JP2011222074A - Semiconductor integrated circuit, refresh control circuit and refresh control method - Google Patents
Semiconductor integrated circuit, refresh control circuit and refresh control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011222074A JP2011222074A JP2010089239A JP2010089239A JP2011222074A JP 2011222074 A JP2011222074 A JP 2011222074A JP 2010089239 A JP2010089239 A JP 2010089239A JP 2010089239 A JP2010089239 A JP 2010089239A JP 2011222074 A JP2011222074 A JP 2011222074A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refresh
- data
- address
- memory cell
- verification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は半導体集積回路に関し、特に半導体集積回路のリフレッシュ制御回路及びリフレッシュ制御方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a refresh control circuit and a refresh control method for a semiconductor integrated circuit.
近年、半導体集積回路は低消費電力化が求められている。特にDRAM(Dynamic Random Access Memory)を構成しているメモリセルは、リークを持つために、保持した電荷が流れ出てしまいデータが消えてしまう。このため一定時間毎にリフレッシュと呼ばれるデータの書き戻し処理を行う必要がある。そのリフレッシュ処理は、電流消費が伴うため、必要最低限で行うことが望まれている。 In recent years, semiconductor integrated circuits are required to have low power consumption. In particular, a memory cell constituting a DRAM (Dynamic Random Access Memory) has a leak, so that the retained charge flows out and data is lost. For this reason, it is necessary to perform a data write-back process called refresh at regular intervals. Since the refresh process involves current consumption, it is desired to perform the refresh process with the minimum necessary.
一般的に、動作や環境変化で温度が常温と比較して高温もしくは低温になった場合、メモリセルのリーク量が変化してしまう。それに伴い、リフレッシュ間隔を変更する必要が生じる。リフレッシュ間隔を変更する方法として、現状では、リフレッシュ間隔に大きな余裕を持たせる方法や、抵抗などの内部素子の温度勾配により大雑把にリフレッシュ間隔を変化させる方法などで対策を行っている。しかし、これらの方法では、最適なリフレッシュ間隔を得ることができず、常に無駄な電流消費を伴っていた。 Generally, when the temperature becomes higher or lower than normal temperature due to operation or environmental change, the leak amount of the memory cell changes. Accordingly, it is necessary to change the refresh interval. Currently, as a method of changing the refresh interval, measures are taken such as a method of giving a large margin to the refresh interval, or a method of roughly changing the refresh interval by a temperature gradient of an internal element such as a resistor. However, these methods cannot obtain an optimal refresh interval, and always involve useless current consumption.
関連する技術として特許第3285611号公報にダイナミック半導体メモリ装置(DRAM)が開示されている。この特許第3285611号公報に記載されたDRAMについて説明する。図1は、特許第3285611号公報に係るDRAMの一具体例の構成を示すブロック図である。このDRAMは、入力手段1、コラム系制御手段2、ロウ系制御手段4、センスアンプ5、メモリマトリクス3、リフレッシュ手段8から構成されている。入力手段1は、外部からのアドレス情報(A1〜A11)入力段EADと、制御信号であるローアドレスストローブRAS(バー)及びコラムアドレスストローブCAS(バー)とが入力される入力段INとから構成される。コラム系制御手段2は、コラム系制御回路21と、コラム系アドレスバッファ22及びコラムデコーダ23とから構成される。ロウ系制御手段4は、ロウ系制御回路41と、ロウ系アドレスバッファ42及びロウデコーダ43とから構成される。リフレッシュ手段8は、当該メモリマトリクス3内に設けられているメモリマトリクスのそれぞれに格納されている情報をリフレッシュする。このDRAMは、更にリフレッシュチェックセルアレイ6を付加されている。リフレッシュチェックセルアレイ6は、該メモリマトリクス3のワード線若しくはビット線の何れか一方に並行に少なくとも1本設けられ、リフレッシュ時間を調整する。
As a related technique, Japanese Patent No. 3285611 discloses a dynamic semiconductor memory device (DRAM). The DRAM described in Japanese Patent No. 3285611 will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a specific example of a DRAM according to Japanese Patent No. 3285611. This DRAM comprises an input means 1, a column control means 2, a row control means 4, a
このDRAMにおいて、当該メモリマトリクス3を構成する複数個のメモリセルと同一の構成を有するメモリセルで構成されるリフレッシュチェックセルアレイ6が、当該メモリマトリクス3に隣接して配置されている。当該メモリマトリクス3がリフレッシュ操作されるタイミングに合わせて、該リフレッシュチェックセルアレイ6がリフレッシュ操作される。これらのリフレッシュ操作の結果を後述する方法で判別することにより、当該リフレッシュ操作が正常に実行されたか否かが検出される。当該リフレッシュ操作が正常と判断された場合、当該リフレッシュ操作の時間間隔、つまりリフレッシュ用クロックの発生周期を長くする、又は、変化させずにおく。逆に、当該リフレッシュ操作が異常と判断された場合、当該リフレッシュ操作の時間間隔、つまりリフレッシュ用クロックの発生周期を短くするように調整操作を行う。
In this DRAM, a refresh
このDRAMには、該メモリマトリクス3の外部に該メモリマトリクス3に隣接して、且つ該メモリマトリクスのワード線WLに並行に、当該メモリマトリクス3の1本のワード線WLを構成するメモリセルの数と同一の数のメモリセルを有するリフレッシュチェックセルアレイ6が設けられている。また、該リフレッシュチェックセルアレイ6の各メモリセルに所定の情報を書き込んだり、それから所定の情報を読出したりするリフレッシュリード・ライト手段7が設けられている。更に、該リフレッシュリード・ライト手段7が、該リフレッシュチェックセルアレイ6に含まれている情報を読出した結果に基づいて当該リフレッシュチェックセルアレイ6のリフレッシュ状態を判断するリフレッシュチェック手段9が設けられている。更に、該ロウ系制御手段4に於けるロウデコーダ43に、当該リフレッシュチェックセルアレイ6のアドレスを指定出来るようにする新たなロウデコーダ43−1が設けられている。更に、上記のロウデコーダ43−1を指定する為に該リフレッシュ手段8に於けるリフレッシュアドレスカウンター83内のカウンタを一つ増加させ、例えば、4096+1番目のアドレスが指定出来るように構成されている。
In this DRAM, the memory cells constituting one word line WL of the
次に、このDRAMのリフレッシュ動作に付いて説明する。該メモリマトリクス3の各メモリセルに対するリフレッシュ操作に入ると、該クロック発生手段81から16μsの周期で発生されるクロックに従って、該メモリマトリクス3の第1番目のワード線WL−1からワード線WL−4096迄の各ワード線WLが順次に選択される。そして、該センスアンプ5を介して、外部アドレスから所定の情報が、選択されたワード線WLの各メモリセルに書き込まれる。係るリフレッシュ操作が、第4096番目のワード線WLまで来ると、次に、該リフレッシュ手段8のリフレッシュアドレスカウンター83が4096+1番目のアドレスを指定し、それにより当該リフレッシュチェックセルアレイ6に対応するロウアドレスが該ロウアドレスバッファを介してロウアドレスデコーダ43−1を選択するので、該リフレッシュチェックセルアレイ6がリフレッシュの対象として選択される。
Next, the refresh operation of this DRAM will be described. When a refresh operation for each memory cell of the
当該リフレッシュリード・ライト手段7は、予め、該センスアンプ5を介して、該リフレッシュチェックセルアレイ6の各メモリセル全てに情報“1”、つまり“H”レベルを書き込んで置く。そして、係るリフレッシュ操作で当該リフレッシュチェックセルアレイ6が選択された場合、該リフレッシュチェックセルアレイ6の全てのメモリセルが“1”であるか、或いは少なくとも1つのメモリセルの情報が“0”に変わっていないか否かを該リフレッシュチェック手段9が判断する。係る判断を実行後、該リフレッシュリード・ライト手段7は、該選択された該リフレッシュチェックセルアレイ6に、再び該センスアンプ5を介して、該リフレッシュチェックセルアレイ6の各メモリセル全てに情報“1”を書き込んで置く。
The refresh read / write means 7 writes information “1”, that is, “H” level in advance in all the memory cells of the refresh
このように構成することにより、該リフレッシュチェックセルアレイ6は、所定の周期毎にリフレッシュされると同時に、リフレッシュが正常に行われているか否かが判断される。つまり、このDRAMにおいて、該リフレッシュチェックセルアレイ6は、少なくとも、メモリマトリクス3内の各メモリセルと同一の周期でリフレッシュされる。そして、当該リフレッシュチェックセルアレイ6内における各メモリセルの中で、情報が変化して“0”になっているメモリセルが存在している場合、当該メモリマトリクス3内の全部のメモリセルにおける、リフレッシュ必要時間が短くなっていると判断される。その判断に基づき、当該リフレッシュ操作を行う時間間隔、すなわちリフレッシュ操作周期を短くするように当該リフレッシュ制御回路を調整する。
With this configuration, the refresh
この特許第3285611号公報に開示された技術(図1のDRAM)は、リフレッシュチェック用のセルアレイ(リフレッシュチェックセルアレイ6)を、メモリマトリクス3のワード線WL若しくはビット線BTの何れか一方に並行に配置し、メモリセルマトリクス3内のメモリセルのリフレッシュ時間を、リフレッシュチェック用のセルアレイ(リフレッシュチェックセルアレイ6)のメモリセルで代行してチェックする。それにより、メモリマトリクス3内のメモリセルのリフレッシュ時間を削減することを意図している。
In the technology disclosed in Japanese Patent No. 3285611 (DRAM in FIG. 1), a refresh check cell array (refresh check cell array 6) is placed in parallel with either the word line WL or the bit line BT of the
しかし、このDRAMのようにメモリマトリクス3の一辺に配置されているリフレッシュチェックセルアレイ6でメモリマトリクス3内のメモリセル特性を代用しようとする場合、リフレッシュ間隔に余裕を持たせる(リフレッシュ間隔を短くする)必要が有る。そのため、余裕を持たせた分、無駄な消費電流が発生するという問題がある。
However, when the memory cell characteristics in the
その理由は、以下の通りである。半導体記憶装置の記憶容量が多くなると一辺に配置されているメモリセルの数は増加する。メモリセル自体の形状は、そのメモリセルの周辺パターンの規則性や緻密さによって影響を受ける。そのため、メモリセル自体の形状は、メモリマトリクス3の周辺と中央とで異なることが多い。したがって、メモリマトリクス3の周辺と中央とで、メモリセルの特性も大きく変わることがあり得る。また、メモリマトリクス3の中央では供給される電源も限られるため配線による影響も受ける。更に、メモリマトリクス3内の不良セルを置換回路等で置き換えている場合、その置換回路の特性は、置換先の配線や周辺回路の影響によって、メモリマトリクス3内のメモリセルの特性と異なることが考えられる。更に、メモリマトリクス3をリフレッシュチェックセルアレイ6で代用して特性をチェックする場合、リフレッシュチェックセルアレイ6のメモリセルとメモリマトリクス3内のメモリセルとでは使用頻度が異なるため、すぐには現れない経年劣化等の特性変化によってメモリマトリクス3内のメモリセルの特性がリフレッシュチェック用セルアレイ6よりも劣化してしまうことも考えられる。その場合、リフレッシュ不良品となってしまう。
The reason is as follows. As the storage capacity of the semiconductor memory device increases, the number of memory cells arranged on one side increases. The shape of the memory cell itself is affected by the regularity and density of the peripheral pattern of the memory cell. For this reason, the shape of the memory cell itself is often different between the periphery and the center of the
メモリマトリクス3の一辺に配置されたリフレッシュチェックセルアレイ6は、メモリマトリクス3と比較して、メモリセルの数や配置や使用頻度が大きく異なっている。従って、リフレッシュチェックセルアレイ6の特性を見るだけでは、メモリマトリクス3の本当の最小限のリフレッシュ時間を見つけることは極めて困難である。それは、上述のように、メモリマトリクス3はマトリクスを構成する各メモリセルの特性にバラツキがあるからである。そのため、リフレッシュ間隔が長いと、バラツキによりリークが多い(特性の悪い)メモリセルのデータは消えてしまう。データの消失を防止するためには、バラツキを考慮して、リフレッシュ間隔を短くして余裕を持たせる必要が有る。その結果、リフレッシュ動作の回数が多くなり無駄な消費電流が発生してしまう。
The refresh
以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in the embodiments for carrying out the invention. These numbers and symbols are added with parentheses in order to clarify the correspondence between the description of the claims and the mode for carrying out the invention. However, these numbers and symbols should not be used for interpreting the technical scope of the invention described in the claims.
