JP2011040041A - 書き込みレベリング動作を行うためのメモリ装置の制御方法、メモリ装置の書き込みレベリング方法、及び書き込みレベリング動作を行うメモリコントローラ、メモリ装置、並びにメモリシステム - Google Patents

書き込みレベリング動作を行うためのメモリ装置の制御方法、メモリ装置の書き込みレベリング方法、及び書き込みレベリング動作を行うメモリコントローラ、メモリ装置、並びにメモリシステム Download PDF

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Abstract

【課題】書き込みレベリング動作を行うためのメモリ装置の制御方法、メモリ装置の書き込みレベリング方法、及び書き込みレベリング動作を行うメモリコントローラ、メモリ装置、並びにメモリシステムを提供する。
【解決手段】本発明のメモリ装置の制御方法は、メモリ装置に伝送するクロック信号を生成する段階と、メモリ装置に伝送するデータストローブ信号を生成する段階と、書き込みレベリング動作時に、メモリ装置に伝送されるコマンド信号及び書き込みレベリング制御信号を生成する段階と、書き込みレベリング動作時に、書き込みレベリング制御信号に応答してメモリ装置から受信したコマンド信号とデータストローブ信号との位相差を検知する段階と、検知された位相差によってメモリ装置のノーマルモードでの書き込み動作時に、クロック信号に対するデータストローブ信号の発生タイミングを調節する段階と、を有する。
【選択図】図21

Description

本発明は、メモリ装置に関し、より詳細には、書き込みレベリング動作を行うためのメモリ装置の制御方法、メモリ装置の書き込みレベリング方法、及び書き込みレベリング動作を行うメモリコントローラ、メモリ装置、並びにメモリシステムに関する。
高集積化された電子装置の重要性に伴って、高速かつ低消費電力な高集積度の半導体メモリ装置に対する要求が強まっている。そのために、大きさを減少し、垂直/水平に配列されたトランジスタセルを有する多層装置(multiple−layered device)が開発された。
半導体装置が更に小型化されるにつれて信号を交換するタイミングが何よりも重要となっていた。特に、メモリシステムにおいて、コマンド/アドレス信号、クロック信号、及びデータストローブ信号のタイミングの整列は、クロック信号の周波数の増加と共に必ず処理しなければならなかった。例えば、メモリコントローラとメモリ装置を有するメモリモジュールのメモリシステムにおいて、メモリモジュールのメモリ装置のそれぞれに対する信号ラインの長さが互いに異なるので、メモリモジュールの他のメモリ装置に伝送される信号のタイミングは変化する。
特に、最近のメモリシステムでは、メモリ装置にデータを書き込みする書き込み動作を行う間に、クロック信号とデータストローブ信号とが適切なタイミングウィンドウ中にメモリモジュールの各メモリ装置に到逹することを保障するために書き込みレベリング動作が行われる。書き込みレベリング動作を行うため、各メモリ装置はクロック信号とデータストローブ信号が伝達される経路を複製する複製経路(replica path)回路を備える。そして、受信したクロック信号と受信したデータストローブ信号との間の位相差を検知し、これをメモリコントローラに伝送する。メモリモジュールのメモリ装置のうちの1つに対する書き込み動作時に、メモリコントローラはデータストローブ信号を遅延してデータストローブ信号とクロック信号がメモリ装置に同時に到達されるようにする。
動作周波数が高くなるにつれて、複製経路を利用して実行する書き込みレベリング動作は、厳しいタイミング制限中に信号タイミングを調節することが困難であった。また、複製経路は高集積装置であるメモリ装置の回路領域を占めていた。また、複製経路はシステム電源を消耗する可能性がある。
更に、最近のシステムでは、書き込みレベリングに利用される位相比較は、メモリコントローラから提供され、それぞれのバッファリングされたバッファド(buffered)クロック信号とメモリコントローラから受信したデータストローブ信号をバッファリングしたバッファドデータストローブ信号との間に形成される。また、クロック信号は所定のデューティーサイクルを有し、周期的かつ持続的にトグリングされる。よって、校正マージンがライジングエッジ又はフォーリングエッジにおいてクロック信号とデータストローブ信号とを整列するために与えられる各方向に対して半周期(もし、クロック信号のデューティー比が50%であれば、0.5tCK)しかならないので、データストローブ信号をトグリングするクロック信号に整列することは困難であった。
また、インターフェース及び複製経路回路などの内部回路によって誘発されたスキュー(skew)の大きさは固定値を有する。同様に、動作周波数が高くなるにつれてクロックサイクルは更に減少する。これは従来の書き込みレベリング動作を実行する場合に制限を更に誘発させる。
大韓民国特許出願公開第2005−0101858号明細書 大韓民国特許出願公開第2008−0022487号明細書
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、書き込みレベリング動作時に校正マージンを増加させ、メモリ装置のレイアウト面積を減少させる書き込みレベリング動作のためのメモリ装置の制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記メモリ装置の書き込みレベリング方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、上記書き込みレベリング動作を行うメモリコントローラを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、上記書き込みレベリング動作を行うメモリ装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、上記書き込みレベリング動作を行うメモリシステムを提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明のメモリ装置の制御方法は、メモリ装置に伝送するクロック信号を生成する段階と、前記メモリ装置に伝送するデータストローブ信号を生成する段階と、書き込みレベリング動作時に、前記メモリ装置に伝送するコマンド信号及び書き込みレベリング制御信号を生成する段階と、前記書き込みレベリング動作時に、前記書き込みレベリング制御信号に応答して前記メモリ装置から受信した前記コマンド信号と前記データストローブ信号との位相差を検知する段階と、前記検知された位相差によって、前記メモリ装置のノーマルモードでの書き込み動作時に、前記クロック信号に対する前記データストローブ信号の発生タイミングを調節する段階と、を有することを特徴とする。
本発明のメモリ装置の制御方法の前記コマンド信号は、書き込みコマンド信号を含むか、又はパルス信号であることを特徴とする。
本発明のメモリ装置の制御方法の前記書き込みレベリング動作は、パワーアップ動作時又はディップパワーダウンモード動作終了時に開始するか、周期的に開始するか、又は動作温度の変化、前記位相差の変化又はメモリ装置のデータピンのインピーダンスの変化中の少なくとも1つを検知して開始することを特徴とする。
本発明のメモリ装置の制御方法は、前記書き込みレベリング動作時に、前記検知された位相差に応答して発生したタイミング情報を保存する段階を更に有し、前記ノーマルモードでの書き込み動作時に、前記クロック信号に対する前記データストローブ信号の発生タイミングを、前記タイミング情報を利用して調節することを特徴とする。
上記他の目的を達成するためになされた本発明のメモリ装置の書き込みレベリング方法は、メモリコントローラから外部クロック信号を受信し、該外部クロック信号に応答して内部クロック信号を生成する段階と、前記メモリコントローラから外部コマンド信号を受信し、該外部コマンド信号に応答し、前記内部クロック信号に同期して内部コマンド信号を生成する段階と、前記メモリコントローラから外部データストローブ信号を受信し、該外部データストローブ信号に応答して内部データストローブ信号を生成する段階と、前記内部コマンド信号と前記内部データストローブ信号との位相差を検出する段階と、書き込みレベリング動作時に、前記位相差を表示する検知情報を発生する段階と、を有することを特徴とする。
本発明のメモリ装置の書き込みレベリング方法の前記外部コマンド信号は、書き込みコマンド信号を含むか、又はパルス信号であることを特徴とする。
本発明のメモリ装置の書き込みレベリング方法は、前記検知情報を前記メモリコントローラに伝送する段階を更に有することを特徴とする。
本発明のメモリ装置の書き込みレベリング方法は、ノーマルモード動作時に、内部書き込みコマンド信号及びデータバスを介して前記メモリ装置に入力される外部データ信号を入力するために用いられる前記内部データストローブ信号を発生し、前記ノーマルモード動作時に発生する前記内部書き込みコマンド信号及び前記内部データストローブ信号は、前記書き込みレベリング動作時に、前記内部コマンド信号及び前記内部データストローブ信号を発生する経路と同一経路を介して発生する段階を更に有することを特徴とする。
上記更に他の目的を達成するためになされた本発明のメモリコントローラは、メモリ装置に伝送する周期的なクロック信号を発生するクロック発生部と、前記メモリ装置に伝送するデータストローブ信号を発生するデータストローブ発生部と、前記メモリ装置に伝送するコマンドを発生し、書き込みレベリング動作時に、前記メモリ装置に伝送するコマンド信号及び書き込みレベリング制御信号を発生する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明のメモリコントローラの前記コマンド信号は、書き込みコマンド信号を含むか、又はパルス信号であることを特徴とする。
