JP2014157647A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体記憶装置に関し、例えば、スタティック型のメモリセルを有する半導体記憶装置に好適に利用できるものである。 The present invention relates to a semiconductor memory device, and can be suitably used for a semiconductor memory device having static memory cells, for example.
LSI(Large Scale Integrated circuit:大規模集積回路)等の半導体集積回路においては、動作電源電圧の低下及び使用されるトランジスタの微細化に伴い、半導体集積回路で使用されるトランジスタの閾値電圧がテクノロジ毎に低下してきている。閾値電圧が低いトランジスタでは、トランジスタがオフ状態及びスタンバイ状態であるときにソース・ドレイン間に流れるスタンバイ電流が大きくなる。 In a semiconductor integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integrated circuit), the threshold voltage of the transistor used in the semiconductor integrated circuit is changed for each technology as the operating power supply voltage is reduced and the transistor used is miniaturized. It has declined. In a transistor having a low threshold voltage, a standby current flowing between the source and the drain increases when the transistor is in an off state and a standby state.
ロジック等の回路では、動作しない回路部分への電源供給を遮断することでスタンバイ電流の削減が可能である。しかし、データを保持しておく必要のあるスタティックRAM(Random Access Memory)等のメモリ回路では、動作しない状態でも電源供給を遮断することができない。 In a circuit such as a logic circuit, standby current can be reduced by cutting off power supply to a circuit portion that does not operate. However, in a memory circuit such as a static RAM (Random Access Memory) that needs to hold data, the power supply cannot be cut off even in a non-operating state.
さらには、スタティックRAM等の回路では、メモリセルなどの高集積回路の占める部分が大きく、チップ内に占める容量が年々大きくなる傾向にある。そのため、メモリセルにおけるスタンバイ電流の低減が半導体集積回路の低消費電力化において、ますます重要となっており、種々の方式が提案されている(特許文献1−4)。 Furthermore, in a circuit such as a static RAM, a portion occupied by a highly integrated circuit such as a memory cell is large, and the capacity occupied in the chip tends to increase year by year. For this reason, reduction of standby current in memory cells is becoming more and more important in reducing power consumption of semiconductor integrated circuits, and various methods have been proposed (Patent Documents 1-4).
上記文献等においては、製造ばらつき等に起因するスタンバイ電流を抑制するために固定的にソース線の電位を調整する方式について示されているが、ソース線の電位はメモリセルの経年劣化に伴うデータ保持特性の変化等も考慮して流動的に変更することが望ましい。 In the above-mentioned documents and the like, a method of adjusting the potential of the source line in a fixed manner in order to suppress the standby current due to manufacturing variation or the like is shown. However, the potential of the source line is data associated with aging of the memory cell. It is desirable to change it in consideration of changes in retention characteristics.
上記のような問題を解決するために、メモリセルのデータ保持特性を考慮しつつソース線の電位を調整してスタンバイ電流を抑制することが可能な半導体記憶装置を提供する。 In order to solve the above problems, a semiconductor memory device capable of suppressing a standby current by adjusting a potential of a source line in consideration of data retention characteristics of a memory cell is provided.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施例によれば、半導体記憶装置は、転送用トランジスタ、駆動用トランジスタおよび負荷用トランジスタを有するスタティック型のメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、駆動用トランジスタのソースに接続されるソース線と接地電位間に接続され、ソース線に印加する電位を調整するためのソース線電位調整回路と、ソース線電位調整回路を制御して、接地電位と電源電位との間の電位であって、スタンバイ期間にメモリセルにおいてデータを保持可能なソース線の電位を決定するためのソース線電位制御回路とを備える。ソース線電位制御回路は、メモリセルアレイのメモリセルに書き込まれた所定のデータをスタンバイ期間の後に読み出して、読み出し結果に基づいてソース線電位調整回路に対してソース線に印加する電位を調整するように指示する。 According to one embodiment, a semiconductor memory device includes a memory cell array in which static memory cells having a transfer transistor, a drive transistor, and a load transistor are arranged, a source line connected to the source of the drive transistor, A source line potential adjustment circuit for adjusting the potential applied to the source line and connected between the ground potentials, and a potential between the ground potential and the power supply potential by controlling the source line potential adjustment circuit, A source line potential control circuit for determining a potential of a source line capable of holding data in a memory cell during a period. The source line potential control circuit reads predetermined data written in the memory cells of the memory cell array after the standby period, and adjusts the potential applied to the source line with respect to the source line potential adjustment circuit based on the read result. To instruct.
一実施例によれば、メモリセルのデータ保持特性を考慮しつつソース線の電位を調整してスタンバイ電流を抑制することが可能である。 According to one embodiment, it is possible to suppress the standby current by adjusting the potential of the source line in consideration of the data retention characteristics of the memory cell.
本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。 This embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
<半導体集積回路の構成>
図1は、本実施の形態1に従う半導体集積回路1の全体構成を説明する概略図である。
(Embodiment 1)
<Configuration of semiconductor integrated circuit>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of a semiconductor integrated
図1を参照して、半導体集積回路1は、SRAMモジュール10と、周辺回路20とを含む。周辺回路20は、SRAMモジュール10に対して種々の制御信号を出力したり、SRAMモジュール10からのデータ出力を受けて種々の処理を実行する。
Referring to FIG. 1, semiconductor integrated
SRAMモジュール10は、メモリセルMCを有するメモリアレイMAと、ワード線WLを駆動するためのワード線デコーダ12と、SRAMモジュール10全体を制御する制御部14と、メモリアレイMAに対する入出力データを処理するためのI/O回路16と、ソース線SLの電位(ソース電位ARVSSとも称する)を調整するためのARVSS電位調整回路18とを含む。
The
メモリセルMCは、本例においては、一例としてメモリアレイMAに行列状に配置されているものとする。そして、メモリセル行に対応して複数のワード線WLおよびメモリセル列に対応してビット線BL,BLLが設けられているものとする。 In this example, the memory cells MC are arranged in a matrix in the memory array MA as an example. It is assumed that a plurality of word lines WL and bit lines BL and BLL are provided corresponding to the memory cell rows and the memory cell columns.
メモリセルMCは、負荷用トランジスタであるトランジスタTr1,Tr3と、駆動用トランジスタであるトランジスタTr2,Tr4と、転送用トランジスタであるトランジスタAT1,AT2とを含む。本例においては、一例としてトランジスタTr1,Tr3は、PチャネルMOSトランジスタ、トランジスタTr2,Tr4,AT1,AT2は、NチャネルMOSトランジスタとする。 Memory cell MC includes transistors Tr1 and Tr3 that are load transistors, transistors Tr2 and Tr4 that are drive transistors, and transistors AT1 and AT2 that are transfer transistors. In this example, as an example, the transistors Tr1 and Tr3 are P-channel MOS transistors, and the transistors Tr2, Tr4, AT1, and AT2 are N-channel MOS transistors.
トランジスタTr1は、電源電位VDDMと記憶ノードN0との間に設けられ、ゲートは記憶ノードN1と電気的に結合される。また、トランジスタTr2は、ソース電位ARVSS(ソース側)(<電源電位VDDM)とノードN0との間に設けられ、ゲートは記憶ノードN1と電気的に結合される。トランジスタTr3は、電源電位VDDMと記憶ノードN1との間に設けられ、ゲートは記憶ノードN0と電気的に結合される。また、トランジスタTr4は、ソース電位ARVSSと記憶ノードN1との間に設けられ、ゲートは記憶ノードN0と電気的に結合される。トランジスタAT1は、記憶ノードN0とビット線BLとの間に設けられ、ゲートはワード線WLと電気的に結合される。トランジスタAT2は、記憶ノードN1とビット線BLLとの間に設けられ、ゲートはワード線WLと電気的に結合される。ワード線WLの立ち上げに従って転送用トランジスタAT1,AT2がオンし、記憶ノードN0,N1は、ビット線BL,BLLとそれぞれ電気的に結合される。 Transistor Tr1 is provided between power supply potential VDDM and storage node N0, and has its gate electrically coupled to storage node N1. Transistor Tr2 is provided between source potential ARVSS (source side) (<power supply potential VDDM) and node N0, and its gate is electrically coupled to storage node N1. Transistor Tr3 is provided between power supply potential VDDM and storage node N1, and has its gate electrically coupled to storage node N0. Transistor Tr4 is provided between source potential ARVSS and storage node N1, and has its gate electrically coupled to storage node N0. Transistor AT1 is provided between storage node N0 and bit line BL, and has its gate electrically coupled to word line WL. Transistor AT2 is provided between storage node N1 and bit line BLL, and has its gate electrically coupled to word line WL. As the word line WL rises, the transfer transistors AT1 and AT2 are turned on, and the storage nodes N0 and N1 are electrically coupled to the bit lines BL and BLL, respectively.
メモリセルMCに対するデータの書き込みおよび読み出しについては公知の技術であるため詳細には説明しないが、データの書き込みの際には、ビット線BL,BLLは、書き込みデータに応じた電位レベルにそれぞれ設定され、ワード線WLの立ち上げに伴いトランジスタAT1,AT2がオンして記憶ノードN0,N1はビット線BL,BLLの電位レベルに応じた電位に設定される。これによりメモリセルMCにデータが書き込まれる。 Data writing and reading to and from the memory cell MC are well-known techniques and will not be described in detail. However, when writing data, the bit lines BL and BLL are set to potential levels corresponding to the write data. As the word line WL rises, the transistors AT1 and AT2 are turned on and the storage nodes N0 and N1 are set to potentials corresponding to the potential levels of the bit lines BL and BLL. As a result, data is written into the memory cell MC.
一方、データの読み出しの際には、ワード線WLの立ち上げに伴いトランジスタAT1,AT2がオンして記憶ノードN0,N1に応じた電位レベルにビット線BL,BLLの電位が設定される。そして、設定された当該ビット線BL,BLLの電位差に基づいてメモリセルMCに書き込まれたデータが読みだされる。一例としてビット線BLがビット線BLLよりも電位が高い場合にはデータ「1」とし、ビット線BLLがビット線BLよりも電位が高い場合にはデータ「0」に設定されるものとする。なお、当該データの設定は一例であり、データの値をそれぞれ反転させるようにしても良い。 On the other hand, when reading data, the transistors AT1 and AT2 are turned on as the word line WL rises, and the potentials of the bit lines BL and BLL are set to potential levels corresponding to the storage nodes N0 and N1. Then, data written in the memory cell MC is read based on the set potential difference between the bit lines BL and BLL. As an example, data “1” is set when the potential of the bit line BL is higher than that of the bit line BLL, and data “0” is set when the potential of the bit line BLL is higher than that of the bit line BL. The setting of the data is an example, and the data values may be inverted.
図2は、本実施の形態1に従うARVSS電位調整回路18を制御する周辺回路20の構成の概略ブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram of a configuration of
図2を参照して、本例においては、周辺回路20は、一例として、POR(Power On Reset)回路22と、BIST(Built In Self Test)回路24と、比較回路26と、圧縮回路28と、AND回路30と、カウンタ回路32とを含む。
Referring to FIG. 2, in this example,
POR回路22は、電源投入に伴い所定期間経過後(電源が安定した状態となった後)、制御信号(POR信号)を出力する。
The
BIST回路24は、POR回路22からのPOR信号の入力に従ってBIST(Built In Self Test)処理を実行する。本例においては、BIST処理の一例としてソース線SLのソース電位ARVSSを調整するための処理を実行する。
The
まず、BIST回路24は、カウンタリセット信号CRSをカウンタ回路32に出力する。これによりカウンタ回路32は、リセットされてカウンタ値を初期値(例えば「0」)に設定する。
First, the
BIST回路24は、必要に応じてSRAMモジュール10に対して所定のテストデータを書き込む処理を実行する。具体的には、データ書き込み処理(WRITE)を実行するための命令(コマンド)を入力する。例えば、動作を規定するクロック信号CLK、動作の開始を指示するチップ活性化信号CEN、メモリアレイMAにおける書き込むメモリセルを指定するアドレスAD、書き込みの際の動作を指示する書込制御信号WEN、テストデータである書込データDI等を必要に応じてSRAMモジュール10に入力する。制御部14は、BIST回路24からの指示に従ってワード線デコーダ12およびI/O回路16を制御する。I/O回路16は、指示されたメモリセルMCに対して書き込み処理を実行するために書込データDIに応じた電位にビット線BL,BLLの電位を設定する。また、ワード線デコーダ12は、指示されたメモリセルMCに対応するワード線WLを立ち上げる。これにより所定のテストデータをメモリセルMCに対して書き込むことが可能である。
The
また、BIST回路24は、メモリセルMCのデータ保持特性を判定するためにSRAMモジュール10に対してスタンバイ信号RSを出力する。これによりSRAMモジュール10は、スタンバイモードに設定される。スタンバイモードにおいてソース線SLのソース電位ARVSSは、ARVSS電位調整回路18により調整された電位に設定される。そして、設定されたソース電位ARVSSに従ってメモリセルMCに書き込んだテストデータが保持あるいは破壊される。
The
そして、BIST回路24は、メモリセルMCのデータ保持特性を判定するためにSRAMモジュール10に対して書き込んだテストデータを読み出す処理を実行する。具体的には、データ読み出し処理(READ)を実行するための命令(コマンド)を入力する。上記と同様の各種の信号をSRAMモジュール10に入力する。制御部14は、BIST回路24からの指示に従ってワード線デコーダ12およびI/O回路16を制御する。ワード線デコーダ12は、指示されたメモリセルMCに対して読み出し処理を実行するためにワード線WLを立ち上げる。I/O回路16は、ワード線WLの立ち上げに伴いメモリセルMCに格納されたデータのレベルに応じた電位に設定されたビット線BL,BLLの電位差をセンスアンプで増幅して読出データDQとして出力する。
Then, the
当該読出データDQは、比較回路26に出力される。なお、1ビットずつのデータの書き込み処理および読み出し処理も可能であるが、本例においては、複数ビット毎(メモリアレイMAの1行毎)に書き込みおよび読み出し処理を実行するものとする。なお、複数ビット毎の書き込みにおいて、全て同じデータ値である必要はなく任意の値にそれぞれ設定することが可能である。
The read data DQ is output to the
そして、BIST回路24は、比較回路26に期待値を出力する。
比較回路26は、SRAMモジュール10から読み出された読出データDQと、BIST回路24から出力された期待値とを比較する。期待値は、BIST回路24から所定のテストデータとしてメモリアレイMAのメモリセルMCに対して入力した書込データDIである。なお、1ビットずつ期待値と比較することも可能であるが、本例においては、複数ビット毎(例えば1行毎)に期待値と比較する場合が示されている。そして、比較した比較結果(期待値と一致したか否か)を圧縮回路28に出力する。本例においては、比較回路26は、一例として、EXOR(排他的論理和)回路を利用することが可能である。具体的には、読出データDQと期待値とが一致してれば「0」を出力し、不一致であれば「1」を出力する。
Then, the
The
圧縮回路28は、複数ビットの各々について比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば「0」を出力し、1つでも不一致であれば「1」を出力する。例えば、圧縮回路としてはOR(論理和)回路を利用することが可能である。
The
BIST回路24は、圧縮回路28からの圧縮データ「0」あるいは「1」を受けて、必要に応じてSRAMモジュール10に対して再び所定のテストデータを書き込む処理を実行する。そして、スタンバイモードに設定した後に、書き込んだ所定のテストデータを読み出し、上記の判定処理を繰り返す。
The
AND回路30は、クロック信号CLKの入力と、圧縮回路28からの圧縮データを受けてAND論理演算結果に基づくカウンタUP制御信号(ワンショットパルス信号)を出力する。具体的には、圧縮回路28が圧縮データ「1」を出力した場合にカウンタUP制御信号「1」がカウンタ回路32に出力される。圧縮回路28が圧縮データ「0」を出力した場合にはカウンタUP制御信号は「0」の状態を維持する。
The AND
カウンタ回路32は、カウンタUP制御信号「1」(ワンショットパルス信号)に従ってカウンタ値をインクリメントし、カウンタ信号C<N−1:0>を出力する。ここで、カウンタ信号C<N−1:0>は、N個のカウンタ信号C<0>〜C<N−1>を意味するものとする。本例においては、一例としてカウンタUP制御信号「1」に従ってカウンタ信号C<0>〜C<N−1>が1つずつ順番に「1」に設定されるものとする。なお、初期状態は、全てカウンタ信号C<0>〜C<N−1>は「0」であるものとする。
The
カウンタ回路32からのカウンタ信号C<0>〜C<N−1>に従って後述するがARVSS電位調整回路18の回路が動作してソース電位ARVSSが調整される。
Although described later in accordance with counter signals C <0> to C <N−1> from the
図3は、本実施の形態1に従うARVSS電位調整回路18の構成を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the ARVSS
図3を参照して、ARVSS電位調整回路18は、ソース線の電位であるソース電位ARVSSを複数の電位に可変可能に調整するための調整用トランジスタTr(a)〜Tr(f)と、インバータIVと、AND回路AND<0>〜AND<N−1>とを含む。具体的には、トランジスタTr(a)〜Tr(f)(総称してトランジスタTrとも称する)は、ソース線SLと接地電位VSSM(0V)との間にそれぞれ並列に設けられる。トランジスタTr(a)〜Tr(f)は、本例においては、一例としてNチャネルMOSトランジスタとする。なお、AND回路AND<0>〜AND<N−1>を総称してAND回路ANDとも称する。
Referring to FIG. 3, the ARVSS
トランジスタTr(a)のゲートは、インバータIVを介するスタンバイ信号RSの反転信号の入力を受ける。 The gate of transistor Tr (a) receives an input of an inverted signal of standby signal RS via inverter IV.
