JP2011120193A - データ出力回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】プリエンファシスまたはディエンファシスのためのドライバの追加がなくても、プリエンファシスまたはディエンファシス動作を行えるデータ出力回路を提供すること。
【解決手段】インピーダンスコードによって各々オン・オフされ、出力ノードにデータを出力する複数の駆動手段311、312を備え、前記インピーダンスコードが、前記駆動手段をターンオンさせる値を有する第1のグループと前記駆動手段をオフさせる値を有する第2のグループとに分けられ、プリエンファシス期間の間には、前記第2のグループによる制御を受ける駆動手段の全部または一部がターンオンされる。
【選択図】図3

Description

本発明は、各種の半導体チップにおいて、様々な形式のデータを出力するために用いられるデータ出力回路に関する。
図1は、従来のデータ出力回路を示した図である。
図1に示すように、データ伝送回路は、出力部110およびプリエンファシス部120を備えて構成される。
出力部110は、データパッドを介してチップ外部にデータを出力する出力ドライバ(output driver)であって、プルアップドライバ111およびプルダウンドライバ112を備えて構成される。プルアップドライバ111は、データP_DATAが「ハイ」レベルであるとき、ターンオンされてデータパッドDQをプルアップ駆動する。プルアップドライバ111がデータパッドDQをプルアップ駆動すると、データパッドDQのレベルは「ハイ」レベルになり、チップ外部には「ハイ」データが出力される。プルダウンドライバ112は、データN_DATAが「ロー」レベルであるとき、ターンオンされてデータパッドDQをプルダウン駆動する。プルダウンドライバ112がデータパッドDQをプルダウン駆動すると、データパッドDQのレベルは「ロー」レベルになり、チップ外部には「ロー」データが出力される。プルアップドライバ111およびプルダウンドライバ112に入力されるインピーダンス調整コードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>は、プルアップドライバ111とプルダウンドライバ112との抵抗値を調整するコードであるが、このようなコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>は、ZQパッドの近傍に位置したキャリブレーション(calibration)回路で生成される。まとめると、出力部110のプルアップドライバ111がターンオンされるか、またはプルダウンドライバ112がターンオンされるかは、データP_DATA、N_DATAの論理値に応じて決定され、ターンオンの際、プルアップドライバ111とプルダウンドライバ112とがどのような抵抗値を有するかは、インピーダンスコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>)によって決定される。
プリエンファシス部120は、データP_DATA、N_DATAの遷移時に出力データの駆動力を増大させプリエンファシス動作を行う。プリエンファシス部120は、プルアップエンファシスドライバ121およびプルダウンエンファシスドライバ122を備える。プルアップエンファシスドライバ121は、エンファシスデータPPE_DATAが「ハイ」であるとき、ターンオンされてデータパッドDQを「ハイ」レベルで駆動し、プルダウンエンファシスドライバ122は、エンファシスデータNPE_DATAが「ロー」であるとき、ターンオンされてデータパッドDQを「ロー」レベルで駆動する。エンファシスデータPPE_DATAは、データが「ロー」から「ハイ」に遷移するときに「ハイ」レベルを有し、エンファシスデータNPE_DATAは、データが「ハイ」から「ロー」に遷移するときに「ロー」レベルを有する。プリエンファシス部120は、データP_DATA、N_DATAが遷移する瞬間に出力部110とともにデータパッドDQを駆動することにより、データの駆動力を増加させる。プリエンファシス部120に入力されるコードPPRE<0:2>、NPRE<0:2>は、プリエンファシス部120のインピーダンス値を設定するコードであって、その値は、一般的にモードレジスタセットMRS(Mode Register Set)によって設定される。プリエンファシス部120のインピーダンス値が小さいほどプリエンファシス動作が強化され、プリエンファシス部120のインピーダンス値が大きいほどプリエンファシス動作が弱化される。
図2は、データ出力回路(図1)の動作を示したタイミング図である。
図2に示すように、出力部110のプルアップドライバ111とプルダウンドライバ112とによってデータP_DATA、N_DATAがデータパッドDQへ駆動されることが確認できる。また、データP_DATA、N_DATAが遷移する期間の間にエンファシスデータPPE_DATA、NPE_DATAが活性化され、これにより、プリエンファシス部120が動作してデータパッドDQのデータがより強く駆動されることが確認できる。
プリエンファシス動作が出力回路に適用されると、出力データの特性の向上に極めて役に立つが、プリエンファシス動作のためのドライバの追加は、出力回路の面積を増加させ、出力端のキャパシタを増加させて、スルーレートが減少するという短所を有する。
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するために提案されたものであって、その目的は、プリエンファシスまたはディエンファシスのためのドライバの追加がなくても、プリエンファシスまたはディエンファシス動作を行うことができるデータ出力回路を提供することにある。
そこで、上記の目的を達成するために、本発明に係るデータ出力回路は、インピーダンスコードによって各々オン・オフされ、出力ノードにデータを出力する複数の駆動手段を備え、前記インピーダンスコードが、前記駆動手段をターンオンさせる値を有する第1のグループと前記駆動手段をターンオフさせる値を有する第2のグループとに分けられ、プリエンファシス期間の間には、前記第2のグループのインピーダンスコードによる制御を受ける前記駆動手段の全部または一部がターンオンされることを特徴とする。
