JP2009043342A - 半導体記憶装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】クロック信号とデータ信号のタイミングを自動調整する。
【解決手段】タイミング調整インターフェイス102の被遅延入力信号ラッチ回路106は、入力クロックから生成されたそれぞれ遅延時間の異なる5つの遅延クロックCLK0〜4で、入力信号を遅延させた被遅延入力信号SIGをラッチしてラッチ信号DATA0〜4を出力し、これに基づいてレジスタ122から出力されるレジスタ信号GATE0〜4により、上記被遅延入力信号ラッチ回路106が制御される。上記ラッチ信号DATA0〜4はOR回路153に入力され、論理和が確定入力信号DATAとして出力される。
【選択図】図2

Description

本発明は、記憶データがクロック信号に同期して入出力される半導体記憶装置に関するものである。
図18は、クロックに同期して信号を入出力するクロック同期型半導体記憶装置、及び半導体記憶装置をコントロールする情報処理装置のブロック図である。
半導体記憶装置600と情報処理装置601は、入力信号609、クロック610、出力データ信号612で接続されている。半導体記憶装置600は、入力信号ラッチ回路602、メモリコア603で構成され、入力信号ラッチ回路602とメモリコア603はラッチ信号604で接続される。メモリコア603は、メモリコア603を動作させる為の制御回路、電源回路、デコーダ回路、及び読み出し回路を含んでいる。
入力信号ラッチ回路602は、クロック610のタイミングで、入力された入力信号609をラッチし、ラッチした信号をラッチ信号604として出力する。
図19(a)(b)(c)は、図18記載の回路構成における、入力信号取り込みのタイミングチャートを示している。
図19(a)は、クロックの立ち上がりエッジの前に入力信号が変化する場合の入力信号取り込みのタイミングチャートである。
図19(b)は、装置の電圧条件、温度条件、または情報処理装置と半導体記憶装置間の配線遅延の変動等によって、入力信号の入力タイミングが、図19(a)記載の入力信号の入力タイミングよりも遅くなり、クロックの立ち上がりエッジの後に入力信号が変化する場合の入力信号取り込みのタイミングチャートである。
図19(c)は、入力信号の取り込み動作中に、装置の電圧条件、温度条件、または情報処理装置と半導体記憶装置間の配線遅延の変動等によって、入力信号の入力タイミングが変動した場合の入力信号取り込みのタイミングチャートである。
また、入力信号ラッチ回路602は、入力されたクロック610の立ち上がりエッジで入力信号609をラッチする場合を示している。
図19(a)の入力信号取り込みのタイミングチャートの説明をする。
時間T01aで入力信号が“H”(Highレベル)になると、その後のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで入力信号ラッチ回路602に入力信号の“H”がラッチされ、ラッチ信号は“H”となる。
時間T02aで入力信号が“L”(Lowレベル)になると、その後のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで入力信号ラッチ回路602に入力信号の“L”がラッチされ、ラッチ信号は“L”となる。
時間T03aで入力信号が“H”になると、その後のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで入力信号ラッチ回路602に入力信号の“H”がラッチされ、ラッチ信号は“H”となる。
時間T04aで入力信号が“L”になると、その後のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで入力信号ラッチ回路602に入力信号の“L”がラッチされ、ラッチ信号は“L”となる。
図19(a)に記載のタイミングでは、入力信号と同じ波形がラッチ信号から出力される。
図19(b)の入力信号取り込みのタイミングチャートの説明をする。
時間T01bで入力信号が“H”になるが、時間T01bはクロックの立ち上がりエッジのタイミングよりも後である為、入力信号の“H”はラッチされない。入力信号ラッチ回路602は、直前のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで、入力信号が“H”になる前、すなわち“L”をラッチし、ラッチ信号は“L”となる。
次に時間T02bで入力信号が“L”になるが、時間T02bはクロックの立ち上がりエッジのタイミングよりも後である為、入力信号の“L”はラッチされない。入力信号ラッチ回路602は、直前のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで、入力信号が“L”になる前、すなわち“H”をラッチし、ラッチ信号は“H”となる。
次に時間T03bで入力信号が“H”になるが、時間T03bはクロックの立ち上がりエッジのタイミングよりも後である為、入力信号の“H”はラッチされない。入力信号ラッチ回路602は、直前のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで、入力信号が“H”になる前、すなわち“L”をラッチし、ラッチ信号は“L”となる。
次に時間T04bで入力信号が“L”になるが、時間T04bはクロックの立ち上がりエッジのタイミングよりも後である為、入力信号の“L”はラッチされない。入力信号ラッチ回路602は、直前のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで、入力信号が“L”になる前、すなわち“H”をラッチし、ラッチ信号は“H”となる。
図19(b)に記載のタイミングでは、入力信号はクロックの1周期遅れて、ラッチ信号から出力される。
図19(c)の入力信号取り込みのタイミングチャートの説明をする。
時間T01cで入力信号が“H”になると、その後のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで入力信号ラッチ回路602に入力信号の“H”がラッチされ、ラッチ信号は“H”となる。
時間T02cで入力信号が“L”になると、その後のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで入力信号ラッチ回路602に入力信号の“L”がラッチされ、ラッチ信号は“L”となる。
次に入力信号の遅延量が増加して、時間T03cで入力信号が“H”になった場合、時間T03cはクロックの立ち上がりエッジのタイミングよりも後であると、入力信号の“H”はラッチされない。入力信号ラッチ回路602は、直前のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで、入力信号が“H”になる前、すなわち“L”をラッチし、ラッチ信号は“L”となる。
時間T04cで入力信号が“L”になると、その後のクロックの立ち上がりエッジのタイミングで入力信号ラッチ回路602に入力信号の“L”がラッチされ、ラッチ信号は“L”となる。
図19(c)に記載のタイミングでは、入力信号の波形形状とラッチ信号の波形形状が異なり、メモリコア603には入力信号とは異なった信号が伝わる。
以上の様に、クロックに同期して信号を送受信するメモリシステムにおいて、動作時の電圧条件、温度条件、もしくは信号を送信する装置と信号を受信する装置を接続する配線の配線遅延ばらつき等によって、信号を受信する装置にクロックと信号が入力されるタイミングにずれが生じ、クロックと信号のセットアップ・ホールド時間が満たされなくなったりした場合、誤書き込みや、信号を受信する装置において入力信号の誤判定が発生する。特にクロック周波数が高速である場合、上記入力タイミングを考慮して、信号を受信する装置において入力信号の誤判定が発生しないセットアップ・ホールド時間を設定することなどは困難となる。
そこで、クロック同期式の信号転送において、クロックを遅延させる回路を備え、入力信号を誤判定しないクロック遅延時間を探し出す技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
また、クロック同期式の信号転送において、クロックと信号を遅らせる回路と、自動タイミング調整を行うタイマー回路を備え、タイマー回路で決められた時間毎に、信号を誤判定しないクロック遅延時間を検出するテストを行う技術も知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平8−102729号公報 特開2001−154907号公報
しかしながら、上記特許文献1の技術では、遅延条件を設定する為のクロックテストが人手を介して必要であった。また、動作中の電圧・温度条件の変化等によりクロックと信号の入力タイミングが変化し、あらかじめ設定された遅延設定を満足できなくなった場合、対応手段がなく、運用中の動作安定性が十分でないという課題があった。
一方、特許文献2の技術では、遅延条件を設定する為のクロックテストに対し、あらかじめ期待値を格納しておくレジスタが必要であった。また、前記クロックテストを実現する為のシーケンサーと、クロックテストを所定の時間で実行する為のタイマー回路が必要であった。さらに、クロックテストはタイマー回路による所定の時間が来ないと実行されない為、次のクロックテストが開始されるまでの期間で、電圧・温度条件の変化等によりクロックと信号の入力タイミングが変化した場合、正常に信号受信が出来ない可能性があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、特にテスト専用の動作を行うことなく、クロック信号とデータ信号のタイミングを調整できるようにすることを目的としている。
上記の課題を解決するため、本発明の第1の例の半導体記憶装置は、
クロックに同期してデータ信号を入出力する半導体記憶装置において、
入力信号を遅延させ、被遅延入力信号を出力する入力信号遅延回路と、
入力クロックを互いに異なる複数種類の遅延時間だけ遅延させて複数の遅延クロックを生成する遅延クロック生成回路と、
前記複数の遅延クロックで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の被遅延入力信号保持回路と、
前記被遅延入力信号保持回路に保持された複数の保持信号に基づいて、被遅延入力信号の取り込みタイミングを示す判定信号を出力する入力信号取り込みタイミング判定回路と、
前記複数の保持信号を1つの信号に集約する保持信号セレクタ回路と、
を備えたことを特徴とする。
これにより、互いに遅延量の異なる複数の遅延クロックのうち、入力信号を誤判定しないタイミングの遅延クロックが自動的に判定される。それゆえ、例えば、複雑なクロックテストシーケンス、クロックと入力信号の位相差を調整する為のシーケンス、及びクロックテストを実現するシーケンサー回路やタイマー回路を必要としないようにすることなどができる。
また、第2の例の半導体記憶装置は、
第1の例の半導体記憶装置であって、
さらに、入力信号取り込みタイミング判定回路から出力される判定信号を所定の時点で保持する判定信号保持回路を備え、
前記判定信号保持回路に保持された判定信号に基づいて、前記複数の被遅延入力信号保持回路が制御されることを特徴とする。
これにより、入力信号を誤判定しないタイミングの遅延クロックを示す判定信号が所定の時点で判定信号保持回路に保持される。
また、第3の例の半導体記憶装置は、
第2の例の半導体記憶装置であって、
さらに、前記判定信号と、所定の設定信号とを選択的に前記判定信号保持回路に保持させる、判定、設定信号セレクタ回路を備えたことを特徴とする。
これにより、任意の設定信号を判定信号保持回路に設定して、任意の遅延クロックを選択することができる。
また、第4の例の半導体記憶装置は、
第1から第3のうち何れか1つの例の半導体記憶装置であって、
入力信号取り込みタイミング判定回路が、被遅延入力信号保持回路に保持された複数の保持信号のうち、互いに最も近い遅延時間の遅延クロックで保持された保持信号どうしを比較することを特徴とする。
これにより、入力信号取り込みタイミング判定回路によって、被遅延入力信号保持回路に保持された複数の保持信号のうち、互いに最も近い遅延時間の遅延クロックで保持された保持信号どうしが比較される。
また、第5の例の半導体記憶装置は、
クロックに同期してデータ信号を入出力する半導体記憶装置において、
入力信号を遅延させ、被遅延入力信号を出力する入力信号遅延回路と、
入力クロックを互いに異なる複数種類の遅延時間だけ遅延させて複数の遅延クロックを生成する遅延クロック生成回路と、
前記複数の遅延クロックで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の被遅延入力信号保持回路と、
所定の時点で前記被遅延入力信号保持回路に保持されている複数の保持信号に基づいて、被遅延入力信号の取り込みタイミングを示す判定信号を出力する入力信号取り込みタイミング判定回路と、
前記複数の保持信号を1つの信号に集約する保持信号セレクタ回路と、
を備え、
前記判定信号に基づいて、前記複数の被遅延入力信号保持回路を制御することを特徴とする。
これにより、所定の時点で被遅延入力信号保持回路に保持されている複数の保持信号に基づいて、互いに遅延量の異なる複数の遅延クロックのうち、入力信号を誤判定しないタイミングの遅延クロックが自動的に判定される。
また、第6の例の半導体記憶装置は、
第5の例の半導体記憶装置であって、
入力信号取り込みタイミング判定回路は、
初期化された後、全ての被遅延入力信号保持回路に保持された保持信号のレベルが同じ間、全ての被遅延入力信号保持回路を活性状態にするとともに、
何れか1つの被遅延入力信号保持回路に保持された保持信号のレベルが他の保持信号と異なった場合に、その後、前記1つの被遅延入力信号保持回路だけを活性状態にする判定信号を出力することを特徴とする。
これにより、所定のリセット動作や、電源立ち上げなどによる初期化によって、入力信号を誤判定しないタイミングの遅延クロックを示す判定信号がリセットされる。
また、第7の例の半導体記憶装置は、
クロックに同期してデータ信号を入出力する半導体記憶装置において、
入力信号を遅延させ、被遅延入力信号を出力する入力信号遅延回路と、
入力クロックを互いに異なる複数種類の遅延時間だけ遅延させて複数の遅延クロックを生成する遅延クロック生成回路と、
前記複数の遅延クロックで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の第1の保持回路と、
前記複数の遅延クロックのうち、最も遅延時間が短い遅延クロックで、それぞれ前記第1の保持回路の保持信号を保持する複数の第2の保持回路と、
前記第1の保持回路の複数の保持信号に基づいて、第2の保持回路から出力される保持信号の伝達を制御するタイミング判定信号を生成し、最も遅延時間が短い遅延クロックで保持する取り込みタイミング判定回路と、
前記タイミング判定回路に保持されたタイミング判定信号に基づいて、第2の保持回路から出力される複数の保持信号の伝達を制御するとともに1つの信号に集約する保持信号セレクタ回路と、
を備えたことを特徴とする。
また、第8の例の半導体記憶装置は、
第7の例の半導体記憶装置であって、
前記第2の保持回路は、遅延時間が最も短い遅延クロックで第1の保持回路の保持信号を保持し、
前記入力信号取り込みタイミング判定回路は、
第1の保持回路の全ての保持信号が同じである場合に、遅延時間が最も短い遅延クロックで第1の保持回路に保持された保持信号を保持する第2の保持回路の保持信号を選択するとともに、
互いに最も近い遅延時間の遅延クロックで第1の保持回路に保持された保持信号どうしの比較に基づいて、他の第2の保持回路の保持信号を選択することを特徴とする。
これらにより、半導体記憶装置が動作中に、入力信号の変化が検知され、入力信号を誤判定しないタイミングの遅延クロックが自動的に判定される。それゆえ、例えば、電源電圧や温度条件の変化等により入力信号とクロックの位相差が変化しても、入力信号を誤判定しないタイミングの遅延クロックを選択させることが容易にできる。
また、第9の例の半導体記憶装置は、
クロックに同期してデータ信号を入出力する半導体記憶装置において、
入力信号を遅延させ、被遅延入力信号を出力する入力信号遅延回路と、
入力クロックから、周期が2倍の倍周期クロックを生成する倍周期クロック生成回路と、
前記倍周期クロックを互いに異なる複数種類の遅延時間だけ遅延させて複数の倍周期遅延クロックを生成する倍周期遅延クロック生成回路と、
前記複数の倍周期遅延クロックの立ち上がりエッジで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の第1の保持回路と、
前記複数の倍周期遅延クロックの立ち下がりエッジで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の第2の保持回路と、
前記複数の倍周期遅延クロックの立ち上がりエッジで、それぞれ前記第1の保持回路の保持信号を保持する複数の第3の保持回路と、
前記複数の倍周期遅延クロックの立ち下がりエッジで、それぞれ前記第2の保持回路の保持信号を保持する複数の第4の保持回路と、
前記第1の保持回路に保持された複数の保持信号に基づいて、第1のタイミング判定信号を生成し、最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックの立ち上がりエッジで保持する第1の入力信号取り込みタイミング判定回路と、
前記第2の保持回路に保持された複数の保持信号に基づいて、第2のタイミング判定信号を生成し、最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックの立ち下がりエッジで保持する第2の入力信号取り込みタイミング判定回路と、
全ての前記第1の入力信号取り込みタイミング判定回路に保持された第1のタイミング判定信号が同じであるかどうかに応じて、第1の論理判定信号を出力する第1の信号論理判定回路と、
全ての前記第2の入力信号取り込みタイミング判定回路に保持された第2のタイミング判定信号が同じであるかどうかに応じて、第2の論理判定信号を出力する第2の信号論理判定回路と、
前記第1の入力信号取り込みタイミング判定回路に保持された第1のタイミング判定信号、および第1の論理判定信号に基づいて、前記第3の保持回路から出力される保持信号の伝達を制御する複数の第1の保持信号伝達制御回路と、
前記第2の入力信号取り込みタイミング判定回路に保持された第2のタイミング判定信号、および第2の論理判定信号に基づいて、前記第4の保持回路から出力される保持信号の伝達を制御する複数の第2の保持信号伝達制御回路と、
前記最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックの立ち上がりエッジで、それぞれ前記第1の保持信号伝達制御回路から出力される信号を保持する複数の第5の保持回路と、
前記最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックの立ち下がりエッジで、それぞれ前記第2の保持信号伝達制御回路から出力される信号を保持する複数の第6の保持回路と、
前記複数の倍周期遅延クロックに基づいて、前記第5の保持回路から出力される保持信号、または前記第6の保持回路から出力される保持信号の一方を選択する複数の保持信号セレクタ回路と、
前記複数のセレクタ回路から出力される複数の信号を1つの信号に集約する選択信号セレクタ回路と、
を備えたことを特徴とする。
また、第10の例の半導体記憶装置は、
第9の例の半導体記憶装置であって、
第1の入力信号取り込みタイミング判定回路が、第1の保持回路に保持された複数の保持信号のうち、互いに最も近い遅延時間の倍周期遅延クロックで保持された保持信号どうしを比較して、第1のタイミング判定信号を生成し、
第2の入力信号取り込みタイミング判定回路が、第2の保持回路に保持された複数の保持信号のうち、互いに最も近い遅延時間の倍周期遅延クロックで保持された保持信号どうしを比較して、第2のタイミング判定信号を生成するとともに、
前記複数の第1の保持信号伝達制御回路のうち、最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックで第1の保持回路に保持され、さらに前記第3の保持回路に保持された保持信号の伝達を制御する第1の保持信号伝達制御回路は、前記第1の論理判定信号に基づいて制御される一方、他の第1の保持信号伝達制御回路は、前記第1のタイミング判定信号に基づいて制御され、
前記複数の第2の保持信号伝達制御回路のうち、最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックで第2の保持回路に保持され、さらに前記第4の保持回路に保持された保持信号の伝達を制御する第2の保持信号伝達制御回路は、前記第2の論理判定信号に基づいて制御される一方、他の第2の保持信号伝達制御回路は、前記第2のタイミング判定信号に基づいて制御されることを特徴とする。