トランジスタTr(b)〜Tr(d)のゲートは、AND回路AND<0>〜AND<2>のそれぞれの出力信号の入力を受ける。また、トランジスタTr(e)のゲートは、AND回路AND<N−1>の出力信号の入力を受ける。 The gates of the transistors Tr (b) to Tr (d) receive the output signals of the AND circuits AND <0> to AND <2>. Further, the gate of the transistor Tr (e) receives the input of the output signal of the AND circuit AND <N−1>.
また、トランジスタTr(f)のゲートは、スタンバイ信号RSの入力を受ける。
なお、本例においては、AND回路AND<3>〜AND<N−2>に対応するトランジスタTrについては説明の簡略化のために省略している。
The gate of the transistor Tr (f) receives the standby signal RS.
In this example, the transistors Tr corresponding to the AND circuits AND <3> to AND <N-2> are omitted for simplification of description.
AND回路AND<0>は、カウンタ信号C<0>およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果をトランジスタTr(b)に出力する。AND回路AND<1>は、カウンタ信号C<1>およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果をトランジスタTr(c)に出力する。AND回路AND<2>は、カウンタ信号C<2>およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果をトランジスタTr(d)に出力する。AND回路AND<N−1>は、カウンタ信号C<N−1>およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果をトランジスタTr(e)に出力する。 The AND circuit AND <0> receives the counter signal C <0> and the standby signal RS and outputs an AND logic operation result to the transistor Tr (b). The AND circuit AND <1> receives the counter signal C <1> and the standby signal RS and outputs an AND logic operation result to the transistor Tr (c). The AND circuit AND <2> receives the counter signal C <2> and the standby signal RS and outputs an AND logic operation result to the transistor Tr (d). The AND circuit AND <N−1> receives the counter signal C <N−1> and the standby signal RS and outputs an AND logic operation result to the transistor Tr (e).
トランジスタTr(a)は、スタンバイ信号RSが「0」の場合にオンし、「1」の場合にオフする。すなわち、スタンバイ信号RSが「0」である通常動作(通常動作モード)の場合にオンする。当該トランジスタTr(a)は、オン時の通過電流Idsが大きいトランジスタに設定されているものとする。当該トランジスタTr(a)がオンした場合には、ソース線のソース電位ARVSSは、接地電位VSSM(0V)に近似した値に設定されるものとする。通常動作の場合においては、トランジスタTr(a)がオンし、ソース電位ARVSSは0Vに設定されるためメモリセルMCは、電源電位VDDMと接地電位VSSMとの間で電位が変化するため動作マージンが十分に確保された状態(安定したデータ書き込み、データ読み出しが可能な状態)となる。また、スタンバイ信号RSが「1」の場合(スタンバイモード)にはオフする。 The transistor Tr (a) is turned on when the standby signal RS is “0” and turned off when it is “1”. That is, it is turned on in the normal operation (normal operation mode) in which the standby signal RS is “0”. It is assumed that the transistor Tr (a) is set to a transistor having a large passing current Ids at the time of ON. When the transistor Tr (a) is turned on, the source potential ARVSS of the source line is set to a value approximate to the ground potential VSSM (0 V). In the normal operation, the transistor Tr (a) is turned on and the source potential ARVSS is set to 0V, so that the memory cell MC has an operation margin because the potential changes between the power supply potential VDDM and the ground potential VSSM. This is a sufficiently secured state (a state in which stable data writing and data reading are possible). When the standby signal RS is “1” (standby mode), it is turned off.
一方、トランジスタTr(f)は、スタンバイ信号RSが「1」の場合にオンし、「0」の場合にオフする。すなわち、スタンバイモードの場合にオンする。当該トランジスタTr(f)は、オン時の通過電流Idsが小さいトランジスタに設定されているものとする。当該トランジスタTr(f)がオンした場合には、ソース線のソース電位ARVSSは、メモリセルMCのデータ破壊が生じる電位(例えば、VDDM/2)(初期電位)まで上昇するように設定されるものとする。なお、当該トランジスタTr(f)のみがオンした場合には、メモリセルMCに格納されているデータは初期化され、例えばデータ「0」となる。 On the other hand, the transistor Tr (f) is turned on when the standby signal RS is “1” and turned off when it is “0”. That is, it is turned on in the standby mode. It is assumed that the transistor Tr (f) is set to a transistor having a small passing current Ids at the time of ON. When the transistor Tr (f) is turned on, the source potential ARVSS of the source line is set to rise to a potential (for example, VDDM / 2) (initial potential) at which data destruction of the memory cell MC occurs. And When only the transistor Tr (f) is turned on, the data stored in the memory cell MC is initialized, for example, data “0”.
また、トランジスタTr(b)〜Tr(e)は、対応するAND回路の出力信号に従ってオンする。AND回路ANDは、スタンバイ信号RSが「1」であり、かつ、カウンタ信号Cが「1」である場合にオンする。当該トランジスタTr(b)〜Tr(e)は、ソース電位ARVSSを段階的(数十mV程度)に下げる程度の通過電流Idsの小さいトランジスタに設定されているものとする。一例としては、1個のトランジスタTrをオンさせる毎に―10mVとなるようにトランジスタサイズが設定されているものとする。スタンバイ信号RSが「1」すなわちスタンバイモードの場合に、初期電位から調整用トランジスタTrがオンする毎(カウンタ信号Cが「1」となる毎)にソース電位ARVSSが下がることになる。 The transistors Tr (b) to Tr (e) are turned on in accordance with the output signal of the corresponding AND circuit. The AND circuit AND is turned on when the standby signal RS is “1” and the counter signal C is “1”. It is assumed that the transistors Tr (b) to Tr (e) are set to transistors having a small passing current Ids enough to lower the source potential ARVSS stepwise (about several tens of mV). As an example, it is assumed that the transistor size is set to −10 mV each time one transistor Tr is turned on. When the standby signal RS is “1”, that is, in the standby mode, the source potential ARVSS decreases every time the adjustment transistor Tr is turned on from the initial potential (every time the counter signal C becomes “1”).
本例においては、カウンタ信号Cに従って段階的にソース電位ARVSSを初期電位から調整してメモリセルMCに格納されているデータが破壊されない電位となるように調整する。 In this example, the source potential ARVSS is adjusted stepwise from the initial potential according to the counter signal C so that the data stored in the memory cell MC is adjusted to a potential that is not destroyed.
本例では、初期電位から電位を下げるために設けられた調整用トランジスタとしてトランジスタが4個設けられている場合(トランジスタTr(b)〜Tr(e))について図示しているが、N個のカウンタ信号が入力される場合には、N個の調整用トランジスタを設けることが可能である。なお、ソース電位ARVSSの調整幅(段階幅)の設定を小さく(細かく設定)することにより、スタンドバイ電流を効果的に削減することが可能である。 In this example, the case where four transistors are provided as the adjustment transistors provided to lower the potential from the initial potential (transistors Tr (b) to Tr (e)) is illustrated. When a counter signal is input, N adjustment transistors can be provided. Note that the standby current can be effectively reduced by reducing (finely setting) the adjustment width (step width) of the source potential ARVSS.
なお、本例においては、トランジスタTr(f)を設けて、スタンバイ信号RSが「1」の場合にオンし、初期電位を設定して調整することにより、ソース電位ARVSSのフローティング防止とソース電位の自動調整に必要なテスト時間の短縮を図ることが可能である。 In this example, the transistor Tr (f) is provided and turned on when the standby signal RS is “1”, and the initial potential is set and adjusted to prevent the source potential ARVSS from floating and the source potential. It is possible to shorten the test time required for automatic adjustment.
<ソース電位ARVSSの調整フロー>
図4は、本実施の形態1に従うソース電位ARVSSの調整フローを説明する図である。
<Source potential ARVSS adjustment flow>
FIG. 4 is a diagram illustrating an adjustment flow of source potential ARVSS according to the first embodiment.
当該調整フローは、ソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定する最適な電位に調整するためのフローである。 The adjustment flow is a flow for adjusting the source potential ARVSS to an optimum potential set in the standby mode.
概略的には、スタンバイモード(スタンバイ期間)の際にメモリセルMCに書き込まれたデータを保持できるか否かをテストする。具体的には、テストとして段階的にソース電位を初期電位(データ破壊が生じる電位)から調整して(電位を下げて)データ破壊が生じない電位レベルまでソース電位ARVSSを下げる方式である。 In general, it is tested whether data written in the memory cell MC can be held in the standby mode (standby period). Specifically, as a test, the source potential is adjusted stepwise from the initial potential (potential at which data destruction occurs) (lowering the potential) to lower the source potential ARVSS to a potential level at which data destruction does not occur.
図4を参照して、まず電源を投入する(ステップS2)。例えば、図示しないスイッチをオンにして電源電圧と半導体集積回路1とが接続されるようにする。
Referring to FIG. 4, first, power is turned on (step S2). For example, a switch (not shown) is turned on so that the power supply voltage and the semiconductor integrated
次に、POR信号がオンしたかどうかを判断する(ステップS4)。具体的には、POR回路22は、電源電圧が安定した状態となったと判断した場合にPOR信号を「1」(オン)に設定する。
Next, it is determined whether or not the POR signal is turned on (step S4). Specifically, the
ステップS4において、POR信号がONしたと判断した場合(ステップS4においてYES)には、ステップS6に進む。なお、POR信号がONするまでステップS4の状態を維持する。 If it is determined in step S4 that the POR signal is ON (YES in step S4), the process proceeds to step S6. The state of step S4 is maintained until the POR signal is turned ON.