本発明の半導体集積回路は、複数のメモリセルを有するメモリマトリクス(165)と、複数のメモリセルのリフレッシュを実行するリフレッシュ制御部(155)と、リフレッシュが適切に実行されているかを検証するRFC制御部(150、162、170、171、173、174)とを具備する。複数のメモリセルは、データの記憶及び検証の両方に使用される。RFC制御部(150など)は、複数のメモリセルのうちの検証用のメモリセルのアドレスを保持するリフレッシュアドレス記憶部(151)と、検証用のメモリセルのデータを退避するデータ用記憶部(174)と、検証用の書き込み電位を格納する書込電位記憶部(153)と備える。RFC制御部(150など)は、リフレッシュ制御部(155)がリフレッシュしようとするメモリセルのアドレスと、リフレッシュアドレス記憶部(151)のアドレスとが一致するか否かを判定する。判定結果が一致の場合、検証用のメモリセルのデータをデータ用記憶部(174)に退避させる。書込電位記憶部(153)の検証時の書き込み電位に基づいて、検証用のメモリセルに対する書き込み電位を、検証時の書き込み電位に変更する。検証時の書き込み電位でメモリセルに書き込みを行った結果の成否を判定する。判定結果が成功の場合、リフレッシュの間隔を長くし、失敗の場合、リフレッシュの間隔を短くするための制御信号をリフレッシュ制御部(155)に出力する。リフレッシュ制御部(155)は、制御信号に基づいて、リフレッシュの間隔を変更する。RFC制御部(150など)は、データ用記憶部(174)のデータを検証用のメモリセルに書き戻す。 The semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a memory matrix (165) having a plurality of memory cells, a refresh control unit (155) for executing refresh of the plurality of memory cells, and an RFC for verifying whether refresh is properly executed. And a control unit (150, 162, 170, 171, 173, 174). Multiple memory cells are used for both data storage and verification. The RFC control unit (150 or the like) includes a refresh address storage unit (151) that holds an address of a verification memory cell among a plurality of memory cells, and a data storage unit (a data storage unit that saves data of the verification memory cell). 174) and a write potential storage unit (153) for storing a write potential for verification. The RFC control unit (150, etc.) determines whether the address of the memory cell to be refreshed by the refresh control unit (155) matches the address of the refresh address storage unit (151). If the determination results match, the data in the verification memory cell is saved in the data storage unit (174). Based on the write potential at the time of verification of the write potential storage unit (153), the write potential for the verification memory cell is changed to the write potential at the time of verification. The success or failure of the result of writing to the memory cell with the write potential at the time of verification is determined. If the determination result is successful, the refresh interval is lengthened, and if it is unsuccessful, a control signal for shortening the refresh interval is output to the refresh control unit (155). The refresh control unit (155) changes the refresh interval based on the control signal. The RFC control unit (150 or the like) writes the data in the data storage unit (174) back to the verification memory cell.
本発明の半導体集積回路は、上記構成を有することにより、代用のチェックアレイを使わずにメモリマトリクス(165)そのものを使って必要最小限のリフレッシュ間隔を検査し、検査結果に応じてリフレッシュ時間を設定することができる。そのため、リフレッシュ時間を長くして不要なリフレッシュ動作を無くして消費電流を削減できる。 Since the semiconductor integrated circuit of the present invention has the above-described configuration, the minimum refresh interval is inspected using the memory matrix (165) itself without using the substitute check array, and the refresh time is set according to the inspection result. Can be set. As a result, the refresh time can be extended to eliminate unnecessary refresh operations and reduce current consumption.
本発明の半導体集積回路のリフレッシュ制御方法において、半導体集積回路は、複数のメモリセルを有するメモリマトリクス(165)と、複数のメモリセルのリフレッシュを実行するリフレッシュ制御部(155)と、リフレッシュが適切に実行されているかを検証するRFC制御部(150、162、170、171、173、174)とを具備する。複数のメモリセルは、データの記憶及び検証の両方に使用される。RFC制御部(150、162、150、162、170、171、173、174)は、複数のメモリセルのうちの検証用のメモリセルのアドレスを保持するリフレッシュアドレス記憶部(151)と、検証用のメモリセルのデータを退避するデータ用記憶部(174)と、検証用の書き込み電位を格納する書込電位記憶部(153)とを備える。
半導体集積回路のリフレッシュ制御方法は、RFC制御部(150など)が、リフレッシュ制御部(155)がリフレッシュしようとするメモリセルのアドレスと、リフレッシュアドレス記憶部(151)のアドレスとが一致するか否かを判定するステップと、判定結果が一致の場合、RFC制御部(150など)が、検証用のメモリセルのデータをデータ用記憶部(174)に退避させるステップと、RFC制御部(150など)が、書込電位記憶部(153)の検証時の書き込み電位に基づいて、検証用のメモリセルに対する書き込み電位を、検証時の書き込み電位に変更するステップと、RFC制御部(150など)が、検証時の書き込み電位でメモリセルに書き込みを行った結果の成否を判定するステップと、RFC制御部(150など)が、記判定結果が成功の場合、リフレッシュの間隔を長くし、失敗の場合、リフレッシュの間隔を短くするための制御信号をリフレッシュ制御部(155)に出力するステップと、リフレッシュ制御部(155)が、制御信号に基づいて、リフレッシュの間隔を変更するステップと、RFC制御部(150など)が、データ用記憶部(174)のデータを検証用のメモリセルに書き戻すステップとを具備する。この場合にも、上記本発明の半導体集積回路と同様の効果を得ることができる。
In the semiconductor integrated circuit refresh control method according to the present invention, the semiconductor integrated circuit has a memory matrix (165) having a plurality of memory cells, a refresh control unit (155) for performing refresh of the plurality of memory cells, and refresh is appropriate. And an RFC controller (150, 162, 170, 171, 173, 174) for verifying whether or not it is executed. Multiple memory cells are used for both data storage and verification. The RFC control unit (150, 162, 150, 162, 170, 171, 173, 174) includes a refresh address storage unit (151) that holds an address of a verification memory cell among a plurality of memory cells, and a verification A data storage unit (174) for saving data of the memory cells and a write potential storage unit (153) for storing a verification write potential.
In the refresh control method of the semiconductor integrated circuit, the address of the memory cell that the RFC control unit (150, etc.) intends to refresh and the address of the refresh address storage unit (151) match. If the determination result is coincident with the determination result, the RFC control unit (150 or the like) saves the data of the verification memory cell in the data storage unit (174) and the RFC control unit (150 or the like). ) Changes the write potential to the verification memory cell to the write potential at the time of verification based on the write potential at the time of verification of the write potential storage unit (153), and the RFC control unit (150, etc.) A step of determining success or failure of a result of writing to the memory cell at a write potential at the time of verification; and an RFC controller (150 However, if the determination result is successful, the refresh interval is lengthened. If the failure is unsuccessful, a control signal for shortening the refresh interval is output to the refresh controller (155), and the refresh controller ( 155) includes a step of changing a refresh interval based on the control signal, and a step in which the RFC control unit (150, etc.) writes the data in the data storage unit (174) back to the verification memory cell. To do. Also in this case, the same effect as the semiconductor integrated circuit of the present invention can be obtained.
本発明により、メモリマトリクスの必要最小限のリフレッシュ間隔を設定することができる。そのため、リフレッシュ時間を長くして不要なリフレッシュ動作を無くして消費電流を削減できる。 According to the present invention, the minimum necessary refresh interval of the memory matrix can be set. As a result, the refresh time can be extended to eliminate unnecessary refresh operations and reduce current consumption.
以下、本発明の半導体集積回路、リフレッシュ制御回路及びリフレッシュ制御方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a semiconductor integrated circuit, a refresh control circuit, and a refresh control method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る半導体集積回路及びリフレッシュ制御回路の構成について説明する。
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体集積回路及びリフレッシュ制御回路の構成の一例を示すブロック図である。図2において、半導体集積回路としてDRAM(Dynamic Random Access Memory)を含む回路の一例が示されている。なお、以下に示されるMUXとはMULTIPLEXER(マルチプレクサ)の略称であり、行き先切り替え器のことである。
(First embodiment)
A configuration of the semiconductor integrated circuit and the refresh control circuit according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the semiconductor integrated circuit and the refresh control circuit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows an example of a circuit including a DRAM (Dynamic Random Access Memory) as a semiconductor integrated circuit. The MUX shown below is an abbreviation for MULTIPLEXER (multiplexer), and is a destination switching device.