これらにより、やはり、半導体記憶装置が動作中に、入力信号の変化が検知され、入力信号を誤判定しないタイミングの遅延クロックが自動的に判定される。それゆえ、例えば、電源電圧や温度条件の変化等により入力信号とクロックの位相差が変化しても、入力信号を誤判定しないタイミングの遅延クロックを選択させることが容易にできる。
また、第11の例の半導体記憶装置は、
第1、第5、および第7のうち何れか1つの例の半導体記憶装置であって、さらに、
前記入力信号取り込みタイミング判定回路から出力される判定信号に基づいて、入力信号とクロックの位相差を検知する位相差検知回路と、
検知された位相差に基づいて、出力データ信号の出力タイミングを調整する出力信号タイミング調整回路と、
を備えたことを特徴とする。
また、第12の例の半導体記憶装置は、
第9の例の半導体記憶装置であって、さらに、
倍周期遅延クロックに基づいて、
第1の入力信号取り込みタイミング判定回路から出力される第1のタイミング判定信号と、第1の論理判定信号と、または
第2の入力信号取り込みタイミング判定回路から出力される第2のタイミング判定信号と、第2の論理判定信号との一方を選択する判定信号セレクタ回路と、
前記判定信号セレクタ回路から出力される信号に基づいて、入力信号とクロックの位相差を検知する位相差検知回路と、
検知された位相差に基づいて、出力データ信号の出力タイミングを調整する出力信号タイミング調整回路と、
を備えたことを特徴とする。
これらにより、入力信号とクロックの位相差が検知され、入力信号とクロックの位相差分のタイミングが調整された出力信号が出力される。
また、本発明の例のメモリシステムは、
第11、および第12のうち何れか1つの例の半導体記憶装置と、
前記半導体記憶装置と共通のクロックに応じて動作し、前記半導体記憶装置に対して記憶データを入出力する情報処理装置と、
を備えたことを特徴とする。
これにより、入力信号とクロックの位相差が検知され、入力信号とクロックの位相差分のタイミングが調整された出力信号が出力され、情報処理装置がクロックに対し誤判定しないタイミングで半導体記憶装置からの信号を受信させることが容易になる。それゆえ、例えば、情報処理装置において信号取り込みタイミング調整用の回路を必要としないようにして回路面積を縮小することなどができる。
本発明によれば、特にテスト専用の動作を行うことなく、クロック信号とデータ信号のタイミングを調整できるようにすることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については適宜同一の符号を付して説明を省略する。
《発明の実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1の半導体記憶装置100の要部の構成を示すブロック図である。
半導体記憶装置100と、この半導体記憶装置100をコントロールする情報処理装置101とは、入力信号109、クロック110、出力データ信号112で接続されている。半導体記憶装置100は、タイミング調整インターフェイス102、メモリコア103で構成されている。タイミング調整インターフェイス102とメモリコア103は、確定入力信号111、レジスタ変更制御信号120、レジスタリセット信号124、レジスタ設定信号117、及びレジスタ入力選択信号123で接続される。レジスタ変更制御信号120、レジスタ入力選択信号123、及びレジスタリセット信号124はメモリコア103の制御回路から出力される信号であり、レジスタ設定信号117は、メモリコア103の制御回路から出力される信号であってもよく、またメモリコア103から読み出される記憶データであってもよい。
また、レジスタリセット信号124は検査時にテスターから決まったタイミングでアクティブにできる信号である。
メモリコア103は、メモリコア103を動作させる為の制御回路、電源回路、デコーダ回路、及び読み出し回路を含んでいる。
タイミング調整インターフェイス102は、入力信号遅延回路104、遅延クロック生成回路105、被遅延入力信号ラッチ回路106、入力信号取り込みタイミング判定回路107、ラッチ信号セレクタ回路108、レジスタ入力信号セレクタ回路121、レジスタ122で構成される。
上記入力信号遅延回路104は、入力信号109を遅延させ、被遅延入力信号113を出力し、被遅延入力信号ラッチ回路106に伝える。
遅延クロック生成回路105は、入力されたクロック110を遅延させ、それぞれ遅延量が異なるn(n:整数)個の遅延クロック114を出力し、被遅延入力信号ラッチ回路106に伝える。遅延クロック114の最大、最小遅延の差は、入力されるクロック110の周期以下に設定され、通常は、できるだけ長く(例えば上記周期に等しく)設定されるのが好ましい。
被遅延入力信号ラッチ回路106は、被遅延入力信号113をn個の遅延クロック114でラッチし、n個のラッチ信号115を、それぞれラッチ信号セレクタ回路108、及び入力信号取り込みタイミング判定回路107に出力する。上記遅延クロック114による被遅延入力信号113のラッチ動作は、後述するようにレジスタ122からのレジスタ信号119によって制御される。
入力信号取り込みタイミング判定回路107は、ラッチ信号115をそれぞれ比較する事で判定信号116を出力する。判定信号116はレジスタ入力信号セレクタ回路121に入力される。
レジスタ入力信号セレクタ回路121は、レジスタ入力選択信号123により、判定信号116もしくはレジスタ設定信号117のいずれかを選択し、レジスタ入力信号118を出力する。レジスタ入力信号118はレジスタ122に入力される。
レジスタリセット信号124は、レジスタ122の値をリセットする。
レジスタ122はレジスタ変更制御信号120がアクティブになった場合、レジスタ122の値をレジスタ入力信号118の値に書き換え、レジスタ信号119を出力する。
ラッチ信号セレクタ回路108は、被遅延入力信号ラッチ回路106から入力されたラッチ信号115を1つに集約し、確定入力信号111を出力する。
図2は、上記タイミング調整インターフェイス102の具体的な構成の例として、n=5の場合の例を示す回路図である。なお、nは特に5に限るものではない。
入力信号遅延回路104は、2個の遅延部150で構成され、入力信号109を遅延させ被遅延入力信号SIG(被遅延入力信号113)を出力する。
遅延クロック生成回路105は、遅延部150を直列に並べた構成で、入力されたクロックCLKから、それぞれ遅延時間の異なる遅延クロックCLK0〜CLK4(遅延クロック114)を出力する。ここで、上記入力信号遅延回路104および遅延クロック生成回路105の遅延部150は、信号を遅延させるものであればその手段は問わず、例えば所望の遅延時間となるようにインバータ回路を直列に並べたものであってもよい。
被遅延入力信号ラッチ回路106は、5個のラッチ回路151で構成され、後述するようにレジスタ122から出力されるレジスタ信号GATE0〜GATE4(レジスタ信号119)が“L”のときに、被遅延入力信号SIGを、それぞれ遅延クロックCLK0〜CLK4でラッチし、それぞれラッチ信号DATA0〜DATA4(ラッチ信号115)を出力する。また、各ラッチ回路151は、レジスタ信号GATE0〜GATE4が“H”になったときにリセットされて、ラッチ信号DATA0〜DATA4は“L”になる。
入力信号取り込みタイミング判定回路107は、5個のEX−NOR回路152で構成されている。EX−NOR回路152には、ラッチ信号DATA0〜DATA4において、それぞれ隣り合う信号が入力され、判定信号TRM0〜TRM4(判定信号116)を出力する。
レジスタ入力信号セレクタ回路121は、5個のセレクタ154で構成される。セレクタ154は、レジスタ入力選択信号REGEN(レジスタ入力選択信号123)が“H”の時、レジスタ設定信号REG[4:0](レジスタ設定信号117)が選択され、レジスタ入力選択信号REGENが“L”の時、判定信号TRM0〜TRM4が選択される。
レジスタ122は、5個のラッチ回路155で構成され、セレクタ154の出力をレジスタ変更制御信号REGSET(レジスタ変更制御信号120)の立ち上がりエッジでラッチし、レジスタ信号GATE0〜GATE4(レジスタ信号119)を確定させる。レジスタ信号GATE0〜GATE4は、それぞれラッチ回路151のセット端子に入力され、それぞれのラッチ信号DATA0〜DATA4が制御される。すなわち、レジスタ信号GATE0〜GATE4が“H”になったラッチ回路151はリセットされ、リセットされたラッチ回路151の出力は“L”に保たれる。そして、レジスタ信号GATE0〜GATE4が“L”にされるラッチ回路151のラッチ信号だけが、有効となって、被遅延入力信号SIGに応じて変化する。
上記ラッチ信号DATA0〜DATA4はOR回路153(ラッチ信号セレクタ回路108)に入力され、論理和が確定入力信号DATA(確定入力信号111)として出力される。
図3(a)は、図2記載の回路構成において、レジスタ入力選択信号REGENが“L”の場合、すわなち、判定信号TRM0〜TRM4を有効とした場合のタイミング調整動作の波形を示している。本波形では、レジスタ設定信号REG[4:0]は全て“L”である。
レジスタ122は、レジスタリセット信号REGRESETが時間T11a以前に“H”になったとするとリセットされ、その後レジスタ変更制御信号REGSETが立ち上がらなければ、レジスタ信号GATE0〜GATE4は全て“L”に保たれる。
時間T11a前後では、被遅延入力信号SIGは“L”で変化していない為、ラッチ信号DATA0〜DATA4は全て“L”となる。ラッチ信号DATA0〜DATA4が全て“L”の為、判定信号TRM0〜TRM4は全て“H”となる。
次に、入力信号が“L”から“H”になり、時間T12aで被遅延入力信号SIGが“H”になると、遅延クロックCLK3、CLK4は時間T12aより後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK3、CLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路151はそれぞれ“H”をラッチし、ラッチ信号DATA3、DATA4は図示したタイミングで“H”となる。一方、遅延クロックCLK0〜CLK2は時間T12aよりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK0〜CLK2により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路151は、それぞれ被遅延入力信号SIGが“H”になる前、すなわち“L”をラッチし、ラッチ信号DATA0〜DATA2は“L”となる。
時間T12aから遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路151が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、ラッチ信号においてDATA0〜DATA2が同じ論理、またDATA3とDATA4が同じ論理で、DATA2とDATA3が互いに異なる論理となる為、判定信号TRM0〜TRM2、TRM4は“H”となり、判定信号TRM3は“L”となる。
時間T13aで、レジスタ変更制御信号REGSETが“H”になると、判定信号TRM0〜TRM4がラッチ回路155にラッチされ、レジスタ信号GATE0〜GATE2、GATE4が“H”、レジスタ信号GATE3が“L”となる。レジスタ信号GATE0〜GATE4はラッチ回路151のセット端子を制御している為、ラッチ信号DATA0〜DATA2、DATA4は“L”になり、ラッチ信号DATA3のみが有効になる。
次に入力信号が“H”から“L”になり、時間T14aで被遅延入力信号SIGが“L”になると、遅延クロックCLK3の立ち上がりタイミングでラッチ信号DATA3が“L”になる。ラッチ信号DATA3に同期して、確定入力信号DATAは“L”となる。
時間T15aでは被遅延入力信号SIGは“L”のままなので、DATA3は“L”、DATA3に同期してDATAは“L”となる。
以上のように、入力信号の変化を検知して、レジスタ信号GATE0〜GATE4が一旦確定すると、以降、レジスタ信号GATE0〜GATE4の値が変わるまでラッチ信号DATA0〜DATA4のいずれかの信号が有効となり、確定入力信号DATAはラッチ信号DATA0〜DATA4のうち選択された1つの信号に同期して変化する。
本波形では、ラッチ信号DATA3が選択される例を記載しているが、入力信号のタイミングによっては選択される信号は変化し、ラッチ信号DATA1〜DATA4のいずれかが選択される。つまり、入力信号が入力されるタイミングがいかなるタイミングであっても、遅延クロックCLK1〜CLK4のいずれかの遅延クロックで入力信号をラッチする事が可能となる。また、生成する遅延クロックの数を増やせば入力信号をラッチするタイミングの精度は向上する。
図3(b)は、図2記載の回路構成において、レジスタ入力選択信号REGENが“H”の場合、すわなち、レジスタ設定信号REG[4:0]を有効とした場合のタイミング調整動作の波形を示している。
レジスタ122は、レジスタリセット信号REGRESETが時間T11b以前に“H”になったとするとリセットされ、その後レジスタ変更制御信号REGSETが立ち上がらなければ、レジスタ信号GATE0〜GATE4は全て“L”に保たれる。
時間T11b前後では、被遅延入力信号SIGは“L”で変化していない為、ラッチ信号DATA0〜DATA4は全て“L”となる。ラッチ信号DATA0〜DATA4が全て“L”の為、判定信号TRM0〜TRM4は全て“H”となる。一方、レジスタ設定信号REG[1:0]、REG[4:3]は“H”、レジスタ設定信号REG[2]は“L”に設定されるが、レジスタ変更制御信号REGSETは“L”の為、レジスタ信号GATE0〜GATE4は全て“L”である。
時間T12bでレジスタ変更制御信号REGSETが“H”になると、レジスタ設定信号REG[4:0]がラッチ回路155にラッチされ、レジスタ信号GATE0〜GATE1、GATE3〜GATE4が“H”、レジスタ信号GATE2が“L”となる。レジスタ信号GATE0〜GATE4はラッチ回路151のセット端子を制御している為、ラッチ信号DATA0〜DATA1、DATA3〜DATA4は“L”になり、ラッチ信号DATA2のみが有効になる。以降、確定入力信号DATAはラッチ信号DATA2に同期して変化する。
次に、入力信号が“L”から“H”になり、時間T13bで被遅延入力信号SIGが“H”になると、遅延クロックCLK2は時間T13bよりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK2により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路151は、被遅延入力信号SIGが“H”になる前、すなわち“L”をラッチし、ラッチ信号DATA2は“L”となる。確定入力信号DATAは“L”となる。ラッチ信号DATA0〜DATA4が全て同じ論理である為、判定信号TRM0〜TRM4は全て“H”となる。
次に入力信号が“H”から“L”になり、時間T14bで被遅延入力信号SIGが“L”になると、遅延クロックCLK2の立ち上がりタイミングでラッチ信号DATA2が“H”になる。ラッチ信号DATA2に同期して、入力確定信号DATAは“H”となる。この時、ラッチ信号DATA2が変化する事で判定信号TRM2、TRM3が“L”になるが、レジスタ入力選択信号REGENが“H”である為、セレクタ154から判定信号TRM0〜TRM4は出力されず、また、レジスタ変更制御信号REGSETが“H”の為、ラッチ回路155には判定信号TRM0〜TRM4はラッチされない。
時間T15bでは被遅延入力信号SIGは“L”で、遅延クロックCLK2の立ち上がりタイミングでラッチ信号DATA2が“L”になる。ラッチ信号DATA2に同期して入力確定信号DATAは“L”となる。
以上のように、レジスタ入力選択信号REGENを“H”に設定することで、入力信号の変化とは無関係に、レジスタ設定信号REG[4:0]によってレジスタ信号GATE0〜GATE4を設定し、ラッチ信号DATA0〜DATA4のいずれかを任意に選択する事が可能となる。
以上のような回路構成のタイミング調整インターフェイス102を有することによって、入力信号とクロックの位相を調整する為の複雑なクロックテストシーケンス、及びクロックテストを実現するシーケンサー回路などを必要とせず、クロックに合わせて入力信号を変化させる簡単なテストで、入力信号を取り込むタイミングを自動的に判別し、入力信号とクロックの位相差による入力信号の誤判定を防ぐことが出来る。また、入力信号を取り込むタイミングを任意に設定する事が可能となる。
特に、入力信号の遷移タイミングに応じて、入力信号を取り込むラッチ回路(保持回路)のセットアップ時間を確実に確保でき、かつ、できるだけ小さい(所定の範囲内の)マージンのタイミングで入力信号が取り込まれるようにすることにより、ホールド時間を確保することも容易にできるので、例えばクロックの周期がセットアップ時間とホールド時間との和に近いような高い周波数のクロックを用いることなどが容易にできる。
なお、必ずしも上記のように取り込まれた信号が最初に変化するような遅延クロックに限らず、より確実にセットアップ時間を確保できるように余裕を持たせたタイミング(さらに遅延が1段階以上または所定量大きいタイミングなど)が用いられるようにしても、ホールド時間が確保されればよい。また、入力信号の遷移タイミングの検出は、上記のように複数のラッチ回路のラッチ信号に基づいて行われるのに限らず、例えば入力信号が遷移するタイミングの直前または直後にレベルが遷移する遅延クロックを判別することなどにより行われるようにしてもよい。また、上記のようにそれぞれ異なる遅延クロックが入力されるラッチ回路が選択されるのに限らず、例えばラッチ回路から出力されるラッチ信号が選択されるようにしてもよいし、遅延クロックのうちの1つが選択され1つのラッチ回路に入力されて入力信号の取り込みが行われるようにするなどしてもよい。なお、これらの点に関しては以下の各実施形態においても同様である。
《発明の実施形態2》
図4は、本発明の実施形態2の半導体記憶装置200の要部の構成を示すブロック図である。
半導体記憶装置200と、この半導体記憶装置200をコントロールする情報処理装置201とは、入力信号109、クロック110、出力データ信号112に加えて、リセット信号219で接続されている。半導体記憶装置200は、タイミング調整インターフェイス202、メモリコア203で構成されている。タイミング調整インターフェイス202とメモリコア203は、確定入力信号111で接続される。
メモリコア203は、メモリコア203を動作させる為の制御回路、電源回路、デコーダ回路、及び読み出し回路を含んでいる。
タイミング調整インターフェイス202は、入力信号遅延回路104、遅延クロック生成回路105、被遅延入力信号ラッチ回路106、入力信号取り込みタイミング判定回路207、ラッチ信号セレクタ回路108、判定信号セレクタ回路220で構成される。
上記入力信号遅延回路104は、入力信号109を遅延させ、被遅延入力信号113を出力し、被遅延入力信号ラッチ回路106に伝える。
遅延クロック生成回路105は、入力されたクロック110を遅延させ、それぞれ遅延量が異なるn(n:整数)個の遅延クロック114を出力し、被遅延入力信号ラッチ回路106に伝える。
被遅延入力信号ラッチ回路106は、被遅延入力信号113をn個の遅延クロック114でラッチし、n個のラッチ信号115を、それぞれラッチ信号セレクタ回路108、及び入力信号取り込みタイミング判定回路107に出力する。上記遅延クロック114による被遅延入力信号113のラッチ動作は、後述するように判定信号セレクタ回路220からのラッチ回路制御信号218によって制御される。
入力信号取り込みタイミング判定回路207は、ラッチ信号115をそれぞれ比較する事で判定信号216を出力する。この判定信号216は、情報処理装置201から出力されるリセット信号219によってリセットされるようになっている。判定信号216は判定信号セレクタ回路220に入力される。なお、リセット信号219は電源立ち上げ時にアクティブになってもよく、もしくは検査時に任意のタイミングでアクティブになってもよい。
判定信号セレクタ回路220は、判定信号216の論理によって、被遅延入力信号ラッチ回路106を制御するラッチ回路制御信号218を出力する。
ラッチ信号セレクタ回路108は、被遅延入力信号ラッチ回路106から入力されたラッチ信号115を1つに集約し、確定入力信号111を出力する。
図5は、上記タイミング調整インターフェイス202の具体的な構成の例として、n=5の場合の例を示す回路図である。
入力信号遅延回路104は、2個の遅延部150で構成され、入力信号109を遅延させ被遅延入力信号SIG(被遅延入力信号113)を出力する。
遅延クロック生成回路105は、遅延部150を直列に並べた構成で、入力されたクロックCLKから、それぞれ遅延時間の異なる遅延クロックCLK0〜CLK4(遅延クロック114)を出力する。ここで、上記入力信号遅延回路104および遅延クロック生成回路105の遅延部150は、信号を遅延させるものであればその手段は問わず、例えば所望の遅延時間となるようにインバータ回路を直列に並べたものであってもよい。
