JP2009016017A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不揮発性メモリの同期バースト読み出しデータを制御する半導体集積回路に係り、詳しくは、データ出力部のデータ出力タイミングを制御する半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit that controls synchronous burst read data of a nonvolatile memory, and more particularly to a semiconductor integrated circuit that controls data output timing of a data output unit.
不揮発性メモリの同期バースト読み出しにおけるクロック信号と出力データとの間には、一定の時間関係が規定されている。図3は、クロック信号と出力データの時間関係を示すパルス列である。図3において、出力データOutPutDataは、最初の外部クロック信号CLKが立ち上がってからバーストアクセス時間tBA後には、データが確定していなければならない。また、データが確定してから、次の外部クロック信号CLKが立ち上がった後のデータ保持時間tBDHの間は、データが保持されていなければならない。 A fixed time relationship is defined between the clock signal and the output data in the synchronous burst reading of the nonvolatile memory. FIG. 3 is a pulse train showing the time relationship between the clock signal and the output data. In FIG. 3, the output data OutPutData must be determined after the burst access time tBA after the first external clock signal CLK rises. In addition, after the data is determined, the data must be held for the data holding time tBDH after the next external clock signal CLK rises.
図4は、外部クロック信号CLKの周波数とバーストアクセス時間tBA及びデータ保持時間tBDHとの関係を示す規格表である。例えばクロック周波数が54MHzのとき、バーストアクセス時間tBAの最大値は14.5ns、データ保持時間tBDHの最小値は4nsである。クロック周波数が108MHzのときは、バーストアクセス時間tBAの最大値は7ns、データ保持時間tBDHの最小値は2nsである。またそれぞれのクロック周波数におけるレイテンシーの推奨値も示されている。 FIG. 4 is a standard table showing the relationship between the frequency of the external clock signal CLK, the burst access time tBA, and the data holding time tBDH. For example, when the clock frequency is 54 MHz, the maximum value of the burst access time tBA is 14.5 ns, and the minimum value of the data holding time tBDH is 4 ns. When the clock frequency is 108 MHz, the maximum value of the burst access time tBA is 7 ns, and the minimum value of the data holding time tBDH is 2 ns. Also shown are recommended latencies for each clock frequency.
図5は、従来の同期バースト読み出しにおける、データ出力部とクロック信号との関係を示すブロック図である。外部クロック信号CLKは、メモリチップのクロックパッド50を介してクロック入力バッファー40に入力される。クロック入力バッファー40から出力された外部クロック信号CLKは、データ出力部30のバーストカウンタ30−1とデータ出力ドライバ30−2とに入力される。メモリアレイ70からバースト読み出しされたパイプラインデータは、データ出力部30のバーストカウンタ30−1とデータ出力ドライバ30−2に入力された外部クロック信号CLKに制御されて、データ出力パッド60から外部へ取り出される。モードレジスタ20は同一メモリチップ上に存在するが、データ出力部30との係りはない。
FIG. 5 is a block diagram showing a relationship between a data output unit and a clock signal in conventional synchronous burst reading. The external clock signal CLK is input to the
図6は、出力データの出力タイミングを示すタイミングマージン図である。図6において、白丸は、各クロック周波数に対し図5のデータ出力パッド60から取り出された出力データのバーストアクセス時間tBA及びデータ保持時間tBDHを示している。通常、最大のクロック周波数において最大のタイミングマージンが得られるよう設計される。このため108MHzのクロック周波数において、データ保持時間tBDHの最小値2nsとバーストアクセス時間tBAの最大値7nsとの中間値4.5nsに、データ保持時間tBDHとバーストアクセス時間tBAとが来るよう設計され、最大のタイミングマージンを得ている。
FIG. 6 is a timing margin diagram showing output timing of output data. In FIG. 6, white circles indicate the burst access time tBA and the data holding time tBDH of the output data extracted from the
このためクロック周波数が低くなると、例えば54MHzにおいては、データ保持時間tBDHの最小値4nsに対し、0.5nsのタイミングマージンしか残らないことになり、メモリのシステム設計が困難となる。特許文献1には、同期バースト読み出し動作において、内部クロックと遅延クロックとの位相を比較する位相比較回路と、位相比較回路からの信号により遅延量を調整する可変遅延付加回路とを有するDLL回路により出力データのタイミングを最適化する、旨の記載がある。ところがこのDLL回路は、回路規模が大きいため、チップサイズを小さくすることが困難であり、消費電力も大きいという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、不揮発性メモリの同期バースト読み出しにおいて、出力データのタイミングマージンを改善する回路規模が小さく消費電力の少ない半導体集積回路を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit with a small circuit scale and low power consumption for improving a timing margin of output data in synchronous burst reading of a nonvolatile memory. It is to provide a circuit.
