, a configuration in which a power management unit is provided in a logic circuit or the like will be described. The power management unit 40 may be disposed around the DRAM core on the same semiconductor chip as the memory circuit (DRAM core).

電源管理部40は、制御信号(スタンバイモード指示信号)STBYおよびクロック信号CLKに基づいてI/O部20および電源制御回路35の電源供給を制御するとともに制御部30に対して内部クロック信号intCLKおよびメモリアレイ15に対してリフレッシュ動作を指示するリフレッシュ指示信号/SREFを出力する。なお、本例においては、電源管理部40は、入力されたクロック信号CLKを内部でカウントし、リフレッシュ指示信号/SREFを、予め設定されている所定のリフレッシュ時間に基づいて所定のタイミングで出力するように構成される。   The power management unit 40 controls the power supply of the I / O unit 20 and the power control circuit 35 based on the control signal (standby mode instruction signal) STBY and the clock signal CLK, and controls the internal clock signal intCLK and the control unit 30. A refresh instruction signal / SREF for instructing the refresh operation to the memory array 15 is output. In this example, the power management unit 40 internally counts the input clock signal CLK and outputs a refresh instruction signal / SREF at a predetermined timing based on a predetermined refresh time set in advance. Configured as follows.

後に詳細に説明するが、電源制御回路35は、電源管理部40から出力される制御信号(ウェイクアップ信号)ALIVE(/ALIVE)に応答して外部電源電圧の供給を制御する。制御部30は、電源管理部40から出力されるリフレッシュ指示信号/SREFに応じて、リフレッシュ動作を実行するようにアレイ駆動制御部25に対して指示する。I/O部20は、電源管理部40から出力される制御信号(パワーダウン指示信号)PD,/PDを受ける。後に説明するように、これらの制御信号PD,/PDに応答してI/O部20に対する外部電源電圧の供給が制御される。   As will be described in detail later, the power supply control circuit 35 controls the supply of the external power supply voltage in response to a control signal (wake-up signal) ALIVE (/ ALIVE) output from the power management unit 40. Control unit 30 instructs array drive control unit 25 to execute a refresh operation in response to refresh instruction signal / SREF output from power supply management unit 40. The I / O unit 20 receives control signals (power-down instruction signals) PD and / PD output from the power management unit 40. As will be described later, the supply of the external power supply voltage to the I / O unit 20 is controlled in response to these control signals PD and / PD.

電源制御回路35は、内部電圧生成の基準電圧が所定の電圧レベルにあるかを検知する基準電圧レベル検知回路13と、リフレッシュ動作の頻度を規定するリフレッシュクロックPHYを発行するクロック発生回路12とを含む。   The power supply control circuit 35 includes a reference voltage level detection circuit 13 that detects whether the reference voltage for generating the internal voltage is at a predetermined voltage level, and a clock generation circuit 12 that issues a refresh clock PHY that defines the frequency of the refresh operation. Including.

基準電圧レベル検知回路13は、外部電源電圧の供給を受けて生成する内部電圧の基準となる電圧が所定の電圧レベル以上か否かを示す信号を制御信号(電源レディー指示信号)PWR_RDYとして出力する。たとえば、基準電圧レベル検知回路13は、基準の電圧レベルが所定の電圧レベル以下となった場合に、一例として、制御信号PWR_RDYを「L」レベルに設定し、所定の電圧レベル以上となった場合に「H」レベルに設定する。この制御信号PWR_RDYにより、電源制御回路35から所期の電圧レベルの内部電圧が出力されているか否かを判断することが可能である。   The reference voltage level detection circuit 13 outputs, as a control signal (power supply ready instruction signal) PWR_RDY, a signal indicating whether or not the reference voltage of the internal voltage generated upon receiving the supply of the external power supply voltage is equal to or higher than a predetermined voltage level. . For example, the reference voltage level detection circuit 13 sets the control signal PWR_RDY to “L” level as an example when the reference voltage level is equal to or lower than a predetermined voltage level. To “H” level. Based on this control signal PWR_RDY, it is possible to determine whether or not an internal voltage of an intended voltage level is output from the power supply control circuit 35.

リフレッシュクロックPHYは、リフレッシュ動作が実行されるサイクルを規定する。このリフレッシュクロックPHYに従って、メモリ回路において行選択に関連するロウ系回路が動作して、メモリセルのデータのリフレッシュを実行する。   The refresh clock PHY defines a cycle in which a refresh operation is executed. In accordance with the refresh clock PHY, row-related circuits related to row selection operate in the memory circuit to refresh the memory cell data.

制御部30は、コマンドCMDおよびアドレスADD等の入力に基づいて内部クロック信号intCLKに同期してアレイ駆動制御部25およびI/O部20を制御して所定の動作を実行させる。また、制御部30は、リフレッシュアドレスカウンタ11を含む。リフレッシュアドレスカウンタ11は、電源管理部40から供給される内部クロック信号intCLKに同期して、リフレッシュ動作を実行するメモリセルを指定するリフレッシュアドレスを更新(インクリメント)してアレイ駆動制御部25に対して出力する。   Control unit 30 controls array drive control unit 25 and I / O unit 20 to execute a predetermined operation in synchronization with internal clock signal intCLK based on the input of command CMD, address ADD, and the like. The control unit 30 includes a refresh address counter 11. The refresh address counter 11 updates (increments) a refresh address that designates a memory cell that performs a refresh operation in synchronization with the internal clock signal intCLK supplied from the power management unit 40 to the array drive control unit 25. Output.

アレイ駆動制御部25は、制御部30から出力されるリフレッシュアドレスに基づいてメモリアレイの対応のアドレスのメモリセルに対してリフレッシュ動作を実行する。また、制御部30は、コマンドCMDおよびアドレスADDを受けてデータ書込およびデータ読出のための指示をアレイ駆動制御部25およびI/O部20に対して出力する。アレイ駆動制御部25およびI/O部20は、与えられた指示に応答して所定の動作を実行する。   The array drive control unit 25 performs a refresh operation on the memory cell at the corresponding address in the memory array based on the refresh address output from the control unit 30. Control unit 30 receives command CMD and address ADD and outputs instructions for data writing and data reading to array drive control unit 25 and I / O unit 20. The array drive control unit 25 and the I / O unit 20 execute a predetermined operation in response to a given instruction.

なお、本実施の形態においては、データ書込およびデータ読出を実行する通常モード時ではなく、主にデータ書込およびデータ読出を実行しないスタンバイモード時について説明する。従って、一般的な技術であるデータ書込およびデータ読出の動作の詳細な説明は省略する。   In the present embodiment, a description will be given of a standby mode in which data writing and data reading are not mainly executed, but not in a normal mode in which data writing and data reading are executed. Therefore, a detailed description of data writing and data reading operations, which are general techniques, is omitted.

図3は、この発明の実施の形態1に従うメモリアレイの構成およびメモリアレイの周辺回路の構成を概略的に示す図である。   FIG. 3 schematically shows a configuration of the memory array and a configuration of a peripheral circuit of the memory array according to the first embodiment of the present invention.

図3(a)を参照すると、メモリアレイ15が、複数のサブメモリアレイブロックMA0〜MAk(但し、kは0以上の整数)に分割されている場合が示される。複数のサブメモリアレイブロックMA0〜MAkに対応してデータ読出動作を実行するためのセンスアンプ帯SA0〜SAk+1が設けられる。隣接するサブメモリアレイブロックMAの間に挟まれるセンスアンプ帯SAは、隣接するサブメモリアレイブロックMAで互いに共有される。   Referring to FIG. 3A, a case where the memory array 15 is divided into a plurality of sub memory array blocks MA0 to MAk (where k is an integer equal to or greater than 0) is shown. Sense amplifier bands SA0 to SAk + 1 for performing a data read operation are provided corresponding to the plurality of sub memory array blocks MA0 to MAk. A sense amplifier band SA sandwiched between adjacent sub memory array blocks MA is shared by adjacent sub memory array blocks MA.

メモリアレイ15に対してさらに、入力アドレスADDに含まれるロウアドレスRA0−RAiに基づいて、複数のサブメモリアレイブロックMA0〜Makの行選択動作を実行する行デコーダ4と、入力アドレスADDに含まれるコラムアドレスCA0−CAiに基づいて複数のサブメモリアレイブロックMA0〜MAkの列選択動作を実行する列デコーダ5とが設けられる。   The memory array 15 further includes a row decoder 4 that executes row selection operations of the plurality of sub memory array blocks MA0 to Mak based on the row addresses RA0 to RAi included in the input address ADD, and is included in the input address ADD. A column decoder 5 is provided for executing a column selection operation of a plurality of sub memory array blocks MA0 to MAk based on column addresses CA0 to CAi.

図3(b)を参照すると、サブメモリアレイブロックMAおよびセンスアンプ帯SAの具体的構成が示される。   Referring to FIG. 3B, a specific configuration of sub memory array block MA and sense amplifier band SA is shown.

サブメモリアレイブロックMAは、行列状に配置された複数のメモリセルMCと、各メモリセル行に対応して設けられたワード線WLと、各メモリセル列に対応して設けられたビット線対BL,/BLとを含む。各メモリセルMCは、図示しないが、アクセストランジスタと情報記憶用のキャパシタとを含むDRAMセルの構成であり、電気的等価回路としては周知の回路構成である。なお、このアクセストランジスタは、NチャネルMOSトランジスタ(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)あるいはPチャネルMOSトランジスタで形成される。メモリセルキャパシタとしては、NチャネルMOSトランジスタあるいはPチャネルMOSトランジスタで形成されるMOSキャパシタあるいはスタックトキャパシタ等の3次元キャパシタを利用することが可能である。   The sub memory array block MA includes a plurality of memory cells MC arranged in a matrix, word lines WL provided corresponding to each memory cell row, and bit line pairs provided corresponding to each memory cell column. BL, / BL. Although not shown, each memory cell MC has a DRAM cell configuration including an access transistor and an information storage capacitor, and has a well-known circuit configuration as an electrical equivalent circuit. This access transistor is formed of an N channel MOS transistor (insulated gate field effect transistor) or a P channel MOS transistor. As the memory cell capacitor, a three-dimensional capacitor such as a MOS capacitor or a stacked capacitor formed by an N-channel MOS transistor or a P-channel MOS transistor can be used.

行デコーダ4は、サブメモリアレイブロックMA0ないしMAkの周辺領域に設けられ、入力されたアドレスADDに含まれるロウアドレスRA0〜RAiに基づいて指定されたサブメモリアレイの指定された行に対応して配置されたワード線WLを選択状態へ駆動する。応じて、選択された行のメモリセルMCにおいてアクセストランジスタが導通し、、対応するビット線BLまたは/BLとメモリセルキャパシタとが電気的に結合されて、選択されたメモリセルMCに対するデータ信号の入出力が実行される。   Row decoder 4 is provided in a peripheral region of sub memory array blocks MA0 to MAk, and corresponds to a designated row of a sub memory array designated based on row addresses RA0 to RAi included in input address ADD. The arranged word line WL is driven to a selected state. Accordingly, the access transistor is turned on in the memory cell MC of the selected row, and the corresponding bit line BL or / BL and the memory cell capacitor are electrically coupled, so that the data signal for the selected memory cell MC is transmitted. I / O is performed.

列デコーダ5は、入力されたアドレスADDに含まれるコラムアドレスCA0〜CAi
に基づいて、アドレス指定された列に対応する列選択線CSLを選択状態へ駆動する。
Column decoder 5 receives column addresses CA0 to CAi included in input address ADD.
Based on the above, the column selection line CSL corresponding to the addressed column is driven to the selected state.

センスアンプ帯SAには、各列にそれぞれ対応して列選択ゲート6およびセンスアンプ7およびイコライザ8が設けられる。列選択ゲート6は、ビット線BL,/BLとデータ入出力線IO,/IOとの間に接続された1対のNチャネルMOSトランジスタを含む。各列選択ゲート6の1対のNチャネルMOSトランジスタのゲートは、列選択線CSLを介して列デコーダ5に接続される。列デコーダ5において列選択線CSLが選択レベルの「H」レベルに立上げられると(選択状態へ駆動されると)、対応の列選択ゲートの1対のNチャネルMOSトランジスタが導通し、対応のビット線BL,/BLとデータ入出力線IO,/IOとが結合される。   In sense amplifier band SA, column selection gate 6, sense amplifier 7, and equalizer 8 are provided corresponding to each column. Column select gate 6 includes a pair of N channel MOS transistors connected between bit lines BL, / BL and data input / output lines IO, / IO. The gates of a pair of N channel MOS transistors of each column selection gate 6 are connected to the column decoder 5 via a column selection line CSL. When column select line CSL is raised to the “H” level of the selection level in column decoder 5 (when driven to the selected state), a pair of N channel MOS transistors of the corresponding column selection gate become conductive, and the corresponding Bit lines BL, / BL and data input / output lines IO, / IO are coupled.

センスアンプ7は、データ読出時あるいはリフレッシュ動作時にセンスアンプ活性化信号SE,/SEにより活性化される。すなわち、例えばセンスアンプ活性化信号SE,/SEがそれぞれ「H」レベルおよび「L」レベルに設定されるに従い、対応するビット線BL,/BL間の微小電位差となって現れるデータすなわちメモリセルMCにストアされているデータに従って、一方のビット線の電位を内部電源電圧VDDTまで、他方のビット線の電位を接地電圧GNDまで振幅させる。この増幅されたビット線信号振幅がデータ入出力線IO,/IOを介して後段のI/O部に伝達されて、最終的にデータQとして外部に出力される。   Sense amplifier 7 is activated by sense amplifier activation signals SE and / SE during data reading or refresh operation. That is, for example, as the sense amplifier activation signals SE and / SE are set to the “H” level and the “L” level, respectively, data appearing as a small potential difference between the corresponding bit lines BL and / BL, that is, the memory cell MC In accordance with the data stored in (1), the potential of one bit line is amplified to the internal power supply voltage VDDT, and the potential of the other bit line is amplified to the ground voltage GND. The amplified bit line signal amplitude is transmitted to the subsequent I / O unit via the data input / output lines IO and / IO, and finally outputted as data Q to the outside.

イコライザ8は、ビット線イコライズ信号BLEQが活性化されて例えば「H」レベルになると活性化されて、対応のビット線BL,/BLの電位を、例えば中間電圧レベルの内部電圧VBLのレベルにイコライズする。   The equalizer 8 is activated when the bit line equalize signal BLEQ is activated and becomes, for example, “H” level, and the potentials of the corresponding bit lines BL and / BL are equalized to the level of the internal voltage VBL at the intermediate voltage level, for example. To do.

なお、上記のデータ駆動制御部を駆動するための制御信号たとえばセンスアンプ活性化信号SE,/SEおよびビット線イコライズ信号BLEQ等は、一例として、コマンドCMDおよびアドレスADD等の入力に基づいて制御部30からの図示していないマスタ制御信号に従って、アレイ駆動制御部25から出力される。   Note that control signals for driving the data drive control unit, such as sense amplifier activation signals SE, / SE and bit line equalize signal BLEQ, are given as an example based on the input of command CMD, address ADD, etc. According to a master control signal (not shown) from 30, it is output from the array drive control unit 25.

ここで、リフレッシュ動作について説明する。
リフレッシュ動作は、上述したように制御部30のリフレッシュアドレスカウンタ11が生成するアドレスに基づいて実行される。たとえば、リフレッシュクロックに同期してリフレッシュアドレスカウンタ11がロウアドレスRAをカウントアップすることにより、複数のメモリセルの一部ずつ、あるいは複数本のワード線ずつを対象に順次リフレッシュ動作が実行される。具体的には、ワード線WLが1本ずつ順次選択されて、各行のメモリセルキャパシタとビット線BLまたは/BLとが電気的に結合される。そして、上述したようにセンスアンプ活性化信号SE,/SEを活性化させて、ビット線BL,/BL間の微小電位差となって現れるデータすなわちメモリセルMCにストアされているデータに従って、センスアンプ7により一方のビット線の電位を内部電源電圧VDDTまで、他方のビット線の電位を接地電圧GNDまで振幅させる。このセンスアンプ動作により、メモリセルMCにストアされているデータに従って再度ビット線を介してメモリセルキャパシタに対して電荷が充電あるいは放電されるため、蓄積されたデータをリフレッシュすることができる。
Here, the refresh operation will be described.
The refresh operation is executed based on the address generated by the refresh address counter 11 of the control unit 30 as described above. For example, when the refresh address counter 11 counts up the row address RA in synchronization with the refresh clock, a refresh operation is sequentially performed on a part of a plurality of memory cells or on a plurality of word lines. Specifically, the word lines WL are sequentially selected one by one, and the memory cell capacitors in each row and the bit line BL or / BL are electrically coupled. Then, as described above, the sense amplifier activation signals SE, / SE are activated, and the sense amplifier is activated in accordance with data appearing as a small potential difference between the bit lines BL, / BL, that is, data stored in the memory cell MC. 7 causes the potential of one bit line to swing to the internal power supply voltage VDDT and the potential of the other bit line to the ground voltage GND. This sense amplifier operation charges or discharges the memory cell capacitor again via the bit line according to the data stored in the memory cell MC, so that the stored data can be refreshed.

なお、上記で説明した行デコーダ4、列デコーダ5等は、上述したメモリアレイ15を駆動するためのアレイ駆動制御部25の一部を構成する。   The row decoder 4 and the column decoder 5 described above constitute a part of the array drive control unit 25 for driving the memory array 15 described above.

図4は、この発明の実施の形態1に従うI/O部(データパス)20の構成を示す概略ブロック図である。   FIG. 4 is a schematic block diagram showing a configuration of the I / O unit (data path) 20 according to the first embodiment of the present invention.

図4を参照して、この発明の実施の形態1に従うI/O部20は、外部との間でのデータの授受を実行するためのバッファ等を含むデータ線制御部51と、外部からの入力データを書込データとしてデータ線IO,/IOに伝達する書込ドライバ52と、データ線IO,/IOから読み出されたデータを増幅して出力部54に出力する読出アンプ53と、読出アンプ54から出力されたデータをバッファ処理等して外部とのデータの授受に用いられる信号配線等に出力する出力部54とを含む。   Referring to FIG. 4, I / O unit 20 according to the first embodiment of the present invention includes a data line control unit 51 including a buffer and the like for executing data exchange with the outside, A write driver 52 that transmits input data to the data lines IO and / IO as write data, a read amplifier 53 that amplifies the data read from the data lines IO and / IO and outputs the amplified data to the output unit 54, and a read And an output unit 54 that outputs the data output from the amplifier 54 to a signal wiring or the like used to exchange data with the outside by buffer processing or the like.

これらの回路は、ローカル電源線IVL1およびローカル接地線IGL1からの電源電圧を供給されて動作する。   These circuits operate by being supplied with power supply voltages from the local power supply line IVL1 and the local ground line IGL1.

I/O部20の電源供給について説明する。外部電源電圧VDDを供給する電源ノードとローカル電源線IVL1との間に、PチャネルMOSトランジスタPT1(以下、トランジスタPT1とも称する)が設けられる。また、接地電圧GNDを供給するノードとローカル接地線IGL1との間にNチャネルMOSトランジスタNT1(以下、トランジスタNT1とも称する)が設けられる。制御信号PD,/PDに応答してローカル電源線IVL1およびローカル接地線IGL1と電源電圧VDDおよび接地電圧GNDとの電気的な結合が制御される。具体的に、トランジスタPT1,NT1は、それぞれパワーダウンを指示する制御信号PD,/PDに応答して導通/非導通状態(オン/オフ)となる。制御信号PD,/PDが「L」レベルおよび「H」レベルの場合には、トランジスタPT1,NT1はオンして、外部電源電圧VDDがローカル電源線IVL1に供給され、接地電圧GNDがローカル接地線IGL1に供給される。一方、制御信号PD,/PDが「H」レベルおよび「L」レベルの場合には、トランジスタPT1,NT1はオフして、ローカル電源線IVL1およびローカル接地線IGL1に対する電源電圧VDDおよび接地電圧GNDの供給が停止される。すなわち、I/O部20の電源供給が遮断(パワーダウン)され、内部を流れる電流は遮断される。   The power supply of the I / O unit 20 will be described. P channel MOS transistor PT1 (hereinafter also referred to as transistor PT1) is provided between a power supply node supplying external power supply voltage VDD and local power supply line IVL1. An N channel MOS transistor NT1 (hereinafter also referred to as transistor NT1) is provided between a node supplying ground voltage GND and local ground line IGL1. In response to control signals PD and / PD, electrical coupling between local power supply line IVL1 and local ground line IGL1, power supply voltage VDD and ground voltage GND is controlled. Specifically, transistors PT1 and NT1 are turned on / off (on / off) in response to control signals PD and / PD instructing power down, respectively. When control signals PD and / PD are at “L” level and “H” level, transistors PT 1 and NT 1 are turned on, external power supply voltage VDD is supplied to local power supply line IVL 1, and ground voltage GND is supplied to the local ground line. Supplied to IGL1. On the other hand, when control signals PD and / PD are at “H” level and “L” level, transistors PT 1 and NT 1 are turned off, and power supply voltage VDD and ground voltage GND for local power supply line IVL 1 and local ground line IGL 1 are set. Supply is stopped. That is, the power supply of the I / O unit 20 is cut off (power down), and the current flowing inside is cut off.

なお、出力部54は、図示しないが外部とのデータの授受に用いられる信号配線等と接続されておりパワーダウンを指示する制御信号PD(「H」レベル)が入力された場合には、信号配線等と接地電圧GNDとを電気的に結合して信号配線の電位を接地電圧GNDに固定する。   Although not shown, the output unit 54 is connected to a signal wiring or the like used for data exchange with the outside, and when a control signal PD (“H” level) instructing power down is input, The wiring and the like and the ground voltage GND are electrically coupled to fix the potential of the signal wiring to the ground voltage GND.

図5は、電源制御回路35の内部電圧を生成する内部電圧発生回路の構成を概略的に示す図である。   FIG. 5 schematically shows a configuration of an internal voltage generation circuit that generates an internal voltage of power supply control circuit 35.

図5を参照して、この発明の実施の形態1に従う電源制御回路35は、昇圧電圧である内部電圧VPPを発生するVPP発生回路61と、負電圧である内部電圧VBBを発生するVBB発生回路62と、メモリセルキャパシタのセルプレート電極に対して供給する内部電圧VCPを発生するVCP発生回路63と、ビット線のプリチャージ電圧である中間電圧レベルの内部電圧VBLを発生するVBL発生回路64と、各回路の駆動電圧である内部電源電圧VDDTを発生するVDDT発生回路65とを含む。   Referring to FIG. 5, power supply control circuit 35 according to the first embodiment of the present invention includes a VPP generation circuit 61 that generates internal voltage VPP that is a boosted voltage, and a VBB generation circuit that generates internal voltage VBB that is a negative voltage. 62, a VCP generation circuit 63 for generating an internal voltage VCP to be supplied to the cell plate electrode of the memory cell capacitor, and a VBL generation circuit 64 for generating an internal voltage VBL at an intermediate voltage level, which is a precharge voltage of the bit line, And a VDDT generating circuit 65 for generating an internal power supply voltage VDDT which is a driving voltage of each circuit.

これらの内部電圧発生回路は、ローカル電源線IVL2およびローカル接地線IGL2からの電源供給を受けて内部電圧を生成する。   These internal voltage generation circuits receive power supply from local power supply line IVL2 and local ground line IGL2 to generate an internal voltage.

ここで、電源制御回路35の電源供給について説明すると、外部電源電圧VDDあるいは外部電源電圧VDDとは異なる外部電源電圧VDDHを供給する外部電源ノードとローカル電源線IVL2との間にPチャネルMOSトランジスタPT2(以下、トランジスタPT2とも称する)が設けられる。また、接地電圧GNDを供給する接地ノードとローカル接地線IGL2との間にNチャネルMOSトランジスタNT2(以下、トランジスタNT2とも称する)が設けられる。   Here, power supply of power supply control circuit 35 will be described. External power supply voltage VDD or external power supply voltage VDDH different from external power supply voltage VDD and P channel MOS transistor PT2 between local power supply line IVL2 and external power supply node (Hereinafter also referred to as transistor PT2). An N channel MOS transistor NT2 (hereinafter also referred to as transistor NT2) is provided between a ground node supplying ground voltage GND and local ground line IGL2.

制御信号(ウェイクアップ信号)ALIVE,/ALIVEに応答してローカル電源線IVL2およびローカル接地線IGL2と電源電圧VDDおよび接地電圧GNDとの電気的な結合が制御される。具体的に、トランジスタPT2,NT2は、それぞれ制御信号ALIVE,/ALIVEの入力に応答して導通/非導通状態(オン/オフ)となる。御信号ALIVE,/ALIVEが「H」レベルおよび「L」レベルの場合には、トランジスタPT2,NT2はオンして、外部電源電圧VDDがローカル電源線IVL2に供給され、接地電圧GNDがローカル接地線IGL2に供給される。一方、制御信号ALIVE,/ALIVEが「L」レベルおよび「H」レベルの場合には、トランジスタPT2,NT2はオフして、ローカル電源線IVL2およびローカル接地線IGL2に対する外部電源電圧VDD、あるいは外部電源電圧VDDとは異なる外部電源電圧VDDHおよび接地電圧GNDの供給が停止される。すなわち、電源制御回路35の電源供給が遮断(パワーダウン)され、内部を流れる電流は遮断される。   In response to control signals (wake-up signals) ALIVE, / ALIVE, the electrical coupling between local power supply line IVL2 and local ground line IGL2 and power supply voltage VDD and ground voltage GND is controlled. Specifically, transistors PT2 and NT2 are turned on / off (on / off) in response to inputs of control signals ALIVE and / ALIVE, respectively. When control signals ALIVE, / ALIVE are at "H" level and "L" level, transistors PT2 and NT2 are turned on, external power supply voltage VDD is supplied to local power supply line IVL2, and ground voltage GND is connected to local ground line. Supplied to IGL2. On the other hand, when control signals ALIVE, / ALIVE are at "L" level and "H" level, transistors PT2 and NT2 are turned off, and external power supply voltage VDD for local power supply line IVL2 and local ground line IGL2 or external power supply Supply of external power supply voltage VDDH and ground voltage GND different from voltage VDD is stopped. That is, the power supply of the power supply control circuit 35 is cut off (power down), and the current flowing inside is cut off.

図6は、この発明の実施の形態1に従うメモリ回路のスタンバイモード時の動作を示す各信号のタイミングチャートである。   FIG. 6 is a timing chart of respective signals showing the operation in the standby mode of the memory circuit according to the first embodiment of the present invention.

図6に示されるように、外部クロック信号CLKの各サイクルを、サイクルT1,T2,T3,…と表記することとする。また、クロック信号発生回路12から出力されるリフレッシュクロックPHYの各サイクルを、サイクルTa1,Ta2,Ta3,…と表記することとする。   As shown in FIG. 6, each cycle of the external clock signal CLK is represented as cycles T1, T2, T3,. In addition, each cycle of the refresh clock PHY output from the clock signal generation circuit 12 is expressed as a cycle Ta1, Ta2, Ta3,.

外部クロック信号CLKのサイクルT2で、低消費スタンバイモードに移行するように指示する制御信号(低消費スタンバイモード指示信号)STBYがアサートされる。応じて、サイクルT3で、電源管理部40は、パワーダウンを指示する制御信号PD,/PDをアサートして、それぞれ「H」レベルおよび「L」レベルに設定する。制御信号PD,/PDがアサートされると、I/O部20において図4を参照して上で説明したように、トランジスタPT1,NT1が共にオフとなる。応じて、電源電圧VDDおよび接地電圧GNDとローカル電源線IVL1およびローカル接地線IGL1との電気的な結合が切離され、I/O部20への電源供給が遮断される。この低消費スタンバイモード期間においては、データ読出およびデータ書込は実行されない。従って、I/O部20を駆動する必要は無い。制御信号PD,/PDをアサートすることにより、スタンバイモードの全期間(ただし、リフレッシュ期間は除く)においてI/O部20の電源供給を遮断し、内部を流れる電流を遮断して消費電力を低減することができる。   In cycle T2 of external clock signal CLK, a control signal (low consumption standby mode instruction signal) STBY instructing to shift to the low consumption standby mode is asserted. Accordingly, in cycle T3, power supply management unit 40 asserts control signals PD and / PD instructing power-down, and sets them to “H” level and “L” level, respectively. When the control signals PD and / PD are asserted, the transistors PT1 and NT1 are both turned off in the I / O unit 20 as described above with reference to FIG. Accordingly, electrical coupling between power supply voltage VDD and ground voltage GND, and local power supply line IVL1 and local ground line IGL1 is disconnected, and power supply to I / O unit 20 is cut off. During this low power consumption standby mode period, data reading and data writing are not executed. Therefore, it is not necessary to drive the I / O unit 20. By asserting the control signals PD and / PD, the power supply to the I / O unit 20 is cut off during the entire standby mode period (excluding the refresh period), and the current flowing inside is cut off to reduce power consumption. can do.

制御信号STBYがアサートされると、電源制御回路40は、内部クロック信号intCLKを、外部クロック信号CLKから電源制御回路35から入力されるリフレッシュクロックPHYに切り替えて、制御部30に出力する。図6においては、リフレッシュクロックPHYのサイクルTa1の「L」レベルの期間において、クロックの切換が行なわれ、リフレッシュクロックPHYが内部クロック信号intCLKとして出力される場合が示されている。そして、本例においては、リフレッシュクロックPHYのサイクルTa3にリフレッシュ指示信号/SREFがアサートされた場合が示される。このリフレッシュ指示信号/SREFのアサートによって、メモリアレイ15に対して集中リフレッシュが実行される。この集中リフレッシュにおいては、所定のサイズのメモリ空間(例えば全メモリ空間)のメモリセルのデータのリフレッシュが行われる。   When the control signal STBY is asserted, the power supply control circuit 40 switches the internal clock signal intCLK from the external clock signal CLK to the refresh clock PHY input from the power supply control circuit 35 and outputs it to the control unit 30. FIG. 6 shows a case where the clock is switched and the refresh clock PHY is output as the internal clock signal intCLK during the “L” level period of the cycle Ta1 of the refresh clock PHY. In this example, the case where the refresh instruction signal / SREF is asserted in the cycle Ta3 of the refresh clock PHY is shown. Central refresh is performed on the memory array 15 by the assertion of the refresh instruction signal / SREF. In this centralized refresh, data of memory cells in a memory space of a predetermined size (for example, the entire memory space) is refreshed.

具体的には、上述したように制御部30のリフレッシュアドレスカウンタ11において内部クロック信号intCLKすなわちリフレッシュクロックPHYに同期して、ロウアドレスがカウントアップされ、対応するアドレスのメモリセルに対して上述したリフレッシュ動作が実行される。そして、リフレッシュサイクル数NREF分リフレッシュ動作を
繰返すと全メモリ空間のリフレッシュ動作が完了する。
Specifically, as described above, in the refresh address counter 11 of the control unit 30, the row address is counted up in synchronization with the internal clock signal intCLK, that is, the refresh clock PHY, and the above-described refresh is performed on the memory cell of the corresponding address. The action is executed. When the refresh operation is repeated for the number of refresh cycles NREF, the refresh operation for all memory spaces is completed.

ここで、リフレッシュサイクル数NREFは、メモリアレイ15に配置されている全ワード線数NWLに対してワード線WLを1本ずつ活性化してリフレッシュ動作を実行する場合には、リフレッシュサイクル数NREFは、全ワード線数NWLと等しくなる。すなわち、リフレッシュサイクル数NREF=全ワード線数NWLとなる。また、メモリアレイ15が例えば2つの独立のメモリブロックに分割されているような場合には、ワード線WLを2本ずつ活性してリフレッシ動作を実行することにより、リフレッシュサイクル数NERF=NWL/2となる。独立のメモリブロックとは、少なくとも行選択動作を個々に実行することのできるメモリブロックを示す。   Here, when the refresh cycle number NREF is executed by activating the word lines WL one by one with respect to all the word line numbers NWL arranged in the memory array 15, the refresh cycle number NREF is: It becomes equal to the total number of word lines NWL. That is, the refresh cycle number NREF = total word line number NWL. Further, when the memory array 15 is divided into, for example, two independent memory blocks, the refresh cycle is performed by activating the word lines WL by two, whereby the refresh cycle number NERF = NWL / 2. It becomes. An independent memory block refers to a memory block that can execute at least a row selection operation individually.