被遅延入力信号ラッチ回路106は、5個のラッチ回路151で構成され、後述するように判定信号セレクタ回路220から出力されるラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4(ラッチ回路制御信号218)が“L”のときに、被遅延入力信号SIGを、それぞれ遅延クロックCLK0〜CLK4でラッチし、それぞれラッチ信号DATA0〜DATA4(ラッチ信号115)を出力する。また、各ラッチ回路151は、ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4が“H”になったときにリセットされて、ラッチ信号DATA0〜DATA4は“L”になる。
入力信号取り込みタイミング判定回路207は、5個のロードホールド付Dフリップフロップ回路254、5個のEX−NOR回路152、EX−OR回路255、及び10個の論理素子回路256で構成されている。
入力信号取り込みタイミング判定回路207におけるロードホールド付Dフリップフロップ回路254には、ラッチ信号DATA0〜DATA4が入力され、EX−OR回路255から出力される判定信号TRMFIXによりロードホールド制御される。すなわち、判定信号TRMFIXが“L”である間は、入力されたラッチ信号DATA0〜DATA4がそのまま出力される一方、判定信号TRMFIXが“H”になると、その直前に入力されたラッチ信号DATA0〜DATA4のレベルが保持される。また、リセット信号RSTにより、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254の出力はリセットされる。
入力信号取り込みタイミング判定回路207におけるEX−NOR回路152には、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254の出力のそれぞれ隣り合う信号が入力され、EX−NOR回路152の出力は、論理素子回路256の組み合わせ回路を介して判定信号TRM0〜TRM4(判定信号216)として出力される。
入力信号取り込みタイミング判定回路207における論理素子回路256の組み合わせ回路は、例えば、図5における上から2番目のEX−NOR回路152の出力が“L”になった場合、3番目以降のEX−NOR回路152の出力を抑制して(3〜5番目のEX−NOR回路152の出力にかかわらず)、判定信号TRM2〜TRM4を“H”にする。
また、入力信号取り込みタイミング判定回路207におけるEX−OR回路255は、全てのロードホールド付Dフリップフロップ回路254の出力が入力され、これらの全ての出力が同じ論理であった場合に“L”となり、それ以外は“H”となる判定信号TRMFIXを出力する。判定信号TRMFIXはロードホールド付Dフリップフロップ回路254のロードホールド端子、及びセレクタ回路257のセレクト端子に入力される。
セレクタ回路257には、それぞれ判定信号TRM0〜TRM4が入力され、ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4が出力される。このラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は、判定信号TRMFIXが“L”の場合、何れも“L”となり、判定信号TRMFIXが“H”の場合、それぞれ判定信号TRM0〜TRM4と同じレベルになる。上記ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は、それぞれラッチ回路151のセット端子に入力され、それぞれのラッチ回路151が制御される。すなわち、レジスタ信号GATE0〜GATE4が“H”になったラッチ回路151はリセットされ、リセットされたラッチ回路151の出力は“L”に保たれる。そして、レジスタ信号GATE0〜GATE4が“L”にされるラッチ回路151のラッチ信号だけが、有効となって、被遅延入力信号SIGに応じて変化する。
上記ラッチ信号DATA0〜DATA4はOR回路153(ラッチ信号セレクタ回路108)に入力され、論理和が確定入力信号DATA(確定入力信号111)として出力される。
図6は、図5記載の回路構成における、タイミング調整動作の波形を示している。
時間T21でリセット信号RSTが“L”になる。この時、ラッチ信号DATA0〜DATA4は全て“L”の為、判定信号TRM0〜TRM4は全て“H”となり、判定信号TRMFIXは“L”となる。判定信号TRMFIXは“L”の為、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254はロード状態であり、ラッチ信号DATA0〜DATA4はEX−NOR回路152に入力される。また、判定信号TRMFIXが“L”により、ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は“L”となる。時間T22まで被遅延入力信号SIGは変化しないので、ラッチ信号DATA0〜DATA4は“L”であり、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254はロード状態を保持し、ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は“L”となる。
次に入力信号が“H”になり、時間T22で被遅延入力信号SIGが“H”となると、遅延クロックCLK3が時間T22の直後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK3で被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路151は、被遅延入力信号SIGの“H”をラッチし、ラッチ信号DATA3は“H”となる。この時、遅延クロックCLK0〜CLK2は時間T22よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになっている為、遅延クロックCLK0〜CLK2により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路151は、それぞれ被遅延入力信号SIGが“H”になる前、すなわち“L”をラッチしており、ラッチ信号DATA0〜DATA2は“L”である。
ラッチ信号DATA3が“H”になる事で、判定信号TRMFIXは“H”になる。判定信号TRMFIXが“H”になると、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254はホールド状態となり、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254の出力はホールド直前のラッチ信号DATA0〜DATA4に固定される。この時、ラッチ信号DATA0〜DATA2が“L”、ラッチ信号DATA3が“H”である為、論理素子回路256の組み合わせ回路により、判定信号TRM0〜TRM2、TRM4が“H”、判定信号TRM3が“L”となる。さらに、判定信号TRMFIXが“H”の為、セレクタ回路257の出力は、判定信号TRM0〜TRM4が選択され、ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE2、GATE4が“H”、ラッチ回路制御信号GATE3が“L”となる。ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4によりラッチ回路151から出力されるラッチ信号DATA0〜DATA4は、ラッチ信号DATA0〜DATA2、DATA4は“L”固定、ラッチ信号DATA3のみが有効となるように制御される。ロードホールド付Dフリップフロップ回路254はホールド状態にある為、その後、ラッチ信号DATA0〜DATA4が変化しても、判定信号TRM0〜TRM4、したがってラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は変化することは無い。以降、ラッチ信号DATA3に同期して確定入力信号DATAが変化する。
次に、入力信号が“L”になり、時間T23で被遅延入力信号SIGが“L”になると、ラッチ信号DATA3が図示したタイミングで“L”になる。ラッチ信号DATA3に同期して確定入力信号DATAが“L”になる。
時間T24でリセット信号RSTが“H”になると、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254の出力がいずれも“L”になる為、判定信号TRMFIXは“L”となる。また、判定信号TRMFIXが“L”になる為、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254はロード状態となるが、セレクタ回路257の出力ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は全て“L”となる。すなわち、リセット信号RSTが“H”の期間は、ラッチ信号DATA0〜DATA4には無関係にラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は全て“L”となる。
時間T25でリセット信号RSTが“L”になる。この時、被遅延入力信号SIGは“L”の為、ラッチ信号DATA0〜DATA4は“L”のままであり、ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は“L”のままである。
次に入力信号が“H”となり、時間T26で被遅延入力信号SIGが“H”となると、遅延クロックCLK2が時間T26の直後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK2で被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路151は、被遅延入力信号SIGの“H”をラッチし、ラッチ信号DATA2は“H”となる。この時、遅延クロックCLK0〜CLK1は時間T26よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになっている為、遅延クロックCLK0〜CLK1により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路151は、それぞれ被遅延入力信号SIGが“H”になる前、すなわち“L”をラッチしており、ラッチ信号DATA0〜DATA1は“L”である。
ラッチ信号DATA2が“H”になる事で、判定信号TRMFIXは“H”になる。判定信号TRMFIXが“H”になると、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254はホールド状態となり、ロードホールド付Dフリップフロップ回路254の出力はホールド直前のラッチ信号DATA0〜DATA4に固定される。この時、ラッチ信号DATA0〜DATA1が“L”、ラッチ信号DATA2が“H”である為、論理素子回路256の組み合わせ回路により、判定信号TRM0〜TRM1、TRM3〜TRM4が“H”、判定信号TRM2が“L”となる。さらに、判定信号TRMFIXが“H”の為、セレクタ回路257の出力は、判定信号TRM0〜TRM4が選択され、ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE1、GATE3〜GATE4が“H”、ラッチ回路制御信号GATE2が“L”となる。ラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4によりラッチ回路151から出力されるラッチ信号DATA0〜DATA4は、ラッチ信号DATA0〜DATA1、DATA3〜DATA4が“L”固定となり、ラッチ信号DATA2のみが有効となるように制御される。ロードホールド付Dフリップフロップ回路254はホールド状態にある為、その後、ラッチ信号DATA0〜DATA4が変化しても、判定信号TRM0〜TRM4、したがってラッチ回路制御信号GATE0〜GATE4は変化することは無い。以降、ラッチ信号DATA2に同期して確定入力信号DATAが変化する。
次に、入力信号が“L”になり、時間T27で被遅延入力信号SIGが“L”になると、ラッチ信号DATA2が図示したタイミングで“L”になる。ラッチ信号DATA2に同期して確定入力信号DATAが“L”になる。
本波形では、ラッチ信号DATA3、及びラッチ信号DATA2が選択される例を記載しているが、入力信号のタイミングによっては選択されるラッチ信号は変化し、ラッチ信号DATA1〜DATA4のいずれかが選択される。つまり、入力信号が入力されるタイミングがいかなるタイミングであっても、遅延クロックCLK0〜CLK4のいずれかの遅延クロックで入力信号をラッチする事が可能となる。また、生成する遅延クロックの数を増やせば入力信号をラッチするタイミングの精度は向上する。
以上のような回路構成のタイミング調整インターフェイス202を有することによって、入力信号とクロックの位相を調整する為の複雑なクロックテストシーケンス、及びクロックテストを実現するシーケンサー回路を必要とせず、また、クロックに合わせて入力信号を変化させる様なクロックテストを実行することなく、入力信号の最初の変化を検知して入力信号を取り込むタイミングを自動的に判別し、入力信号とクロックの位相差による入力信号の誤判定を防ぐことが出来る。
《発明の実施形態3》
図7は、本発明の実施形態3の半導体記憶装置300の要部の構成を示すブロック図である。
半導体記憶装置300と、この半導体記憶装置300をコントロールする情報処理装置101とは、入力信号109、クロック110、出力データ信号112で接続されている。
半導体記憶装置300は、タイミング調整インターフェイス302、メモリコア203で構成されている。タイミング調整インターフェイス302とメモリコア203は、確定入力信号111で接続される。
メモリコア203は、メモリコア203を動作させる為の制御回路、電源回路、デコーダ回路、及び読み出し回路を含んでいる。
タイミング調整インターフェイス302は、入力信号遅延回路104、遅延クロック生成回路105、第一ラッチ回路群306、第二ラッチ回路群317、入力信号取り込みタイミング判定回路307、ラッチ信号セレクタ回路108で構成される。
上記入力信号遅延回路104は、入力信号109を遅延させ、被遅延入力信号113を出力し、第一ラッチ回路群306に伝える。
遅延クロック生成回路105は、入力されたクロック110を遅延させ、それぞれ遅延量が異なるn(n:整数)個の遅延クロック114を出力し、第一ラッチ回路群306、第二ラッチ回路群317、及び入力信号取り込みタイミング判定回路307に伝える。
第一ラッチ回路群306は、被遅延入力信号113をn個の遅延クロック114でラッチし、第一ラッチ信号315を出力する。第一ラッチ信号315は第二ラッチ回路群317、及び入力信号取り込みタイミング判定回路307に入力される。
入力信号取り込みタイミング判定回路307は、第一ラッチ信号315をそれぞれ比較し、比較結果を最も遅延時間の短い遅延クロック114でラッチする事で判定信号316を出力する。判定信号316は第二ラッチ回路群317に入力される。
第二ラッチ回路群317では、第一ラッチ回路群306から出力される第一ラッチ信号315を最も遅延時間の短い遅延クロック114でラッチし、第二ラッチ信号318をラッチ信号セレクタ回路108に出力する。
ラッチ信号セレクタ回路308は、入力信号取り込みタイミング判定回路307から出力される判定信号316によって、第二ラッチ回路群317から入力された第二ラッチ信号318を制御、集約し、確定入力信号111を出力する。
図8は、上記タイミング調整インターフェイス302の具体的な構成の例として、n=5の場合の例を示す回路図である。
入力信号遅延回路104は、2個の遅延部150で構成され、入力信号109を遅延させ被遅延入力信号SIG(被遅延入力信号113)を出力する。
遅延クロック生成回路105は、遅延部150を直列に並べた構成で、入力されたクロックCLKから、それぞれ遅延時間の異なる遅延クロックCLK0〜CLK4(遅延クロック114)を出力する。ここで、上記入力信号遅延回路104および遅延クロック生成回路105の遅延部150は、信号を遅延させるものであればその手段は問わず、例えば所望の遅延時間となるようにインバータ回路を直列に並べたものであってもよい。
第一ラッチ回路群306は、5個のラッチ回路351で構成され、被遅延入力信号SIGを、それぞれ遅延クロックCLK0〜CLK4でラッチし、それぞれ第一ラッチ信号DATA0〜DATA4(ラッチ信号115)を出力する。
入力信号取り込みタイミング判定回路307は、4個のEX−NOR回路152、EX−OR回路255、及び5個のラッチ回路(比較信号ラッチ回路356)で構成されている。EX−NOR回路152には、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4のそれぞれ隣り合う信号が入力され、比較信号TRM1〜TRM4が出力される。EX−OR回路255には、全ての第一ラッチ信号DATA0〜DATA4が入力され、比較信号TRMFIXが出力される。上記比較信号TRMFIXは、全ての第一ラッチ信号DATA0〜DATA4が同じ論理であった場合に“L”となり、それ以外は“H”となる。比較信号ラッチ回路356は、比較信号TRMFIX、及び比較信号TRM1〜TRM4をそれぞれ遅延クロックCLK0でラッチし、判定信号GATEFIX、判定信号GATE1〜GATE4を出力する。
第二ラッチ回路群317は5個のラッチ回路(第二ラッチ回路354)で構成され、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4をそれぞれ遅延クロックCLK0でラッチする事で第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA4を出力する。
ラッチ信号セレクタ回路308は、5個の論理素子355、及びOR回路153で構成されている。判定信号GATEFIXは第二ラッチ信号LDATA0を制御し、判定信号GATE1〜GATE4は第二ラッチ信号LDATA1〜LDATA4をそれぞれ制御し、OR回路153で集約される。すなわち、判定信号GATEFIX、または判定信号GATE1〜GATE4が“H”の時、第二ラッチ信号LDATA0〜DATA4に係わらず、各ラッチ回路356の出力は“L”に保たれる。そして、“L”となった判定信号GATEFIX、または判定信号GATE1〜GATE4に対応する第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA4だけが有効となって、確定入力信号DATAは、その第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA4に応じて変化する。
図9は、図8記載の回路構成における、タイミング調整動作の波形を示している。
最初、入力信号は“L”で、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4、及び第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA4は“L”であり、確定入力信号DATAは“L”である。また、比較信号TRM1〜TRM4は“H”で比較信号TRMFIXは“L”である。判定信号GATEFIXは“L”、判定信号GATE1〜GATE4は“H”である。
入力信号が“H”になり、時間T31で被遅延入力信号SIGが“H”となると、遅延クロックCLK3、CLK4は時間T31より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK3、CLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351はそれぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号DATA3、DATA4は図示したタイミングで“H”となる。一方、遅延クロックCLK0〜CLK2は時間T31よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK0〜CLK2により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351は、それぞれ被遅延入力信号SIGが“H”になる前、すなわち“L”をラッチし、第一ラッチ信号DATA0〜DATA2は“L”となる。
時間T31以降に、遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号において、DATA0〜DATA2が同じ論理、またDATA3とDATA4が同じ論理で、DATA2とDATA3が互いに異なる論理となる為、比較信号TRM1〜TRM2、TRM4は“H”となり、比較信号TRM3は“L”、比較信号TRMFIXは“H”となる。