前記プリエンファシス期間の間に、前記第2のグループのインピーダンスコードによる制御を受ける前記駆動手段のうち、ターンオンされる前記駆動手段の個数はプリエンファシスコードによって決定されることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るデータ出力回路は、複数のプルアップ抵抗を用いて出力ノードをプルアップ駆動するプルアップ駆動部と、複数のプルダウン抵抗を用いて前記出力ノードをプルダウン駆動するプルダウン駆動部と、「ハイ」データの出力時に、複数の前記プルアップ抵抗をプルアップインピーダンスコードによってオン・オフさせ、プリエンファシス期間の間には、前記プルアップインピーダンスコードによってターンオフされた前記プルアップ抵抗の全部または一部を改めてターンオンさせるプルアップ制御部と、「ロー」データの出力時に、複数の前記プルダウン抵抗をプルダウンインピーダンスコードによってオン・オフさせ、プリエンファシス期間の間には、前記プルダウンインピーダンスコードによってターンオフされた前記プルダウン抵抗の全部または一部を改めてターンオンさせるプルダウン制御部とを備えることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るデータ出力回路は、データ出力回路のプルアップインピーダンス値を決定するプルアップインピーダンスコードとプルダウンインピーダンス値を決定するプルダウンインピーダンスコードとを生成するインピーダンスコード生成部と、複数のプルアップ抵抗を用いてデータパッドをプルアップ駆動するプルアップ駆動部と、複数のプルダウン抵抗を用いて前記データパッドをプルダウン駆動するプルダウン駆動部と、「ハイ」データの出力時に、複数の前記プルアップ抵抗を前記プルアップインピーダンスコードによってオン・オフさせ、プリエンファシス期間の間には、前記プルアップインピーダンスコードによってターンオフされた前記プルアップ抵抗の全部または一部を改めてターンオンさせるプルアップ制御部と、「ロー」データの出力時に、複数の前記プルダウン抵抗を前記プルダウンインピーダンスコードによってオン・オフさせ、プリエンファシス期間の間には、前記プルダウンインピーダンスコードによってターンオフされた前記プルダウン抵抗の全部または一部を改めてターンオンさせるプルダウン制御部とを備えることを特徴とする。
さらに、上記の目的を達成するために、本発明に係るデータ出力回路は、複数のプルアップ抵抗を用いて出力ノードをプルアップ駆動するプルアップ駆動部と、複数のプルダウン抵抗を用いて前記出力ノードをプルダウン駆動するプルダウン駆動部と、「ハイ」データの出力時に、複数の前記プルアップ抵抗をプルアップインピーダンスコードによってオン・オフさせ、「ロー」データが出力されるディエンファシス期間の間には、前記プルアップ抵抗の一部をターンオンさせるプルアップ制御部と、「ロー」データの出力時に、複数の前記プルダウン抵抗をプルダウンインピーダンスコードによってオン・オフさせ、「ハイ」データが出力されるディエンファシス期間の間には、前記プルダウン抵抗の一部をターンオンさせるプルダウン制御部とを備えることを特徴とする。
本発明は、プルアップドライバ内のターンオフされた抵抗とプルダウンドライバ内のターンオフされた抵抗とを改めてターンオンさせる方法でプリエンファシス駆動を行う。したがって、プリエンファシス駆動のための追加的なドライバを必要としないため、出力回路の回路面積を減らし、出力ノードのキャパシタ値を減らすことができるという長所がある。
また、プルアップドライバおよびプルダウンドライバ内の抵抗を活用してディエンファシス駆動をするので、ディエンファシスのための追加的なドライバを必要としないという長所がある。
従来のデータ出力回路の構成を示す図である。 図1に示されたデータ出力回路の動作を説明するためのタイミング図である。 本発明の一実施形態に係るデータ出力回路の構成を示す図である。 図3のプルアップ駆動部311およびプルダウン駆動部312の構成を示す図である。 図3のプルアップ制御部321の構成を示す図である。 図3のプルダウン制御部322の構成を示す図である。 インピーダンスコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>を生成するキャリブレーション回路の構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るデータ出力回路の構成を示す図である。 データP_DATA、N_DATAとディエンファシスデータPDE_DATA、NDE_DATAとの関係を示す図である。 図8のプルアップ制御部821の構成を示す図である。 図8のプルダウン制御部822の構成を示す図である。
以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できる程度に本発明を詳細に説明するために、本発明の最も好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。
図3は、本発明の一実施形態に係るデータ出力回路の構成を示す図である。
図3に示すように、データ出力回路は、出力ノードDQにデータP_DATA、N_DATAを出力する出力部310と、インピーダンスコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>によって出力部310のインピーダンス値が決定されるように制御し、プリエンファシス期間の間には、出力部310のインピーダンス値がインピーダンスコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>によって決定される値より小さくなるように制御する制御部320とを備える。
