JP2008192201A - Ddrsdram and data storage system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データが読み出される場合に、ストローブ信号に対してデータ信号の位相をずらしてストローブ信号およびデータ信号を出力するDDRSDRAMに関する。そして、このDDRSDRAMを用いたデータを記憶するデータ記憶システムに関する。 The present invention relates to a DDR SDRAM that outputs a strobe signal and a data signal by shifting the phase of the data signal with respect to the strobe signal when data is read. The present invention also relates to a data storage system that stores data using the DDR SDRAM.
図7は、背景技術に係るDDRSDRAMを用いたデータ記憶システムの構成を示すブロック図である。図8は、DDRSDRAMおよびデータ制御回路の各構成を示す図である。図9は、データ記憶システムのタイムチャートを示す図である。図9(A)は、データ制御回路のDDRSDRAMへのライト(WRITE)動作の場合を示し、図9(B)は、データ制御回路のDDRSDRAMからのリード(READ)動作の場合を示す。 FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a data storage system using a DDR SDRAM according to the background art. FIG. 8 is a diagram showing each configuration of the DDR SDRAM and the data control circuit. FIG. 9 is a diagram showing a time chart of the data storage system. 9A shows the case of a write (WRITE) operation to the DDR SDRAM of the data control circuit, and FIG. 9B shows the case of a read (READ) operation from the DDR SDRAM of the data control circuit.
記憶素子の1つとして、ダブルデータレート(DDR)モードという高速なデータ転送機能を持ったDDRSDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)がある。このDDRSDRAMを用いたデータ記憶システム100は、図7に示すように、2値のデータを記憶する複数のDDRSDRAM101(101−1〜101−X)と、DDRSDRAM101にデータを書き込むと共にDDRSDAM101からデータを読み出すデータ制御回路102とを備えて構成される。各DDRSDRAM101−1〜101−Xは、ストローブ信号を伝送する複数のストローブラインDQS(DQS−1〜DQS−X)およびクロック信号を伝送する複数のクロックラインCLK(CLK−1〜CLK−X)でデータ制御回路102とそれぞれ接続されると共に、データ信号を伝送するNビットのデータバスDQでデータ制御回路102と接続される。なお、図8には、各DDRSDRAM101は、同様の構成で、同様の動作でデータ制御回路102からデータが読み書きされるので、1つのDDRSDRAM101が示されている。また、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
One of the storage elements is a DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory) having a high-speed data transfer function called a double data rate (DDR) mode. As shown in FIG. 7, the
DDRSDRAM101は、データ転送回路110とデータを記憶する図略の複数のメモリセルとを備えて構成される。このDDRSDRAM101のデータ転送回路110は、図8に示すように、クロック調整回路111と、ストローブ信号を増幅してストローブラインDQSへ出力する増幅器112と、DDRSDRAM101の前記メモリセルから入力ラインDin(Din1,Din2)を介して入力されたデータをラッチする出力用フリップフロップ(以下、「出力用FF」と略記する。)113(113a、113b)と、出力用FF113の出力を多重するマルチプレクサ114と、マルチプレクサ114の出力を増幅してデータラインDQへ出力する増幅器115と、データ制御回路102からデータラインDQを介して転送されたデータ信号をラッチして出力ラインDout(Dout1,Dout2)を介して前記メモリセルへ出力する入力用フリップフロップ(以下、「入力用FF」と略記する。)116(116a、116b)とを備えて構成される。図8では、1ビット分の出力用FF113および入力用FF116が図示され、他は、同様の構成であるので省略されている。
The DDR SDRAM 101 includes a
クロック調整回路111は、例えばPLL等を備えて構成され、出力用FF113およびマルチプレクサ114の動作クロック信号Clkを生成する回路である。この生成された動作クロックClkは、動作クロックとして出力用FF113およびマルチプレクサ114へ出力されると共に、増幅器112で増幅されストローブ信号としてストローブラインDQSへ出力される。出力用FF113aには、動作クロック信号Clkがそのまま入力され、出力用FF113bには、動作クロック信号Clkが反転して入力される。データ制御回路102からストローブラインDQSを介して入力されたストローブ信号は、入力用FF116へ入力される。入力用FF116aには、ストローブ信号がそのまま入力され、入力用FF116bには、ストローブ信号が反転して入力される。クロック調整回路111は、さらに、DDRSDRAM101の端子に入力されたストローブ信号やデータ信号が入力用FF116へ到達する伝播時間を要するため、クロック調整回路111は、端子に入力されたストローブ信号やデータ信号が入力用FF116へ到達するタイミングで入力用FF116が動作するように、データ制御回路102からクロックラインCLKを介して入力されたクロックを調整して入力用FF116へ動作クロックを出力している。
The
そして、データ制御回路102は、クロック調整回路121と、ストローブ信号を増幅してストローブラインDQSへ出力する増幅器122と、DDRSDAM101からストローブラインDQSを介して入力されたストローブ信号の位相を90度ずらす遅延回路123と、図略の回路から入力ラインDin(Din1,Din2)を介して入力された転送すべきデータをラッチする出力用FF124(124a、124b)と、出力用FF124の出力を多重するマルチプレクサ125と、マルチプレクサ125の出力を増幅してデータラインDQへ出力する増幅器126と、DDRSDRAM101からデータラインDQを介して転送されたデータ信号をラッチして出力ラインDout(Dout1、Dout2)を介して前記回路へ出力する入力用FF127(127a、127b)とを備えて構成される。図8では、1ビット分の出力用FF124および入力用FF127が図示され、他は、同様の構成であるので省略されている。
The