次に遅延クロックCLK0の立ち上がりエッジのタイミングになると、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4がそれぞれ第二ラッチ回路354にラッチされ、第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA2は“L”、第二ラッチ信号LDATA3〜LDATA4は“H”となる。また、比較信号TRMFIX、及び比較信号TRM1〜TRM4は、比較信号ラッチ回路356にラッチされ、判定信号GATEFIX、及び判定信号GATE1〜GATE2、GATE4は“H”、判定信号GATE3は“L”となる。この時、第二ラッチ信号LDATA3が有効となり、第二ラッチ信号LDATA3に同期して、確定入力信号DATAは“H”になる。
次に、入力信号が“L”になり、時間T32で被遅延入力信号SIGが“L”になると、遅延クロックCLK3、CLK4は時間T32より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK3、CLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号DATA3、DATA4は図示したタイミングで“L”となる。一方、遅延クロックCLK0〜CLK2は時間T32よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK0〜CLK2により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351は、それぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号DATA0〜DATA2は“H”となる。
時間T32以降に遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号において、DATA0〜DATA2が同じ論理、またDATA3とDATA4が同じ論理で、DATA2とDATA3が互いに異なる論理となる為、比較信号TRM1〜TRM2、TRM4は“H”となり、比較信号TRM3は“L”、比較信号TRMFIXは“H”となる。
次に遅延クロックCLK0の立ち上がりエッジのタイミングになると、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4がそれぞれ第二ラッチ回路354にラッチされ、第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA2は“H”、第二ラッチ信号LDATA3〜LDATA4は“L”となる。また、比較信号TRMFIX、及び比較信号TRM1〜TRM4は、比較信号ラッチ回路356にラッチされ、判定信号GATEFIX、及び判定信号GATE1〜GATE2、GATE4は“H”、判定信号GATE3は“L”となる。この時、第二ラッチ信号LDATA3が有効となり、第二ラッチ信号LDATA3に同期して、確定入力信号DATAは“L”になる。
次に、入力信号が“H”になり、時間T33で被遅延入力信号SIGが“H”になると、遅延クロックCLK4は時間T33より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351は“H”をラッチし、第一ラッチ信号DATA4は図示したタイミングで“H”となる。一方、遅延クロックCLK0〜CLK3は時間T33よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK0〜CLK3により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351は、それぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号DATA0〜DATA3は“L”となる。
時間T33以降に遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号において、DATA0〜DATA3が同じ論理で、DATA3とDATA4が互いに異なる論理となる為、比較信号TRM1〜TRM3、TRMFIXは“H”となり、比較信号TRM4は“L”となる。
次に遅延クロックCLK0の立ち上がりエッジのタイミングになると、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4がそれぞれ第二ラッチ回路354にラッチされ、第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA3は“L”、第二ラッチ信号LDATA4は“H”となる。また、比較信号TRMFIX、及び比較信号TRM1〜TRM4は、比較信号ラッチ回路356にラッチされ、判定信号GATEFIX、及び判定信号GATE1〜GATE3は“H”、判定信号GATE4は“L”となる。この時、第二ラッチ信号LDATA4が有効となり、第二ラッチ信号LDATA4に同期して、確定入力信号DATAは“H”になる。
次に入力信号が“H”を維持し、時間T34で被遅延入力信号SIGが“H”であると、遅延クロックCLK4は時間T34より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351は“H”をラッチし、第一ラッチ信号DATA4は“H”を維持する。一方、遅延クロックCLK0〜CLK3は時間T34よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK0〜CLK3により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351は、それぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号DATA0〜DATA3は“H”となる。
時間T34以降に遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4が同じ論理となる為、比較信号TRM1〜TRM4は“H”となり、比較信号TRMFIXは“L”となる。
次に遅延クロックCLK0の立ち上がりエッジのタイミングになると、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4がそれぞれ第二ラッチ回路354にラッチされ、第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA4は“H”となる。また、比較信号TRMFIX、及び比較信号TRM1〜TRM4は、比較信号ラッチ回路356にラッチされ、判定信号GATE1〜GATE4は“H”、判定信号GATEFIXは“L”となる。この時、第二ラッチ信号LDATA0が有効となり、第二ラッチ信号LDATA0に同期して、確定入力信号DATAは“H”になる。
次に、入力信号が“L”になり、時間T35で被遅延入力信号SIGが“L”となると、遅延クロックCLK2〜CLK4は時間T35より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK2〜CLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号DATA2〜DATA4は図示したタイミングで“L”となる。一方、遅延クロックCLK0〜CLK1は時間T35よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK0〜CLK1により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351は、それぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号DATA0〜DATA1は“H”となる。
時間T35以降に遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号において、DATA0〜DATA1が同じ論理、またDATA2〜DATA4が同じ論理で、DATA1とDATA2が互いに異なる論理となる為、比較信号TRM1、TRM3〜TRM4、TRMFIXは“H”となり、比較信号TRM2は“L”となる。
次に遅延クロックCLK0の立ち上がりエッジのタイミングになると、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4がそれぞれ第二ラッチ回路354にラッチされ、第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA1は“H”、第二ラッチ信号LDATA2〜LDATA4は“L”となる。また、比較信号TRMFIX、及び比較信号TRM1〜TRM4は、比較信号ラッチ回路356にラッチされ、判定信号GATEFIX、及び判定信号GATE1、GATE3〜GATE4は“H”、判定信号GATE2は“L”となる。この時、第二ラッチ信号LDATA2が有効となり、第二ラッチ信号LDATA2に同期して、確定入力信号DATAは“L”になる。
次に、入力信号が“L”を維持し、時間T36で被遅延入力信号SIGが“L”であると、遅延クロックCLK2〜CLK4は時間T34より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK2〜CLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号DATA2〜DATA4は“L”を維持する。一方、遅延クロックCLK0〜CLK1は時間T36よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、遅延クロックCLK0〜CLK1により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351は、それぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号DATA0〜DATA1は“L”となる。
時間T36以降に遅延クロックCLK4により被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路351が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4が同じ論理となる為、比較信号TRM1〜TRM4は“H”となり、比較信号TRMFIXは“L”となる。
次に遅延クロックCLK0の立ち上がりエッジのタイミングになると、第一ラッチ信号DATA0〜DATA4がそれぞれ第二ラッチ回路354にラッチされ、第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA4は“L”となる。また、比較信号TRMFIX、及び比較信号TRM1〜TRM4は、比較信号ラッチ回路356にラッチされ、判定信号GATE1〜GATE4は“H”、判定信号GATEFIXは“L”となる。この時、第二ラッチ信号LDATA0が有効となり、第二ラッチ信号LDATA0に同期して、確定入力信号DATAは“L”になる。
以上のように、半導体記憶装置が動作中であっても、常に入力信号の変化を検知して、判定信号GATE0〜GATE4、GATEFIXが決定される。判定信号GATE0〜GATE4、GATEFIXによって、第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA4のいずれかの信号が有効となり、確定入力信号DATAは第二ラッチ信号LDATA0〜LDATA4のうち有効となった1つの信号に同期して変化する。
つまり、入力信号が入力されるタイミングがいかなるタイミングであっても、遅延クロックCLK0〜CLK4のいずれかの遅延クロックで入力信号をラッチする事が可能となる。
また、生成する遅延クロックの数を増やせば入力信号をラッチするタイミングの精度は向上する。
以上のような回路構成のタイミング調整インターフェイス302を有することによって、入力信号とクロックの位相を調整する為の複雑なクロックテストシーケンス、及びクロックテストを実現するシーケンサー回路を必要とせず、また、クロックに合わせて入力信号を変化させる様なクロックテストを実行することなく、半導体記憶装置が動作中であっても常に入力信号の変化を検知して入力信号を取り込むタイミングを自動的に判別し、入力信号とクロックの位相差による入力信号の誤判定を防ぐことが出来る。
《発明の実施形態4》
図10は、本発明の実施形態4の半導体記憶装置400の要部の構成を示すブロック図である。
半導体記憶装置400と、この半導体記憶装置400をコントロールする情報処理装置101とは、入力信号109、クロック110、出力データ信号112で接続されている。
半導体記憶装置400は、タイミング調整インターフェイス402、メモリコア203で構成されている。タイミング調整インターフェイス402とメモリコア203は、確定入力信号111で接続される。
メモリコア203は、メモリコア203を動作させる為の制御回路、電源回路、デコーダ回路、及び読み出し回路を含んでいる。
タイミング調整インターフェイス402は、入力信号遅延回路104、倍周期クロック生成回路413、倍周期遅延クロック生成回路405、第一ラッチ回路群414、第二ラッチ回路群415、第三ラッチ回路群416、第四ラッチ回路群417、第一ラッチ信号制御回路418、第二ラッチ信号制御回路419、第五ラッチ回路群420、第六ラッチ回路群421、第一入力信号取り込みタイミング判定回路422、第二入力信号取り込みタイミング判定回路423、第一信号論理判定回路424、第二信号論理判定回路425、ラッチ信号セレクタ回路群426、選択信号セレクタ回路408で構成される。
上記入力信号遅延回路104は、入力信号109を遅延させ、被遅延入力信号113を出力し、第一ラッチ回路群414、及び第二ラッチ回路群415に伝える。
倍周期クロック生成回路413は、入力されたクロック110から、クロック110の2倍周期の倍周期クロック443を出力し、倍周期遅延クロック生成回路405に伝える。
倍周期遅延クロック生成回路405は、入力された倍周期クロック443を遅延させ、それぞれ遅延量が異なるn(n:整数)個の倍周期遅延クロック427を出力し、第一ラッチ回路群414、第二ラッチ回路群415、第三ラッチ回路群416、第四ラッチ回路群417、第五ラッチ回路群420、第六ラッチ回路群421、第一入力信号取り込みタイミング判定回路422、第二入力信号取り込みタイミング判定回路423、及びラッチ信号セレクタ回路群426に伝える。
第一ラッチ回路群414は、被遅延入力信号113をn個の倍周期遅延クロック427でラッチし、第一ラッチ信号428を出力する。第一ラッチ信号428は第三ラッチ回路群416、及び第一入力信号取り込みタイミング判定回路422に入力される。
第三ラッチ回路群416は、第一ラッチ信号428をn個の倍周期遅延クロック427でそれぞれラッチし、n個の第三ラッチ信号430を出力する。第三ラッチ信号430は、第一ラッチ信号制御回路418に入力される。
第一入力信号取り込みタイミング判定回路422は、第一ラッチ信号428をそれぞれ比較し、比較した結果を倍周期遅延クロック427でラッチする事で第一判定信号436を出力する。第一判定信号436は、第一ラッチ信号制御回路418、及び第一信号論理判定回路424に伝えられる。
第一信号論理判定回路424は、第一判定信号436の論理を判定し、判定結果を第一論理判定信号438として出力し、第一ラッチ信号制御回路418に伝える。
第一ラッチ信号制御回路418は、第一判定信号436、及び第一論理判定信号438により、第三ラッチ信号430を制御し、第一被制御ラッチ信号432として出力する。第一被制御ラッチ信号432は、第五ラッチ回路群420に入力される。
第五ラッチ回路群420は、第一被制御ラッチ信号432をn個の倍周期遅延クロック427でそれぞれラッチし、n個の第五ラッチ信号440を出力する。第五ラッチ信号440は、ラッチ信号セレクタ回路群426に入力される。
第二ラッチ回路群415は、被遅延入力信号113をn個の倍周期遅延クロック427でラッチし、第二ラッチ信号429を出力する。第二ラッチ信号429は第四ラッチ回路群417、及び第二入力信号取り込みタイミング判定回路423に入力される。
第四ラッチ回路群417は、第二ラッチ信号429をn個の倍周期遅延クロック427でそれぞれラッチし、n個の第四ラッチ信号431を出力する。第四ラッチ信号431は、第二ラッチ信号制御回路419に入力される。
第二入力信号取り込みタイミング判定回路423は、第二ラッチ信号429をそれぞれ比較し、比較した結果を倍周期遅延クロック427でラッチする事で第二判定信号437を出力する。第二判定信号437は、第二ラッチ信号制御回路419、及び第二信号論理判定回路425に伝えられる。
第二信号論理判定回路425は、第二判定信号437の論理を判定し、判定結果を第二論理判定信号439として出力し、第二ラッチ信号制御回路419に伝える。
第二ラッチ信号制御回路419は、第二判定信号437、及び第二論理判定信号439により、第四ラッチ信号431を制御し、第二被制御ラッチ信号433として出力する。第二被制御ラッチ信号433は、第六ラッチ回路群421に入力される。
第六ラッチ回路群421は、第二被制御ラッチ信号433をn個の倍周期遅延クロック427でそれぞれラッチし、n個の第六ラッチ信号441を出力する。第六ラッチ信号441は、ラッチ信号セレクタ回路群426に入力される。
ラッチ信号セレクタ回路群426は、倍周期遅延クロック427によって、第五ラッチ信号440と第六ラッチ信号441のいずれかを選択し、選択ラッチ信号442として出力する。選択ラッチ信号442は選択信号セレクタ回路408に入力される。
選択信号セレクタ回路408は、入力された選択ラッチ信号442を1つに集約し、確定入力信号111を出力する。
図11は、上記タイミング調整インターフェイス402の具体的な構成の例として、n=5の場合の例を示す回路図である。
入力信号遅延回路104は、2個の遅延部150で構成され、入力信号109を遅延させ被遅延入力信号SIG(被遅延入力信号113)を出力する。
倍周期クロック生成回路413は、ラッチ回路451で構成され、ラッチ回路451の出力NQは入力Dに接続されている。この構成により入力されたクロックCLKの立ち上がりエッジで出力が入れ替わる為、入力クロックCLKの倍周期のクロック(倍周期クロック443)が生成される。
倍周期遅延クロック生成回路405は、遅延部150を直列に並べた構成で、入力された倍周期クロック443から、それぞれ遅延時間の異なる倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4(倍周期遅延クロック427)を出力する。ここで、上記入力信号遅延回路104および倍周期遅延クロック生成回路405の遅延部150は、信号を遅延させるものであればその手段は問わず、例えば所望の遅延時間となるようにインバータ回路を直列に並べたものであってもよい。
第一ラッチ回路群414は、5個のラッチ回路453で構成され、被遅延入力信号SIGをそれぞれ倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジでラッチし、それぞれ第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4(第一ラッチ信号428)を出力する。
第三ラッチ回路群416は、5個のラッチ回路455で構成され、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4をそれぞれ倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジでラッチし、それぞれ第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4(第三ラッチ信号430)を出力する。
第一入力信号取り込みタイミング判定回路422は、4個のEX−NOR回路152、及び4個のラッチ回路457で構成されている。EX−NOR回路152は、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4のそれぞれ隣り合う信号が入力され、TRM0_1〜TRM0_4を出力する。TRM0_1〜TRM0_4は、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジでラッチ回路457にラッチされ、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4(第一判定信号436)を出力する。
第一信号論理判定回路424は、EX−OR回路462で構成されている。EX−OR回路462は、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が入力され、第一論理判定信号GATE0FIX(第一論理判定信号438)を出力する。この第一論理判定信号GATE0FIXは、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が全て同じ論理であった場合に“L”となり、それ以外は“H”となる。
第一ラッチ信号制御回路418は、5個の論理素子回路461で構成される。論理素子回路461は、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4と第一論理判定信号GATE0FIX及び第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4がそれぞれ入力され、第一被制御ラッチ信号(第一被制御ラッチ信号432)を出力する。