この半導体集積回路は、リフレッシュ制御回路155、RFC制御回路150、アドレスMUX160、アドレスラッチ161、アドレス比較回路162、プリデコーダ163、ロウデコーダ164、カラムデコーダ及びセンスアンプ166、データアンプ167、メモリマトリクス165、コマンド制御回路169、タイミングコントローラ168、メモリセルの書き込み電位変更回路171、リフレッシュ成否判定回路170、データMUX173、データ用レジスタ174、及びデータラッチ172を具備している。
This semiconductor integrated circuit includes a
リフレッシュ制御回路155は、コマンド制御回路169からのリフレッシュイネーブル127の信号が来ていない(信号が活性化されていない、以下同じ)状態では休止している。リフレッシュイネーブル127からの信号が来ている(信号が活性化されている、以下同じ)状態でRFC制御回路150からのリフレッシュ制御変更信号120が来ていない場合は、アドレスMUX160にリフレッシュアドレス122を出力しタイミングコントローラ168にリフレッシュタイミング131を出力する。リフレッシュ制御変更信号120が来ていない時の動作は一般のDRAMが行っている通常のリフレッシュ動作である。コマンド制御回路169からのリフレッシュイネーブル127からの信号が来ている状態でRFC制御回路150からのリフレッシュ制御変更信号120が来ている場合はリフレッシュ増減信号121に応答して、メモリマトリクス165におけるリフレッシュチェック用のリフレッシュ動作を実行する。また、アドレスMUX160にリフレッシュアドレス122を出力する。リフレッシュチェックについては後述される。
The
リフレッシュ制御回路155は、発振回路156、リフレッシュ時間調整回路157、リフレッシュ連続増カウンタ158、及びリフレッシュ間隔レジスタ159を備えている。
発信回路156は、リフレッシュ間隔を調整するための所定の発振周波数を発信している。
リフレッシュ時間調整回路157はリフレッシュ動作を行う間隔を調整する回路であり、発振回路156の信号とリフレッシュ間隔レジスタ159の値を参照してリフレッシュ動作の間隔を調整する。
リフレッシュ連続増カウンタ158は、RFC制御回路150からのリフレッシュ制御変更信号120およびリフレッシュ増減信号121に応答する。リフレッシュ増減信号121に増加方向の信号が来た場合に、連続して増加方向の信号が来た回数をカウントする。これは、全部のセルに対してリフレッシュ間隔を増加(伸長、以下同じ)して良い事を判断するためのカウントであり、メモリマトリクス165のセル数分カウントされる事でリフレッシュ間隔を増加する事が可能と判断し、リフレッシュ間隔レジスタ159の値を増加させる。リフレッシュ増減信号が減少方向の信号となった場合は、リフレッシュ間隔を減少(短縮、以下同じ)しなくてはメモリマトリクス165内のデータが破壊されるため、リフレッシュ間隔レジスタ159の値を減少させる。リフレッシュ間隔レジスタ159の値を増減した際にリフレッシュ連続増カウンタ158はリセットされる。
リフレッシュ間隔レジスタ159は、リフレッシュチェック時に行われるリフレッシュ動作のタイミング(リフレッシュ間隔)を示す値が格納されており、リフレッシュ連続増カウンタ158とリフレッシュ増減信号121に応答して増減される。
The
The
The refresh
The refresh
The refresh interval register 159 stores a value indicating the timing of the refresh operation (refresh interval) performed at the time of the refresh check, and is increased or decreased in response to the refresh
RFC(リフレッシュチェック)制御回路150は、コマンド制御回路169からのリフレッシュイネーブル127の信号が来ていない状態では休止している。コマンド制御回路169からのリフレッシュイネーブル127の信号が来ている状態でRC(リフレッシュチェック)−イネーブル100からの信号が来ていない場合は、リフレッシュ制御回路155に対してリフレッシュ制御変更信号120を切る。コマンド制御回路169からのリフレッシュイネーブル127の信号が来ている状態でRC−イネーブル100からの信号が来ている場合は、リフレッシュチェックを実行する。リフレッシュチェックとは、RC−RASおよびRC−CASで与えられたアドレスに対してリフレッシュ間隔レジスタ159で指定されている間隔でリフレッシュを行った際にデータの破壊が無いか(メモリセルに正しく再充電されているか)検査し、検査結果に応じてリフレッシュ制御回路155に対してリフレッシュ増減信号121を出力しリフレッシュ間隔(時間)を設定する。本実施の形態では、代用のチェックアレイを使わずにメモリマトリクス165内のRC−RAS及びRC−CASで指定されたセルを使ってリフレッシュ間隔を検査している。通常のリフレッシュ動作とリフレッシュチェック用リフレッシュ動作の違いは、リフレッシュ間隔の制御をRFC制御回路150に委ねているかどうかである。
The RFC (refresh check)
RFC制御回路150は、コマンド制御回路169からのリフレッシュイネーブル127の信号が来ている状態でRC−イネーブル100からの信号が来ている場合にリフレッシュチェックを実行するが、その際にリフレッシュチェックを行うメモリマトリクス165内のアドレスを示すRC−RAS及びRC−CASを受け付け、リフレッシュ制御変更信号120及びリフレッシュ増減信号121を出力する。また、RFC制御回路150は、アドレス比較回路162にアドレス及び制御信号124を出力する。それに応答して、アドレス比較回路162からアドレスヒット信号123が返信される。また、リフレッシュ成否判定回路170にリフレッシュテスト信号135を出力する。リフレッシュテスト信号135に応答して、リフレッシュ成否判定回路170からリフレッシュ成否信号136が返信される。また、データ用レジスタ174及びデータMUX173にデータフローコントロール138を出力する。メモリセルの書き込み電位変更回路171に書き込みコントロール133を出力する。タイミングコントローラ168にヒット時の読み出し制御書き戻し制御信号125を出力する。
The
RFC制御回路150は、リフレッシュアドレスレジスタ151、ヒット回数レジスタ152、メモリセルの書き込み電位レジスタ153、及びデータ書き戻しフラグ154を備えている。
リフレッシュアドレスレジスタ151は、RC−RAS101及びRC−CAS102から入力されたメモリマトリクス165におけるリフレッシュを行う対象のメモリセルのアドレスを格納する。RC−RAS101及びRC−CAS102からリフレッシュアドレスレジスタ151へのアドレス取り込みタイミングはRFC制御回路150がリフレッシュチェックの進み具合に応じて決定する(動作の詳細は後述)。
ヒット回数レジスタ152は、アドレス比較回路162から来るアドレスヒット信号123の来た回数を格納する(回数の数え方やクリアのタイミングは後述)。
メモリセルの書き込み電位レジスタ153は、リフレッシュチェック時にリフレッシュチェック対象メモリセルに書き込みを行うときの書き込み電位を示すデータを格納している。これは、通常のリフレッシュ動作で書き込む電位に対してリフレッシュチェック時に書き込む電位を変更するために存在する。
データ書き戻しフラグ154は、リフレッシュアドレスレジスタ151の示すアドレスに対してリフレッシュチェックをメモリマトリクス165にて行う際に、リフレッシュアドレスレジスタ151の示すアドレスに記憶しているべきデータが破壊(消失)されては困るためデータ用レジスタ174に退避していたデータを、リフレッシュチェックが終わった際にメモリマトリクス165に書き戻す必要がある事を示す。
The
The refresh address register 151 stores the address of the memory cell to be refreshed in the
The number-of-hits register 152 stores the number of times the address hit
The memory cell write
The data write-
アドレスMUX160は、外部入力のアドレスであるRAS103、及び、アドレスであるCAS104によって指定されるメモリマトリクス165上のアドレスに対してデータ読み出しや書き込みを行う一般的な動作時(コマンド制御回路169からリフレッシュイネーブル127が来ていない場合)には、アドレスラッチ161にアドレス信号であるRAS103及びCAS104を出力する。コマンド制御回路169からリフレッシュイネーブル127が来ている場合は、アドレスラッチ161にリフレッシュ制御回路155からのリフレッシュアドレス122をアドレス信号として出力する。
The
アドレスラッチ161は、コマンド制御回路169からのアクティブ126に応答して、アドレスMUX160からのアドレス信号をアドレス比較回路162に出力する。
The
アドレス比較回路162は、アドレスラッチ161からのアドレス信号をプリデコーダ163に出力する。そのとき、RFC制御回路150からのアドレス及び制御信号124に基づいて、アドレスラッチ161からのアドレス信号とRFC制御回路150からのアドレス信号を比較し、比較結果が同じ場合にはアドレスヒット信号123をRFC制御回路150に出力する。
The
プリデコーダ163は、タイミングコントローラ168からのデコードタイミング128(メモリマトリクス165内のアドレスに対して読み出しや書き込みやリフレッシュを行う時に発生)に応答してロウデコーダ164及びカラムデコーダ及びセンスアンプ166にアドレス比較回路162からのアドレス信号を出力する。
The
ロウデコーダ164は、プリデコーダ163からのアドレス信号とタイミングコントローラ168からのデコードタイミング128(メモリマトリクス165内のアドレスに対して読み出し時や書き込みやリフレッシュを行う時に発生)に応答して、メモリマトリクス165の例えばワード線を選択、駆動する。
The
カラムデコーダ及びセンスアンプ166は、プリデコーダ163からのアドレス信号にとタイミングコントローラ168からのセンス/デコードタイミング129(メモリマトリクス165内のアドレスに対して読み出し時や書き込み時やリフレッシュを行う時に発生)に応答して、メモリマトリクス165の例えばビット線を選択、駆動する。そして、メモリマトリクス165からデータ139へデータの読み出しを行う。また、メモリマトリクス165にデータアンプ167からのデータを書き込む。
The column decoder and
データアンプ167は、タイミングコントローラ168からのライトタイミング130(メモリマトリクス165内のアドレスに対して書き込み時やリフレッシュ時に発生)に応じて、データMUX173とメモリマトリクス165との間のデータの入出力を実行する。また、メモリセルの書き込み電位変更回路171から書き込み電位134を受信して、その書き込み電位で書き込みを実行する。
The
タイミングコントローラ168は、RFC制御回路150からのヒット時の制御信号125、リフレッシュ制御回路155からのリフレッシュタイミング131、及びコマンド制御回路169からのアクティブ/ライト132の信号を受けて、メモリマトリクス165に対しての読み込みや書き込みやリフレッシュの動作を行うためにプリデコーダ163及びロウデコーダ164にデコードタイミング128を出力し、カラムデコーダ及びセンスアンプ166にセンス/デコードタイミング129を出力し、データアンプ167にライトタイミング130を出力する。
The
コマンド制御回路169は、外部入力のCLK(クロック)105、CSB(チップセレクト)106、WEB(リード/ライト切り替え)107、及びREFB(リフレッシュモード)108を含む制御信号(コマンド)に応答し、メモリマトリクス165に対して外部入力で指定された読み込みや書き込みやリフレッシュの動作を行うためにリフレッシュ制御回路155、アドレスMUX160及びRFC制御回路150にリフレッシュイネーブル127を出力し、アドレスラッチ161にアクティブ126を出力し、タイミングコントローラ168にアクティブ/ライト132を出力し、データラッチ172にリード/ライト137を出力する。
The