クロック調整回路121は、例えばPLL等を備えて構成され、出力用FF124およびマルチプレクサ125の動作クロック信号Clk0を生成すると共にこの動作クロック信号Clk0に対して位相が90度ずれたクロック信号Clk90を生成する回路である。この生成された動作クロック信号Clk0は、動作クロックとして出力用FF124およびマルチプレクサへ出力されると共にクロックラインCLKへ出力される。出力用FF124aには、動作クロック信号Clk0がそのまま入力され、出力用FF124bには、動作クロック信号Clk0が反転して入力される。そして、この生成されたクロック信号Clk90は、増幅器122で増幅され、ストローブ信号としてストローブラインDQSへ出力される。DDRSDRAM101からストローブラインDQSを介して入力されたストローブ信号は、遅延回路123で位相が90度遅れて入力用FF127へ入力される。入力用FF127aには、ストローブ信号がそのまま入力され、入力用FF127bには、ストローブ信号が反転して入力される。
The
このような構成のデータ記憶システム100では、データ制御回路102がマスタ(Master)として機能し、DDRSDRAM101がスレーブ(Slave)と機能して、データ制御回路102の制御の下にDDRSDRAM101に対してデータが読み書きされている。
In the
すなわち、データ制御回路102がDDRSDRAM101へデータを書き込むライト動作(WRITE動作)では、まず、データ制御回路102のクロック調整回路121が動作クロック信号Clk0およびこの動作クロック信号Clk0に対し位相が90度ずれた(遅れた)クロック信号Clk90を生成し、動作クロック信号Clk0が入力されることによって出力用FF124が前記回路から入力ラインDinを介して入力されたデータをラッチして、マルチプレクサ125および増幅器126を介してデータ信号がデータラインDQへ出力されると共に、クロック信号Clk90が増幅器122を介してストローブラインDQSへ出力される。このため、図9(A)に示すように、DDRSDRAM101では、データラインDQを介してDDRSDRAM101に入力されたデータ信号は、入力用FF116において、ストローブラインDQSを介してこのデータ信号に対して位相の90度ずれた(遅れた)ストローブ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジによってラッチされ、データ信号の0か1かが判断され、そして、出力ラインDoutを介して前記メモリセルにデータが書き込まれる。
That is, in the write operation (WRITE operation) in which the
一方、データ制御回路102がDDRSDRAM101からデータを読み込むリード動作(READ動作)では、まず、DDRSDRAM101のクロック調整回路111が動作クロック信号Clkを生成し、この動作クロック信号Clkが入力されることによって出力用FF113が前記メモリセルから入力ラインDinを介して入力されたデータをラッチして、マルチプレクサ114および増幅器115を介してデータ信号がデータラインDQへ出力されると共に、動作クロック信号Clkが増幅器112を介してストローブラインDQSへ出力される。このため、図9(B)に示すように、データ制御回路102では、データラインDQを介してデータ制御回路102に入力されたデータ信号と、ストローブラインDQSを介してデータ制御回路102に入力されたストローブ信号とは、同位相となる。そこで、この入力されたストローブ信号は、遅延回路123で位相が90度遅延される。このため、データ制御回路102に入力されたデータ信号は、入力用FF127において、この位相が90度遅延されたストローブ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジによってラッチ可能となり、データ信号の0か1かが判断され、そして、出力ラインDoutを介して前記回路へデータが出力される。
On the other hand, in a read operation (READ operation) in which the
データ記憶システム100では、このようにデータ転送が行われて、DDRSDRAM101におけるデータの書き込みおよび読み出しが実行されている。
In the
一方、データ転送に関連する背景技術としては、例えば、特許文献1がある。この特許文献1には、パーソナルコンピュータにおけるホストプロセッサと、ハードディスクドライブやCD−ROMなどの記憶装置とを接続するためのインターフェースとして使用されるデータ転送回路が開示されている。この特許文献1に記載のデータ転送回路は、送信機器から転送されるデータとストローブとを受け取るデータ転送回路であって、入力データと入力ストローブとの位相を複数ずらして複数組のデータとストローブとを出力するためのCRC演算用位相制御回路と、前記CRC演算用位相制御回路から出力されたデータとストローブとの各組をもとにCRCコードをそれぞれ演算するための複数の演算回路を有するCRC演算部と、データ転送終了後に前記送信機器から転送されるCRCコードを、前記送信機器から転送されるCRC用ストローブに応答してラッチするためのCRCラッチ回路と、前記CRC演算部の複数の出力のうちのいずれかが前記CRCラッチ回路の出力と一致しているかを判定するように、前記CRC演算部の複数の出力と前記CRCラッチ回路の出力とをそれぞれ比較するためのCRC比較回路と、前記CRC演算用位相制御回路からのデータとストローブとの各組の出力のうち前記CRC比較回路の判断結果に対応する組の出力に基づいて受信データを確定するためのデータ確定部とを備えている。このような構成によれば、CRCエラーの頻発を防ぐと共に、転送レートの低下を防止し、かつデータの高信頼性を確保することができる。
ところで、DDRSDRAM101を用いたデータ記憶システム100では、ストローブ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジでデータ信号をラッチする一方で、DDRSDRAM101からデータ制御回路102には、データ信号とストローブ信号が同位相で入力されるので、データ制御回路102は、このストローブ信号の位相をデータ信号に対して90度遅らせる遅延回路123が必要となる。
In the
そして、遅延回路123は、その遅延量(遅延時間)が温度の上昇に従って増大するなどの温度依存性を有している。このため、ストローブ信号が遅延回路123で遅延される最大遅延時間および最小遅延時間量を考慮する必要があり、データのセットアップタイム(setup time)・ホールドタイム(hold time)データ、クロックとデータのスキュー、クロックのジッタなどを差し引いた、データ信号が正しくラッチされる時間であるデータのウィンドウ(Window)が短くなり、高速転送の妨げになっていた。
The
一方、特許文献1に開示のデータ転送回路は、パーソナルコンピュータにおけるホストプロセッサと、ハードディスクドライブやCD−ROMなどの記憶装置とを接続するインターフェース用の回路であり、DDRSDRAMは、想定されていない。そして、特許文献1に開示のデータ転送回路では、位相調整にCRCが利用されているため、CRC演算回路やCRCラッチ回路が必要である。
On the other hand, the data transfer circuit disclosed in