第五ラッチ回路群420は、5個のラッチ回路459で構成され、論理素子回路461から出力される第一被制御ラッチ信号をそれぞれ倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジでラッチし、それぞれ第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4(第五ラッチ信号440)を出力する。
第二ラッチ回路群415は、5個のラッチ回路454で構成され、被遅延入力信号SIGをそれぞれ倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジでラッチし、それぞれ第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4(第二ラッチ信号429)を出力する。
第四ラッチ回路群417は、5個のラッチ回路456で構成され、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4をそれぞれ倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジでラッチし、それぞれ第四ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4(第四ラッチ信号431)を出力する。
第二入力信号取り込みタイミング判定回路423は、4個のEX−NOR回路152、及び4個のラッチ回路458で構成されている。EX−NOR回路152は、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4のそれぞれ隣り合う信号が入力され、TRM1_1〜TRM1_4を出力する。TRM1_1〜TRM1_4は、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジでラッチ回路458にラッチされ、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4(第二判定信号437)を出力する。
第二信号論理判定回路425は、EX−OR回路462で構成されている。EX−OR回路462は、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が入力され、第二論理判定信号GATE1FIX(第二論理判定信号439)を出力する。この第二論理判定信号GATE1FIXは、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が全て同じ論理であった場合に“L”となり、それ以外は“H”となる。
第二ラッチ信号制御回路419は、5個の論理素子回路461で構成される。論理素子回路461は、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4と第二論理判定信号GATE1FIX及び第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4がそれぞれ入力され、第二被制御ラッチ信号(第二被制御ラッチ信号433)を出力する。
第六ラッチ回路群421は、5個のラッチ回路460で構成され、論理素子回路461から出力される第二被制御ラッチ信号をそれぞれ倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジでラッチし、それぞれ第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4(第六ラッチ信号441)を出力する。
ラッチ信号セレクタ回路群426は、5個のセレクタ463で構成され、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4と第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4がそれぞれ入力される。セレクタ463では、倍周期遅延クロックDCLK0により、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4と第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4のどちらかの判定信号が選択され、選択ラッチ信号(選択ラッチ信号442)として出力される。
ラッチ信号セレクタ回路群426から出力される選択ラッチ信号は、OR回路153に入力され、確定入力信号DATA(確定入力信号111)として出力される。
図12は、図11記載の回路構成における、タイミング調整動作の波形を示している。
最初、入力信号は“L”で、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4、及びDATAは“L”である。またTRM0_1〜TRM0_4、TRM1_1〜TRM1_4、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4、及び第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4は“H”であり、第一論理判定信号GATE0FIX、及び第二論理判定信号GATE1FIXは“L”である。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が“H”で、第一論理判定信号GATE0FIXが“L”の為、第三ラッチ信号LSIG0_1〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第三ラッチ信号LSIG0_0が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。同様に、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が“H”で、第二論理判定信号GATE1FIXが“L”の為、第四ラッチ信号LSIG1_1〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第四ラッチ信号LSIG1_0が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
(時間T41前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングで、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路459にラッチされ、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“H”になることによって、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4がそれぞれ対応するセレクタ463から出力されるが、結果的に、確定出力信号DATAは“L”のままとなる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジのタイミングで、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4がラッチ回路455でラッチされ、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4がラッチ回路457にラッチされ、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4は“H”になる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が全て同じ論理となる為、第一論理判定信号GATE0FIXは“L”となる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が“H”で、第一論理判定信号GATE0FIXが“L”の為、第三ラッチ信号LSIG0_1〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第三ラッチ信号LSIG0_0が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“H”になり、時間T41で被遅延入力信号SIGが“H”となると、倍周期遅延クロックDCLK3、DCLK4は時間T41より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK3、DCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453はそれぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_3、SIG0_4は図示したタイミングで“H”となる。一方、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK2は時間T41よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK2の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453は、それぞれ被遅延入力信号SIGが“H”になる前、すなわち“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_2は図示したタイミングで“L”となる。
時間T41以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号においてSIG0_0〜SIG0_2が同じ論理、またSIG0_3とSIG0_4が同じ論理で、SIG0_2とSIG0_3が互いに異なる論理となる為、TRM0_1〜TRM0_2、及びTRM0_4は“H”となり、TRM0_3は“L”となる。
(時間T42前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングで、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路460にラッチされ、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“L”になることによって、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4がそれぞれ対応するセレクタ463から出力されるが、結果的に、確定出力信号DATAは“L”のままとなる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジのタイミングで、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4がラッチ回路456でラッチされ、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4がラッチ回路458にラッチされ、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4は“H”になる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が全て同じ論理となる為、第二論理判定信号GATE1FIXは“L”となる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が“H”で、第二論理判定信号GATE1FIXが“L”の為、第四ラッチ信号LSIG1_1〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第四ラッチ信号LSIG1_0が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”になり、時間T42で被遅延入力信号SIGが“L”になると、倍周期遅延クロックDCLK3、DCLK4は時間T42より後のタイミングで立ち下がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK3、DCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG1_3、SIG1_4は図示したタイミングで“L”となる。一方、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK2は時間T42よりも前のタイミングで立ち下がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK2の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454は、それぞれ“H”をラッチし、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_2は“H”となる。
時間T42以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第二ラッチ信号において、SIG1_0〜SIG1_2が同じ論理、またSIG1_3とSIG1_4が同じ論理で、SIG1_2とSIG1_3が互いに異なる論理となる為、TRM1_1〜TRM1_2、及びTRM1_4は“H”となり、TRM1_3は“L”となる。
(時間T43前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングで、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路459にラッチされ、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“H”になることによって、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4がそれぞれ対応するセレクタ463から出力されるが、結果的に、確定出力信号DATAは“L”のままとなる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジのタイミングで、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4がラッチ回路455でラッチされ、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_2は“L”、LSIG0_3〜LSIG0_4は“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4がラッチ回路457にラッチされ、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_2、及びGATE0_4は“H”、GATE0_3は“L”になる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が全て同じ論理でない為、第一論理判定信号GATE0FIXは“H”となる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_2、及びGATE0_4が“H”、GATE0_3が“L”で、第一論理判定信号GATE0FIXが“H”の為、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_2、及びLSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第三ラッチ信号LSIG0_3が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“H”になり、時間T43で被遅延入力信号SIGが“H”となると、倍周期遅延クロックDCLK3、DCLK4は時間T43より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK3、DCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453はそれぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_3、SIG0_4は“H”となる。一方、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK2は時間T43よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK2の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453は、それぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_2は“L”となる。
時間T43以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号においてSIG0_0〜SIG0_2が同じ論理、またSIG0_3とSIG0_4が同じ論理で、SIG0_2とSIG0_3が互いに異なる論理となる為、TRM0_1〜TRM0_2、及びTRM0_4は“H”となり、TRM0_3は“L”となる。
(時間T44前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングで、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路460にラッチされ、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“L”になることによって、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4がそれぞれ対応するセレクタ463から出力されるが、結果的に、確定出力信号DATAは“L”のままとなる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジのタイミングで、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4がラッチ回路456でラッチされ、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_2は“H”、LSIG1_3〜LSIG1_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4がラッチ回路458にラッチされ、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_2、及びGATE1_4は“H”、GATE1_3は“L”になる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が全て同じ論理でない為、第二論理判定信号GATE1FIXは“H”となる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_2、及びGATE1_4が“H”、GATE1_3が“L”で、第二論理判定信号GATE1FIXが“H”の為、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_2、及びLSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第四ラッチ信号LSIG1_3が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“H”を保持し、時間T44で被遅延入力信号SIGが“H”であると、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454はそれぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_2は“H”を保持、また、第一ラッチ信号SIG1_3〜SIG1_4は図示したタイミングで“H”となる。
時間T44以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4が全て同じ論理となる為、TRM1_1〜TRM1_4は“H”となる。