また、メモリアレイが、4つの独立のメモリブロックに分割されているような場合には、ワード線WLを4本ずつ活性してリフレッシュ動作を実行することにより、リフレッシュサイクル数NERF=NWL/4となる。   Further, when the memory array is divided into four independent memory blocks, the refresh operation is executed by activating the word lines WL four by four, so that the refresh cycle number NERF = NWL / 4. Become.

全メモリ空間のリフレッシュ動作が完了して、リフレッシュサイクル数NREF経過後に、リフレッシュ指示信号/SREFがクロック信号CLKのサイクルTnにネゲートされる。リフレッシュ指示信号/SREFのネゲート後、次のクロック信号CLKのサイクルTn+1に、制御信号ALIVEがネゲートされて、「L」レベルに設定される。上述したように、制御信号ALIVEがネゲートされたのに応じて、電源制御回路35に対する外部電源電圧VDD、あるいは外部電源電圧VDDHおよび接地電圧GNDの供給が遮断される。これにより、電源制御回路35の内部電圧生成回路の内部電圧の生成が停止する。すなわち、内部電圧生成回路の動作電流が遮断され、基準電圧レベル検知回路13は、制御信号PWR_RDYをネゲートして「L」レベルに設定する。また、クロック信号発生回路12からのリフレッシュクロックPHYの供給も停止される。すなわち、リフレシュ動作完了後においては、電源制御回路35に対する電源供給を遮断(パワーダウン)し、すなわち内部を流れる動作電流を遮断して消費電力を低減する。   After the refresh operation of all the memory spaces is completed and the refresh cycle number NREF has elapsed, the refresh instruction signal / SREF is negated to the cycle Tn of the clock signal CLK. After the negation of the refresh instruction signal / SREF, the control signal ALIVE is negated and set to the “L” level in the cycle Tn + 1 of the next clock signal CLK. As described above, in response to the negation of control signal ALIVE, supply of external power supply voltage VDD or external power supply voltage VDDH and ground voltage GND to power supply control circuit 35 is cut off. Thereby, the generation of the internal voltage of the internal voltage generation circuit of the power supply control circuit 35 is stopped. That is, the operating current of the internal voltage generation circuit is cut off, and the reference voltage level detection circuit 13 negates the control signal PWR_RDY and sets it to the “L” level. Further, the supply of the refresh clock PHY from the clock signal generation circuit 12 is also stopped. That is, after the refresh operation is completed, the power supply to the power supply control circuit 35 is cut off (power down), that is, the operating current flowing inside is cut off to reduce the power consumption.

電源管理部40は、クロック信号CLKをカウントアップして、所定期間経過後のTm+1サイクルに、制御信号ALIVEを再びアサートする。制御信号ALIVEのアサートに応じて、電源制御回路35に対して再び外部電源電圧VDDあるいは外部電源電圧VDDHおよび接地電圧GNDが供給されて内部電圧が生成される。内部電圧を生成するための基準となる電圧が安定した電圧レベルまで回復したときに、基準電圧レベル検知回路13は、制御信号PWR_RDYをアサートして「H」レベルに設定する。そして、再びクロック信号発生回路12からリフレッシュクロックPHYが生成されて電源管理部40に出力される。このとき、制御信号STBYはアサートされているため、リフレッシュクロックPHYが、内部クロック信号intCLKとして制御部30に出力される。   The power management unit 40 counts up the clock signal CLK and asserts the control signal ALIVE again in the Tm + 1 cycle after a predetermined period has elapsed. In response to the assertion of the control signal ALIVE, the external power supply voltage VDD or the external power supply voltage VDDH and the ground voltage GND are supplied again to the power supply control circuit 35 to generate an internal voltage. When the reference voltage for generating the internal voltage recovers to a stable voltage level, the reference voltage level detection circuit 13 asserts the control signal PWR_RDY and sets it to the “H” level. Then, the refresh clock PHY is generated again from the clock signal generation circuit 12 and output to the power management unit 40. At this time, since the control signal STBY is asserted, the refresh clock PHY is output to the control unit 30 as the internal clock signal intCLK.

制御信号PWR_RDYがアサートされた直後のクロック信号CLKのサイクルTlに再びリフレッシュ指示信号/SREFがアサートされて、再び集中リフレッシュが開始され、上述したのと同様に、リフレッシュサイクル数NREF分、リフレッシュ動作を繰返すと全メモリ空間のリフレッシュ動作が完了する。   The refresh instruction signal / SREF is asserted again in the cycle T1 of the clock signal CLK immediately after the control signal PWR_RDY is asserted, and the concentrated refresh is started again. As described above, the refresh operation is performed for the refresh cycle number NREF. When repeated, the refresh operation of the entire memory space is completed.

すなわち、この発明の実施の形態1に従うメモリ回路のスタンバイモードにおいては、リフレッシュ動作を実行した後、電源制御回路35の電源供給を遮断し(パワーダウンし)、リフレッシュ動作前に再び電源制御回路35に対して電源供給を実行し、そしてリフレッシュ動作を実行するという動作を、リフレッシュ時間毎に繰り返すことになる。   That is, in the standby mode of the memory circuit according to the first embodiment of the present invention, after executing the refresh operation, the power supply of power supply control circuit 35 is shut off (powered down), and again before power supply control circuit 35 before the refresh operation. The operation of supplying power and executing the refresh operation is repeated every refresh time.

ここで、一番短いデータ保持特性を持つメモリセルによって決まるリフレッシュ時間tREFの期間内でリフレッシュ動作を繰返す必要があるため、以下の関係式を満たす必要
がある:
期間PA+期間PB+期間PC+期間PD≦リフレッシュ時間tREF、
PA:リフレッシュクロックPHYの周期×NREF、
PB:リフレッシュ動作が完了してから制御信号ALIVEが電源制御回路に与えられて電源が遮断されるまでの時間、
PC:制御信号ALIVEがネゲートされてから次にアサートされるまでの時間、
PD:制御信号ALIVEがアサートされてから、電源制御回路の内部電圧が所定の電圧レベルに復帰して、次のリフレッシュを実行するまでの時間。
Here, since it is necessary to repeat the refresh operation within the refresh time tREF determined by the memory cell having the shortest data retention characteristic, it is necessary to satisfy the following relational expression:
Period PA + period PB + period PC + period PD ≦ refresh time tREF,
PA: refresh clock PHY cycle × NREF,
PB: the time from when the refresh operation is completed until the control signal ALIVE is supplied to the power supply control circuit and the power supply is shut off,
PC: Time from when the control signal ALIVE is negated until it is asserted next,
PD: Time from when the control signal ALIVE is asserted until the internal voltage of the power supply control circuit returns to a predetermined voltage level and the next refresh is executed.

ここで、期間PCは、外部クロック信号CLKをカウントし、そのカウント値がカウントアップ値に到達すると終了する。すなわち、リフレッシュ時間tREFに基づいて、外部クロック信号CLKをカウントするカウントアップ値が設定される。この期間PCの長さ(カウントアップ値)は、リフレッシュ時間が最も短くなる最大動作保障温度におけるリフレッシュ時間tREFに従って固定してもよい。   Here, the period PC ends when the external clock signal CLK is counted and the count value reaches the count-up value. That is, a count-up value for counting the external clock signal CLK is set based on the refresh time tREF. The length (count-up value) of this period PC may be fixed according to the refresh time tREF at the maximum guaranteed operating temperature at which the refresh time is the shortest.

また、これに代えて、温度に対応して調整される複数の段階のリフレッシュ時間tREFを予め設定しておき、チップ外あるいはチップ内に温度センサを設けて動作温度を検出し、実際の動作温度範囲に従って、期間PCを温度に対応して調整することも可能である(この構成については、後に、具体的に実施の形態として詳細に説明する)。あるいは、予め実際の動作温度が判明している場合には、期間PCを規定するレジスタ(図示せず)のレジスタ値を設定することにより、期間PCを設定することも可能である。   Alternatively, a plurality of stages of refresh time tREF adjusted in accordance with the temperature is set in advance, a temperature sensor is provided outside or inside the chip to detect the operating temperature, and the actual operating temperature It is also possible to adjust the period PC in accordance with the temperature according to the range (this configuration will be specifically described later as an embodiment in detail). Alternatively, when the actual operating temperature is known in advance, the period PC can be set by setting a register value of a register (not shown) that defines the period PC.

これらの温度依存リフレッシュ時間の仕組みを組み入れて、当該期間を考慮してリフレッシュ指示信号/SREFを出力するタイミングを調整することにより、例えば、実際の動作温度が意図していた温度よりも低い場合には、リフレッシュ時間が長くなるため、電源供給の遮断期間を大きくすることにより、スタンバイモードにおけるさらなる消費電流の低減が実現できる。   By incorporating these temperature-dependent refresh time mechanisms and adjusting the timing of outputting the refresh instruction signal / SREF in consideration of the period, for example, when the actual operating temperature is lower than the intended temperature Since the refresh time becomes longer, the current consumption in the standby mode can be further reduced by increasing the power supply cutoff period.

ここで、たとえば、リフレッシュ時間tREF=10msの実力のあるメモリアレイにおいて、リフレッシュサイクル数NREF=512、リフレッククロックPHYの周期=15nsであるとすると、期間PA=7.68μsとなる。   Here, for example, in a memory array capable of refresh time tREF = 10 ms, if the number of refresh cycles NREF = 512 and the cycle of the reflex clock PHY = 15 ns, the period PA = 7.68 μs.

したがって、リフレッシュ時間tREF=10ms中7.68μsの間はリフレッシュ動作を実行し、残りの9.99ms−(α1+α2)の期間は、電源制御回路35は、パワーダウンされている。この場合、I/O部20に対する電源供給も遮断されているためメモリ回路への電源電圧の供給は完全に遮断されている。   Therefore, the refresh operation is executed for 7.68 μs during the refresh time tREF = 10 ms, and the power supply control circuit 35 is powered down during the remaining 9.99 ms− (α1 + α2). In this case, since the power supply to the I / O unit 20 is also cut off, the supply of the power supply voltage to the memory circuit is completely cut off.

上記のパラメータα1,α2は、期間PB,PDに対応している。上述のように、期間PBは、電源制御回路35がパワーダウンモードに入る前において、リフレッシュ動作が完了してから制御信号ALIVEがネゲートされるまでの期間である。また、期間PDは、制御信号ALIVEがアサートされてから電源制御回路35が復帰してリフレッシュを実行するまでの期間である。これらの期間は、nsオーダで実現可能である。   The above parameters α1 and α2 correspond to the periods PB and PD. As described above, the period PB is a period from the completion of the refresh operation to the negation of the control signal ALIVE before the power supply control circuit 35 enters the power down mode. The period PD is a period from when the control signal ALIVE is asserted to when the power supply control circuit 35 returns to perform refresh. These periods can be realized in ns order.

したがって、リフレッシュ時間tREF中、メモリ回路がリフレッシュ動作のために動作している期間は、9.99ms−(α1+α2)≒9.99msと近似することができる。すなわち、メモリアレイおよびその周辺回路の各ブロックはリフレッシュ時間tREFのうち0.08%の期間はリフレッシュ動作を実行するが、残りの99.92%の期間は、電源供給が遮断され、すなわち電流パスが遮断された状態になる。この電流パスが遮断される期間の割合は、リフレッシュサイクル数NREFに依存しており、リフレッシュサイクル数が減少すればするほど、その割合は大きくなる。   Therefore, during the refresh time tREF, the period during which the memory circuit is operating for the refresh operation can be approximated as 9.99 ms− (α1 + α2) ≈9.99 ms. That is, each block of the memory array and its peripheral circuits performs a refresh operation for a period of 0.08% of the refresh time tREF, but the power supply is cut off during the remaining 99.92%, that is, a current path Is cut off. The ratio of the period during which the current path is interrupted depends on the refresh cycle number NREF, and the ratio increases as the refresh cycle number decreases.

また、上述したように制御信号STBYのアサートに応答して制御信号PD,/PDがアサートされてI/O部20に出力される。応じて、I/O部20を構成する回路ブロックの電源供給が遮断されて全電流パスも遮断されるため、スタンバイモードにおける消費電流を著しく低減することができる。   Further, as described above, in response to the assertion of the control signal STBY, the control signals PD and / PD are asserted and output to the I / O unit 20. Accordingly, the power supply to the circuit blocks constituting the I / O unit 20 is interrupted and all current paths are also interrupted, so that the current consumption in the standby mode can be significantly reduced.

以上のように、この発明の実施の形態1に従う構成においては、スタンバイモードにおいてデータ保持期間のほとんど全ての全期間において電流パスを遮断した状態にすることができる。従って、低消費電力化を図ることができ、いわゆる低消費SRAM並のデータ保持スタンバイ電流を実現することができる。   As described above, in the configuration according to the first embodiment of the present invention, the current path can be cut off in almost all the data holding periods in the standby mode. Therefore, power consumption can be reduced, and a data holding standby current equivalent to a so-called low power consumption SRAM can be realized.

(実施の形態2)
上記の実施の形態1においては、メモリアレイの全空間についてリフレッシュを実行する場合について説明したが、この発明の実施の形態2においては、スタンバイモードにおいてリフレッシュするメモリ空間を指定する場合について説明する。
(Embodiment 2)
In the above-described first embodiment, the case of performing refresh for the entire space of the memory array has been described. In the second embodiment of the present invention, the case of specifying a memory space to be refreshed in the standby mode will be described.

図7は、この発明の実施の形態2に従うメモリアレイおよびその周辺回路の構成を概略的に示す図である。   FIG. 7 schematically shows structures of the memory array and its peripheral circuits according to the second embodiment of the present invention.

図7を参照して、この発明の実施の形態2に従うメモリアレイおよびその周辺回路は、図2で説明した構成と比較して、電源管理部40を電源管理部41に置換するとともに制御部30を制御部31に置換した点が異なる。その他の点は同様であるので、その詳細な説明は繰返さない。   Referring to FIG. 7, the memory array and its peripheral circuits according to the second embodiment of the present invention replace power supply management unit 40 with power management unit 41 and control unit 30 as compared with the configuration described in FIG. The difference is that the control unit 31 is replaced. Since other points are similar, detailed description thereof will not be repeated.

電源管理部41は、制御データDR[1:0]を入力してデコードして制御信号/PDARR[3:0]を生成してアレイ駆動制御部25に出力する。電源管理部41は、制御部31に対して、後述する各サブアレイブロックに対応してリフレッシュの実行を指示するリフレッシュ指示信号/SREF[3:0]を出力する。なお、信号[p:0]の表記は、0〜p個の信号を指し示すものとする。また、データ等を示す場合には、データ[p:0]の表記は、0番目〜p番目までのp+1ビットのデータを指し示すものとする。   The power management unit 41 receives and decodes the control data DR [1: 0], generates a control signal / PDARR [3: 0], and outputs it to the array drive control unit 25. The power management unit 41 outputs to the control unit 31 a refresh instruction signal / SREF [3: 0] instructing execution of refresh corresponding to each sub-array block described later. Note that the notation of signal [p: 0] indicates 0 to p signals. Further, in the case of indicating data or the like, the notation of data [p: 0] indicates p + 1 bit data from the 0th to the pth.

図8は、入力される制御データDR[1:0]に応答してリフレッシュするメモリアレイの空間を説明する図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining the space of the memory array that is refreshed in response to input control data DR [1: 0].

なお、ここでは、図3で説明したようにメモリアレイが複数のサブメモリアレイブロックに分割されているものとし、一例として、4つのグループに分けられて、サブメモリアレイブロックを複数個含むサブメモリアレイブロック群SBK0〜SBK3が示されている。   Here, as described in FIG. 3, it is assumed that the memory array is divided into a plurality of sub memory array blocks. As an example, the sub memory is divided into four groups and includes a plurality of sub memory array blocks. Array block groups SBK0 to SBK3 are shown.

上述したように、この発明の実施の形態2に従うメモリアレイは、一例として、4つのサブメモリアレイブロック群に分割される。メモリアレイを駆動するアレイ駆動制御回路についても、各サブメモリアレイブロック群毎に駆動可能なようにアレイ駆動制御ユニットに分割されて制御される。本例においては、サブメモリアレイブロック群SBKおよびそれを駆動するアレイ駆動制御ユニットをサブアレイブロック群SBKGとして表記している。なお、ここでは、4つのサブメモリアレイブロック群SBKに分割されているため、それぞれに対応して4つのサブアレイブロック群SBKG0〜SBKG3が示されている。   As described above, the memory array according to the second embodiment of the present invention is divided into four sub memory array block groups as an example. The array drive control circuit for driving the memory array is also divided and controlled by the array drive control unit so that it can be driven for each sub memory array block group. In this example, the sub memory array block group SBK and the array drive control unit that drives the sub memory array block group SBK are represented as a sub array block group SBKG. Here, since it is divided into four sub memory array block groups SBK, four sub array block groups SBKG0 to SBKG3 are shown corresponding to each.

いま、一例として、制御データDR[1:0]の上位ビット側から「11」が入力された場合には、メモリアレイ15の全メモリアレイ区間に対してリフレッシュを実行するも
のとする。また、制御データDR[1:0]の上位ビット側から「10」が入力された場合には、全メモリアレイ空間の1/2の領域に対して、具体的には、サブアレイブロック群SBKG0,SBKG1に対してリフレッシュを実行するものとする。また、制御データDR[1:0]の上位ビット側から「01」が入力された場合には、全メモリアレイ空間の1/4の領域に対して、具体的にはサブアレイブロック群SBKG0に対してリフレッシュを実行するものとする。
As an example, when “11” is input from the upper bit side of the control data DR [1: 0], refresh is performed on all memory array sections of the memory array 15. Further, when “10” is input from the upper bit side of the control data DR [1: 0], specifically, the sub-array block group SBKG0, It is assumed that refresh is performed on SBKG1. When “01” is input from the upper bit side of the control data DR [1: 0], for a quarter of the entire memory array space, specifically, for the sub-array block group SBKG0. And refresh is executed.

図9は、この発明の実施の形態2に従うサブアレイブロック群に対する電源供給を説明する図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating power supply to the subarray block group according to the second embodiment of the present invention.

図9を参照して、上述したように4つのサブアレイブロック群SBKG0ないしSBKG3に対して、駆動電圧として内部電源電圧VDDTおよび接地電圧GNDが供給される。サブアレイブロック群SBKG0〜SBKG3にそれぞれ対応してローカル接地線SGL0〜SGL3が互いに独立に設けられる。また、ローカル接地線SGL0〜SGL3と接地電圧GNDとの間にはそれぞれトランジスタNT2〜NT5が設けられ、トランジスタNT2〜NT5のゲートには、それぞれ制御信号/PDARR0〜/PDARR3が与えられる。なお、ここでは、主に内部電源電圧VDDTについて説明するが、他の内部電圧VPP,VBB,VCP,VBLについても、同様に、適用可能である。   Referring to FIG. 9, as described above, internal power supply voltage VDDT and ground voltage GND are supplied as drive voltages to four subarray block groups SBKG0 to SBKG3. Local ground lines SGL0 to SGL3 are provided independently of each other corresponding to subarray block groups SBKG0 to SBKG3. Transistors NT2-NT5 are provided between local ground lines SGL0-SGL3 and ground voltage GND, respectively, and control signals / PDARR0- / PDARR3 are applied to the gates of transistors NT2-NT5, respectively. Although the internal power supply voltage VDDT will be mainly described here, the present invention can be similarly applied to other internal voltages VPP, VBB, VCP, and VBL.

たとえば制御信号/PDARRiは、「H」レベルに設定される場合には、対応するローカル接地線SGLi(i=0−3)に対して接地電圧GNDが供給され、「L」レベルに設定された場合にはローカル接地線SGLiに対する接地電圧GNDの供給が遮断される。なお、ここでは、ローカル接地線SGLiと接地電圧GNDとの接続がトランジスタにより制御される構成について説明するが、これに限られず、図示しないが内部電源電圧VDDTの供給を受けるローカル電源線と内部電源電圧VDDTとの間にトランジスタを設けて、その間の接続を制御する構成とすることも当然に可能である。また、ハイ側およびロー側のローカル電源線両者に対して電源制御のスイッチングトランジスタが設けられる構成を利用することも可能である。   For example, when control signal / PDARRi is set to “H” level, ground voltage GND is supplied to corresponding local ground line SGLi (i = 0-3) and set to “L” level. In this case, the supply of the ground voltage GND to the local ground line SGLi is cut off. Here, a configuration in which the connection between the local ground line SGLi and the ground voltage GND is controlled by a transistor will be described. However, the present invention is not limited to this, but the local power line and the internal power supply that receive the supply of the internal power supply voltage VDDT are not limited thereto. Of course, a transistor may be provided between the voltage VDDT and the connection between them may be controlled. It is also possible to use a configuration in which switching transistors for power supply control are provided for both the high-side and low-side local power supply lines.

たとえば、スタンバイモード時において上述した制御データDR[1:0]の上位ビット側から「01」が入力された場合には、サブアレイブロック群SBKG0のサブメモリアレイブロック群SBK0が選択されて、サブメモリアレイブロック群SBK0のみに対してリフレッシュ動作が実行され、その他のサブメモリアレイブロック群SBK1〜SBK3に対してリフレッシュ動作は実行されない。   For example, when “01” is input from the upper bit side of the control data DR [1: 0] described above in the standby mode, the sub memory array block group SBK0 of the sub array block group SBKG0 is selected, and the sub memory The refresh operation is executed only for the array block group SBK0, and the refresh operation is not executed for the other sub memory array block groups SBK1 to SBK3.

具体的には、制御データDR[1:0]の上位ビット側から「01」が入力された場合には、制御信号/PDARR0を「H」レベルに設定し、その他の制御信号/PDARR1〜/PDARR3を「L」レベルに設定する。これにより、サブアレイブロック群SBKG1〜SBKG3については、対応するローカル接地線SGLと接地電圧GNDとが電気的に切離された状態であり、サブアレイブロック群SBKG1〜SBKG3についてスタンバイ時に流れるスタンバイ電流を遮断することができる。   Specifically, when “01” is input from the upper bit side of the control data DR [1: 0], the control signal / PDARR0 is set to the “H” level, and the other control signals / PDARR1 to // PDARR3 is set to the “L” level. As a result, for subarray block groups SBKG1 to SBKG3, the corresponding local ground line SGL and ground voltage GND are electrically disconnected, and the standby current that flows during standby is cut off for subarray block groups SBKG1 to SBKG3. be able to.

電源管理部41は、制御データDR[1:0]の上位ビット側から「01」の入力に基づいて、サブメモリアレイブロック群SBK0〜SBK3にそれぞれ対応して出力されるリフレッシュ動作を指示するリフレッシュ指示信号/SREF0〜/SREF3について、リフレッシュ指示信号/SREF0のみをアサートして出力し、それ以外のリフレッシュ指示信号/SREF1〜/SREF3についてはネゲート状態とする。   Based on the input of “01” from the upper bit side of the control data DR [1: 0], the power management unit 41 performs a refresh operation that instructs a refresh operation output corresponding to each of the sub memory array block groups SBK0 to SBK3. For the instruction signals / SREF0 to / SREF3, only the refresh instruction signal / SREF0 is asserted and output, and the other refresh instruction signals / SREF1 to / SREF3 are set to the negated state.

これにより、制御部31は、サブメモリアレイブロック群SBK0に対応するアレイ駆動制御ユニットを制御して上述したリフレッシュ動作の実行を指示し、残りのサブメモリ
アレイブロック群SBK1〜SBK3に対応するアレイ駆動制御ユニットはリフレッシュ動作を実行しない。すなわち、全メモリ空間の1/4の領域のサブメモリアレイブロック群SBK0に対してリフレッシュ動作を実行する。残りの領域については、スタンバイモードにおいて、電源の供給が遮断された状態となる。
Thus, control unit 31 controls the array drive control unit corresponding to sub memory array block group SBK0 to instruct execution of the refresh operation described above, and performs array drive corresponding to the remaining sub memory array block groups SBK1 to SBK3. The control unit does not perform a refresh operation. That is, the refresh operation is performed on the sub memory array block group SBK0 in the ¼ area of the entire memory space. The remaining area is in a state where power supply is cut off in the standby mode.

同様の方式に従って、たとえば制御データDR[1:0]の上位ビット側から「10」が入力された場合には、制御信号/PDARR0,/PDARR1を「H」レベルに設定し、残りの制御信号/PDARR2,/PDARR3を「L」レベルに設定する。また、リフレッシュ指示信号/SREF0,/SREF1をアサートし、それ以外のリフレッシュ指示信号/SREF2,/SREF3についてはネゲート状態とする。これにより、全メモリ空間に対して1/2の領域のサブメモリアレイブロック群SBK0,SBK1に対してリフレッシュ動作を実行することができる。残りの領域については、スタンバイモードにおいて、電源の供給が遮断された状態となる。   According to the same method, for example, when “10” is input from the upper bit side of the control data DR [1: 0], the control signals / PDARR0 and / PDARR1 are set to the “H” level, and the remaining control signals / PDARR2 and / PDARR3 are set to "L" level. Further, the refresh instruction signals / SREF0 and / SREF1 are asserted, and the other refresh instruction signals / SREF2 and / SREF3 are negated. As a result, the refresh operation can be performed on the sub memory array block groups SBK0 and SBK1 which are ½ of the entire memory space. The remaining area is in a state where power supply is cut off in the standby mode.

また、同様の方式に従って、たとえば制御データDR[1:0]の上位ビット側から「11」が入力された場合には、制御信号/PDARR0〜/PDARR3を「H」レベルに設定し、リフレッシュ指示信号/SREF0〜/SREF3すべてをアサートするように制御する。これにより、メモリアレイの全メモリ空間に対してリフレッシュ動作を実行することも可能である。   Further, according to the same method, for example, when “11” is input from the upper bit side of control data DR [1: 0], control signals / PDARR0 to / PDARR3 are set to “H” level and refresh instruction Control to assert all signals / SREF0 to / SREF3. As a result, the refresh operation can be performed on the entire memory space of the memory array.

この発明の実施の形態2に従う構成により、メモリアレイの一部分についてのみ部分リフレッシュを実行することができ、スタンバイ期間中に部分リフレッシュするサブアレイブロック群以外のサブアレイブロック群の電源供給を遮断して全電流パスを遮断することにより、メモリアレイにおける消費電力をさらに低減することができる。   With the configuration according to the second embodiment of the present invention, the partial refresh can be executed only for a part of the memory array, and the power supply to the subarray block groups other than the subarray block group to be partially refreshed during the standby period is interrupted to By blocking the path, power consumption in the memory array can be further reduced.

なお、本例においては2ビットの制御データDR[1:0]を入力して全メモリ空間を4分割した方式について説明した。しかしながら、メモリ空間を他の分割、たとえば制御データDRを1ビットにして2分割あるいは3ビットにして8分割あるいはそれ以上に分割して、メモリアレイの一部に対してリフレッシュを実行する方式を採用することも当然に可能である。   In this example, the method of inputting the 2-bit control data DR [1: 0] and dividing the entire memory space into four has been described. However, the memory space is divided into other divisions, for example, the control data DR is divided into 2 divisions or 3 divisions into 8 divisions or more, and refresh is performed on a part of the memory array. Of course it is also possible to do.

なお、本例においては、たとえば制御データDR[1:0]の上位ビット側から「01」が入力された場合には全メモリアレイ空間の1/4の領域に対してリフレッシュを実行するとして説明したが、特にこの条件に限られず、制御データDR[1:0]の値とリフレッシュされるメモリ空間との対応は、任意の条件に設定することが可能である。   In this example, for example, when “01” is input from the upper bit side of the control data DR [1: 0], it is assumed that refresh is performed on a quarter of the entire memory array space. However, the relationship between the value of the control data DR [1: 0] and the refreshed memory space can be set to an arbitrary condition without being limited to this condition.

この発明の実施の形態2の構成に従えば、スタンバイモードにおいてデータを保持する必要があるメモリ空間が全空間ではなくて一部である場合には、一部のメモリ空間についてのみ部分リフレッシュを実行し、それ以外のメモリ空間については電源供給を遮断して電流パスを常に遮断する。これにより、実施の形態1よりもさらに低消費電力化を実現することができる。   According to the configuration of the second embodiment of the present invention, when the memory space that needs to hold data in the standby mode is a part rather than the entire space, a partial refresh is executed only for a part of the memory space. In the other memory space, the power supply is cut off and the current path is always cut off. Thereby, lower power consumption can be realized than in the first embodiment.

なお、上述の説明においては、制御データDR[1:0]を電源管理部41においてデコードし、デコード結果に従って、4分割に分割されたサブアレイブロック群を選択的にリフレッシュ動作を実行する方式について説明している。しかしながら、以下の構成も可能である:制御部30のリフレッシュアドレスカウンタ11に制御データDR[1:0]を入力し、制御データDR[1:0]に基づいて、指定されるサブメモリアレイブロックSBKに対応する内部アドレスのみリフレッシュアドレスカウンタ11から発生する。リフレッシュアドレスに含まれるサブメモリアレイブロック群を指定する2ビットのブロックアドレスを、制御データDR[1:0]の値に従って選択的に設定する。例えば、制御
データDR「1:0」が「11」、「10」および「01」のとき、2ビットリフレッシュブロックアドレスを、それぞれ、リフレッシュカウンタのカウント値に従って設定、上位1ビットを固定、および2ビットをともに固定する。この構成により、リフレッシュカウンタから生成されてアレイ駆動部へ供給されるリフレッシュアドレスにおいて、指定メモリ空間に応じたブロックアドレスを指定することができる。
In the above description, a method is described in which the control data DR [1: 0] is decoded by the power management unit 41 and the refresh operation is selectively performed on the subarray block group divided into four in accordance with the decoding result. is doing. However, the following configuration is also possible: the control data DR [1: 0] is input to the refresh address counter 11 of the control unit 30, and the sub memory array block specified based on the control data DR [1: 0] Only the internal address corresponding to SBK is generated from the refresh address counter 11. A 2-bit block address designating a sub memory array block group included in the refresh address is selectively set according to the value of the control data DR [1: 0]. For example, when the control data DR “1: 0” is “11”, “10” and “01”, the 2-bit refresh block address is set according to the count value of the refresh counter, the upper 1 bit is fixed, and 2 Fix both bits together. With this configuration, it is possible to designate a block address corresponding to the designated memory space in the refresh address generated from the refresh counter and supplied to the array driver.

(実施の形態3)
この発明の実施の形態3においては、スタンバイモードに入る前に、外部から与えるクロック信号CLKが、低周波数のクロック信号に切り換えられて入力される場合について説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment of the present invention, a description will be given of a case where the externally applied clock signal CLK is switched to a low-frequency clock signal before entering the standby mode.

図10は、この発明の実施の形態3に従うメモリコア(DRAMコア)およびその周辺回路の構成を概略的に示す図である。   FIG. 10 schematically shows structures of the memory core (DRAM core) and its peripheral circuits according to the third embodiment of the present invention.

図10を参照して、この発明の実施の形態3に従う構成は、図2で説明したこの発明の実施の形態1に従う構成と比較して、電源管理部40を電源管理部40♯に置換するとともに電源制御回路35を電源制御回路35♯に置換した点が異なる。   Referring to FIG. 10, the configuration according to the third embodiment of the present invention replaces power management unit 40 with power management unit 40 # as compared with the configuration according to the first embodiment of the present invention described in FIG. In addition, power supply control circuit 35 is replaced with power supply control circuit 35 #.