リフレッシュ成否判定回路170は、RFC制御回路150からのリフレッシュテスト信号135が来ていない場合(リフレッシュチェック時以外)では休止している。RFC制御回路150からリフレッシュテスト信号135が来ている場合(リフレッシュチェック時)においては、リフレッシュチェック用データの書き込み時にデータMUX173とデータ139を介してメモリマトリクス165にチェック用データを書き込む。リフレッシュチェック用データの読み出し時にはメモリマトリクス165からデータ139とデータMUX173を介してチェック用データ読み込みを行い、リフレッシュチェック用データの書き込み時に書き込んだチェック用データが正常か否かを示すリフレッシュ成否信号136をRFC制御回路150に出力する。
The refresh success /
メモリセルの書き込み電位変更回路171は、メモリマトリクス165にデータを書き込む際に書き込む電位を可変する回路でありRFC制御回路150からの書き込みコントロール133が来ていない場合は、DRAMの一般的な書き込み電位を示す書き込み電位134をデータアンプ167に出力する。RFC制御回路からの書き込み電位コントロール133が来ている場合は、リフレッシュチェック用の書き込み電位を示す書き込み電位134をデータアンプ167に出力する。
The memory cell write potential changing
データラッチ172は、コマンド制御回路169からリード/ライト137に基づいて、外部からの入力であるデータイン109をデータMUX173へデータ139として出力し、データMUX173からの入力であるデータ139を外部への出力であるデータアウト110として出力する。
Based on the read / write 137 from the
データMUX173は、RFC制御回路150からデータフローコントロール138に基づいて、データラッチ172とデータアンプ167とリフレッシュ成否判定回路170とデータ用レジスタ174との間の接続を切り替え、データ139の経路を変更する。
The data MUX 173 switches the connection between the data latch 172, the
データ用レジスタ174は、RFC制御回路150からデータフローコントロール138に基づいて、データMUX173を介したデータ139(退避データ)の入出力を行う。
The data register 174 inputs / outputs data 139 (saved data) via the
上記各構成において、RFC制御回路150、アドレス比較回路162、リフレッシュ成否判定回路170、メモリセルの書き込み電位変更回路171、データMUX173、及びデータ用レジスタ174は、本実施の形態におけるリフレッシュチェックを制御していることから、RFC制御部とみなすことができる。
In each of the above configurations, the
次に、本発明の第1の実施の形態に係る半導体集積回路及びリフレッシュ制御回路の動作(リフレッシュ制御方法)について説明する。 Next, operations (refresh control method) of the semiconductor integrated circuit and the refresh control circuit according to the first embodiment of the present invention will be described.
先ず、リフレッシュ動作時(リフレッシュモード)の説明を行う。コマンド制御回路169が外部入力REFB108に応答する事でリフレッシュモードに入り、リフレッシュイネーブル127が出ているとする。
図2を参照して、初期化処理を説明する。電源立ち上がり時にリフレッシュ間隔レジスタ159を予め決められた値に設定する。予め決められた値に設定するのは、最初のリフレッシュ動作時にリフレッシュ時間が調整されていない事によるデータの破壊(消失)を防ぐためである。通常動作状態(メモリマトリクス165に対して読み出しや書き込み等を行う状態)からリフレッシュモードに移行したときにヒット回数レジスタ152を“0”にリセットする。また、RC−イネーブル100が“1”に変化した時も、ヒット回数レジスタ152を“0”にリセットする。
First, the refresh operation (refresh mode) will be described. It is assumed that the
The initialization process will be described with reference to FIG. When the power is turned on, the
RC−イネーブル100が“0”の場合、RFC制御回路150は休止状態のためリフレッシュ制御変更信号120を出力しない(又はローレベルにする)ことによりリフレッシュ制御回路155がリフレッシュ増減信号121を受け取らないようにする。リフレッシュ増減信号121を受け取らないようにした状態のリフレッシュ制御回路155は、従来から一般的に使用されているリフレッシュ制御回路と同じ動作やタイミングでリフレッシュアドレス122を出力する。ただし、従来から一般的に使用されているリフレッシュ制御回路と同じ動作とは、予め決められた間隔でのリフレッシュアドレスとリフレッシュタイミングの発生を実行することを含む。そのとき、アドレスの範囲はメモリマトリクス165の全範囲である。全アドレスを順番にリフレッシュしていくことでメモリマトリクス165の全てのメモリセルに対してリフレッシュを行う。リフレッシュモード中は全アドレスに順番にリフレッシュすることを繰り返す。以下、「通常のリフレッシュ」と称する。
When the RC-
RC−イネーブル100が“1”の場合、リフレッシュ制御変更信号120によりリフレッシュ制御回路155がリフレッシュ増減信号121を受け取るようにする。この場合、リフレッシュ制御回路155の発生するリフレッシュアドレス122は、アドレスの範囲は通常のリフレッシュと同じだが、リフレッシュタイミングはリフレッシュ間隔レジスタ159で決められたタイミングとなる。すなわち、リフレッシュタイミングが所望の値に変更される。
When the RC-
図3A及び図3Bは、本発明の第1の実施の形態に係る半導体集積回路及びリフレッシュ制御回路の動作(リフレッシュ制御方法)の一例を示すフローチャートである。この図は、リフレッシュモードの動作を示している。ただし、リフレッシュモードへ移行時の初期化処理は済んでいるものとする。また、リフレッシュしようとするアドレスは、アドレスMUX160により、外部からのRAS103及びCAS104から、リフレッシュ制御回路155からのリフレッシュアドレス122へ切り替わっているものとする。
3A and 3B are flowcharts showing an example of the operation (refresh control method) of the semiconductor integrated circuit and the refresh control circuit according to the first embodiment of the present invention. This figure shows the operation in the refresh mode. However, it is assumed that initialization processing at the time of transition to the refresh mode has been completed. It is assumed that the address to be refreshed is switched from the
RFC制御回路150がリフレッシュイネーブル127に応答した状態であるリフレッシュモード時に、RFC制御回路150はRC−イネーブル100が“0”か“1”かの判定を行う(S100)。RC−イネーブル100が“0”の場合(S100:“0”)、RFC制御回路150は、データ書き戻しフラグ154が“0”か“1”かの判定を行う(S101)。データ書き戻しフラグ154が“0”の場合(S101:“0”)、RFC制御回路150は、リフレッシュ制御変更信号120を出力しない(又はローレベルにする)。それによりリフレッシュ制御回路155がリフレッシュ増減信号121を受け取らないようにする。リフレッシュ増減信号121を受け取らないようにした状態のリフレッシュ制御回路155は、メモリマトリクス165に通常のリフレッシュを行う(S102:図3のフローに入るのが初回の場合はデータ書き戻しフラグ154が“0”なのでこの動作になる)。
In the refresh mode in which the
RFC制御回路150がリフレッシュイネーブル127に応答した状態であるリフレッシュモード時においてデータ書き戻しフラグ154が“1”の場合(S101:“1”:
図3のフローに入るのが2回目以降の場合にデータ書き戻しフラグ154が“1”になる可能性がある)、RFC制御回路150はアドレス比較回路162にリフレッシュアドレスレジスタ151の値をアドレス及び制御124を介して送り現在リフレッシュしようとしているアドレスラッチ161から来るアドレス信号とを比較する(S103)。具体的には、RFC制御回路150は、リフレッシュレジスタ151の値をアドレス及び制御信号124としてアドレス比較回路162に出力する。アドレス比較回路162は、アドレスラッチ161からのリフレッシュしようとしているアドレスを示すアドレス信号とRFC制御回路150からのアドレス及び制御信号124と比較する。そして、アドレスが同じならば、アドレス比較回路162はRFC制御回路150にアドレスヒット信号123を出力する。
When the data write-
The data write-
リフレッシュアドレスレジスタ151からの現在リフレッシュしようとするアドレス信号の値とアドレスラッチ161から来るアドレス信号の値が違う場合(以下、「スルー」と称する)(S103:スルー)、RFC制御回路150はセルの書き込み電位変更回路171に対して通常のリフレッシュ電位でリフレッシュを行うように書き込みコントロール133を制御する。リフレッシュアドレスレジスタ151からのアドレス信号の値とアドレスラッチ161から来る現在リフレッシュしようとするアドレス信号の値が同じ場合(以下、「ヒット」と称する)(S103:ヒット)、RFC制御回路150はデータMUX173に対してデータ経路切り替え信号をデータフローコントロール138にて出力する。データMUX173は、データフローコントロール138のデータ経路切り替え信号に基づいて、データ経路の接続を、メモリマトリクス165からデータMUX173を介してデータ用レジスタ174に繋がる経路に切り替える。それにより、データ用レジスタ174に退避していたデータ(データ書き戻しフラグ154が“1”の場合なのでメモリマトリクス165から退避したデータが入っている)が、メモリマトリクス165へ出力される。そして、アドレス比較回路162から出ている現在リフレッシュ対象とされるメモリマトリクス165上のアドレスに存在するメモリセル(リフレッシュチェックされたメモリセル)に退避していたデータが書き戻される(S104)。書き戻し終了後に、RFC制御回路150はデータ書き戻しフラグ154を“0”に変更し、さらにデータMUX173に対してデータフローコントロール138からデータ経路の接続を外部からデータを読み書き可能な通常の状態(データを入出力するために、データ経路の接続を、データラッチ172からデータMUX173を介してデータアンプ167に繋がる経路にした状態:通常のデータ経路)に戻す(S105)。
When the value of the address signal to be refreshed from the
RC−イネーブル100が“1”の場合(S100:“1”)、RFC制御回路150は、ヒット回数レジスタ152の値が“0”か否かの判定を行う(S106)。ヒット回数が0回目の場合(S106:Yes)、リフレッシュアドレスレジスタ151にRC−RAS101とRC−CAS102のアドレスをストア(記憶)する(S107)。ヒット回数が0回目以外の場合(S106:No)、プロセスをS108に移行する。S107でリフレッシュアドレスレジスタ151にストアしたリフレッシュアドレスと、現在リフレッシュしようとしているアドレスとを比較する(S108)。具体的には、S103の場合と同様にリフレッシュアドレスレジスタ151からのアドレス信号の値とアドレスラッチ161から来る現在リフレッシュしようとするアドレス信号の値を比較しヒットかスルーかを調べる。