本発明の半導体集積回路は、不揮発性メモリの同期バースト読み出しにおけるデータ出力部のデータ出力タイミングを制御する半導体集積回路であって、クロック遅延制御回路とモードレジスタとを有するクロック遅延制御部と、クロック入力バッファとを含み、クロック遅延制御回路は、モードレジスタに格納された周波数に対応付けられた情報を基に、外部から入力されクロック入力バッファから出力された外部クロック信号の遅延を制御することにより、データ出力部のデータ出力タイミングを制御することを特徴とする。 A semiconductor integrated circuit of the present invention is a semiconductor integrated circuit that controls data output timing of a data output unit in synchronous burst reading of a nonvolatile memory, and includes a clock delay control unit having a clock delay control circuit and a mode register, The clock delay control circuit includes an input buffer, and controls the delay of the external clock signal input from the outside and output from the clock input buffer based on the information associated with the frequency stored in the mode register. The data output timing of the data output unit is controlled.
本発明の半導体集積回路によれば、不揮発性メモリの同期バースト読み出しにおいて、出力データのタイミングマージンを改善する回路規模が小さく消費電力の少ない半導体集積回路を提供できるため、メモリ容量の増大に伴うチップサイズの増加と消費電力の増加とを抑制することが可能となる。 According to the semiconductor integrated circuit of the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit with a small circuit scale and low power consumption for improving the timing margin of output data in synchronous burst reading of a nonvolatile memory. It is possible to suppress an increase in size and an increase in power consumption.
本発明による半導体集積回路の実施の形態について、図を用いて説明する。図1は、本発明のクロック遅延制御部とデータ出力部との関係を示すブロック図である。図1において、クロック入力バッファ40から出力された外部クロック信号CLK′は、クロック遅延制御部10のクロック遅延制御回路15に入力され、モードレジスタ20に格納された周波数に対応付けられた情報(他に出力強度の情報等がある)であるレイテンシー情報信号を基に遅延を制御されて、データ出力部30のバーストカウンタ30−1とデータ出力ドライバ30−2とに入力されるところが、図5と異なっている。
Embodiments of a semiconductor integrated circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the relationship between the clock delay control unit and the data output unit of the present invention. In FIG. 1, an external clock signal CLK ′ output from the
クロック遅延制御回路15は、クロック周波数が54MHzのとき、モードレジスタ20から、図4のレイテンシー情報信号である4サイクルの信号を得て、クロック入力バッファ40から出力された外部クロック信号CLK′の遅延を制御し、遅延クロック信号DelayCLKをデータ出力部30のバーストカウンタ30−1とデータ出力ドライバ30−2とに入力する。これによりメモリアレイ70からバースト読み出しされたパイプラインデータが制御され、制御されたパイプラインデータは、出力データとしてデータ出力パッド60から取り出される。図6に黒丸で示されるように、出力データのデータ保持時間tBDHとバーストアクセス時間tBAとは、データ保持時間tBDHの最小値4nsとバーストアクセス時間tBAの最大値14.5nsとの間の、6.5nsに設定されており、データ保持時間tBDH側のタイミングマージンが改善されている。
When the clock frequency is 54 MHz, the clock
クロック遅延制御回路15は、クロック周波数が66MHz、83MHz、及び108MHzのときも同様に、モードレジスタ20から、図4のレイテンシー情報信号である5、6及び8サイクルの信号を得て、クロック入力バッファ40から出力された外部クロック信号CLK′の遅延を制御し、データ出力部30のバーストカウンタ30−1とデータ出力ドライバ30−2とに入力する。これにより、データ出力パッド60から取り出された出力データのデータ保持時間tBDHとバーストアクセス時間tBAは、図6の黒丸で示されるようにバーストアクセス時間tBAの最大値側へシフトし、データ保持時間tBDH側のタイミングマージンが改善されている。
Similarly, when the clock frequency is 66 MHz, 83 MHz, or 108 MHz, the clock