(時間T45前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングで、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路459にラッチされ、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_2、及びDATA0_4は“L”、DATA0_3は“H”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“H”になることによって、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4がそれぞれ対応するセレクタ463から出力される。そこで、倍周期遅延クロックDCLK0が“H”になるタイミングで、確定出力信号DATAは“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジのタイミングで、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4がラッチ回路455でラッチされ、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_2は“L”、LSIG0_3〜LSIG0_4は“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4がラッチ回路457にラッチされ、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_2、及びGATE0_4は“H”、GATE0_3は“L”になる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が全て同じ論理でない為、第一論理判定信号GATE0FIXは“H”となる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_2、及びGATE0_4が“H”、GATE0_3が“L”で、第一論理判定信号GATE0FIXが“H”の為、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_2、及びLSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第三ラッチ信号LSIG0_3が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”になり、時間T45で被遅延入力信号SIGが“L”となると、倍周期遅延クロックDCLK3、DCLK4は時間T45より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK3、DCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_3、SIG0_4は“L”となる。一方、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK2は時間T45よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK2の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453は、それぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_2は“H”となる。
時間T45以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号においてSIG0_0〜SIG0_2が同じ論理、またSIG0_3とSIG0_4が同じ論理で、SIG0_2とSIG0_3が互いに異なる論理となる為、TRM0_1〜TRM0_2、及びTRM0_4は“H”となり、TRM0_3は“L”となる。
(時間T46前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングで、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路460にラッチされ、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“L”になることによって、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジのタイミングで、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4がラッチ回路456でラッチされ、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4は“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4がラッチ回路458にラッチされ、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4は“H”になる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が全て同じ論理である為、第二論理判定信号GATE1FIXは“L”となる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が“H”で、第二論理判定信号GATE1FIXが“L”の為、第四ラッチ信号LSIG1_1〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第四ラッチ信号LSIG1_0が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“H”になり、時間T46で被遅延入力信号SIGが“H”になると、倍周期遅延クロックDCLK2〜DCLK4は時間T46より後のタイミングで立ち下がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK2〜DCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454はそれぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号SIG1_2〜SIG1_4は図示したタイミングで“H”となる。一方、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK1は時間T46よりも前のタイミングで立ち下がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK1の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454は、それぞれ“L”をラッチし、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_1は“L”となる。
時間T46以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第二ラッチ信号において、SIG1_0〜SIG1_1が同じ論理、またSIG1_2〜SIG1_4が同じ論理で、SIG1_1とSIG1_2が互いに異なる論理となる為、TRM1_1、及びTRM1_3〜TRM1_4は“H”となり、TRM1_2は“L”となる。
(時間T47前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングで、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路459にラッチされ、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_2、及びDATA0_4は“L”、DATA0_3は“H”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“H”になることによって、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジのタイミングで、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4がラッチ回路455でラッチされ、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_2は“H”、LSIG0_3〜LSIG0_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4がラッチ回路457にラッチされ、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_2、及びGATE0_4は“H”、GATE0_3は“L”になる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が全て同じ論理でない為、第一論理判定信号GATE0FIXは“H”となる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_2、及びGATE0_4が“H”、GATE0_3が“L”で、第一論理判定信号GATE0FIXが“H”の為、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_2、及びLSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第三ラッチ信号LSIG0_3が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”になり、時間T47で被遅延入力信号SIGが“L”となると、倍周期遅延クロックDCLK2〜DCLK4は時間T47より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK2〜DCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_2〜SIG0_4は“L”となる。一方、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK1は時間T47よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK1の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453は、それぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_1は“H”となる。
時間T47以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号においてSIG0_0〜SIG0_1が同じ論理、またSIG0_2〜SIG0_4が同じ論理で、SIG0_1とSIG0_2が互いに異なる論理となる為、TRM0_1、及びTRM0_3〜TRM0_4は“H”となり、TRM0_2は“L”となる。
(時間T48前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングで、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路460にラッチされ、第六ラッチ信号DATA1_0は“H”、DATA1_1〜DATA1_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“L”になることによって、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジのタイミングで、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4がラッチ回路456でラッチされ、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_1は“L”、LSIG1_2〜LSIG1_4は“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4がラッチ回路458にラッチされ、第二判定信号GATE1_1、及びGATE1_3〜GATE1_4は“H”、GATE1_2は“L”になる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が全て同じ論理でない為、第二論理判定信号GATE1FIXは“H”となる。第二判定信号GATE1_1、及びGATE1_3〜GATE1_4が“H”、GATE1_2が“L”で、第二論理判定信号GATE1FIXが“H”の為、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_1、及びLSIG1_3〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第四ラッチ信号LSIG1_2が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“H”になり、時間T48で被遅延入力信号SIGが“H”になると、倍周期遅延クロックDCLK4は時間T48より後のタイミングで立ち下がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454は“H”をラッチし、第一ラッチ信号SIG1_4は図示したタイミングで“H”となる。一方、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK3は時間T48よりも前のタイミングで立ち下がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK3の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454は、それぞれ“L”をラッチし、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_3は“L”となる。
時間T48以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第二ラッチ信号において、SIG1_0〜SIG1_3が同じ論理で、SIG1_3とSIG1_4が互いに異なる論理となる為、TRM1_1〜TRM1_3は“H”となり、TRM1_4は“L”となる。
(時間T49前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングで、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路459にラッチされ、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“H”になることによって、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジのタイミングで、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4がラッチ回路455でラッチされ、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_1は“H”、LSIG0_2〜LSIG0_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4がラッチ回路457にラッチされ、第一判定信号GATE0_1、及びGATE0_3〜GATE0_4は“H”、GATE0_2は“L”になる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が全て同じ論理でない為、第一論理判定信号GATE0FIXは“H”となる。第一判定信号GATE0_1、及びGATE0_3〜GATE0_4が“H”、GATE0_2が“L”で、第一論理判定信号GATE0FIXが“H”の為、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_1、及びLSIG0_3〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第三ラッチ信号LSIG0_2が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”になり、時間T49で被遅延入力信号SIGが“L”となると、倍周期遅延クロックDCLK4は時間T49より後のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453は“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_4は“L”となる。一方、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK3は時間T49よりも前のタイミングで立ち上がりエッジになる為、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK3の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453は、それぞれ“H”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_3は“H”となる。
時間T49以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号においてSIG0_0〜SIG0_3が同じ論理で、SIG0_3とSIG0_4が互いに異なる論理となる為、TRM0_1〜TRM0_3は“H”となり、TRM0_4は“L”となる。
(時間T410前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングで、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路460にラッチされ、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_1、及びDATA1_3〜DATA1_4は“L”、DATA1_2は“H”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“L”になることによって、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジのタイミングで、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4がラッチ回路456でラッチされ、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_3は“L”、LSIG1_4は“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4がラッチ回路458にラッチされ、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_3は“H”、GATE1_4は“L”になる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が全て同じ論理でない為、第二論理判定信号GATE1FIXは“H”となる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_3が“H”、GATE1_4が“L”で、第二論理判定信号GATE1FIXが“H”の為、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_3が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第四ラッチ信号LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”を保持し、時間T410付近で被遅延入力信号SIGが“L”であると、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4は図示したタイミングで“L”となる。
時間T410以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第二ラッチ信号において、SIG1_0〜SIG1_4が同じ論理となる為、TRM1_1〜TRM1_4は“H”となる。
(時間T411前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングで、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路459にラッチされ、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“H”になることによって、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジのタイミングで、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4がラッチ回路455でラッチされ、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_3は“H”、LSIG0_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4がラッチ回路457にラッチされ、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_3は“H”、GATE0_4は“L”になる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が全て同じ論理でない為、第一論理判定信号GATE0FIXは“H”となる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_3が“H”、GATE0_4が“L”で、第一論理判定信号GATE0FIXが“H”の為、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_3が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第三ラッチ信号LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”を保持し、時間T411付近で被遅延入力信号SIGが“L”であると、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4は“L”となる。