本発明のメモリコントローラは、前記書き込みレベリング動作時に、前記検知情報に応答して発生したタイミング情報を保存し、ノーマルモードでの書き込み動作時に、前記クロック信号に対する前記データストローブ信号の発生タイミングを、前記タイミング情報を利用して調節することを特徴とする。
上記更に他の目的を達成するためになされた本発明のメモリ装置は、メモリコントローラから外部クロック信号を受信して内部クロック信号を発生するクロックバッファと、前記メモリコントローラから外部コマンド信号を受信し、該外部コマンド信号に応答して前記内部クロック信号に同期する内部コマンド信号を発生するコマンドデコーダと、前記メモリコントローラから外部データストローブ信号を受信して内部データストローブ信号を発生するデータストローブバッファと、書き込みレベリング動作時に、前記内部コマンド信号と前記内部データストローブ信号との位相差を検出して前記位相差を示す検知情報を発生する位相検出部と、を備えることを特徴とする。
本発明のメモリ装置の前記外部コマンド信号は、書き込みコマンド信号を含むか、又はパルス信号であることを特徴とする。
本発明のメモリ装置は、ノーマルモード動作時に、前記内部コマンド信号及びデータバスを介して前記メモリ装置に入力される外部データ信号を入力するために用いられる前記内部データストローブ信号を発生し、前記ノーマルモード動作時に発生する前記内部コマンド信号及び前記内部データストローブ信号は、前記書き込みレベリング動作時に、前記内部コマンド信号及び前記内部データストローブ信号を発生する経路と同一経路を介して発生することを特徴とする。
上記更に他の目的を達成するためになされた本発明のメモリシステムは、クロック信号、コマンド及びアドレス信号を発生するメモリコントローラと、複数個のメモリ装置を有し、前記クロック信号、前記コマンド及びアドレス信号を受信し、前記コマンド及びアドレス信号に応答して前記複数個のメモリ装置のうちの少なくとも1つにデータを保存し、前記複数個のメモリ装置のうちの少なくとも1つからデータを検索するメモリモジュールと、を備え、書き込みレベリング動作時に、前記メモリコントローラは、書き込みレベリング動作を行うためのコマンド信号、書き込みレベリング制御信号、及びデータストローブ信号を前記複数個のメモリ装置のうちの少なくとも1つに出力し、前記少なくとも1つのメモリ装置は、前記コマンド信号及び前記クロック信号に応答してノーマルモードでの動作時と同一経路を介して内部コマンド信号を発生し、前記データストローブ信号に応答して前記ノーマルモードでの動作時と同一経路を介して内部データストローブ信号を発生し、前記内部コマンド信号と前記内部データストローブ信号との位相差を示す検知情報を前記メモリコントローラに出力することを特徴とする。
本発明のメモリシステムの前記コマンド信号は、書き込みコマンド信号を含むことを特徴とする。
本発明の書き込みレベリング動作を行うためのメモリ装置の制御方法、メモリ装置の書き込みレベリング方法、及び書き込みレベリング動作を行うメモリコントローラ、メモリ装置、並びにメモリシステムによれば、メモリ装置の面積を減少することができ、更に正確に書き込みレベリング動作を行うことができ、また書き込みレベリング動作時のマージンも増加することができる。また、不要な電力消費を防止することができる。
本発明のメモリシステムの一実施形態を示す構成図である。 図1に示すメモリシステムのパワーアップ動作の一実施例を説明する動作タイミング図である。 本発明のメモリ装置及びメモリシステムの書き込みレベリング動作の概念図である。 本発明のメモリ装置及びメモリシステムの書き込みレベリング動作の概念図である。 本発明のメモリ装置及びメモリシステムの概念図である。 本発明のメモリシステムの一実施形態による構成を示し、アンバッファドメモリモジュールを備えた場合の構成図である。 本発明のメモリシステムのメモリコントローラの一実施形態による構成図である。 図7に示すメモリコントローラの制御ロジック部の一実施形態による構成図である。 制御ロジック部の制御ロジックの第1実施例による構成図である。 制御ロジック部の制御ロジックの第2実施例による構成図である。 図7に示すメモリコントローラのデータストローブ発生部の一実施形態による構成図である。 本発明のメモリシステムのメモリコントローラの他の実施形態による構成図である。 本発明のメモリ装置の一実施形態による構成図である。 図13に示すメモリ装置の書き込みレベリング信号発生部の第1実施例による構成図である。 図13に示すメモリ装置の書き込みレベリング信号発生部の第2実施例による構成図である。 図13に示すメモリ装置の書き込みレベリング信号発生部の第3実施例による構成図である。 図13に示すメモリ装置の書き込みレベリング信号発生部の第4実施例による構成図である。 図13に示すメモリ装置のマッチ及び位相検出部の一実施形態による構成図である。 図13に示すメモリ装置の動作を説明する動作タイミング図である。 図13に示すメモリ装置の動作を説明する動作タイミング図である。 本発明による書き込みレベリング実行方法の一実施例を説明する動作フローチャートである。 本発明のメモリ装置の一実施形態による構成図である。 図22に示すメモリ装置のメモリセルアレイの一実施形態による構成図である。 本発明の一実施形態によるメモリ装置を備えるメモリカードの一実施例による構成図である。 本発明のメモリカードを備えるメモリシステムの一実施形態による構成図である。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明するが、本発明は、ここで説明する実施形態に限定されるわけではなく、他の形態で具体化することができる。従って、ここに開示する実施形態は発明の開示を完全なものとすると共に、当業者に本発明の思想を十分に伝えるために提供するものである。
なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。また、ある層が、他の層又は基板(substrate)の「上」にあると記載した場合、これは他の層又は基板の「直上に」直接形成される場合に限らず、それらの間に第3の層が介在する場合も含む。明細書の全体において同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
以下、本発明の書き込みレベリング動作を行うためのメモリ装置の制御方法、メモリ装置の書き込みレベリング方法、及び書き込みレベリング動作を行うメモリコントローラ、メモリ装置、並びにメモリシステムを実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明のメモリシステムの一実施形態を示す構成図であって、メモリシステム100はメモリコントローラ102及びメモリモジュール106を備え、メモリモジュール106は複数個のメモリ装置104を備える。また、メモリコントローラ102とメモリモジュール106との間の入出力インターフェース103を構成する信号は、コマンド/アドレス信号C/A、クロック信号CLK、データバス信号DQ、及びデータストローブ信号DQSなどを備える。コマンド/アドレス信号C/Aは、書き込み/読み出し動作時にメモリコントローラ102から発生してメモリモジュール106の各メモリ装置104に出力され、メモリ装置104が、メモリの特定位置又は特定アドレスにデータを書き込み、メモリの特定位置又は特定アドレスから読み出しするように指示する。メモリコントローラ102から出力される信号はクロック信号CLKによって同期される。メモリ装置104に書き込みされるデータ、及びメモリ装置104から読み出しされるデータは、データバスDQを介して伝送され、データストローブ信号DQSによってタイミングが調節される。
メモリコントローラ102によりメモリ装置104が書き込みレベリング動作を行う間に、各メモリ装置104に対するデータストローブ信号DQSのタイミングが決定される。このとき、データストローブ信号DQSのタイミングに関する情報をメモリコントルロロ102に提供するために検知情報Det_infがメモリ装置104から発生する。検知情報Det_infはデータラインDQを介して伝送される。メモリコントローラ102は検知情報Det_infを入力し、検知情報Det_infによりデータストローブ信号DQSのタイミングを調節する。
一実施形態において、検知情報Det_infは、メモリモジュール106のメモリ装置104とメモリコントローラ102との間の専用ラインに伝送される1ビットの信号とすることができ、メモリ装置104とメモリコントローラ102との間のデータラインDQを介して伝送される1ビット又は複数個のビットの信号とすることができる。
図2は、図1に示すメモリシステムのパワーアップ動作の一実施例を説明する動作タイミング図を示し、図2におけるCLKはクロック信号を、/RESETはパワーアップリセット信号を、CMDはコマンド/アドレス信号C/A中のコマンド信号を、BAはコマンド/アドレス信号C/A中のバンクアドレス信号をそれぞれ示す。
パワーアップ動作時に、パワーアップリセット信号/RESETは、所定時間の間にローレベルを維持してメモリ装置104をリセットさせ、所定時間が経過したらハイレベルに不活性化される。パワーアップリセット信号/RESETがハイレベルに不活性化されて所定時間が経過するとクロック信号CLKが出力される。図示してないが、メモリコントローラ102は、パワーアップリセット信号/RESETがハイレベルに不活性化されて所定時間経過後にクロックイネーブル信号(図示せず)をハイレベルに活性化させ、クロック信号CLKをクロックイネーブル信号がハイレベルに活性化される所定時間前にトグリングさせることができる。
また、パワーアップ動作時に、メモリコントローラ102は、メモリ装置104のモード設定レジスタを設定する。例えば、メモリコントローラ102は、コマンド/アドレス信号C/Aバスを介してモードレジスタ設定MRSをメモリ装置に伝送し、アドレス信号ラインを介して所定信号を印加してメモリ装置104のモード設定レジスタを設定する。このとき、アドレス信号中のバンクアドレス信号を介して設定するモード設定レジスタを選択し、アドレス信号ラインを介して所定信号を印加してモード設定レジスタを設定することができる。また、モード設定レジスタの特定ビットを設定することによって書き込みレベリング動作を行うことができる。