リフレッシュアドレスレジスタ151のリフレッシュアドレスと現在リフレッシュしようとしているアドレスが違う場合(S108:スルー)、現在リフレッシュしようとしているメモリマトリクス165上のアドレスに対して、通常の電位でリフレッシュを行う(S102)。リフレッシュアドレスレジスタ151のリフレッシュアドレスと現在リフレッシュしようとしているアドレスが同じ場合(S108:ヒット)、ヒット回数レジスタ152の値を1増加する(S109)。ヒット回数レジスタ152の値(ヒット回数:例示;1、2、3、4)に応じた飛び先にて処理が実行される(S110)。
When the RC-
When the refresh address of the
ヒット回数(ヒット回数レジスタ152の値)が1の場合(S110:“1”)、RFC制御回路150はデータMUX173に対してデータフローコントロール138からデータの経路をメモリマトリクス165からデータMUX173を介してデータ用レジスタ174に繋がる経路に切り替える信号を送る。それにより、メモリマトリクス165のヒットしたアドレスから読み出したデータが、データMUX173を介してデータ書き戻し用レジスタ174に格納される(S112)。すなわち、リフレッシュドレスレジスタ151で示されるアドレスにヒットしたメモリマトリクス165上のセルに格納されているデータがデータ用レジスタ174に退避される。退避が終了後、RFC制御回路150は、データ書き戻しフラグ154を“1”に変更する(S113)。それと共に、データMUX173に対してデータフローコントロール138からデータ経路の接続を外部からデータを読み書き可能な通常のデータ経路となるように制御する。
When the number of hits (the value of the hit number register 152) is 1 (S110: “1”), the
ヒット回数(ヒット回数レジスタ152の値)が2の場合(S110:“2”)、RFC制御回路150はデータMUX173に対してデータフローコントロール138からデータの経路をデータアンプ167からデータMUX173を介してリフレッシュ成否判定回路170に繋がる経路に切り替える信号を送る。また、RFC制御回路150はメモリセルの書込電位レジスタ153の値を書き込みコントロール133を通してセルの書き込み電位変更回路171に送り、セルの書き込み電位変更回路171から書き込み電位134を通常のリフレッシュ電位(書き込み電位)より若干低めの電位に変更する(S114)。その後、RFC制御回路150は、リフレッシュテスト信号135をリフレッシュ成否判定回路170へ出力することで上述の変更された電位でメモリマトリクス165に書き込みを行う(S115)。ただし、リークによるメモリセルのデータ破壊を見るためのデータなので、メモリセルに対して電位を供給する方のデータとし、通常は“1”を書き込む。その後、RFC制御回路150は、データMUX173に対してデータフローコントロール138からデータ経路の接続を外部からデータを読み書き可能な通常のデータ経路となるように制御する。更に、RFC制御回路150は、メモリセルの書込電位レジスタ153の値を通常のリフレッシュ電位に戻す(S116)。それにより、メモリセルの書き込み電位が元に戻る。
When the number of hits (the value of the hit number register 152) is 2 (S110: “2”), the
ヒット回数(ヒット回数レジスタ152の値)が3の場合(S110:“3”)、RFC制御回路150はデータMUX173に対してデータフローコントロール138からデータの経路をデータアンプ167からデータMUX173を介してリフレッシュ成否判定回路170に繋がる経路に切り替える信号を送る。ヒット回数2回目のS115で書き込みしたデータ(メモリマトリクス165に通常のリフレッシュ電位より若干低めの電位で書き込みしたデータ)をリフレッシュ成否判定回路170に読み出す(S117)。リフレッシュ成否判定回路170は、読み出したデータがS115で書き込んだデータと比較してデータが正常であるかの判定結果をリフレッシュ成否信号136を通してRFC制御回路150に出力する(S118)。データが正常の場合(S118:Yes)、RFC制御回路150は、リフレッシュ間隔を所定の間隔で長くするようリフレッシュ増減信号121をリフレッシュ制御回路155に出力する(S119)。データが異常の場合(S118:No)、RFC制御回路150は、リフレッシュ間隔を所定の間隔で短くするようにリフレッシュ増減信号121をリフレッシュ制御回路155に出力する(S120)。その後、RFC制御回路150は、データMUX173に対してデータフローコントロール138からデータ経路の接続を外部からデータを読み書き可能な通常のデータ経路となるように制御する。
When the number of hits (the value of the hit number register 152) is 3 (S110: “3”), the
ヒット回数(ヒット回数レジスタ152の値)が4の場合(S110:“4”)、RFC制御回路150は、ヒット回数レジスタ152を“0”に変更する(S111)。RFC制御回路150はデータMUX173に対してデータフローコントロール138からデータの経路をメモリマトリクス165からデータMUX173を介してデータ用レジスタ174に繋がる経路に切り替える信号を送る。それにより、データ用レジスタ174に退避していたデータがメモリマトリクス165へ出力され本来のデータに書き戻される(S104)。RFC制御回路150は、データ書き戻しフラグ154を“0”に変更する。書き戻し終了後、RFC制御回路150は、データMUX173に対してデータフローコントロール138からデータ経路の接続を外部からデータを読み書き可能な通常のデータ経路となるように制御する(S105)。
When the hit count (value of the hit count register 152) is 4 (S110: “4”), the
リフレッシュチェック対象としたメモリマトリクス165のメモリセルについて、ヒット回数に応じて行っている動作を簡潔に表すと以下の様になっている。
まず、ヒット回数1のときにメモリセルのデータを退避させ(S112−S113)、ヒット回数2のときにメモリセルへの書き込み電位を変更して実験的にデータを書き込み(S114−S115)、ヒット回数3のときにその実験的に書き込んだデータを読み出して、正常か否かを判定し、正常/異常に基づいてリフレッシュ間隔を変更し(S117−S120)、ヒット回数4のときにヒット回数を0に戻し、退避させたデータをメモリセルに書き戻している(S111、S104)。
The operation performed according to the number of hits for the memory cells of the
First, the data in the memory cell is saved when the hit count is 1 (S112-S113), and when the hit count is 2, the write potential to the memory cell is changed and the data is experimentally written (S114-S115). When the number of times is 3, the experimentally written data is read to determine whether it is normal, and the refresh interval is changed based on normality / abnormality (S117-S120). Returning to 0, the saved data is written back to the memory cell (S111, S104).
すなわち、メモリマトリクス165のリフレッシュを実行しながら、リフレッシュチェック対象のメモリセルに関しては、ある時点でのリフレッシュを行うとき(ヒット回数1)から4回目のリフレッシュを行うとき(ヒット回数4)まで、上記ヒット回数1からヒット回数4までの動作を実行する。これにより、そのリフレッシュチェック対象のメモリセルに関して、最適なリフレッシュ間隔を検査することができる。このようなリフレッシュチェックをメモリマトリクス165の全てのメモリセルで行うことで、最終的にメモリマトリクス165について最適なリフレッシュ間隔を決定することができる。
That is, while refreshing the
上記リフレッシュチェックを複数回のヒットに分けてリフレッシュチェックを行うのは、以下の理由による。本実施の形態では、通常のメモリセルを用いてリフレッシュチェックを行うため、リフレッシュチェック中もアクセスが行われる可能性が有る。そのため、リフレッシュチェックの途中で書き込みや読み出しが行われても良いようにするため、リフレッシュチェックは一気に行われるのではなく、4段階のステップに区切って行われる。なお、リフレッシュ(チェック)の途中で行われる書き込みや読み出しについては後述される。 The refresh check is performed by dividing the refresh check into a plurality of hits for the following reason. In this embodiment, since a refresh check is performed using a normal memory cell, there is a possibility that an access is performed even during the refresh check. For this reason, the refresh check is not performed all at once but is divided into four steps so that writing or reading may be performed during the refresh check. Note that writing and reading performed during the refresh (check) will be described later.
上記のS115においてリフレッシュ成否判定時に書き込む通常のリフレッシュ電位より若干低めの電位について説明する。その若干低めの電位は、メモリマトリクス165内のメモリセルのバラツキによって生じる最小の書き込み電位の値程度であり、通常書き込む電位より十分低いものとする。ただし、バラツキによって生じる最小の書き込み電位とは、通常のリフレッシュ電位を与えても、メモリセルのバラツキで、あるメモリセルに印加される電位が低くなり、その値がメモリマトリクス165内で最小である電位のことである。メモリセルに書き込む電位を通常書き込む電位(その最小の書き込み電位より十分余裕のある電位)より低い電位で書き込む理由は、以下のとおりである。S118で読み出したデータが正常で無い場合、通常のメモリセルに書き込む電位より低い書き込み電位において、リフレッシュ不良が発生したことになる。このリフレッシュ不良の状態においても、通常の電位でリフレッシュを行ったメモリセルのデータが破壊するその最小の電位まで余裕を残すことで、その最小の電位を用いたリフレッシュ間隔の調整により、メモリマトリクス165に書き込まれている通常書き込み電位でリフレッシュされていたデータが破壊するのを防ぐことができる。すなわち、通常書き込む電位より低い電位でリフレッシュ間隔のを調整することで、調整後のリフレッシュ間隔にマージンを持たせることができる。
The potential slightly lower than the normal refresh potential that is written when the refresh is determined in S115 will be described. The slightly lower potential is about the value of the minimum write potential generated by the variation of the memory cells in the
次に、リフレッシュ間隔(時間)の調整方法について説明する。
リフレッシュ間隔レジスタ159には予めリフレッシュ間隔を示す値が設定されている。リフレッシュ時間調整回路157は、リフレッシュ間隔レジスタ159の値を参照して、発振回路156の信号に基づいて、リフレッシュ間隔を調整する。リフレッシュ制御回路155は、調整されたリフレッシュ間隔に応じてリフレッシュアドレス122とリフレッシュタイミング131を発生する。
Next, a method for adjusting the refresh interval (time) will be described.