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、遅延回路が不要であり、高速転送に好適なDDRSDRAMを提供することである。また、他の目的は、このようなDDRSDRAMを用いたデータ記憶システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a DDR SDRAM that does not require a delay circuit and is suitable for high-speed transfer. Another object is to provide a data storage system using such a DDR SDRAM.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。即ち、本発明に係る一態様のDDRSDRAMは、データ信号に対してストローブ信号の位相を所定の角度だけずらす位相調整回路を備え、データが読み出される場合に、前記位相調整回路によってデータ信号に対して前記所定の角度だけストローブ信号の位相をずらして、データ信号およびストローブ信号を出力することを特徴とする。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. In other words, the DDR SDRAM according to one aspect of the present invention includes a phase adjustment circuit that shifts the phase of the strobe signal by a predetermined angle with respect to the data signal, and when the data is read, the phase adjustment circuit applies the data signal to the data signal. The data signal and the strobe signal are output by shifting the phase of the strobe signal by the predetermined angle.
この構成によれば、DDRSDRAMが、データが読み出される場合に、位相調整回路によってデータ信号に対して所定の角度だけストローブ信号の位相をずらしてデータ信号およびストローブ信号を出力するので、データを読み出すデータ制御回路には、データ信号に対してストローブ信号の位相を90度遅らせる遅延回路が必要とされず、その温度依存性が抑制可能となる。温度依存性が抑制されるため、データ転送の高速化が可能となる。 According to this configuration, when the DDR SDRAM reads data, the phase adjustment circuit shifts the phase of the strobe signal by a predetermined angle with respect to the data signal and outputs the data signal and the strobe signal. The control circuit does not require a delay circuit that delays the phase of the strobe signal by 90 degrees with respect to the data signal, and its temperature dependency can be suppressed. Since temperature dependence is suppressed, data transfer can be performed at high speed.
そして、上述のDDRSDRAMにおいて、前記位相調整回路は、前記所定の角度を探索する探索回路を備えることを特徴とする。このような探索回路は、例えば、前記所定の角度を探索するために使用されるテストパターンのデータを記憶するテストパターンデータ記憶回路と、前記テストパターンのデータのデータ信号とストローブ信号との位相を複数ずらして複数組のデータ信号およびストローブ信号を順次に出力するテストパターンデータ信号出力回路と、順次に入力されたデータ信号をストローブ信号でラッチした結果の各データと、前記テストパターンデータ記憶回路に記憶されているデータとを比較し、比較結果に基づいて前記所定の角度を判定する判定回路とを備えて好適に構成される。 In the DDR SDRAM described above, the phase adjustment circuit includes a search circuit that searches for the predetermined angle. Such a search circuit includes, for example, a test pattern data storage circuit for storing test pattern data used for searching for the predetermined angle, and a phase between a data signal of the test pattern data and a strobe signal. A test pattern data signal output circuit for sequentially outputting a plurality of sets of data signals and strobe signals with a plurality of shifts, each data obtained as a result of latching the sequentially input data signals with the strobe signals, and the test pattern data storage circuit A determination circuit that compares the stored data and determines the predetermined angle based on the comparison result is preferably configured.
この構成によれば、探索回路が前記所定の角度を探索するので、自動的にDDRSDRAMに最適な前記所定の角度が探索される。このため、データ転送が高速化され、また、DDSDRAMの製品バラツキ、DDRSDRAMの使用環境および経年変化に対応することができる。 According to this configuration, since the search circuit searches for the predetermined angle, the predetermined angle optimum for the DDR SDRAM is automatically searched. For this reason, the data transfer speed is increased, and it is possible to cope with the product variation of DDSDRAM, the usage environment of DDRSDRAM, and the secular change.
また、上述のDDRSDRAMにおいて、前記所定の角度は、設計により予め設定されていることを特徴とする。 In the DDR SDRAM described above, the predetermined angle is preset by design.
この構成によれば、DDRSDRAMに最適な前記所定の角度が設定され、データ転送が高速化される。 According to this configuration, the predetermined angle optimum for the DDR SDRAM is set, and the data transfer is speeded up.
さらに、これら上述のDDRSDRAMにおいて、動作クロックを生成するクロック発生回路が外部に設けられていることを特徴とする。 Further, the above-mentioned DDR SDRAM is characterized in that a clock generation circuit for generating an operation clock is provided outside.