一般のメモリシステムにおいて、メモリコントローラ102は多様な形態又は多様な個数のメモリ装置104と互換性を有する。よって、パワーアップ動作時にメモリコントローラ102は、コマンド/アドレスバスC/Aを介してモードレジスタ設定MRSを伝送することで、メモリ装置104と通信する。このとき、メモリ装置104は、メモリ装置の形態、大きさ及び速度などに関する情報をメモリコントローラ102に伝送する。また、メモリコントローラ102は、メモリ装置104を識別し、メモリ装置104に伝送される信号のタイミングを調節するための書き込みレベリング動作を開始することができる。書き込みレベリング動作については後述する。
図3及び図4は、本発明のメモリ装置及びメモリシステムの書き込みレベリング動作の概念図である。図3及び図4において、CLKはクロック信号を、PWYは内部書き込みコマンド信号を、PDSDはバッファド(Buffered)データストローブ信号をそれぞれ示し、tDQSS_minはクロック信号の位相よりもデータストローブ信号の位相が如何に早くても書き込みレベリング動作を実行してタイミングを調節することができるか否かを示す第1マージンを、tDQSS_maxはクロック信号の位相よりもデータストローブ信号の位相が如何に遅くても書き込みレベリング動作を実行してタイミングを調節することができるか否かを示す第2マージンをそれぞれ示す。
本発明によるメモリ装置及びメモリシステムでは、クロック信号CLKでなく、内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)を用いて書き込みレベリング動作を行う。即ち、内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)及びバッファドデータストローブ信号PDSD(又は内部データストローブ信号PDSD_p)の位相を比較することで、書き込みレベリング動作を行う。よって、第1マージンtDQSS_minは制限なく増加し、第2マージンtDQSS_maxはクロック信号の周期程に保障される。
図3及び図4では、内部コマンド信号として内部書き込みコマンド信号PWYを例示したが、他の内部コマンド信号を用いて書き込みレベリング動作を行うこともできる。また、図3及び図4では、内部書き込みコマンド信号PWYがクロック信号CLKの一周期に相当するパルス幅を有することとして示したが、書き込みレベリング動作を行うための内部コマンド信号はクロック信号CLKの周期のn倍(nは1以上の整数)に相当するパルス幅を有することができる。
また、図4に示すように、書き込みレベリング動作時に発生するバッファドデータストローブ信号PDSD又は内部データストローブ信号PDSD_pはシンボル間の干渉(ISI:inter symbol interference)による歪みを防止するためにダミー(dummy)パルス又はプリアンブル(preamble)パルスが追加される。図4では、1つのダミーパルス又はプリアンブルパルスが追加された場合を例示したが、場合によって2つ以上のダミーパルス又はプリアンブルパルスが追加されることもある。
図5は、本発明のメモリ装置及びメモリシステムの概念図である。
本発明のメモリシステムによれば、メモリ装置104は書き込みレベリングのための別途の複製経路を備えない。その代わりに、ノーマル動作時に用いられる経路を利用して書き込みレベリング動作を行う。即ち、本発明のメモリ装置104の書き込み及び書き込みレベリング部105は、書き込みレベリング動作時にコマンド信号CMDに応答して内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)及びバッファドデータストローブ信号PDSDの位相差を検出して検知情報Det_infをメモリコントローラ102に出力し、ノーマルモードでの動作時にメモリコントローラ102から入力されるデータストローブ信号DQSを受信してクロックデータストローブ信号PDSDBを出力する。よって、レイアウト面積を減少することができ、また複製経路と実際動作時に利用される回路との差によって書き込みレベリングマージンが減少することを防止することができる。また、更に正確に書き込みレベリング動作を行うことができる。
即ち、本発明による書き込みレベリング動作は、メモリコントローラ102から入力されるコマンド信号(例えば、書き込みコマンド信号)に応答して発生した内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号)とノーマル動作時にメモリコントローラ102から入力されるデータストローブ信号DQSに応答してクロックデータストローブ信号PDSDBを出力する回路から出力される信号(例えば、バッファドデータストローブ信号PDSD又は内部データストローブ信号PDSD_p)の位相差を検出してデータストローブ信号DQSのタイミングを調節する方式として実行される。
図6は、本発明のメモリシステム100の一実施形態による構成図であって、アンバッファド(unbuffered)メモリモジュール106(例えば、アンバッファドデュアルインラインメモリモジュール(UDIMM:Un−buffered Dual In−Line Memory Module))を備えた場合を示す。
図6に示すように、データ信号DQ及びデータストローブ信号DQSは、メモリモジュール106のメモリ装置104−1〜104−8のそれぞれに個別的に印加される。一方、コマンド/アドレス信号C/A及びクロック信号CLKは、先にメモリモジュール106の最左側メモリ装置104−1に印加され、その後に順次に最右側メモリ装置104−8まで印加される。これを「fly−by」方式という。
即ち、アンバッファドメモリモジュール106の場合、コマンド/アドレス信号C/A及びクロック信号CLKがメモリモジュール106の最左側メモリ装置104−1から最右側メモリ装置104−8に順次に印加されるので、各メモリ装置から受信されるクロック信号CLKとデータストローブ信号DQSとの位相差が互いに異なる。よって、これを調整するための書き込みレベリング動作が必要である。
書き込みレベリング動作はメモリコントローラ102により実行され、書き込みレベリング動作によりメモリモジュール106の各メモリ装置104−1〜104−8に対してクロック信号CLKに対するデータストローブ信号DQSのタイミングが調節される。その後、メモリ装置のノーマルモードでの動作時に、メモリコントローラ102から書き込みコマンドが印加されると、メモリ装置に応じてデータストローブ信号DQSのタイミングが遅延されるか、又は早められる方式で適切に調節される。このような方式により、fly−by方式のメモリモジュールを含む多様な形態のメモリモジュールに対して動作タイミング条件が保証される。
図7は、本発明のメモリシステム100のメモリコントローラ102の一実施形態による構成図であって、メモリコントローラ102は、クロック発生部122、制御ロジック部124、及びデータストローブ発生部126を備える。
クロック発生部122は、書き込みレベリング動作及びノーマルモードでの動作時にクロック信号CLKを発生し、少なくとも1つのメモリ装置104に伝送される。クロック信号CLKはコマンド/アドレス信号バスを介してメモリ装置104に伝送される。また、クロック信号CLKはメモリコントローラ102の制御ロジック部124及びデータストローブ発生部126にも印加される。
制御ロジック部124はクロック信号発生部122から出力されたクロック信号CLKを入力する。書き込みレベリング動作時に、制御ロジック部124はクロック信号CLKに同期した書き込みレベリングイネーブル信号(write leveling enable)などを含む書き込みレベリング制御信号をコマンド/アドレス信号ラインC/Aを介して出力する。また、書き込みレベリング動作時に、制御ロジック部124はクロック信号CLKに同期したコマンド信号(例えば、書き込みコマンド(write command))を発生させてコマンド/アドレス信号ラインC/Aを介して出力する。例えば、制御ロジック部124は、書き込みレベリング動作時にメモリ装置104のモード設定レジスタを設定するためのモードレジスタ設定MRSと共に、モード設定レジスタの特定ビット値を所定値に設定するためにアドレス信号ラインを介して所定の信号を出力することができる。
制御ロジック部124は、パワーアップ動作時に、又はディップパワーダウンモード動作の終了時に書き込みレベリング動作を行うために、書き込みレベリングイネーブル信号を含む書き込みレベリング制御信号を出力することができる。更に、制御ロジック部124は周期的に書き込みレベリングイネーブル信号を含む書き込みレベリング制御信号を出力することができ、メモリ装置104の温度が所定温度以上になったりデータピンのインピーダンス情報ZQが変化したりすると、書き込みレベリングイネーブル信号を含む書き込みレベリング制御信号を出力することができ、メモリ装置104から書き込みレベリング要求信号が入力されると書き込みレベリングイネーブル信号を含む書き込みレベリング制御信号を出力することができる。また、制御ロジック部124は、書き込みレベリングイネーブル信号を出力し、アドレス信号ラインを介して所定信号を出力してメモリ装置104のモード設定レジスタを設定することができる。即ち、制御ロジック部124から出力される書き込みレベリングイネーブル信号はパワーアップ動作時に出力されるモードレジスタ設定MRSと等しいコマンド信号とすることができ、制御ロジック部124は、周期的に、又はメモリ装置104が所定温度以上である時、又はメモリ装置104から書き込みレベリング要求信号が入力された時に、モードレジスタ設定MRS及び特定のアドレス信号ラインに所定の信号を出力してメモリ装置104のモード設定レジスタを設定することによって書き込みレベリング動作を行うことができる。