出力部310は、プルアップ駆動部311およびプルダウン駆動部312を備えて構成される。プルアップ駆動部311は、並列に接続された複数のプルアップ抵抗を備えて構成され、複数のプルアップ抵抗を用いて出力ノードDQをプルアップ駆動する。出力ノードDQをプルアップ駆動するプルアップ抵抗の個数が多くなるほど、プルアップ駆動部311のインピーダンス値は小さくなる。インピーダンス値が小さくなるほど、プルアップ駆動部311の駆動力は強くなる。プルダウン駆動部312は、並列に接続された複数のプルダウン抵抗を備えて構成され、複数のプルダウン抵抗を用いて出力ノードDQをプルダウン駆動する。出力ノードDQをプルダウン駆動するプルダウン抵抗の個数が多くなるほど、プルダウン駆動部312のインピーダンス値は小さくなる。インピーダンス値が小さくなるほど、プルダウン駆動部312の駆動力は強くなる。
制御部320は、プルアップ駆動部311を制御するプルアップ制御部321およびプルダウン駆動部312を制御するプルダウン制御部322を備えて構成される。
プルアップ制御部321は、データP_DATAが「ハイ」レベルであるとき、プルアップ駆動部311が出力ノードDQをプルアップ駆動するように制御する。プルアップ駆動部311が出力ノードDQを駆動するとき、プルアップ駆動部311内のプルアップ抵抗のうち、どの抵抗がターンオンされるかは、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>によって決定される。例えば、プルアップインピーダンスコードPCODE<0>は、0番目のプルアップ抵抗がターンオンされるか否かを決定し、プルアップインピーダンスコードPCODE<2>は、2番目のプルアップ抵抗がターンオンされるか否かを決定する。すなわち、プルアップ制御部321は、データP_DATAが「ハイ」レベルであれば、プルアップ駆動部311が出力ノードDQをプルアップ駆動するように制御し、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>によってプルアップ駆動部311のインピーダンス値が決定されるように制御する。
プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>によってプルアップ駆動部311のインピーダンス値が最小にならない限り、プルアップ駆動部311を構成するプルアップ抵抗のうち一部はオフされる。プルアップ制御部321は、このようにオフされるプルアップ抵抗を用いてプリエンファシス駆動をする。すなわち、プリエンファシス駆動時には、ノーマル駆動時にオフされていたプルアップ抵抗を改めてターンオンすることにより、プルアップ駆動部311のインピーダンス値をさらに小さくさせてプリエンファシス駆動をする。例えば、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>によって0、2、4番のプルアップ抵抗がターンオンされるように設定された場合に、1、3、5番のプルアップ抵抗はオフされるが、プルアップ制御部321は、プリエンファシス駆動時に1、3、5番のプルアップ抵抗を改めてターンオンさせてプルアップ駆動部311の駆動力を強くする。
プルアッププリエンファシスデータPPE_DATAは、プルアップ駆動部311がプリエンファシス駆動をしなければならない期間の間に「ハイ」レベルを維持する信号であり、プルアッププリエンファシスコードPPRE<0:2>は、プリエンファシス駆動の強度を決めるためのコードである。プルアッププリエンファシスコードPPRE<0:2>のコード値に応じてプリエンファシス動作をするときにプルアップ抵抗のうちいくつが改めてターンオンされるかが決定される。プルアッププリエンファシスコードPPRE<0:2>は、モードレジスタセットMRSのような初期設定によって、その値が決定され得る。
プルダウン制御部322は、データN_DATAが「ロー」レベルであるとき、プルダウン駆動部312が出力ノードDQをプルダウン駆動するように制御する。プルダウン駆動部312が出力ノードDQを駆動するとき、プルダウン駆動部312内のプルダウン抵抗のうち、どの抵抗がターンオンされるかは、プルダウンインピーダンスコードNCODE<0:N>によって決定される。例えば、プルダウンインピーダンスコードNCODE<1>は、1番目のプルダウン抵抗がターンオンされるか否かを決定し、プルダウンインピーダンスコードNCODE<3>は、3番目のプルダウン抵抗がターンオンされるか否かを決定する。すなわち、プルダウン制御部322は、データN_DATAが「ロー」レベルであれば、プルダウン駆動部312が出力ノードDQをプルダウン駆動するように制御し、プルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>によってプルダウン駆動部312のインピーダンス値が決定されるように制御する。
プルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>によってプルダウン駆動部312のインピーダンス値が最小にならない限り、プルダウン駆動部312を構成するプルダウン抵抗のうち一部はオフされる。プルダウン制御部322は、このようにオフされるプルダウン抵抗を用いてプリエンファシス駆動をする。すなわち、プリエンファシス駆動時には、ノーマル駆動時にオフされていたプルダウン抵抗を改めてターンオンさせることにより、プルダウン駆動部312のインピーダンス値をさらに小さくさせてプリエンファシス駆動をする。例えば、プルダウンインピーダンスコードPCODE<0:5>によって0、1、2、5番のプルダウン抵抗がターンオンされるように設定された場合に3、4番のプルダウン抵抗はオフされるが、プルダウン制御部322は、プリエンファシス駆動時に3、4番のプルダウン抵抗を改めてターンオンさせてプルダウン駆動部312の駆動力を強くする。
プルダウンプリエンファシスデータNPE_DATAは、プルダウン駆動部312がプリエンファシス駆動をしなければならない期間の間に「ロー」レベルを維持する信号であり、プルダウンプリエンファシスコードNPRE<0:2>は、プリエンファシス駆動の強度を決めるためのコードである。プルダウンプリエンファシスコードNPRE<0:2>のコード値に応じてプリエンファシス動作時にプルダウン抵抗のうちいくつが改めてターンオンされるかが決定される。プルダウンプリエンファシスコードNPRE<0:2>は、モードレジスタセットMRSのような初期設定によって、その値が決定され得る。