図2は、本発明のクロック遅延制御部のクロック遅延制御回路のブロック図である。図2において、クロック遅延制御回路15は、遅延回路15−1〜3、セレクタ16及びバッファ17を有している。遅延回路15−1〜3は互いにカスケード接続され、一端はクロック入力バッファ40の出力端に、他端はセレクタ16の入力端の1つに接続されている。セレクタ16の他の入力端には、クロック入力バッファ40の出力端及びカスケード接続された遅延回路15−1〜3の接続ノードがそれぞれ接続されている。さらにセレクタ16の制御端はモードレジスタ20の出力端に接続され、出力端はバッファ17の入力端に接続されている。バッファ17の出力端は、データ出力部30のバーストカウンタ30−1とデータ出力ドライバ30−2の入力端に接続されている。
FIG. 2 is a block diagram of a clock delay control circuit of the clock delay control unit of the present invention. In FIG. 2, the clock
セレクタ16は、クロック入力バッファ40から出力された外部クロック信号CLK′の周波数に応じたレイテンシー情報信号を制御信号としてモードレジスタ20から受信する。その信号を基に遅延量0ns、1.0ns、2.0ns、3.0nsの遅延を有する遅延クロック信号DelayCLKのいずれかを選択し、バッファ17を介してバーストカウンタ30−1とデータ出力ドライバ30−2に供給する。
The
これにより、メモリアレイ70からバースト読み出されたパイプラインデータは、データ出力部30のバーストカウンタ30−1とデータ出力ドライバ30−2に入力された、クロック入力バッファ40から出力された外部クロック信号CLK′又は遅延クロック信号DelayCLKに制御され、データ出力パッド60から取り出された出力データのデータ保持時間tBDHとバーストアクセス時間tBAは、図6の黒丸と同様にバーストアクセス時間tBAの最大値側へシフトし、データ保持時間tBDH側のタイミングマージンを改善することができる。このクロック遅延制御回路15は、従来のDLL回路に比べて回路規模が小さく、且つ、消費電力も小さい。
Thus, the pipeline data read out in burst from the
以上説明したように、本発明によると、不揮発性メモリの同期バースト読み出しにおいて、出力データのタイミングマージンを改善する回路規模が小さく消費電力の少ない半導体集積回路を提供できるため、メモリ容量の増大に伴うチップサイズの増加と消費電力の増加とを抑制することが可能となる。 As described above, according to the present invention, in synchronous burst reading of a nonvolatile memory, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit with a small circuit scale that improves the timing margin of output data and low power consumption. It is possible to suppress an increase in chip size and an increase in power consumption.
10 遅延制御部
15 クロック遅延制御回路
15−1〜3 遅延回路
16 セレクタ
17 バッファ
20 モードレジスタ
30 データ出力部
30−1 バーストカウンタ
30−2 データ出力ドライバ
40 クロック入力バッファー
50 クロックパッド
60 データ出力パッド
70 メモリアレイ
CLK 外部クロック信号
CLK′ バッファから出力された外部クロック信号
DelayCLK 遅延クロック信号
OutPutData 出力データ
tBA バーストアクセス時間
tBDH データ保持時間
10 Delay controller
15 Clock delay control circuit
15-1-3 delay circuit
16 selector
17 buffers
20 Mode register
30 Data output section
30-1 Burst counter
30-2 Data output driver
40 clock input buffer
50 clock pads
60 Data output pad
70 Memory array CLK External clock signal CLK ′ External clock signal output from buffer DelayCLK Delay clock signal OutPutData output data tBA Burst access time tBDH Data holding time
Claims (1)
クロック遅延制御回路とモードレジスタとを有するクロック遅延制御部と、クロック入力バッファとを含み、
前記クロック遅延制御回路は、前記モードレジスタに格納された周波数に対応付けられた情報を基に、外部から入力され前記クロック入力バッファから出力された外部クロック信号の遅延を制御することにより、前記データ出力部のデータ出力タイミングを制御することを特徴とする半導体集積回路。 A semiconductor integrated circuit for controlling data output timing of a data output unit in synchronous burst reading of a nonvolatile memory,
A clock delay control unit having a clock delay control circuit and a mode register, and a clock input buffer;
The clock delay control circuit controls the delay of the external clock signal input from the outside and output from the clock input buffer based on information associated with the frequency stored in the mode register. A semiconductor integrated circuit which controls data output timing of an output unit.
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