この構成によれば、クロック発生回路を内部に設ける必要がない。 According to this configuration, there is no need to provide a clock generation circuit inside.
そして、本発明に係る他の一態様では、1または複数のDDRSDRAMと、前記DDRSDRAMに対してデータを読み書きするデータ制御回路とを備えたデータ記憶システムにおいて、前記DDRSDRAMは、上述のいずれかに記載のDDRSDRAMであることを特徴とする。 In another aspect of the present invention, in the data storage system including one or a plurality of DDR SDRAMs and a data control circuit that reads / writes data from / to the DDR SDRAM, the DDR SDRAM is any one of the above. DDR SDRAM.
この構成によれば、温度依存性が抑制され、データ転送が高速化されたデータ記憶システムが提供される。 According to this configuration, a data storage system in which temperature dependency is suppressed and data transfer is speeded up is provided.
本発明のDDRSDRAMによれば、データを読み出すデータ制御回路には、データ信号に対してストローブ信号の位相を90度遅らせる遅延回路が必要とされず、その温度依存性が抑制可能となり、その結果、データ転送の高速化が可能となる。そして、本発明のデータ記憶システムによれば、温度依存性が抑制され、データ転送が高速化される。 According to the DDR SDRAM of the present invention, the data control circuit that reads data does not need a delay circuit that delays the phase of the strobe signal by 90 degrees with respect to the data signal, and its temperature dependency can be suppressed. Data transfer speed can be increased. According to the data storage system of the present invention, temperature dependency is suppressed and data transfer is speeded up.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
図1は、実施形態におけるデータ記憶システムの構成を示すブロック図である。図2は、実施形態におけるデータ転送回路(データ制御回路)の構成を示す図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a data storage system in the embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a data transfer circuit (data control circuit) in the embodiment.
実施形態のデータ記憶システムSは、1または複数のDDRSDRAM1を記憶素子として用いたデータを記憶する装置であり、図1に示すように、2値のデータを記憶する1または複数のDDRSDRAM1と、DDRSDRAM1にデータを書き込むと共にDDRSDAM1からデータを読み出すデータ制御回路2bとを備えて構成される。図1に示す例では、データ記憶システムSは、複数のX個のDDRSDRAM1−1〜1−Xを備えている。各DDRSDRAM1−1〜1−Xは、ストローブ信号を伝送する複数(図1の例ではX本)のストローブラインDQS(DQS−1〜DQS−X)でデータ制御回路2bとそれぞれ接続されると共に、データ信号を伝送するNビットのデータバスDQでデータ制御回路2bと接続される。データバスDQのビット幅は、例えば8ビット、16ビットあるいは32ビットなどの任意のビット幅でよい。
The data storage system S of the embodiment is a device that stores data using one or
なお、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。 In the present specification, when referring generically, it is indicated by a reference symbol without a suffix, and when referring to an individual configuration, it is indicated by a reference symbol with a suffix.
DDRSDRAM1は、いわゆる一般のDDRSDRAMとしての機能を有し、データ制御回路2bの制御の下に高速にデータの書き込みおよび読み出しを実行するために、さらに、データ制御回路2bとの間でデータの転送を実行するデータ転送回路2aを備えている。データ転送回路2aは、データ信号に対してストローブ信号の位相を所定の角度αだけずらす位相調整回路3aを備え、データ制御回路2bによってデータが読み出され該データのデータ信号を出力する場合に、位相調整回路3aによってデータ信号に対してこの所定の角度αだけストローブ信号の位相をずらして、データ信号およびストローブ信号を出力している。データ制御回路2bは、データ信号に対してストローブ信号の位相を所定の角度αだけずらす位相調整回路3bを備え、データをDDRSDRAM1へ書き込むべく該データのデータ信号を出力する場合に、位相調整回路3bによってデータ信号に対してこの所定の角度αだけストローブ信号の位相をずらして、データ信号およびストローブ信号を出力している。
The
DDRSDRAM1のデータ転送回路2aと、データ制御回路2bとは、略同様に構成されているため、DDRSDRAM1のデータ転送回路2aとデータ制御回路2bとを総称する場合には、データ転送回路2と呼称し、また、DDRSDRAM1のデータ転送回路2aにおける位相調整回路3aとデータ制御回路2bの位相調整回路3bとを総称する場合には、位相調整回路3と呼称することとする。
Since the