時間T411以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号においてSIG0_0〜SIG0_4が同じ論理となる為、TRM0_1〜TRM0_4は“H”となる。
(時間T412前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングで、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路460にラッチされ、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_3は“L”、DATA1_4は“H”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“L”になることによって、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“H”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジのタイミングで、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4がラッチ回路456でラッチされ、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4がラッチ回路458にラッチされ、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4は“H”になる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が全て同じ論理となる為、第二論理判定信号GATE1FIXは“L”となる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が“H”で、第二論理判定信号GATE1FIXが“L”の為、第四ラッチ信号LSIG1_1〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第四ラッチ信号LSIG1_0が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”を保持し、時間T412付近で被遅延入力信号SIGが“L”であると、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4は“L”となる。
時間T412以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第二ラッチ信号において、SIG1_0〜SIG1_4が同じ論理となる為、TRM1_1〜TRM1_4は“H”となる。
(時間T413前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングで、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路459にラッチされ、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“H”になることによって、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジのタイミングで、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4がラッチ回路455でラッチされ、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち上がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4がラッチ回路457にラッチされ、第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4は“H”になる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が全て同じ論理となる為、第一論理判定信号GATE0FIXは“L”となる。第一判定信号GATE0_1〜GATE0_4が“H”で、第一論理判定信号GATE0FIXが“L”の為、第三ラッチ信号LSIG0_1〜LSIG0_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第三ラッチ信号LSIG0_0が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”を保持し、時間T413付近で被遅延入力信号SIGが“L”であると、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4は“L”となる。
時間T413以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち上がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路453が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第一ラッチ信号SIG0_0〜SIG0_4が同じ論理となる為、TRM0_1〜TRM0_4は“H”となる。
(時間T414前後の動作)
倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングで、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力がラッチ回路460にラッチされ、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4は“L”になる。この時、倍周期遅延クロックDCLK0が“L”になることによって、第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4がセレクタ463から出力され、確定出力信号DATAは“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジのタイミングで、第二ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4がラッチ回路456でラッチされ、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4は“L”となる。
また、倍周期遅延クロックDCLK0の立ち下がりエッジのタイミングでEX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4がラッチ回路458にラッチされ、第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4は“H”になる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が全て同じ論理となる為、第二論理判定信号GATE1FIXは“L”となる。第二判定信号GATE1_1〜GATE1_4が“H”で、第二論理判定信号GATE1FIXが“L”の為、第四ラッチ信号LSIG1_1〜LSIG1_4が入力される論理素子回路461の出力は“L”となり、第四ラッチ信号LSIG1_0が入力される論理素子回路461の出力が有効となる。
また、入力信号が“L”を保持し、時間T414付近で被遅延入力信号SIGが“L”であると、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454はそれぞれ“L”をラッチし、第一ラッチ信号SIG1_0〜SIG1_4は“L”となる。
時間T414以降に倍周期遅延クロックDCLK4の立ち下がりエッジにより被遅延入力信号SIGをラッチするラッチ回路454が被遅延入力信号SIGをラッチした後では、第二ラッチ信号において、SIG1_0〜SIG1_4が同じ論理となる為、EX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4は“H”となる。
以上のように、半導体記憶装置が高速のクロック周波数で動作していても、常に入力信号の変化を検知して、EX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4、TRM1_1〜TRM1_4、及び第一論理判定信号GATE0FIXと第二論理判定信号GATE1FIXが決定される。
EX−NOR回路152の出力TRM0_1〜TRM0_4、及び第一論理判定信号GATE0FIXによって、第三ラッチ信号LSIG0_0〜LSIG0_4のいずれかの信号が有効となり、またEX−NOR回路152の出力TRM1_1〜TRM1_4、及び第二論理判定信号GATE1FIXによって、第四ラッチ信号LSIG1_0〜LSIG1_4のいずれかの信号が有効となり、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4、及び第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4が決定される。
第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4と第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4のどちらかを倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4で選択することで、確定入力信号DATAは、第五ラッチ信号DATA0_0〜DATA0_4と第六ラッチ信号DATA1_0〜DATA1_4のうち有効となった1つの信号に同期して変化する。
つまり、入力信号が入力されるタイミングがいかなるタイミングであっても、倍周期遅延クロックDCLK0〜DCLK4のいずれかの遅延クロックで入力信号をラッチする事が可能となる。
また、生成する倍周期遅延クロックの数を増やせば入力信号をラッチするタイミングの精度は向上する。
以上のような回路構成、及びタイミング調整手段によって、入力信号とクロックの位相を調整する為の複雑なクロックテストシーケンス、及びクロックテストを実現するシーケンサー回路を必要とせず、また、クロックに合わせて入力信号を変化させる様なクロックテストを実行することなく、クロックの1周期が入力信号のセットアップ時間とホールド時間の和に近く、半導体記憶装置が動作中であっても常に入力信号の変化を検知して入力信号を取り込むタイミングを自動的に判別し、入力信号とクロックの位相差による入力信号の誤判定を防ぐことが出来る。
《発明の実施形態5》
図13は、本発明の実施形態5の半導体記憶装置500の要部の構成を示すブロック図である。
半導体記憶装置500と、この半導体記憶装置500をコントロールする情報処理装置501とは、入力信号109、出力信号517で接続されている。また、半導体記憶装置500(詳しくは半導体記憶装置500内の後述するタイミング調整インターフェイス102と出力信号タイミング調整回路519)、及び情報処理装置501には、共通のシステムクロック510が入力されている。
半導体記憶装置500は、例えば実施形態1で説明したのと同じタイミング調整インターフェイス102と、メモリコア103と(図1)を備え、さらに、出力信号タイミング調整回路519を備えている。タイミング調整インターフェイス102とメモリコア103は確定入力信号111で接続され、出力信号タイミング調整回路519とメモリコア103は出力データ信号112で接続される。なお、図13においては、タイミング調整インターフェイス102とメモリコア103との間のレジスタ変更制御信号120等の信号は省略している。
タイミング調整インターフェイス102からは、レジスタ信号119(位相差判定信号)が出力され、出力信号タイミング調整回路519に入力される。
出力信号タイミング調整回路519は、入力されたシステムクロック510とレジスタ信号119(位相差判定信号)から、システムクロック510と入力信号109の入力タイミングの差を検知し、前記位相差を調整したタイミングで出力信号517を出力する。
上記のように構成された半導体記憶装置500の動作を説明する。
図14は、システムクロック510と、情報処理装置501から上記システムクロック510に同期して送信される送信信号と、半導体記憶装置500に入力される入力信号109と、タイミング調整インターフェイス102において、入力信号109を遅延させた被遅延入力信号113、および入力されたシステムクロック510から生成された例えば5つの遅延クロック114(CLK0〜CLK4)のタイミングを示している。
図14中の時間ΔTは、情報処理装置501から送信信号が送信され、半導体記憶装置500に伝わるまでに要する信号伝達時間である。また、時間Tdは、タイミング調整インターフェイス102内の遅延部150によって入力信号109やシステムクロック510に与えられる遅延時間である。遅延クロックCLK0〜CLK4は、それぞれ遅延時間Tdずつタイミングがずれている。また、被遅延入力信号113は、入力信号を時間Td×2だけ遅延させて生成される例を示している。
時間T51でシステムクロックに同期して情報処理装置501において送信信号が“H”となると、半導体記憶装置500には、時間ΔTの信号伝達時間を経て、時間T52で“H”となる入力信号109が入力される。
被遅延入力信号113は、入力信号が“H”となるタイミングT52から時間Td×2だけ遅延して、時間T53で“H”となる。被遅延入力信号113が時間T53のタイミングで“H”になることは、すでに述べたタイミング調整インターフェイス102から出力されるレジスタ信号119(位相差判定信号)から、容易に知る事が出来る。
また、時間T51はシステムクロック510の立ち上がりエッジであり、システムクロック510の立ち上がりエッジから被遅延入力信号113が“H”になるまでの時間を検知する事で、時間(T53−T51)を知る事が出来る。時間(T53−T51)は(信号伝達時間ΔT+遅延時間Td×2)である為、時間(T53−T51)から遅延時間Td×2を引いた時間が信号伝達時間ΔTとなる。
さらに、出力信号タイミング調整回路519は、システムクロック510から、(システムクロック510の周期−信号伝達時間ΔT)の遅延時間を持ったタイミングで出力信号517を出力する。
図15は、実施形態5において出力信号のタイミング調整を行った場合の信号タイミングを示している。
情報処理装置501と半導体記憶装置500は共通のシステムクロック510で動作する。また、情報処理装置501から送信信号が送信され、半導体記憶装置500には入力信号109として入力される。半導体記憶装置500から出力信号517が出力され、情報処理装置501では受信信号として受信される。
情報処理装置501が、時間T55(システムクロック510の立ち上がりエッジ)で送信信号を“H”にすると、半導体記憶装置500に伝わる際に信号伝達時間ΔT遅延し、時間T56で“H”になる入力信号109が半導体記憶装置500に入力される。この信号伝達時間ΔTは、上述したように半導体記憶装置に搭載したタイミング調整インターフェイス102で検知する事が出来る。
次に、半導体記憶装置500が出力信号を出力する場合、時間T58(システムクロックの立ち上がりエッジ)よりも信号伝達時間ΔT分早い時間T57のタイミングで“H”となる出力信号517を出力すれば、情報処理装置501は時間T58に“H”となる受信信号を受信する事が出来る。
図16は、出力信号タイミング調整回路519の具体的な構成例を示す回路図である。出力信号タイミング調整回路519は、遅延回路580、582、4個の第一ラッチ回路581、4個の第二ラッチ回路584、4個の第三ラッチ回路583、第三ラッチ回路583のラッチ信号を集約するOR回路585、及びEX−NOR回路586で構成される。
遅延回路582は、システムクロックCLKの1周期近く遅延した信号OCLK1を出力する。また、遅延回路580によってそれぞれ遅延時間の異なるOCLK2〜OCLK4が出力される。ここで、遅延回路580による遅延時間は、遅延回路582による遅延時間よりも短い事が望ましい。
EX−NOR回路586は、入力されたレジスタ信号GATE4〜GATE7が入力され、レジスタ信号GATE4〜GATE7が全て同じ論理であった場合、“H”を出力し、レジスタ信号GATE4〜GATE7のいずれかが異なる論理であった場合、“L”を出力する。なお、実施形態1〜4では説明を簡単にする為に遅延クロックの数をn=5とし、レジスタ信号をGATE0〜GATE4、もしくはGATEFIX、GATE1〜GATE4として説明したが、遅延クロックの数はn≧5でもよく、例えばn=7であってもよい。ここでのGATE4〜GATE7は、実施形態1〜4においてn=7の場合を一例として記載している。
第一ラッチ回路581は、出力データ信号MDATAを、それぞれ遅延クロックOCLK1〜OCLK4でラッチし、第一ラッチ信号LMDATA1〜LMDATA4を出力する。
第二ラッチ回路584は、入力されたレジスタ信号GATE4〜GATE7を、それぞれシステムクロックCLKでラッチし、第二ラッチ信号LGATE4〜LGATE7を出力する。また、EX−NOR回路586の出力により、第二ラッチ回路584は制御され、レジスタ信号GATE4〜GATE7が全て同じ論理であった場合、GATE4〜GATE7は第二ラッチ回路584にラッチされず、第二ラッチ回路584の出力は保持される。
第三ラッチ回路583は、第一のラッチ信号LMDATA1〜LMDATA4を、それぞれ遅延クロックOCLK1〜OCLK4でラッチし、第二ラッチ信号ODATA1〜ODATA4を出力する。また、第三ラッチ回路583は、それぞれ第二ラッチ信号LGATE4〜LGATE7で制御され、第二ラッチ信号LGATE4〜LGATE7のうち、“H”となった第二ラッチ信号で制御されるラッチ回路はリセットされ、第二ラッチ信号LGATE4〜LGATE7のうち、“L”となった第二ラッチ信号で制御されるラッチ回路の出力のみが有効となる。
第三ラッチ信号ODATA1〜ODATA4はOR回路585に入力され、出力信号ODATAを出力する。
ここでは第一〜第三のラッチ回路群は、それぞれ4個のラッチ回路で構成されているが、特にラッチ回路を4個に限定しているものではなく、ラッチ回路の個数を増やせば、出力タイミング調整の精度は向上する。
図17は図16記載の回路構成における、タイミング調整動作の波形を示している。遅延クロックOCLK1〜OCLK4は、遅延回路582、580により、図示したタイミングの遅延を持ち、遅延クロックOCLK4の立ち上がりエッジの時間Td後に、システムクロックCLKの立ち上がりエッジとなる。
時間T510でシステムクロックCLKが“H”になると、第二ラッチ回路584にレジスタ信号GATE4〜GATE7がラッチされ、第二ラッチ信号LGATE5〜LGATE7は“H”となり、第二ラッチ信号LGATE4は“L”となる。
また、時間T510で出力データ信号MDATAが“H”になると、時間T510以降の遅延クロックOCLK1〜OCLK4の立ち上がりエッジで、出力データ信号MDATAが第一ラッチ回路581にそれぞれラッチされ、第一ラッチ信号LMDATA1〜LMDATA4はそれぞれ“H”となる。さらにこの時、第三ラッチ回路583は第二ラッチ信号LGATE4〜LGATE7に制御され、第三ラッチ信号ODATA1〜OATA3が“L”となり、第三ラッチ信号ODATA4が第一ラッチ信号LMDATA4に同期して“L”となる。この時、出力信号ODATAは“L”となる。
時間T511でシステムクロックCLKが“H”になると、第二ラッチ回路584にレジスタ信号GATE4〜GATE7がラッチされ、第二ラッチ信号LGATE5〜LGATE7は“H”を保持し、第二ラッチ信号LGATE4は“L”を保持する。
また、時間T511で出力データ信号MDATAが“L”になると、時間T511以降の遅延クロックOCLK1〜OCLK4の立ち上がりエッジで、出力データ信号MDATAが第一ラッチ回路581にそれぞれラッチされ、第一ラッチ信号LMDATA1〜LMDATA4はそれぞれ“L”となる。さらにこの時、第三ラッチ回路583は第二ラッチ信号LGATE4〜LGATE7に制御され、第三ラッチ信号ODATA1〜OATA3が“L”となり、第三ラッチ信号ODATA4が第一ラッチ信号LMDATA4に同期して“H”となる。
この時、出力信号ODATAは“H”となる。また、出力信号ODATAが“H”となるタイミングは遅延クロックOCLK4の立ち上がりエッジのタイミングであり、すなわち、システムクロックCLKよりも時間Td、早いタイミングである。