また、制御ロジック部124は、書き込みレベリング動作時に書き込みレベリング動作のための制御信号conをデータストローブ発生部126に出力し、データストローブ発生部126から出力される第1遅延信号delay1を入力して各メモリ装置104に対するデータストローブ信号DQSの遅延値に保存される。制御ロジック部124はノーマルモードでの動作時に所定の動作(例えば、書き込み動作)を行うための制御信号conを出力して保存されている各メモリ装置104に対するデータストローブ信号遅延値を第2遅延信号delay2に出力する。
データストローブ発生部126は、制御ロジック部124から出力される制御信号conに応答してデータストローブ信号DQSを出力する。即ち、データストローブ発生部126は書き込みレベリング動作時に、制御ロジック部124から出力される書き込みレベリング動作を制御信号conに応答してデータストローブ信号DQSを出力し、検知情報Det_infに応じてデータストローブ信号DQSのタイミングを調節し、調節されたデータストローブ信号DQSのタイミングにより第1遅延信号delay1を出力することができる。例えば、検知情報Det_infはメモリ装置104から受信したデータストローブ信号DQSの位相が内部コマンド信号の位相(即ち、メモリ装置から受信されたクロック信号の位相)より早いか遅いかを表す信号とすることができ、データストローブ信号DQSの位相が早ければデータストローブ信号DQSの出力タイミングを遅延し、データストローブ信号の位相が遅ければデータストローブ信号DQSの出力タイミングを早めて出力することができ、所定時間の経過後、又は検知情報Det_infを利用してメモリ装置104から受信したデータストローブ信号DQSの位相と内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)との位相が等しくなった時のデータストローブ信号DQSの遅延時間を第1遅延信号delay1に出力することができる。
また、データストローブ発生部126は、ノーマル動作時に、制御ロジック部124から出力されるノーマル動作のための制御信号conに応答して制御ロジック部124から出力される第2遅延信号delay2によってデータストローブ信号DQSのタイミングを調節して出力することができる。
一実施形態において、検知情報Det_infは書き込みレベリングイネーブル信号に応答して少なくとも1つ以上のデータバスラインDQを介してメモリ装置104からメモリコントローラ102に伝送されるアップ/ダウン信号で構成される。アップ/ダウン信号はデータストローブ発生部126に入力され、第1遅延信号delay1がデータストローブ発生部126により生成される。第1遅延信号delay1は制御ロジック部124に保存され、その後にメモリシステムのノーマル動作時の書き込み動作時に利用される。メモリ装置から受信した検知情報Det_infの処理のための他の構成も可能であり、これに同様に適用されることができる。
ノーマルモードでの動作中に、制御ロジック部124はクロック信号CLKに同期したコマンドをコマンド/アドレス信号バスを介して出力する。出力されたコマンドがデータバスDQを介するメモリコントローラからの信号伝送を含む場合、制御ロジック部124は信号が伝送されるメモリ装置104によるデータストローブ信号DQSに対する適切な遅延程度を決定し、データストローブ発生部126に第2遅延信号delay2を提供する。このような方法でメモリモジュール106のメモリ装置104に書き込みするたびに適切な動作のためにデータストローブ信号DQSの適切な遅延程度が決定される。
データストローブ発生部126は、クロック発生部122からクロック信号CLKも印加される。書き込みレベリング動作時に、データストローブ発生部126はデータストローブ信号(例えば、位相比較のために1つのパルスを有するデータストローブ信号DQS)又はシンボル間の干渉(ISI)による信号歪みを防止するためのプリアンブルパルスを含む2つ以上のパルスを有するデータストローブ信号DQSを出力する。データストローブ発生部126は検知情報Det_infも入力する。この場合、検知情報Det_infは上述のようにアップダウン信号とすることができる。ノーマル動作時に、データストローブ発生部126は互いに異なるスキュー(skew)を有するメモリ装置に応じてクロック信号CLKに対する互いに異なる遅延時間を有するデータストローブ信号DQSを出力する。データストローブ信号DQSの遅延程度は書き込みされるメモリ装置104による第2遅延信号delay2によって決定される。
図8は、図7に示すメモリコントローラ102の制御ロジック部104の一実施形態による構成図であって、制御ロジック部124は保存部130及び制御ロジック132を備える。
書き込みレベリング動作時に制御ロジック132は、クロック信号CLKに同期した書き込みレベリングイネーブル信号及びコマンド信号(例えば、書き込みコマンド信号)をコマンド/アドレスバスC/Aを介して出力する。制御ロジック132は、データストローブ発生部126を制御するための制御信号con及び保存部130を制御するための保存部制御信号con_rを出力する。書き込みレベリング動作時に保存部130は、保存部制御信号con_rに応答してメモリ装置104に対するデータストローブ信号DQSの遅延程度を保存する。遅延程度は第1遅延信号delay1により指示される。
即ち、書き込みレベリング動作時にデータストローブ発生部126は、メモリ装置104から出力される検知情報Det_infに応じて遅延時間を可変させたデータストローブ信号DQSを出力する。また、データストローブ発生部126は、所定時間が経過した後、又は検知情報Det_infによってデータストローブ信号DQSと内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)との位相差がないか、又は所定範囲以内となるデータストローブ信号DQSの遅延時間を第1遅延信号delay1に出力し、制御ロジック部124の保存部130は各メモリ装置104に対する第1遅延信号delay1を保存する。
ノーマル動作時に制御ロジック部124の制御ロジック132は、クロック信号CLKに同期したコマンド信号をコマンド/アドレスバスC/Aを介して出力する。メモリシステムのメモリ装置に書き込み動作を行う場合、制御ロジック132は保存部130に保存された情報を利用して各メモリ装置104に対するデータストローブ信号DQSの遅延程度を示す第2遅延信号delay2をデータストローブ発生部126に出力する。データストローブ発生部126は、第2遅延信号delay2に応答してデータストローブ信号DQSの遅延時間を決定して出力する。即ち、書き込み動作を行う場合、制御ロジック132は書き込み動作を行うための制御信号con及び保存部制御信号con_rを出力し、保存部130は書き込み動作を行うための保存部制御信号con_rに応答して書き込みするメモリ装置104に対するデータストローブ信号DQSの遅延程度を示す第2遅延信号delay2を出力することができ、データストローブ発生部126は書き込み動作を行うための制御信号conに応答して第2遅延信号delay2によりデータストローブ信号DQSの遅延時間を決定して出力することができる。
図9及び図10は、制御ロジック部124の制御ロジック132の第1実施例及び第2実施例による構成図である。この実施形態は所定の時点(例えば、パワーアップ動作時、又はディップパワーダウンモード動作の終了時)を除いた他の時点での書き込みレベリング動作を行う場合の構成図である。
図9に示す制御ロジック132の第1実施例はカウンタ140及び信号発生部142を備える。カウンタ140はクロック信号CLKを入力して周期的に活性化されるレベリング要求信号leveling_reqを出力する。信号発生部142はレベリング要求信号leveling_reqに応答して書き込みレベリングイネーブル信号(即ち、メモリシステムのメモリ装置が書き込みレベリング動作を開始するようにする信号)を出力する。また、信号発生部142はクロック信号に同期して書き込みコマンド(write command)を出力して書き込みレベリング動作を行う。
図10に示す制御ロジック132の第2実施例は判断部144及び信号発生部146を備える。判断部144はメモリシステムのメモリ装置104又はその他に関連する他の装置の動作温度を示す温度信号tmpを入力し、温度信号tmpに応答してレベリング要求信号leveling_reqを出力する。温度信号tmpは動作温度が所定温度に到達すると活性化する信号とすることができ、温度センサなどにより供給されるか、又は温度によって可変される信号とすることができる。
信号発生部146は、図9のように作動することができる。
判断部144に入力される信号は、温度信号でない書き込みレベリング動作が必要か否かを判断することができる他の信号とすることができる。例えば、判断部144は、各データピンのインピーダンスZQ情報を介してレベリング要求信号leveling_reqの活性化の可否を判断することができる。即ち、判断部144はデータストローブ信号との間のスキューに影響を与えることができる因子中の1つであるインピーダンスを検知し、これを介して書き込みレベリングを行うことができる。よって、温度とインピーダンス以外の上述のスキューに影響を与えることができるすべての因子を検知し、これを介して判断部144から書き込みレベリングを要求することができる。
図9及び図10では、信号発生部142、146がメモリコントローラ102に配置されたカウンタ140又は判断部144から出力されるレベリング要求信号leveling_reqに応答して作動する場合を例示したが、信号発生部142、146はメモリ装置104から出力されるレベリング要求信号に応答して作動することができる。即ち、カウンタ140及び/又は判断部144はメモリコントローラ102に配置することができ、メモリ装置104に配置することもできる。また、信号発生部142、146は上述のようにパワーアップ動作時に、又はディップパワーダウンモードの終了時にメモリ装置104及びメモリコントローラ102が書き込みレベリング動作を行うように作動することができる。