電源制御回路35♯は、内部にリフレッシュクロックPHYを生成するリフレッシュクロック生成回路12を内蔵せず、電源管理部40♯にリフレッシュクロックPHYを生成するリフレッシュクロック生成回路12♯が含まれている点で異なる。   The power supply control circuit 35 # does not include the refresh clock generation circuit 12 that generates the refresh clock PHY, and the power supply management unit 40 # includes the refresh clock generation circuit 12 # that generates the refresh clock PHY. Different.

本実施の形態においては、スタンバイモードに入る前に、通常モードにおいては、たとえば66MHzの周波数のクロック信号CLKが入力されていた場合に、たとえば32kHzの低周波数のクロック信号CLKに切り換えられて電源管理部40♯に入力される。   In this embodiment, before entering the standby mode, in the normal mode, when a clock signal CLK having a frequency of 66 MHz, for example, is input, the clock signal CLK is switched to a clock signal CLK having a low frequency of 32 kHz, for example. Input to unit 40 #.

電源管理部40♯のリフレッシュクロック生成回路12♯は、制御信号STBYのアサートに応答して、クロック信号CLKが「H」レベルの期間中において、適当な周期たとえば15nsの周期でリフレッシュクロックPHYを生成し、電源管理部40♯から内部クロック信号intCLKとして制御部30に出力する。   In response to assertion of control signal STBY, refresh clock generation circuit 12 # of power management unit 40 # generates refresh clock PHY at an appropriate period, for example, a period of 15 ns, while clock signal CLK is at "H" level. Then, the power supply management unit 40 # outputs the internal clock signal intCLK to the control unit 30.

図11は、この発明の実施の形態3に従うメモリ回路のスタンバイモードにおける動作を示す各信号のタイミングチャートである。クロック信号のサイクルの表記は、先の図6において示したものと同様である。   FIG. 11 is a timing chart of signals showing operation in the standby mode of the memory circuit according to the third embodiment of the present invention. The notation of the cycle of the clock signal is the same as that shown in FIG.

図11を参照して、サイクルT1のクロック信号CLKの立ち上がりに応答して、制御信号STBYがアサートされて、制御信号PD,/PDがネゲートされる。応じて、上述したようにI/O部20の電源供給が遮断される。また、リフレッシュモード指示信号/SREFがアサートされる。   Referring to FIG. 11, in response to the rise of clock signal CLK in cycle T1, control signal STBY is asserted and control signals PD and / PD are negated. Accordingly, the power supply of the I / O unit 20 is cut off as described above. In addition, refresh mode instruction signal / SREF is asserted.

制御信号STBYがアサートされ、また、リフレッシュモード指示信号/SREFがアサートされると、リフレッシュクロック生成回路12♯において、外部クロック信号CLKのHレベル期間においてリフレッシュクロックPHYが生成されて、内部クロック信号intCLKとして制御部30に出力される。制御部30は、リフレッシュモード指示信号/SREFがアサートされると、制御信号内部クロック信号intCLKに同期して、上述したのと同様の方式に従ってメモリアレイに対して集中リフレッシュを実行する。   When control signal STBY is asserted and refresh mode instruction signal / SREF is asserted, refresh clock PHY is generated during the H level period of external clock signal CLK in refresh clock generation circuit 12 #, and internal clock signal intCLK Is output to the control unit 30. When refresh mode instruction signal / SREF is asserted, control unit 30 executes centralized refresh on the memory array in accordance with the same method as described above in synchronization with control signal internal clock signal intCLK.

全メモリ空間のリフレッシュが完了して、内部クロック信号intCLKのNREFサイクル後に、リフレッシュ指示信号/SREFがネゲートされる。   Refresh instruction signal / SREF is negated after NREF cycles of internal clock signal intCLK after the refresh of all memory spaces is completed.

リフレッシュクロック生成回路12♯は、リフレッシュ指示信号/SREFがネゲートされるのに応答して、リフレッシュクロックPHYの発生を停止する。   Refresh clock generation circuit 12 # stops generating refresh clock PHY in response to refresh instruction signal / SREF being negated.

そして、上述したのと同様に、リフレッシュ指示信号/SREFのネゲートを受けて制御信号ALIVEがネゲートされて、電源制御回路35♯の電源供給が遮断(パワーダウン)されて、制御信号(電源レディ信号)PWR_RDYがネゲートされる。   In the same manner as described above, the control signal ALIVE is negated in response to the negation of the refresh instruction signal / SREF, the power supply of the power control circuit 35 # is cut off (power down), and the control signal (power ready signal) ) PWR_RDY is negated.

電源管理部40♯は、クロック信号CLKをカウントアップして、上述したように所定期間経過後、すなわちリフレッシュ時間に従う次の集中リフレッシュの開始時期よりも前に所定のタイミングで制御信号ALIVEをアサートする。これにより、電源制御回路35♯に対して再び電源供給が開始される。内部電圧生成用の基準電圧の電圧レベルが所定電圧レベルに復帰すると、基準電圧レベル検知回路13は、制御信号PWR_RDYをアサートして「H」レベルに設定する。応じて、リフレッシュ指示信号/SREFがアサートされて、再び、クロック信号発生回路12からリフレッシュクロックPHYが生成され、このリフレッシュクロックに従って再び集中リフレッシュが開始される。   Power supply management unit 40 # counts up clock signal CLK and asserts control signal ALIVE at a predetermined timing after the elapse of a predetermined period as described above, that is, before the start time of the next concentrated refresh according to the refresh time. . Thereby, power supply to power supply control circuit 35 # is started again. When the voltage level of the reference voltage for generating the internal voltage returns to the predetermined voltage level, the reference voltage level detection circuit 13 asserts the control signal PWR_RDY and sets it to the “H” level. In response, refresh instruction signal / SREF is asserted, and refresh clock PHY is generated again from clock signal generation circuit 12, and concentrated refresh is started again according to this refresh clock.

したがって、この発明の実施の形態2に従う構成においては、実施の形態1で説明した場合と同様、スタンバイモードにおいてデータ保持期間のほとんど全ての全期間において電流パスを遮断した状態にすることができる。従って、低消費電力化を図ることができ、いわゆる低消費SRAM並のデータ保持スタンバイ電流を実現することができる。   Therefore, in the configuration according to the second embodiment of the present invention, as in the case described in the first embodiment, the current path can be cut off in almost all the data holding periods in the standby mode. Therefore, power consumption can be reduced, and a data holding standby current equivalent to a so-called low consumption SRAM can be realized.

また、電源管理部40♯には、スタンバイモードにおいて、低周波数のクロック信号CLKが入力されるため、クロック信号CLKに同期して動作する内部回路の消費電力を低減することが可能である。   In addition, since low frequency clock signal CLK is input to power management unit 40 # in the standby mode, it is possible to reduce power consumption of an internal circuit operating in synchronization with clock signal CLK.

また、本実施の形態においては、リフレッシュ指示信号/SREFがアサートされるに従ってリフレッシュクロックPHYが生成されるため、リフレッシュを実行しない場合においてはリフレッシュクロックを発生する発振回路は発振しておらず、回路動作に伴う消費電力を低減することができる。   In this embodiment, since refresh clock PHY is generated as refresh instruction signal / SREF is asserted, the oscillation circuit that generates the refresh clock does not oscillate when refresh is not executed, and the circuit Power consumption accompanying operation can be reduced.

また、本例においては、メモリアレイ空間の全空間についてリフレッシュを実行する場合について説明している。しかしながら、これに限定されず、上述の実施の形態2で説明したように、メモリアレイ空間の1/2あるいはその1/4等に分割した空間についてのみリフレッシュを実行する構成とすることも当然に可能である。   In this example, the case where refresh is executed for the entire memory array space is described. However, the present invention is not limited to this, and as described in the above-described second embodiment, it is naturally possible to adopt a configuration in which refresh is executed only for a space divided into 1/2 of the memory array space or 1/4 of the memory array space. Is possible.

また、本例においては、実施の形態1と同様にここで、リフレッシュ時間が最も短くなる最大動作保障温度におけるリフレッシュ時間tREFに従って、外部クロック信号CLKをカウントアップして設定される期間PCを固定してもよい。また、チップ外、あるいはチップ内に温度センサを設け、温度に対応して調整される複数の段階のリフレッシュ時間tREFを予め準備しておき、実際の動作温度範囲にしたがって期間PCを温度に対応して調整することも可能である。あるいは、予め実際の動作温度が判明している場合には、期間PCを規定するレジスタ(図示せず)のレジスタ値を設定することにより、期間PCを設定することも可能である。   In this example, as in the first embodiment, the period PC set by counting up the external clock signal CLK is fixed according to the refresh time tREF at the maximum guaranteed operating temperature at which the refresh time is the shortest. May be. In addition, a temperature sensor is provided outside or inside the chip, and a plurality of stages of refresh time tREF adjusted in accordance with the temperature are prepared in advance, and the period PC corresponds to the temperature according to the actual operating temperature range. It is also possible to adjust. Alternatively, when the actual operating temperature is known in advance, the period PC can be set by setting a register value of a register (not shown) that defines the period PC.

これらの仕組みを組み入れることにより、温度依存性のリフレッシュ時間を考慮してリフレッシュ指示信号/SREFをアサートするタイミングを調整することにより、例えば、実際の動作温度が意図していた温度よりも低い場合には、リフレッシュ時間が長くなるため電源供給の遮断期間を大きくするができ、さらなるスタンバイモードにおける消費電流の低減が実現できる。   By incorporating these mechanisms, the timing at which the refresh instruction signal / SREF is asserted is adjusted in consideration of the temperature-dependent refresh time, for example, when the actual operating temperature is lower than the intended temperature. Since the refresh time becomes longer, the power supply cutoff period can be increased, and the current consumption in the standby mode can be further reduced.

(実施の形態4)
システムLSIによっては、通常動作時は、複数のメモリコアを搭載しなければならないほど大容量のメモリ空間を必要とする場合もあるが、スタンバイモードにおいてはそのうちの一部のメモリコアのメモリ空間しかデータ保持に必要としない場合も存在する。
(Embodiment 4)
Depending on the system LSI, during normal operation, a large amount of memory space may be required to accommodate multiple memory cores. There are cases where it is not necessary for data retention.

本実施の形態4においては、かかる場合において、一例としてスタンバイモードにおいて、1つのメモリコアの1つのメモリアレイについてデータ保持する場合について説明する。なお、1つのメモリコアには複数のメモリアレイが搭載されているものとする。   In the fourth embodiment, as an example, a case where data is held for one memory array of one memory core in the standby mode will be described. It is assumed that a plurality of memory arrays are mounted on one memory core.

図12は、この発明の実施の形態4に従うメモリコアおよびその周辺回路の構成を概略的に示す図である。   FIG. 12 schematically shows structures of the memory core and its peripheral circuits according to the fourth embodiment of the present invention.

図12を参照すると、メモリアレイ15、アレイ駆動制御部25、制御部30、I/O部20および電源制御回路35が複数組(複数個)設けられている場合が示されている。なお、メモリアレイ15、アレイ駆動制御部25、制御部30、I/O部20および電源制御回路35が、1つのメモリコア(DRAMコア)を構成してもよい。   Referring to FIG. 12, there is shown a case where a plurality of sets (plural) of memory arrays 15, array drive control unit 25, control unit 30, I / O unit 20 and power supply control circuit 35 are provided. The memory array 15, the array drive control unit 25, the control unit 30, the I / O unit 20, and the power supply control circuit 35 may constitute one memory core (DRAM core).

電源管理部40♯aは、複数組のメモリコア等に対して共通に設けられているものとする。   Power supply management unit 40 # a is provided in common for a plurality of sets of memory cores and the like.

ここでは、スタンバイモードにおいて複数組のメモリアレイ15等のうちの1つのメモリアレイ15Sについてのみリフレッシュ動作を実行する場合について説明する。   Here, a case will be described in which the refresh operation is executed only for one memory array 15S of the plurality of sets of memory arrays 15 and the like in the standby mode.

電源管理部40♯aは、制御信号STBYのアサートに応答して上述したように制御信号PD,/PDをアサートし、複数組のメモリアレイに対応する全てのI/O部20の電源供給を遮断する。また、電源管理部40♯aは、メモリアレイ15Sに対応する電源制御回路35、制御部30等については、実施の形態1で説明したのと同様の方式にしたがって、リフレッシュ指示信号/SREFsを出力してリフレッシュ動作を実行した後、制御信号ALIVEsをネゲートして電源制御回路35の電源供給を遮断する。リフレッシュ時の動作等については、実施の形態1で説明したのと同様であるので、その詳細な説明は繰り返さない。   In response to the assertion of control signal STBY, power management unit 40 # a asserts control signals PD and / PD as described above to supply power to all I / O units 20 corresponding to a plurality of sets of memory arrays. Cut off. Further, power supply management unit 40 # a outputs refresh instruction signal / SREFs for power supply control circuit 35, control unit 30 and the like corresponding to memory array 15S in the same manner as described in the first embodiment. After executing the refresh operation, the control signal ALIVEs is negated to cut off the power supply of the power control circuit 35. Since the operation and the like at the time of refresh are the same as those described in the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated.

一方、電源管理部40♯aは、メモリアレイ15S以外のメモリアレイ15に対応する電源制御回路35に対しては、制御信号STBYのアサートに応答して制御信号ALIVEをネゲートして、電源制御回路35に対する電源供給を遮断する。また、対応の制御部30に対しては、リフレッシュ指示信号/SREFをアサートしないこととする。これにより、スタンバイモードにおいては、メモリアレイ15S以外のメモリアレイ15に対応する回路は常にパワーダウン状態を維持し、消費電力を低減することが可能である。   On the other hand, the power management unit 40 # a negates the control signal ALIVE in response to the assertion of the control signal STBY for the power control circuit 35 corresponding to the memory array 15 other than the memory array 15S. The power supply to 35 is cut off. Further, the refresh instruction signal / SREF is not asserted for the corresponding control unit 30. Thereby, in the standby mode, the circuits corresponding to the memory array 15 other than the memory array 15S can always maintain the power-down state, and the power consumption can be reduced.

当該構成により、複数のメモリアレイのうちの少なくとも一部のメモリアレイのみをスタンバイモードにおいて駆動し、残りのメモリアレイをパワーダウンすることによって、システムLSI全体における低消費電力化を図ることができる。   With this configuration, it is possible to reduce the power consumption of the entire system LSI by driving only at least a part of the plurality of memory arrays in the standby mode and powering down the remaining memory arrays.

なお、ここでは、1つのメモリコアのみを駆動する場合について説明したが、これに限定されず、それ以上の数のメモリコアを駆動する構成とすることも可能である。   Although the case where only one memory core is driven has been described here, the present invention is not limited to this, and a configuration in which a larger number of memory cores are driven is also possible.

また、実施の形態2で説明したように、メモリアレイ15Sにおいて、メモリアレイ空間の全空間についてリフレッシュを実行する場合に限定されず、メモリアレイ空間の1/2あるいはその1/4等に分割した空間についてのみリフレッシュを実行する構成とすることも当然に可能である。   Further, as described in the second embodiment, the memory array 15S is not limited to the case where the entire memory array space is refreshed, and is divided into 1/2 of the memory array space or 1/4 of the memory array space. Of course, it is possible to adopt a configuration in which refresh is executed only for a space.

(実施の形態5)
上記の実施の形態2においては、スタンバイモードにおいて、メモリアレイのうちの一部のサブメモリアレイブロックに対してリフレッシュを実行する部分リフレッシュを実行することにより低消費電力化を図る方式について説明した。この発明の実施の形態5においては、部分リフレッシュを実行する場合に、さらに低消費電力化を図る方式について説明する。
(Embodiment 5)
In the second embodiment, the method of reducing the power consumption by executing the partial refresh for executing the refresh for a part of the sub-memory array blocks in the memory array in the standby mode has been described. In the fifth embodiment of the present invention, a method for further reducing power consumption when performing partial refresh will be described.

メモリアレイは、一般的にメモリセルの不良を救済するための冗長メモリセルで構成される冗長ライン(冗長行あるいは冗長列)を有している。ウェハプロセス完了後のウェハテストにおいて不良となったメモリセルあるいはメモリセルのラインを、冗長ラインで置換して救済する。このような冗長置換により不良メモリセルを救済して歩留まりを改善する不良救済方式が、一般に採用されている。具体的には、置換するべきメモリセルのアドレスを示す救済コードをヒューズ等にプログラムする。実使用時に、入力アドレスと救済コードとを比較する。不良であるメモリセルのアドレス(不良アドレス)が入力された場合には、救済コードと一致する。この場合、冗長ラインを選択して置換することにより、不良メモリセルを、等価的に救済することが可能である。   The memory array generally has a redundant line (redundant row or redundant column) composed of redundant memory cells for relieving a memory cell defect. The memory cell or the line of the memory cell that has become defective in the wafer test after the completion of the wafer process is replaced with a redundant line and repaired. In general, a defect relief method is employed in which defective memory cells are relieved by such redundant replacement to improve yield. Specifically, a repair code indicating the address of the memory cell to be replaced is programmed in the fuse or the like. In actual use, the input address is compared with the repair code. When an address (defective address) of a defective memory cell is input, it matches the repair code. In this case, defective memory cells can be relieved equivalently by selecting and replacing redundant lines.

図13は、メモリアレイに含まれる不良ラインを冗長ラインで救済する操作を説明する図である。   FIG. 13 is a diagram for explaining an operation for repairing a defective line included in a memory array with a redundant line.

図13を参照すると、メモリアレイが、複数のサブメモリブロックMA0〜MAk+1に分割される場合が示されている。   Referring to FIG. 13, the memory array is divided into a plurality of sub memory blocks MA0 to MAk + 1.

そして、複数のサブメモリブロックMA0〜MAk+1の各々の両側にそれぞれ対応してデータ読出動作を実行するためのセンスアンプ帯SA0〜SAk+2が設けられる。また、隣接するサブメモリアレイブロックMAの間に挟まれるセンスアンプ帯SAは、隣接するサブメモリアレイブロックMAにより共有される。いま、サブメモリブロックMAk+1は、冗長メモリセルを有しており、複数の冗長ライン(冗長行)を含むものとする。   Sense amplifier bands SA0 to SAk + 2 for executing a data read operation are provided on both sides of each of the plurality of sub memory blocks MA0 to MAk + 1. A sense amplifier band SA sandwiched between adjacent sub memory array blocks MA is shared by adjacent sub memory array blocks MA. Now, the sub memory block MAk + 1 has redundant memory cells and includes a plurality of redundant lines (redundant rows).

この構成において、例えば、サブメモリアレイブロックMAk−2に不良メモリセルの存在が判明した場合には、この不良メモリセルを含む不良ラインをサブメモリアレイブロックMAk+1に配置されている冗長ラインと置換する。これにより、不良ラインを救済することが可能である。   In this configuration, for example, when the presence of a defective memory cell is found in the sub memory array block MAk-2, the defective line including the defective memory cell is replaced with a redundant line arranged in the sub memory array block MAk + 1. . Thereby, it is possible to relieve a defective line.

ここで、ウェハテストにおけるリフレッシュテストを実行する場合、チップ内で一番短いデータ保持特性を有するメモリセルを有するライン(行または列)を不良ラインとして、順次、冗長ライン(冗長行または冗長列)と置換する。これにより、すべてのメモリセルが所定のリフレッシュ時間tREFを満たすように設定される。この場合、冗長ラインのメモリセルは、所定のリフレッシュ時間を満たすことが保証される必要がある。   Here, when a refresh test is performed in the wafer test, a redundant line (redundant row or redundant column) is sequentially formed with a line (row or column) having a memory cell having the shortest data retention characteristic in the chip as a defective line. Replace with Thereby, all the memory cells are set to satisfy a predetermined refresh time tREF. In this case, it is necessary to ensure that the memory cells of the redundant line satisfy a predetermined refresh time.

図14は、リフレッシュテストにおけるリフレッシュ時間tREFと、リフレッシュ時間tREFを満たさない不良ビット数(FBC(Fail bit count))との関係を示す図である。図14において、横軸は、リフレッシュ時間を示し、縦軸は、FBCを示す。   FIG. 14 is a diagram illustrating the relationship between the refresh time tREF in the refresh test and the number of defective bits (FBC (Fail bit count)) that do not satisfy the refresh time tREF. In FIG. 14, the horizontal axis indicates the refresh time, and the vertical axis indicates the FBC.

図14を参照して、リフレッシュ時間tREF=10msを満足するためには、リフレッシュ救済のためにml本の冗長ラインと置換する必要がある。   Referring to FIG. 14, in order to satisfy refresh time tREF = 10 ms, it is necessary to replace ml redundant lines for refresh relief.

本実施の形態4に従う構成においては、実施の形態2で説明したように、スタンバイモード時においては部分リフレッシュを実行して、メモリ空間の一部に対してリフレッシュ
を実行する。
In the configuration according to the fourth embodiment, as described in the second embodiment, partial refresh is performed in the standby mode, and refresh is performed on a part of the memory space.

メモリ空間の一部であるリフレッシュが実行される部分リフレッシュ空間に対しては、ウェハテスト時のリフレッシュテスト規格を厳しく設定して、冗長ラインと置換して救済する。   For the partial refresh space in which the refresh is executed, which is a part of the memory space, the refresh test standard at the time of the wafer test is set strictly, and the redundant line is replaced and relieved.

例えば、ウェハテスト時のリフレッシュテスト規格(冗長救済テスト規格)として、全メモリ空間に対して、リフレッシュ時間tREF=10msのウェハテストを実行して、リフレッシュ時間tREF=10msを満足するように冗長ラインと置換して救済する。さらに、部分リフレッシュ空間に対しては、その数倍たとえば20msのリフレッシュ時間tREFを要求することにより、リフレッシュテスト規格を厳しくしてテストして、不良ラインを冗長ラインと置換して救済を図る。   For example, as a refresh test standard (redundancy relief test standard) at the time of a wafer test, a wafer test with a refresh time tREF = 10 ms is executed for all memory spaces, and a redundant line is set so as to satisfy the refresh time tREF = 10 ms. Replace and rescue. Further, by requesting a refresh time tREF several times, for example, 20 ms, for the partial refresh space, the refresh test standard is stricter and the defective line is replaced with a redundant line for repair.

本実施の形態5に従う構成により、スタンバイモード時にデータを保持する部分リフレッシュ空間のリフレッシュ時間tREFを全メモリアレイ空間に対して数倍に設定することが可能である。従って、期間PC等を調整(長く)して、スタンバイモードにおける消費電力をさらに低減することが可能である。   With the configuration according to the fifth embodiment, it is possible to set the refresh time tREF of the partial refresh space for holding data in the standby mode to several times that of the entire memory array space. Therefore, the power consumption in the standby mode can be further reduced by adjusting (longening) the period PC or the like.

なお、本実施の形態5に従う構成においては、メモリ空間の一部についてのみリフレッシュ時間tREFのテスト規格を厳しくしてリフレッシュテストを実行する方式である。従って、必要とする冗長ライン数も少なくすることができる。   In the configuration according to the fifth embodiment, only a part of the memory space is a system in which the refresh test is executed with a strict test standard for the refresh time tREF. Accordingly, the number of redundant lines required can be reduced.

なお、この発明の実施の形態5に従う構成においては、実施の形態4に従う部分リフレッシュを実行する構成についても同様に適用可能である。   Note that the configuration according to the fifth embodiment of the present invention can be similarly applied to a configuration that performs partial refresh according to the fourth embodiment.

(実施の形態6)
図15は、この発明の実施の形態6に従うメモリ回路およびその周辺回路の全体の構成を概略的に示す図である。図15に示すメモリ回路に対しては、周辺回路として、外部のロジックなどのコントローラから与えられるインディケータ信号Inidに従って活性化され、周囲温度(動作温度)に従ってmビットのリフレッシュ時間制御コードRTSELを生成するリフレッシュ時間制御回路150が設けられる。電源管理部140およびリフレッシュ時間制御回路150は、メモリ回路(DRAMコア)と同一半導体チップに形成されるメモリコア周辺部の回路であり、システムLSIにおけるDRAMコア以外のロジックブロックの一部である。リフレッシュ時間制御回路150は、ハイ側電源電圧として外部電源電圧VDDを受ける。
(Embodiment 6)
FIG. 15 schematically shows a whole structure of the memory circuit and its peripheral circuits according to the sixth embodiment of the present invention. For the memory circuit shown in FIG. 15, the peripheral circuit is activated in accordance with an indicator signal Inid given from a controller such as an external logic, and generates an m-bit refresh time control code RTSEL according to the ambient temperature (operating temperature). A refresh time control circuit 150 is provided. The power management unit 140 and the refresh time control circuit 150 are circuits around the memory core formed on the same semiconductor chip as the memory circuit (DRAM core), and are part of a logic block other than the DRAM core in the system LSI. Refresh time control circuit 150 receives external power supply voltage VDD as a high-side power supply voltage.

DRAMコアは、メモリアレイ15、アレイ駆動制御部25、制御部30、I/O部20、および電源制御回路35により構成される。図15においては、1つのDRAMコアに対して電源管理部140およびリフレッシュ時間制御回路150が設けられるように示すが、これらの電源管理部140およびリフレッシュ時間制御回路150は、複数のDRAMコアに対して共通に設けられてもよい。   The DRAM core includes a memory array 15, an array drive control unit 25, a control unit 30, an I / O unit 20, and a power supply control circuit 35. FIG. 15 shows that the power management unit 140 and the refresh time control circuit 150 are provided for one DRAM core. However, the power management unit 140 and the refresh time control circuit 150 are provided for a plurality of DRAM cores. May be provided in common.

電源管理部140は、リフレッシュ時間制御回路150からのリフレッシュ時間制御コードRTSELに従って、ウェークアップ信号ALIVEのアサート間隔を調整し、応じてリフレッシュ時間を調整する。   The power management unit 140 adjusts the assertion interval of the wakeup signal ALIVE according to the refresh time control code RTSEL from the refresh time control circuit 150, and adjusts the refresh time accordingly.

電源制御回路35においては、ウェークアップ信号ALIVEがアサートされると、リフレッシュクロック生成回路12が、リフレッシュクロックPHYを生成する。このリフレッシュクロックPHYが、メモリアレイ15内においてメモリセルデータのリフレッシュが行われるリフレッシュサイクルを規定する。このリフレッシュクロックPHYの1サ
イクルで、メモリアレイ15において1回リフレッシュが実行される。
In the power supply control circuit 35, when the wakeup signal ALIVE is asserted, the refresh clock generation circuit 12 generates the refresh clock PHY. The refresh clock PHY defines a refresh cycle in which memory cell data is refreshed in the memory array 15. One refresh is executed in the memory array 15 in one cycle of the refresh clock PHY.

この図15に示すメモリ回路(DRAMコア)の他の構成は、図2に示すメモリ回路の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。   The other configuration of the memory circuit (DRAM core) shown in FIG. 15 is the same as the configuration of the memory circuit shown in FIG. 2, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図16は、図15に示す回路の動作を示すタイミング図である。この図16に示すタイミング図は、図6に示すタイミング図と実質的に同じである。   FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the circuit shown in FIG. The timing diagram shown in FIG. 16 is substantially the same as the timing diagram shown in FIG.

外部クロック信号CLKのサイクル(以下、単にクロックサイクルと称す)T1において、ウェークアップ信号ALIVEの活性状態に従ってリフレッシュクロックPHYが生成される。このリフレッシュクロックPHYは、一例として、リフレッシュクロック生成回路12において、DRAMコアへのアクセスをモニタし、所定時間以上アクセスが行なわれないときに、タイマの出力信号に従って、所定の時間間隔で生成される(パワーダウンを行なわないセルフリフレッシュモード)。これに代えて、低消費スタンバイモード移行時に、図示しないロジックからの制御信号により、リフレッシュクロック生成回路12が起動されても良い。   In the cycle of external clock signal CLK (hereinafter simply referred to as clock cycle) T1, refresh clock PHY is generated in accordance with the active state of wakeup signal ALIVE. As an example, the refresh clock PHY monitors the access to the DRAM core in the refresh clock generation circuit 12, and is generated at a predetermined time interval according to the output signal of the timer when the access is not performed for a predetermined time or longer. (Self-refresh mode without power down). Alternatively, the refresh clock generation circuit 12 may be activated by a control signal from a logic (not shown) when shifting to the low power consumption standby mode.

低消費スタンバイモード指示信号(パワーダウンモード指示信号)STBYがアサートされると、電源管理部140は、電源制御回路35のリフレッシュクロック生成回路12から与えられるリフレッシュクロックPHYを、内部クロック信号intCLKとして発行する。この図16においても、リフレッシュクロックサイクルTa1において、リフレッシュクロックPHYが「L」レベルの期間に、リフレッシュクロックPHYが内部クロック信号intCLKとして出力される状態を示す。   When the low power consumption standby mode instruction signal (power down mode instruction signal) STBY is asserted, the power management unit 140 issues the refresh clock PHY provided from the refresh clock generation circuit 12 of the power control circuit 35 as the internal clock signal intCLK. To do. FIG. 16 also shows a state where the refresh clock PHY is output as the internal clock signal intCLK during the refresh clock cycle Ta1 while the refresh clock PHY is at the “L” level.

クロックサイクルT2において、内部クロック信号intCLKの切換が行なわれ、低消費スタンバイモードにはいる。   In clock cycle T2, internal clock signal intCLK is switched, and the low power consumption standby mode is entered.

次いで、外部クロック信号CLKのサイクルT3において、パワーダウン指示信号PDおよび/PDがそれぞれ、「H」レベルおよび「L」レベルに設定され、先の図4に示すように、I/O部20、アレイ駆動制御部25および制御部30においてリフレッシュに関係する回路以外の回路部分の電源供給が停止される。   Next, in cycle T3 of external clock signal CLK, power down instruction signals PD and / PD are set to “H” level and “L” level, respectively, and as shown in FIG. The array drive control unit 25 and the control unit 30 stop supplying power to circuit portions other than the circuits related to refresh.

次いで、DRAMコアにおいては、内部のリフレッシュアドレスカウンタ11からのリフレッシュアドレスに従って、リフレッシュが実行される。本実施の形態においても、リフレッシュは、集中リフレッシュが行われる。このリフレッシュは、内部クロックintCLKの各サイクルにおいて実行される。NREF回リフレッシュが実行されると、全メモリ空間のリフレッシュが完了する。   Next, in the DRAM core, refresh is executed according to the refresh address from the internal refresh address counter 11. Also in the present embodiment, the refresh is performed by concentrated refresh. This refresh is executed in each cycle of the internal clock intCLK. When the refresh is executed NREF times, the refresh of the entire memory space is completed.

この全メモリ空間のリフレッシュが完了すると、クロックサイクルTnにおいて、リフレッシュ指示信号/SREFが非活性状態とされ、次のクロックサイクルTn+1において、ウェークアップ指示信号ALIVEがLレベルとなる(以後、「H」レベルおよび「L」レベルは、単にHレベルおよびLレベルとして表記する)。   When refresh of all the memory spaces is completed, refresh instruction signal / SREF is deactivated in clock cycle Tn, and wakeup instruction signal ALIVE becomes L level in the next clock cycle Tn + 1 (hereinafter referred to as “H” level). And “L” level is simply denoted as H level and L level).

このウェークアップ信号ALIVEがネゲートされると、次いで、電源制御回路35において、実施の形態1と同様にして、電源供給が停止され、内部電圧VPP・・・の生成が停止され、電源レディ信号PWR_RDYが非活性化される。また、リフレッシュクロックPHYの生成も停止される。   When the wake-up signal ALIVE is negated, the power supply control circuit 35 stops the power supply, stops the generation of the internal voltages VPP..., And the power supply ready signal PWR_RDY is Deactivated. Also, the generation of the refresh clock PHY is stopped.

次いで、低消費スタンバイモード指示信号STBYがHレベルにある期間、ウェークアップ信号ALIVEが、所定の間隔でアサートされる。ウェークアップ信号ALIVEの
ネゲート期間は、後に詳細に説明するように、温度に応じて調整可能である。
Next, the wake-up signal ALIVE is asserted at a predetermined interval while the low power consumption standby mode instruction signal STBY is at the H level. The negation period of the wake-up signal ALIVE can be adjusted according to the temperature, as will be described later in detail.