次に、ステップS6において、カウンタをリセットする(ステップS6)。具体的には、BIST回路24は、POR信号の入力に応答してカウンタリセット信号CRS(「1」)をカウンタ回路32に出力する。カウンタ回路32は、当該カウンタリセット信号CRSを受けてカウンタ値をリセット(初期化)する。これに伴いカウンタ値に基づくカウンタ信号C<N−1:0>は「0」に設定される。
Next, in step S6, the counter is reset (step S6). Specifically, the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの書き込み処理を実行する(ステップS8)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、所定のテストデータである書込データDIをSRAMモジュール10に入力する。
Next, a data writing process is executed on the SRAM module 10 (step S8). Specifically, as described above, the
そして、スタンバイモードテストを実行する(ステップS10)。スタンバイモードテストとは、スタンバイモード(スタンバイ期間)の際にSRAMモジュール10に書き込まれたデータを保持することが可能か否かをテストすることである。具体的には、スタンバイ信号RSを「1」に設定し、また、カウンタ信号Cに従ってARVSS電位調整回路18でソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される電位に設定する。本例においては、初期状態においては、ソース電位ARVSSは、データ破壊が生じる電位(例えばVDDM/2)に設定される。
Then, a standby mode test is executed (step S10). The standby mode test is to test whether or not the data written in the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行する(ステップS12)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、書き込んだテストデータを読み出すようにSRAMモジュール10に対して指示する。SRAMモジュール10は、読出データDQを比較回路26に出力する。
Next, a data read process is executed on the SRAM module 10 (step S12). Specifically, as described above, the
次に、期待値判定処理を実行する(ステップS14)。具体的には、比較回路26は、SRAMモジュール10から読みだされた読出データDQと、BIST回路24から与えられる期待値とを比較して、読出データDQと期待値とが一致しているか否かを判断する。そして、その結果を圧縮回路28に出力する。
Next, expected value determination processing is executed (step S14). Specifically, the
圧縮回路28は、比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば「0」を出力(ステップS14においてPASS)する。そして、ステップS16に進む。全てのデータが一致している場合とは、書込データDIと、読出データDQとが全て一致した場合である。すなわち、スタンバイモードテストによりスタンバイ期間に設定されるソース電位ARVSSを設定した場合に、メモリセルMCに格納されているデータの破壊が生じない(データ保持可能な)状態であることを示す。
The
そして、ステップS16において、BIST回路24の処理を終了(ストップ)する。具体的には、データの破壊が生じないソース電位ARVSSであると判定されたためソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。また、カウンタ回路32を停止(ストップ)する。
In step S16, the processing of the
一方、ステップS14において、圧縮回路28は、1つでも不一致であれば「1」を出力(ステップS14においてFAIL)し、ステップS18に進む。ステップS18において、BIST回路24は、圧縮回路28の出力信号に従ってカウンタ値が上限(max)であるかどうかを判断する。例えば、BIST回路24は、圧縮回路28からの出力信号「1」の入力回数に基づいてカウンタ値が上限(max)であるか否かを判断することが可能である。BIST回路24は、カウンタ値が上限(max)であると判断した場合(ステップS18においてYES)にはエラーを出力する(ステップS20)。具体的には、BIST回路24は、カウンタ値が上限(max)であるため調整ができない旨のエラー情報を外部に出力する。当該エラー情報に従って周辺回路は所定のエラー処理を実行することが可能である。例えば、メンテナンスの通知あるいは部品交換等の通知等を外部に行うことが可能である。
On the other hand, if at least one of the
ステップS18において、BIST回路24は、カウンタ値が上限(max)でないと判断した場合(ステップS18においてNO)には、カウンタ値をUPする(ステップS22)。具体的には、カウンタ回路32は、圧縮回路28からの出力信号「1」に従ってAND回路30から出力されるカウンタUP制御信号「1」(ワンショットパルス)に基づいてカウンタ値をインクリメント(UP)する。これにより本例においては、カウンタ値に従ってカウンタ信号C<0>〜C<N−1>が順番に「1」に設定される。当該カウンタ信号Cは、スタンバイモード(スタンバイ期間)のソース電位ARVSSの電位設定に用いられる。
In step S18, if the
具体的には、ステップS10におけるスタンバイモードテストの際(スタンバイ信号RSが「1」の場合)に、カウンタ信号C(「1」)に従ってARVSS電位調整回路18の対応するトランジスタがオンする。そして、トランジスタのオンの個数分、段階的に初期電位からソース電位ARVSSが引き下げられて設定される。
Specifically, during the standby mode test in step S10 (when the standby signal RS is “1”), the corresponding transistor of the ARVSS
そして、ステップS22の後、再び、上記のステップS8に戻り、上記処理を繰り返す。例えば、上記の期待値判定処理(ステップS14)においてデータが不一致(FAIL)である場合には、スタンバイモードテストによりデータが破壊されている可能性が高い。したがって、ソース電位ARVSSを調整して再度テストする必要がある。そのため、再度、データの書き込み処理を実行して、次のスタンバイモードテストを実行する(ステップS10)。そして、ステップS12において、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行し、期待値判定処理を実行する(ステップS14)。当該処理を期待値判定処理(ステップS14)においてデータが一致(PASS)となるまで繰り返す。繰り返した回数分カウンタ値がインクリメントされ、スタンバイモード(スタンバイ期間)において設定されるソース電位ARVSSが調整される。
And after step S22, it returns to said step S8 again and repeats the said process. For example, if the data does not match (FAIL) in the expected value determination process (step S14), there is a high possibility that the data has been destroyed by the standby mode test. Therefore, it is necessary to test again after adjusting the source potential ARVSS. Therefore, the data writing process is executed again, and the next standby mode test is executed (step S10). In step S12, a data read process is executed on the
<ソース電位ARVSSの調整フローのタイミングチャート>
図5は、本実施の形態1に従うソース電位ARVSSの調整フローのタイミングチャートを説明する図である。
<Timing chart of adjustment flow of source potential ARVSS>
FIG. 5 is a diagram illustrating a timing chart of the adjustment flow of source potential ARVSS according to the first embodiment.
図5を参照して、まず、カウンタリセット信号CRSに従ってカウンタ回路32を初期化((1)カウンタリセット)する。これによりカウンタ信号Cは全て「0」に設定される。
Referring to FIG. 5, first,
次に、BIST回路24は、クロック信号CLKに同期してメモリアレイMAに対して所定のテストデータを書き込む処理を実行する((2)WRITE)。なお、本例においては書込制御信号WENは「0」(WRITEをオン)に設定される。
Next, the
次に、スタンバイモードテスト((3)スタンバイ)を実行する。書込制御信号WENは「1」(WRITEをオフ)に設定する。また、この場合、スタンバイ信号RSが「1」に設定されることにより、トランジスタTr(f)がオンする。これにより、ソース電位ARVSSは、初期電位(VDDM/2)(メモリセルMCのデータが破壊される電位)に設定される。 Next, a standby mode test ((3) standby) is executed. The write control signal WEN is set to “1” (WRITE is turned off). In this case, the transistor Tr (f) is turned on by setting the standby signal RS to “1”. Accordingly, the source potential ARVSS is set to the initial potential (VDDM / 2) (a potential at which data in the memory cell MC is destroyed).
そして、次に、BIST回路24は、クロック信号CLKに同期してメモリアレイMAから書き込んだ所定のテストデータを読み出す処理を実行する((4)READ)。
Next, the
そして、期待値判定処理((5)期待値判定(圧縮))の結果(期待値不一致)に従いカウントUP制御信号が「1」に設定される。これにより、カウンタ回路32は、カウントUP制御信号が「1」に設定されたことによりカウンタ信号C<0>を「1」に設定する。
Then, the count UP control signal is set to “1” in accordance with the result (expected value mismatch) of the expected value determination process ((5) expected value determination (compression)). Thereby, the
そして、再び、BIST回路24は、クロック信号CLKに同期してメモリアレイMAに対して所定のテストデータを書き込む処理を実行する((2)WRITE)。
Then, the
次に、スタンバイモードテスト((3)スタンバイ)を実行する。その際、スタンバイ信号RSが「1」に設定されることによりトランジスタTr(f)がオンするとともに、カウンタ信号C<0>が「1」に設定されているためソース電位ARVSSは、VDDM/2−ΔV1に設定される。なお、ΔV1は、トランジスタTr(b)がオンして下がる電位である。これにより、スタンバイ期間において当該ソース電位ARVSSに従ってメモリセルMCのデータが保持可能か否かがテストされる。 Next, a standby mode test ((3) standby) is executed. At this time, the transistor Tr (f) is turned on by setting the standby signal RS to “1”, and the counter signal C <0> is set to “1”, so that the source potential ARVSS is VDDM / 2. -ΔV1 is set. Note that ΔV1 is a potential at which the transistor Tr (b) is turned on and lowered. Thereby, it is tested whether or not the data of the memory cell MC can be held in accordance with the source potential ARVSS in the standby period.
そして、次に、BIST回路24は、クロック信号CLKに同期してメモリアレイMAから書き込んだ所定のテストデータを読み出す処理を実行する((4)READ)。
Next, the
そして、期待値判定処理((5)期待値判定(圧縮))の結果(期待値不一致)に従いカウントUP制御信号が「1」に設定される。これにより、カウンタ回路32は、カウントUP制御信号が「1」に設定されたことによりカウンタ信号C<1>を「1」に設定する。
Then, the count UP control signal is set to “1” in accordance with the result (expected value mismatch) of the expected value determination process ((5) expected value determination (compression)). Accordingly, the
そして、上記の(2)WRITE→(3)スタンバイ→(4)READ→(5)期待値判定(圧縮)を繰り返し、期待値判定(圧縮)の結果、期待値が一致するまで繰り返す。すなわち、データ破壊が生じない電位レベルまでソース電位ARVSSを下げる。 Then, (2) WRITE → (3) standby → (4) READ → (5) expected value determination (compression) is repeated until the expected values match as a result of the expected value determination (compression). That is, the source potential ARVSS is lowered to a potential level at which data destruction does not occur.
本例においては、k回当該処理を繰り返した結果、期待値が一致した場合が示されている。したがって、ARVSS電位は、VDDM/2−ΔVkに調整される。これにより、スタンバイモードにおいて、設定したカウンタ信号に従って当該一致した際のソース電位ARVSSとなるように調整される。 In this example, the case where the expected values match as a result of repeating the process k times is shown. Therefore, the ARVSS potential is adjusted to VDDM / 2−ΔVk. As a result, in the standby mode, the source potential ARVSS at the time of matching is adjusted according to the set counter signal.
そして、BIST回路24およびカウンタ回路32の処理を終了する。
なお、当該調整フローについて、電源投入毎やある時間経過するたびに実行することが可能である。これにより、メモリセルMCの経年劣化や製造ばらつきに基づくソース電位ARVSSの調整を設計段階で考慮する必要がなく、仕上がりのメモリセルMCの状態に合わせて、データ保持電圧の実力値までソース電位ARVSSを上げることが可能となる。すなわち、メモリセルのデータ保持特性を考慮してソース線の電位(ソース電位ARVSS)を調整可能であるためスタンドバイモード(スタンバイ期間)におけるスタンドバイ電流を抑制する点で顕著な効果がある。
Then, the processing of the
The adjustment flow can be executed every time the power is turned on or every time a certain time has elapsed. Thereby, it is not necessary to consider the adjustment of the source potential ARVSS based on the aging and manufacturing variation of the memory cell MC at the design stage, and the source potential ARVSS is adjusted to the actual value of the data holding voltage according to the state of the finished memory cell MC. Can be raised. In other words, since the potential of the source line (source potential ARVSS) can be adjusted in consideration of the data retention characteristics of the memory cell, there is a remarkable effect in suppressing the standby current in the standby mode (standby period).
<レイアウト配置>
図6は、本実施の形態1に従うARVSS電位調整回路18のレイアウト配置を説明する図である。
<Layout layout>
FIG. 6 is a diagram illustrating a layout arrangement of the ARVSS
図6に示されるように、メモリアレイMAとI/O回路16との間にARVSS電位調整回路18を配置して、メモリセルの近傍に配置することが可能である。なお、ソース線SLは、通常動作時においては接地電位VSSMとなることや、スタンドバイモード時にはデータ保持に必要な電位(例えば、VDDM/2−ΔVk)に設定する必要があるため、配線抵抗やノイズを考慮しながら配置することが望ましい。また、本例においては、SRAMモジュール10の内部に配置する場合について説明するが、特にモジュール内部に限られず、外部に配置することも可能である。その場合にも、チップ上(半導体集積回路)でソース線SLの配線に対するノイズの影響を考慮したフロアプラン、配線レイアウトが望ましい。
As shown in FIG. 6, the ARVSS
(実施の形態1の変形例)
図7は、本実施の形態1の変形例に従うARVSS電位調整回路18を制御する周辺回路20の構成の概略ブロック図である。
(Modification of Embodiment 1)
FIG. 7 is a schematic block diagram of a configuration of
上記においては、1個のメモリアレイMAに対してBIST回路24と、カウンタ回路32と、ARVSS電位調整回路18等を設けた構成について説明した。本変形例においては、複数個のメモリアレイMAに対応して共通にBIST回路24と、カウンタ回路32と、ARVSS電位調整回路18を設ける構成について説明する。
In the above description, the configuration in which the
図7を参照して、本例においては、メモリアレイ群11に複数個のメモリアレイMAが設けられている構成が示されている。そして、複数個のメモリアレイMAに対して共通にソース電位ARVSSを調整される。また、各メモリアレイMAに対応して比較回路26が設けられる。また、複数の比較回路26に対応して1つの圧縮回路29を設ける。
Referring to FIG. 7, in this example, a configuration in which a plurality of memory arrays MA are provided in
各メモリアレイMAに対して所定のテストデータを書き込む処理、そして、読み出す処理等については上記で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。 The process of writing predetermined test data to each memory array MA, the process of reading out, and the like are the same as described above, and therefore detailed description thereof will not be repeated.
そして、各メモリアレイMAから読み出した読出データを対応する比較回路26において比較する。比較回路26についても上記と同様であり、メモリアレイMAから読み出した読出データと期待値とが一致していれば「0」を出力し、不一致であれば「1」を出力する。
Then, the read data read from each memory array MA is compared in the
圧縮回路29は、各メモリアレイMAに対応して設けられた比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば「0」を出力し、1つでも不一致であれば「1」を出力する。すなわち、1つのメモリアレイMAにおいて不一致であれば「1」を出力する。
The
そして、当該圧縮回路29からの圧縮データに基づいて上記で説明したようにカウンタUP制御信号が出力されて、ソース電位ARVSSが調整される。以降の処理については上記で説明したのと同様である。
Then, as described above, the counter UP control signal is output based on the compressed data from the
当該構成により、複数のメモリアレイMAに対して共通のARVSS電位調整回路18およびカウンタ回路32等を設けることにより部品点数およびレイアウト面積を縮小することが可能である。なお、複数のメモリアレイMAに対して全てソース電位を共通にするのではなく、データ保持特性が類似しているメモリアレイMAをグリーピングし、グループ化したメモリアレイ群に対して共通のソース電位ARVSSを調整するようにしても良い。当該方式により、スタンバイモード(スタンバイ期間)におけるスタンバイ電流を効率的に抑制することが可能である。
With this configuration, it is possible to reduce the number of components and the layout area by providing the common ARVSS
(実施の形態2)
上記の実施の形態1では、スタンバイモードテストにおいて、ソース電位ARVSSの初期電位として、メモリセルデータが破壊される電位(例えばVDDM/2)を初期電位として段階的に電位を下げて、読出データと期待値とが一致するデータ破壊が生じないソース電位ARVSSに調整する方式について説明した。すなわち、上記の方式では、読出データと期待値とが一致するまで、テストデータをメモリアレイMAに対して繰り返し書き込む(WRITE)する必要がある場合について説明した。それゆえ、当該テストデータの再書込の処理のためにソース電位ARVSSの調整に時間がかかる可能性がある。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, in the standby mode test, the potential of the memory cell data is destroyed (for example, VDDM / 2) as the initial potential as the initial potential of the source potential ARVSS, and the potential is lowered step by step. The method of adjusting to the source potential ARVSS that does not cause data destruction that matches the expected value has been described. That is, in the above method, the case has been described in which the test data needs to be repeatedly written (WRITE) to the memory array MA until the read data matches the expected value. Therefore, it may take time to adjust the source potential ARVSS due to the rewriting process of the test data.