このようなデータ転送回路2は、図2に示すように、位相調整回路3と、クロック調整回路21と、ストローブ信号を生成するストローブ用フリップフロップ(以下、「ストローブ用FF」と略記する。)22(22a、22b)と、ストローブ用FF22の出力を多重するマルチプレクサ23と、マルチプレクサ23の出力を予め設定された所定の増幅率で増幅してストローブラインDQSへ出力する増幅器24と、位相調整回路3の出力と入力ラインDin(Din1,Din2)から入力された転送すべきデータとを多重するマルチプレクサ25(25a、25b)と、マルチプレクサ25の出力をラッチする出力用フリップフロップ(以下、「出力用FF」と略記する。)26(26a、26b)と、出力用FF26の出力を多重するマルチプレクサ27と、マルチプレクサ27の出力を予め設定された所定の増幅率で増幅してデータラインDQへ出力する増幅器28と、データラインDQを介して転送されたデータ信号をラッチして出力ラインDout(Dout1、Dout2)へ出力すると共に位相調整回路3へ出力する入力用フリップフロップ(以下、「入力用FF」と略記する。)29(29a、29b)とを備えて構成される。マルチプレクサ25の出力は、後述のテストパターンのデータまたは入力ラインDin(Din1,Din2)から入力された転送すべきデータである。ストローブ用FF22aの入力端子は、所定の電圧Vddでプルアップされ、ストローブ用FF22bの入力端子は、接地される。図2では、1ビット分の出力用FF26および入力用FF29が図示され、他は、同様の構成であるので省略されている。
As shown in FIG. 2, the
クロック調整回路21は、例えばPLL等を備えて構成され、第1クロック信号Clk0および位相調整回路3の制御によって第1クロック信号Clk0に対して位相が調整された第2クロック信号ClkXを生成する。クロック調整回路21は、後述するように、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相を探索する場合には、位相調整回路3の制御によって、第1クロック信号Clk0に対する第2クロック信号の位相を0度から360度までの範囲で所定の角度Δθずつ順次にシフトして第2クロック信号ClkXを生成する。そして、クロック調整回路21は、データ転送の際には、位相調整回路3の制御によって、この探索された最適な位相となるように、第1クロック信号Clk0に対して所定の角度αだけずれた位相の第2クロック信号を生成する。第1クロック信号Clk0は、動作クロックとして出力用FF26に入力されると共にマルチプレクサ27に入力され、出力用FF26aおよびマルチプレクサ27には、第1クロック信号Clk0がそのまま入力され、出力用FF26bには、第1クロック信号Clk0が反転して入力される。第2クロック信号ClkXは、動作クロックとしてストローブ用FF22に入力されると共にマルチプレクサ23に入力され、ストローブ用FF22aおよびマルチプレクサ23には、第2クロック信号ClkXがそのまま入力され、ストローブ用FF22bには、第2クロック信号ClkXが反転して入力される。
The
ストローブラインDQSを介して入力されたストローブ信号は、入力用FF29および位相調整回路3へ入力される。入力用FF29aおよび位相調整回路3には、ストローブ信号がそのまま入力され、入力用FF29bには、ストローブ信号が反転して入力される。
The strobe signal input via the strobe line DQS is input to the input FF 29 and the
位相調整回路3は、例えば、位相シフト値算出回路31と、テストパターンデータ記憶回路32と、カウンタ回路33と、比較回路34と、レジスタ回路35とを備えて構成される。
The
位相シフト値算出回路31は、第1クロック信号Clk0に対する第2クロック信号ClkXの位相差を指示する制御信号をクロック調整回路21へ出力する回路である。位相シフト値算出回路31は、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相を探索する場合には、第2クロック信号ClkXの位相が第1クロック信号Clk0に対して所定の角度Δθずつ順次にシフトするように制御信号をクロック調整回路21へ出力すると共に、マルチプレクサ25へクロック信号を出力する。そして、位相シフト値算出回路31は、データ転送の際には、第2クロック信号ClkXの位相が第1クロック信号Clk0に対してこの探索された最適な位相となるように制御信号をクロック調整回路21へ出力する。
The phase shift
例えば、クロック調整回路21が第1クロック信号Clk0に対して第2クロック信号ClkXの位相を360/256ずつシフトすることができる場合、位相シフト値算出回路31は、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相を探索する場合には、制御信号として0から255までの正数値を順次に出力する。クロック調整回路21は、第1クロック信号Clk0に対して位相が(360/256×(制御信号))だけずれた第2クロック信号ClkXを生成する。そして、探索の結果、例えば、64で最適な位相が得られた場合には、位相シフト値算出回路31は、データ転送の際にクロック調整回路21に制御信号としてこの64を出力する。
For example, when the
テストパターンデータ記憶回路32は、ストローブ信号の位相をデータ信号に対してずらす所定の角度を探索するために使用されるテストパターンのデータを記憶する回路である。このテストパターンのデータは、後述するように、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相を探索する場合にデータ信号として出力される。テストパターンデータ記憶回路32は、テストパターンのデータを比較回路34およびマルチプレクサ25へ出力する。テストパターンデータは、任意のビット数でよいが、データ信号がハイレベルの信号(ハイ信号)とローレベルの信号(ロー信号)の2種類があり、ローレベルからハイレベルに達するまでの立ち上がり時間と、ハイレベルからローレベルに達するまでの立ち下がり時間とは、異なるため、本実施形態は、例えば、ハイレベルのビットとローレベルのビットとの2ビットで構成されている。ハイレベルは、1のデータを表し、ローレベルは、0のデータを表す。
The test pattern
カウンタ回路33は、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索が終了したか否かを判断するための回路である。カウンタ回路33には、ストローブラインDQSを介して入力されたストローブ信号が入力され、カウンタ回路33は、このストローブ信号の立ち上がりエッジをカウント(計数)し、カウント値が(360/△θ)×2となった場合に、上記最適な位相の探索が終了したと判断し、その旨を表す信号としてイネーブル(ENABLE)信号を比較回路34へ出力する。第2クロック信号ClkXの位相は、角度△θずつ順次にシフトされるので、360/△θは、探索回数(シフト回数)を表し、テストパターンデータがNビットの場合では、上記最適な位相の探索が終了した場合のカウント値は、(360/△θ)×Nとなる。本実施形態では、テストパターンデータが2ビットであるため、このカウント値は、上記(360/△θ)×2となる。
The
レジスタ回路35は、データラインDQを介して入力され、入力用FF29でラッチされたデータ信号を記憶する回路である。
The