データP_DATA、N_DATA、プルアッププリエンファシスデータPPE_DATA、プルダウンプリエンファシスデータNPE_DATAの関係は、図2を参照すればさらに明確に理解され得る。
図3では、プルアップ制御部321に入力されるデータP_DATAとプルダウン制御部322に入力されるデータN_DATAとの記号を異なるように表現したが、データが出力される間に、2つのデータP_DATA、N_DATAは同一のレベルを有する。
図3の内容を簡単にまとめると、データ出力回路は、インピーダンスコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>によって各々オン・オフされ、出力ノードDQにデータP_DATA、N_DATAを出力する複数の駆動手段(出力部310内の抵抗)を備え、インピーダンスコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>は、駆動手段をターンオンさせる値を有する第1のグループ(PCODE<0:5>のうち、「L」値を有するコード、NCODE<0:5>のうち、「H」値を有するコード)と、駆動手段をオフさせる値を有する第2のグループ(PCODE<0:5>のうち、「H」値を有するコード、NCODE<0:5>のうち、「L」値を有するコード)とに分けられるが、プリエンファシス期間の間には、第2のグループの制御を受ける駆動手段の全部または一部を改めてターンオンさせて駆動力が強化されるプリエンファシス駆動が可能なようにする。
図4は、図3の出力部310のプルアップ駆動部311およびプルダウン駆動部312の構成を示す図である。
プルアップ駆動部311は、プルアップ抵抗410〜415を備えて構成され、プルアップ抵抗410〜415の各々には、トランジスタPM00〜PM05が直列に接続される。トランジスタPM00〜PM05は、プルアップ制御信号P<0:5>に応じてオン・オフされる。プルアップ制御信号P<0:5>が「ロー」であれば、トランジスタPM00〜PM05がオンされてプルアップ抵抗410〜415が出力ノードDQをプルアップ駆動し、プルアップ制御信号P<0:5>が「ハイ」であれば、トランジスタPM00〜PM05がオフされてプルアップ抵抗410〜415が出力ノードDQを駆動しない。
プルダウン駆動部312は、プルダウン抵抗420〜425を備えて構成され、プルダウン抵抗420〜425の各々には、トランジスタNM00〜NM05が直列に接続される。トランジスタNM00〜NM05は、プルダウン制御信号N<0:5>に応じてオン・オフされる。プルダウン制御信号N<0:5>が「ハイ」であれば、トランジスタNM00〜NM05がオンされてプルダウン抵抗420〜425が出力ノードDQをプルダウン駆動し、プルダウン制御信号N<0:5>が「ロー」であれば、トランジスタNM00〜NM05がオフされてプルダウン抵抗420〜425が出力ノードDQを駆動しない。
図4では、抵抗410〜415および抵抗420〜425と、それらをオン・オフするトランジスタPM00〜05、NM00〜05とは別々に図示された。しかし、トランジスタPM00〜05、NM00〜05は、それ自体で抵抗成分を有するので、抵抗410〜415、420〜425がなくても、トランジスタNM00〜05、PM00〜05が抵抗とトランジスタとの両方の役割をするように構成され得るのは当然である。すなわち、図4に示された抵抗410〜415、420〜425を除き、トランジスタNM00〜05、PM00〜05のみで構成されることもできる。
したがって、本発明におけるプルアップ抵抗とは、出力ノードをプルアップで駆動する抵抗または抵抗成分を有するプルアップトランジスタを意味するといえる。同様に、本発明におけるプルダウン抵抗とは、出力ノードをプルダウン駆動する抵抗または抵抗成分を有するプルダウントランジスタを意味するといえる。
図5は、図3のプルアップ制御部321の構成を示す図である。
図5に示すように、プルアップ制御部321は、プルアッププリエンファシスデータPPE_DATAとプルアッププリエンファシスコードPPRE<0:2>との入力を受けてプルアッププリエンファシス活性化信号P_EN<0:5>を出力するNANDゲート510〜515と、データP_DATAを反転するインバータ520〜525と、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>に応じて、反転されたデータP_DATABまたはプルアッププリエンファシス活性化信号P_EN<0:5>をプルアップ制御信号P<0:5>として出力する選択部530〜535とを備えて構成される。
プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>が「ロー」であれば、選択部530〜535は反転されたデータP_DATABを選択してプルアップ制御信号P<0:5>として出力し、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>が「ハイ」であれば、選択部530〜535はプルアッププリエンファシス活性化信号P_EN<0:5>を制御信号P<0:5>として出力する。したがって、「ロー」であるプルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>の入力を受ける選択部530〜535から出力されるプルアップ制御信号P<0:5>は、データP_DATAが「ハイ」レベルであれば「ロー」レベルに活性化されてプルアップ抵抗410〜415をターンオンさせる。
また、「ハイ」であるプルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>の入力を受ける選択部530〜535から出力されるプルアップ制御信号P<0:5>は、プルアッププリエンファシスデータPPE_DATAとプルアッププリエンファシスコードPPRE<0:2>とが共に「ハイ」レベルであれば「ロー」レベルに活性化されてプルアップ抵抗410〜415をターンオンさせる。