本実施の形態2においては、ソース電位ARVSSの調整の時間を短縮する方式について説明する。 In the second embodiment, a method for shortening the adjustment time of the source potential ARVSS will be described.
図8は、本実施の形態2に従うARVSS電位調整回路19を制御する周辺回路20の構成の概略ブロック図である。
FIG. 8 is a schematic block diagram of a configuration of
図8を参照して、図2の構成と比較して、当該構成は、ARVSS電位調整回路18をARVSS電位調整回路19に置換した点と、カウンタ回路32をカウンタ回路36に変更した点と、反転回路34を設けた点とが異なる。
Referring to FIG. 8, compared with the configuration of FIG. 2, the configuration is that the ARVSS
その他の基本的な構成については図2で説明したのと同様の構成であるのでその詳細な説明は繰り返さない。 Since the other basic configuration is the same as that described in FIG. 2, detailed description thereof will not be repeated.
カウンタ回路36は、UP/DOWNカウンタであり、AND回路30からのカウンタUP制御信号に応答してカウンタ値をインクリメントし、BIST回路24からのカウンタDOWN制御信号に応答してカウンタ値をデクリメントする。
The
反転回路34は、圧縮回路28の圧縮データを反転した信号をAND回路30およびBIST回路24に出力する。したがって、全てのデータが一致していれば反転回路34から「1」が出力される。そして、1つでも不一致であれば「0」が出力される。
The inverting
図9は、本実施の形態2に従うARVSS電位調整回路19の構成を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of ARVSS
図9を参照して、ARVSS電位調整回路19は、図3で説明したARVSS電位調整回路18と比較して、AND回路AND<0>〜AND<N−1>のカウンタ信号Cの入力を受けるノードにそれぞれ対応して反転回路IV<0>〜IV<N−1>を設けた点が異なる。
Referring to FIG. 9, ARVSS
ARVSS電位調整回路19は、図3で説明したように電位を調整するための複数の調整用トランジスタTr(a)〜Tr(f)を含む。
The ARVSS
AND回路AND<0>は、カウンタ信号C<0>の反転信号およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果をトランジスタTr(b)に出力する。AND回路AND<1>は、カウンタ信号C<1>の反転信号およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果をトランジスタTr(c)に出力する。AND回路AND<2>は、カウンタ信号C<2>の反転信号およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果をトランジスタTr(d)に出力する。AND回路AND<N−1>は、カウンタ信号C<N−1>の反転信号およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果をトランジスタTr(e)に出力する。 The AND circuit AND <0> receives the inverted signal of the counter signal C <0> and the standby signal RS, and outputs an AND logic operation result to the transistor Tr (b). The AND circuit AND <1> receives the inverted signal of the counter signal C <1> and the standby signal RS, and outputs an AND logic operation result to the transistor Tr (c). The AND circuit AND <2> receives the inverted signal of the counter signal C <2> and the standby signal RS and outputs an AND logic operation result to the transistor Tr (d). The AND circuit AND <N-1> receives the inverted signal of the counter signal C <N-1> and the standby signal RS and outputs an AND logic operation result to the transistor Tr (e).
トランジスタTr(a)は、スタンバイ信号RSが「0」の場合にオンし、「1」の場合にオフする。すなわち、スタンバイ信号RSが「0」である通常動作(通常動作モード)の場合にオンする。当該トランジスタTr(a)は、オン時の通過電流Idsが大きいトランジスタに設定されているものとする。当該トランジスタTr(a)がオンした場合には、ソース線のソース電位ARVSSは、接地電位VSSM(0V)に近似した値に設定されるものとする。通常動作の場合においては、トランジスタTr(a)がオンし、ソース電位ARVSSは0Vに設定されるためメモリセルMCは、電源電位VDDMと接地電位VSSMとの間で電位が変化するため動作マージンが十分に確保された状態(安定したデータ書き込み、データ読み出しが可能な状態)となる。また、スタンバイ信号RSが「1」の場合(スタンバイモード)にはオフする。 The transistor Tr (a) is turned on when the standby signal RS is “0” and turned off when it is “1”. That is, it is turned on in the normal operation (normal operation mode) in which the standby signal RS is “0”. It is assumed that the transistor Tr (a) is set to a transistor having a large passing current Ids at the time of ON. When the transistor Tr (a) is turned on, the source potential ARVSS of the source line is set to a value approximate to the ground potential VSSM (0 V). In the normal operation, the transistor Tr (a) is turned on and the source potential ARVSS is set to 0V, so that the memory cell MC has an operation margin because the potential changes between the power supply potential VDDM and the ground potential VSSM. This is a sufficiently secured state (a state in which stable data writing and data reading are possible). When the standby signal RS is “1” (standby mode), it is turned off.
一方、上記したようにスタンバイ信号RSが「1」の場合に、トランジスタTr(a)はオフし、トランジスタTr(f)がオンする。 On the other hand, when the standby signal RS is “1” as described above, the transistor Tr (a) is turned off and the transistor Tr (f) is turned on.
また、初期状態において、全てカウンタ信号C<0>〜C<N−1>は「0」であるため、反転回路IVを介する反転信号は全て「1」である。 Further, in the initial state, all the counter signals C <0> to C <N−1> are “0”, so that all the inverted signals through the inverting circuit IV are “1”.
それゆえ、初期状態において、スタンバイ信号RSが「1」の場合には、AND回路ANDは、全て「1」を出力し、対応するトランジスタTrは全てオンする。 Therefore, in the initial state, when the standby signal RS is “1”, the AND circuits AND all output “1”, and the corresponding transistors Tr are all turned on.
したがって、トランジスタTr(a)以外の全ての調整用トランジスタがオンするため、ソース電位ARVSSは、接地電位VSSM(0V)に近い電位に設定される。 Accordingly, since all the adjustment transistors other than the transistor Tr (a) are turned on, the source potential ARVSS is set to a potential close to the ground potential VSSM (0 V).
すなわち、スタンバイモードテストの初期状態においては、ソース電位ARVSSは0Vに近い値に設定されるためメモリセルMCは、電源電位VDDMと接地電位VSSMとの間で電位が変化するため動作マージンが十分に確保された状態(安定したデータ書き込み、データ読み出しが可能な状態)となる。 In other words, in the initial state of the standby mode test, the source potential ARVSS is set to a value close to 0 V, so that the memory cell MC has a sufficient operation margin because the potential changes between the power supply potential VDDM and the ground potential VSSM. This is a secured state (a state where stable data writing and data reading are possible).
また、トランジスタTr(b)〜Tr(e)は、初期状態において全てオンしており、カウンタ信号Cが「0」から「1」に設定されることに応答して対応するトランジスタがオフする。本例においては、一例として、1個のトランジスタTrをオフさせる毎に+10mVとなるようにトランジスタサイズが設定されているものとする。スタンバイ信号RSが「1」すなわちスタンバイモードの場合に、初期電位から調整用トランジスタTrがオフする毎(カウンタ信号Cが「1」となる毎)にソース電位ARVSSが上がることになる。 The transistors Tr (b) to Tr (e) are all turned on in the initial state, and the corresponding transistors are turned off in response to the counter signal C being set from “0” to “1”. In this example, as an example, it is assumed that the transistor size is set to +10 mV each time one transistor Tr is turned off. When the standby signal RS is “1”, that is, in the standby mode, the source potential ARVSS increases every time the adjustment transistor Tr is turned off from the initial potential (every time the counter signal C becomes “1”).
本例においては、カウンタ値をインクリメントしたカウンタ信号Cに従って段階的にソース電位ARVSSを初期電位から調整してメモリセルMCに格納されているデータが破壊されない状態から破壊される状態となる電位となるまで調整する。 In this example, the source potential ARVSS is adjusted from the initial potential stepwise in accordance with the counter signal C incremented by the counter value, so that the data stored in the memory cell MC becomes a potential that is destroyed from a state that is not destroyed. Adjust until.
そして、メモリセルMCに格納されているデータが破壊される状態となる電位にソース電位ARVSSを調整した後、カウンタ値を1つデクリメントする。すなわち、カウンタ値をデクリメントしたカウンタ信号Cに従って、スタンバイモードにおいて、メモリセルMCに格納されているデータが破壊されない電位にソース電位ARVSSを再調整する。 Then, after adjusting the source potential ARVSS to a potential at which data stored in the memory cell MC is destroyed, the counter value is decremented by one. That is, the source potential ARVSS is readjusted to a potential at which the data stored in the memory cell MC is not destroyed in the standby mode according to the counter signal C decremented by the counter value.
本例では、初期電位から段階的に電位を上げるために設けられた調整用トランジスタとしてトランジスタが4個設けられている場合(トランジスタTr(b)〜Tr(e))について図示しているが、N個のカウンタ信号が入力される場合には、N個の調整用トランジスタを設けることが可能である。なお、ソース電位ARVSSの調整幅(段階幅)の設定を小さく(細かく)することにより、スタンドバイ電流をより削減することが可能である。 In this example, the case where four transistors (transistors Tr (b) to Tr (e)) are provided as adjustment transistors provided to raise the potential stepwise from the initial potential is illustrated. When N counter signals are input, N adjustment transistors can be provided. Note that the standby current can be further reduced by reducing (finely) setting the adjustment width (step width) of the source potential ARVSS.
本例においては、メモリセルMCに格納されているデータが破壊される状態となるまで電位を段階的に上げる方式であり、段階的に上げる過程においてデータは破壊されないため上記の実施の形態1で説明した方式と異なり、テストデータをメモリアレイMAに対してその都度書き込む処理が不要となる。したがって、テストデータをメモリアレイMAに対して繰り返し書き込む時間が無くなるため、ソース電位ARVSSの調整時間を短縮することが可能である。また、データの書き込みに要する消費電力も削減することが可能である。 In this example, the potential is raised stepwise until the data stored in the memory cell MC is in a state of being destroyed. Since the data is not destroyed in the stepwise raising process, the above-described first embodiment. Unlike the method described, it is not necessary to write test data to the memory array MA each time. Therefore, the time for repeatedly writing test data to the memory array MA is eliminated, and the adjustment time of the source potential ARVSS can be shortened. In addition, power consumption required for data writing can be reduced.
<ソース電位ARVSSの調整フロー>
図10は、本実施の形態2に従うARVSS電位の調整フローを説明する図である。
<Source potential ARVSS adjustment flow>
FIG. 10 is a diagram illustrating an adjustment flow of the ARVSS potential according to the second embodiment.
当該調整フローは、ソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される最適な電位に調整するためのフローである。 The adjustment flow is a flow for adjusting the source potential ARVSS to an optimum potential set in the standby mode.
概略的には、スタンバイモード(スタンバイ期間)の際にメモリセルMCに書き込まれたデータを保持できるか否かをテストする。具体的には、テストとして段階的にソース電位を初期電位(データ破壊が生じない電位)から調整(電位を上げて)してデータ破壊が生じる電位レベルまでソース電位ARVSSを上げ、そして、1つ前のデータ破壊が生じない電位レベルに戻す方式である。 In general, it is tested whether data written in the memory cell MC can be held in the standby mode (standby period). Specifically, as a test, the source potential is adjusted stepwise from the initial potential (potential at which data destruction does not occur) (by increasing the potential) to raise the source potential ARVSS to a potential level at which data destruction occurs, This is a method of returning to the potential level where the previous data destruction does not occur.
図10を参照して、まず電源を投入する(ステップS2)。例えば、図示しないスイッチをオンにして電源電圧と半導体集積回路1とが接続されるようにする。
Referring to FIG. 10, first, power is turned on (step S2). For example, a switch (not shown) is turned on so that the power supply voltage and the semiconductor integrated
次に、POR信号がオンしたかどうかを判断する(ステップS4)。具体的には、POR回路22は、電源電圧が安定した状態となったと判断した場合にPOR信号を「1」(オン)に設定する。
Next, it is determined whether or not the POR signal is turned on (step S4). Specifically, the
ステップS4において、POR信号がONしたと判断した場合(ステップS4においてYES)には、ステップS6に進む。なお、POR信号がONするまでステップS4の状態を維持する。 If it is determined in step S4 that the POR signal is ON (YES in step S4), the process proceeds to step S6. The state of step S4 is maintained until the POR signal is turned ON.