比較回路34は、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相を判定する回路である。比較回路34は、レジスタ回路35に記憶されているデータと、テストパターンデータ記憶回路32に記憶されているテストパターンのデータとを比較し、判定結果を保持する。比較回路34は、カウンタ回路33からイネーブル信号が通知されると、この保持している判定結果から最適な位相を判定する。そして、比較回路34は、最適な位相を位相シフト値算出回路31へ出力する。
The
このようなカウンタ回路33、比較回路34およびレジスタ回路35は、順次に入力されたデータ信号をストローブ信号でラッチした結果の各データと、テストパターンデータ記憶回路32に記憶されているデータとを比較し、比較結果に基づいて所定の角度αを判定する判定回路の一例を構成する。位相シフト値算出回路31およびクロック調整回路21は、テストパターンのデータのデータ信号とストローブ信号との位相を複数ずらして複数組のデータ信号およびストローブ信号を順次に出力するテストパターンデータ信号出力回路の一例を構成する。そして、位相シフト値算出回路31、テストパターンデータ記憶回路32、カウンタ回路33、比較回路34、レジスタ回路35およびクロック調整回路21は、データ信号に対してずらすストローブ信号における位相の所定の角度を探索する探索回路の一例を構成する。
The
このようなデータ転送回路2は、例えばFPGA等で構成可能であり、クロック調整回路21は、例えば360/256度(=△θ=約1.41度)ずつ位相をずらすことができるように構成可能である。
Such a
次に、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作について説明する。 Next, a search operation for the optimum phase of the strobe signal with respect to the data signal during data transfer will be described.
図3は、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作を示すフローチャートである。図4は、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作を説明するためのタイムチャートである。図5は、判定結果を示す図である。 FIG. 3 is a flowchart showing the search operation for the optimum phase of the strobe signal with respect to the data signal during data transfer. FIG. 4 is a time chart for explaining the search operation of the optimum phase of the strobe signal with respect to the data signal during data transfer. FIG. 5 is a diagram illustrating the determination result.
このような構成のデータ記憶システムSでは、図略の電源スイッチがオンされるなどによってDDRSDRAM1およびデータ制御回路2bが起動されると、データ制御回路2bがマスタとして機能すると共にDDRSDRAM1のデータ転送回路2aがスレーブとして機能し、DDRSDRAM1のデータ転送回路2aにおけるデータ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作が開始され、この探索動作が終了すると、DDRSDRAMのデータ転送回路2aがマスタとして機能すると共にデータ制御回路2bがスレーブとして機能し、データ制御回路2bにおけるデータ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作が開始される。こうして、DDRSDRAM1のデータ転送回路2aおよびデータ制御回路2bにおける、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相がそれぞれ探索され、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の位相が最適化される。この結果、データ転送が高速化される。
In the data storage system S having such a configuration, when the
DDRSDRAM1のデータ転送回路2aにおけるデータ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作、および、データ制御回路2bにおけるデータ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作は、同様であるので、以下に纏めて説明する。
The search operation for the optimum phase of the strobe signal with respect to the data signal during data transfer in the
図3において、ステップ#S1で、図略の電源スイッチがオンされるなどによって、マスタ(Master)のユニット(Unit)およびスレーブ(Slave)のユニット(Unit)が起動される。 In FIG. 3, in step # S1, a master unit (Unit) and a slave unit (Unit) are activated by turning on an unillustrated power switch.
DDRSDRAM1のデータ転送回路2aにおけるデータ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作の場合では、マスタのユニットは、データ制御回路2bであり、スレーブのユニットは、データ転送回路2aである。また、データ制御回路2bにおけるデータ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相の探索動作の場合では、マスタのユニットは、データ転送回路2aであり、スレーブのユニットは、データ制御回路2bである。
In the case of the search operation of the optimum phase of the strobe signal with respect to the data signal at the time of data transfer in the
次に、ステップ#S2で、マスタのユニットからスレーブのユニットへ、テストデータのデータ信号およびデータ信号に対してストローブ信号の位相が第1の角度(1×△θ)だけずれたストローブ信号が出力される。 Next, in step # S2, a test signal data signal and a strobe signal whose phase is shifted from the data signal by a first angle (1 × Δθ) are output from the master unit to the slave unit. Is done.