図11は、図7に示すメモリコントローラ102のデータストローブ発生部126の一実施形態による構成図であって、データストローブ発生部126は、カウンタ150、スイッチング部152、信号発生部154、及び可変遅延部156を備える。
信号発生部154は、制御ロジック部124から出力された制御信号con及びクロック発生部122から出力されたクロック信号CLKを入力し、書き込みレベリング動作時、又はノーマル動作中の書き込み動作時のように、制御信号conがデータストローブ信号の発生を要請する際に第1データストローブ信号DQS_pを発生する。
書き込みレベリング動作時にカウンタ150は、制御信号con及び検知情報Det_infに応答して遅延カウンティング信号delay_cを出力する。即ち、カウンタ150から出力される遅延カウンティング信号delay_cは、メモリ装置104から出力される検知情報Det_infに応答して増減することができる。例えば、検知情報Det_infがメモリ装置104において内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)の位相がバッファドデータストローブ信号PDSDより早いと示される間は遅延カウンティング信号delay_cが増加するように構成される。
スイッチング部152は制御信号conに応答してスイッチング動作を行う。例えば、スイッチング部152は、書き込みレベリング動作時に制御信号conに応答して遅延カウンティング信号delay_cを遅延信号delay及び第1遅延信号delay1に出力し、ノーマルモードでの動作時に制御信号conに応答して制御ロジック部124から出力される第2遅延信号delay2を遅延信号delayに出力することができる。また、スイッチング部152は制御信号conに応答して書き込みレベリング動作が開始され、所定時間が経過した後、遅延カウンティング信号delay_cを第1遅延信号delay1に出力することができる。
可変遅延部156は、遅延信号delayに応答して第1データストローブ信号DQS_pを所定時間遅延してデータストローブ信号DQSに出力する。
図12は、本発明のメモリシステム100のメモリコントローラ102の他の実施形態による構成図であって、メモリコントローラ102は、クロック発生部122、制御ロジック部125、及びデータストローブ発生部127を備える。
クロック発生部122は、書き込みレベリング動作又はノーマル動作時にコマンド/アドレス信号バスC/Aを介して1つ又はその以上のメモリ装置104に伝送するクロック信号CLKを発生する。
制御ロジック部125はクロック発生部122からクロック信号CLKを受信する。書き込みレベリング動作時に制御ロジック部124は、コマンド/アドレス信号バスC/Aを介してクロック信号CLKに同期したコマンド信号(例えば、書き込みコマンド信号)及び書き込みレベリング制御信号(例えば、書き込みレベリングイネーブル信号)を出力する。また、書き込みレベリング動作開始に応答して、制御ロジック部125はメモリ装置104から受信したコマンド信号(例えば、書き込みコマンド信号)及びデータストローブ信号の位相差を表す検知情報Det_infを受信する。検知情報Det_infは以後の使用のために制御ロジック部125に保存される。また、制御ロジック部125はデータストローブ発生部127を制御するための制御信号con及びデータストローブ信号DQSのタイミングを調節するための遅延信号delayを出力する。
データストローブ発生部127は、制御ロジック部125から出力される制御信号con及びクロック発生部122から出力されるクロック信号CLKに応答してデータストローブ信号DQSを出力する。また、データストローブ発生部127は、ノーマルモードにおいて書き込み動作時に制御ロジック部124から出力される遅延信号delayによってクロック信号CLKに対するデータストローブ信号DQSの遅延時間を調節して出力する。
図13は、本発明のメモリ装置104の一実施形態による構成図であって、メモリ装置104は、コマンドバッファ202、クロックバッファ204、データストローブバッファ206、コマンドデコーダ208、書き込みコマンド発生部210、内部データストローブ発生部212、書き込みレベリング信号発生部214、マッチ及び位相検出部216、及びデータ入力部218を備える。コマンド信号CMD、クロック信号CLK及びデータストローブ信号DQSは図1〜図12に示すメモリコントローラ102から発生する。
コマンドバッファ202はメモリコントローラ102から出力されるコマンド/アドレス信号C/A中のコマンドCMDを受信する。コマンドバッファ202は、例えばバッファ及びラッチなどを備える。コマンドバッファ202から出力されるバッファドコマンド信号CMD_bはコマンドデコーダ208などによって処理されてデコーデド(decoded)コマンド信号CMD_d及び/又はモードレジスタ設定MRSを生成する。モードレジスタ設定MRSは書き込みレベリング動作が実行される際にレベリングイネーブル信号leveling_enを活性化させる書き込みレベリング信号発生部214として提供される。
クロックバッファ204はメモリコントローラ102から出力されるクロック信号CLKを受信する。クロックバッファ204はコマンドバッファ202のラッチによって発生する遅延程度を、クロックバッファ204を介して伝送されるクロック信号CLKに適用するクロックリピータを備える。クロックバッファ204から出力されるバッファドクロック信号CLK_bは書き込みコマンド発生部210に印加される。
書き込みコマンド発生部210は、デコーデドコマンド信号CMD_dによるバッファドクロック信号CLK_bのサンプリングに応答して内部書き込みコマンド信号PWYを出力する。
内部書き込みコマンド信号PWYは書き込みレイテンシ(write latency)によって所定のクロック数分遅延された信号である。よって、内部書き込みコマンド信号PWYの遅延特性は書き込みレイテンシによりプログラムされる。書き込みコマンド信号が印加されると、書き込みコマンド発生部210はデコーデドコマンド信号CMD_dによってバッファドクロック信号CLK_bをサンプリングする。上記動作のサンプリング結果が内部書き込みコマンド信号PWYの発生過程である。
また、内部書き込みコマンド信号PWYのパルス幅は、書き込みコマンド発生部210によりクロック信号CLKの周期のn倍(nは1以上の整数)に対応するパルス幅まで増える。
書き込みレベリング動作時にメモリ装置104ごとに1つのパルスを有する内部書き込みコマンド信号PWYが印加されれば十分であるが、シンボル間の干渉(ISI:inter symbol interference)による歪みを防止するために、少なくとも1つのダミーパルス又はプリアンブルパルスを追加することができる。
データストローブバッファ206は、データストローブ信号DQSをバッファして遅延し、バッファドデータストローブ信号PDSDを発生する。内部データストローブ発生部212はバッファドデータストローブ信号PDSDに応答して内部データストローブ信号PDSD_pを発生する。
マッチ及び位相検出部216は、レベリングイネーブル信号leveling_en、内部書き込みコマンド信号PWY、及び内部データストローブ信号PDSD_pを入力する。マッチ及び位相検出部216は、レベリングイネーブル信号leveling_enの状態によって書き込みレベリング動作の可否を判断し、書き込みレベリング動作時に、内部書き込みコマンド信号PWYと内部データストローブ信号PDSD_pとの位相差を検出して位相差を示す検知情報Det_infを発生する。上述のように、検知情報Det_infはデータバスDQ、又は追加的に分離した専用の信号ラインを介してメモリコントローラ102に提供される。上述のように、検知情報Det_infは内部書き込みコマンド信号PWYと内部データストローブ信号PDSD_pとの位相差を示す信号であり、内部書き込みコマンド信号PWYはメモリ装置104で受信したクロック信号CLKに同期した書き込みコマンド信号に基づいて発生し、内部データストローブ信号PDSD_pはメモリ装置104で受信したデータストローブ信号DQSに基づいて発生する。よって、検知情報Det_infはメモリ装置104が受信したクロック信号CLKとメモリ装置104が受信したデータストローブ信号DQSとの位相差に対する情報を表示する。
上記では、マッチ及び位相検出部216が内部書き込みコマンド信号PWYと内部データストローブ信号PDSD_pとの位相差の比較を例に説明したが、内部書き込みコマンド信号PWYの代わりに読み出し(Read)、プリチャージ(Precharge)、リフレッシュ(Refresh)など他の内部コマンド信号を用いることができる。また、マッチ及び位相検出部216は内部データストローブ信号PDSD_pの代わりにバッファドデータストローブ信号PDSDを用いることができる。
ノーマルモードでの動作時(例えば、ノーマルモードでの書き込み動作時)にマッチ及び位相検出部216は、データストローブ信号DQSドメイン(domain)をクロック信号ドメインにマッチさせ、クロックデータストローブ信号PDSDBを発生する。データ入力部218はクロックデータストローブ信号PDSDBに応答してデータバスDQを介して受信されるメモリセルに書き込みするためのデータを入力して出力する。
図14、図15、図16、及び図17のそれぞれは、図13に示すメモリ装置104の書き込みレベリング信号発生部214の実施形態の構成図であり、図14は、メモリコントローラ102で書き込みレベリング動作の開始時点を決定する場合の書き込みレベリング信号発生部214の第1実施例による構成図であり、図15〜図17は、メモリ装置104で書き込みレベリング動作の開始時点を決定する場合の書き込みレベリング信号発生部214の第2〜第4実施例による構成をそれぞれ示す図である。