次に、ステップS6において、カウンタをリセットする(ステップS6)。具体的には、BIST回路24は、POR信号の入力に応答してカウンタリセット信号CRS(「1」)をカウンタ回路36に出力する。カウンタ回路36は、当該カウンタリセット信号CRSを受けてカウンタ値をリセット(初期化)する。これに伴いカウンタ値に基づくカウンタ信号C<N−1:0>は「0」に設定される。
Next, in step S6, the counter is reset (step S6). Specifically, the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの書き込み処理を実行する(ステップS8)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、所定のテストデータである書込データDIをSRAMモジュール10に入力する。
Next, a data writing process is executed on the SRAM module 10 (step S8). Specifically, as described above, the
そして、スタンバイモードテストを実行する(ステップS10)。スタンバイモードテストとは、SRAMモジュール10に書き込まれたデータをスタンバイ期間に保持することが可能か否かをテストすることである。具体的には、スタンバイ信号RSを「1」に設定し、また、カウンタ信号Cに従ってARVSS電位調整回路18でソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される電位に設定する。本例においては、初期状態においては、ソース電位ARVSSは、データ破壊が生じない電位(例えば0V)に設定される。
Then, a standby mode test is executed (step S10). The standby mode test is a test of whether or not the data written in the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行する(ステップS12)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、書き込んだテストデータを読み出すようにSRAMモジュール10に対して指示する。SRAMモジュール10は、読出データDQを比較回路26に出力する。
Next, a data read process is executed on the SRAM module 10 (step S12). Specifically, as described above, the
次に、期待値判定処理を実行する(ステップS14)。具体的には、比較回路26は、SRAMモジュール10から読みだされた読出データDQと、BIST回路24から与えられる期待値とを比較して、読出データDQと期待値とが一致しているか否かを判断する。そして、その結果を圧縮回路28に出力する。
Next, expected value determination processing is executed (step S14). Specifically, the
圧縮回路28は、比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば「0」を出力(ステップS14においてPASS)する。本例においては、圧縮回路28の出力側に反転回路34が設けられているため一致している場合には、「1」となり、不一致の場合には「0」となる。そして、ステップS18に進む。
The
ステップS18において、BIST回路24は、圧縮回路28の出力信号の反転信号に従ってカウンタ値が上限(max)であるかどうかを判断する。例えば、BIST回路24は、圧縮回路28からの出力信号の反転信号「1」の入力回数に基づいてカウンタ値が上限(max)であるか否かを判断することが可能である。
In step S18, the
そして、ステップS18において、BIST回路24は、カウンタ値が上限(max)であると判断した場合(ステップS18においてYES)には、BIST回路24およびカウンタ回路36の処理を終了(ストップ)する。カウンタ値が上限であるためこれ以上、ソース電位ARVSSを調整することができないためソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。
In step S18, when the
一方、ステップS18において、BIST回路24は、カウンタ値が上限(max)でないと判断した場合(ステップS18においてNO)には、カウンタ値をUPする(ステップS22)。具体的には、カウンタ回路36は、反転回路34からの出力信号「1」に従ってAND回路30から出力されるカウンタUP制御信号「1」(ワンショットパルス)に基づいてカウンタ値をインクリメント(UP)する。これにより本例においては、カウンタ値に従ってカウンタ信号C<0>〜C<N−1>が順番に「1」に設定される。当該カウンタ信号Cは、スタンバイ期間のソース電位ARVSSの電位設定に用いられる。
On the other hand, if the
具体的には、ステップS10におけるスタンバイモードテストの際(スタンバイ信号RSが「1」の場合)に、カウンタ信号C(「1」)に従ってARVSS電位調整回路18の対応するトランジスタがオフする。そして、トランジスタのオフの個数分、段階的に初期電位からソース電位ARVSSが引き上げられて設定される。
Specifically, during the standby mode test in step S10 (when the standby signal RS is “1”), the corresponding transistor of the ARVSS
そして、ステップS22の後、再び、上記のステップS10に戻り、上記処理を繰り返す。具体的には、スタンバイモードテストを実行する(ステップS10)。そして、ステップS12において、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行し、期待値判定処理を実行する(ステップS14)。当該処理を期待値判定処理(ステップS14)においてデータが不一致(FAIL)となるまで繰り返す。繰り返した回数分カウンタ値がインクリメントされ、スタンバイモード(スタンバイ期間)において設定されるソース電位ARVSSが調整される。
And after step S22, it returns to said step S10 again and repeats the said process. Specifically, a standby mode test is executed (step S10). In step S12, a data read process is executed on the
一方、ステップS14において、圧縮回路28は、1つでも不一致であれば「1」を出力(ステップS14においてFAIL)し、ステップS24に進む。
On the other hand, if at least one of the
ステップS24において、BIST回路24は、圧縮回路28の出力信号の反転信号に従ってカウンタ値が下限(min)であるかどうかを判断する。具体的には、カウンタ値が下限である場合とは、例えば、初期状態において、期待値判定処理においてデータが不一致(FAIL)の場合に相当する。当該場合は、動作マージンが最も確保されている状態であるにも係わらずデータ破壊が生じているためメモリセルMC自体に異常がある可能性がある。
In step S24, the
したがって、カウンタ値が下限(min)である場合(ステップS24においてYES)には、エラー情報を外部に出力する(ステップS20)。当該エラー情報に従って周辺回路は所定のエラー処理を実行することが可能である。例えば、メンテナンスの通知あるいは部品交換等の通知等を外部に行うことが可能である。 Therefore, when the counter value is the lower limit (min) (YES in step S24), error information is output to the outside (step S20). The peripheral circuit can execute predetermined error processing according to the error information. For example, it is possible to provide notification of maintenance or notification of parts replacement to the outside.
一方、ステップS24において、BIST回路24は、圧縮回路28の出力信号の反転信号に従ってカウンタ値が下限(min)でないと判断した場合(ステップS24においてNO)には、カウンタ値をDOWNする(ステップS26)。具体的には、BIST回路24は、カウンタ回路36にカウンタDOWN制御信号を出力する。これによりカウンタ回路36のカウンタ値はデクリメントされて1つ戻る。そして、1つ戻ったカウンタ値に基づくカウント信号が設定され、ソース電位ARVSSが再調整される。本方式の場合には、期待値判定処理においてデータが不一致となるレベルまでソース電位を上げる必要があるため、データが不一致となるレベルまでソース電位を上げた後、1つレベルを戻して最適なソース電位に調整する必要があるからである。
On the other hand, if the
そして、ステップS16に進み、BIST回路24およびカウンタ回路36の処理を終了(ストップ)する。具体的には、ソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。また、カウンタ回路36を停止(ストップ)する。
Then, the process proceeds to step S16, and the processes of the
<ソース電位ARVSSの調整フローのタイミングチャート>
図11は、本実施の形態2に従うARVSS電位の調整のタイミングチャートを説明する図である。
<Timing chart of adjustment flow of source potential ARVSS>
FIG. 11 is a diagram illustrating a timing chart for adjusting the ARVSS potential according to the second embodiment.
図11を参照して、まず、カウンタリセット信号CRSに従ってカウンタ回路36を初期化((1)カウンタリセット)する。これによりカウンタ信号Cは全て「0」に設定される。なお、反転回路が設けられているため上述したように全てAND回路ANDの入力ノードには「1」が入力される。
Referring to FIG. 11, first,
次に、BIST回路24は、クロック信号CLKに同期してメモリアレイMAに対して所定のテストデータを書き込む処理を実行する((2)WRITE)。なお、書込制御信号WENは「0」(WRITEをオン)に設定される。
Next, the
次に、スタンバイモードテスト((3)スタンバイ)を実行する。書込制御信号WENは「1」(WRITEをオフ)に設定する。また、この場合、スタンバイ信号RSが「1」に設定されることによりトランジスタTr(b)−Tr(f)がオンする。これにより、ソース電位ARVSSは、初期電位(VDDS(=0V))近傍(メモリセルのデータの保持が可能な電位に設定)に設定される。 Next, a standby mode test ((3) standby) is executed. The write control signal WEN is set to “1” (WRITE is turned off). In this case, the transistors Tr (b) -Tr (f) are turned on by setting the standby signal RS to “1”. As a result, the source potential ARVSS is set in the vicinity of the initial potential (VDDS (= 0V)) (set to a potential capable of holding data in the memory cell).
そして、次に、BIST回路24は、クロック信号CLKに同期してメモリアレイMAから書き込んだ所定のテストデータを読み出す処理を実行する((4)READ)。
Next, the
そして、期待値判定処理((5)期待値判定(圧縮))の結果(期待値一致)に従いカウントUP制御信号が「1」に設定される。これにより、カウンタ回路36は、カウントUP制御信号が「1」に設定されたことによりカウンタ信号C<0>を「1」に設定する。
Then, the count UP control signal is set to “1” in accordance with the result (expected value match) of the expected value determination process ((5) expected value determination (compression)). Accordingly, the
そして、再び、スタンバイモードテスト((3)スタンバイ)を実行する。その際、スタンバイ信号RSが「1」に設定されるとともに、カウンタ信号C<0>の反転信号が「0」に設定されるためトランジスタTr(a)がオフする。これにより、ソース電位ARVSSは、ΔV1上昇した電位に設定される。これにより、スタンバイ期間において当該ソース電位ARVSSに従ってメモリセルMCのデータが保持可能か否かがテストされる。 Then, the standby mode test ((3) standby) is executed again. At this time, the standby signal RS is set to “1” and the inverted signal of the counter signal C <0> is set to “0”, so that the transistor Tr (a) is turned off. As a result, the source potential ARVSS is set to a potential increased by ΔV1. Thereby, it is tested whether or not the data of the memory cell MC can be held in accordance with the source potential ARVSS in the standby period.
そして、次に、BIST回路24は、クロック信号CLKに同期してメモリアレイMAから書き込んだ所定のテストデータを読み出す処理を実行する((4)READ)。
Next, the
そして、期待値判定処理((5)期待値判定(圧縮))の結果(期待値一致)に従いカウントUP制御信号が「1」に設定される。これにより、カウンタ回路36は、カウントUP制御信号が「1」に設定されたことによりカウンタ信号C<1>を「1」に設定する。
Then, the count UP control signal is set to “1” in accordance with the result (expected value match) of the expected value determination process ((5) expected value determination (compression)). Accordingly, the
そして、(3)スタンバイ→(4)READ→(5)期待値判定(圧縮)を繰り返し、期待値判定(圧縮)の結果、期待値が不一致となるまで繰り返す。すなわち、データ破壊が生じる電位レベルまでソース電位ARVSSを上げる。 Then, (3) standby → (4) READ → (5) expected value determination (compression) is repeated until the expected values are not matched as a result of the expected value determination (compression). That is, the source potential ARVSS is raised to a potential level at which data destruction occurs.
本例においては、(k+1)回当該処理を繰り返した結果、期待値が不一致となった場合が示されている。したがって、ソース電位ARVSSは、ΔVk+1に調整される。そして、その後、カウンタ値をデクリメントして1つ戻す。すなわち、k回当該処理を繰り返したソース電位ARVSSは、ΔVkに再調整される。これにより、スタンバイモードにおいて、設定したカウンタ信号に従って当該一致した際のソース電位ARVSSとなるように調整される。
In this example, the case where the expected values do not match as a result of repeating the process (k + 1) times is shown. Therefore, the source potential ARVSS is adjusted to
そして、BIST回路24およびカウンタ回路36の処理を終了する。
なお、当該調整フローについて、電源投入毎やある時間経過するたびに実行することが可能である。これにより、メモリセルMCの経年劣化や製造ばらつきに基づくソース電位ARVSSの調整を設計段階で考慮する必要がなく、仕上がりのメモリセルMCの状態に合わせて、データ保持電圧の実力値までソース電位ARVSSを上げることが可能となる。すなわち、メモリセルのデータ保持特性を考慮してソース線の電位(ソース電位ARVSS)を調整可能であるためスタンバイモード(スタンドバイ期間)におけるスタンドバイ電流を抑制する点で顕著な効果がある。
Then, the processing of the
The adjustment flow can be executed every time the power is turned on or every time a certain time has elapsed. Thereby, it is not necessary to consider the adjustment of the source potential ARVSS based on the aging and manufacturing variation of the memory cell MC at the design stage, and the source potential ARVSS is adjusted to the actual value of the data holding voltage according to the state of the finished memory cell MC. Can be raised. That is, since the potential of the source line (source potential ARVSS) can be adjusted in consideration of the data retention characteristics of the memory cell, there is a remarkable effect in that the standby current in the standby mode (standby period) is suppressed.
また、上記したように、ソース電位ARVSSを低い位置から調整し、その際、データは保持された状態が維持されるため、データ書き込み(WRITE)は最初の一回のみでよい。したがって、実施の形態1と比較して2回目以降のデータ書き込み(WRITE)は不要となるため、調整の時間(テスト時間)を短縮することが可能である。 Further, as described above, the source potential ARVSS is adjusted from a low position, and at that time, the data is maintained in a held state. Therefore, data writing (WRITE) is required only once. Therefore, the second and subsequent data writing (WRITE) is unnecessary compared to the first embodiment, and the adjustment time (test time) can be shortened.
なお、本例においては、ARVSS電位調整回路19は、カウンタ回路36のカウンタ値の出力であるカウンタ信号Cが全て「0」である初期状態の場合にソース電位ARVSSが一番低くなるように設定された構成について説明したが、カウンタ値の出力であるカウンタ信号Cが全て「1」の場合にソース電位ARVSSが一番低くなるように設定して、カウンタ値をデクリメントしてスタートするようにしても良い。その場合には、反転回路を設けなくても良い。
In this example, the ARVSS
なお、上記においては、スタンバイモードテストにより、スタンバイ期間においてデータ保持が可能なソース電位と、不可能なソース電位とを探索してソース線の電位を調整する方式について説明したが、ある程度マージンを設けた方が望ましい場合もある。 In the above description, the standby mode test describes the method of adjusting the source line potential by searching for the source potential that can hold data and the impossible source potential in the standby period. However, a margin is provided to some extent. Sometimes it is desirable.
例えば、ソース電位ARVSSの調整時の温度が室温であり、実際のスタンバイモードには温度が変化していく場合や、チップ上で通常動作とスタンバイモードとが同時に行われており、いわゆるIRdrop量がソース電位ARVSSの調整時より大きい場合も考えられる。 For example, the temperature at the time of adjusting the source potential ARVSS is room temperature, and when the temperature changes in the actual standby mode, or when the normal operation and the standby mode are simultaneously performed on the chip, the so-called IR drop amount is There may be a case where the source potential ARVSS is larger than that at the time of adjustment.
その場合、調整したソース電位ARVSSでは、スタンバイモード(スタンバイ期間)にデータを保持することが難しい場合も考えられる。 In that case, it may be difficult to hold data in the standby mode (standby period) with the adjusted source potential ARVSS.