下記の表1は、プルアップ制御部321によってプルアップ抵抗410〜415がターンオン(TURN ON)されるための条件をまとめた表である。表1の右端列に示すプルアップ抵抗410〜415について表1の左側の対応する条件が満たされて始めてプルアップ抵抗410〜415がそれぞれターンオンされる。例えば、プルアップ抵抗410は、P_DATA=「H」、PCODE<0>=「L」の条件が満たされるか、又はP_DATA=「H」、PCODE<0>=「H」、PPE_DATA=「H」、PPRE<0>=「H」の条件が満たされて始めてターンオンされる。
Figure 2011120193
表1を参照すると、ノーマル駆動時には、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>の「ロー」値に対応する抵抗がターンオンされ、プリエンファシス駆動時(PPE_DATA=「H」)には、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>の「ハイ」値に対応する抵抗のうち、プルアッププリエンファシスコードPPRE<0:2>の「ハイ」値に対応する抵抗が改めてターンオンされることが確認できる。
図6は、図3のプルダウン制御部322の構成を示す図である。
図6に示すように、プルダウン制御部322は、プルダウンプリエンファシスデータNPE_DATAとプルダウンプリエンファシスコードNPRE<0:2>との入力を受けてプルダウンプリエンファシス活性化信号N_EN<0:5>を出力するNORゲート610〜615と、データN_DATAを反転するインバータ620〜625と、プルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>に応じて、反転されたデータN_DATABまたはプルダウンプリエンファシス活性化信号N_EN<0:5>をプルダウン制御信号N<0:5>として出力する選択部630〜635とを備えて構成される。
プルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>が「ハイ」であれば、選択部630〜635は、反転されたデータN_DATABを選択してプルダウン制御信号N<0:5>として出力し、プルアップインピーダンスコードNCODE<0:5>が「ロー」であれば、選択部630〜635は、プルダウンプリエンファシス活性化信号N_EN<0:5>をプルダウン制御信号N<0:5>でとして出力する。したがって、「ハイ」であるプルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>の入力を受ける選択部630〜635から出力されるプルダウン制御信号N<0:5>は、データN_DATAが「ロー」レベルであれば「ハイ」レベルに活性化されてプルダウン抵抗420〜425をターンオンさせる。
また、「ロー」であるプルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>の入力を受ける選択部630〜635から出力されるプルダウン制御信号N<0:5>は、プルダウンプリエンファシスデータNPE_DATAとプルダウンプリエンファシスコードNPRE<0:2>とが共に「ロー」レベルであれば「ハイ」レベルに活性化されてプルダウン抵抗420〜425をターンオンさせる。
下記の表2は、プルダウン制御部322によってプルダウン抵抗420〜425がターンオンされるための条件をまとめた表である。表2の右端列に示す抵抗420〜425について表2の左側の対応する条件が全て満たされて始めて抵抗420〜425がそれぞれターンオンされる。例えば、プルダウン抵抗420は、N_DATA=「L」、NCODE<0>=「H」の条件が満たされるか、N_DATA=「L」、NCODE<0>=「L」、NPE_DATA=「L」、NPRE<0>=「L」の条件が満たされて始めてターンオンされる。
Figure 2011120193
表2を参照すると、ノーマル駆動時には、プルダウンインピーダンスコードNCODE<0:N>の「ハイ」値に対応する抵抗がターンオンされ、プリエンファシス駆動時、NPE_DATA=「L」には、プルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>の「ロー」値に対応する抵抗のうち、プルダウンプリエンファシスコードNPRE<0:2>の「ロー」値に対応する抵抗が改めてターンオンされることが確認できる。
図7は、インピーダンスコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>を生成するキャリブレーション回路の構成を示す図である。
DDR3のような半導体装置(SDRAM)では、図7のようなキャリブレーション回路がZQパッドに備えられ、図3のようなデータ出力回路はデータパッドDQに備えられる。すなわち、半導体装置内にインピーダンスコードPCODE<0:5>、NCODE<0:5>を生成する回路(図7)とデータを出力するための回路(図3)とが備えられる。
図7に示すように、キャリブレーション回路は、プルアップキャリブレーション抵抗部710と、ダミーキャリブレーション抵抗部720と、プルダウンキャリブレーション抵抗部730と、第1の比較器および第2の比較器703、704と、第1のカウンタおよび第2のカウンタ705、706とを備える。
プルアップキャリブレーション抵抗部710は、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>の入力を受けてオン・オフされる複数の並列抵抗を備えて構成される。ダミーキャリブレーション抵抗部720は、プルアップキャリブレーション抵抗部710と同様に構成され、プルダウンキャリブレーション抵抗部730には、プルダウンインピーダンスキャリブレーションコードNCODE<0:5>の入力を受けてオン・オフされる複数の並列抵抗を備えて構成される。