このウェークアップ信号ALIVEのネゲートからアサートへの移行に従って、電源管理部140内の内部クロック生成回路は外部クロック信号CLKに従って内部クロック信号intCLKを生成する。リフレッシュクロック生成回路12へは、安定な電源電圧が供給されておらず、リフレッシュクロックの生成は行なわれていない。なお、図16においては、外部クロック信号CLKと内部クロック信号intCLKとは非同期のように示されるが、このクロックサイクルTm+1からクロックサイクルTlにおいては、内部クロック信号intCLKは、外部クロック信号CLKと同期して生成される。   As the wakeup signal ALIVE shifts from negation to assertion, the internal clock generation circuit in the power management unit 140 generates the internal clock signal intCLK according to the external clock signal CLK. The refresh clock generation circuit 12 is not supplied with a stable power supply voltage, and no refresh clock is generated. In FIG. 16, the external clock signal CLK and the internal clock signal intCLK are shown as being asynchronous, but the internal clock signal intCLK is synchronized with the external clock signal CLK from this clock cycle Tm + 1 to the clock cycle Tl. Generated.

次いで、クロックサイクルTlにおいて、メモリコア(DRAMコア)に対する内部電源電圧VDDT、VPP、VBB、VCPおよびVBLが所定の電圧レベルに復帰すると、電源レディ信号PWR_RDYがアサートされる。応じて、再び、リフレッシュ指示信号/SREFが、アサートされ、また、リフレッシュクロックPHYが、リフレッシュクロック生成回路12から生成され、電源管理部140内のクロック切換回路により、このリフレッシュクロックPHYが、内部クロック信号intCLKとして出力される。   Next, when the internal power supply voltages VDDT, VPP, VBB, VCP and VBL for the memory core (DRAM core) return to a predetermined voltage level in the clock cycle Tl, the power supply ready signal PWR_RDY is asserted. In response, refresh instruction signal / SREF is asserted again, and refresh clock PHY is generated from refresh clock generation circuit 12, and this clock is switched to internal clock by clock switching circuit in power management unit 140. Output as signal intCLK.

以降、リフレッシュクロックサイクルTalから、内部クロック信号intCLKに従ってリフレッシュサイクルが規定されて、リフレッシュがDRAMコアにおいて実行される。この動作が、低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサートされている間、実施の形態1において説明したのと同様の態様で、繰返し行われる。   Thereafter, a refresh cycle is defined from the refresh clock cycle Tal according to the internal clock signal intCLK, and refresh is executed in the DRAM core. This operation is repeated in the same manner as described in the first embodiment while the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted.

本実施の形態6においては、このウェークアップ信号ALIVEのネゲート期間PCを、動作温度に応じて調整する。電源管理部140において、ウェークアップ指示信号ALIVEのネゲート期間を調整する構成については、後に詳細に説明する。   In the sixth embodiment, the negation period PC of the wake-up signal ALIVE is adjusted according to the operating temperature. A configuration in which the power management unit 140 adjusts the negation period of the wake-up instruction signal ALIVE will be described in detail later.

なお、図16においては、リフレッシュクロックPHYがサイクルTa1において発生されると、内部クロック信号intCLKとして用いられて、リフレッシュが実行されている。しかしながら、このリフレッシュ指示信号/SREFは、リフレッシュクロックPHYが安定に発行されてからアサートされてもよい。すなわち、サイクルTal+2から、リフレッシュが実行されてもよい。   In FIG. 16, when the refresh clock PHY is generated in the cycle Ta1, the refresh is executed using the internal clock signal intCLK. However, refresh instruction signal / SREF may be asserted after refresh clock PHY is stably issued. That is, refresh may be executed from cycle Tal + 2.

クロックサイクルTmからリフレッシュサイクルTalまでの期間PDは、ウェークアップ信号ALIVEがアサートされてから、電源制御回路35が正常状態に復帰して、次のリフレッシュを実行するまでに要求される期間であり、ns(ナノ秒)のオーダである。したがって、リフレッシュ指示信号/SERFのアサートタイミングは、リフレッシュクロックPHYが安定に生成されてから後のタイミングに設定されてもよい。この状態を示すため、図16において、外部クロック信号CLKのサイクルTm+1とサイクルTlの間に、数サイクルが存在するように示す。これにより、ウェークアップ信号ALIVEが活性化されてからリフレッシュが実行されるまでのクロックサイクル数(外部クロック信号についての)は、その内部構成に応じて調整可能であることを示す。   The period PD from the clock cycle Tm to the refresh cycle Tal is a period required from when the wake-up signal ALIVE is asserted until the power supply control circuit 35 returns to the normal state and the next refresh is executed. (Nanosecond) order. Therefore, the refresh instruction signal / SERF may be asserted at a later timing after the refresh clock PHY is stably generated. In order to show this state, FIG. 16 shows that there are several cycles between cycle Tm + 1 and cycle Tl of external clock signal CLK. This indicates that the number of clock cycles (with respect to the external clock signal) from when wakeup signal ALIVE is activated to when refresh is executed can be adjusted according to the internal configuration.

図16において、外部クロック信号CLKをカウントしている期間PC、すなわちウェークアップ信号ALIVEがネゲートされている期間は、リフレッシュ時間tREFにより決定される。したがって、リフレッシュ時間tREFが長くなると、応じて、期間PCも長くすることができる。したがって、電流パスが遮断された期間の割合が増加することになり、DC電流成分の低減およびAC電流成分の低減併せて、データ保持を行なうスタンバイモード時の消費電流をさらに低減することができる。   In FIG. 16, the period PC during which the external clock signal CLK is counted, that is, the period in which the wake-up signal ALIVE is negated is determined by the refresh time tREF. Therefore, as the refresh time tREF becomes longer, the period PC can be lengthened accordingly. Therefore, the ratio of the period during which the current path is cut off increases, and in addition to the reduction of the DC current component and the reduction of the AC current component, the current consumption in the standby mode for holding data can be further reduced.

図17は、図15に示すリフレッシュクロック生成回路12および電源管理部140の
構成を概略的に示す図である。図17において、リフレッシュクロック生成回路12は、タイマ155と、リフレッシュクロックPHYを生成する発振回路157とを含む。タイマ155は、このメモリ回路に対し所定時間以上アクセスされないときに起動されて、内部で自動的にリフレッシュを行なうモード(セルフリフレッシュモード)を活性化する。この場合には、内部電源の遮断は行なわれない(パワーダウンモードは設定されない)。
FIG. 17 schematically shows configurations of refresh clock generation circuit 12 and power management unit 140 shown in FIG. In FIG. 17, the refresh clock generation circuit 12 includes a timer 155 and an oscillation circuit 157 that generates a refresh clock PHY. The timer 155 is activated when the memory circuit is not accessed for a predetermined time or longer, and activates a mode (self-refresh mode) in which refresh is automatically performed internally. In this case, the internal power supply is not shut off (the power down mode is not set).

発振回路157は、電源レディ信号PWR_RDYのアサート時、およびウェークアップ信号ALIVEのアサート時にタイマ155の出力信号がタイムアップ信号を示すと、活性化されて所定の周期で発振動作を行なって、リフレッシュクロックPHYを生成する。この発振回路157は、低消費スタンバイモード時、指示信号STBYよりも早いタイミングで活性化される制御信号に従って発振動作を行なっても良い。   When the power supply ready signal PWR_RDY is asserted and the output signal of the timer 155 indicates a time-up signal when the power-up ready signal PWR_RDY is asserted, the oscillation circuit 157 is activated and performs an oscillating operation at a predetermined cycle to generate the refresh clock PHY. Is generated. The oscillation circuit 157 may perform an oscillation operation in accordance with a control signal that is activated at a timing earlier than the instruction signal STBY in the low power consumption standby mode.

なお、所定時間以上ロジック回路が処理を行なわず、ウェイト状態にあり、DRAMコアへのアクセスが長期に渡って行なわれない場合に、外部のロジック回路内のコントローラが、低消費スタンバイモード指示信号STBYをアサートする。このロジック回路からの低消費スタンバイモード指示信号STBYとDRAMコア内部でノンアクセス期間長を検出してリフレッシュを行なうセルフリフレッシュモード両者のリフレッシュモードを実現する。   When the logic circuit does not perform processing for a predetermined time or more, is in a wait state, and access to the DRAM core is not performed for a long time, the controller in the external logic circuit causes the low-consumption standby mode instruction signal STBY to Is asserted. The refresh mode of both the low-consumption standby mode instruction signal STBY from the logic circuit and the self-refresh mode in which refresh is performed by detecting the non-access period length within the DRAM core is realized.

なお、発振回路157は、DRAMコア内部でリフレッシュモードを検出してリフレッシュを行なうときに、所定の間隔でワード線を順次選択して分散的にリフレッシュを行ない、外部のロジック回路からの低消費スタンバイモード指示の時には全メモリ空間をリフレッシュする集中リフレッシュを実行する場合には、このリフレッシュモードに応じて発振周波数を変更する様に構成される。分散リフレッシュ時には、発振周波数が低くされ、集中リフレッシュ時には、発振周波数が高くされる。この制御は、低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサート/ネゲートにより発振周波数を切換えることにより、実現することができる。   The oscillation circuit 157 detects the refresh mode in the DRAM core and performs refreshing by selecting word lines sequentially at predetermined intervals and performing low-power standby mode from an external logic circuit. When performing centralized refresh for refreshing the entire memory space at the time of mode instruction, the oscillation frequency is changed according to the refresh mode. At the time of distributed refresh, the oscillation frequency is lowered, and at the time of concentrated refresh, the oscillation frequency is raised. This control can be realized by switching the oscillation frequency by asserting / negating the low power consumption standby mode instruction signal STBY.

発振回路157は、ウェークアップ信号ALIVEがネゲートされると、その発振動作を停止する。したがって、このウェークアップ指示信号ALIVEのネゲート期間中、リフレッシュクロックPHYは発行されない。また、電源投入時、不安定な動作を行なわないように、発振回路157は、電源レディ信号PWR_RDYがアサートされたときに、動作可能状態とされる。   When the wake-up signal ALIVE is negated, the oscillation circuit 157 stops its oscillation operation. Accordingly, the refresh clock PHY is not issued during the negation period of the wake-up instruction signal ALIVE. Further, the oscillation circuit 157 is enabled when the power supply ready signal PWR_RDY is asserted so that an unstable operation is not performed when the power is turned on.

電源管理部140は、リフレッシュ間隔(期間PC)を設定するレジスタ回路160と、レジスタ回路160からのカウントアップ値に従って外部クロック信号CLKを、ウェークアップ指示信号ALIVEの非活性化時カウントする第1カウンタ162と、第1カウンタ162のカウントアップ指示信号CUP1と、リフレッシュモード指示信号/SREFと低消費スタンバイモード指示信号STBYとに従ってウェークアップ信号ALIVEを生成するウェークアップ制御回路164を含む。   The power management unit 140 sets a refresh interval (period PC), and a first counter 162 that counts the external clock signal CLK according to the count-up value from the register circuit 160 when the wake-up instruction signal ALIVE is inactive. And a wake-up control circuit 164 that generates a wake-up signal ALIVE according to the count-up instruction signal CUP1 of the first counter 162, the refresh mode instruction signal / SREF, and the low power consumption standby mode instruction signal STBY.

レジスタ回路160は、複数のレジスタReg1−Regmと、図15に示すリフレッシュ時間制御回路150からのリフレッシュ時間制御コードRTSELに従ってレジスタReg1−Regmの1つの格納値を選択するセレクタSLKを含む。レジスタReg1−Regmには、動作温度(または周囲温度;チップ温度)に応じて、集中リフレッシュ間隔またはリフレッシュ時間が設定される。セレクタSLKが選択するレジスタ格納値が、第1カウンタ162に対してカウントアップ値として与えられる。レジスタを利用することにより、容易に複数のリフレッシュ時間に対応するカウント値を格納して、リフレッシュ時間制御回路からの温度検知情報に従って対応のリフレッシュ時間を選択することができる。   Register circuit 160 includes a plurality of registers Reg1-Regm and a selector SLK that selects one stored value of registers Reg1-Regm in accordance with refresh time control code RTSEL from refresh time control circuit 150 shown in FIG. In the registers Reg1-Regm, a concentrated refresh interval or refresh time is set according to the operating temperature (or ambient temperature; chip temperature). The register storage value selected by the selector SLK is given to the first counter 162 as a count up value. By using the register, it is possible to easily store the count values corresponding to a plurality of refresh times and select the corresponding refresh times according to the temperature detection information from the refresh time control circuit.

第1カウンタ162は、ウェークアップ信号ALIVEのネゲート状態への移行をトリガとして外部クロック信号CLKをカウントする。そのカウント値が、レジスタ回路160から与えられるカウント値に到達するとカウントアップ指示信号CUP1を生成する。   The first counter 162 counts the external clock signal CLK triggered by the transition of the wakeup signal ALIVE to the negated state. When the count value reaches the count value given from register circuit 160, count-up instruction signal CUP1 is generated.

ウェークアップ制御回路164は、低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサートされると、リフレッシュモード指示信号/SREFのネゲートに応答して、次のクロックサイクルでウェークアップ信号ALIVEをネゲートする。ウェークアップ制御回路164は、また、第1カウンタ162からのカウントアップ指示信号CUP1がアサートされると、ウェークアップ信号ALIVEをアサートする。   When the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted, the wakeup control circuit 164 negates the wakeup signal ALIVE in the next clock cycle in response to the negation of the refresh mode instruction signal / SREF. The wakeup control circuit 164 also asserts the wakeup signal ALIVE when the countup instruction signal CUP1 from the first counter 162 is asserted.

したがって、このウェークアップ指示信号ALIVEのアサート期間は、リフレッシュモード指示信号/SREFのアサート期間により決定され、ウェークアップ信号ALIVEのネゲート期間は、第1カウンタ162のカウント値により決定される。この第1カウンタ162のカウントアップ値、すなわち、レジスタ回路160からのカウント値により、図16に示す期間PCの長さが設定される。   Therefore, the assertion period of wakeup instruction signal ALIVE is determined by the assertion period of refresh mode instruction signal / SREF, and the negation period of wakeup signal ALIVE is determined by the count value of first counter 162. The length of the period PC shown in FIG. 16 is set by the count-up value of the first counter 162, that is, the count value from the register circuit 160.

実施の形態1において説明したように、図16に示す期間PAは、リフレッシュクロックPHYの周期とリフレッシュサイクル数NREFの積により決定される定数である。期間PBは、リフレッシュ動作が完了してから、ウェークアップ指示信号ALIVEがネゲートされて、電源制御回路35において電源が遮断されるまでの期間であり、回路特性に応じて、予め予測可能である。また、期間PDは、ウェークアップ信号ALIVEがアサートされてから、電源制御回路35において電源が復帰して、次のリフレッシュを実行するまでの期間である。この期間PDも予め、回路特性に応じて予測可能である。期間PA、PB、PCおよびPDの和が、リフレッシュ時間tREF以下の期間となる。したがって期間PCを、リフレッシュ時間tREFを長くできる場合に長くすることにより、電流パス遮断期間が長くなり、スタンバイ時の消費電流を低減することができる。リフレッシュ時間tREFの温度依存性については、後に説明する。   As described in the first embodiment, the period PA shown in FIG. 16 is a constant determined by the product of the period of the refresh clock PHY and the number of refresh cycles NREF. The period PB is a period from when the refresh operation is completed to when the wake-up instruction signal ALIVE is negated until the power source is cut off by the power source control circuit 35, and can be predicted in advance according to circuit characteristics. The period PD is a period from when the wakeup signal ALIVE is asserted to when the power supply is restored in the power supply control circuit 35 until the next refresh is executed. This period PD can also be predicted in advance according to circuit characteristics. The sum of the periods PA, PB, PC and PD is a period equal to or shorter than the refresh time tREF. Therefore, by increasing the period PC when the refresh time tREF can be increased, the current path cutoff period is lengthened, and the current consumption during standby can be reduced. The temperature dependence of the refresh time tREF will be described later.

電源制御部140は、さらに、リフレッシュ指示信号/SREFを生成する第2カウンタ166と、パワーダウン指示信号PD、/PDを生成するパワーダウン制御回路168と、内部クロック信号intCLKを生成する内部クロック生成回路169とを含む。   The power supply control unit 140 further includes a second counter 166 that generates a refresh instruction signal / SREF, a power-down control circuit 168 that generates power-down instruction signals PD and / PD, and an internal clock generation that generates an internal clock signal intCLK. Circuit 169.

第2カウンタ166は、低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサートまたは電源レディ信号PWR_RDYのアサートに応答して活性化され、リフレッシュクロックPHYをリフレッシュサイクル数NREFカウントする。カウント期間中は、第2カウンタ166は、リフレッシュ指示信号/SREFをアサートし、カウントアップするとリフレッシュ指示信号/REFをネゲートする。   The second counter 166 is activated in response to the assertion of the low power consumption standby mode instruction signal STBY or the power supply ready signal PWR_RDY, and counts the refresh clock PHY for the number of refresh cycles NREF. During the counting period, the second counter 166 asserts the refresh instruction signal / SREF, and negates the refresh instruction signal / REF when counting up.

図16に示すタイミングチャートにおいて示されるように、第2カウンタ166は、低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサート後1クロックサイクル経過後にリフレッシュ指示信号/SREFをアサートし、電源レディ信号PWR_RDYのアサートに従ってリフレッシュ指示信号/SREFをアサートする。このタイミング調整は、信号STBYを1クロックサイクル遅延する回路を設けることにより行なう。遅延回路の出力信号のアサートまたは電源レディ信号PWR_RDYのアサートにより、リフレッシュ指示信号/SREFをアサートする。   As shown in the timing chart of FIG. 16, the second counter 166 asserts the refresh instruction signal / SREF after one clock cycle elapses after the assertion of the low power standby mode instruction signal STBY, and refreshes according to the assertion of the power supply ready signal PWR_RDY. The instruction signal / SREF is asserted. This timing adjustment is performed by providing a circuit that delays the signal STBY by one clock cycle. The refresh instruction signal / SREF is asserted by asserting the output signal of the delay circuit or asserting the power supply ready signal PWR_RDY.

リフレッシュ指示信号/SREFのアサート期間は、第2カウンタ166のカウントアップ値により決定される。1回のリフレッシュ動作時に選択されるワード線の数に応じてリフレッシュサイクル数NREFが異なる。第2カウンタ166において、カウントする
リフレッシュサイクル数NREFを変更可能とする場合には、以下の構成を利用することができる。第2カウンタ166に対して、複数のレジスタを設ける。これらのレジスタに、リフレッシュサイクル数に応じたカウント値を設定する。使用されるリフレッシュサイクルに応じて、レジスタの内容を選択して第2カウンタ166へカウントアップ値として与える。これに代えて、初期化時にモードレジスタにリフレッシュサイクル数情報を格納して、このモードレジスタの格納値を第2カウンタ166へ与える。
The assertion period of the refresh instruction signal / SREF is determined by the count-up value of the second counter 166. The number of refresh cycles NREF differs depending on the number of word lines selected during one refresh operation. In the second counter 166, when the number of refresh cycles NREF to be counted can be changed, the following configuration can be used. A plurality of registers are provided for the second counter 166. Count values corresponding to the number of refresh cycles are set in these registers. Depending on the refresh cycle used, the contents of the register are selected and given to the second counter 166 as a count-up value. Instead, the refresh cycle number information is stored in the mode register at the time of initialization, and the stored value of this mode register is given to the second counter 166.

この第2カウンタ166は、さらに、低消費スタンバイ指示信号STBYのネゲート時には、リフレッシュクロックPHYに従ってリフレッシュ指示信号/SREFを生成する(リフレッシュクロックPHYをリフレッシュ指示信号/SREFとして出力する)。この構成により、DRAMコアにおいてタイマ155の出力信号に従ってリフレッシュモードを検出して、リフレッシュを行なうことができる。   Further, the second counter 166 generates a refresh instruction signal / SREF in accordance with the refresh clock PHY (outputs the refresh clock PHY as the refresh instruction signal / SREF) when the low power standby instruction signal STBY is negated. With this configuration, refresh can be performed by detecting the refresh mode in accordance with the output signal of timer 155 in the DRAM core.

パワーダウン制御回路168は、低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサートされると、所定のタイミングで(図16においては1クロックサイクル経過後に)パワーダウン指示信号PDおよび/PDをアサートする。このパワーダウン指示信号PDおよび/PDのアサート状態は、低消費スタンバイモードが設定されている間維持される。このパワーダウン指示信号PDおよび/PDのアサートに従って、I/O部20における電源トランジスタが遮断状態に設定される。電源管理部140における電源供給の停止は、ウェークアップ信号ALIVEにより制御される。   When the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted, the power down control circuit 168 asserts the power down instruction signals PD and / PD at a predetermined timing (after one clock cycle in FIG. 16). The asserted state of power down instruction signals PD and / PD is maintained while the low power consumption standby mode is set. In accordance with the assertion of power-down instruction signals PD and / PD, the power supply transistor in I / O unit 20 is set to the cutoff state. Stopping the power supply in the power management unit 140 is controlled by a wake-up signal ALIVE.

内部クロック生成回路169は、低消費リフレッシュモード指示信号STBYと電源レディ信号PWR_RDYとウェークアップ信号ALIVEとに従ってリフレッシュクロックPHYおよび外部クロック信号CLKの一方を選択して内部クロック信号intCLKを生成する。すなわち、内部クロック生成回路169は、まず、低消費スタンバイモード指示信号STBYがネゲート状態からアサート状態へ駆動されると、このアサートへの移行に応答して、リフレッシュクロックPHYを、外部クロック信号CLKに代えて選択する。この状態は、ウェークアップ信号ALIVEがネゲートされるまで維持される。内部クロック生成回路169は、ウェークアップ信号ALIVEがネゲートされると、外部クロック信号CLKを選択する状態に設定される。ウェークアップ信号ALIVEのネゲート時には、内部クロック生成回路169は、その出力信号がLレベルに固定される。これに代えて、内部クロック生成回路169においては、ウェークアップ信号ALIVEのネゲート時に電源供給を停止して、内部クロック発生動作を停止する構成としてもよい。   Internal clock generation circuit 169 selects one of refresh clock PHY and external clock signal CLK according to low power consumption refresh mode instruction signal STBY, power supply ready signal PWR_RDY, and wake-up signal ALIVE to generate internal clock signal intCLK. That is, when the low power consumption standby mode instruction signal STBY is driven from the negated state to the asserted state, the internal clock generating circuit 169 changes the refresh clock PHY to the external clock signal CLK in response to the transition to the asserted state. Select instead. This state is maintained until the wake-up signal ALIVE is negated. When the wakeup signal ALIVE is negated, the internal clock generation circuit 169 is set to a state for selecting the external clock signal CLK. When wakeup signal ALIVE is negated, internal clock generation circuit 169 has its output signal fixed at the L level. Instead, the internal clock generation circuit 169 may be configured to stop the internal clock generation operation by stopping the power supply when the wakeup signal ALIVE is negated.

内部クロック生成回路169は、また、低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサート時、電源レディ信号PWR_RDYがアサートされると、外部からのクロック信号CLKに代えてリフレッシュクロックPHYを選択して、内部クロック信号intCLKとして出力する。内部クロック生成回路169は、ウェークアップ信号ALIVEがネゲートされると外部クロック信号CLKを選択する状態に設定される。この切換の構成は、例えば、以下の構成により実現することができる。すなわち、低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサートまたは信号STBYのアサート時における電源レディ信号PWR_RDYのアサートに従ってセットされ、ウェークアップ信号ALIVEのネゲートに従ってリセットされるフリップフロップを用い、その出力信号を内部クロック選択信号として利用する。   The internal clock generation circuit 169 selects the refresh clock PHY instead of the external clock signal CLK when the power supply ready signal PWR_RDY is asserted when the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted. Output as intCLK. The internal clock generation circuit 169 is set to select the external clock signal CLK when the wakeup signal ALIVE is negated. This switching configuration can be realized by the following configuration, for example. That is, a flip-flop that is set in accordance with the assertion of the low power consumption standby mode instruction signal STBY or the power supply ready signal PWR_RDY when the signal STBY is asserted and reset in accordance with the negation of the wake-up signal ALIVE is used, and the output signal is used as the internal clock selection signal Use as

この内部クロック生成回路169としては、低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサートされると、リフレッシュクロックPHYを、常時、外部クロック信号CLKに代えて選択する構成が用いられてもよい。発振回路157からのリフレッシュクロックPHYは、ウェークアップ指示信号ALIVEのネゲート時生成されず、また電源レディ信号PWR_RDYがネゲート状態にある間、リフレッシュクロックPHYは生成されない
ため、この内部クロック生成回路169を、低消費スタンバイモード時に、常時、リフレッシュクロックPHYを選択して内部クロック信号intCLKを生成する構成とされても、特に問題は生じない。内部クロック信号をスタンバイ時に内部で生成する構成とすることにより、スタンバイ時において、ウェイクアップ信号ALIVEのネゲート時に内部クロック信号の生成を停止させることができ、必要な期間において内部クロック信号を生成することができ、消費電流を低減することができる。
The internal clock generation circuit 169 may be configured to always select the refresh clock PHY instead of the external clock signal CLK when the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted. The refresh clock PHY from the oscillation circuit 157 is not generated when the wake-up instruction signal ALIVE is negated, and the refresh clock PHY is not generated while the power supply ready signal PWR_RDY is in the negated state. Even when the refresh clock PHY is always selected to generate the internal clock signal intCLK during the consumption standby mode, no particular problem occurs. Since the internal clock signal is generated internally during standby, the generation of the internal clock signal can be stopped when the wakeup signal ALIVE is negated during standby, and the internal clock signal is generated during a necessary period. Thus, current consumption can be reduced.

図18は、リフレッシュ時間tREFの温度依存性を示す図である。図18において横軸に温度を示し、縦軸にリフレッシュ時間の対数値を示す。図18に示すように、リフレッシュ時間tREFは、温度上昇とともに短くなる。すなわち、リフレッシュ時間tREFは、メモリセルキャパシタに蓄積された電荷に対する種々のリーク電流、たとえば、ストレージノードにおける接合リーク電流、メモリセル内のトランジスタのチャネルリーク電流、およびキャパシタ絶縁膜のゲートリーク電流等の温度特性に依存する。これらのリーク電流は、温度が上昇すると、大きくなる。   FIG. 18 is a diagram showing the temperature dependence of the refresh time tREF. In FIG. 18, the horizontal axis indicates the temperature, and the vertical axis indicates the logarithmic value of the refresh time. As shown in FIG. 18, the refresh time tREF becomes shorter as the temperature rises. That is, the refresh time tREF includes various leakage currents with respect to the charges accumulated in the memory cell capacitor, such as junction leakage current at the storage node, channel leakage current of the transistor in the memory cell, and gate leakage current of the capacitor insulating film. Depends on temperature characteristics. These leakage currents increase as the temperature increases.

半導体集積回路装置(半導体チップ)の最大動作保証温度でリフレッシュ時間tREFを固定してしまった場合、低消費スタンバイモードに設定したときのチップ温度がたとえ室温近くの低い温度であっても、最大動作保証温度での短いリフレッシュ時間tREFに従ってデータを保持することになる。したがって、この場合、必要以上に短い間隔でリフレッシュが実行され、消費電流が増大する。チップの温度(動作温度)範囲に対応して複数段階のリフレッシュ時間tREFを設定するように、レジスタ回路160内のレジスタReg1−Regmにカウントアップ値を設定し、温度情報に従ってカウントアップ値を選択する。この場合、チップ温度に最適なリフレッシュ時間でリフレッシュを行なうことができ、チップ温度における最小のデータ保持スタンバイ電流を実現することが可能となる。   When the refresh time tREF is fixed at the maximum guaranteed operating temperature of the semiconductor integrated circuit device (semiconductor chip), even if the chip temperature when set to the low power consumption standby mode is a low temperature close to room temperature, the maximum operation is achieved. Data is held according to the short refresh time tREF at the guaranteed temperature. Therefore, in this case, refresh is executed at intervals shorter than necessary, and current consumption increases. A count-up value is set in the registers Reg1-Regm in the register circuit 160 so as to set a plurality of stages of refresh time tREF corresponding to the temperature (operating temperature) range of the chip, and the count-up value is selected according to the temperature information. . In this case, refresh can be performed with a refresh time optimum for the chip temperature, and a minimum data holding standby current at the chip temperature can be realized.

図15に示すリフレッシュ時間制御回路150へは、システム側がスリープモード(低消費スタンバイモード)に入る直前に、信号Indiをアサートする。このスリープモード時に、低消費スタンバイモード指示信号STBYが、また、システム側からアサートされる。リフレッシュ時間制御回路150は、信号Indiのアサートに従って、チップ温度(動作温度または周囲温度)に応じたカウントアップ値選択ビット(リフレッシュ時間制御コード)RTSELを生成し、電源管理部140におけるレジスタ回路160へ与える。   To the refresh time control circuit 150 shown in FIG. 15, the signal Indi is asserted immediately before the system side enters the sleep mode (low power consumption standby mode). In this sleep mode, the low power consumption standby mode instruction signal STBY is also asserted from the system side. The refresh time control circuit 150 generates a count-up value selection bit (refresh time control code) RTSEL corresponding to the chip temperature (operating temperature or ambient temperature) according to the assertion of the signal Indi, and sends it to the register circuit 160 in the power management unit 140. give.

図19は、図15に示すリフレッシュ時間制御回路150の構成の一例を示す図である。図19において、リフレッシュ時間制御回路150は、デジタル制御温度特性検知回路170と、この温度特性検知回路170の出力値に従ってリフレッシュ時間制御コードRTSELを生成するチューニングコード選択回路172を含む。   FIG. 19 is a diagram showing an example of the configuration of refresh time control circuit 150 shown in FIG. 19, the refresh time control circuit 150 includes a digital control temperature characteristic detection circuit 170 and a tuning code selection circuit 172 that generates a refresh time control code RTSEL according to an output value of the temperature characteristic detection circuit 170.

温度特性検知回路170は、正の温度特性を有し、所定の時間幅を有する信号Indiに従って発振動作を行なう正特性短周期オシレータ175と、この信号Indiのアサート時、正特性短周期オシレータ175の出力ノードNDBからのパルス信号をカウントするカウンタ176と、負の温度特性を有し、カウンタ176の出力信号に従って発振動作を行なう負特性短周期オシレータ177と、負特性短周期オシレータ177の出力パルス信号をカウントするカウンタ178を含む。   The temperature characteristic detection circuit 170 has a positive characteristic short period oscillator 175 having a positive temperature characteristic and performing an oscillation operation according to a signal Indi having a predetermined time width, and the positive characteristic short period oscillator 175 when the signal Indi is asserted. Counter 176 that counts the pulse signal from output node NDB, negative characteristic short period oscillator 177 having a negative temperature characteristic and oscillating in accordance with the output signal of counter 176, and output pulse signal of negative characteristic short period oscillator 177 Is included.

カウンタ176は、信号Indiのアサート時、自身のカウント値が所定値Nに到達するまで、その出力信号をアサートする。カウンタ176の出力信号がネゲートされると、正特性オシレータ175は、発振動作を停止する。   When the signal Indi is asserted, the counter 176 asserts its output signal until its count value reaches a predetermined value N. When the output signal of the counter 176 is negated, the positive characteristic oscillator 175 stops the oscillation operation.

負特性短周期オシレータ177は、カウンタ176の出力信号のアサート時、発振動作を行なう。カウンタ178は、また、カウンタ176の出力信号のアサート時に負特性短周期オシレータ177の出力パルスをカウントする。   The negative characteristic short cycle oscillator 177 performs an oscillation operation when the output signal of the counter 176 is asserted. The counter 178 also counts the output pulses of the negative characteristic short cycle oscillator 177 when the output signal of the counter 176 is asserted.