A value indicating a refresh interval is set in the
ここで、RFC制御回路150からリフレッシュ制御回路155にリフレッシュ制御変更信号120が来ていない場合、リフレッシュ間隔レジスタ159は予め決められた値となる。一方、リフレッシュ制御変更信号120が来た場合、RFC制御回路150からのリフレッシュ増減信号121の内容によって動作が変わる。リフレッシュ増減信号121としてリフレッシュ間隔を短くする信号が来た場合、リフレッシュ制御回路155は、リフレッシュ間隔レジスタ159の値をリフレッシュ間隔が短くなるように調整し、リフレッシュ連続増カウンタ158をクリアする。リフレッシュ増減信号121としてリフレッシュ間隔を長くする信号が来た場合、かつ、連続で「予め決められた回数」が来た場合、リフレッシュ制御回路155は、リフレッシュ間隔レジスタ159の値をリフレッシュ間隔が長くなるように調整する。その調整を、その予め決められた回数だけ行う。その調整した回数をメモリセルごとにカウントするのがリフレッシュ連続増カウンタ158であり、例えばリフレッシュ間隔を長くする場合、メモリマトリクス165の全メモリセルを全て検査して途中に特性の悪いセルが無いことを確認するためにメモリマトリクス165を全てのメモリセルの数の分だけ連続でカウントする為のカウンタ長を持つ。リフレッシュ間隔を増減することにより、高温でメモリセルのリークが多くなりメモリセルのデータが破壊し易い状態ではリフレッシュ間隔を短くすることでデータの破壊を防ぎ、低温でメモリセルのリークが少なくデータの破壊がし難い状態ではリフレッシュ間隔を伸ばすことで、データの破壊無しに最適なリフレッシュタイミングに調整することができる。
Here, when the refresh
次に、通常動作状態(メモリマトリクス165に対して読み出しや書き込み等を行う状態)の説明を行う。すなわち、リフレッシュ(チェック)の途中で行われる読み出しや書き込みについて説明する。ただし、読み出しや書き込みをしようとしているアドレスはアドレスMUX160により外部入力のアドレスであるRAS103とCAS104とに切り替わっているものとする。
Next, a normal operation state (a state in which reading, writing, or the like is performed on the memory matrix 165) is described. That is, reading and writing performed during the refresh (check) will be described. However, it is assumed that the address to be read or written is switched to the external
読み出し状態(動作)について、図4のフローを用いて説明する。図4は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体集積回路の読み出し動作の一例を示すフローチャートである。読み出し状態では、まず、RFC制御回路150は、データ書き戻しフラグ154を確認する(S201)。データ書き戻しフラグ154が“0”の場合(S201:“0”)、データが退避されたメモリセルが無いので、通常通りのプロセスで、メモリマトリクス165からデータを読み出す(S202)。書き戻しフラグ154が“1”の場合(S201:“1”)、データが退避されているメモリセルが存在するので、読み出そうとしているアドレスとリフレッシュアドレスレジスタ151のアドレス(データが退避されたメモリのアドレス)とを、アドレス比較回路162を用いて比較する(S203)。アドレスが違う場合(S203:スルー)、読み出し対象のメモリセルのデータは退避されていないので、通常通りのプロセスで、メモリマトリクス165からデータを読み出す(S202)。アドレスが同じ場合(S203:ヒット)、読み出し対象のメモリセルのデータが退避されているので、RFC制御回路150は、データフローコントロール138をデータMUX173へ出力する。データMUX173は、データフローコントロール138に基づいて、データ経路の接続を、データラッチ172からデータMUX173を介してデータ用レジスタ174に繋がる経路に切り替える。それにより、データ退避先であるデータ用レジスタ174からデータラッチ172を介してデータを読み出す。その後、RFC制御回路150は、データフローコントロール138をデータMUX173へ出力して、データ経路がデータラッチ172からデータMUX173を介してデータアンプ167に繋がる経路となるようにデータMUX173の接続を元に戻す(S204)。
The reading state (operation) will be described with reference to the flow of FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the read operation of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention. In the read state, first, the
書き込み状態(動作)について、図5のフローを用いて説明する。図5は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体集積回路の書き込み動作の一例を示すフローチャートである。書き込み状態では、まず、RFC制御回路150は、データ書き戻しフラグ154を確認する(S301)。データ書き戻しフラグ154が“0”の場合(S301:“0”)、データが退避されたメモリセルが無いので、通常通りのプロセスで、メモリマトリクス165にデータイン109から入力されたデータを書き込む(S302)。データ書き戻しフラグ154が“1”の場合(S301:“1”)、データが退避されているメモリセルが存在するので、書き込もうとするアドレスとリフレッシュアドレスレジスタ151のアドレス(データが退避されたメモリのアドレス)とを、アドレス比較回路162を用いて比較する(S303)。アドレスが違う場合(S303:スルー)、書き込み対象のメモリセルのデータは退避されているので、通常通りのプロセスで、メモリマトリクス165にデータイン109から入力されたデータを書き込み対象のメモリセルに書き込む(S302)。アドレスが同じ場合(S303:ヒット)、書込み対象のメモリセルのデータは退避されているので、RFC制御回路150は、書き戻しフラグ154を“0”に変更する(S304)。そして、通常通りのプロセスで、メモリマトリクス165にデータイン109から入力されたデータを書き込み対象のメモリセルに書き込む(S302)。
A writing state (operation) will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the write operation of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention. In the write state, first, the
本実施の形態は、メモリマトリクス165内の各メモリセルをリフレッシュチェックに使用する事でメモリマトリクス165のメモリセルの特性に合わせた最適なリフレッシュ間隔(時間)を得ることができる。それにより、リフレッシュ間隔を長くして消費電力を削減できる。
その理由は、以下の通りである。従来技術ではメモリマトリクス3の周辺にあるリフレッシュチェックセルアレイ6のセルでメモリセルの特性を代用しているため、必ずしもメモリマトリクス3の特性をそのまま反映しているとはいえない。しかし、本実施の形態ではリフレッシュチェックに使用するメモリマトリクス165内の特定の場所のデータをデータ用レジスタ174に退避させ、リフレッシュチェックの結果でリフレッシュ時間を調整し、リフレッシュチェックが終わってから退避させたデータを元の場所に書き戻すことでデータを保持するので、特性劣化で置換した置換先セルを含めたメモリとして使用しているメモリマトリクス165内のセルをリフレッシュチェックに使用することで、実際に使用しているメモリマトリクスにとって必要最小限のリフレッシュ時間を適用できる。
In the present embodiment, by using each memory cell in the
The reason is as follows. In the prior art, the characteristics of the memory cell are substituted for the cells of the refresh
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る半導体集積回路及びリフレッシュ制御回路の構成について説明する。
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体集積回路及びリフレッシュ制御回路の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態の半導体集積回路は、第1の実施の形態と比較して、RC−RAS101とRC−CAS102の各入力端子部分に巡回アドレス発生回路180を追加し、リフレッシュアドレス122を巡回アドレス発生回路180に入力するようにした点で異なっている。
(Second Embodiment)
The configurations of the semiconductor integrated circuit and the refresh control circuit according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the semiconductor integrated circuit and the refresh control circuit according to the second embodiment of the present invention. As compared with the first embodiment, the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment adds a cyclic
巡回アドレス発生回路180はメモリマトリクス165のアドレス内で巡回(全アドレスやアドレススキップや特定アドレスだけの周回)する所望のアドレスを発生し、リフレッシュアドレス122を受けて次の所望のアドレスを発生する。
The cyclic
動作としてはRC−イネーブル100を“1”のまま固定にすることで、巡回アドレス発生回路180の発生するアドレスに対応したメモリマトリクス165のメモリセルに対して、RC−イネーブル100とRC−RAS101とRC−CAS102にリフレッシュを行うアドレスが出力される。次に、図2のS106に移行する(RC−イネーブル100が“1”の場合の動作)。以後は第1の実施の形態と同じ動作である。本実施の形態では、第1の実施の形態の外部入力であるRC−RAS101とRC−CAS102を、巡回アドレス発生回路180による自動発生に置き換えている。
As an operation, the RC-
第1の実施の形態と同様にリフレッシュチェックが行われ、所望のアドレスについて最低限必要なリフレッシュ間隔に調整される。また、所望のアドレス以外のメモリセルについても、前記で設定したリフレッシュ間隔に調整される。 A refresh check is performed in the same manner as in the first embodiment, and a desired address is adjusted to the minimum required refresh interval. Further, the memory cell other than the desired address is also adjusted to the refresh interval set above.
巡回アドレスとして発生するアドレスを、予め測定した最もリーク量の多いメモリセルのアドレスにすることで、リーク量の多いメモリセルにあわせたリフレッシュを行うことができる。入力端子は、外部からの様々な要因(静電気やノイズ等)を侵入させるため、少ない方が望ましい。そのため、リフレッシュチェック用のアドレスを発生するアドレス発生回路を付加することによって外部からの入力端子を減らす事ができる。 By setting the address generated as the cyclic address to the address of the memory cell having the largest amount of leakage measured in advance, it is possible to perform refresh in accordance with the memory cell having the largest amount of leakage. It is desirable that the number of input terminals be small because various factors (static electricity, noise, etc.) enter from outside. For this reason, external input terminals can be reduced by adding an address generation circuit for generating an address for refresh check.
本発明の各実施の形態では、以下の効果を得ることができる。
第1の効果としては消費電力を削減できる。その理由は、代用のチェックアレイを使わずにメモリマトリクスを使って必要最小限のリフレッシュ間隔を検査し、検査結果に応じてリフレッシュ間隔(時間)を設定することができるため、リフレッシュ間隔(時間)を長くして不要なリフレッシュ動作を無くして消費電流を削減できるからである。
In each embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
As a first effect, power consumption can be reduced. The reason is that the minimum refresh interval can be inspected using a memory matrix without using a substitute check array, and the refresh interval (time) can be set according to the inspection result. This is because an unnecessary refresh operation can be eliminated by lengthening the current consumption, thereby reducing current consumption.