その動作をみると、第1の比較器703は、ZQパッドに接続される外部抵抗701とプルアップキャリブレーション抵抗部710とを接続して生成されるZQノードの電圧と基準電圧VREF(一般的にVDD/2に設定される)とを比較して、その結果を出力する。したがって、第1の比較器703の出力信号は、外部抵抗701の抵抗値がより大きいかまたはプルアップキャリブレーション抵抗部710の抵抗値がより大きいかによって変わる。
第1のカウンタ705は、第1の比較器703の出力信号に応じてプルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>をカウントする。生成されたプルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>は、プルアップキャリブレーション抵抗部710内の並列抵抗をオン・オフして抵抗値を調整する。調整されたプルアップキャリブレーション抵抗部710の抵抗値は、さらにZQノードの電圧に影響を与え、前記したような動作が繰り返される。すなわち、プルアップキャリブレーション抵抗部710の全体抵抗値が外部抵抗701の抵抗値と同一になるよう、プルアップキャリブレーション抵抗部710がキャリブレーションされる。
上述したプルアップキャリブレーション過程中に生成されるプルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>は、ダミーキャリブレーション抵抗部720に入力される。ダミーキャリブレーション抵抗部720は、プルアップキャリブレーション抵抗部710と同様に構成され、同一のコードPCODE<0:5>の入力を受けるので、2つの抵抗部710、720の抵抗値は同一になる。これから、プルダウンキャリブレーション動作に対して説明する。プルダウンキャリブレーション動作は、プルアップキャリブレーション動作と同様に、第2の比較器704および第2のカウンタ706を用いてノードAの電圧と基準電圧VREFとが同一になるように、すなわち、プルダウンキャリブレーション抵抗部730の全体抵抗値がダミーキャリブレーション抵抗部720の全体抵抗値と同一になるようにキャリブレーションされる。
キャリブレーション回路によって生成されたプルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>とプルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>とは、データ出力回路のプルアップ駆動部311とプルダウン駆動部312とのインピーダンス値を決定する。
図8は、本発明の別の実施形態に係るデータ出力回路の構成を示す図である。
図8に示すように、データ出力回路は、出力部810および制御部820を備える。出力部810は、図3の実施形態と同様に構成されることができ、制御部820の構成が図3と異なる。図3の実施形態では、出力部310がノーマル駆動およびプリエンファシス駆動をするように制御する制御部320が提示されたが、図8の実施形態では、出力部810がノーマル駆動およびディエンファシス駆動をするように制御する制御部820が提示される。
制御部820は、プルアップ駆動部811を制御するプルアップ制御部821とプルダウン駆動部812を制御するプルダウン制御部822とを備えて構成される。
プルアップ制御部821は、データP_DATAの「ハイ」出力時に複数のプルアップ抵抗をプルアップインピーダンスコードPCODE<0:5>に応じてオン・オフさせ、データP_DATAが「ロー」で出力されるディエンファシス期間の間(PDE_DATA=「H」である期間の間)には、プルアップ抵抗の一部をターンオンさせる。また、プルダウン制御部822は、データN_DATAの「ロー」出力時に複数のプルダウン抵抗をプルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>に応じてオン・オフさせ、データN_DATAが「ハイ」で出力されるディエンファシス期間の間(NDE_DATA=「L」である期間の間)には、プルダウン抵抗の一部をターンオンさせる。
ディエンファシス駆動とは、プルアップ駆動部811の駆動力が強くて、出力ノードDQのレベルが高くなり過ぎたり、プルダウン駆動部812の駆動力が強くて、出力ノードのレベルが低くなり過ぎたりすることを防ぐための駆動をいう。したがって、データP_DATA、N_DATAの「ハイ」出力中に(プルアップ駆動部811の駆動中に)プルダウン駆動部812を弱く駆動すれば、出力ノードDQのレベルが高くなり過ぎることを防ぐディエンファシス駆動をすることができ、「ロー」データの出力中に(プルダウン駆動部812の駆動中に)プルアップ駆動部811を弱く駆動すれば、出力ノードDQのレベルが低くなり過ぎることを防ぐディエンファシス駆動をすることができる。
プルアップ制御部821は、出力ノードDQにデータP_DATAが「ロー」で出力される期間において、第1のディエンファシスデータPDE_DATAが「ハイ」に活性化されると、プルアップ駆動部811内の一部の抵抗が第1のディエンファシスコードPDE<0:2>によってターンオンされるように制御してディエンファシス駆動が可能なようにする。また、プルダウン制御部822は、出力ノードDQにデータN_DATAが「ハイ」で出力される期間において、第2のディエンファシスデータNDE_DATAが「ロー」に活性化されると、プルダウン駆動部812内の一部の抵抗が第2のディエンファシスコードNDE<0:2>によってターンオンされるように制御してディエンファシス駆動が可能なようにする。このような動作によって、ディエンファシス駆動のためのドライバの追加がなく、データP_DATA、N_DATAを出力する出力部810だけでもディエンファシス動作が可能になる。
図9は、データP_DATA、N_DATAとディエンファシスデータPDE_DATA、NDE_DATAとの関係を示した図である。