正特性短周期オシレータ175の発振周期は、負特性短周期オシレータ177の発振周期よりも長くても良く、また同じであってもよい。   The oscillation period of the positive characteristic short period oscillator 175 may be longer than or equal to the oscillation period of the negative characteristic short period oscillator 177.

図20は、図19に示す温度特性検知回路170の動作を示すタイミング図である。以下、図20を参照して、図19に示す温度特性検知回路170の動作について説明する。   FIG. 20 is a timing chart showing the operation of the temperature characteristic detection circuit 170 shown in FIG. Hereinafter, the operation of the temperature characteristic detection circuit 170 shown in FIG. 19 will be described with reference to FIG.

システム側のたとえばメモリ管理ユニットまたはコントローラから与えられる信号Indiは、スリープモードにはいるとき、所定の時間幅を有するパルスで与えられる。パルスがHレベルの期間において、温度検出動作を行なう。図20においては、この信号Indiの1つのパルスを拡大して示す。信号Indiが、複数回与えられるのは、各スリープモード移行時に、このパルス信号Indiが生成されることを示す。この信号Indiを利用して、チップ温度を検出することにより、低消費スタンバイモード時に、確実にチップ温度に応じたリフレッシュ時間を設定することができる。   A signal Indi given from, for example, a memory management unit or a controller on the system side is given as a pulse having a predetermined time width when entering the sleep mode. The temperature detection operation is performed during the period when the pulse is at the H level. In FIG. 20, one pulse of this signal Indi is shown enlarged. The signal Indi being given a plurality of times indicates that the pulse signal Indi is generated at the transition to each sleep mode. By detecting the chip temperature using this signal Indi, the refresh time corresponding to the chip temperature can be set reliably in the low power consumption standby mode.

正特性短周期オシレータ175は、この信号IndiのHレベル時の移行に応答して起動されて発振動作を行なう。カウンタ176は、この正特性短周期オシレータ175の出力ノードNDBを介して与えられるパルス信号を所定数(N)カウントする。そのカウント値がNに到達するまで、カウンタ176は、Hレベルの信号を出力する。このカウンタ176の出力信号がHレベルの間、正特性短周期オシレータ175および負特性短周期オシレータ177およびカウンタ178は、活性化されて、それぞれ所定の動作を行なう。   Positive characteristic short cycle oscillator 175 is activated in response to the transition of signal Indi at the H level to perform an oscillation operation. Counter 176 counts a predetermined number (N) of pulse signals applied via output node NDB of positive characteristic short period oscillator 175. Until the count value reaches N, the counter 176 outputs an H level signal. While the output signal of counter 176 is at the H level, positive characteristic short period oscillator 175, negative characteristic short period oscillator 177 and counter 178 are activated to perform predetermined operations, respectively.

正特性短周期オシレータ175は、正の温度特性を有し、温度上昇に従って発振周波数が高くなる。負特性短周期オシレータ177は、負の温度特性を有し、温度上昇に従って発振周波数が低下する。   The positive characteristic short period oscillator 175 has a positive temperature characteristic, and the oscillation frequency increases as the temperature rises. The negative characteristic short period oscillator 177 has a negative temperature characteristic, and the oscillation frequency decreases as the temperature increases.

カウンタ176のノードNDCの出力信号がアサートされている間(Hレベルの間)負特性短周期オシレータ177が、所定の周期で発振動作を行なう。カウンタ176の出力信号がHレベルの間、カウンタ178は、負特性短周期オシレータ177からノードNDDを介して与えられるパルスの数を、カウントする。   While the output signal of node NDC of counter 176 is asserted (during H level), negative characteristic short cycle oscillator 177 performs an oscillation operation at a predetermined cycle. While the output signal of counter 176 is at the H level, counter 178 counts the number of pulses applied from negative characteristic short cycle oscillator 177 via node NDD.

チューニングコード選択回路172においては、カウンタ178のカウント値を、カウンタ176のカウント値Nと比較し、その大小結果またはその差分値に従って、リフレッシュ時間制御コードRTSELを生成する。   The tuning code selection circuit 172 compares the count value of the counter 178 with the count value N of the counter 176, and generates a refresh time control code RTSEL according to the magnitude result or the difference value thereof.

図21は、この図19に示す短周期オシレータ175および177の動作特性を示す図である。図21において、横軸に温度TMPを示し、縦軸に発振周波数を示す。正特性オシレータ(正特性短周期オシレータ)175は、温度TMPが上昇するにつれて、その発振周波数も高くなる。一方、負特性オシレータ(負特性短周期オシレータ)177は、温度TMPが上昇するにつれて、その発振周波数が低くなる。室温TMP0において、正特性オシレータ175および短周期オシレータ177の発振周波数が等しいとする(短周期オシレータ177は、短周期オシレータ175の発振周期のM倍(M≧1とする)。この場合、室温TMP0において、カウンタ178のカウント値はN・Mとなる。   FIG. 21 shows operating characteristics of short-cycle oscillators 175 and 177 shown in FIG. In FIG. 21, the horizontal axis indicates the temperature TMP, and the vertical axis indicates the oscillation frequency. The oscillation frequency of the positive characteristic oscillator (positive characteristic short period oscillator) 175 increases as the temperature TMP increases. On the other hand, the oscillation frequency of the negative characteristic oscillator (negative characteristic short period oscillator) 177 decreases as the temperature TMP increases. It is assumed that the oscillation frequency of the positive characteristic oscillator 175 and the short period oscillator 177 are equal at room temperature TMP0 (the short period oscillator 177 is M times the oscillation period of the short period oscillator 175 (M ≧ 1)). The count value of the counter 178 is N · M.

温度TMPが室温TMP0よりも高い場合には、この正特性オシレータ175の発振周波数が高くなり、一方、負特性オシレータ177の発振周波数が低くなる。カウンタ176が、カウント値Nに到達する期間が短くなり、また、短周期オシレータ177からのパ
ルス信号の数も少なくなる。したがって、この場合、カウンタ178のカウント値は室温時の値N・Mよりも小さくなる。したがって、カウンタ178のカウント値が室温時の値N・Mよりも小さい場合には、温度(動作温度:チップ温度)TMPは、室温TMP0よりも高い状態であると判定することができる。
When the temperature TMP is higher than the room temperature TMP0, the oscillation frequency of the positive characteristic oscillator 175 is increased, while the oscillation frequency of the negative characteristic oscillator 177 is decreased. The period during which the counter 176 reaches the count value N is shortened, and the number of pulse signals from the short cycle oscillator 177 is also decreased. Accordingly, in this case, the count value of the counter 178 is smaller than the value N · M at room temperature. Therefore, when the count value of the counter 178 is smaller than the value N · M at room temperature, it can be determined that the temperature (operating temperature: chip temperature) TMP is higher than the room temperature TMP0.

一方、温度TMPが、室温TMP0よりも低くなると、負特性短周期オシレータ177の発振周波数が高くなり、一方、正特性短周期オシレータ175の発振周波数が低くなる。したがって、カウンタ176からノードNDCを介して出力される出力信号のHレベル期間が長くなる。このとき、また、負特性短周期オシレータ177から与えられるパルスの数が多くなる。したがって、カウンタ178のカウント値は、室温TMP0のときにおけるカウント値N・Mよりも大きくなる。したがって、このカウンタ178のカウント値を室温時のカウント値N・Mよりも大きい場合には、温度TMPは室温TMP0よりも低い状態であると識別することができる。   On the other hand, when temperature TMP becomes lower than room temperature TMP0, the oscillation frequency of negative characteristic short period oscillator 177 increases, while the oscillation frequency of positive characteristic short period oscillator 175 decreases. Therefore, the H level period of the output signal output from counter 176 via node NDC becomes longer. At this time, the number of pulses given from the negative characteristic short period oscillator 177 increases. Therefore, the count value of the counter 178 is larger than the count value N · M at room temperature TMP0. Therefore, when the count value of the counter 178 is larger than the count value N · M at room temperature, the temperature TMP can be identified as being lower than the room temperature TMP0.

カウンタ178のカウント値と室温時の値N・Mとの差に応じて、チューニングコード選択回路172で、リフレッシュ時間制御コードRTSELを生成する。このチューニングコード選択回路172は、単にカウンタ178のカウント値をデコードして、リフレッシュ時間制御コードRTSELを生成してもよい。カウンタ178の室温時のカウント値を基準として、この基準値からの符号付差分値に従って、リフレッシュ時間制御コードRTSELを生成してもよい。   The tuning code selection circuit 172 generates a refresh time control code RTSEL in accordance with the difference between the count value of the counter 178 and the room temperature value N · M. The tuning code selection circuit 172 may simply decode the count value of the counter 178 and generate the refresh time control code RTSEL. The refresh time control code RTSEL may be generated in accordance with a signed difference value from the reference value with the counter value of the counter 178 at room temperature as a reference.

なお、この短周期オシレータ175および177の発振周波数は、図20に示すタイミング図においては、短周期オシレータ177の発振周波数が高い状態を示す。しかしながら、これらの短周期オシレータ175および177の発振周波数が同じ周波数に設定されてもよい。   It should be noted that the oscillation frequencies of short cycle oscillators 175 and 177 indicate a state where the oscillation frequency of short cycle oscillator 177 is high in the timing chart shown in FIG. However, the oscillation frequencies of these short period oscillators 175 and 177 may be set to the same frequency.

正の温度特性を有する正特性短周期オシレータ175は、たとえば電流制御型発振器で構成でき、また負の温度特性を有する負特性短周期オシレータ177は、たとえばインバータ型オシレータで実現することができる。以下、これらのオシレータ175および177の具体的構成について説明する。   The positive characteristic short period oscillator 175 having a positive temperature characteristic can be configured by, for example, a current-controlled oscillator, and the negative characteristic short period oscillator 177 having a negative temperature characteristic can be realized by, for example, an inverter type oscillator. Hereinafter, specific configurations of these oscillators 175 and 177 will be described.

図22は、図19に示す正特性短周期オシレータ175の構成の一例を示す図である。図22において、正特性短周期オシレータ175は、n段の縦続接続されるCMOSインバータIV1−IVnと、最終段のインバータIVnの出力信号と発振活性化信号OSC_ACT(=Indi)とを受けて初段のCMOSインバータIV1へその出力信号を与えるNANDゲートNG1と、CMOSインバータIV1−IVnの動作電流を調整する電流制御トランジスタCST1−CSTnを含む。   FIG. 22 is a diagram showing an example of the configuration of positive characteristic short period oscillator 175 shown in FIG. In FIG. 22, the positive characteristic short cycle oscillator 175 receives the n-stage cascaded CMOS inverters IV1-IVn, the output signal of the final-stage inverter IVn, and the oscillation activation signal OSC_ACT (= Indi). NAND gate NG1 for supplying an output signal to CMOS inverter IV1 and current control transistors CST1-CSTn for adjusting the operating current of CMOS inverters IV1-IVn are included.

これらの電流制御源トランジスタCST1−CSTnは、それぞれ、CMOSインバータIV1−IVnに対応して設けられ、対応のCMOSインバータのNチャネルMOSトランジスタと接地ノードの間に接続される。これらの電流制御トランジスタCST1−CSTnのゲートへは、正の温度特性を有するバイアス電圧BIASLが与えられる。CMOSインバータIV1−IVnへは、ハイ側電源電圧として電源電圧VDDが供給される。   These current control source transistors CST1-CSTn are provided corresponding to CMOS inverters IV1-IVn, respectively, and are connected between the N-channel MOS transistor of the corresponding CMOS inverter and the ground node. A bias voltage BIASL having a positive temperature characteristic is applied to the gates of these current control transistors CST1-CSTn. A power supply voltage VDD is supplied as a high-side power supply voltage to the CMOS inverters IV1 to IVn.

この図22に示す電流制御型オシレータにおいて、バイアス電圧BIASLが、正の温度特性を有し、温度上昇とともに、その電圧レベルが上昇する。電流制御トランジスタCST1−CSTnは、温度上昇に応じてそれぞれのゲート電圧が上昇し、駆動電流量が増大する。したがって、CMOSインバータIV1−IVnの動作電流が、温度上昇とともに増大し、NANDゲートNG1およびCMOSインバータIV1−IVnで構成される
リングオシレータの動作時、その発振周期が短くなり、発振周波数が高くなる。このオシレータの出力信号OSC_AUTが、図19に示すノードNDBへ与えられる。
In the current-controlled oscillator shown in FIG. 22, bias voltage BIASL has a positive temperature characteristic, and the voltage level rises as the temperature rises. In each of the current control transistors CST1 to CSTn, the gate voltage increases with an increase in temperature, and the amount of drive current increases. Therefore, the operating current of the CMOS inverters IV1-IVn increases as the temperature rises, and when the ring oscillator constituted by the NAND gate NG1 and the CMOS inverters IV1-IVn is operated, the oscillation cycle is shortened and the oscillation frequency is increased. Output signal OSC_AUT of this oscillator is applied to node NDB shown in FIG.

なお、この図22に示す正特性短周期オシレータ175の構成において、電流制御トランジスタCST1−CSTnは、PMOSトランジスタで構成されて、ハイ側電源ノードに設けられてもよい。この場合には、バイアス電圧(BIASH)は、温度上昇とともに電圧レベルが低下する。また、電流制御トランジスタは、CMOSインバータIV1からIVnのハイ側およびロー側電源ノードに対して設けられてもよい。   In the configuration of positive characteristic short period oscillator 175 shown in FIG. 22, current control transistors CST1-CSTn may be formed of PMOS transistors and provided at the high-side power supply node. In this case, the voltage level of the bias voltage (BIASH) decreases as the temperature increases. Current control transistors may be provided for the high-side and low-side power supply nodes of CMOS inverters IV1 to IVn.

図23は、バイアス電圧BIASLを発生する回路の一例を示す図である。図23において、バイアス電圧発生回路は、ハイ側電源ノードの電圧VDDから温度に依存しない一定の電流を生成する定電流発生回路180と、定電流発生回路180からの電流Iを電圧に変換してバイアス電圧BIASLを生成する抵抗素子ZR1を含む。この抵抗素子ZR1の抵抗値は、正の温度特性を有し、温度上昇とともに抵抗値が増大する。したがって、このバイアス電圧BIASLも、温度上昇とともにその電圧レベルが上昇する。   FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a circuit that generates the bias voltage BIASL. In FIG. 23, the bias voltage generation circuit converts a constant current generation circuit 180 that generates a constant current independent of temperature from the voltage VDD of the high-side power supply node, and converts the current I from the constant current generation circuit 180 into a voltage. A resistance element ZR1 for generating the bias voltage BIASL is included. The resistance value of the resistance element ZR1 has a positive temperature characteristic, and the resistance value increases as the temperature rises. Therefore, the voltage level of the bias voltage BIASL also rises as the temperature rises.

バイアス電圧BIASLを生成する回路としては、図23に示すバイアス電圧発生回路の構成に限定されない。正の温度特性を有するバイアス電圧BIASLを生成する定電圧発生回路が用いられればよい。   The circuit for generating the bias voltage BIASL is not limited to the configuration of the bias voltage generating circuit shown in FIG. A constant voltage generation circuit that generates a bias voltage BIASL having a positive temperature characteristic may be used.

また、定電流発生回路180が結合されるハイ側電源ノードの電圧VDDは、外部電圧としているが、これに代えて、内部で生成される電源電圧が、定電流発生回路180のハイ側電源電圧として用いられてもよい。定電流発生回路180において、このハイ側電源電圧VDDおよび温度に依存しない定電流が生成されるため、外部電源電圧および内部発生される電源電圧のいずれがハイ側電源電圧として用いられてもよい。   The voltage VDD of the high-side power supply node to which the constant current generating circuit 180 is coupled is an external voltage. Instead, the internally generated power supply voltage is the high-side power supply voltage of the constant current generating circuit 180. May be used as Since constant current generation circuit 180 generates a high-side power supply voltage VDD and a constant current independent of temperature, either the external power supply voltage or the internally generated power supply voltage may be used as the high-side power supply voltage.

図24は、図19に示す負特性短周期オシレータ177の構成の一例を示す図である。図24において、負特性短周期オシレータ177は、k段の縦続接続されるCMOSインバータIV11−IV1kと、最終段のインバータIV1kの出力信号とノードNDCから与えられる発振活性化信号OSC_ACTとを受けるNANDゲートNG2とを含む。このNANDゲートNG2の出力信号が、初段のインバータIV11へ与えられる。最終段インバータIV1kから、ノードNDDへ発振パルス信号OSC_OUTが出力される。   24 is a diagram showing an example of the configuration of negative characteristic short period oscillator 177 shown in FIG. In FIG. 24, negative characteristic short cycle oscillator 177 is a NAND gate that receives k-stage cascaded CMOS inverters IV11-IV1k, an output signal of final stage inverter IV1k, and oscillation activation signal OSC_ACT applied from node NDC. NG2. The output signal of NAND gate NG2 is applied to first-stage inverter IV11. The oscillation pulse signal OSC_OUT is output from the final stage inverter IV1k to the node NDD.

この図24に示す構成においては、負の温度特性を有する負特性短周期オシレータ177は、インバータ型オシレータで構成される。k段の縦続接続されるCMOSインバータIV11−IV1kは、温度上昇につれて、その動作速度が遅くなる。したがって、温度上昇につれて、その発振周波数が低くなり、負の温度特性を実現することができる。   In the configuration shown in FIG. 24, negative characteristic short period oscillator 177 having a negative temperature characteristic is formed of an inverter type oscillator. The k-stage cascaded CMOS inverters IV11 to IV1k have a lower operating speed as the temperature rises. Therefore, as the temperature rises, the oscillation frequency decreases, and a negative temperature characteristic can be realized.

なお、このCMOSインバータIV11−IV1kに対してもハイ側電源ノードへは、電源電圧VDDが与えられる。   The power supply voltage VDD is also applied to the high-side power supply node for the CMOS inverters IV11-IV1k.

図25は、この負特性短周期オシレータ177の他の構成を示す図である。図25において、負特性短周期オシレータ177は、h段の縦続接続されるCMOSインバータIV21−IV2hと、インバータIV21−IV2h各々の入力部に設けられるRC遅延回路RCDL1−RCDLhと、最終段のインバータIV2hの出力信号と発振活性化信号OSC_ACTを受けるNANDゲートNG3を含む。   FIG. 25 is a diagram showing another configuration of the negative characteristic short period oscillator 177. In FIG. 25, negative characteristic short-cycle oscillator 177 includes h-stage cascaded CMOS inverters IV21-IV2h, RC delay circuits RCDL1-RCDLh provided at input portions of inverters IV21-IV2h, and final-stage inverter IV2h. NAND gate NG3 which receives the output signal and oscillation activation signal OSC_ACT.

CMOSインバータIV21−IV2hは、RC遅延回路RCDL1−RCLDhと直列に接続される。RC遅延回路RCDL1−RCLDhの各々は、次段のCMOSインバ
ータの入力へ前段回路からの信号を伝達する抵抗素子Rと対応のCMOSインバータの入力と接地ノードの間に接続される容量素子Cを含む。
CMOS inverters IV21-IV2h are connected in series with RC delay circuits RCDL1-RCLDh. Each of RC delay circuits RCDL1-RCLDh includes a resistance element R for transmitting a signal from the previous stage circuit to an input of the next stage CMOS inverter and a capacitance element C connected between the input of the corresponding CMOS inverter and the ground node. .

NANDゲートNG3の出力信号が初段のRC遅延回路RCDL1を介してCMOSインバータIV21へ与えられる。最終段のCMOSインバータIV2hから、ノードNDD上に伝達される発振出力信号OSC_OUTが生成される。   An output signal of NAND gate NG3 is applied to CMOS inverter IV21 via first-stage RC delay circuit RCDL1. An oscillation output signal OSC_OUT transmitted on the node NDD is generated from the final stage CMOS inverter IV2h.

この図25に示す負特性短周期オシレータ177の構成の場合、RC遅延回路RCDL1−RCLDhが設けられる。RCDL1−RCDLhは、抵抗素子Rの抵抗値が温度上昇とともに高くなり、また、CMOSインバータIV21−IV2hの動作速度も、温度上昇とともに遅くなる。したがって、温度上昇に伴ってより発振周期が遅くなるオシレータを実現することができる。特に、RC遅延回路を利用することにより、温度依存性の大きな負特性短周期オシレータを実現することができる。   In the case of the configuration of negative characteristic short period oscillator 177 shown in FIG. 25, RC delay circuits RCDL1-RCLDh are provided. In RCDL1-RCDLh, the resistance value of the resistance element R increases with increasing temperature, and the operating speed of the CMOS inverters IV21-IV2h also decreases with increasing temperature. Therefore, it is possible to realize an oscillator whose oscillation cycle becomes slower as the temperature rises. In particular, by using an RC delay circuit, a negative characteristic short period oscillator having a large temperature dependence can be realized.

この図25に示すオシレータ177においても、CMOSインバータIV21−IV2hのハイ側電源ノードへ電源電圧VDDが与えられる。   Also in oscillator 177 shown in FIG. 25, power supply voltage VDD is applied to the high-side power supply node of CMOS inverters IV21-IV2h.

図26は、図19に示すチューニングコード選択回路172の構成の一例を示す図である。図26においては、温度検知回路のカウンタ178が、3ビットのカウント値を出力し、チューニングコード選択回路が、2ビットのリフレッシュ時間制御コードを生成する構成を一例として示す。   FIG. 26 shows an example of the configuration of tuning code selection circuit 172 shown in FIG. FIG. 26 shows an example in which the counter 178 of the temperature detection circuit outputs a 3-bit count value and the tuning code selection circuit generates a 2-bit refresh time control code.

図26において、チューニングコード選択回路172は、カウンタ178からのカウントビットC<1:0>を受けるORゲート172aと、カウントビットC<2>とORゲート172aの出力信号を受けて、選択ビットSel<1>を生成するANDゲート172cと、カウントビットC<2>とORゲート172aの出力信号とを受けて選択ビットSel<0>を生成するNANDゲート172bとを含む。   In FIG. 26, a tuning code selection circuit 172 receives an OR gate 172a that receives a count bit C <1: 0> from a counter 178, an output signal from the count bit C <2> and the OR gate 172a, and a selection bit Sel. AND gate 172c for generating <1>, and NAND gate 172b for generating selection bit Sel <0> in response to count bit C <2> and the output signal of OR gate 172a.

図27は、図26に示すチューニングコード選択回路172の論理を一覧にして示す図である。図27に示すように、カウンタ178のカウント値が0から3の間、カウントビットC<2>が“0”(Lレベル)となり、チューニングコード選択回路172においては、NANDゲート172bからの選択ビットSel<0>が“1”(Hレベル)となり、選択ビットSel<1>は、“0”となる。   FIG. 27 shows a list of logics of tuning code selection circuit 172 shown in FIG. As shown in FIG. 27, when the count value of the counter 178 is between 0 and 3, the count bit C <2> is “0” (L level), and the tuning code selection circuit 172 selects the selection bit from the NAND gate 172b. Sel <0> is “1” (H level), and the selection bit Sel <1> is “0”.

カウント値が4の場合、ビットC<2:0>は、(1,0,0)となり、ORゲート172aの出力信号がLレベルとなる。従って、NANDゲート172bからの選択ビットSel<0>が“1”となり、一方、ANDゲート172cからの選択ビットSel<1>は、“0”となる。   When the count value is 4, the bits C <2: 0> are (1, 0, 0), and the output signal of the OR gate 172a is L level. Therefore, the selection bit Sel <0> from the NAND gate 172b is “1”, while the selection bit Sel <1> from the AND gate 172c is “0”.

カウント値が5から7の間、ビットC<2>は、“1”であり、またカウントビットC<1>およびC<0>の一方が“1”となる。したがって、ORゲート172aの出力信号がHレベルであり、ANDゲート172cからの選択ビットSel<1>は“1”となる。一方、NANDゲート172bは、両入力にHレベルの信号を受けるため、選択ビットSel<0>が“0”となる。   When the count value is 5 to 7, the bit C <2> is “1”, and one of the count bits C <1> and C <0> is “1”. Therefore, the output signal of the OR gate 172a is at the H level, and the selection bit Sel <1> from the AND gate 172c is “1”. On the other hand, since the NAND gate 172b receives H level signals at both inputs, the selection bit Sel <0> becomes “0”.

この図26に示すチューニングコード選択回路の構成の場合、2ビット(m=2)のリフレッシュ時間制御コードRTSELが生成される。これにより、リフレッシュ時間が2段階で調整される。   In the case of the configuration of the tuning code selection circuit shown in FIG. 26, a 2-bit (m = 2) refresh time control code RTSEL is generated. As a result, the refresh time is adjusted in two stages.

カウント値C<2:0>は、温度特性検知回路のカウンタ178から与えられる。この
カウンタ178のカウント値が大きくなった場合、負特性短周期オシレータの発振周波数が高くなった状態を示し、一方、カウンタ178のカウント値が小さくなった場合、負特性短周期オシレータ177の発振周波数が低くなった状態に対応する。すなわち、カウントビットC<2:0>の値が大きくなった場合、周囲温度(チップ温度)TMPが基準の室温TMP0より低い状態となる。一方、このカウントビットC<2:0>の値が小さくなった場合、温度TMPが高くなった状態に対応する。
The count value C <2: 0> is given from the counter 178 of the temperature characteristic detection circuit. When the count value of the counter 178 is increased, the oscillation frequency of the negative characteristic short period oscillator is increased. On the other hand, when the counter 178 is decreased, the oscillation frequency of the negative characteristic short period oscillator 177 is increased. Corresponds to the state of low. That is, when the value of the count bits C <2: 0> is increased, the ambient temperature (chip temperature) TMP is lower than the reference room temperature TMP0. On the other hand, when the value of the count bits C <2: 0> decreases, this corresponds to a state where the temperature TMP has increased.

したがって、制御ビットSel<1:0>が、(10)の時にはリフレッシュ時間tREFを長くし、(01)の時には、リフレッシュ時間を短くする。カウントビットC<2:0>の値に従ってリフレッシュ時間tREFを調整することにより、周囲温度に応じたリフレッシュ時間を設定することができる。   Therefore, when the control bits Sel <1: 0> are (10), the refresh time tREF is lengthened, and when the control bits Sel <1: 0> is (01), the refresh time is shortened. By adjusting the refresh time tREF according to the value of the count bits C <2: 0>, the refresh time according to the ambient temperature can be set.

なお、このカウンタ178のカウント値は、2ビットの限定されない。短周期オシレータ175および177の発振周波数および温度特性に応じて適切なビット数が選択されればよい。また、リフレッシュ時間の調整も、2段階でなく、3段階以上の段階にわたって調整されてもよい(リフレッシュ時間制御コードRTSELのビット数mを3以上に設定する)。   The count value of the counter 178 is not limited to 2 bits. An appropriate number of bits may be selected according to the oscillation frequency and temperature characteristics of the short-cycle oscillators 175 and 177. Further, the refresh time may be adjusted not in two stages but in three or more stages (the bit number m of the refresh time control code RTSEL is set to 3 or more).

また、図19に示す温度特性検知回路170において、短周期オシレータ175が負の温度特性を有し、短周期オシレータ177が正の温度特性を有するように構成されてもよい。カウント値と温度との関係が、逆になるだけであり、同様、カウンタ178のカウント値に従ってリフレッシュ時間を調整することができる。   Further, in the temperature characteristic detection circuit 170 shown in FIG. 19, the short period oscillator 175 may have a negative temperature characteristic, and the short period oscillator 177 may have a positive temperature characteristic. The relationship between the count value and the temperature is only reversed, and similarly, the refresh time can be adjusted according to the count value of the counter 178.

以上のように、この発明の実施の形態6に従えば、半導体集積回路装置が搭載されるチップの温度を検出し、その検出温度に従ってリフレッシュ時間を調整している。したがって、動作環境に応じて最適なリフレッシュ時間を設定することができ、スタンバイ時における消費電流を低減することができる。これにより、スタンバイ時のデータ保持に要する電流(データ保持スタンバイ電流)を最小値に設定することができ、超低スタンバイ電流SRAMと同程度のスタンバイ電流を実現することができる。   As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, the temperature of the chip on which the semiconductor integrated circuit device is mounted is detected, and the refresh time is adjusted according to the detected temperature. Therefore, an optimal refresh time can be set according to the operating environment, and current consumption during standby can be reduced. As a result, the current required for data retention during standby (data retention standby current) can be set to a minimum value, and a standby current comparable to that of the ultra-low standby current SRAM can be realized.

また、温度検出回路としては温度特性の異なるオシレータを利用し、それらの発振周波数に基づいて温度を検出している。これらのオシレータを半導体集積回路装置のチップ上に近接して配置される。従って、トランジスタパラメータのプロセス依存性によるオシレータの温度特性のばらつきは、これらの温度特性の異なるオシレータにおいて相殺させることが可能となり、正確な温度検出を行なうことができる。   As the temperature detection circuit, oscillators having different temperature characteristics are used, and the temperature is detected based on their oscillation frequencies. These oscillators are arranged close to the chip of the semiconductor integrated circuit device. Therefore, the variation in the temperature characteristic of the oscillator due to the process dependence of the transistor parameter can be canceled out in the oscillators having different temperature characteristics, and accurate temperature detection can be performed.

なお、この温度検出およびリフレッシュ時間更新タイミングを設定する信号Indiは、スリープモード移行時に、複数回システム側から与えられ、各パルスにおいてカウント動作を行ない、このカウント値の平均値に基づいてリフレッシュ時間を設定/調整する構成が用いられてもよい。   The signal Indi for setting the temperature detection and refresh time update timing is given from the system side a plurality of times when shifting to the sleep mode, performs a count operation for each pulse, and sets the refresh time based on the average value of the count values. A configuration for setting / adjusting may be used.

(実施の形態7)
図28は、この発明の実施の形態7に従うDRAMコアおよび周辺回路の構成を概略的に示す図である。なお、以下、DRAMコアおよびその周辺回路を含めてメモリ回路と称す。
(Embodiment 7)
FIG. 28 schematically shows a structure of a DRAM core and peripheral circuits according to the seventh embodiment of the present invention. Hereinafter, the DRAM core and its peripheral circuit are referred to as a memory circuit.

この図28に示すメモリ回路は、以下の点で、図15に示すメモリ回路とその構成が異なる。すなわち、リフレッシュ時間制御回路150には、信号Indiに代えて低消費スタンバイモード指示信号STBYが与えられる。このリフレッシュ時間制御回路150は、低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサートされると、内部で、リフレッシュ
時間制御コードRTSELを生成する。このリフレッシュ時間制御回路150は、さらに、生成したリフレッシュ時間制御コードRTSELと同期して、遅延スタンバイモード指示信号STBYDを生成して電源管理部140へ与える。図28に示すメモリ回路の他の構成は、図15に示すメモリ回路の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
The memory circuit shown in FIG. 28 differs from the memory circuit shown in FIG. 15 in the following points. That is, the refresh time control circuit 150 is supplied with the low power consumption standby mode instruction signal STBY instead of the signal Indi. The refresh time control circuit 150 internally generates a refresh time control code RTSEL when the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted. The refresh time control circuit 150 further generates a delayed standby mode instruction signal STBYD in synchronization with the generated refresh time control code RTSEL and supplies it to the power management unit 140. The other configuration of the memory circuit shown in FIG. 28 is the same as that of the memory circuit shown in FIG. 15, and the corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

図29は、図28に示すリフレッシュ時間制御回路150の構成をより具体的に示す図である。この図29に示すリフレッシュ時間制御回路150は、以下の点で、図19に示すリフレッシュ時間制御回路150と、その構成が異なる。すなわち、このリフレッシュ時間制御回路150においては、低消費スタンバイモード指示信号STBYを所定時間遅延する遅延回路190と、この遅延回路190の出力信号と温度特性検知回路170に含まれるカウンタ176の出力信号とに従って遅延スタンバイモード指示信号STBYDを生成するゲート回路192とが設けられる。この図29に示すリフレッシュ時間制御回路150の他の構成は、図19に示すリフレッシュ時間制御回路150の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。   FIG. 29 is a diagram more specifically showing the configuration of refresh time control circuit 150 shown in FIG. The refresh time control circuit 150 shown in FIG. 29 differs from the refresh time control circuit 150 shown in FIG. 19 in the following points. That is, in refresh time control circuit 150, delay circuit 190 that delays low power consumption standby mode instruction signal STBY for a predetermined time, an output signal of delay circuit 190, and an output signal of counter 176 included in temperature characteristic detection circuit 170 And a gate circuit 192 for generating delayed standby mode instruction signal STBYD. The other configuration of refresh time control circuit 150 shown in FIG. 29 is the same as that of refresh time control circuit 150 shown in FIG. 19, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. .