図14に示すメモリ装置104の書き込みレベリング信号発生部214の第1実施例は、モード設定レジスタ232を備える。
モード設定レジスタ232はモードレジスタ設定MRSに応答してアドレス信号ADDを入力して設定され、設定値によりレベリングイネーブル信号leveling_enを出力する。即ち、メモリコントローラ102は書き込みレベリング動作時にモード設定レジスタ232を設定するためのコマンド及びアドレス信号ラインを介して所定の信号を出力することができ、メモリ装置104のコマンドデコーダ208はコマンドをデコーディングしてモードレジスタ設定MRSを出力し、メモリ装置104の書き込みレベリング信号発生部214のモード設定レジスタ232は、モードレジスタ設定MRSに応答してアドレス信号ラインを介して入力された信号を入力して保存値を設定し、設定値により書き込みレベリング動作を行うためにレベリングイネーブル信号leveling_enを出力することができる。
図15に示すメモリ装置104の書き込みレベリング信号発生部214の第2実施例は、カウンタ234及びモード設定レジスタ236を備える。
カウンタ234は、クロック信号CLK(又はバッファドクロック信号CLK_b)をカウンティングして周期的に活性化されるレベリング要求信号leveling_reqを発生させる。モード設定レジスタ236の機能は、図14で説明したモード設定レジスタ232の機能と等しい。即ち、メモリ装置104の書き込みレベリング信号発生部214のカウンタ234から周期的にレベリング要求信号leveling_reqを出力することができ、メモリコントローラ104の制御ロジック部124(又は125)はレベリング要求信号leveling_reqに応答して書き込みレベリング動作を行うためにモード設定レジスタ236を設定するためのコマンド及びアドレス信号ラインを介して所定信号を出力することができる。
図16に示すメモリ装置104の書き込みレベリング信号発生部214の第3実施例は、温度検知部240、判断部242及びモード設定レジスタ246を備える。
温度検知部240はメモリ装置104の動作温度を表す温度信号tmpを出力する。判断部242は温度信号tmpに応答してレベリング要求信号leveling_reqを出力する。モード設定レジスタ246の機能は図14で説明したモード設定レジスタ232の機能と等しい。例えば、判断部242は温度信号tmpを入力してメモリ装置104の動作温度が所定温度に到達すると、レベリング要求信号leveling_reqを出力することができる。この場合、上述のように、メモリコントローラ104はレベリング要求信号leveling_reqに応答してモード設定レジスタ246を設定するためのコマンド及びアドレス信号を出力し、モード設定レジスタ246はコマンド及びアドレス信号に応答してレベリングイネーブル信号leveling_enを出力することができる。
図17に示すメモリ装置104の書き込みレベリング信号発生部214の第4実施例は、位相差検出部248、判断部250、及びモード設定レジスタ252を備える。
位相差検出部248は内部書き込みコマンド信号PWYと内部データストローブ信号PDSD_pとの位相差を検出し、検出された位相差diffを出力する。判断部250は位相差diffに応答してレベリング要求信号leveling_reqを出力する。モード設定レジスタ252の機能は図14で説明したモード設定レジスタ232の機能と等しい。例えば、判断部250は、位相差検出部248から検出して出力される内部書き込みコマンド信号PWYと内部データストローブ信号PDSD_pとの位相差diffが所定の閾値以上になると、レベリング要求信号leveling_reqを活性化させて出力することができる。この場合、上述のように、メモリコントローラ104はレベリング要求信号leveling_reqに応答してモード設定レジスタ252を設定するためのコマンド及びアドレス信号を出力し、モード設定レジスタ252はコマンド及びアドレス信号に応答してレベリングイネーブル信号leveling_enを出力することができる。
また、上述のように、書き込みレベリング動作は、パワーアップ動作時、又はディップパワーダウンモードの終了時に実行される。よって、書き込みレベリング信号発生部214は、パワーアップ動作時及び/又はディップパワーダウンモードの終了時にレベリング要求信号leveling_reqを出力することができる。
また、書き込みレベリング信号発生部214は、メモリ装置のデータピンのインピーダンス情報ZQの変化を検知してレベリング要求信号leveling_reqを出力することができる。
図18は、図13に示すメモリ装置104のマッチ及び位相検出部216の一実施形態による構成図であり、マッチ及び位相検出部216は、ラッチDフリップフロップ260、262、264、ORゲート266、及び位相検出器268を備え、位相検出器268はラッチDフリップフロップを備える。
ラッチ260、262、264及びORゲート266は、内部書き込みコマンド信号PWY及び内部データストローブ信号PDSD_pに応答してクロックデータストローブ信号PDSDBを出力する。ラッチ260は、内部データストローブ信号PDSD_pに応答して内部書き込みコマンド信号PWYをラッチして出力する。ラッチ262、264は、ラッチ260と直列に接続され、それぞれの内部データストローブ信号PDSD_pに応答して入力される前段のラッチの出力信号をラッチして出力する。ORゲート266はラッチ260及びラッチ262、264の出力信号(即ち、ラッチ264の出力信号)を論理和演算してクロックデータストローブ信号PDSDBを出力する。
位相検出器268は、内部データストローブ信号PDSD_pに応答して内部書き込みコマンド信号PWYをラッチして検知情報Det_infを出力する。このとき、検知情報Det_infは、内部データストローブ信号PDSD_pの位相が内部書き込みコマンド信号PWYの位相よりも早いか遅いかの可否を表示する。
図19及び図20は、図13に示すメモリ装置104の動作を説明する動作タイミング図であり、ノーマルモードでの書き込み動作時及び書き込みレベリング動作時の動作をそれぞれ説明する動作タイミング図である。図19及び図20において、CLKはメモリコントローラ102からメモリ装置104に出力されるクロック信号を、WEBはメモリコントローラ102からメモリ装置104に出力される書き込みイネーブル信号を、DQSはメモリコントローラ102からメモリ装置104に出力されるデータストローブ信号を、PWYはメモリ装置104内部で発生する内部書き込みコマンド信号を、PDSD_pはメモリ装置104内部で発生する内部データストローブ信号を、PDSDBはメモリ装置104内部で発生するクロックデータストローブ信号を、Det_infはメモリ装置104からメモリコントローラ102に出力される検知情報をそれぞれ示す。
図18及び図19に示すように、ノーマルモードでの動作時(例えば、メモリコントローラ102から書き込みイネーブル信号WEBなどの書き込みコマンドが出力されて書き込み動作が実行される際)、メモリ装置104は書き込みイネーブル信号WEB、クロック信号CLK及びデータストローブ信号DQSを受信する。
コマンドデコーダ208は、書き込みイネーブル信号WEBを含むコマンド信号CMDをデコーディングしてデコーデドコマンド信号CMD_dを出力し、書き込みコマンド発生部210はデコーデドコマンド信号CMD_dに応答してバッファドクロック信号CLK_bをサンプリングして内部書き込みコマンド信号PWYを発生する。即ち、書き込みイネーブル信号WEBに応答して内部書き込みコマンド信号PWYを発生する。同時に、データストローブ信号DQSに応答して内部データストローブ信号PDSD_pを発生する。
図18に示すように、内部書き込みコマンド信号PWYは、内部データストローブ信号PDSD_pのフォーリングエッジ(falling edge)に応答してラッチされる。よって、クロックデータストローブ信号PDSDBは内部書き込みコマンド信号PWYの中央に整列される。
上述のように、クロックデータストローブ信号PDSDBは、データ入力部218がデータ信号を入力するのに利用される。図面では、書き込みレイテンシが5つの場合を例示していて、書き込みイネーブル信号WEBの活性化時点と内部書き込みコマンド信号PWYの活性化時点との間の遅延時間差が5つのクロック周期に対応する。
図18及び図20に示すように、書き込みレベリング動作時にメモリ装置104は、ノーマルモードでの動作時と同様に、書き込みイネーブル信号WEB、クロック信号CLK及びデータストローブ信号DQSを受信して内部書き込みコマンド信号PWY及び内部データストローブ信号PDSD_pを発生する。即ち、書き込みレベリング動作時、メモリ装置104から受信したクロック信号CLKとデータストローブ信号DQSとの位相差を検知するための内部書き込みコマンド信号PWY及び内部データストローブ信号PDSD_pはノーマルモードでの動作時と同一経路を介して発生する。
図18に示すように、内部書き込みコマンド信号PWY及び内部データストローブ信号PDSD_pは位相検出器268(例えば、ラッチ)に印加され、位相検出器268の出力信号は内部書き込みコマンド信号PWYと内部データストローブ信号PDSD_pとの位相差を示す検知情報Det_infとなる。即ち、検知情報Det_infがローレベルであれば、内部データストローブ信号PDSD_pの位相が内部書き込みコマンド信号PWYの位相よりも早いということを示す。
上述のように、検知情報Det_infはメモリコントローラ102に提供されて各メモリ装置104から受信したクロック信号CLKとデータストローブ信号DQSとの位相差を知らせる。よって、メモリコントローラ104は各メモリ装置104に対してデータストローブ信号DQSのタイミングを適切に調節することができる。