したがって、ソース電位ARVSSの調整後にカウンタ値をマージンをさらに確保できる方向へ再調整する信号をBIST回路24から発生させ、温度ワースト分やIRdrop量を考慮した分のソース電位ARVSSのマージンを組み込むようにしても良い。具体的には、データ保持特性のマージンがある方向にカウンタ回路のカウンタ値を数段階UP/DOWNさせればよい。また、メモリセルの経年劣化によりデータ保持特性が変化することを予めデータとして保持しておく(データ保持電圧の悪化量)ことにより、マージン量を調整するようにしても良い。当該方式により、チップの動作環境の変化等に容易に対応することが可能である。
Therefore, after adjusting the source potential ARVSS, a signal for readjusting the counter value in a direction that can further secure a margin is generated from the
また、上記においては、電源投入後のPOR回路のPOR信号等のトリガ信号を受けてソース電位ARVSSの調整を開始する場合について説明した。あるいは、所定期間経過毎等に当該調整を実行する場合について説明した。 In the above description, the case where the adjustment of the source potential ARVSS is started upon receiving a trigger signal such as the POR signal of the POR circuit after the power is turned on has been described. Or the case where the said adjustment was performed for every predetermined period progress was demonstrated.
なお、この際、上記したように、カウンタリセット信号CRSに従いカウンタ回路のカウンタ値はリセットされるためARVSS電位調整回路のソース電位もリセットされる。 At this time, as described above, the counter value of the counter circuit is reset according to the counter reset signal CRS, so that the source potential of the ARVSS potential adjustment circuit is also reset.
ソース電位の調整の設定を毎回、電位の高い側あるいは低い側から段階的に調整する場合、ある程度の時間がかかる可能性がある。 When the setting of the source potential is adjusted step by step from the high potential side or the low potential side every time, it may take some time.
したがって、前回のソース電位ARVSSの調整の際のカウンタ値を別途設けられた記憶素子(不揮発性)へ格納しておき、次回のソース電位ARVSSの調整の際に当該格納したカウンタ値を初期値として利用するようにしても良い。当該方式により、次回のソース電位ARVSSの調整の際には格納しておいたカウンタ値を基にソース電位ARVSSの調整を開始することによりテストの収束が早まり、調整の時間を短縮することが可能である。 Therefore, the counter value at the previous adjustment of the source potential ARVSS is stored in a separately provided storage element (non-volatile), and the stored counter value at the next adjustment of the source potential ARVSS is used as an initial value. It may be used. By this method, the adjustment of the source potential ARVSS is started based on the stored counter value at the next adjustment of the source potential ARVSS, so that the convergence of the test can be accelerated and the adjustment time can be shortened. It is.
(実施の形態3)
図12は、メモリセルMCのデータ保持の温度特性を説明する図である。
(Embodiment 3)
FIG. 12 is a diagram for explaining temperature characteristics of data retention in the memory cell MC.
図12を参照して、フェイルビット数(Fail bit count)が温度に依存して変化する場合が示されている。本例においては、一例として温度が異なる場合に電源電位VDDMを変化させた場合のフェイルビット数が示されている。当該図に示されるように高温と低温とで同じフェイルビット数の場合でもΔV(一例として0.1V程度)の差がある場合が示されている。すなわち、高温の場合と低温の場合とで同じ動作信頼性を確保するためには低温の場合に比べて高温の場合には電源電位VDDMを高くする必要がある。本例においては、電源電位VDDMのデータ保持の温度特性について説明しているがソース電位についても同様である。すなわち、高温の場合の方が低温の場合よりも動作マージンを十分に確保する必要がある。つまり、高温の方がソース電位ARVSSの電位レベルを下げる必要がある。 Referring to FIG. 12, a case where the number of fail bits (Fail bit count) varies depending on temperature is shown. In this example, the number of fail bits when the power supply potential VDDM is changed when the temperatures are different is shown as an example. As shown in the figure, there is shown a case where there is a difference of ΔV (as an example, about 0.1 V) even when the number of fail bits is the same at high temperature and low temperature. That is, in order to ensure the same operation reliability at high temperatures and low temperatures, it is necessary to increase the power supply potential VDDM at higher temperatures than at lower temperatures. In this example, the data holding temperature characteristic of the power supply potential VDDM is described, but the same applies to the source potential. That is, it is necessary to ensure a sufficient operation margin when the temperature is high than when the temperature is low. That is, it is necessary to lower the potential level of the source potential ARVSS at a higher temperature.
それゆえ、メモリセルMCのデータ保持の温度特性を考慮して、ソース電位ARVSSについて、高温の動作環境に合わせてマージンを加味することが望ましい。 Therefore, in consideration of the temperature characteristics of data retention in the memory cell MC, it is desirable to add a margin to the source potential ARVSS in accordance with the high temperature operating environment.
本実施の形態3においては、ARVSS電位調整回路においてメモリセルMCのデータ保持の温度特性を反映させて最適なソース電位に調整する方式について説明する。 In the third embodiment, a method of adjusting the optimum source potential by reflecting the temperature characteristic of data retention of the memory cell MC in the ARVSS potential adjustment circuit will be described.
図13は、本実施の形態3に従うARVSS電位調整回路18#の構成を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of the ARVSS
図13を参照して、ARVSS電位調整回路18#は、温度調整回路50と、ARVSS電位調整ユニット52とを含む。
Referring to FIG. 13, ARVSS
ARVSS電位調整ユニット52は、図3で説明したARVSS電位調整回路18と同様の回路構成であるためその詳細な説明については繰り返さない。ARVSS電位調整回路18#は、ARVSS電位調整回路18の回路構成にさらに温度調整回路50を加えた構成である。この点で、ARVSS電位調整回路18は、ARVSS電位調整ユニット52でソース電位ARVSSを調整するとともに、温度調整回路50を用いてソース電位ARVSSをさらに調整する構成となっている。
Since the ARVSS
ARVSS電位調整ユニット52の構成はARVSS電位調整回路18と同様の回路構成であるため上記で説明したのと同様の動作を実行する。
Since the configuration of the ARVSS
温度調整回路50は、温度検知回路SVと、バッファBF0,BF1と、OR回路OR_000,OR_040,OR_080とを含む。また、温度調整回路50は、AND回路AND_M40,AND_000,AND_040,AND_080,AND_120と、トランジスタTR_M40,TR_000,TR_040,TR_080,TR_120とをさらに含む。本例においては、一例としてトランジスタTR_M40,TR_000,TR_040,TR_080,TR_120は、NチャネルMOSトランジスタである。
The
温度検知回路SVは、チップの温度を検知して検知した温度に基づく検知信号を出力する。具体的には、一例として温度が0℃以上であれば検知信号TMP_000は「1」に設定される。一方、0℃未満である場合には検知信号TMP_000は「0」に設定される。 The temperature detection circuit SV detects the temperature of the chip and outputs a detection signal based on the detected temperature. Specifically, as an example, if the temperature is 0 ° C. or higher, the detection signal TMP_000 is set to “1”. On the other hand, when the temperature is lower than 0 ° C., the detection signal TMP_000 is set to “0”.
また、温度が40℃以上であれば検知信号TMP_040は「1」に設定される。一方、40℃未満であれば検知信号TMP_040は「0」に設定される。 If the temperature is 40 ° C. or higher, the detection signal TMP_040 is set to “1”. On the other hand, if it is lower than 40 ° C., the detection signal TMP_040 is set to “0”.
また、温度が80℃以上であれば検知信号TMP_080は「1」に設定される。一方、80℃未満であれば検知信号TMP_080は「0」に設定される。 If the temperature is 80 ° C. or higher, the detection signal TMP_080 is set to “1”. On the other hand, if it is less than 80 ° C., the detection signal TMP_080 is set to “0”.
また、温度が120℃以上であれば検知信号TMP_120は「1」に設定される。一方、120℃未満であれば検知信号TMP_120は「0」に設定される。 If the temperature is 120 ° C. or higher, the detection signal TMP_120 is set to “1”. On the other hand, if it is lower than 120 ° C., the detection signal TMP_120 is set to “0”.
バッファBF0は、電源電位VDDMと接続され、AND回路AND_M40の入力ノードの一方に「1」を出力する。 The buffer BF0 is connected to the power supply potential VDDM, and outputs “1” to one of the input nodes of the AND circuit AND_M40.
OR回路OR_000は、検知信号TMP_000,TMP_040,TMP_080,TMP_120の入力を受けてそのOR論理演算結果を制御信号TMPEN_000として出力する。したがって、温度が0℃以上の場合には制御信号TMPEN_000は「1」に設定される。0℃未満の場合には制御信号TMPEN_000は「0」に設定される。 The OR circuit OR_000 receives the detection signals TMP_000, TMP_040, TMP_080, and TMP_120 and outputs the OR logic operation result as the control signal TMPEN_000. Therefore, when the temperature is 0 ° C. or higher, the control signal TMPEN — 000 is set to “1”. When the temperature is lower than 0 ° C., the control signal TMPEN — 000 is set to “0”.
OR回路OR_040は、検知信号TMP_040,TMP_080,TMP_120の入力を受けてそのOR論理演算結果を制御信号TMPEN_040として出力する。したがって、温度が40℃以上の場合には制御信号TMPEN_040は「1」に設定される。40℃未満の場合には制御信号TMPEN_040は「0」に設定される。 The OR circuit OR_040 receives the detection signals TMP_040, TMP_080, and TMP_120 and outputs the OR logic operation result as the control signal TMPEN_040. Therefore, when the temperature is 40 ° C. or higher, the control signal TMPEN — 040 is set to “1”. When the temperature is lower than 40 ° C., the control signal TMPEN — 040 is set to “0”.
OR回路OR_080は、検知信号TMP_080,TMP_120の入力を受けてそのOR論理演算結果を制御信号TMPEN_080として出力する。したがって、温度が80℃以上の場合には制御信号TMPEN_080は「1」に設定される。80℃未満の場合には制御信号TMPEN_080は「0」に設定される。 The OR circuit OR_080 receives the detection signals TMP_080 and TMP_120 and outputs the OR logic operation result as the control signal TMPEN_080. Therefore, when the temperature is 80 ° C. or higher, the control signal TMPEN — 080 is set to “1”. When the temperature is lower than 80 ° C., the control signal TMPEN — 080 is set to “0”.
バッファBF1は、検知信号TMP_120の入力を受けて、そして制御信号TMPEN_120として出力する。したがって、温度が120℃以上の場合には制御信号TMPEN_120は「1」に設定される。120℃未満の場合には制御信号TMPEN_120は「0」に設定される。 The buffer BF1 receives the detection signal TMP_120 and outputs it as the control signal TMPEN_120. Therefore, when the temperature is 120 ° C. or higher, the control signal TMPEN — 120 is set to “1”. When the temperature is less than 120 ° C., the control signal TMPEN — 120 is set to “0”.
AND回路AND_M40は、バッファBF0およびスタンバイ信号RSの入力を受けてそのAND論理演算結果を制御信号TM40としてトランジスタTR_M40のゲートに出力する。バッファBF0の出力信号は「1」に設定されるためスタンバイ信号RSに従って制御信号TM40は「1」あるいは「0」に設定される。 The AND circuit AND_M40 receives the input of the buffer BF0 and the standby signal RS and outputs the AND logic operation result to the gate of the transistor TR_M40 as the control signal TM40. Since the output signal of the buffer BF0 is set to “1”, the control signal TM40 is set to “1” or “0” according to the standby signal RS.
AND回路AND_000は、制御信号TMPEN_000およびスタンバイ信号RSの入力を受けてそのAND論理演算結果を制御信号T000としてトランジスタTR_000のゲートに出力する。制御信号T000は、スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合には制御信号TMPEN_000に従って「1」あるいは「0」に設定される。 The AND circuit AND_000 receives the control signal TMPEN_000 and the standby signal RS and outputs the AND logic operation result to the gate of the transistor TR_000 as the control signal T000. The control signal T000 is set to “1” or “0” according to the control signal TMPEN — 000 when the standby signal RS is set to “1”.
AND回路AND_040は、制御信号TMPEN_040およびスタンバイ信号RSの入力を受けてそのAND論理演算結果を制御信号T040としてトランジスタTR_040のゲートに出力する。制御信号T040は、スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合には制御信号TMPEN_040に従って「1」あるいは「0」に設定される。 The AND circuit AND_040 receives the control signal TMPEN_040 and the standby signal RS and outputs the AND logic operation result to the gate of the transistor TR_040 as the control signal T040. The control signal T040 is set to “1” or “0” according to the control signal TMPEN_040 when the standby signal RS is set to “1”.
AND回路AND_080は、制御信号TMPEN_080およびスタンバイ信号RSの入力を受けてそのAND論理演算結果を制御信号T080としてトランジスタTR_080のゲートに出力する。制御信号T080は、スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合には制御信号TMPEN_080に従って「1」あるいは「0」に設定される。 The AND circuit AND_080 receives the control signal TMPEN_080 and the standby signal RS and outputs the AND logic operation result to the gate of the transistor TR_080 as the control signal T080. Control signal T080 is set to “1” or “0” in accordance with control signal TMPEN — 080 when standby signal RS is set to “1”.
AND回路AND_120は、制御信号TMPEN_120およびスタンバイ信号RSの入力を受けてそのAND論理演算結果を制御信号T120としてトランジスタTR_120のゲートに出力する。制御信号T120は、スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合には制御信号TMPEN_120に従って「1」あるいは「0」に設定される。 The AND circuit AND_120 receives the control signal TMPEN_120 and the standby signal RS and outputs the AND logic operation result to the gate of the transistor TR_120 as the control signal T120. The control signal T120 is set to “1” or “0” according to the control signal TMPEN — 120 when the standby signal RS is set to “1”.
トランジスタTR_M40は、ソース線SLと接地電位VSSMとの間に配置され、そのゲートは、AND回路AND_M40の出力信号である制御信号TM40の入力を受ける。上記したようにAND回路AND_M40は、バッファBF0およびスタンバイ信号RSの入力を受けてAND論理演算結果を制御信号TM40として出力する。したがって、制御信号TM40をゲートに受けるトランジスタTR_M40は、スタンバイ信号RSが「1」の場合にオンし、「0」の場合にオフする。すなわち、スタンバイモードの場合にオンする。当該トランジスタTR_M40は、オン時の通過電流Idsが小さいトランジスタに設定されているものとする。 Transistor TR_M40 is arranged between source line SL and ground potential VSSM, and has a gate receiving control signal TM40 that is an output signal of AND circuit AND_M40. As described above, the AND circuit AND_M40 receives the input of the buffer BF0 and the standby signal RS and outputs an AND logic operation result as the control signal TM40. Therefore, the transistor TR_M40 receiving the control signal TM40 at the gate is turned on when the standby signal RS is “1” and turned off when the standby signal RS is “0”. That is, it is turned on in the standby mode. It is assumed that the transistor TR_M40 is set to a transistor having a small passing current Ids when turned on.