ゲート回路192は、遅延回路190の出力信号がアサートされてHレベルとなり、またカウンタ176がカウント動作を完了し、その出力ノードNDCの信号がLレベルとなると、遅延スタンバイモード指示信号STBYDをアサートする。   Gate circuit 192 asserts delayed standby mode instruction signal STBYD when the output signal of delay circuit 190 is asserted and becomes H level, and counter 176 completes the count operation and the signal of its output node NDC becomes L level. .

図30は、図29に示すリフレッシュ時間制御回路150の動作を示すタイミング図である。以下、図30を参照して、図29に示すリフレッシュ時間制御回路150の動作について説明する。   FIG. 30 is a timing chart showing the operation of the refresh time control circuit 150 shown in FIG. Hereinafter, the operation of the refresh time control circuit 150 shown in FIG. 29 will be described with reference to FIG.

低消費スタンバイモード移行時、まず、低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサートされる。この低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサートに従って、温度特性検知回路170において正特性短周期オシレータ175が発振動作を開始し、また、カウンタ176もカウント動作を開始する。カウンタ176のカウント期間中、ノードNDCの信号はHレベルであり、短周期オシレータ177およびカウンタ178が、それぞれ、発振およびカウント動作を行なう。   At the time of shifting to the low power consumption standby mode, first, the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted. In accordance with the assertion of the low power consumption standby mode instruction signal STBY, in the temperature characteristic detection circuit 170, the positive characteristic short period oscillator 175 starts an oscillation operation, and the counter 176 also starts a count operation. During the counting period of counter 176, the signal at node NDC is at H level, and short-cycle oscillator 177 and counter 178 perform oscillation and counting operations, respectively.

カウンタ176がカウント数Nをカウントすると、カウンタ176の出力ノードNDCの信号はLレベルとなる。応じて、短周期オシレータ175および177が発振動作を停止し、また、カウンタ178がカウント動作を停止する。このときには、カウンタ178のカウント値がチューニングコード選択回路172に与えられており、チューニングコード選択回路172からのリフレッシュ時間制御コードRTSELが、確定状態となる(図26に示すように、チューニングコード選択回路172は、スタティックに選択動作を行なっている)。   When the counter 176 counts the count number N, the signal at the output node NDC of the counter 176 becomes L level. In response, short cycle oscillators 175 and 177 stop oscillating, and counter 178 stops counting. At this time, the count value of the counter 178 is given to the tuning code selection circuit 172, and the refresh time control code RTSEL from the tuning code selection circuit 172 is in a definite state (as shown in FIG. 26, the tuning code selection circuit 172 is performing a static selection operation).

一方、遅延回路190の出力信号が、このカウンタ176のカウント期間中にHレベルとなる。応じて、ゲート回路192は、カウンタ176のカウント期間が完了すると、その遅延スタンバイモード指示信号STBYDをアサートする(Hレベルに駆動する)。   On the other hand, the output signal of delay circuit 190 becomes H level during the counting period of counter 176. In response, when the count period of counter 176 is completed, gate circuit 192 asserts delayed standby mode instruction signal STBYD (drives to H level).

電源管理部140は、この遅延スタンバイモード指示信号STBYDに従って先の実施の形態1において説明したのと同じ動作制御を実行する。   The power management unit 140 executes the same operation control as described in the first embodiment in accordance with the delayed standby mode instruction signal STBYD.

カウンタ176のカウント期間の長さは、正特性短周期オシレータ175の温度特性に応じて異なる。遅延回路190は、カウンタ176がカウント期間中に、その周囲温度にかかわらずHレベルとされる。したがって、カウンタ176のカウント動作が完了すると、遅延スタンバイモード指示信号STBYDを、リフレッシュ時間制御コードRTSEL
と同期して電源管理部140へ与えることができる。
The length of the count period of the counter 176 varies depending on the temperature characteristic of the positive characteristic short period oscillator 175. The delay circuit 190 is set to H level during the count period of the counter 176 regardless of the ambient temperature. Therefore, when the count operation of counter 176 is completed, delayed standby mode instruction signal STBYD is changed to refresh time control code RTSEL.
Can be provided to the power management unit 140 in synchronization with the

遅延回路190およびゲート回路192を利用することにより、カウンタ176のカウント動作完了後に、低消費スタンバイモード時に、遅延スタンバイモード指示信号STBYDをアサートすることができる。また、低消費スタンバイ指示信号STBYに従って遅延スタンバイ指示信号DSTBYをネゲートすることができる。   By using the delay circuit 190 and the gate circuit 192, the delayed standby mode instruction signal STBYD can be asserted in the low power consumption standby mode after the counting operation of the counter 176 is completed. Further, the delayed standby instruction signal DSTBY can be negated according to the low power consumption standby instruction signal STBY.

なお、遅延回路190の有する遅延時間は、カウンタ176のカウント期間よりも長い時間に設定されてもよい。この場合、チューニングコード選択回路172の出力するリフレッシュ時間制御コードRTSELが確定状態とされて、電源管理部140においてリフレッシュ時間が選択された後に、セルフリフレッシュモード(低消費スタンバイモード)に移行することができる。   Note that the delay time of the delay circuit 190 may be set to a time longer than the count period of the counter 176. In this case, after the refresh time control code RTSEL output from the tuning code selection circuit 172 is confirmed and the power management unit 140 selects the refresh time, the self-refresh mode (low-consumption standby mode) may be entered. it can.

このリフレッシュ時間制御回路150へ、システム側から、低消費スタンバイモード指示信号STBYを信号Indiに代えて与えている。したがって、システム側で、低消費スタンバイモード指示信号STBYおよびリフレッシュ時間調整用の制御信号Indi両者を生成する必要がなく、タイミング制御が容易となる。また、1種類の信号をシステム側は生成するだけであり、その低消費スタンバイモード時のリフレッシュ時間調整のための構成が簡略化される。   A low-consumption standby mode instruction signal STBY is supplied from the system side to the refresh time control circuit 150 instead of the signal Indi. Therefore, it is not necessary on the system side to generate both the low-consumption standby mode instruction signal STBY and the refresh time adjustment control signal Indi, and the timing control is facilitated. Further, only one type of signal is generated on the system side, and the configuration for refresh time adjustment in the low power consumption standby mode is simplified.

また、リフレッシュ時間制御回路150へは、スタンバイモード指示信号STBYに従って内部でリフレッシュ時間選択動作が完了した後に、これと同期して遅延スタンバイモード指示信号STBYDをアサートして電源管理部140へ与えている。したがって、電源管理部140においては、低消費スタンバイモード移行時に、確実に、チップ温度(周囲温度)に応じたリフレッシュ時間を設定することができる。   Further, after the refresh time selection operation is completed internally in accordance with the standby mode instruction signal STBY, the delayed standby mode instruction signal STBYD is asserted to the refresh time control circuit 150 and supplied to the power management unit 140 in synchronization with this. . Therefore, the power management unit 140 can reliably set the refresh time according to the chip temperature (ambient temperature) when shifting to the low power consumption standby mode.

(実施の形態8)
図31は、この発明の実施の形態8に従うメモリ回路の全体の構成を概略的に示す図である。この図31に示すメモリ回路は、以下の点で、図28に示すメモリ回路と、その構成が異なる。すなわち、リフレッシュ時間制御回路150に対し、ウェークアップ信号ALIVEと低消費スタンバイモード指示信号STBYを受けるAND回路195が設けられる。このAND回路195の出力信号MODFのアサート時、リフレッシュ時間制御回路150が、内部で温度に応じたリフレッシュ時間選択動作を行ない、リフレッシュ時間制御コードRTSELを更新する。この図31に示すメモリ回路の他の構成は、図28に示すメモリ回路の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
(Embodiment 8)
FIG. 31 schematically shows a whole structure of the memory circuit according to the eighth embodiment of the present invention. The memory circuit shown in FIG. 31 differs from the memory circuit shown in FIG. 28 in the following points. That is, an AND circuit 195 that receives wakeup signal ALIVE and low power consumption standby mode instruction signal STBY is provided for refresh time control circuit 150. When the output signal MODF of the AND circuit 195 is asserted, the refresh time control circuit 150 internally performs a refresh time selection operation corresponding to the temperature, and updates the refresh time control code RTSEL. The other configuration of the memory circuit shown in FIG. 31 is the same as that of the memory circuit shown in FIG. 28. Corresponding portions are allotted with the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図32は、図31に示す電源管理部140に含まれるレジスタ回路160とそれに関連する部分の構成を概略的に示す図である。図32において、レジスタ回路160に対し、ウェークアップ信号ALIVEと遅延スタンバイモード指示信号STBYDとに従ってパルス信号を発生するパルス発生回路200が設けられる。このパルス発生回路200は、ウェークアップ信号ALIVEのネゲート状態への移行または遅延スタンバイモード指示信号STBYDのアサート状態への移行に従って所定の時間幅を有するワンショットパルス信号を発生する。   FIG. 32 schematically shows a configuration of register circuit 160 included in power supply management unit 140 shown in FIG. 32, a pulse generation circuit 200 that generates a pulse signal in accordance with wake-up signal ALIVE and delayed standby mode instruction signal STBYD is provided for register circuit 160. Pulse generation circuit 200 generates a one-shot pulse signal having a predetermined time width in accordance with the transition of wakeup signal ALIVE to the negated state or the transition of delayed standby mode instruction signal STBYD to the asserted state.

レジスタ回路160は、セレクタSLKAが、このパルス発生回路200からのパルス信号に従って活性化され、リフレッシュ時間制御回路150から与えられるリフレッシュ時間制御コードRTSELに従ってレジスタReg1−Regmのいずれかの格納値を選択して、リフレッシュ時間設定値REFTAとして出力する。   In register circuit 160, selector SLKA is activated in accordance with the pulse signal from pulse generation circuit 200, and selects one of the values stored in registers Reg1-Regm in accordance with refresh time control code RTSEL provided from refresh time control circuit 150. And output as the refresh time set value REFTA.

図33は、図31および図32に示すメモリ回路の動作を示すタイミング図である。以下、図33を参照して、図31および図32に示す電源管理部140およびリフレッシュ時間制御回路150の動作について説明する。   FIG. 33 is a timing chart representing an operation of the memory circuit shown in FIGS. Hereinafter, operations of the power management unit 140 and the refresh time control circuit 150 shown in FIGS. 31 and 32 will be described with reference to FIG.

時刻t10において、低消費スタンバイモード指示信号STBYがシステム側においてアサートされる。このとき、ウェークアップ信号ALIVEは、アサート状態である。したがって、AND回路195の出力信号MODFがアサートされ、リフレッシュ時間制御回路150が、内部でリフレッシュ時間選択動作(温度検知および制御ビットの生成)を実行する。   At time t10, the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted on the system side. At this time, the wake-up signal ALIVE is in an asserted state. Therefore, the output signal MODF of the AND circuit 195 is asserted, and the refresh time control circuit 150 internally performs a refresh time selection operation (temperature detection and control bit generation).

リフレッシュ時間制御回路150において選択動作が完了すると、時刻t11において、リフレッシュ時間制御コードRTSELが確定し、また、これと同期して遅延スタンバイモード指示信号STBYDがアサートされる。遅延スタンバイモード指示信号STBYDのアサートに従って、図32に示すパルス発生回路200がワンショットのパルス信号を生成する。応じて、レジスタ回路160において、セレクタSLKAが活性化され、このリフレッシュ時間制御コードRTSELに従ってレジスタReg1−Regmのいずれかの格納値を選択して、リフレッシュ時間設定値REFTAを生成する。内部でリフレッシュが実行されるとき、スタンバイモード移行時のチップ温度(周囲温度)に応じたリフレッシュ時間でリフレッシュが実行される。   When the selection operation is completed in refresh time control circuit 150, refresh time control code RTSEL is determined at time t11, and delayed standby mode instruction signal STBYD is asserted in synchronization therewith. In accordance with the assertion of delayed standby mode instruction signal STBYD, pulse generation circuit 200 shown in FIG. 32 generates a one-shot pulse signal. In response, selector SLKA is activated in register circuit 160, and any stored value of registers Reg1-Regm is selected in accordance with refresh time control code RTSEL to generate refresh time set value REFTA. When the refresh is executed internally, the refresh is executed with a refresh time corresponding to the chip temperature (ambient temperature) at the time of transition to the standby mode.

時刻t12において、リフレッシュ期間が完了すると、ウェークアップ信号ALIVEがネゲートされる。応じて、AND回路195の出力信号MODFがネゲートされ、リフレッシュ時間制御回路150の内部回路(オシレータおよびカウンタ)がリセットされる。このとき、ウェークアップ信号ALIVEのネゲートに従ってパルス発生回路200がワンショットのパルス信号を生成する。しかしながら、このとき、リフレッシュ時間制御回路150においては新たな温度検知動作は行なわれていない。従って、リフレッシュ時間制御コードRTSELは、時刻t11において確定されたリフレッシュ時間制御コードAと同じ値である(温度検知回路170の内部リフレッシュを、レジスタ回路160の更新よりも遅れて実行する)。したがって、レジスタ回路160からのリフレッシュ時間設定値REFTAも、時刻t11において設定された値Aと同じ値である。   When the refresh period is completed at time t12, the wakeup signal ALIVE is negated. In response, output signal MODF of AND circuit 195 is negated, and the internal circuit (oscillator and counter) of refresh time control circuit 150 is reset. At this time, the pulse generation circuit 200 generates a one-shot pulse signal in accordance with the negation of the wake-up signal ALIVE. At this time, however, the refresh time control circuit 150 does not perform a new temperature detection operation. Therefore, the refresh time control code RTSEL has the same value as the refresh time control code A determined at time t11 (the internal refresh of the temperature detection circuit 170 is executed later than the update of the register circuit 160). Therefore, the refresh time set value REFTA from the register circuit 160 is also the same value as the value A set at time t11.

時刻t13において再び、ウェークアップ信号ALIVEがアサートされると、再び、AND回路195の出力信号MODFがアサートされる。応じて、リフレッシュ時間制御回路150において再び、チップ温度に応じたリフレッシュ時間制御コードRTSELの生成動作が行なわれ、リフレッシュ時間制御コードRTSELが、チップ温度に応じた値Bに更新される。このとき、まだ、図32に示すパルス発生回路200は、パルスを発生しないため、レジスタ回路160の出力するリフレッシュ時間設定値REFTAは、先の値Aに維持される。   When the wakeup signal ALIVE is asserted again at time t13, the output signal MODF of the AND circuit 195 is asserted again. In response, refresh time control circuit 150 again generates refresh time control code RTSEL corresponding to the chip temperature, and refresh time control code RTSEL is updated to a value B corresponding to the chip temperature. At this time, since the pulse generation circuit 200 shown in FIG. 32 does not generate a pulse yet, the refresh time setting value REFTA output from the register circuit 160 is maintained at the previous value A.

ウェークアップ信号ALIVEが、時刻t14においてネゲートされると、図32に示すパルス発生回路200がワンショットのパルス信号を生成し、レジスタ回路160において、セレクタSLKAが新たに選択動作を行ない、新たなリフレッシュ時間設定値REFTA(B)を出力する。   When wake-up signal ALIVE is negated at time t14, pulse generation circuit 200 shown in FIG. 32 generates a one-shot pulse signal, and selector SLKA performs a new selection operation in register circuit 160, and a new refresh time The set value REFTA (B) is output.

したがって、低消費スタンバイモード移行時、最初のリフレッシュ期間および次の第2回目のリフレッシュ期間においては、同じリフレッシュ時間でリフレッシュが行なわれる。この場合、低消費スタンバイモード移行時から2回目のリフレッシュ期間までの時間(t13から時刻t10)の間は短く、このメモリ回路の動作温度(チップ温度)はそれほど変化せず、特に問題は生じない。   Therefore, at the time of shifting to the low power consumption standby mode, refresh is performed with the same refresh time in the first refresh period and the next second refresh period. In this case, the time from the transition to the low power consumption standby mode to the second refresh period (t13 to time t10) is short, and the operating temperature (chip temperature) of this memory circuit does not change so much, and no particular problem occurs. .

長期にわたって低消費スタンバイモードが維持される場合、メモリ回路が通常動作モードから低消費スタンバイモードに入ると、次第にチップ温度(周囲温度)が低下していくことが期待できる。すなわち、低消費スタンバイモードに移行した直後は、リフレッシュ時間tREFは短くても、この時間が経過するにつれて、リフレッシュ時間tREFが長くなることが期待できる。これにより、チップ温度に応じて適当な時間間隔をおいてリフレッシュ時間tREFに従ってデータ保持を行なうことができ、データ保持スタンバイ電流をより低減することができる。   When the low power consumption standby mode is maintained for a long time, it can be expected that the chip temperature (ambient temperature) gradually decreases when the memory circuit enters the low power consumption standby mode from the normal operation mode. That is, immediately after the transition to the low power consumption standby mode, even if the refresh time tREF is short, it can be expected that the refresh time tREF becomes longer as this time elapses. As a result, data can be held according to the refresh time tREF at an appropriate time interval according to the chip temperature, and the data holding standby current can be further reduced.

なお、遅延スタンバイモード指示信号STBYDのアサート移行に応答して、リフレッシュ時間制御回路150の内部をリセットする構成が用いられてもよい。この場合、ウェークアップ信号ALIVEおよび低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサート状態であり、リフレッシュ時間制御回路150は、再び、発振およびカウント動作を開始することができる。これにより、時刻t12において、新たなリフレッシュ時間制御コードに従って、リフレッシュ期間設定値REFTAを更新することができる。   A configuration in which the inside of the refresh time control circuit 150 is reset in response to the assertion transition of the delayed standby mode instruction signal STBYD may be used. In this case, wakeup signal ALIVE and low power consumption standby mode instruction signal STBY are in an asserted state, and refresh time control circuit 150 can again start oscillation and counting operations. Thereby, at time t12, the refresh period setting value REFTA can be updated according to the new refresh time control code.

以上のように、この発明の実施の形態8に従えば、スタンバイモード移行時および以後のセルフリフレッシュ動作開始時に、チップ温度(周囲温度)に従ってリフレッシュ時間設定情報を更新している。これにより、低消費スタンバイモード時においてチップ温度が徐々に低下する場合でも、リフレッシュ時間を調整することができ、データ保持スタンバイ電流を低減することができる。   As described above, according to the eighth embodiment of the present invention, the refresh time setting information is updated according to the chip temperature (ambient temperature) at the time of transition to the standby mode and at the start of the subsequent self-refresh operation. Thereby, even when the chip temperature gradually decreases in the low power consumption standby mode, the refresh time can be adjusted, and the data holding standby current can be reduced.

(実施の形態9)
図34は、この発明の実施の形態9に従うメモリ回路の全体の構成を概略的に示す図である。この図34に示すメモリ回路は、以下の点で、図15に示すメモリ回路とその構成が異なる。すなわち、電源制御回路35においては、リフレッシュクロック発生回路12は設けられない。一方、電源管理部140に対しては、与えられる外部クロック信号CLKは、図10に示す構成と同様、通常動作モード時とスタンバイモード時とでその周波数が切換えられる。すなわち、外部クロック信号CLKは、通常動作モード時においては高速のクロック信号である。一方、低スタンバイモード移行時においては、システム側では、低消費スタンバイモード時においては、このロジックブロック(プロセッサ等のロジック回路)の消費電流も低減するため、外部クロック信号CLKを、たとえば32KHz程度の低周波数のクロック信号に切換える。
(Embodiment 9)
FIG. 34 schematically shows an overall configuration of the memory circuit according to the ninth embodiment of the present invention. The memory circuit shown in FIG. 34 differs from the memory circuit shown in FIG. 15 in the following points. That is, the power supply control circuit 35 is not provided with the refresh clock generation circuit 12. On the other hand, the frequency of external clock signal CLK applied to power management unit 140 is switched between the normal operation mode and the standby mode, as in the configuration shown in FIG. That is, external clock signal CLK is a high-speed clock signal in the normal operation mode. On the other hand, when shifting to the low standby mode, the system side reduces the current consumption of this logic block (logic circuit such as a processor) in the low power consumption standby mode. Switch to a low-frequency clock signal.

電源管理部140は、低消費スタンバイモード期間中、外部クロック信号CLKがHレベルの期間中、たとえば15nsの適当な周期で発振するオシレータにより、内部クロック信号intCLKを生成する。DRAMコアにおいては、この内部クロック信号intCLKをリフレッシュクロックとして用いて、リフレッシュ動作を実行する。   The power management unit 140 generates the internal clock signal intCLK by an oscillator that oscillates at an appropriate period of, for example, 15 ns during the low power consumption standby mode period and the external clock signal CLK is at the H level. In the DRAM core, this internal clock signal intCLK is used as a refresh clock to perform a refresh operation.

この図34に示すメモリ回路の他の構成は、図15に示すメモリ回路と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。   The other configuration of the memory circuit shown in FIG. 34 is the same as that of the memory circuit shown in FIG. 15. Corresponding portions are allotted with the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図35は、図34に示す電源管理部140の内部クロック信号intCLKとリフレッシュ指示信号/SREFを発生する部分の構成を概略的に示す図である。この内部クロック生成回路210は、図17に示す内部クロック生成回路169に対応し、リフレッシュ指示信号発生回路220は、図17に示す第2カウンタ160に対応する。   FIG. 35 schematically shows a structure of a portion for generating internal clock signal intCLK and refresh instruction signal / SREF of power management unit 140 shown in FIG. Internal clock generation circuit 210 corresponds to internal clock generation circuit 169 shown in FIG. 17, and refresh instruction signal generation circuit 220 corresponds to second counter 160 shown in FIG.

図35において、内部クロック生成回路210は、活性化時発振動作を行なうオシレータ212と、低消費スタンバイモード指示信号STBYに従って、オシレータ212の出力パルス信号と外部クロック信号CLKの一方を選択して内部クロック信号intCLKを生成するセレクタ214を含む。   In FIG. 35, internal clock generation circuit 210 selects one of the output pulse signal of oscillator 212 and external clock signal CLK in accordance with oscillator 212 that oscillates when activated and low-consumption standby mode instruction signal STBY. A selector 214 that generates a signal intCLK is included.

オシレータ212は、リフレッシュ指示信号/SREFがLレベルでありかつ外部クロック信号CLKがHレベルのときに発振動作を行なう。オシレータ212は、前述のように、たとえば15nsの周期で発振するオシレータである。このオシレータ212は、温度検出機能は要求されず、その発振周波数は、温度依存性が少ないように調整される。また、電源電圧VDDを、オシレータ212のハイ側電源電圧として利用する。   Oscillator 212 oscillates when refresh instruction signal / SREF is at L level and external clock signal CLK is at H level. As described above, the oscillator 212 is an oscillator that oscillates at a period of 15 ns, for example. This oscillator 212 is not required to have a temperature detection function, and its oscillation frequency is adjusted so as to be less temperature dependent. Further, the power supply voltage VDD is used as the high-side power supply voltage of the oscillator 212.

セレクタ214は、低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサートされたときには、オシレータ212の出力パルス信号を選択し、低消費スタンバイモード指示信号STBYがネゲートされると、外部クロック信号CLKを選択する。   The selector 214 selects the output pulse signal of the oscillator 212 when the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted, and selects the external clock signal CLK when the low power consumption standby mode instruction signal STBY is negated.

リフレッシュ指示信号発生回路220は、低消費スタンバイモード移行時および低消費スタンバイモードにおける電源復帰時にパルス信号を生成するパルス発生回路221および222を含む。パルス発生回路221は、電源レディ信号PWR_RDYのアサートへの移行に応答してワンショットのパルス信号を生成する。パルス発生回路222は、低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサートへの移行に応答してワンショットのパルス信号を生成する。   Refresh instruction signal generation circuit 220 includes pulse generation circuits 221 and 222 that generate pulse signals when shifting to a low power consumption standby mode and when power is restored in the low power consumption standby mode. The pulse generation circuit 221 generates a one-shot pulse signal in response to the transition to the assertion of the power supply ready signal PWR_RDY. The pulse generation circuit 222 generates a one-shot pulse signal in response to the transition to the assertion of the low power consumption standby mode instruction signal STBY.

リフレッシュ指示信号発生回路220は、さらに、パルス発生回路221のパルス信号と低消費スタンバイモード指示信号STBYを受けるAND回路223と、パルス発生回路222の出力信号と外部クロック信号CLKを受けるAND回路224と、これらのAND回路223および224の出力信号を受けるOR回路225を含む。   Refresh instruction signal generation circuit 220 further includes an AND circuit 223 that receives the pulse signal of pulse generation circuit 221 and the low-consumption standby mode instruction signal STBY, and an AND circuit 224 that receives the output signal of pulse generation circuit 222 and external clock signal CLK. OR circuit 225 receiving the output signals of AND circuits 223 and 224.

AND回路223は、したがって、低消費スタンバイモード時、内部の電源復帰時に、ワンショットのHレベルとなるパルス信号を生成する。AND回路224は、低消費スタンバイモード移行時、外部クロック信号CLKがHレベルのときに、ワンショットのパルス信号を生成する。したがって、OR回路225からは、スタンバイモード移行時または内部での電源復帰時に、ワンショットのパルス信号が生成される。   Therefore, the AND circuit 223 generates a one-shot pulse signal that becomes H level when the internal power supply is restored in the low power consumption standby mode. The AND circuit 224 generates a one-shot pulse signal when the external clock signal CLK is at the H level during the transition to the low power consumption standby mode. Therefore, a one-shot pulse signal is generated from the OR circuit 225 at the time of transition to the standby mode or when the power supply is restored internally.

リフレッシュ指示信号発生回路220は、さらに、活性化時、内部クロック信号intCLKをカウントするカウンタ226と、カウンタ226のカウントアップ信号に応答してセットされかつOR回路225の出力信号に従ってリセットされるセット/リセットフリップフロップ227を含む。   Refresh instruction signal generation circuit 220 is further set to a counter 226 that counts internal clock signal intCLK at the time of activation, and a set / set that is set in response to the count up signal of counter 226 and reset in accordance with the output signal of OR circuit 225 A reset flip-flop 227 is included.

カウンタ226は、低消費スタンバイモード指示信号STBYおよびウェークアップ信号ALIVEがHレベルのとき(アサート状態のとき)、すなわち、低消費スタンバイモード時において、ウェークアップ信号ALIVEがアサート期間中、内部信号intCLKを、リフレッシュサイクル数NREFカウントすると、ワンショットのカウントアップ信号を生成する。   The counter 226 refreshes the internal signal intCLK while the low power consumption standby mode instruction signal STBY and the wakeup signal ALIVE are at the H level (asserted), that is, in the low power consumption standby mode, while the wakeup signal ALIVE is asserted. When the number of cycles NREF is counted, a one-shot count-up signal is generated.

セット/リセットフリップフロップ227は、その出力Qからリフレッシュ指示信号/SREFを生成する。したがって、リフレッシュ指示信号/SREFは、OR回路225の出力信号がHレベルとなるとアサートされ、カウンタ226のカウント値がリフレッシュサイクル数NREFになり、全メモリ空間がリフレッシュされると、ネゲートされる。   Set / reset flip-flop 227 generates refresh instruction signal / SREF from its output Q. Therefore, refresh instruction signal / SREF is asserted when the output signal of OR circuit 225 goes high, and negated when the count value of counter 226 reaches refresh cycle number NREF and the entire memory space is refreshed.

ここで、AND回路223を用いているのは、システム立上げ時の電源投入時に、電源レディ信号PWR_RDYが立上がり、内部で低消費リフレッシュモードに入るのを防止するためである。   Here, the AND circuit 223 is used to prevent the power supply ready signal PWR_RDY from rising and entering the low power consumption refresh mode internally when the power is turned on at the time of system startup.

図36は、この発明の実施の形態9に従うメモリ回路の動作を示すタイミング図である
。以下、図36を参照して、図34および図35に示す回路の動作について説明する。
FIG. 36 is a timing diagram representing an operation of the memory circuit according to the ninth embodiment of the present invention. The operation of the circuits shown in FIGS. 34 and 35 will be described below with reference to FIG.

低消費スタンバイモード移行時、まず、システムのコントローラまたはプロッセサ(ロジック回路)側では、外部クロック信号CLKの周波数を低周波に切換える。この後、低消費スタンバイモード指示信号STBYがアサートされる。   At the time of shifting to the low power consumption standby mode, the frequency of the external clock signal CLK is first switched to a low frequency on the controller or processor (logic circuit) side of the system. Thereafter, the low power consumption standby mode instruction signal STBY is asserted.

電源管理部140においては、リフレッシュ指示信号発生回路220のパルス発生回路222が、この低消費スタンバイモード指示信号のアサートに従ってワンショットのパルス信号を生成する。すなわち、サイクルT1において、外部クロック信号CLKがHレベルに立上がると、AND回路224およびOR回路225を介してフリップフロップ227がリセットされ、リフレッシュ指示信号/SREFがアサートされる。   In the power management unit 140, the pulse generation circuit 222 of the refresh instruction signal generation circuit 220 generates a one-shot pulse signal in accordance with the assertion of the low power consumption standby mode instruction signal. That is, when external clock signal CLK rises to H level in cycle T1, flip-flop 227 is reset via AND circuit 224 and OR circuit 225, and refresh instruction signal / SREF is asserted.

このリフレッシュ指示信号/SREFのアサートに応答して、内部クロック生成回路210においてオシレータ212が活性化され、所定のたとえば15nsの周期で発振する。セレクタ214は、低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサートに従って、オシレータ212の出力信号を選択する。したがって、内部クロック信号intCLKが、この時刻T1の後所定の時間をおいて、サイクルTa1から順次発行される。DRAMコアの制御部30においては、このリフレッシュ指示信号/SREFのアサート時、内部クロック信号intCLKに従ってリフレッシュ動作を実行するための制御信号を生成する(ロウアクセスを実行させる)。   In response to the assertion of refresh instruction signal / SREF, oscillator 212 is activated in internal clock generation circuit 210 and oscillates at a predetermined cycle of, for example, 15 ns. The selector 214 selects the output signal of the oscillator 212 in accordance with the assertion of the low power consumption standby mode instruction signal STBY. Therefore, internal clock signal intCLK is issued sequentially from cycle Ta1 after a predetermined time after time T1. In the control unit 30 of the DRAM core, when the refresh instruction signal / SREF is asserted, a control signal for executing the refresh operation is generated according to the internal clock signal intCLK (row access is executed).

カウンタ226は、低消費スタンバイモード時、ウェークアップ信号ALIVEがアサート状態にあると、内部クロック信号intCLKをカウントし、メモリコアにおけるリフレッシュサイクル数NREFまで、カウントアップする。内部クロック信号intCLKのサイクルTaNREFとなると、カウンタ226の出力するカウントアップ信号がアサートされる。応じて、セット/リセットフリップフロップ227がセットされ、リフレッシュ指示信号/SREFがネゲートされる。応じて、オシレータ212が、その発振動作を停止し、内部クロック信号intCLKは、Lレベルに固定される。   In the low power consumption standby mode, the counter 226 counts the internal clock signal intCLK and counts up to the number of refresh cycles NREF in the memory core when the wakeup signal ALIVE is asserted. When the cycle TaNREF of the internal clock signal intCLK is reached, the count-up signal output from the counter 226 is asserted. In response, set / reset flip-flop 227 is set, and refresh instruction signal / SREF is negated. Responsively, oscillator 212 stops its oscillation operation, and internal clock signal intCLK is fixed at the L level.