本発明によれば、書き込みレベリング動作時に出力される検知情報Det_infは、書き込み動作のようなノーマルモードでの動作時と同一信号経路を介して発生した信号を利用し発生する。よって、検知情報Det_infを発生するために別途の複製経路(replica path)は必要なく、複製経路と実際のノーマルモードでの動作時の経路間の不一致による誤差を除去することができ、より正確な結果が得られる。
また、本発明によれば、書き込みレベリングのための位相比較は、メモリコントローラ102から受信した書き込みイネーブル信号WEBを含む書き込みコマンド信号から生成される内部書き込みコマンド信号PWYとメモリコントローラ102から受信したデータストローブ信号DQSから生成される内部データストローブ信号PDSD_pとの間で行われる。書き込みイネーブル信号WEBはクロック信号CLKに同期して出力され、内部書き込みコマンド信号PWYは受信したクロック信号CLKに同期して発生する。よって、内部書き込みコマンド信号PWYは受信したクロック信号CLKと同一タイミング特性を有する。そこで、内部書き込みコマンド信号PWYはクロック信号CLKのように持続的にトグリングする必要がない。よって、内部書き込みコマンド信号PWYのパルス幅はクロック信号の周期のn倍(nは1以上の整数)分増加する。よって、クロック信号CLKに対するデータストローブ信号DQSのタイミングを適切に調節できるマージンを増加することができる。
図21は、本発明による書き込みレベリング実行方法の一実施例を説明する動作フローチャートである。ステップ300において、モードレジスタ設定動作が開始され、メモリコントローラ102はメモリコントローラ102に接続されたメモリ装置104の形態を判断することができ、書き込みレベリング動作を開始することができる。上述のように、書き込みレベリング動作は、パワーアップ動作時にメモリシステム100がディップパワーダウンモードを終了する際、周期的に、又は温度や位相差又はインピーダンスの変化が検知された際に開始することができ、メモリコントローラ102によって開始することもでき、メモリ装置104によって開始することもできる。
ステップ302において、メモリコントローラ102は書き込みレベリング動作を行うためのコマンド信号(例えば、書き込みコマンド信号)及びデータストローブ信号DQSを出力する。
ステップ304において、メモリ装置104はコマンド信号(例えば、書き込みコマンド信号)及びデータストローブ信号DQSを受信して内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)及び内部データストローブ信号PDSD_pを発生する。このとき、内部コマンド信号及び内部データストローブ信号はノーマルモードでの動作時と同一経路を介して発生する。また、内部コマンド信号のパルス幅はクロック信号CLKの周期のn倍(nは1以上の整数)に対応するパルス幅を有することができる。
ステップ306において、内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)と内部データストローブ信号PDSD_pとの位相差がメモリ装置で検知される。
ステップ308において、検知された位相差を示す検知情報Det_infがメモリ装置104からメモリコントローラ102に伝送される。このとき、検知情報Det_infは内部データストローブ信号PDSD_pの位相が内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)の位相よりも早いか遅いかを表す信号とすることができる。
ステップ310において、検知情報Det_infに基づいて、各メモリ装置104に対する位相差の情報がメモリコントローラ102に保存される。保存された情報はクロック信号及び/又はコマンド信号(例えば、書き込みコマンド)に対するデータストローブ信号DQSのタイミングを調節するのに利用される。即ち、検知情報Det_infは内部データストローブ信号PDSD_pの位相が内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号PWY)の位相より早いか遅いかを表す信号とすることができる。また、メモリコントローラ102は、書き込みレベリング動作時に検知情報Det_infに応答して出力されるデータストローブ信号DQSの遅延時間を調節し、所定時間経過した後、又は検知情報Det_infの状態が変化した際のデータストローブ信号DQSの遅延時間を、該当するメモリ装置104に対するデータストローブ信号DQS発生タイミング情報として保存することができる。
ステップ312において、メモリコントローラ102に接続されたすべてのメモリ装置104に対して書き込みレベリング動作を実行したか否かを判断して、すべてのメモリ装置104のそれぞれに対して上記過程を繰り返す。メモリコントローラ102は各メモリ装置104に対して所定時間の間に上記過程を行うことができ、検知情報Det_infを用いて位相差が所定範囲以内になるまで、又は検知情報Det_infが表示する位相差に対する情報が変更されるまで上記過程を行うことができる。ステップ312の判断結果、すべてのメモリ装置104に対して書き込みレベリング動作が終了したら書き込みレベリング動作を終了し、ノーマルモードに転換される。
図22は、本発明のメモリ装置の一実施形態による構成図であり、メモリ装置1100は、メモリセルアレイ1110、制御部1120、電圧発生部1130、ローデコーダ1140、ページバッファ1150、及びコラムデコーダ1160を備える。
メモリセルアレイ1110は選択的にメモリブロックに配置された複数個のメモリセルストリングを備える。制御部1120は、実行する動作(例えば、消去、プログラム、及び読み出し動作)により制御信号を電圧発生部1130、ローデコーダ1140、及びコラムデコーダ1160に出力する。電圧発生部1130は、パス電圧Vpass、読み出し電圧Vread、消去電圧Verase、ステップ電圧Vstepなどのようなメモリ装置の動作を行うのに必要な電圧を発生する。ローデコーダ1140は、メモリセルアレイ1110のストリング選択ラインSSL、ワードラインWLk、接地選択ラインGSL、及び共通ソースラインSSLなどのようなラインに電圧発生部1130で発生した電圧をどのように印加するかを決定する。コラムデコーダ1160は、メモリセルアレイ1110のどのビットラインBLn信号がページバッファ1150によって読み出しされるかを判断するか、プログラミング又は消去動作時にビットラインBLnに印加される電圧を決定する。
また、制御部1120は書き込みレベリング動作時にメモリコントローラからコマンド信号(例えば、書き込みコマンド信号)、書き込みレベリングイネーブル信号、及びデータストローブ信号などを受信してコマンド信号及びクロック信号に応答して内部に発生した内部コマンド信号(例えば、内部書き込みコマンド信号)とデータストローブ信号に応答して内部に発生した内部データストローブ信号との位相差を検出し、検出された位相差に対する情報を示す検知情報Det_infをメモリコントローラに出力する。書き込みレベリング動作時に発生する内部コマンド信号及び内部データストローブ信号は、ノーマルモードでの動作時と同一経路を介して発生し、内部コマンド信号はクロック信号の周期のn倍(nは1以上の整数)に対応するパルス幅を有するパルス信号とすることができる。
図23は、図22に示すメモリ装置のメモリセルアレイ1110の一実施形態による構成図である。ローデコーダ1140は、少なくとも1つ以上のストリング選択ラインSSL、ワードラインWLk、接地選択ラインGSL、及び共通ソースラインCSLに多様な電圧を印加する。ページバッファ1150はメモリセルストリングのビットラインBLnに接続される。
図24は、本発明の一実施形態によるメモリ装置を備えるメモリカードの一実施例による構成図である。メモリカード1200は、コマンド及びアドレス信号C/Aを発生するメモリコントローラ1220及びメモリモジュール1210を備える。メモリモジュール1210は複数個のフラッシュメモリ装置を備えるフラッシュメモリで構成される。メモリコントローラ1220は、ホストにコマンド及びアドレス信号を伝送し、ホストからコマンド及びアドレス信号を受信するホストインターフェース1223、及びメモリモジュール1210にコマンド及びアドレス信号を伝送し、メモリモジュール1210からコマンド及びアドレス信号を受信するメモリインターフェース1225を備える。ホストインターフェース1223、制御部1224、及びメモリインターフェース1225は、コントローラメモリSRAM1221及びプロセッサCPU1222と共通バスを介して通信する。
また、メモリコントローラ1220の制御部1224は、書き込みレベリング動作時にメモリインターフェース1225を介してメモリモジュール1210の複数個のフラッシュメモリ装置のうちの少なくとも1つのフラッシュメモリ装置に書き込みレベリング動作のためのコマンド信号、書き込みレベリング制御信号、及びデータストローブ信号を出力し、少なくとも1つのフラッシュメモリ装置はコマンド信号及びクロック信号に応答してノーマルモードでの動作時と同一経路を介して内部コマンド信号を発生し、データストローブ信号に応答してノーマルモードでの動作時と同一経路を介して内部データストローブ信号を発生し、内部コマンド信号と内部データストローブ信号との位相差を検知し、検知した位相差を示す検知情報を、メモリインターフェース1225を介してメモリコントローラ1220の制御部1224に出力し、メモリコントローラ1220の制御部1224は検知情報を保存して、その後にデータストローブ信号の出力タイミングを調節するのに利用する。