時間T512でシステムクロックCLKが“H”になると、第二ラッチ回路584にレジスタ信号GATE4〜GATE7がラッチされ、第二ラッチ信号LGATE5〜LGATE7は“H”を保持し、第二ラッチ信号LGATE4は“L”を保持する。
また、時間T512で出力データ信号MDATAが“L”を保持し、時間T511以降の遅延クロックOCLK1〜OCLK4の立ち上がりエッジで、出力データ信号MDATAが第一ラッチ回路581にそれぞれラッチされ、第一ラッチ信号LMDATA1〜LMDATA4はそれぞれ“L”となる。さらにこの時、第三ラッチ回路583は第二ラッチ信号LGATE4〜LGATE7に制御され、第三ラッチ信号ODATA1〜OATA3が“L”となり、第三ラッチ信号ODATA4が第一ラッチ信号LMDATA4に同期して“L”となる。
このような回路構成により、出力データ信号MDATAを、システムクロックCLKよりも時間Td早いタイミングで、出力信号ODATAとして出力することができる。
以上の様に、タイミング調整インターフェイスから出力される判定信号から、信号伝達時間ΔTを検知し、システムクロックから、時間(システムクロックの周期−信号伝達時間ΔT)分遅延させた出力信号クロックを生成する事が出来る。そこで、半導体記憶装置に入力される入力信号から、情報処理装置と半導体記憶装置間の信号伝達時間を算出し、前記信号伝達時間によって調整されたタイミングで信号を出力する事で、情報処理装置に信号取り込みタイミング調整用の回路を追加したりすることなく、かつ情報処理装置がシステムクロックに合わせた誤読み出ししないタイミングで、半導体記憶装置からの信号を受信する事が出来る。ここで、遅延クロックの数を増やせば出力信号タイミング調整の精度は向上する。
なお、上記の例では、実施形態1で説明したのと同じタイミング調整インターフェイス102およびメモリコア103が用いられる例を示したが、これに限らず、実施形態2、3、実施形態4(図4、7、10)のタイミング調整インターフェイス202、302、402や、メモリコア203を用い、レジスタ信号119(位相差判定信号)に代えてラッチ回路制御信号218、判定信号316、または判定信号436〜439が出力信号タイミング調整回路519に入力されるようにしたりしてもよい。
さらに、上記のようなタイミング調整インターフェイス102等から出力されるレジスタ信号119に限らず、クロック信号とデータ信号の遅延時間に応じた信号に基づいて、その遅延時間の影響を相殺するように出力データ信号の出力タイミングを制御することによって、情報処理装置501によって確実にデータが受け取られるようにすることができる。
上記のように、本発明の実施形態によれば、セットアップ時間を確実に確保でき、かつ、できるだけ小さい(所定の範囲内の)マージンのタイミングで入力信号が取り込まれるようにすることにより、ホールド時間を確保することも容易にできるので、例えばクロックの周期がセットアップ時間とホールド時間との和に近いような高い周波数のクロックを用いることなどが容易にできる。
本発明にかかる半導体記憶装置は、特にテスト専用の動作を行うことなく、クロック信号とデータ信号のタイミングを調整できるようにすることができ、記憶データがクロック信号に同期して入出力される半導体記憶装置等として有用である。
実施形態1の半導体記憶装置100の要部の構成を示すブロック図である。 同、タイミング調整インターフェイス102の構成を示す回路図である。 同、レジスタ入力選択信号REGENが“L”、および“H”の場合のタイミング調整動作を示すタイミングチャートである。 実施形態2の半導体記憶装置200の要部の構成を示すブロック図である。 同、タイミング調整インターフェイス202の構成を示す回路図である。 同、タイミング調整動作を示すタイミングチャートである。 実施形態3の半導体記憶装置300の要部の構成を示すブロック図である。 タイミング調整インターフェイス302の構成を示す回路図である。 同、タイミング調整動作を示すタイミングチャートである。 実施形態4の半導体記憶装置400の要部の構成を示すブロック図である。 同、タイミング調整インターフェイス402の構成を示す回路図である。 同、タイミング調整動作を示すタイミングチャートである。 実施形態5の半導体記憶装置500の要部の構成を示すブロック図である。 同、各部の信号を示すタイミングチャートである。 同、出力信号のタイミング調整動作を示すタイミングチャートである。 同、出力信号タイミング調整回路の構成を示す回路図である。 同回路の出力信号のタイミング調整動作を示すタイミングチャートである。 従来の半導体記憶装置の要部の構成を示すブロック図である。 従来の半導体記憶装置の動作を示すタイミングチャートである。
符号の説明
100 半導体記憶装置
101 情報処理装置
102 タイミング調整インターフェイス
103 メモリコア
104 入力信号遅延回路
105 遅延クロック生成回路
106 被遅延入力信号ラッチ回路
107 入力信号取り込みタイミング判定回路
108 ラッチ信号セレクタ回路
109 入力信号
110 クロック
111 確定入力信号
112 出力データ信号
113 被遅延入力信号
114 遅延クロック
115 ラッチ信号
116 判定信号
117 レジスタ設定信号
118 レジスタ入力信号
119 レジスタ信号
120 レジスタ変更制御信号
121 レジスタ入力信号セレクタ回路
122 レジスタ
123 レジスタ入力選択信号
124 レジスタリセット信号
150 遅延部
151 ラッチ回路
152 EX−NOR回路
153 OR回路
154 セレクタ
155 ラッチ回路
200 半導体記憶装置
201 情報処理装置
202 タイミング調整インターフェイス
203 メモリコア
207 入力信号取り込みタイミング判定回路
216 判定信号
218 ラッチ回路制御信号
219 リセット信号
220 判定信号セレクタ回路
254 ロードホールド付Dフリップフロップ回路
255 EX−OR回路
256 論理素子回路
257 セレクタ回路
300 半導体記憶装置
302 タイミング調整インターフェイス
306 第一ラッチ回路群
307 入力信号取り込みタイミング判定回路
308 ラッチ信号セレクタ回路
315 第一ラッチ信号
316 判定信号
317 第二ラッチ回路群
318 第二ラッチ信号
351 ラッチ回路
354 第二ラッチ回路
355 論理素子
356 比較信号ラッチ回路
400 半導体記憶装置
402 タイミング調整インターフェイス
405 倍周期遅延クロック生成回路
408 選択信号セレクタ回路
413 倍周期クロック生成回路
414 第一ラッチ回路群
415 第二ラッチ回路群
416 第三ラッチ回路群
417 第四ラッチ回路群
418 第一ラッチ信号制御回路
419 第二ラッチ信号制御回路
420 第五ラッチ回路群
421 第六ラッチ回路群
422 第一入力信号取り込みタイミング判定回路
423 第二入力信号取り込みタイミング判定回路
424 第一信号論理判定回路
425 第二信号論理判定回路
426 ラッチ信号セレクタ回路群
427 倍周期遅延クロック
428 第一ラッチ信号
429 第二ラッチ信号
430 第三ラッチ信号
431 第四ラッチ信号
432 第一被制御ラッチ信号
433 第二被制御ラッチ信号
436 第一判定信号
437 第二判定信号
438 第一論理判定信号
439 第二論理判定信号
440 第五ラッチ信号
441 第六ラッチ信号
442 選択ラッチ信号
443 倍周期クロック
451 ラッチ回路
453 ラッチ回路
454 ラッチ回路
455 ラッチ回路
456 ラッチ回路
457 ラッチ回路
458 ラッチ回路
459 ラッチ回路
460 ラッチ回路
461 論理素子回路
462 EX−OR回路
463 セレクタ
500 半導体記憶装置
501 情報処理装置
510 システムクロック
517 出力信号
519 出力信号タイミング調整回路
580 遅延回路
581 第一ラッチ回路
582 遅延回路
583 第三ラッチ回路
584 第二ラッチ回路
585 OR回路
586 EX−NOR回路

Claims (16)

  1. クロックに同期してデータ信号を入出力する半導体記憶装置において、
    入力信号を遅延させ、被遅延入力信号を出力する入力信号遅延回路と、
    入力クロックを互いに異なる複数種類の遅延時間だけ遅延させて複数の遅延クロックを生成する遅延クロック生成回路と、
    前記複数の遅延クロックで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の被遅延入力信号保持回路と、
    前記被遅延入力信号保持回路に保持された複数の保持信号に基づいて、被遅延入力信号の取り込みタイミングを示す判定信号を出力する入力信号取り込みタイミング判定回路と、
    前記複数の保持信号を1つの信号に集約する保持信号セレクタ回路と、
    を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 請求項1の半導体記憶装置であって、
    さらに、入力信号取り込みタイミング判定回路から出力される判定信号を所定の時点で保持する判定信号保持回路を備え、
    前記判定信号保持回路に保持された判定信号に基づいて、前記複数の被遅延入力信号保持回路が制御されることを特徴とする半導体記憶装置。
  3. 請求項2の半導体記憶装置であって、
    さらに、前記判定信号と、所定の設定信号とを選択的に前記判定信号保持回路に保持させる、判定、設定信号セレクタ回路を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
  4. 請求項1から請求項3のうち何れか1項の半導体記憶装置であって、
    入力信号取り込みタイミング判定回路が、被遅延入力信号保持回路に保持された複数の保持信号のうち、互いに最も近い遅延時間の遅延クロックで保持された保持信号どうしを比較することを特徴とする半導体記憶装置。
  5. クロックに同期してデータ信号を入出力する半導体記憶装置において、
    入力信号を遅延させ、被遅延入力信号を出力する入力信号遅延回路と、
    入力クロックを互いに異なる複数種類の遅延時間だけ遅延させて複数の遅延クロックを生成する遅延クロック生成回路と、
    前記複数の遅延クロックで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の被遅延入力信号保持回路と、
    所定の時点で前記被遅延入力信号保持回路に保持されている複数の保持信号に基づいて、被遅延入力信号の取り込みタイミングを示す判定信号を出力する入力信号取り込みタイミング判定回路と、
    前記複数の保持信号を1つの信号に集約する保持信号セレクタ回路と、
    を備え、
    前記判定信号に基づいて、前記複数の被遅延入力信号保持回路を制御することを特徴とする半導体記憶装置。
  6. 請求項5の半導体記憶装置であって、
    入力信号取り込みタイミング判定回路は、
    初期化された後、全ての被遅延入力信号保持回路に保持された保持信号のレベルが同じ間、全ての被遅延入力信号保持回路を活性状態にするとともに、
    何れか1つの被遅延入力信号保持回路に保持された保持信号のレベルが他の保持信号と異なった場合に、その後、前記1つの被遅延入力信号保持回路だけを活性状態にする判定信号を出力することを特徴とする半導体記憶装置。
  7. クロックに同期してデータ信号を入出力する半導体記憶装置において、
    入力信号を遅延させ、被遅延入力信号を出力する入力信号遅延回路と、
    入力クロックを互いに異なる複数種類の遅延時間だけ遅延させて複数の遅延クロックを生成する遅延クロック生成回路と、
    前記複数の遅延クロックで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の第1の保持回路と、
    前記複数の遅延クロックのうち、最も遅延時間が短い遅延クロックで、それぞれ前記第1の保持回路の保持信号を保持する複数の第2の保持回路と、
    前記第1の保持回路の複数の保持信号に基づいて、第2の保持回路から出力される保持信号の伝達を制御するタイミング判定信号を生成し、最も遅延時間が短い遅延クロックで保持する取り込みタイミング判定回路と、
    前記タイミング判定回路に保持されたタイミング判定信号に基づいて、第2の保持回路から出力される複数の保持信号の伝達を制御するとともに1つの信号に集約する保持信号セレクタ回路と、
    を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
  8. 請求項7の半導体記憶装置であって、
    前記第2の保持回路は、遅延時間が最も短い遅延クロックで第1の保持回路の保持信号を保持し、
    前記入力信号取り込みタイミング判定回路は、
    第1の保持回路の全ての保持信号が同じである場合に、遅延時間が最も短い遅延クロックで第1の保持回路に保持された保持信号を保持する第2の保持回路の保持信号を選択するとともに、
    互いに最も近い遅延時間の遅延クロックで第1の保持回路に保持された保持信号どうしの比較に基づいて、他の第2の保持回路の保持信号を選択することを特徴とする半導体記憶装置。
  9. クロックに同期してデータ信号を入出力する半導体記憶装置において、
    入力信号を遅延させ、被遅延入力信号を出力する入力信号遅延回路と、
    入力クロックから、周期が2倍の倍周期クロックを生成する倍周期クロック生成回路と、
    前記倍周期クロックを互いに異なる複数種類の遅延時間だけ遅延させて複数の倍周期遅延クロックを生成する倍周期遅延クロック生成回路と、
    前記複数の倍周期遅延クロックの立ち上がりエッジで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の第1の保持回路と、
    前記複数の倍周期遅延クロックの立ち下がりエッジで、それぞれ前記被遅延入力信号を保持する複数の第2の保持回路と、
    前記複数の倍周期遅延クロックの立ち上がりエッジで、それぞれ前記第1の保持回路の保持信号を保持する複数の第3の保持回路と、
    前記複数の倍周期遅延クロックの立ち下がりエッジで、それぞれ前記第2の保持回路の保持信号を保持する複数の第4の保持回路と、
    前記第1の保持回路に保持された複数の保持信号に基づいて、第1のタイミング判定信号を生成し、最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックの立ち上がりエッジで保持する第1の入力信号取り込みタイミング判定回路と、
    前記第2の保持回路に保持された複数の保持信号に基づいて、第2のタイミング判定信号を生成し、最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックの立ち下がりエッジで保持する第2の入力信号取り込みタイミング判定回路と、
    全ての前記第1の入力信号取り込みタイミング判定回路に保持された第1のタイミング判定信号が同じであるかどうかに応じて、第1の論理判定信号を出力する第1の信号論理判定回路と、
    全ての前記第2の入力信号取り込みタイミング判定回路に保持された第2のタイミング判定信号が同じであるかどうかに応じて、第2の論理判定信号を出力する第2の信号論理判定回路と、
    前記第1の入力信号取り込みタイミング判定回路に保持された第1のタイミング判定信号、および第1の論理判定信号に基づいて、前記第3の保持回路から出力される保持信号の伝達を制御する複数の第1の保持信号伝達制御回路と、
    前記第2の入力信号取り込みタイミング判定回路に保持された第2のタイミング判定信号、および第2の論理判定信号に基づいて、前記第4の保持回路から出力される保持信号の伝達を制御する複数の第2の保持信号伝達制御回路と、
    前記最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックの立ち上がりエッジで、それぞれ前記第1の保持信号伝達制御回路から出力される信号を保持する複数の第5の保持回路と、
    前記最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックの立ち下がりエッジで、それぞれ前記第2の保持信号伝達制御回路から出力される信号を保持する複数の第6の保持回路と、
    前記複数の倍周期遅延クロックに基づいて、前記第5の保持回路から出力される保持信号、または前記第6の保持回路から出力される保持信号の一方を選択する複数の保持信号セレクタ回路と、
    前記複数のセレクタ回路から出力される複数の信号を1つの信号に集約する選択信号セレクタ回路と、
    を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
  10. 請求項9の半導体記憶装置であって、
    第1の入力信号取り込みタイミング判定回路が、第1の保持回路に保持された複数の保持信号のうち、互いに最も近い遅延時間の倍周期遅延クロックで保持された保持信号どうしを比較して、第1のタイミング判定信号を生成し、
    第2の入力信号取り込みタイミング判定回路が、第2の保持回路に保持された複数の保持信号のうち、互いに最も近い遅延時間の倍周期遅延クロックで保持された保持信号どうしを比較して、第2のタイミング判定信号を生成するとともに、
    前記複数の第1の保持信号伝達制御回路のうち、最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックで第1の保持回路に保持され、さらに前記第3の保持回路に保持された保持信号の伝達を制御する第1の保持信号伝達制御回路は、前記第1の論理判定信号に基づいて制御される一方、他の第1の保持信号伝達制御回路は、前記第1のタイミング判定信号に基づいて制御され、
    前記複数の第2の保持信号伝達制御回路のうち、最も遅延時間が短い倍周期遅延クロックで第2の保持回路に保持され、さらに前記第4の保持回路に保持された保持信号の伝達を制御する第2の保持信号伝達制御回路は、前記第2の論理判定信号に基づいて制御される一方、他の第2の保持信号伝達制御回路は、前記第2のタイミング判定信号に基づいて制御されることを特徴とする半導体記憶装置。
  11. 請求項1、請求項5、および請求項7のうち何れか1項の半導体記憶装置であって、さらに、
    前記入力信号取り込みタイミング判定回路から出力される判定信号に基づいて、入力信号とクロックの位相差を検知する位相差検知回路と、
    検知された位相差に基づいて、出力データ信号の出力タイミングを調整する出力信号タイミング調整回路と、
    を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
  12. 請求項9の半導体記憶装置であって、さらに、
    倍周期遅延クロックに基づいて、
    第1の入力信号取り込みタイミング判定回路から出力される第1のタイミング判定信号と、第1の論理判定信号と、または
    第2の入力信号取り込みタイミング判定回路から出力される第2のタイミング判定信号と、第2の論理判定信号との一方を選択する判定信号セレクタ回路と、
    前記判定信号セレクタ回路から出力される信号に基づいて、入力信号とクロックの位相差を検知する位相差検知回路と、
    検知された位相差に基づいて、出力データ信号の出力タイミングを調整する出力信号タイミング調整回路と、
    を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
  13. 請求項11、および請求項12のうち何れか1項の半導体記憶装置と、
    前記半導体記憶装置と共通のクロックに応じて動作し、前記半導体記憶装置に対して記憶データを入出力する情報処理装置と、
    を備えたことを特徴とするメモリシステム。
  14. クロックに同期した入力信号に基づいてデータを記憶する半導体記憶装置であって、
    入力信号を取り込んで保持する保持部と、
    入力信号の遷移タイミングを検出する検出部と、
    上記検出部の検出結果に応じて、後に入力される入力信号を上記保持部が取り込む取り込みタイミングを、セットアップ時間が所定の範囲内のマージンで確保されるように制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
  15. 請求項14の半導体記憶装置であって、
    それぞれ異なるタイミングで入力信号を取り込む複数の上記保持部を備え、
    検出部は、何れかの保持部の保持信号が、先立つ最も近いタイミングで入力信号を保持する他の保持部の保持信号と異なる保持部を検出するように構成されていることを特徴とする半導体記憶装置。
  16. 請求項14の半導体記憶装置であって、
    それぞれ異なるタイミングで入力信号を取り込む複数の上記保持部を備え、
    制御部は、検出部の検出結果に応じて、上記複数の保持部のうちの何れか1つに保持された保持信号を選択するように構成されていることを特徴とする半導体記憶装置。
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