図9に示すように、データP_DATA、N_DATAが「ハイ」である期間において、出力ノードDQのレベルが高くなり過ぎることを防止するために、第2のディエンファシスデータNDE_DATAが「ロー」に活性化されることが確認できる。また、データP_DATA、N_DATAが「ロー」である期間において、出力ノードDQのレベルが低くなり過ぎることを防止するために、第1のディエンファシスデータPDE_DATAが「ハイ」に活性化されることが確認できる。ディエンファシスデータPDE_DATA、NDE_DATAは図9のように、データP_DATA、N_DATAが所定時間以上同一レベルで出力されれば活性化される。
図10は、図8のプルアップ制御部821の構成を示す図である。
プルアップ制御部821は、図5に示されたプルアップ制御部321と同様に構成されるが、プルアッププリエンファシスデータPPE_DATAの代りに、第1のディエンファシスデータPDE_DATAの入力を受け、プルアッププリエンファシスコードPPRE<0:2>の代りに、第1のディエンファシスコードPDE<0:2>の入力を受けるという相違点を有する。
データP_DATAが「ハイ」である期間において、プルアップ制御部821は、プルアップインピーダンスコードPCODE<0:N>によってプルアップ抵抗410〜415をオン・オフさせる。そして、データP_DATAが「ロー」である期間において、第1のディエンファシスデータPDE_DATAが「ハイ」に活性化されると、第1のディエンファシスコードPDE<0:2>によってプルアップ抵抗410〜415の一部をターンオンさせてディエンファシス駆動が可能なようにする。
下記の表3は、プルアップ制御部821によってプルアップ抵抗410〜415がターンオンされるための条件をまとめた表である。表3の右端列に示す抵抗410〜415のそれぞれについて表3の左側の対応する条件が満たされて始めて抵抗410〜415がターンオンされる。例えば、プルアップ抵抗410は、P_DATA=「H」、PCODE<0>=「L」の条件が満たされるか、またはP_DATA=「L」、PCODE<0>=「H」、PDE_DATA=「H」、PDE<0>=「H」の条件が満たされて始めてターンオンされる。
Figure 2011120193
表3を参照すれば、データP_DATAが「ロー」であっても、ディエンファシス駆動時には、プルアップ駆動部321内のプルアップ抵抗410〜415のうちの一部がターンオンされることが確認できる。
図11は、図8のプルダウン制御部822の構成を示す図である。
プルダウン制御部822は、図6に示されたプルダウン制御部322と同様に構成されるが、プルダウンプリエンファシスデータNPE_DATAの代りに、第2のディエンファシスデータNDE_DATAの入力を受け、プルダウンプリエンファシスコードNPRE<0:2>の代りに、第2のディエンファシスコードNDE<0:2>の入力を受けるという相違点を有する。
データN_DATAが「ロー」である期間において、プルダウン制御部822は、プルダウンインピーダンスコードNCODE<0:5>によってプルダウン抵抗420〜425をオン・オフさせる。そして、データN_DATAが「ハイ」である期間において、第2のディエンファシスデータNDE_DATAが「ロー」に活性化されると、第2のディエンファシスコードNDE<0:2>によってプルダウン抵抗420〜425の一部をターンオンさせてディエンファシス駆動が可能なようにする。
下記の表4は、プルダウン制御部822によってプルダウン抵抗420〜425がターンオンされるための条件をまとめた表である。表4の右端列に示す抵抗420〜425のそれぞれについて表4の左側の対応する条件が満たされて始めて抵抗420〜425がターンオンされる。例えば、プルダウン抵抗420は、N_DATA=「L」、NCODE<0>=「H」の条件が満たされるか、N_DATA=「H」、NCODE<0>=「L」、NDE_DATA=「L」、NDE<0>=「L」の条件が満たされて始めてターンオンされる。
Figure 2011120193
表4を参照すれば、データN_DATAが「ハイ」であっても、ディエンファシス駆動時には、プルダウン駆動部322内のプルダウン抵抗420〜425のうち一部がターンオンされることが確認できる。
本発明の技術的思想は上記好ましい実施形態によって具体的に説明されたが、上記の実施形態はその説明のためのものであり、その制限のためのものではないということに注意すべきである。また、当業者であれば、本発明の技術的思想の範囲内で様々な実施形態が可能であることが理解できるであろう。

Claims (16)

  1. インピーダンスコードによって各々オン・オフされ、出力ノードにデータを出力する複数の駆動手段を備え、
    前記インピーダンスコードが、前記駆動手段をターンオンさせる値を有する第1のグループと前記駆動手段をターンオフさせる値を有する第2のグループとに分けられ、
    プリエンファシス期間の間には、前記第2のグループのインピーダンスコードによる制御を受ける前記駆動手段の全部または一部が、ターンオンされることを特徴とするデータ出力回路。
  2. 前記プリエンファシス期間の間に、前記第2のグループのインピーダンスコードによる制御を受ける前記駆動手段のうち、ターンオンされる前記駆動手段の数が、プリエンファシスコードによって決定されることを特徴とする請求項1に記載のデータ出力回路。
  3. 複数のプルアップ抵抗を用いて出力ノードをプルアップ駆動するプルアップ駆動部と、
    複数のプルダウン抵抗を用いて前記出力ノードをプルダウン駆動するプルダウン駆動部と、
    「ハイ」データの出力時に、複数の前記プルアップ抵抗をプルアップインピーダンスコードによってオン・オフさせ、プリエンファシス期間の間には、前記プルアップインピーダンスコードによってターンオフされた前記プルアップ抵抗の全部または一部を改めてターンオンさせるプルアップ制御部と、
    「ロー」データの出力時に、複数の前記プルダウン抵抗をプルダウンインピーダンスコードによってオン・オフさせ、プリエンファシス期間の間には、前記プルダウンインピーダンスコードによってターンオフされた前記プルダウン抵抗の全部または一部を改めてターンオンさせるプルダウン制御部と、を備える
    ことを特徴とするデータ出力回路。