メモリモジュール1210はメモリコントローラ1220からコマンド及びアドレス信号C/Aを受信し、コマンド及びアドレス信号C/Aに応答してデータをメモリモジュール1210の少なくとも1つのメモリ装置に保存したり、メモリ装置から読み出ししたりする。各メモリ装置は複数個のメモリセル、コマンド及びアドレス信号を受信し、プログラミング及び読み出し動作時に少なくとも1つのメモリセルをアクセスするためにロー信号及びコラム信号を発生するデコーダを備える。
メモリコントローラ1220、及びSRAM1221、CPU1222、ホストインターフェース1223、制御部1224、メモリインターフェース1225を含むメモリカード1200の各構成要素は、メモリコントローラ1220に含むことができ、メモリモジュール1210は上述の概念に従ってプログラミングするメモリ装置を備えることができる。
図25は、本発明のメモリカード1310を備えるメモリシステムの一実施形態による構成図である。メモリシステム1300は、共通バス1360を介して通信するプロセッサCPU1330、ランダムアクセスメモリRAM1340、ユーザインターフェース1350、及びモデム1320を備える。共通バス1360に接続された装置は共通バス1360を介してメモリカード1310に信号を伝送し、メモリカード1310から信号を受信する。メモリカード1310と共に、プロセッサCPU1330、ランダムアクセスメモリRAM1340、ユーザインターフェース1350、及びモデム1320を含むメモリシステム1300の各構成要素は、本発明で開示したメモリ装置を採用することができる。
また、メモリカード1310のメモリコントローラ1312は、書き込みレベリング動作時にメモリカード1310のフラッシュメモリ1311に書き込みレベリング動作のためのコマンド信号、書き込みレベリング制御信号、及びデータストローブ信号を出力し、フラッシュメモリ1311はコマンド信号及びクロック信号に応答してノーマルモードでの動作時と同一経路を介して内部コマンド信号を発生し、データストローブ信号に応答してノーマルモードでの動作時と同一経路を介して内部データストローブ信号を発生し、内部コマンド信号と内部データストローブ信号との位相差を検知し、検知した位相差を示す検知情報をメモリコントローラ1312に出力し、メモリコントローラ1312は検知情報を保存して、その後にデータストローブ信号の出力タイミングを調節するのに利用する。
メモリシステム1300は多様な応用(例えば、ソリッドステートディスクSSD、カメライメージセンサCIS及びコンピュータ応用チップセットなどのような電子装置に適用される。
メモリシステム及び装置は多様な形態のパッケージ(例えば、ボールグリドアレイ(BGA)、チップスケールパッケージ(CSP)、PLCC(plastic leaded chip carrier)、PDIP(plastic dual in−line package)、マルチチップパッケージ(MCP)、WFP(wafer−level fabricated package)、及びWSP(wafer−level processed stock package)など)にパッケージングされる。
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
本発明によるメモリ装置の制御方法及びメモリ装置の書き込みレベリング方法は、DRAM及びフラッシュメモリなどの多様な形態のメモリ装置、メモリ装置を制御するメモリコントローラ、メモリ装置とメモリコントローラを備えるメモリシステムだけでなく、データを送受信する多様な形態の装置及びそのような装置を含むシステムに適用可能である。
また、本発明によるメモリコントローラ、メモリ装置、及びメモリシステムは、ソリッドステートディスクSSD、カメライメージセンサCIS及びコンピュータ応用チップセットなどのような多様な電子装置に適用可能である。
100、1300 メモリシステム
102、1312、1220 メモリコントローラ
103 入出力インターフェース
104、1100 メモリ装置
105 書き込み及び書き込みレベリング部
106、1210 メモリモジュール
122 クロック発生部
124、125 制御ロジック部
126、127 データストローブ発生部
130 保存部
132 制御ロジック
140、150、234 カウンタ
142、146、154 信号発生部
144、242、250 判断部
152 スイッチング部
156 可変遅延部
202 コマンドバッファ
204 クロックバッファ
206 データストローブバッファ
208 コマンドデコーダ
210 書き込みコマンド発生部
212 内部データストローブ発生部
214 書き込みレベリング信号発生部
216 マッチ及び位相検出部
218 データ入力部
232、236、246、252 モード設定レジスタ
240 温度検知部
248 位相差検出部
260、262、264 ラッチDフリップフロップ
266 ORゲート
268 位相検出器
1110 メモリセルアレイ
1120、1224 制御部
1130 電圧発生部
1140 ローデコーダ
1150 ページバッファ
1160 コラムデコーダ
1200、1310 メモリカード
1221 SRAM
1222、1330 CPU
1223 ホストインターフェース
1225 メモリインターフェース
1311 フレッシュメモリ
1320 モデム
1340 RAM
1350 ユーザインターフェース
CLK クロック信号
PWY 内部書き込みコマンド信号
PDSD バッファドデータストローブ信号
DQS データストローブ信号

Claims (10)

  1. メモリ装置に伝送するクロック信号を生成する段階と、
    前記メモリ装置に伝送するデータストローブ信号を生成する段階と、
    書き込みレベリング動作時に、前記メモリ装置に伝送するコマンド信号及び書き込みレベリング制御信号を生成する段階と、
    前記書き込みレベリング動作時に、前記書き込みレベリング制御信号に応答して前記メモリ装置から受信した前記コマンド信号と前記データストローブ信号との位相差を検知する段階と、
    前記検知された位相差によって前記メモリ装置のノーマルモードで書き込み動作時に、前記クロック信号に対する前記データストローブ信号の生成タイミングを調節する段階と、を有することを特徴とするメモリ装置の制御方法。
  2. 前記コマンド信号は、書き込みコマンド信号を含むことを特徴とする請求項1に記載のメモリ装置の制御方法。
  3. 前記コマンド信号は、パルス信号であることを特徴とする請求項1に記載のメモリ装置の制御方法。
  4. メモリコントローラから外部クロック信号を受信し、該外部クロック信号に応答して内部クロック信号を生成する段階と、
    前記メモリコントローラから外部コマンド信号を受信し、該外部コマンド信号に応答して前記内部クロック信号に同期して内部コマンド信号を生成する段階と、
    前記メモリコントローラから外部データストローブ信号を受信し、該外部データストローブ信号に応答して内部データストローブ信号を生成する段階と、
    前記内部コマンド信号と前記内部データストローブ信号との位相差を検出する段階と、
    書き込みレベリング動作時に、前記位相差を表示する検知情報を発生する段階と、を有することを特徴とするメモリ装置の書き込みレベリング方法。
  5. 前記外部コマンド信号は、書き込みコマンド信号を含むことを特徴とする請求項4に記載のメモリ装置の書き込みレベリング方法。
  6. 前記外部コマンド信号は、パルス信号であることを特徴とする請求項4に記載のメモリ装置の書き込みレベリング方法。
  7. 前記メモリ装置の書き込みレベリング方法は、
    前記検知情報を前記メモリコントローラに伝送する段階を更に有することを特徴とする請求項4に記載のメモリ装置の書き込みレベリング方法。
  8. メモリ装置に伝送する周期的なクロック信号を発生するクロック発生部と、
    前記メモリ装置に伝送するデータストローブ信号を発生するデータストローブ発生部と、
    前記メモリ装置に伝送するコマンドを発生し、書き込みレベリング動作時に前記メモリ装置に伝送するコマンド信号及び書き込みレベリング制御信号を発生する制御部と、を備えることを特徴とするメモリコントローラ。
  9. メモリコントローラから外部クロック信号を受信して内部クロック信号を発生するクロックバッファと、
    前記メモリコントローラから外部コマンド信号を受信し、該外部コマンド信号に応答して前記内部クロック信号に同期する内部コマンド信号を発生するコマンドデコーダと、
    前記メモリコントローラから外部データストローブ信号を受信して内部データストローブ信号を発生するデータストローブバッファと、
    書き込みレベリング動作時に、前記内部コマンド信号と前記内部データストローブ信号との位相差を検出して前記位相差を示す検知情報を発生する位相検出部と、を備えることを特徴とするメモリ装置。
  10. クロック信号、コマンド及びアドレス信号を発生するメモリコントローラと、
    複数個のメモリ装置を有し、前記クロック信号、前記コマンド及びアドレス信号を受信し、前記コマンド及びアドレス信号に応答して前記複数個のメモリ装置のうちの少なくとも1つにデータを保存し、前記複数個のメモリ装置のうちの少なくとも1つからデータを検索するメモリモジュールと、を備え、
    書き込みレベリング動作時に、前記メモリコントローラは、書き込みレベリング動作を行うためのコマンド信号、書き込みレベリング制御信号、及びデータストローブ信号を前記複数個のメモリ装置のうちの少なくとも1つに出力し、前記少なくとも1つのメモリ装置は、前記コマンド信号及び前記クロック信号に応答してノーマルモードでの動作時と同一経路を介して内部コマンド信号を発生し、前記データストローブ信号に応答して前記ノーマルモードでの動作時と同一経路を介して内部データストローブ信号を発生し、前記内部コマンド信号と前記内部データストローブ信号との位相差を示す検知情報を前記メモリコントローラに出力することを特徴とするメモリシステム。
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