トランジスタTR_000は、ソース線SLと接地電位VSSMとの間に配置され、そのゲートは、AND回路AND_000の出力信号である制御信号T000の入力を受ける。スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合に、温度が0度以上の場合には制御信号T000が「1」に設定されるためトランジスタTR_000はオンとなる。 Transistor TR_000 is arranged between source line SL and ground potential VSSM, and has a gate receiving control signal T000, which is an output signal of AND circuit AND_000. When the standby signal RS is set to “1” and the temperature is 0 ° C. or higher, the control signal T000 is set to “1”, so that the transistor TR_000 is turned on.
トランジスタTR_040は、ソース線SLと接地電位VSSMとの間に配置され、そのゲートは、AND回路AND_040の出力信号である制御信号T040の入力を受ける。スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合に、温度が40度以上の場合には制御信号T040が「1」に設定されるためトランジスタTR_040はオンとなる。 Transistor TR_040 is arranged between source line SL and ground potential VSSM, and has a gate receiving control signal T040 that is an output signal of AND circuit AND_040. When the standby signal RS is set to “1” and the temperature is 40 ° C. or higher, the control signal T040 is set to “1”, so that the transistor TR_040 is turned on.
トランジスタTR_080は、ソース線SLと接地電位VSSMとの間に配置され、そのゲートは、AND回路AND_080の出力信号である制御信号T080の入力を受ける。スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合に、温度が80度以上の場合には制御信号T080が「1」に設定されるためトランジスタTR_080はオンとなる。 Transistor TR_080 is arranged between source line SL and ground potential VSSM, and has a gate receiving control signal T080 as an output signal of AND circuit AND_080. When the standby signal RS is set to “1” and the temperature is 80 ° C. or higher, the control signal T080 is set to “1”, so that the transistor TR_080 is turned on.
トランジスタTR_120は、ソース線SLと接地電位VSSMとの間に配置され、そのゲートは、AND回路AND_120の出力信号である制御信号T102の入力を受ける。スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合に、温度が120度以上の場合には制御信号T120が「1」に設定されるためトランジスタTR_120はオンとなる。 Transistor TR_120 is arranged between source line SL and ground potential VSSM, and has a gate receiving control signal T102, which is an output signal of AND circuit AND_120. When the standby signal RS is set to “1” and the temperature is 120 ° C. or higher, the control signal T120 is set to “1”, so that the transistor TR_120 is turned on.
すなわち、温度調整回路50において、スタンバイ信号RSが「1」に設定されている場合、初期状態においてはトランジスタTR_M40がオンする。また、温度が0℃以上の場合にはトランジスタTR_M40,TR_000がオンする。また、温度が40℃以上の場合にはトランジスタTR_M40,TR_000,TR_040がオンする。また、温度が80℃以上の場合にはトランジスタTR_M40,TR_000,TR_040,TR_080がオンする。また、温度が120℃以上の場合にはトランジスタTR_M40,TR_000,TR_040,TR_080,TR_120がオンする。
That is, in the
なお、温度調整回路50における調整用のトランジスタTR_000,TR_040,TR_080,TR_120は、温度変化に従ってソース電位ARVSSを段階的(数mV程度)に調整する程度の通過電流Idsの小さいトランジスタに設定されているものとする。
Note that the transistors for adjustment TR_000, TR_040, TR_080, and TR_120 in the
本例においては、スタンバイ信号RSが「1」すなわちスタンバイモードの場合に、ARVSS電位調整ユニット52によりソース電位ARVSSを調整する。そして、さらにチップの温度を検知して検知結果に従って調整用のトランジスタTR_000,TR_040,TR_080,TR_120をオンすることにより、ARVSS電位調整ユニット52により調整されたソース電位ARVSSからさらに所定電位下げて調整する。
In this example, the source potential ARVSS is adjusted by the ARVSS
当該構成、すなわち温度調整回路50によりチップの温度に従ってソース電位ARVSSの電位がさらに調整されるため、メモリセルMCのデータ保持の温度特性を考慮してARVSS電位調整ユニット52により調整された電位から固定的にマージンを確保する必要がなく、温度特性を反映させて最適なソース電位に調整することが可能となる。
In this configuration, that is, the potential of the source potential ARVSS is further adjusted according to the temperature of the chip by the
<ソース電位ARVSSの調整のタイミングチャート>
図14は、本実施の形態3に従うソース電位ARVSSの調整のタイミングチャートを説明する図である。
<Timing chart for adjusting source potential ARVSS>
FIG. 14 is a diagram illustrating a timing chart for adjusting the source potential ARVSS according to the third embodiment.
図14を参照して、最初の時刻t0から時刻t1(期間A)において、ソース電位ARVSSの調整処理が実行される。本例においては実施の形態1で説明した方式によりソース電位ARVSSを段階的に下げて調整する場合について説明する。
Referring to FIG. 14, from the first time t0 to time t1 (period A), the adjustment process of the source potential ARVSS is executed. In this example, a case where the source potential ARVSS is adjusted stepwise by the method described in
具体的には、カウンタリセット信号CRSに従ってカウンタ回路32を初期化する。これによりカウンタ信号Cは全て「0」に設定される。そして、スタンバイモードテストを実行する。ソース電位は、上記したように初期電位(VDDM/2)(メモリセルのデータが破壊される電位)に設定される。そして、上記で説明したように、期待値判定処理((5)期待値判定(圧縮))の結果(期待値不一致)に従いカウントUP制御信号が「1」に設定される。これにより、カウンタ回路32は、カウントUP制御信号が「1」に設定されたことによりカウンタ信号C<1>を「1」に設定する。
Specifically, the
そして、上記の(2)WRITE→(3)スタンバイ→(4)READ→(5)期待値判定(圧縮)を繰り返し、期待値判定(圧縮)の結果、期待値が一致するまで繰り返す。すなわち、データ破壊が生じない電位レベルまでソース電位ARVSSを下げる。 Then, (2) WRITE → (3) standby → (4) READ → (5) expected value determination (compression) is repeated until the expected values match as a result of the expected value determination (compression). That is, the source potential ARVSS is lowered to a potential level at which data destruction does not occur.
本例においては、カウンタ信号C<k>を「1」に設定した場合に期待値が一致した場合が示されている。本例においては、ソース電位ARVSSはVDDM/2−ΔVkに調整される場合が示されている。 In this example, the case where the expected value matches when the counter signal C <k> is set to “1” is shown. In this example, the source potential ARVSS is adjusted to VDDM / 2−ΔVk.
そして、時刻t1から時刻t2(期間B)において、通常動作が実行される。具体的には、スタンバイ信号RSが「0」に設定されて、メモリアレイMAに対して通常のデータの書き込み処理、読み出し処理等が実行される。 Then, normal operation is performed from time t1 to time t2 (period B). Specifically, the standby signal RS is set to “0”, and normal data write processing, read processing, and the like are performed on the memory array MA.
そして、当該メモリアレイMAに対する動作処理に従いチップの温度が上昇し、検知信号TMP_000,TMP_040,TMP_080,TMP_120が順番に「1」に設定される場合が示されている。 The case where the temperature of the chip rises according to the operation process for the memory array MA and the detection signals TMP_000, TMP_040, TMP_080, and TMP_120 are sequentially set to “1” is shown.
次に、時刻t2において、スタンバイモード(スタンバイ期間)に設定される。本例においては、時刻t2から時刻t4(期間C)までスタンバイモード(スタンバイ期間)となる。具体的には、スタンバイ信号RSが「1」に設定されて、メモリアレイMAはスタンバイモードとなる。これに従い、検知信号TMP_000,TMP_040,TMP_080,TMP_120が「1」であり、かつ、スタンバイ信号RSが「1」に設定されているためトランジスタTR_000,TR_040,TR_080,TR_120が全てオンする。これにより、ソース電位ARVSSは、設定された電位から所定電位ΔV1さらに低下する。すなわち、本例においては、一例としてソース電位ARVSSは、VDDM/2−ΔVk−ΔV1に設定される。これによりチップの温度が上昇してデータ保持特性に影響が生じる場合でもソース電位ARVSSを調整することにより、スタンバイモード(スタンバイ期間)においてメモリセルMCのデータ保持特性を考慮しつつスタンバイ電流を抑制することが可能となる。 Next, at time t2, the standby mode (standby period) is set. In this example, the standby mode (standby period) is set from time t2 to time t4 (period C). Specifically, the standby signal RS is set to “1”, and the memory array MA enters the standby mode. Accordingly, since the detection signals TMP_000, TMP_040, TMP_080, and TMP_120 are “1” and the standby signal RS is set to “1”, the transistors TR_000, TR_040, TR_080, and TR_120 are all turned on. As a result, the source potential ARVSS further decreases from the set potential by the predetermined potential ΔV1. That is, in this example, the source potential ARVSS is set to VDDM / 2−ΔVk−ΔV1 as an example. As a result, even when the temperature of the chip rises and the data retention characteristic is affected, the standby current is suppressed in consideration of the data retention characteristic of the memory cell MC in the standby mode (standby period) by adjusting the source potential ARVSS. It becomes possible.
そして、スタンバイ期間においてはメモリアレイMAに対する処理が停止しているためチップの温度が低下し、検知信号TMP_120,TMP_080,TMP_040,TMP_000が順番に「0」に設定される場合が示されている。これに応答して、トランジスタTR_120,TR_080,TR_040,TR_000が順番にオフする。したがって、トランジスタTRのオフに伴い、すなわちチップの温度変化に伴いソース電位ARVSSが段階的に調整されて上昇する。そして、時刻t3において、検知信号TMP_000が「0」に設定された場合にトランジスタTR_120,TR_080,TR_040,TR_000は全てオフするためソース電位ARVSSはVDDM/2−ΔVkに調整される。これによりチップの温度が低下してデータ保持特性が改善される場合にはソース電位ARVSSを調整する(上昇させる)ことにより、スタンバイモード(スタンバイ期間)においてメモリセルMCのデータ保持特性を考慮しつつスタンバイ電流を効率的に抑制することが可能となる。 In the standby period, since the processing for the memory array MA is stopped, the temperature of the chip is lowered, and the detection signals TMP_120, TMP_080, TMP_040, and TMP_000 are sequentially set to “0”. In response to this, the transistors TR_120, TR_080, TR_040, TR_000 are sequentially turned off. Therefore, as the transistor TR is turned off, that is, with the temperature change of the chip, the source potential ARVSS is adjusted stepwise and rises. At time t3, when the detection signal TMP_000 is set to “0”, the transistors TR_120, TR_080, TR_040, and TR_000 are all turned off, so that the source potential ARVSS is adjusted to VDDM / 2−ΔVk. When the temperature of the chip is thereby lowered and the data retention characteristic is improved, the source potential ARVSS is adjusted (increased) so that the data retention characteristic of the memory cell MC is taken into consideration in the standby mode (standby period). It is possible to efficiently suppress the standby current.
次に、時刻t4から時刻t5(期間D)において、通常動作が実行される。具体的には、スタンバイ信号RSが「0」に設定されて、メモリアレイMAに対して通常のデータの書き込み処理、読み出し処理等が実行される。 Next, normal operation is performed from time t4 to time t5 (period D). Specifically, the standby signal RS is set to “0”, and normal data write processing, read processing, and the like are performed on the memory array MA.
そして、当該メモリアレイMAに対する動作処理に従いチップの温度が上昇し、検知信号TMP_000,TMP_040が順番に「1」に設定される場合が示されている。 In this case, the temperature of the chip rises according to the operation process for the memory array MA, and the detection signals TMP_000 and TMP_040 are sequentially set to “1”.
次に、時刻t5以降において、スタンバイモード(スタンバイ期間)(期間E)に設定される。具体的には、スタンバイ信号RSが「1」に設定されて、メモリアレイMAはスタンバイモードとなる。これに従い、検知信号TMP_000,TMP_040が「1」であり、かつ、スタンバイ信号RSが「1」に設定されているためトランジスタTR_000,TR_040がオンする。これにより、ソース電位ARVSSは、設定された電位から所定電位ΔV2さらに低下する。すなわち、本例においては、一例としてソース電位ARVSSは、VDDM/2−ΔVk−ΔV2に設定される。これによりチップの温度が上昇してデータ保持特性に影響が生じる場合でもソース電位ARVSSを調整することにより、スタンバイ期間においてメモリセルMCのデータ保持特性を考慮しつつスタンバイ電流を抑制することが可能となる。 Next, after time t5, the standby mode (standby period) (period E) is set. Specifically, the standby signal RS is set to “1”, and the memory array MA enters the standby mode. Accordingly, since the detection signals TMP_000 and TMP_040 are “1” and the standby signal RS is set to “1”, the transistors TR_000 and TR_040 are turned on. As a result, the source potential ARVSS further decreases from the set potential by the predetermined potential ΔV2. That is, in this example, the source potential ARVSS is set to VDDM / 2−ΔVk−ΔV2 as an example. As a result, even when the temperature of the chip rises and the data retention characteristic is affected, by adjusting the source potential ARVSS, it is possible to suppress the standby current in consideration of the data retention characteristic of the memory cell MC in the standby period. Become.
そして、スタンバイ期間においてはメモリアレイMAに対する処理が停止しているためチップの温度が低下し、検知信号TMP_040,TMP_000が順番に「0」に設定される場合が示されている。これに応答して、トランジスタTR_040,TR_000が順番にオフする。したがって、トランジスタTRのオフに伴い、すなわちチップの温度変化に伴いソース電位ARVSSが段階的に調整されて上昇する。そして、時刻t6において、検知信号TMP_000が「0」に設定された場合にトランジスタTR_040,TR_000は全てオフするためソース電位ARVSSはVDDM/2−ΔVkに調整される。これによりチップの温度が低下してデータ保持特性が改善される場合にはソース電位ARVSSを調整する(上昇させる)ことにより、スタンバイモード(スタンバイ期間)においてメモリセルMCのデータ保持特性を考慮しつつスタンバイ電流を効率的に抑制することが可能となる。 In the standby period, since the processing for the memory array MA is stopped, the temperature of the chip is lowered, and the detection signals TMP_040 and TMP_000 are sequentially set to “0”. In response to this, the transistors TR_040 and TR_000 are sequentially turned off. Therefore, as the transistor TR is turned off, that is, with the temperature change of the chip, the source potential ARVSS is adjusted stepwise and rises. At time t6, when the detection signal TMP_000 is set to “0”, the transistors TR_040 and TR_000 are all turned off, so that the source potential ARVSS is adjusted to VDDM / 2−ΔVk. When the temperature of the chip is thereby lowered and the data retention characteristic is improved, the source potential ARVSS is adjusted (increased) so that the data retention characteristic of the memory cell MC is taken into consideration in the standby mode (standby period). It is possible to efficiently suppress the standby current.