第2の効果としてはメモリセル起因の歩留まり低下を抑えることができる。
その理由は、リフレッシュチェック用のセルをメモリマトリクスとは別に用意する必要が無く、周辺回路はメモリマトリクスのセルに対して素子や配線の間隔に十分余裕の有る作りになっていて、ゴミ等による配線切断やシュートや形状異常による不良の発生率がセルよりも圧倒的に少ないのが一般的であるため、リフレッシュチェック用セルが無い分だけセル起因の歩留まり低下を抑えることが出来るためである。
As a second effect, a decrease in yield due to the memory cell can be suppressed.
The reason for this is that there is no need to prepare refresh check cells separately from the memory matrix, and the peripheral circuit is made with a sufficient margin for the elements and wirings with respect to the cells of the memory matrix. This is because the occurrence rate of defects due to wiring cuts, shoots and shape abnormalities is generally much lower than that of cells, so that a decrease in yield due to cells can be suppressed to the extent that there are no refresh check cells.
本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and it is obvious that the embodiments can be appropriately modified or changed within the scope of the technical idea of the present invention.
1 入力手段
2 コラム系制御手段
3 メモリマトリクス
4 ロウ系制御手段
5 センスアンプ
6 リフレッシュチェックセルアレイ
7 リフレッシュリード・ライト手段
8 リフレッシュ手段
9 リフレッシュチェック手段
21 コラム系制御回路
22 コラム系アドレスバッファ
23 コラムデコーダ
41 ロウ系制御回路
42 ロウ系アドレスバッファ
43 ロウデコーダ
83 リフレッシュアドレスカウンター
100 RC−イネーブル
101 RC−RAS
102 RC−CAS
103 RAS
104 CAS
105 CLK
106 CSB
107 WEB
108 REFB
109 データイン
110 データアウト
120 リフレッシュ制御変更信号
121 リフレッシュ増減信号
122 リフレッシュアドレス
123 アドレスヒット信号
124 アドレス及び制御
125 ヒット時の制御信号
126 アクティブ
127 リフレッシュイネーブル
128 デコードタイミング
129 センス/デコードタイミング
130 ライトタイミング
131 リフレッシュタイミング
132 アクティブ/ライト
133 書き込みコントロール
134 書き込み電位
135 リフレッシュテスト信号
136 リフレッシュ成否信号
137 リード/ライト
138 データフローコントロール
139 データ
150 RFC制御回路
151 リフレッシュアドレスレジスタ
152 ヒット回数レジスタ
153 メモリセルの書込電位レジスタ
154 データ書き戻しフラグ
155 リフレッシュ制御回路
156 発振回路
157 リフレッシュ時間調整回路
158 リフレッシュ連続増カウンタ
159 リフレッシュ間隔レジスタ
160 アドレスMUX
161 アドレスラッチ
162 アドレス比較回路
163 プリデコーダ
164 ロウデコーダ
165 メモリマトリクス
166 カラムデコーダ及びセンスアンプ
167 データアンプ
168 タイミングコントローラ
169 コマンド制御回路
170 リフレッシュ成否判定回路
171 セルの書き込み電位変更回路
172 データラッチ
173 データMUX
174 データ用レジスタ
180 巡回アドレス発生回路
DESCRIPTION OF
102 RC-CAS
103 RAS
104 CAS
105 CLK
106 CSB
107 WEB
108 REFB
109 Data-in 110 Data-out 120 Refresh
161
174 Data register 180 cyclic address generation circuit
Claims (12)
前記複数のメモリセルのリフレッシュを実行するリフレッシュ制御部と、
前記リフレッシュが適切に実行されているかを検証するRFC制御部と
を具備し、
前記複数のメモリセルは、データの記憶及び前記検証の両方に使用され、
前記RFC制御部は、
前記複数のメモリセルのうちの前記検証用のメモリセルのアドレスを保持するリフレッシュアドレス記憶部と、
前記検証用のメモリセルのデータを退避するデータ用記憶部と、
前記検証用の書き込み電位を格納する書込電位記憶部と
を備え、
前記RFC制御部は、
前記リフレッシュ制御部が前記リフレッシュしようとするメモリセルのアドレスと、前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとが一致するか否かを判定し、
前記判定結果が一致の場合、前記検証用のメモリセルのデータを前記データ用記憶部に退避させ、
前記書込電位記憶部の前記検証時の書き込み電位に基づいて、前記検証用のメモリセルに対する書き込み電位を、前記検証時の書き込み電位に変更し、
前記検証時の書き込み電位で前記メモリセルに書き込みを行った結果の成否を判定し、
前記判定結果が成功の場合、前記リフレッシュの間隔を長くし、失敗の場合、前記リフレッシュの間隔を短くするための制御信号を前記リフレッシュ制御部に出力し、
前記リフレッシュ制御部は、前記制御信号に基づいて、前記リフレッシュの間隔を変更し、
前記RFC制御部は、前記データ用記憶部のデータを前記検証用のメモリセルに書き戻す
半導体集積回路。 A memory matrix having a plurality of memory cells;
A refresh controller for performing refresh of the plurality of memory cells;
An RFC control unit for verifying whether the refresh is properly executed, and
The plurality of memory cells are used for both data storage and verification;
The RFC control unit
A refresh address storage unit for holding an address of the verification memory cell among the plurality of memory cells;
A data storage unit for saving data of the verification memory cell;
A write potential storage unit for storing the verification write potential,
The RFC control unit
Determining whether the address of the memory cell to be refreshed by the refresh control unit matches the address of the refresh address storage unit;
When the determination result is coincident, the data of the verification memory cell is saved in the data storage unit,
Based on the write potential at the time of the verification of the write potential storage unit, the write potential to the verification memory cell is changed to the write potential at the time of verification,
Determine the success or failure of the result of writing to the memory cell with the write potential at the time of verification,
When the determination result is successful, the refresh interval is lengthened, and when it is unsuccessful, a control signal for shortening the refresh interval is output to the refresh control unit,
The refresh control unit changes the refresh interval based on the control signal,
The RFC control unit writes data in the data storage unit back to the verification memory cell. Semiconductor integrated circuit.
前記RFC制御部は、
前記リフレッシュ制御部が前記リフレッシュしようとするメモリセルのアドレスと、前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとが一致するか否かを判定するアドレス比較部と、
前記書込電位記憶部の前記検証時の書き込み電位に基づいて、前記検証用のメモリセルに対する書き込み電位を、前記検証時の書き込み電位に変更する書き込み電位変更部と
前記検証時の書き込み電位で前記メモリセルに書き込みを行った結果の成否を判定するリフレッシュ成否判定部と
備える
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1,
The RFC control unit
An address comparison unit for determining whether the address of the memory cell to be refreshed by the refresh control unit matches the address of the refresh address storage unit;
Based on the write potential at the time of verification of the write potential storage unit, the write potential change unit that changes the write potential to the verification memory cell to the write potential at the time of verification, and the write potential at the time of verification A semiconductor integrated circuit comprising: a refresh success / failure determination unit for determining success / failure of a result of writing to a memory cell.
前記RFC制御部は、
前記判定結果の一致が最初のとき、前記検証用のメモリセルのデータを前記データ用記憶部に退避させ、
前記判定結果の一致が2回目のとき、前記検証用のメモリセルに対する書き込み電位を、前記検証時の書き込み電位に変更させ、
前記判定結果の一致が3回目のとき、前記制御信号を前記リフレッシュ制御部に出力して、前記リフレッシュの間隔を変更させ、
前記判定結果の一致が4回目のとき、前記データ用記憶部のデータを前記検証用のメモリセルに書き戻す
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2,
The RFC control unit
When the match of the determination results is the first, the data of the verification memory cell is saved in the data storage unit,
When the determination result coincides with the second time, the write potential to the verification memory cell is changed to the write potential at the verification,
When the determination result coincides with the third time, the control signal is output to the refresh control unit to change the refresh interval,
When the determination result coincides with the fourth time, the data in the data storage unit is written back to the verification memory cell. Semiconductor integrated circuit.
前記リフレッシュ制御部は、
前記制御信号に応答して増減される前記リフレッシュ間隔が格納されたリフレッシュ間隔記憶部と、
前記リフレッシュ間隔記憶部を参照して、前記リフレッシュ間隔を調整するリフレッシュ時間調整部と
を備える
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2,
The refresh control unit
A refresh interval storage unit storing the refresh interval that is increased or decreased in response to the control signal;
A semiconductor integrated circuit comprising: a refresh time adjustment unit that adjusts the refresh interval with reference to the refresh interval storage unit.
前記RFC制御部は、前記データ用記憶部のデータを前記検証用のメモリセルに書き戻したか否かを示すデータ書き戻し記憶部を更に備え、
前記複数のメモリセルに含まれる読み出し対象のメモリセルからのデータ読み出しにおいて、
前記RFC制御回路が、前記データ書き戻し記憶部を参照して、書き戻しが終了していない場合、
前記読み出し対象のメモリセルのアドレスと、前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとが一致するか否かを判定し、
前記判定結果が一致の場合、前記データ用記憶部のデータを読み出し、前記結果が不一致の場合、前記読み出し対象のメモリセルからデータを読み出す
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 1 or 2,
The RFC control unit further includes a data write-back storage unit indicating whether or not the data in the data storage unit is written back to the verification memory cell,
In reading data from a memory cell to be read included in the plurality of memory cells,
When the RFC control circuit refers to the data write-back storage unit and the write-back is not completed,
Determining whether the address of the memory cell to be read and the address of the refresh address storage unit match;
A semiconductor integrated circuit that reads data from the data storage unit when the determination result is coincident, and reads data from the memory cell to be read when the result is not coincident.
前記複数のメモリセルに含まれる書き込み対象のメモリセルへのデータ書き込みにおいて、
前記RFC制御回路が、前記データ書き戻し記憶部を参照して、書き戻しが終了していない場合、
前記書き込み対象のメモリセルのアドレスと、前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとが一致するか否かを判定し、
前記判定結果が一致の場合、前記データ書き戻し記憶部を書き戻しが終了した状態にし、
前記書き込み対象のメモリセルへデータを書き込み
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to claim 5,
In writing data to a write target memory cell included in the plurality of memory cells,
When the RFC control circuit refers to the data write-back storage unit and the write-back is not completed,
Determining whether the address of the memory cell to be written matches the address of the refresh address storage unit;
If the determination result is coincident, the data write-back storage unit is put in a state where the write-back is completed,
A semiconductor integrated circuit for writing data to the memory cell to be written.