リフレッシュ指示信号/SREFがネゲートされると、所定時間経過後に、ウェークアップ信号ALIVEがネゲートされる(図17参照)。これにより、電源制御回路35においても、内部の電源供給が停止される。DRAMコアのI/O部20においては、既にパワーダウン指示信号PDおよび/PDがスタンバイモード移行時にアサートされており、その電源電圧の供給は停止されている。   When refresh instruction signal / SREF is negated, wake-up signal ALIVE is negated after a predetermined time (see FIG. 17). Thereby, also in the power supply control circuit 35, the internal power supply is stopped. In the I / O unit 20 of the DRAM core, the power down instruction signals PD and / PD have already been asserted at the time of transition to the standby mode, and the supply of the power supply voltage is stopped.

ウェークアップ信号ALIVEは、電源管理部140において、リフレッシュ時間制御回路150からのリフレッシュ時間制御コードRTSELにより規定される期間、ネゲート状態に維持される。ウェークアップ信号ALIVEがネゲートされると、続いて、電源レディ信号PWR_RDYもネゲートされ、電源制御回路35内の電圧VPP等の全ての内部電圧の発生動作が停止される。   The wake-up signal ALIVE is maintained in a negated state in the power management unit 140 for a period defined by the refresh time control code RTSEL from the refresh time control circuit 150. When the wakeup signal ALIVE is negated, the power supply ready signal PWR_RDY is also negated, and the generation operation of all internal voltages such as the voltage VPP in the power supply control circuit 35 is stopped.

所定のリフレッシュ間隔期間が経過すると、サイクルTnの外部クロック信号CLKの立上がりに同期して、ウェークアップ信号ALIVEがアサートされる。このウェークアップ信号ALIVEのアサートに従って、カウンタ226がイネーブルされる。このとき内部クロック信号intCLKは、まだ生成されていないため、カウンタ226のカウント値は更新されない。   When a predetermined refresh interval elapses, the wakeup signal ALIVE is asserted in synchronization with the rising of the external clock signal CLK in the cycle Tn. The counter 226 is enabled in accordance with the assertion of the wakeup signal ALIVE. At this time, since the internal clock signal intCLK has not yet been generated, the count value of the counter 226 is not updated.

ウェークアップ信号ALIVEがアサートされると、電源制御回路35において内部電圧が再び生成され、これらの内部電圧の電圧レベルまたは内部電圧を生成する基準電圧が所定値に復帰すると、電源レディ信号PWR_RDYがアサートされる。この電源レディ
信号PWR_RDYのアサートに従って、図35に示すパルス発生回路221がワンショットのパルス信号を生成する。応じて、AND回路223およびOR回路225を介して、セット/リセットフリップフロップ227がリセットされ、再び、リフレッシュ指示信号/SREFがアサートされる。
When the wake-up signal ALIVE is asserted, internal voltages are generated again in the power supply control circuit 35. When the voltage level of these internal voltages or the reference voltage for generating the internal voltage returns to a predetermined value, the power supply ready signal PWR_RDY is asserted. The In accordance with the assertion of power supply ready signal PWR_RDY, pulse generation circuit 221 shown in FIG. 35 generates a one-shot pulse signal. In response, set / reset flip-flop 227 is reset via AND circuit 223 and OR circuit 225, and refresh instruction signal / SREF is asserted again.

このリフレッシュ指示信号/SREFのアサートに従って、オシレータ212が発振動作を開始し、内部クロック信号intCLKが生成される。したがって、再び、内部クロック信号intCLKのサイクルTanからサイクルTan+NREF−1の期間、リフレッシュアドレスQA[1]からQA[NREF]が順次生成されて、集中リフレッシュが実行される。この集中リフレッシュが完了すると、再び、リフレッシュ指示信号/SREFがネゲートされて、再び、電源制御回路35をパワーダウンモードに設定する。以降、これらの一連の動作が、低消費スタンバイモードが設定されている期間、繰返し実行される。   In accordance with the assertion of refresh instruction signal / SREF, oscillator 212 starts an oscillation operation, and internal clock signal intCLK is generated. Therefore, again, refresh addresses QA [1] to QA [NREF] are sequentially generated during the cycle Tan to cycle Tan + NREF-1 of the internal clock signal intCLK, and centralized refresh is executed. When this centralized refresh is completed, the refresh instruction signal / SREF is negated again to set the power supply control circuit 35 to the power down mode again. Thereafter, a series of these operations are repeatedly executed while the low power consumption standby mode is set.

期間PA、PB、PC、およびPDは、先の実施の形態1の場合と同じである。また、電源制御回路35におけるウェークアップ信号ALIVEのネゲート時の電源遮断およびパワーダウンモード指示信号PDおよび/PDのアサート時の制御部30におけるI/O部20における電源遮断の制御は、先の実施の形態1の場合と同じである(図4および図5参照)。   Periods PA, PB, PC, and PD are the same as those in the first embodiment. In addition, the power cut-off control in the I / O unit 20 in the control unit 30 in the control unit 30 when the wake-up signal ALIVE is negated in the power control circuit 35 and the power-down mode instruction signals PD and / PD are asserted This is the same as in the case of Form 1 (see FIGS. 4 and 5).

この場合においても、リフレッシュ時間制御回路150は、図36のタイミング図には示していないものの、システム側から与えられる信号Indiに従って、リフレッシュ期間のチップ温度に応じて調整する。このリフレッシュ時間の調整のために、先の実施の形態7または8の構成が利用されてもよい。   Also in this case, the refresh time control circuit 150 adjusts according to the chip temperature in the refresh period according to the signal Indi given from the system side, although not shown in the timing chart of FIG. In order to adjust the refresh time, the configuration of the previous embodiment 7 or 8 may be used.

以上のように、この発明の実施の形態9に従えば、低消費スタンバイモード時、周波数が低くされる外部クロック信号CLKを利用して、リフレッシュクロックを生成している。したがって、電源制御回路35において、リフレッシュクロックPHYを生成する回路が不要となり、さらに、消費電流を低減することができる。また、先の実施の形態6から8と同様の効果をも得ることができる。   As described above, according to the ninth embodiment of the present invention, the refresh clock is generated using the external clock signal CLK whose frequency is lowered in the low power consumption standby mode. Therefore, the power supply control circuit 35 does not require a circuit for generating the refresh clock PHY, and the current consumption can be reduced. In addition, the same effects as in the previous sixth to eighth embodiments can be obtained.

(実施の形態10)
図37は、この発明の実施の形態10に従うメモリ回路の全体の構成を概略的に示す図である。図37に示すメモリ回路は、図34に示すメモリ回路と、その構成が、以下の点で異なる。すなわち、リフレッシュ時間制御回路150へは、ウェークアップ信号ALIVEと低消費スタンバイモード指示信号STBYを受けるAND回路195の出力信号MODFがリフレッシュ時間調整起動信号として与えられる。この図37に示すメモリ回路の他の構成は、図34に示すメモリ回路の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付しその詳細説明は省略する。
(Embodiment 10)
FIG. 37 schematically shows a whole structure of the memory circuit according to the tenth embodiment of the invention. In FIG. The memory circuit shown in FIG. 37 differs from the memory circuit shown in FIG. 34 in the following points. That is, to refresh time control circuit 150, output signal MODF of AND circuit 195 receiving wake-up signal ALIVE and low power consumption standby mode instruction signal STBY is applied as a refresh time adjustment activation signal. The other configuration of the memory circuit shown in FIG. 37 is the same as that of the memory circuit shown in FIG. 34, and the corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

この図37に示すメモリ回路の構成は、実質的に、実施の形態8および9に示す構成を組合せたものと等価である。したがって、この図37に示すメモリ回路の構成においても、より消費電流を低減することができる。また、スタンバイモードの設定時間の経過につれて周囲温度が変化しても、正確に、チップ温度に応じたリフレッシュ時間を設定することができ、消費電流を低減することができる。   The configuration of the memory circuit shown in FIG. 37 is substantially equivalent to a combination of the configurations shown in the eighth and ninth embodiments. Therefore, even in the configuration of the memory circuit shown in FIG. 37, current consumption can be further reduced. Further, even if the ambient temperature changes as the standby mode setting time elapses, it is possible to accurately set the refresh time according to the chip temperature and reduce the current consumption.

この図37においては、さらに、メモリ管理ユニット252およびクロック発生回路254を示す。これらのメモリ管理ユニット252およびクロック発生回路254は、メモリ回路外部のロジック回路部またはロジック回路周辺部に設けられる。メモリ管理ユニット252は、図示しないプロセッサなどのロジックからのアクセス要求に従ってアドレス
信号ADDおよびコマンドCMDを生成するとともに、スリープモード指示信号SLEEPに従って低消費スタンバイモード指示信号STBYをアサートする。
In FIG. 37, a memory management unit 252 and a clock generation circuit 254 are further shown. The memory management unit 252 and the clock generation circuit 254 are provided in the logic circuit portion outside the memory circuit or in the logic circuit peripheral portion. The memory management unit 252 generates an address signal ADD and a command CMD according to an access request from logic such as a processor (not shown), and asserts a low power consumption standby mode instruction signal STBY according to the sleep mode instruction signal SLEEP.

スリープモード指示信号SLEEPは、所定時間以上ロジック回路の処理が停止されているときまたは外部からのスタンバイ指示信号に従ってアサートされる。クロック発生回路254は、このスリープモード指示信号SLEEPのアサートに従って、生成するクロック信号CLKの周波数を高周波数から低周波数へ切換える。クロック発生回路254からのクロック信号CLKが、システムLSIが形成される半導体チップ上のDRAMコアおよびロジック回路などの各回路ブロックへ与えられる。   The sleep mode instruction signal SLEEP is asserted when the processing of the logic circuit is stopped for a predetermined time or in accordance with an external standby instruction signal. The clock generation circuit 254 switches the frequency of the generated clock signal CLK from the high frequency to the low frequency in accordance with the assertion of the sleep mode instruction signal SLEEP. Clock signal CLK from clock generation circuit 254 is applied to each circuit block such as a DRAM core and a logic circuit on a semiconductor chip on which a system LSI is formed.

以上のように、この発明の実施の形態10に従えば、低消費スタンバイモード時に、クロック信号が低周波数クロック信号とされる構成において、ウェークアップ信号と低消費スタンバイモード指示信号とに従ってリフレッシュ時間制御コードを生成している。したがって、スタンバイモードの移行後、時間の経過に伴ってチップ温度が変化しても、温度変化に追随して最適値にリフレッシュ時間を設定することができ、データ保持のためのスタンバイ電流を低減することができる。   As described above, according to the tenth embodiment of the present invention, in the configuration in which the clock signal is a low frequency clock signal in the low power consumption standby mode, the refresh time control code according to the wakeup signal and the low power consumption standby mode instruction signal Is generated. Therefore, even if the chip temperature changes over time after the transition to the standby mode, the refresh time can be set to the optimum value following the temperature change, and the standby current for data retention is reduced. be able to.

なお、この実施の形態10に従うメモリ回路の動作については説明していないが、先の実施の形態8と同様、ウェークアップ信号ALIVEのアサート時に、リフレッシュ時間制御回路150が、リフレッシュ時間制御コードRTSELの更新を行ない、電源管理部140において、ウェークアップ信号ALIVEのネゲート時に、そのリフレッシュ制御ビットに従ってリフレッシュ時間tREFを設定する。最初のリフレッシュ期間においては、スタンバイ指示信号STBYのアサートに従ってリフレッシュ時間制御コードRTSELを設定する。電源管理部140において、遅延スタンバイモード指示信号STBYDのアサートへの移行に従ってリフレッシュ時間更新がイネーブルされ、リフレッシュ時間制御コードRTSELに従ってリフレッシュ時間を設定する。   Although the operation of the memory circuit according to the tenth embodiment has not been described, the refresh time control circuit 150 updates the refresh time control code RTSEL when the wakeup signal ALIVE is asserted, as in the previous eighth embodiment. The power management unit 140 sets the refresh time tREF according to the refresh control bit when the wakeup signal ALIVE is negated. In the first refresh period, the refresh time control code RTSEL is set according to the assertion of the standby instruction signal STBY. In power management unit 140, refresh time update is enabled according to the transition to assertion of delayed standby mode instruction signal STBYD, and the refresh time is set according to refresh time control code RTSEL.

したがって、その電源管理部140のレジスタ回路の構成およびリフレッシュ時間制御回路150の内部構成としては、先の実施の形態8の構成を利用することができる。   Therefore, the configuration of the eighth embodiment can be used as the configuration of the register circuit of power supply management unit 140 and the internal configuration of refresh time control circuit 150.

(実施の形態11)
図38は、この発明の実施の形態11に従うリフレッシュ時間制御回路150の構成を概略的に示す図である。この図38に示すリフレッシュ時間制御回路170においては、短周期オシレータ175および177は、信号Indiのアサート時に発振動作を実行する。カウンタ176および178は、信号Indiのアサート時、短周期オシレータ175および177のそれぞれの出力パルス信号をカウントする。
(Embodiment 11)
FIG. 38 schematically shows a structure of refresh time control circuit 150 according to the eleventh embodiment of the present invention. In the refresh time control circuit 170 shown in FIG. 38, the short-cycle oscillators 175 and 177 perform an oscillation operation when the signal Indi is asserted. The counters 176 and 178 count the output pulse signals of the short cycle oscillators 175 and 177 when the signal Indi is asserted.

この温度特性検知回路170においては、さらに、カウンタ176および178のカウント値を減算する減算回路260が設けられる。カウンタ176および178は、信号Indiのネゲート時に、減算回路260の出力信号の確定の後に、初期値にリセットされる化、または、信号Intiのアサートへの移行に応答してそれぞれのカウント値がリセットされる。   In this temperature characteristic detection circuit 170, a subtraction circuit 260 for subtracting the count values of the counters 176 and 178 is further provided. When the signal Indi is negated, the counters 176 and 178 are reset to the initial values after the output signal of the subtraction circuit 260 is determined, or the respective count values are reset in response to the transition to the assertion of the signal Inti. Is done.

チューニングコード選択回路172は、温度特性検知回路170の減算回路260の出力値DIFに従って、リフレッシュ時間制御コードRTSELを生成する。   Tuning code selection circuit 172 generates refresh time control code RTSEL according to output value DIF of subtraction circuit 260 of temperature characteristic detection circuit 170.

短周期オシレータ175および177は、それぞれ、正の温度特性および負の温度特性を有する。   Short cycle oscillators 175 and 177 have a positive temperature characteristic and a negative temperature characteristic, respectively.

図39は、図38に示す温度特性検知回路の動作を示すタイミング図である。以下、図
39を参照して、この図38に示すリフレッシュ時間制御回路150の動作について説明する。
FIG. 39 is a timing chart showing the operation of the temperature characteristic detection circuit shown in FIG. The operation of refresh time control circuit 150 shown in FIG. 38 will be described below with reference to FIG.

スリープモードに移行すると、メモリ回路は、値消費スタンバイモードに移行する。このとき、スタンバイモード指示信号STBY(図示せず)のアサート前に、システム側から、リフレッシュ時間を調整する信号Indiが発行される。この信号Indiのアサートに従って、短周期オシレータ175および177が発振する。カウンタ176および178は、また、信号Indiのアサート期間中イネーブルされ、それぞれ、短周期オシレータ175および177の出力パルス信号をカウントする。   When shifting to the sleep mode, the memory circuit shifts to the value consumption standby mode. At this time, before the standby mode instruction signal STBY (not shown) is asserted, a signal Indi for adjusting the refresh time is issued from the system side. In accordance with the assertion of the signal Indi, the short period oscillators 175 and 177 oscillate. Counters 176 and 178 are also enabled during the assertion period of signal Indi and count the output pulse signals of short period oscillators 175 and 177, respectively.

低温時においては、負特性短周期オシレータ177の発振周波数が、正特性短周期オシレータ175の発振周波数よりも高く、カウンタ178のカウント値が、カウント176のカウント値よりも高くなる。一方、高温時においては、正特性短周期オシレータ175の発振周波数が、短周期オシレータ177の発振周波数よりも高くなる。したがって、温度上昇時には、カウンタ176のカウント値が、カウンタ178のカウント値よりも大きくなる。減算回路260は、これらのカウンタ176および178のカウント値を減算し、その減算結果を示す差分値DIFを生成する。したがって、この差分値DIFにより、チップ温度(周囲温度)を識別することが可能となる。チューニングコード選択回路172は、たとえばデコード回路で構成され、この差分値DIFに従ってmビットのリフレッシュ時間制御コードRTSELを生成する。   At a low temperature, the oscillation frequency of the negative characteristic short period oscillator 177 is higher than the oscillation frequency of the positive characteristic short period oscillator 175, and the count value of the counter 178 is higher than the count value of the count 176. On the other hand, at a high temperature, the oscillation frequency of the positive short-cycle oscillator 175 is higher than the oscillation frequency of the short-cycle oscillator 177. Therefore, when the temperature rises, the count value of the counter 176 becomes larger than the count value of the counter 178. The subtraction circuit 260 subtracts the count values of these counters 176 and 178, and generates a difference value DIF indicating the subtraction result. Therefore, the chip temperature (ambient temperature) can be identified by the difference value DIF. Tuning code selection circuit 172 is composed of, for example, a decoding circuit, and generates m-bit refresh time control code RTSEL according to this difference value DIF.

図40は、この図38に示す温度特性検知回路170の動作態様を示す図である。図40に示すように、正特性短周期オシレータ175の発振周波数は、温度TMPが上昇するにつれて高くなる。一方、負特性短周期オシレータ177は、温度TMPが低下するにつれて、その発振周波数が高くなる。   FIG. 40 shows an operation mode of temperature characteristic detection circuit 170 shown in FIG. As shown in FIG. 40, the oscillation frequency of the positive short-period oscillator 175 increases as the temperature TMP increases. On the other hand, the oscillation frequency of the negative characteristic short period oscillator 177 increases as the temperature TMP decreases.

室温TMP0のとき、これら短周期オシレータ175および177の発振周波数が等しい状態を考える。この場合、カウンタ176および178のカウント値が等しくなり、減算回路260の出力差分値DIFは、0である。したがって、差分値DIFが、2の補数表示で表現される場合、その符号ビットが“0”であれば、差分値DIFは正であり、正特性短周期オシレータ175の発振周波数が、負特性短周期オシレータ177の発振周波数よりも高いことが示される。したがって、この場合、温度TMPは、室温TMP0よりも高い状態であるとして識別することができる。一方、この差分値DIFの符号ビットが“1”のとき、正特性短周期オシレータ175の発振周波数が、負特性短周期オシレータ177の発振周波数よりも低いことが示される。したがって、この場合、温度TMPが、室温TMP0よりも低いことが識別される。   Consider a state where the oscillation frequencies of these short-cycle oscillators 175 and 177 are equal at room temperature TMP0. In this case, the count values of the counters 176 and 178 are equal, and the output difference value DIF of the subtraction circuit 260 is zero. Therefore, when the difference value DIF is expressed in 2's complement notation, if the sign bit is “0”, the difference value DIF is positive, and the oscillation frequency of the positive characteristic short period oscillator 175 is less than the negative characteristic. It is shown that it is higher than the oscillation frequency of the periodic oscillator 177. Therefore, in this case, the temperature TMP can be identified as being higher than the room temperature TMP0. On the other hand, when the sign bit of the difference value DIF is “1”, it is indicated that the oscillation frequency of the positive short-cycle oscillator 175 is lower than the oscillation frequency of the negative short-cycle oscillator 177. Therefore, in this case, it is identified that the temperature TMP is lower than the room temperature TMP0.

また、差分値DIFにより、温度TMPが、室温TMP0よりもどれだけずれているかを識別することができる。従って、温度TMPを多段階の領域に分割して、各温度領域ごとに、リフレッシュ時間tREFを設定することができる。この場合、チューニングコード選択回路1752は、差分値DIFをデコードして、mビットのリフレッシュ時間制御コードRTSELを生成するように構成される。チューニングコード選択回路172の構成としては、以下の構成が利用できる。mビットのリフレッシュ時間制御コードRTSELをデコードして、mビットのうちの1ビットのみを“1”に設定して、電源管理部140に含まれるレジスタ回路内のレジスタReg1−Regmの1つを指定する。   In addition, the difference value DIF can identify how much the temperature TMP is deviated from the room temperature TMP0. Therefore, the temperature TMP can be divided into multi-stage regions, and the refresh time tREF can be set for each temperature region. In this case, the tuning code selection circuit 1752 is configured to decode the difference value DIF and generate an m-bit refresh time control code RTSEL. As the configuration of the tuning code selection circuit 172, the following configuration can be used. Decodes m-bit refresh time control code RTSEL, sets only one bit out of m bits to “1”, and designates one of registers Reg 1 -Regm in the register circuit included in power management unit 140 To do.

なお、この実施の形態11において、電源管理部140の構成としては、先の実施の形態6から10に示す構成を利用することができる。   In the eleventh embodiment, as the configuration of the power management unit 140, the configurations shown in the previous sixth to tenth embodiments can be used.

また、短周期オシレータ175および177の発振周波数は、室温TMP0において等
しくされることは特に要求されない。室温TMP0において短周期オシレータ175の発振周波数F0に対し、負特性短周期オシレータ177が、M・F0の発振周波数を有していればよい(M≧1)。一定期間内における出力パルス数の差分値DIFの値が、温度とともに変化するため、その場合でも、デコード回路を利用するチューニングコード選択回路172において、mビットのリフレッシュ時間制御コードRTSELを生成することができる。
Further, the oscillation frequency of short-cycle oscillators 175 and 177 is not particularly required to be equal at room temperature TMP0. It is only necessary that the negative characteristic short cycle oscillator 177 has an oscillation frequency of M · F0 with respect to the oscillation frequency F0 of the short cycle oscillator 175 at room temperature TMP0 (M ≧ 1). Since the difference value DIF of the number of output pulses within a certain period changes with temperature, even in that case, the tuning code selection circuit 172 using the decoding circuit may generate the m-bit refresh time control code RTSEL. it can.

また、短周期オシレータ175および177としては、先の実施の形態6において示した構成を利用することができる。しかしながら、差分値を利用しており、正確に温度を検出するためには、温度特性の大きい回路をオシレータとして利用するのが望ましい。たとえば、バイアス電圧でCMOSインバータの動作電流を調整する場合、定電流を電圧に変換する抵抗素子として、温度依存性の高い抵抗素子(ポリシリコン抵抗)を利用し、その抵抗値をできるだけ大きくする。抵抗値が大きければ、温度変化に応じて変化する抵抗値の大きさが、大きくなるためである。   Further, as the short-cycle oscillators 175 and 177, the configuration shown in the previous sixth embodiment can be used. However, in order to accurately detect the temperature using the difference value, it is desirable to use a circuit having a large temperature characteristic as an oscillator. For example, when adjusting the operating current of a CMOS inverter with a bias voltage, a resistance element (polysilicon resistance) having a high temperature dependency is used as a resistance element for converting a constant current into a voltage, and its resistance value is increased as much as possible. This is because if the resistance value is large, the resistance value that changes in accordance with the temperature change becomes large.

以上のように、この発明の実施の形態11に従えば、リフレッシュ時間制御回路において、一定期間内におけるオシレータの出力パルス数をカウントし、そのカウント値の差分値に従ってリフレッシュ時間制御コードを生成している。したがって、正確に、チップ温度(周囲温度または動作温度)に応じてリフレッシュ時間を最適値に設定することができる。   As described above, according to the eleventh embodiment of the present invention, the refresh time control circuit counts the number of output pulses of the oscillator within a certain period and generates a refresh time control code according to the difference value of the count value. Yes. Therefore, it is possible to accurately set the refresh time to an optimum value according to the chip temperature (ambient temperature or operating temperature).

また、差分値を利用して温度を検知しており、プロセスのばらつきによるトランジスタ特性(動作速度)のバラツキを、正特性および負特性オシレータにおいて相殺することができ、正確に温度の検知を行なうことが可能となる。   Also, the temperature is detected using the difference value, and variations in transistor characteristics (operation speed) due to process variations can be canceled out in the positive and negative characteristics oscillators, and the temperature can be detected accurately. Is possible.

(実施の形態12)
図41は、この発明の実施の形態12に従うリフレッシュ時間制御回路150の構成を概略的に示す図である。図41に示すリフレッシュ時間制御回路150の構成においては、温度特性検知回路170の前段に、信号Indiに従ってワンショットのパルス信号を生成する制御回路270が設けられる。
(Embodiment 12)
FIG. 41 schematically shows a structure of refresh time control circuit 150 according to the twelfth embodiment of the present invention. In the configuration of the refresh time control circuit 150 shown in FIG. 41, a control circuit 270 that generates a one-shot pulse signal in accordance with a signal Indi is provided before the temperature characteristic detection circuit 170.

温度特性検知回路170は、制御回路270の出力パルス信号の活性時活性化され、発振動作を行なう正特性短周期オシレータ175と、制御回路270の出力パルス信号の発生時活性化され、短周期オシレータ175の出力パルス信号をカウントするカウンタ176を含む。カウンタ176のカウント値は、チューニングコード選択回路172に与えられる。   The temperature characteristic detection circuit 170 is activated when the output pulse signal of the control circuit 270 is activated, and is activated when the output pulse signal of the control circuit 270 is generated. A counter 176 that counts 175 output pulse signals is included. The count value of the counter 176 is given to the tuning code selection circuit 172.

この図41に示すリフレッシュ時間制御回路150の構成においては、1つの正の温度特性を有するオシレータ175が利用される。このオシレータ175の温度特性による発振周波数の変化に従って、リフレッシュ時間を調整する。   In the configuration of refresh time control circuit 150 shown in FIG. 41, one oscillator 175 having one positive temperature characteristic is used. The refresh time is adjusted in accordance with the change in the oscillation frequency due to the temperature characteristic of the oscillator 175.

図42は、図41に示す温度特性検知回路170の動作を示すタイミング図である。以下、図42を参照して、図41に示す温度特性検知回路170の動作について説明する。   FIG. 42 is a timing chart showing the operation of the temperature characteristic detection circuit 170 shown in FIG. The operation of temperature characteristic detection circuit 170 shown in FIG. 41 will be described below with reference to FIG.

スリープモード移行時、まずシステム側から、信号Indiがアサートされる。制御回路270は、信号Indiのアサートに応答して、所定の時間幅を有するパルス信号を生成する。短周期オシレータ175およびカウンタ176が、それぞれ、制御回路270からノードNDAに与えられるパルス信号がHレベルの期間(アサート期間)動作する。低温時においては、正特性短周期オシレータ175の発振周波数は低く、カウンタ176カウント値が小さくなる。一方、高温時においては、正特性短周期オシレータ175の発振
周波数が高くなり、カウンタ176のカウント値が増加する。このカウンタ176のカウント値に従ってチューニングコード選択回路172においてリフレッシュ時間制御コードRTSELを生成する。
When entering the sleep mode, first, the signal Indi is asserted from the system side. The control circuit 270 generates a pulse signal having a predetermined time width in response to the assertion of the signal Indi. Short cycle oscillator 175 and counter 176 operate during a period (assertion period) when the pulse signal applied from control circuit 270 to node NDA is at the H level. At a low temperature, the oscillation frequency of the positive characteristic short period oscillator 175 is low and the count value of the counter 176 is small. On the other hand, at a high temperature, the oscillation frequency of positive characteristic short-cycle oscillator 175 increases and the count value of counter 176 increases. In accordance with the count value of the counter 176, the tuning code selection circuit 172 generates a refresh time control code RTSEL.

図43は、図41に示す温度特性検知回路170の動作原理を示す図である。図43において、横軸に温度TMPを示し、縦軸に周波数Fを示す。今、室温TMP0で、正特性短周期オシレータ175の発振周波数がF0であるとする。温度TMPが、室温TMP0よりも高くなると、正特性短周期オシレータ175の発振周波数が高くなる(F0<F)。一方、温度TMPが室温TMP0よりも低くなると、正特性短周期オシレータ175の発振周波数Fが、周波数F0よりも低くなる(F0>F)。したがって、このカウンタ176のカウント値が周波数F0に対応するカウント値よりも増大すると、温度TMPが室温TMP0よりも高く、逆に、カウンタ176のカウント値が、周波数F0に対応するカウント値よりも小さい場合には、温度TMPは室温TMP0よりも低いと識別することができる。また、このカウンタ176のカウント値を見ることにより、温度TMPと室温TMP0のずれを併せて識別することができる。   FIG. 43 is a diagram showing an operation principle of the temperature characteristic detection circuit 170 shown in FIG. In FIG. 43, the horizontal axis represents the temperature TMP, and the vertical axis represents the frequency F. Now, it is assumed that the oscillation frequency of the positive characteristic short period oscillator 175 is F0 at room temperature TMP0. When the temperature TMP becomes higher than the room temperature TMP0, the oscillation frequency of the positive short-cycle oscillator 175 increases (F0 <F). On the other hand, when the temperature TMP becomes lower than the room temperature TMP0, the oscillation frequency F of the positive short-cycle oscillator 175 becomes lower than the frequency F0 (F0> F). Therefore, when the count value of counter 176 increases above the count value corresponding to frequency F0, temperature TMP is higher than room temperature TMP0, and conversely, the count value of counter 176 is smaller than the count value corresponding to frequency F0. In this case, the temperature TMP can be identified as being lower than the room temperature TMP0. Further, by looking at the count value of the counter 176, the deviation between the temperature TMP and the room temperature TMP0 can be identified together.

したがって、チューニングコード選択回路172においては、この室温TMP0における周波数F0に対するリフレッシュ時間tREFを基準として、カウンタ176のカウント値に従ってmビットのリフレッシュ時間制御コードRTSELを生成する。この場合、チューニングコード選択回路172は、カウンタ176のカウント値をデコードするデコード回路で構成することができる。また、これに代えて、チューニングコード選択回路172は、制御コードRTSELをアドレスとして、各アドレスにリフレッシュ時間に対応するレジスタのアドレスが格納されるテーブルメモリで構成されてもよい。   Therefore, tuning code selection circuit 172 generates m-bit refresh time control code RTSEL according to the count value of counter 176 with reference to refresh time tREF for frequency F0 at room temperature TMP0. In this case, the tuning code selection circuit 172 can be constituted by a decoding circuit that decodes the count value of the counter 176. Alternatively, the tuning code selection circuit 172 may be configured by a table memory in which the control code RTSEL is used as an address and the address of a register corresponding to the refresh time is stored in each address.

また、正特性短周期オシレータ175の構成としては、先の図22において示したように、電流制御型オシレータを利用することができる(バイアス電圧を温度上昇とともに高くする)。   Further, as the configuration of the positive characteristic short period oscillator 175, as shown in FIG. 22, a current control type oscillator can be used (the bias voltage is increased as the temperature rises).

実施の形態11のように減算回路を用いてカウンタのカウント値を差分する場合、正および負の温度特性両者の影響により温度特性が、等価的に拡大されていると見ることができる。したがって差分値を利用する場合、その温度特性が、特に大きくすることは要求されない。しかしながら、本実施の形態12においては、1つの正特性短周期オシレータ175の温度特性に従ってリフレッシュ時間を設定している。したがって、この正特性短周期オシレータ175としては、できるだけ温度依存性の大きい回路を利用するのが望ましい。この温度特性を大きくするためには、電流制御型オシレータにおいて、バイアス電圧の温度特性を大きくする(バイアス電圧発生部の電流/電圧変換用の駆動素子の温度特性を大きくする)。   When the count value of the counter is differentiated using the subtracting circuit as in the eleventh embodiment, it can be considered that the temperature characteristic is expanded equivalently due to the influence of both the positive and negative temperature characteristics. Therefore, when using the difference value, it is not required that the temperature characteristic be particularly large. However, in the twelfth embodiment, the refresh time is set according to the temperature characteristic of one positive characteristic short period oscillator 175. Therefore, it is desirable to use a circuit having a temperature dependence as large as possible as the positive characteristic short period oscillator 175. In order to increase this temperature characteristic, the temperature characteristic of the bias voltage is increased in the current-controlled oscillator (the temperature characteristic of the drive element for current / voltage conversion of the bias voltage generation unit is increased).