次に、ステップ#3で、このテストデータのデータ信号およびストローブ信号は、データラインDQおよびストローブラインDQSをそれぞれ伝送し、スレーブのユニットに入力される。そして、スレーブのユニットにおいて、テストデータのデータ信号は、入力用FF29でストローブ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジでラッチされ、レジスタ回路35へ出力され、記憶される。
Next, in
次に、ステップ#S4で、スレーブのユニットにおいて、テストデータが正しくラッチできたか否かが判定され、判定結果が記録される。より具体的には、比較回路34は、レジスタ回路35に記憶されているデータと、テストパターンデータ記憶回路32に記憶されているテストパターンのデータとを比較し、一致していれば正しくラッチされたと判定され、一致していなければ正しくラッチされなかったと判定し、判定結果を保持する。
Next, in step # S4, it is determined whether or not the test data has been correctly latched in the slave unit, and the determination result is recorded. More specifically, the
次に、ステップ#S5で、360/△θ回繰り返されたか否かが判断され、360/△θ回繰り返されていない場合(No)には、ステップ#S6が実行され、360/△θ回繰り返されている場合(Yes)には、ステップ#S7が実行される。より具体的には、比較回路34は、カウンタ回路33からイネーブル信号が入力されていない場合には、360/△θ回繰り返されていない場合(No)と判断され、カウンタ回路33からイネーブル信号が入力されている場合には、360/△θ回繰り返されている場合(Yes)と判断される。
Next, in step # S5, it is determined whether or not it has been repeated 360 / Δθ times, and if it has not been repeated 360 / Δθ times (No), step # S6 is executed and 360 / Δθ times. If it is repeated (Yes), Step # S7 is executed. More specifically, when the enable signal is not input from the
ステップ#S6では、マスタのユニットの位相調整値が△θだけ追加され、処理がステップ#S2へ戻され、ステップ#S2が実行される。より具体的には、マスタのユニットの位相シフト値算出回路31は、データ信号に対してストローブ信号の位相が第2の角度(2×△θ=((第1の角度1×△θ)+△θ))だけずれたストローブ信号が出力されるように、クロック調整回路21へ制御信号を出力し、ステップ#S2が実行される。
In step # S6, the phase adjustment value of the master unit is added by Δθ, the process is returned to step # S2, and step # S2 is executed. More specifically, the phase shift
こうしてステップ#S5で360/△θ回繰り返されたと判断されるまで、ステップ#S2、ステップ#3、ステップ#S4、ステップ#S5およびステップ#S6が繰り返される。この結果、マスタのユニットでは、第2クロック信号ClkXの位相が第1クロック信号Clk0に対して所定の角度Δθずつ順次にシフトするように制御信号がクロック調整回路21へ出力され、このため、ストローブ信号は、図4(B)〜図4(F)に示すように、その位相がデータ信号に対して所定の角度Δθずつ順次にシフトする。このような位相がデータ信号に対して所定の角度Δθずつ順次にシフトしたストローブ信号によってテストデータのデータ信号が入力用FF29でラッチされ、レジスタ回路35に順次に記憶される。そして、順次にレジスタ回路35に記憶されたデータと、テストパターンデータ記憶回路32に記憶されたテストパターンのデータとが順次に比較回路34で比較される。図4に示す例では、所定の角度が(N+3)・△θおよび(N+4)・△θ(Nはある正数)の場合に、正しくラッチされたと判定され、残余の場合では正しくラッチされなかったと判定され、その判定結果が、例えば図5に示すように、所定の角度(位相シフト値)N・△θと判定結果が対応付けられて比較回路34に保持される。図5に示す例では、正しく判定された場合が「○」で示されており、正しく判定されなかった場合が「×」で示されている。
Thus, step # S2,
ステップ#S7では、スレーブのユニットにおいて、比較回路34は、保持されている判定結果から最適な位相を選択し、決定する。保持されている判定結果に正しくラッチされた場合が複数ある場合には、例えば、正しくラッチされた複数の場合のから任意に選択される、また例えば正しクラッチされた複数の場合を位相シフト値の順に並べた場合にその中央値が選択される。なお、中央値が2個ある場合には、何れか一方が選択される。
In step # S7, in the slave unit, the
このように動作することによって、データ転送に際してデータ信号に対するストローブ信号の最適な位相が探索される。 By operating in this way, the optimum phase of the strobe signal with respect to the data signal is searched for during data transfer.
そして、データ転送回路2は、データ転送の際には、第2クロック信号ClkXの位相が第1クロック信号Clk0に対してこの探索された最適な位相となる制御信号が位相シフト値算出回路31からクロック調整回路21へ出力されることによって、データ信号に対して最適な所定の角度αだけストローブ信号の位相をずらして、データ信号およびストローブ信号を出力する。
When the
このようにDDRSDRAM1が、データが読み出される場合に、位相調整回路3aによってデータ信号に対して所定の角度αだけストローブ信号の位相をずらしてデータ信号およびストローブ信号を出力するので、データを読み出すデータ制御回路2bには、背景技術のように、データ信号に対してストローブ信号の位相を90度遅らせる遅延回路が必要とされず、その温度依存性が抑制可能となる。この温度依存性が抑制されるため、データ転送の高速化が可能となる。
Thus, when data is read out, the
そして、所定の角度αの探索は、自動的に行われ、DDRSDRAM1に最適な所定の角度αが探索される。このため、データ転送が高速化され、また、DDSDRAM1の製品バラツキ、DDRSDRAM1の使用環境および経年変化に対応することができる。
The search for the predetermined angle α is automatically performed, and the predetermined angle α optimum for the
なお、上述の実施形態では、DDRSDRAM1ごとにストローブラインDQSがそれぞれ設けられたが、図6に示すように、単線のストローブラインDQS’を各DDRSDRAM1’が用いるように構成されてもよい。このようなデータ記憶システムS’は、1または複数のDDRSDRAM1’と、データ制御回路2b’とを備えて構成され、各DDRSDRAM1’−1〜1’−Xは、1本のストローブラインDQS’でデータ制御回路2b’と接続されると共に、データバスDQでデータ制御回路2b’と接続される。DDRSDRAM1’は、図1に示すDDRSDRAM1と大略同様に構成され、自機を特定し識別するための識別子をさらに記憶し、データ信号を出力する場合にはデータ信号にこの識別子をさらに付加し、データ信号が入力される場合にはデータ信号に付加されている識別子から自機宛のデータ信号であるか否かをさらに判断するように構成される。この識別子は、例えば、データ信号の最初の部分に入れられる。データ制御回路2b’は、図1に示すデータ制御回路2と大略同様に構成され、DDRSDRAM1’を特定し識別するための識別子をさらに記憶し、データ信号を出力する場合にはデータ信号にデータ信号の出力先におけるDDRSDRAM1’の識別子をさらに付加し、データ信号が入力される場合にはデータ信号に付加されている識別子からデータ信号の出力元におけるDDRSDRAM1’を判断するように構成される。この識別子は、例えば、データ信号の最初の部分に入れられる。