  4. 前記プルアップ制御部が前記プリエンファシス期間の間に、前記プルアップ抵抗のうちのいくつを改めてターンオンさせるかは、プルアッププリエンファシスコードによって決定され、
    前記プルダウン制御部が前記プリエンファシス期間の間に、前記プルダウン抵抗のうちのいくつを改めてターンオンさせるかは、プルダウンプリエンファシスコードによって決定されることを特徴とする請求項3に記載のデータ出力回路。
  5. 前記プルアップ制御部が、
    前記プルアップインピーダンスコードに応じて、出力データまたはプルアッププリエンファシス活性化信号を前記プルアップ抵抗に伝達する複数の選択部を備えることを特徴とする請求項3に記載のデータ出力回路。
  6. 前記選択部が、
    自身の出力信号が伝達される前記プルアップ抵抗が前記プルアップインピーダンスコードによってターンオンされるように設定される場合には、前記出力データを選択して出力し、
    自身の出力信号が伝達される前記プルアップ抵抗が前記プルアップインピーダンスコードによってターンオフされるように設定される場合には、前記プルアッププリエンファシス活性化信号を選択して出力することを特徴とする請求項5に記載のデータ出力回路。
  7. 前記プルアッププリエンファシス活性化信号が、
    プルアッププリエンファシスデータとプルアッププリエンファシスコードとを組み合わせて生成された信号であることを特徴とする請求項5に記載のデータ出力回路。
  8. 前記プルダウン制御部が、
    前記プルダウンインピーダンスコードに応じて、出力データまたはプルダウンプリエンファシス活性化信号を前記プルダウン抵抗に伝達する複数の選択部を備えることを特徴とする請求項3に記載のデータ出力回路。
  9. 前記選択部が、
    自身の出力信号が伝達される前記プルダウン抵抗が前記プルダウンインピーダンスコードによってターンオンされるように設定される場合には、前記出力データを選択して出力し、
    自身の出力信号が伝達される前記プルダウン抵抗が前記プルダウンインピーダンスコードによってターンオフされるように設定される場合には、前記プルダウンプリエンファシス活性化信号を選択して出力することを特徴とする請求項8に記載のデータ出力回路。
  10. 前記プルダウンプリエンファシス活性化信号が、
    プルダウンプリエンファシスデータとプルダウンプリエンファシスコードとを組み合わせて生成された信号であることを特徴とする請求項8に記載のデータ出力回路。
  11. データ出力回路のプルアップインピーダンス値を決定するプルアップインピーダンスコードと前記データ出力回路のプルダウンインピーダンス値を決定するプルダウンインピーダンスコードとを生成するインピーダンスコード生成部と、
    複数のプルアップ抵抗を用いてデータパッドをプルアップ駆動するプルアップ駆動部と、
    複数のプルダウン抵抗を用いて前記データパッドをプルダウン駆動するプルダウン駆動部と、
    「ハイ」データの出力時に、複数の前記プルアップ抵抗を前記プルアップインピーダンスコードによってオン・オフさせ、プリエンファシス期間の間には、前記プルアップインピーダンスコードによってターンオフされた前記プルアップ抵抗の全部または一部を改めてターンオンさせるプルアップ制御部と、
    「ロー」データの出力時に、複数の前記プルダウン抵抗を前記プルダウンインピーダンスコードによってオン・オフさせ、プリエンファシス期間の間には、前記プルダウンインピーダンスコードによってターンオフされた前記プルダウン抵抗の全部または一部を改めてターンオンさせるプルダウン制御部と、を備える
    ことを特徴とするデータ出力回路。
  12. 前記プルアップ制御部が前記プリエンファシス期間の間に、前記プルアップ抵抗のうちのいくつを改めてターンオンさせるかは、プルアッププリエンファシスコードによって決定され、
    前記プルダウン制御部が前記プリエンファシス期間の間に、前記プルダウン抵抗のうちのいくつを改めてターンオンさせるかは、プルダウンプリエンファシスコードによって決定されることを特徴とする請求項11に記載のデータ出力回路。
  13. 複数のプルアップ抵抗を用いて出力ノードをプルアップ駆動するプルアップ駆動部と、
    複数のプルダウン抵抗を用いて前記出力ノードをプルダウン駆動するプルダウン駆動部と、
    「ハイ」データの出力時に、複数の前記プルアップ抵抗をプルアップインピーダンスコードによってオン・オフさせ、「ロー」データが出力されるディエンファシス期間の間には、前記プルアップ抵抗の一部をターンオンさせるプルアップ制御部と、
    「ロー」データの出力時に、複数の前記プルダウン抵抗をプルダウンインピーダンスコードによってオン・オフさせ、「ハイ」データが出力されるディエンファシス期間の間には、前記プルダウン抵抗の一部をターンオンさせるプルダウン制御部と、を備える
    ことを特徴とするデータ出力回路。
  14. 前記プルアップ制御部が、「ロー」データが出力される前記ディエンファシス期間の間に、前記プルアップ抵抗のうちのいくつを改めてターンオンさせるかは、第1のディエンファシスコードによって決定され、
    前記プルダウン制御部が、「ハイ」データが出力される前記ディエンファシス期間の間に、前記プルダウン抵抗のうちのいくつを改めてターンオンさせるかは、第2のディエンファシスコードによって決定されることを特徴とする請求項13に記載のデータ出力回路。
  15. 前記プルアップ制御部が、
    前記プルアップインピーダンスコードに応じて、出力データまたは第1のディエンファシス活性化信号を前記プルアップ抵抗に伝達する複数の選択部を備えることを特徴とする請求項13に記載のデータ出力回路。
  16. 前記プルダウン制御部が、
    前記プルダウンインピーダンスコードに応じて、出力データまたは第2のディエンファシス活性化信号を前記プルダウン抵抗に伝達する複数の選択部を備える
    ことを特徴とする請求項13に記載のデータ出力回路。
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