なお、この実施の形態12に示すリフレッシュ時間制御回路の構成は、先の実施の形態6から10に示すメモリ回路のリフレッシュ時間制御回路に適用することもできる。また、オシレータは負の温度特性を有するオシレータであってもよい。   The configuration of the refresh time control circuit shown in the twelfth embodiment can also be applied to the refresh time control circuit of the memory circuit shown in the sixth to tenth embodiments. The oscillator may be an oscillator having negative temperature characteristics.

また、制御回路270へは信号Indiが与えられている。しかしながら、図41において括弧内に示すように、低消費スタンバイモード指示信号STBYのアサートに従って、制御回路270が所定の時間幅を有するパルス信号を生成するように構成してもよい。   The control circuit 270 is supplied with a signal Indi. However, as shown in parentheses in FIG. 41, the control circuit 270 may be configured to generate a pulse signal having a predetermined time width in accordance with the assertion of the low power consumption standby mode instruction signal STBY.

また、制御回路270のノードNDA上のパルス信号のデアサートに従って遅延低消費スタンバイ指示信号STBYDを生成する構成が利用されてもよい。   Alternatively, a configuration may be used in which delayed low-consumption standby instruction signal STBYD is generated in accordance with the deassertion of the pulse signal on node NDA of control circuit 270.

以上のように、この発明の実施の形態12に従えば、リフレッシュ時間制御回路におい
て、温度特性検知回路として、1つのオシレータおよび1つのカウンタを用いている。したがって温度特性検知回路の占有面積を低減することができ、また消費電流を低減することができる。また、メモリ回路として、先の実施の形態6から10に示すメモリ回路の効果をも併せて得ることができる。
As described above, according to the twelfth embodiment of the present invention, one oscillator and one counter are used as the temperature characteristic detection circuit in the refresh time control circuit. Therefore, the area occupied by the temperature characteristic detection circuit can be reduced, and the current consumption can be reduced. In addition, as a memory circuit, the effects of the memory circuits described in Embodiments 6 to 10 can also be obtained.

なお、実施の形態6から12に示される構成においては、チューニングコード選択回路によりmビットのリフレッシュ時間制御コードを生成して、レジスタ回路のレジスタを選択している。この場合、温度特性検知回路170からチューニングコード選択回路172へ与えられる値をアドレスとして利用して格納値(信号ALIVEのネゲート期間を設定するカウント値)を選択するテーブルメモリが用いられてもよい。   In the configurations shown in the sixth to twelfth embodiments, an m-bit refresh time control code is generated by the tuning code selection circuit to select a register of the register circuit. In this case, a table memory for selecting a stored value (a count value for setting a negation period of the signal ALIVE) using a value given from the temperature characteristic detection circuit 170 to the tuning code selection circuit 172 as an address may be used.

また、このレジスタ回路としては、ROMで構成して、固定的にその格納値が設定されてもよく、電源投入時の初期化時にレジスタの格納値が設定されてもよい。   Further, the register circuit may be constituted by a ROM, and the stored value may be fixedly set, or the stored value of the register may be set at initialization at power-on.

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。この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.

この発明に従う半導体集積回路装置は、システムLSIに含まれるDRAMコアに対して適用することができる。このシステムLSIの用途としては、携帯機器などのバッテリを電源として用いる機器があり、低スタンバイ消費電流が要求される用途に対して適用することにより、スタンバイ時の消費電流を大きく低減することができる。また、この発明は、一般に、混載DRAMに対しても適用することができる。   The semiconductor integrated circuit device according to the present invention can be applied to a DRAM core included in a system LSI. As an application of this system LSI, there is a device using a battery such as a portable device as a power source, and the current consumption during standby can be greatly reduced by applying it to an application requiring low standby current consumption. . In general, the present invention can also be applied to an embedded DRAM.

この発明の実施の形態1に従うシステムLSI1の概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a system LSI 1 according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に従うメモリ回路MEM1とその周辺回路を説明する図である。It is a diagram illustrating a memory circuit MEM1 and its peripheral circuits according to the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に従うメモリアレイの構成およびその周辺回路について説明する図である。It is a diagram illustrating a configuration of a memory array and its peripheral circuit according to the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1に従うI/O部20を説明する概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram illustrating an I / O unit 20 according to a first embodiment of the present invention. 電源制御回路35の内部電圧を生成する内部電圧発生回路を説明する図である。3 is a diagram illustrating an internal voltage generation circuit that generates an internal voltage of a power supply control circuit 35. FIG. この発明の実施の形態1に従うメモリ回路のスタンバイモード時の動作を示すタイミングチャートである。5 is a timing chart showing an operation in a standby mode of the memory circuit according to the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態2に従うメモリアレイおよびその周辺回路を概略的に示す図である。FIG. 11 schematically shows a memory array and its peripheral circuits according to a second embodiment of the present invention. 入力される制御データDR[1:0]の入力に応答してリフレッシュするメモリアレイの空間を説明する図である。It is a figure explaining the space of the memory array refreshed in response to the input of the input control data DR [1: 0]. この発明の実施の形態2に従うサブアレイブロック群に対する電源供給を説明する図である。It is a figure explaining the power supply with respect to the subarray block group according to Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に従うメモリアレイおよびその周辺回路の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the memory array according to Embodiment 3 of this invention, and its peripheral circuit. この発明の実施の形態3に従うメモリ回路のスタンバイモードの動作を示すタイミング図である。FIG. 14 is a timing diagram representing an operation in a standby mode of a memory circuit according to a third embodiment of the present invention. この発明の実施の形態4に従うメモリアレイおよびその周辺回路の概略的構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the memory array and its peripheral circuit according to Embodiment 4 of this invention. メモリアレイに含まれる不良ラインを冗長ラインで救済する場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the defective line contained in a memory array is relieved with a redundant line. リフレッシュテストにおけるリフレッシュ時間tREFと、リフレッシュ時間tREFを満たさない不良ビット数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the refresh time tREF in a refresh test, and the number of defective bits which do not satisfy the refresh time tREF. この発明の実施の形態6に従う半導体集積回路装置の全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of the semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 6 of this invention. 図15に示す半導体集積回路装置の動作を示すタイミング図である。FIG. 16 is a timing chart showing an operation of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 15. 図15に示すリフレッシュクロック生成回路および電源管理部の構成を概略的に示す図である。FIG. 16 schematically shows configurations of a refresh clock generation circuit and a power management unit shown in FIG. 15. リフレッシュ時間の温度依存性を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of refresh time. 図15に示すリフレッシュ時間制御回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 16 schematically shows a configuration of a refresh time control circuit shown in FIG. 15. 図19に示すリフレッシュ時間制御回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 20 is a timing chart showing an operation of the refresh time control circuit shown in FIG. 19. 図19に示すリフレッシュ時間制御回路の動作原理を説明するための図である。FIG. 20 is a diagram for explaining the operation principle of the refresh time control circuit shown in FIG. 19. 図19に示す正特性短周期オシレータの構成の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the configuration of the positive-characteristic short-period oscillator illustrated in FIG. 19. 図22に示すバイアス電圧を発生する回路の一例を示す図である。FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a circuit that generates a bias voltage illustrated in FIG. 22. 図19に示す負特性短周期オシレータの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the negative characteristic short period oscillator shown in FIG. 図19に示す負特性短周期オシレータの他の構成を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing another configuration of the negative characteristic short period oscillator shown in FIG. 19. 図19に示すチューニングコード選択回路の構成の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a configuration of a tuning code selection circuit illustrated in FIG. 19. 図26に示すチューニングコード選択回路の動作の論理を示す図である。It is a figure which shows the logic of operation | movement of the tuning code selection circuit shown in FIG. この発明の実施の形態7に従う半導体集積回路装置の全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of the semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 7 of this invention. 図28に示すリフレッシュ時間制御回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 29 schematically shows a configuration of a refresh time control circuit shown in FIG. 28. 図29に示すリフレッシュ時間制御回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 30 is a timing chart showing an operation of the refresh time control circuit shown in FIG. 29. この発明の実施の形態8に従う半導体集積回路装置の全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the whole semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 8 of this invention. 図31に示す電源管理部に含まれるレジスタ回路およびそれに関連する部分の構成を概略的に示す図である。FIG. 32 is a diagram schematically showing a configuration of a register circuit and parts related to the register circuit included in the power management unit shown in FIG. 31. 図31に示す半導体集積回路装置の動作を示すタイミング図である。FIG. 32 is a timing chart showing an operation of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 31. この発明の実施の形態9に従う半導体集積回路装置の全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of the semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 9 of this invention. 図34に示す電源管理部の要部の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the principal part of the power management part shown in FIG. 図34に示す半導体集積回路装置の動作を示すタイミング図である。FIG. 35 is a timing chart showing an operation of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 34. この発明の実施の形態10に従う半導体集積回路装置の全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the whole semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 10 of this invention. この発明の実施の形態11に従うリフレッシュ時間制御回路の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the refresh time control circuit according to Embodiment 11 of this invention. 図38に示すリフレッシュ時間制御回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 39 is a timing chart showing an operation of the refresh time control circuit shown in FIG. 38. 図38に示す温度特性検知回路の動作原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation | movement principle of the temperature characteristic detection circuit shown in FIG. この発明の実施の形態12に従う半導体集積回路装置のリフレッシュ時間制御回路の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the refresh time control circuit of the semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 12 of this invention. 図41に示すリフレッシュ時間制御回路の動作を示すタイミング図である。FIG. 42 is a timing chart showing an operation of the refresh time control circuit shown in FIG. 41. 図41に示すリフレッシュ時間制御回路の動作原理を説明するための図である。FIG. 42 is a diagram for describing an operation principle of a refresh time control circuit shown in FIG. 41.

符号の説明Explanation of symbols

1 システムLSI、4 行デコーダ、5 列デコーダ、11 リフレッシュアドレスカウンタ、12,12♯ リフレッシュクロック生成回路、13 基準電圧レベル検知回路、15,15s メモリアレイ、20 I/O部、25 アレイ駆動制御部、30,31 制御部、35,35♯ 電源制御回路、40,40♯,40♯a,41 電源管理部、51 データ線制御部、52 書込ドライバ、53 読出アンプ、54 出力部、61
VPP発生回路、62 VBB発生回路、63 VCR発生回路、64 VBL発生回路、65 VDDT発生回路、140 電源管理部、150 リフレッシュ時間制御回路、160 レジスタ回路、162 第1カウンタ、164 ウェークアップ制御回路、166 第2カウンタ、168 パワーダウン制御回路、169 内部クロック生成回路、170 温度特性検知回路、172 チューニングコード選択回路、175 正特性短周期オシレータ、176 カウンタ、177 負特性短周期オシレータ、178 カウンタ、190 遅延回路、192 ゲート回路、195 AND回路、200 パルス発生回路、210 内部クロック生成回路、220 リフレッシュ指示信号発生回路、260 減算回路、270 制御回路。
1 system LSI, 4 row decoder, 5 column decoder, 11 refresh address counter, 12, 12 # refresh clock generation circuit, 13 reference voltage level detection circuit, 15, 15s memory array, 20 I / O unit, 25 array drive control unit , 30, 31 control unit, 35, 35 # power control circuit, 40, 40 #, 40 # a, 41 power management unit, 51 data line control unit, 52 write driver, 53 read amplifier, 54 output unit, 61
VPP generation circuit, 62 VBB generation circuit, 63 VCR generation circuit, 64 VBL generation circuit, 65 VDDT generation circuit, 140 power supply management unit, 150 refresh time control circuit, 160 register circuit, 162 first counter, 164 wakeup control circuit, 166 Second counter, 168 power down control circuit, 169 internal clock generation circuit, 170 temperature characteristic detection circuit, 172 tuning code selection circuit, 175 positive characteristic short period oscillator, 176 counter, 177 negative characteristic short period oscillator, 178 counter, 190 delay Circuit, 192 gate circuit, 195 AND circuit, 200 pulse generation circuit, 210 internal clock generation circuit, 220 refresh instruction signal generation circuit, 260 subtraction circuit, 270 control circuit.

Claims (20)

通常モードとスタンバイモードとを有する半導体集積回路装置であって、
複数のメモリセルを有するメモリアレイと、
前記メモリアレイに対して所定のリフレッシュ時間に基づくリフレッシュ指示信号に従って、前記複数のメモリセルのリフレッシュ動作を実行するための制御回路と、
外部電源電圧を受けて、前記メモリアレイの所定動作を実行するための内部電圧を生成する内部電圧生成回路と、
前記半導体集積回路の電源供給を制御するための管理部とを備え、
前記内部電圧生成回路は、指示に応答して前記外部電源電圧の供給を遮断する第1の電源遮断スイッチを含み、
前記スタンバイモード時に、前記制御回路は、前記所定のリフレッシュ時間に基づく前記リフレッシュ指示信号の入力に応答して前記リフレッシュ動作を実行し、
前記管理部は、前記スタンバイモード時に前記リフレッシュ動作の完了後に前記第1の電源遮断スイッチに対して前記外部電源電圧の供給の遮断を指示し、前記リフレッシュ動作の実行前に前記第1の電源遮断スイッチに対して前記外部電源電圧の供給を指示する、半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device having a normal mode and a standby mode,
A memory array having a plurality of memory cells;
A control circuit for executing a refresh operation of the plurality of memory cells in accordance with a refresh instruction signal based on a predetermined refresh time for the memory array;
An internal voltage generation circuit that receives an external power supply voltage and generates an internal voltage for executing a predetermined operation of the memory array;
A management unit for controlling power supply of the semiconductor integrated circuit,
The internal voltage generation circuit includes a first power cut-off switch that cuts off the supply of the external power supply voltage in response to an instruction,
In the standby mode, the control circuit performs the refresh operation in response to the input of the refresh instruction signal based on the predetermined refresh time,
The management unit instructs the first power cut-off switch to cut off the supply of the external power supply voltage after the refresh operation is completed in the standby mode, and the first power cut-off before executing the refresh operation. A semiconductor integrated circuit device that instructs a switch to supply the external power supply voltage.
前記管理部は、クロック信号に同期して前記所定のリフレッシュ時間に基づく前記リフレッシュ指示信号を出力する、請求項1に記載の半導体集積回路装置。   The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the management unit outputs the refresh instruction signal based on the predetermined refresh time in synchronization with a clock signal. 前記内部電圧生成回路とは独立に外部電源電圧の供給を受けて前記メモリアレイに対して入出力されるデータの授受を実行するための入出力部をさらに備え、
前記入出力部は、指示に応答して前記外部電源電圧の供給を遮断する第2の電源遮断スイッチを含み、
前記管理部は、前記スタンバイモードを指示する信号に応答して前記第2の電源遮断スイッチに対して前記外部電源電圧の供給の遮断を指示する、請求項1に記載の半導体集積回路装置。
An input / output unit for receiving and supplying external power supply voltage independently of the internal voltage generation circuit to execute data exchange with the memory array;
The input / output unit includes a second power cut-off switch that cuts off the supply of the external power supply voltage in response to an instruction,
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the management unit instructs the second power cut-off switch to cut off the supply of the external power supply voltage in response to a signal that instructs the standby mode.
前記外部電源電圧は、第1の電源電圧と前記第1の電源電圧よりも低い電圧である第2の電源電圧を含み、
前記制御部により制御されて、メモリアレイを駆動するためのアレイ駆動部をさらに備え、
前記メモリアレイは、複数のメモリブロックに分割され、
前記アレイ駆動部は、前記複数のメモリブロックにそれぞれ対応して設けられ、各々が前記内部電圧生成回路により生成される内部電圧および前記第2の電源電圧の供給を受けて対応するメモリブロックを駆動するための複数のアレイ駆動ユニットと、
前記複数のアレイ駆動ユニットにそれぞれ対応して設けられ、指示に応答して対応するアレイ駆動ユニットに対して前記内部電圧および前記第2の電源電圧の少なくとも一方の供給を遮断するための複数の第2の電源遮断スイッチを含み、
前記スタンバイモード時に、前記制御回路は、前記複数のメモリブロックのうちの一部の選択されたメモリブロックに対して前記リフレッシュ動作の実行を指示する前記リフレッシュ指示信号の入力を受けて、前記選択されたメモリブロックに対応するアレイ駆動ユニットを駆動して前記選択されたメモリブロックに含まれるメモリセルに対して前記リフレッシュ動作を実行し、
前記管理部は、前記スタンバイモードを指示する信号の入力に応答して前記リフレッシュ動作の非選択対象となるメモリブロックに対応するアレイ駆動ユニットの前記第2の電源遮断スイッチに対して前記内部電圧および前記第2の電源電圧の少なくとも一方の供給の遮断を指示する、請求項1に記載の半導体集積回路装置。
The external power supply voltage includes a first power supply voltage and a second power supply voltage that is lower than the first power supply voltage,
An array driver for driving the memory array under the control of the controller;
The memory array is divided into a plurality of memory blocks;
The array driving unit is provided corresponding to each of the plurality of memory blocks, and each receives a supply of the internal voltage generated by the internal voltage generation circuit and the second power supply voltage, and drives the corresponding memory block A plurality of array drive units for
A plurality of second drive units provided corresponding to the plurality of array drive units, respectively, for shutting off supply of at least one of the internal voltage and the second power supply voltage to the corresponding array drive units in response to an instruction. Including two power-off switches,
In the standby mode, the control circuit receives the refresh instruction signal for instructing execution of the refresh operation to some selected memory blocks of the plurality of memory blocks, and is selected. Driving the array driving unit corresponding to the memory block to perform the refresh operation on the memory cells included in the selected memory block;
The management unit responds to an input of a signal for instructing the standby mode, the internal voltage with respect to the second power cut-off switch of the array drive unit corresponding to the memory block that is not selected for the refresh operation. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an instruction to cut off supply of at least one of the second power supply voltages is given.
使用される温度に応じて前記リフレッシュ指示信号をアサートするタイミングが調整される、請求項2または4に記載の半導体集積回路装置。   5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein a timing at which the refresh instruction signal is asserted is adjusted according to a temperature to be used. 前記管理部は、前記スタンバイモード時に前記複数のメモリブロックのうちの一部のメモリブロックを選択するデータの入力に基づいて、前記選択されたメモリブロックに対して前記リフレッシュ指示信号をアサートして前記リフレッシュ動作の実行を指示する、請求項4に記載の半導体集積回路装置。   The management unit asserts the refresh instruction signal to the selected memory block based on an input of data for selecting a part of the plurality of memory blocks during the standby mode, and The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein execution of a refresh operation is instructed. 前記半導体集積回路装置は、前記通常モードにおいて、第1のクロック信号に同期して動作し、前記スタンバイモードにおいては、第1のクロックよりも周波数の低い第2のクロック信号に同期して動作する、請求項1に記載の半導体集積回路装置。   The semiconductor integrated circuit device operates in synchronization with a first clock signal in the normal mode, and operates in synchronization with a second clock signal having a frequency lower than that of the first clock in the standby mode. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1. 複数個の前記メモリアレイと、
複数個の前記メモリアレイに対応して設けられる前記制御回路と、
複数個の前記メモリアレイに対応して設けられる前記内部電圧生成回路とを備え、
前記スタンバイモード時に、前記複数個の前記メモリアレイのうちの一部の選択されたメモリアレイに対応する前記制御回路は、前記リフレッシュ動作の実行を指示する前記リフレッシュ指示信号の入力を受けて、対応するメモリアレイに対して前記リフレッシュ動作を実行し、
前記管理部は、前記スタンバイモードを指示する信号の入力に応答して前記複数個の前記メモリアレイのうちの非選択対象となるメモリアレイに対応する内部電圧生成回路の前記第1の電源遮断スイッチに対して前記外部電源電圧の供給の遮断を指示する、請求項1に記載の半導体集積回路装置。
A plurality of the memory arrays;
The control circuit provided corresponding to a plurality of the memory arrays;
The internal voltage generation circuit provided corresponding to a plurality of the memory array,
In the standby mode, the control circuit corresponding to some selected memory arrays of the plurality of memory arrays receives the refresh instruction signal that instructs execution of the refresh operation, Executing the refresh operation on the memory array,
The management unit is configured to respond to an input of a signal for instructing the standby mode, and the first power cut-off switch of the internal voltage generation circuit corresponding to the memory array to be unselected among the plurality of memory arrays. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an instruction to cut off the supply of the external power supply voltage is given to the device.
前記スタンバイモード時に前記リフレッシュ動作が実行される前記複数のメモリブロックのうちの一部の選択されたメモリブロックに対してリフレッシュ時間が他のメモリブロックよりも長くなるようにウェハテスト時のテスト規格を変更する、請求項4に記載の半導体集積回路装置。   A test standard at the time of wafer test is set so that a refresh time is longer than other memory blocks for some selected memory blocks among the plurality of memory blocks in which the refresh operation is performed in the standby mode. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, which is changed. 記憶データのリフレッシュが必要なメモリセルを有するメモリアレイと、前記メモリアレイのメモリセルのデータをリフレッシュ動作を制御するアレイ制御部、前記アレイ制御部の制御の下に前記メモリアレイのメモリセルのデータのリフレッシュを実行するアレイ駆動制御部と、前記メモリセルに対してデータの書込および読出を行う入出力部とを含むメモリコア、
リフレッシュ実行指示信号に従って前記メモリコアの周囲温度を検出し、該検出結果に従ってリフレッシュ時間を規定するカウント値を設定するリフレッシュ時間制御回路、
ウェークアップ信号の活性化時、前記メモリコアに対して必要な電源電圧の供給を行うとともにスタンバイモードを指示するスタンバイモード指示信号に従って前記入出力部に対する電源の供給を遮断する制御信号を生成する電源制御回路、および
前記メモリコアのリフレッシュ動作を制御する電源管理部を備え、前記電源管理部は、前記スタンバイモード指示信号の活性化時、前記リフレッシュ時間制御回路からのカウント値に従って規定される周期で前記ウェークアップ信号を非活性化して少なくとも前記電源制御回路へ与え、かつリフレッシュ指示信号を活性化して前記メモリコアへ与え、前記メモリコアのアレイ制御部は、前記リフレッシュ指示信号の活性化に従って前記アレイ駆動制御部を制御してメモリセルのデータをリフレッシュする、半導体集積回路装置。
A memory array having memory cells that require refresh of stored data; an array control unit that controls a refresh operation of data in the memory cells of the memory array; and data in the memory cells of the memory array under the control of the array control unit A memory core including an array drive control unit for performing refresh of the memory and an input / output unit for writing and reading data to and from the memory cell,
A refresh time control circuit for detecting an ambient temperature of the memory core according to a refresh execution instruction signal, and setting a count value for defining a refresh time according to the detection result;
Power supply control for generating a control signal for supplying a necessary power supply voltage to the memory core and interrupting power supply to the input / output unit according to a standby mode instruction signal for instructing a standby mode when a wakeup signal is activated A power management unit that controls a refresh operation of the memory core, and the power management unit has a cycle defined according to a count value from the refresh time control circuit when the standby mode instruction signal is activated. A wake-up signal is deactivated and applied to at least the power supply control circuit, and a refresh instruction signal is activated and applied to the memory core. The array control unit of the memory core controls the array drive according to the activation of the refresh instruction signal. Control the memory cell to refresh the memory cell data. A semiconductor integrated circuit device.
前記リフレッシュ実行指示信号は、外部のコントローラから与えられ、前記スタンバイモードに入るときに、前記スタンバイモード指示信号の活性化前に活性化される、請求項10記載の半導体集積回路装置。   11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein the refresh execution instruction signal is supplied from an external controller and is activated before the standby mode instruction signal is activated when entering the standby mode. 前記リフレッシュ実行指示信号は、前記ウェークアップ信号と前記スタンバイを指示するスタンバイモード指示信号とに従って生成される、請求項10記載の半導体集積回路装置。   11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein the refresh execution instruction signal is generated according to the wake-up signal and a standby mode instruction signal for instructing the standby. 前記スタンバイモード指示信号の活性化時、外部からのクロック信号よりも高周波数の内部クロック信号を生成して前記メモリコアへ供給するクロック切換回路をさらに備え、前記メモリコアの制御部は、前記リフレッシュ指示信号の活性化時、前記内部クロック信号をリフレッシュ動作サイクル規定信号として用いてリフレッシュ動作を制御する、請求項10記載の半導体集積回路装置。   A clock switching circuit that generates an internal clock signal having a frequency higher than that of an external clock signal and supplies the internal clock signal to the memory core when the standby mode instruction signal is activated; 11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein when the instruction signal is activated, the refresh operation is controlled using the internal clock signal as a refresh operation cycle defining signal. 前記電源制御回路は、前記リフレッシュが実行される単位サイクル期間を規定するリフレッシュクロック信号を生成するリフレッシュクロック生成回路をさらに備え、
前記電源管理部は、前記スタンバイモード時に、外部クロック信号に代えて前記リフレッシュクロック信号を内部クロック信号として生成して前記メモリコアへ供給する、請求項10記載の半導体集積回路装置。
The power supply control circuit further includes a refresh clock generation circuit that generates a refresh clock signal that defines a unit cycle period in which the refresh is performed,
The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein the power management unit generates the refresh clock signal as an internal clock signal instead of an external clock signal and supplies the refresh clock signal to the memory core in the standby mode.
前記リフレッシュ時間制御回路は、
第1の温度特性を有し、前記リフレッシュ実行指示信号の活性化に応答して発振する第1の発振回路と、
前記第1の発振回路の出力をカウントし、カウントアップするまでの間カウントアップ信号を活性状態に維持し、前記カウントアップ信号の活性化期間中、少なくとも前記第1の発振回路を発振状態を維持する第1のカウンタと、
前記第1のカウンタからのカウントアップ信号の活性化中発振動作を行なう、前記第1の温度特性と異なる第2の温度特性を有する第2発振回路と、
前記第1のカウンタからのカウントアップ信号の活性化中、前記第2の発振回路の出力信号をカウントする第2のカウンタと、
前記第2のカウンタのカウント値に従って前記リフレッシュ時間を規定する選択コードを生成して前記カウント値として前記電源管理部へ与えるチューニングコード選択回路とを備える、請求項10記載の半導体集積回路装置。
The refresh time control circuit includes:
A first oscillation circuit having a first temperature characteristic and oscillating in response to activation of the refresh execution instruction signal;
Counting the output of the first oscillation circuit, maintaining the count-up signal in an active state until counting up, and maintaining at least the first oscillation circuit in the oscillation state during the activation period of the count-up signal A first counter to
A second oscillation circuit having a second temperature characteristic different from the first temperature characteristic and performing an oscillation operation during activation of a count-up signal from the first counter;
A second counter for counting an output signal of the second oscillation circuit during activation of a count-up signal from the first counter;
11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, further comprising: a tuning code selection circuit that generates a selection code that defines the refresh time according to a count value of the second counter and supplies the selection code to the power management unit as the count value.
前記リフレッシュ時間制御回路は、さらに、前記チューニングコード選択信号の出力と同期して前記低消費スタンバイモード指示信号と前記第1カウンタのカウントアップ信号とに従って前記スタンバイモード指示信号を生成して前記電源管理部へ供給する、請求項15記載の半導体集積回路装置。   The refresh time control circuit further generates the standby mode instruction signal according to the low-consumption standby mode instruction signal and the count-up signal of the first counter in synchronization with the output of the tuning code selection signal, and the power management The semiconductor integrated circuit device according to claim 15, wherein the semiconductor integrated circuit device is supplied to a portion. 前記リフレッシュ実行指示信号は所定期間の間活性状態に維持され、
前記リフレッシュ時間制御回路は、
第1の温度特性を有し、前記リフレッシュ実行指示信号の活性化に応答して活性化され、前記インディケータ信号の活性状態の間発振する第1の発振回路と、
前記第1の発振回路の出力をカウントする第1のカウンタと、
前記リフレッシュ実行指示信号の活性化に応答して活性化され、前記リフレッシュ実行指示信号の活性化状態の間発振動作を行なう、前記第1の温度特性と異なる第2の温度特性を有する第2の発振回路と、
前記第2の発振回路の出力をカウントする第2のカウンタと、
前記第1および第2のカウンタのカウント値の差分値を求める減算回路と、
前記減算回路からの差分値に従って前記リフレッシュ時間を規定する選択コードを生成して前記カウント値として前記電源管理部へ与えるチューニングコード選択回路とを備える、請求項10記載の半導体集積回路装置。
The refresh execution instruction signal is maintained in an active state for a predetermined period,
The refresh time control circuit includes:
A first oscillation circuit having a first temperature characteristic, activated in response to activation of the refresh execution instruction signal, and oscillating during an active state of the indicator signal;
A first counter for counting the output of the first oscillation circuit;
A second temperature characteristic different from the first temperature characteristic that is activated in response to the activation of the refresh execution instruction signal and oscillates during an activation state of the refresh execution instruction signal; An oscillation circuit;
A second counter for counting the output of the second oscillation circuit;
A subtraction circuit for obtaining a difference value between count values of the first and second counters;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, further comprising: a tuning code selection circuit that generates a selection code that defines the refresh time according to a difference value from the subtraction circuit and supplies the selection code to the power management unit as the count value.
前記リフレッシュ時間制御回路は、
前記リフレッシュ実行指示信号の活性化に応答して所定のパルス幅を有するパルス信号を生成するパルス発生回路、
第1の温度特性を有し、前記パルス信号の活性化に応答して活性化され、前記パルス信号の活性化期間の間発振する第1の発振回路と、
前記パルス信号の活性化に応答して活性化され、前記第1の発振回路の出力をカウントし、該カウント値を出力するカウンタと、
前記カウンタのカウント値に従って前記リフレッシュ時間を規定する選択コードを生成して前記カウント値として前記電源管理制御部へ与えるチューニングコード選択回路とを備える、請求項10記載の半導体集積回路装置。
The refresh time control circuit includes:
A pulse generation circuit for generating a pulse signal having a predetermined pulse width in response to the activation of the refresh execution instruction signal;
A first oscillation circuit having a first temperature characteristic, activated in response to activation of the pulse signal, and oscillating during an activation period of the pulse signal;
A counter that is activated in response to the activation of the pulse signal, counts the output of the first oscillation circuit, and outputs the count value;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, further comprising: a tuning code selection circuit that generates a selection code that defines the refresh time according to a count value of the counter and supplies the selection code to the power management control unit as the count value.
前記電源管理部は、さらに、複数のリフレッシュ時間指定データを格納し、前記リフレッシュ時間制御回路からのカウント値に従って前記複数のリフレッシュデータからリフレッシュ時間指定データを選択するレジスタ回路を備え、前記レジスタ回路からの選択されたリフレッシュ時間指定データにより前記ウェークアップ信号およびリフレッシュ指示信号の非活性化期間が規定される、請求項10記載の半導体集積回路装置。   The power management unit further includes a register circuit that stores a plurality of refresh time designation data and selects the refresh time designation data from the plurality of refresh data according to a count value from the refresh time control circuit, from the register circuit 11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein a deactivation period of the wake-up signal and the refresh instruction signal is defined by the selected refresh time designation data. 前記リフレッシュ実行指示信号は、前記スタンバイモードを指定する低消費スタンバイモード指示信号であり、
前記リフレッシュ時間制御回路は、前記低消費スタンバイモード指示信号に従って前記カウント値の出力と並行して前記スタンバイ指示信号を生成して前記電源管理部へ与える、請求項10記載の半導体集積回路装置。
The refresh execution instruction signal is a low-consumption standby mode instruction signal that specifies the standby mode,
11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein the refresh time control circuit generates the standby instruction signal in parallel with the output of the count value in accordance with the low power consumption standby mode instruction signal and supplies the standby instruction signal to the power management unit.
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