前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとして、前記メモリマトリクスのアドレス内で巡回するアドレスを供給する巡回アドレス発生部を更に具備する
半導体集積回路。 The semiconductor integrated circuit according to any one of claims 1 to 6,
A semiconductor integrated circuit, further comprising: a cyclic address generation unit that supplies an address that circulates within an address of the memory matrix as the address of the refresh address storage unit.
前記半導体集積回路は、
複数のメモリセルを有するメモリマトリクスと、
前記複数のメモリセルのリフレッシュを実行するリフレッシュ制御部と、
前記リフレッシュが適切に実行されているかを検証するRFC制御部と
を具備し、
前記複数のメモリセルは、データの記憶及び前記検証の両方に使用され、
前記RFC制御部は、
前記複数のメモリセルのうちの前記検証用のメモリセルのアドレスを保持するリフレッシュアドレス記憶部と、
前記検証用のメモリセルのデータを退避するデータ用記憶部と、
前記検証用の書き込み電位を格納する書込電位記憶部と
を備え、
前記半導体集積回路のリフレッシュ制御方法は、
前記RFC制御部が、前記リフレッシュ制御部が前記リフレッシュしようとするメモリセルのアドレスと、前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとが一致するか否かを判定するステップと、
前記判定結果が一致の場合、前記RFC制御部が、前記検証用のメモリセルのデータを前記データ用記憶部に退避させるステップと、
前記RFC制御部が、前記書込電位記憶部の前記検証時の書き込み電位に基づいて、前記検証用のメモリセルに対する書き込み電位を、前記検証時の書き込み電位に変更するステップと、
前記RFC制御部が、前記検証時の書き込み電位で前記メモリセルに書き込みを行った結果の成否を判定するステップと、
前記RFC制御部が、記判定結果が成功の場合、前記リフレッシュの間隔を長くし、失敗の場合、前記リフレッシュの間隔を短くするための制御信号を前記リフレッシュ制御部に出力するステップと、
前記リフレッシュ制御部が、前記制御信号に基づいて、前記リフレッシュの間隔を変更するステップと、
前記RFC制御部が、前記データ用記憶部のデータを前記検証用のメモリセルに書き戻すステップと
を具備する
半導体集積回路のリフレッシュ制御方法。 A refresh control method for a semiconductor integrated circuit, comprising:
The semiconductor integrated circuit is:
A memory matrix having a plurality of memory cells;
A refresh controller for performing refresh of the plurality of memory cells;
An RFC control unit for verifying whether the refresh is properly executed, and
The plurality of memory cells are used for both data storage and verification;
The RFC control unit
A refresh address storage unit for holding an address of the verification memory cell among the plurality of memory cells;
A data storage unit for saving data of the verification memory cell;
A write potential storage unit for storing the verification write potential,
The semiconductor integrated circuit refresh control method comprises:
The RFC control unit determining whether or not the address of the memory cell that the refresh control unit intends to refresh matches the address of the refresh address storage unit;
If the determination result is coincident, the RFC control unit saves the data of the verification memory cell in the data storage unit;
The RFC control unit changing a write potential for the verification memory cell to the write potential at the time of verification based on the write potential at the time of verification of the write potential storage unit;
The RFC control unit determining success or failure of a result of writing to the memory cell at a write potential at the time of verification;
The RFC control unit, when the determination result is successful, to increase the refresh interval, and to fail, output a control signal to the refresh control unit to shorten the refresh interval;
The refresh control unit changing the refresh interval based on the control signal;
A refresh control method for a semiconductor integrated circuit, wherein the RFC control unit includes a step of writing back the data in the data storage unit to the verification memory cell.
前記RFC制御部が、
前記判定結果の一致が最初のとき、前記検証用のメモリセルのデータを前記データ用記憶部に退避させるステップと、
前記判定結果の一致が2回目のとき、前記検証用のメモリセルに対する書き込み電位を、前記検証時の書き込み電位に変更させるステップと、
前記判定結果の一致が3回目のとき、前記制御信号を前記リフレッシュ制御部に出力して、前記リフレッシュの間隔を変更させるステップと、
前記判定結果の一致が4回目のとき、前記データ用記憶部のデータを前記検証用のメモリセルに書き戻すステップと
を更に具備する
半導体集積回路のリフレッシュ制御方法。 The semiconductor integrated circuit refresh control method according to claim 8,
The RFC controller is
When the determination result matches first, the step of saving the data of the verification memory cell in the data storage unit;
A step of changing a write potential to the verification memory cell to a write potential at the time of verification when the determination result coincides with the second time;
Outputting the control signal to the refresh controller when the determination result coincides with the third time, and changing the refresh interval;
A refresh control method for a semiconductor integrated circuit, further comprising the step of writing back the data in the data storage unit to the verification memory cell when the determination result matches four times.
前記RFC制御部は、前記データ用記憶部のデータを前記検証用のメモリセルに書き戻したか否かを示すデータ書き戻し記憶部を更に備え、
前記半導体集積回路のリフレッシュ制御方法は、
前記複数のメモリセルに含まれる読み出し対象のメモリセルからのデータ読み出しにおいて、
前記RFC制御回路が、前記データ書き戻し記憶部を参照して、書き戻しが終了していない場合、
前記読み出し対象のメモリセルのアドレスと、前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとが一致するか否かを判定するステップと、
前記判定結果が一致の場合、前記データ用記憶部のデータを読み出し、前記結果が不一致の場合、前記読み出し対象のメモリセルからデータを読み出すステップと
を更に具備する
半導体集積回路のリフレッシュ制御方法。 The semiconductor integrated circuit refresh control method according to claim 8,
The RFC control unit further includes a data write-back storage unit indicating whether or not the data in the data storage unit is written back to the verification memory cell,
The semiconductor integrated circuit refresh control method comprises:
In reading data from a memory cell to be read included in the plurality of memory cells,
When the RFC control circuit refers to the data write-back storage unit and the write-back is not completed,
Determining whether the address of the memory cell to be read matches the address of the refresh address storage unit;
A refresh control method for a semiconductor integrated circuit, further comprising: reading data from the data storage unit if the determination result is coincident; and reading data from the memory cell to be read if the result is disagreement.
前記半導体集積回路のリフレッシュ制御方法は、
前記複数のメモリセルに含まれる書き込み対象のメモリセルへのデータ書き込みにおいて、
前記RFC制御回路が、前記データ書き戻し記憶部を参照して、書き戻しが終了していない場合、
前記書き込み対象のメモリセルのアドレスと、前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとが一致するか否かを判定するステップと、
前記判定結果が一致の場合、前記データ書き戻し記憶部を書き戻しが終了した状態にするステップと、
前記書き込み対象のメモリセルへデータを書き込むステップと
を更に具備する
半導体集積回路のリフレッシュ制御方法。 The semiconductor integrated circuit refresh control method according to claim 10,
The semiconductor integrated circuit refresh control method comprises:
In writing data to a write target memory cell included in the plurality of memory cells,
When the RFC control circuit refers to the data write-back storage unit and the write-back is not completed,
Determining whether the address of the memory cell to be written matches the address of the refresh address storage unit;
If the determination result is coincident, the step of putting the data write-back storage unit in a state where the write-back is completed;
A method of controlling refresh of a semiconductor integrated circuit, further comprising: writing data to the memory cell to be written.
前記リフレッシュアドレス記憶部の前記アドレスとして、前記メモリマトリクスのアドレス内で巡回するアドレスを供給するステップを更に具備する
半導体集積回路のリフレッシュ制御方法。 The refresh control method for a semiconductor integrated circuit according to any one of claims 8 to 11,
A refresh control method for a semiconductor integrated circuit, further comprising the step of supplying an address that circulates within an address of the memory matrix as the address of the refresh address storage unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010089239A JP2011222074A (en) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | Semiconductor integrated circuit, refresh control circuit and refresh control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010089239A JP2011222074A (en) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | Semiconductor integrated circuit, refresh control circuit and refresh control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011222074A true JP2011222074A (en) | 2011-11-04 |
Family
ID=45038890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010089239A Withdrawn JP2011222074A (en) | 2010-04-08 | 2010-04-08 | Semiconductor integrated circuit, refresh control circuit and refresh control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011222074A (en) |
-
2010
- 2010-04-08 JP JP2010089239A patent/JP2011222074A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10818337B2 (en) | Semiconductor memory device for preventing occurrence of row hammer issue | |
US10388398B2 (en) | Memory apparatus including a command controller | |
US7961542B2 (en) | Methods, circuits, and systems to select memory regions | |
EP1906410B1 (en) | Semiconductors memory device with partial refresh function | |
US11417385B1 (en) | Semiconductor memory apparatus | |
JP2013037762A (en) | Method for driving semiconductor memory element | |
US11152078B1 (en) | Apparatuses and methods for refreshing memories with redundancy | |
US8363496B2 (en) | Semiconductor memory device performing refresh operation and method of testing the same | |
JP2007242158A (en) | Semiconductor memory, memory system, and operation method of semiconductor memory | |
US6782498B2 (en) | Semiconductor memory device allowing mounting of built-in self test circuit without addition of interface specification | |
CN114121075B (en) | System and method for memory refresh | |
JP2005222593A (en) | Semiconductor memory and refreshing method of semiconductor memory | |
JP2004206855A (en) | Semiconductor memory | |
US8254197B2 (en) | Semiconductor memory device and self refresh test method | |
JP2022144926A (en) | semiconductor memory device | |
US8745454B2 (en) | Semiconductor device having test mode and method of controlling the same | |
KR20040014237A (en) | Semiconductor memory device and method for testing semiconductor memory device | |
JP4563694B2 (en) | Semiconductor memory device and word line driving method. | |
US7333374B2 (en) | Semiconductor memory device capable of replacing defective memory cell with redundant memory cell, and electronic equipment | |
KR100953607B1 (en) | Semiconductor memory and memory system | |
KR20160104977A (en) | Semiconductor memory device and refresh control method thereof | |
JP2011222074A (en) | Semiconductor integrated circuit, refresh control circuit and refresh control method | |
US6903990B2 (en) | Refresh control for semiconductor memory device | |
KR20210054585A (en) | Input receiver circuit and apparatus and method for receiver mask therefor | |
TWI773203B (en) | Semiconductor memory apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130702 |