In the above-described embodiment, the strobe line DQS is provided for each
そして、上述の実施形態において、動作クロックを生成するクロック発生回路が外部に設けられ、クロック調整回路21は、この外部のクロック発生回路からの動作クロックにおける位相をシフトする位相シフト回路を備え、この動作クロックを第1クロック信号Clk0としてそのまま出力すると共に、この動作クロックの位相を位相シフト回路でシフトして第2クロック信号ClkXとして出力するように構成されてもよい。このように構成することによってクロック調整回路21は、内部にクロック発生回路を設ける必要がない。外部のクロック発生回路としては、例えば、マイクロプロセッサの動作クロックを発生するクロック発生回路などを利用することができる。
In the above-described embodiment, a clock generation circuit that generates an operation clock is provided outside, and the
また、上述の実施形態では、所定の角度αの探索が自動的に行われるようにデータ転送回路2が構成されたが、この所定の角度αは、設計により予め設定されるように構成されてもよい。所定の角度αは、データ信号およびストローブ信号の周波数、クロック調整回路21から各FF22、26、29までの配線長、配線幅、配線厚および配線材料、データバスDQの配線長、配線幅、配線厚および配線材料、ストローブラインDQSの配線長、配線幅、配線厚および配線材料、ローレベルからハイレベルに達するまでの立ち上がり時間およびハイレベルからローレベルに達するまでの立ち下がり時間、使用温度範囲、各FF22、26、29の供給電圧範囲(データ制御回路の供給電圧範囲)、第1クロック信号Clk0のジッタ、各FF22、26、29のセットアップタイム/ホールドタイム、ならびに、各FF22、26、29から端子ピンまでの配線長、配線幅、配線厚および配線材料などに基づいて設計される。このような構成によってもデータ転送回路2に最適な所定の角度αが設定され、データ転送が高速化される。
In the above-described embodiment, the
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更及び/又は改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。従って、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Accordingly, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not limited to the scope of the claims. To be construed as inclusive.
S、S’ データ記憶システム
1、1’ DDRSDRAM
2、2a、2a’ データ転送回路
2b、2b’ データ制御回路
3、3a、3a’、3b、3b’ 位相調整回路
21、111、121 クロック調整回路
31 位相シフト値算出回路
32 テストパターンデータ記憶回路
33 カウンタ回路
34 比較回路
35 レジスタ回路
S, S '
2, 2a, 2a ′
Claims (6)
データが読み出される場合に、前記位相調整回路によってデータ信号に対して前記所定の角度だけストローブ信号の位相をずらして、データ信号およびストローブ信号を出力すること
を特徴とするDDRSDRAM。 A phase adjustment circuit that shifts the phase of the strobe signal with respect to the data signal by a predetermined angle,
A DDR SDRAM that outputs a data signal and a strobe signal by shifting the phase of the strobe signal by the predetermined angle with respect to the data signal by the phase adjustment circuit when data is read.
を特徴とする請求項1に記載のDDRSDRAM。 The DDR SDRAM according to claim 1, wherein the phase adjustment circuit includes a search circuit that searches for the predetermined angle.
前記所定の角度を探索するために使用されるテストパターンのデータを記憶するテストパターンデータ記憶回路と、
前記テストパターンのデータのデータ信号とストローブ信号との位相を複数ずらして複数組のデータ信号およびストローブ信号を順次に出力するテストパターンデータ信号出力回路と、
順次に入力されたデータ信号をストローブ信号でラッチした結果の各データと、前記テストパターンデータ記憶回路に記憶されているデータとを比較し、比較結果に基づいて前記所定の角度を判定する判定回路とを備えること
を特徴とする請求項2に記載のDDRSDRAM。 The search circuit includes:
A test pattern data storage circuit for storing test pattern data used for searching for the predetermined angle;
A test pattern data signal output circuit for sequentially outputting a plurality of sets of data signals and strobe signals by shifting a plurality of phases of the data signal and the strobe signal of the test pattern data;
A determination circuit that compares each data obtained by latching sequentially input data signals with a strobe signal and data stored in the test pattern data storage circuit, and determines the predetermined angle based on the comparison result The DDR SDRAM according to claim 2, further comprising:
を特徴とする請求項1に記載のDDRSDRAM。 The DDR SDRAM according to claim 1, wherein the predetermined angle is preset by design.
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のDDRSDRAM。 The DDR SDRAM according to any one of claims 1 to 4, wherein a clock generation circuit for generating an operation clock is provided outside.
前記DDRSDRAMは、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のDDRSDRAMであること
を特徴とするデータ記憶システム。 In a data storage system comprising one or more DDR SDRAMs and a data control circuit for reading and writing data to and from the DDR SDRAMs,
6. The data storage system according to claim 1, wherein the DDR SDRAM is the DDR SDRAM according to any one of claims 1 to 5.
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