したがって、当該構成により、ARVSS電位調整回路においてメモリセルMCのデータ保持の温度特性を反映させて最適なソース電位に調整してスタンバイモード(スタンバイ期間)におけるスタンバイ電流を効果的に抑制することが可能である。 Therefore, with this configuration, the ARVSS potential adjustment circuit can adjust the optimal source potential by reflecting the data retention temperature characteristic of the memory cell MC, and can effectively suppress the standby current in the standby mode (standby period). It is.
(実施の形態4)
次にソース電位ARVSSを設定する時間を短縮する方式について説明する。
(Embodiment 4)
Next, a method for shortening the time for setting the source potential ARVSS will be described.
本実施の形態4においては、いわゆるバイナリサーチ(2分探索木)に従って最適なソース電位ARVSSの設定を短縮する場合について説明する。 In the fourth embodiment, a case where the setting of the optimum source potential ARVSS is shortened according to a so-called binary search (binary search tree) will be described.
図15は、本実施の形態4に従うARVSS電位調整回路18を制御する周辺回路20の構成の概略ブロック図である。
FIG. 15 is a schematic block diagram of a configuration of
図15を参照して、図2の構成と比較して、当該構成は、AND回路30の代わりにバイナリサーチ実行回路60を設けた点と、カウンタ回路32をUP/DOWNカウンタ回路36に置換した点とが異なる。
Referring to FIG. 15, compared with the configuration of FIG. 2, in this configuration, a binary
バイナリサーチ実行回路60は、バイナリサーチを実行する回路であり、カウント値出力回路62と、バイナリサーチ制御回路64と、カウンタ制御信号出力回路66とを含む。
The binary
本例においては、圧縮回路28は、バイナリサーチ実行回路60に圧縮データ「0」あるいは「1」を出力する。
In this example, the
また、カウンタリセット信号CRSは、UP/DOWNカウンタ回路36およびバイナリサーチ制御回路64に出力される。UP/DOWNカウンタ回路36は、カウンタリセット信号CRSに従ってカウンタ値がリセットされて初期値「0」に設定される。
The counter reset signal CRS is output to the UP /
バイナリサーチ制御回路64は、カウンタリセット信号CRSの入力に従ってソース電位ARVSSの調整に関する処理を全体的に管理する。具体的には、BIST回路24に対してテスト開始信号を出力し、BIST回路24は、テスト開始信号の指示に従って実施の形態1で説明したようにSRAMモジュール10のメモリセルMCに対して所定のテストデータを書き込む処理を実行する。そして、SRAMモジュール10をスタンバイモードに設定する。そして、メモリセルMCのデータ保持特性を判定するためにSRAMモジュール10に対して書き込んだテストデータを読み出す処理を実行する。
The binary
そして、BIST回路24は、比較回路26に期待値を出力する。そして、比較回路26は、SRAMモジュール10から読み出された読出データDQと、BIST回路24から出力された期待値とを比較し、比較した比較結果(期待値と一致したか否か)を圧縮回路28に出力する。圧縮回路28は、比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば「0」をバイナリサーチ制御回路64に出力し、1つでも不一致であれば「1」をバイナリサーチ制御回路64に出力する。
Then, the
なお、BIST回路24は、テスト開始信号の指示に従ってこの一連の処理の実行後、テスト終了信号をバイナリサーチ制御回路64に出力する。具体的には、BIST回路24は、一連の処理として、SRAMモジュール10に対して、所定のテストデータを書き込み、スタンバイモードに設定し、書き込んだテストデータを読み出し、期待値を出力する処理を実行した後に、テスト終了信号をバイナリサーチ制御回路64に出力する。
The
バイナリサーチ制御回路64は、圧縮回路28からの圧縮データ「0」あるいは「1」およびBIST回路24からのテスト終了信号に従ってUP/DOWN制御信号および出力開始信号をカウンタ制御信号出力回路66に出力する。
The binary
UP/DOWN制御信号は、カウンタ制御信号出力回路66から出力されるカウントUP制御信号あるいはカウンタDOWN制御信号のUP方向、DOWN方向を規定する制御信号である。
The UP / DOWN control signal is a control signal that defines the UP direction and the DOWN direction of the count UP control signal output from the counter control
また、出力開始信号は、カウンタ制御信号出力回路66がカウンタUP制御信号あるいはカウンタDOWN制御信号を出力するためのトリガとなる信号である。カウンタ制御信号出力回路66は、カウンタUP制御信号あるいはカウンタDOWN制御信号としてクロック信号CLKに基づいてカウント値出力回路62からのカウント値に従うカウント値のパルス信号を出力する。そして、カウント値のパルス信号の出力が終了した場合に、カウンタ制御信号出力回路66は、出力終了信号をバイナリサーチ制御回路64に出力する。
The output start signal is a signal that serves as a trigger for the counter control
また、バイナリサーチ制御回路64は、初期カウント値設定信号および初期カウント値Mをカウント値出力回路62に出力する。これにより、カウント値出力回路62は、初期カウント値設定信号に従って初期カウント値Mを設定してカウント値をカウンタ制御信号出力回路66に出力する。
Further, the binary
また、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。カウント値出力回路62は、カウント値右シフト信号に従って、設定されているカウント値のビット列を右にシフトさせる。すなわち、カウント値を1/2に設定する。
Further, the binary
また、バイナリサーチ制御回路64は、圧縮データに従ってバイナリサーチが終了したと判断した場合にはバイナリサーチ終了信号をBIST回路24に出力する。また、バイナリサーチを完了することができないエラー状態であると判断した場合には電位調整エラー信号をBIST回路24に出力する。
The binary
図16は、本実施の形態4に従うソース電位ARVSSの調整フローを説明する図である。 FIG. 16 is a diagram illustrating an adjustment flow of source potential ARVSS according to the fourth embodiment.
当該調整フローは、ソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される最適な電位に調整するためのフローである。 The adjustment flow is a flow for adjusting the source potential ARVSS to an optimum potential set in the standby mode.
概略的には、スタンバイモード(スタンバイ期間)の際にメモリセルMCに書き込まれたデータを保持できるか否かをテストする。具体的には、複数のレベルに調整可能なソース電位をバイナリサーチ方式に従って調整(電位を上げる、あるいは電位を下げる)してデータ破壊が生じない電位レベルを探索する。 In general, it is tested whether data written in the memory cell MC can be held in the standby mode (standby period). Specifically, a source potential that can be adjusted to a plurality of levels is adjusted (increase or decrease potential) in accordance with a binary search method to search for a potential level that does not cause data destruction.
図16を参照して、まず電源を投入する(ステップS2)。例えば、図示しないスイッチをオンにして電源電圧と半導体集積回路1とが接続されるようにする。
Referring to FIG. 16, first, power is turned on (step S2). For example, a switch (not shown) is turned on so that the power supply voltage and the semiconductor integrated
次に、POR信号がオンしたかどうかを判断する(ステップS4)。具体的には、POR回路22は、電源電圧が安定した状態となったと判断した場合にPOR信号を「1」(オン)に設定する。
Next, it is determined whether or not the POR signal is turned on (step S4). Specifically, the
ステップS4において、POR信号がONしたと判断した場合(ステップS4においてYES)には、ステップS6に進む。なお、POR信号がONするまでステップS4の状態を維持する。 If it is determined in step S4 that the POR signal is ON (YES in step S4), the process proceeds to step S6. The state of step S4 is maintained until the POR signal is turned ON.
次に、ステップS6において、カウンタをリセットする(ステップS6)。具体的には、BIST回路24は、POR信号の入力に応答してカウンタリセット信号CRS(「1」)をカウンタ回路36に出力する。カウンタ回路36は、当該カウンタリセット信号CRSを受けてカウンタ値をリセット(初期化)する。これに伴いカウンタ値に基づくカウンタ信号C<N−1:0>は「0」に設定される。また、BIST回路24は、カウンタリセット信号CRS「1」をバイナリサーチ実行回路60に出力する。これに従いバイナリサーチ実行回路60は、バイナリサーチを開始する。
Next, in step S6, the counter is reset (step S6). Specifically, the
次に、カウンタ初期値を設定する(ステップS7)。バイナリサーチ制御回路64は、初期カウント値Mおよび初期カウント値設定信号を出力してカウント値出力回路62に対して出力する。初期カウント値Mは、「2^N−1」あるいは「1」を設定する。これによりカウント値出力回路62は、初期カウント値として「2^N−1」あるいは「1」が設定される。そして、当該設定されたカウント値は、カウンタ制御信号出力回路66に出力される。なお、本例においては「^」の記号はべき乗であることを指し示すものとする。
Next, an initial counter value is set (step S7). The binary
次に、カウンタUP制御信号あるいはカウンタDOWN制御信号を出力する(ステップS7#)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウンタ制御信号出力回路に対してカウンタUP制御信号あるいはカウンタDOWN制御信号を出力するように指示する。バイナリサーチ制御回路64は、初期カウント値Mが「2^N−1」に設定される場合にはUP制御信号をカウンタ制御信号出力回路66に出力する。一方、初期カウント値Mが「1」に設定される場合にはDOWN制御信号をカウンタ制御信号出力回路66に出力する。カウンタ制御信号出力回路66は、カウント値出力回路62に設定されたカウント値およびバイナリサーチ制御回路64から出力されたUP制御信号あるいはDOWN制御信号に従ってカウンタUP制御信号あるいはカウンタDOWN制御信号を出力する。一例として、初期カウント値Mが「2^N−1」に設定される場合、カウンタ制御信号出力回路66は、UP制御信号に従って初期カウント値「2^N−1」の値に応じたクロックパルスをカウンタUP制御信号としてUP/DOWNカウンタ回路36に出力する。これによりUP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値は初期値「0」からクロックパルスに応じてインクリメントされ「2^N−1」の値に設定される。これに伴い、カウンタ信号C<N−1:0>のN個のカウンタ信号C<0>〜C<N−1>は、すべて「1」に設定される。また、一例として、初期カウント値Mが「1」に設定される場合、カウンタ制御信号出力回路66は、DOWN制御信号に従って初期カウント値「1」の値に応じたクロックパルスをカウンタDOWN制御信号としてUP/DOWNカウンタ回路36に出力する。これによりUP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値は初期値0からクロックパルスに応じてデクリメントされ「2^N−1」の値に設定される。これに伴い、カウンタ信号C<N−1:0>のN個のカウンタ信号C<0>〜C<N−1>は、すべて「1」に設定される。
Next, a counter UP control signal or a counter DOWN control signal is output (step S7 #). Specifically, the binary
また、バイナリサーチ制御回路64は、BIST回路24に対してテスト開始信号を出力する。
The binary
そして、次に、SRAMモジュール10に対してデータの書き込み処理を実行する(ステップS8)。具体的には、上記で説明したようにバイナリサーチ制御回路64からテスト開始信号の入力を受けたBIST回路24は、所定のテストデータである書込データDIをSRAMモジュール10に入力する。
Next, a data writing process is executed on the SRAM module 10 (step S8). Specifically, as described above, the
そして、スタンバイモードテストを実行する(ステップS10)。スタンバイモードテストとは、スタンバイモード(スタンバイ期間)の際にSRAMモジュール10に書き込まれたデータを保持することが可能か否かをテストすることである。具体的には、スタンバイ信号RSを「1」に設定し、また、カウンタ信号Cに従ってARVSS電位調整回路18でソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される電位に設定する。本例においては、カウンタ信号C<0>〜C<N−1>は全て「1」に設定されるため上記したように、ソース電位ARVSSは、データ破壊が生じない電位(例えば0V)に設定される。
Then, a standby mode test is executed (step S10). The standby mode test is to test whether or not the data written in the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行する(ステップS12)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、書き込んだテストデータを読み出すようにSRAMモジュール10に対して指示する。SRAMモジュール10は、読出データDQを比較回路26に出力する。
Next, a data read process is executed on the SRAM module 10 (step S12). Specifically, as described above, the
次に、期待値判定処理を実行する(ステップS14)。具体的には、比較回路26は、SRAMモジュール10から読みだされた読出データDQと、BIST回路24から与えられる期待値とを比較して、読出データDQと期待値とが一致しているか否かを判断する。そして、その結果を圧縮回路28に出力する。
Next, expected value determination processing is executed (step S14). Specifically, the
圧縮回路28は、比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば「0」を出力(ステップS14においてPASS)する。一方、データが1つでも不一致であれば「1」を出力(ステップS14においてFAIL)する。
The
ステップS14において、データが1つでも不一致であれば(ステップS14においてFAIL)、バイナリサーチ制御回路64は、エラー情報をBIST回路24に出力する(ステップS20)。当該場合、すなわち、ソース電位ARVSSはデータ破壊が生じない電位(0V)に設定されていて動作マージンが最も確保されている状態であるにも係わらずデータ破壊が生じているためメモリセルMC自体に異常がある可能性がある。したがって、当該エラー情報に従って周辺回路は所定のエラー処理を実行することが可能である。例えば、メンテナンスの通知あるいは部品交換等の通知等を外部に行うことが可能である。
If even one piece of data does not match in step S14 (FAIL in step S14), the binary
そして、BIST回路24およびカウンタ回路36の処理を終了(ストップ)する(ステップS68)。具体的には、ソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。また、カウンタ回路36を停止(ストップ)する。そして、処理を終了する(エンド)。
Then, the processes of the
一方、ステップS14において、全てのデータが一致している場合(ステップS14においてPASS)、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値出力回路62のカウント値を2^(N−1)に設定する(ステップS30)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。そして、さらに、カウント値を1インクリメントさせる。これにより、カウント値出力回路62のカウント値は2^(N−1)に設定される。当該処理は、カウント値を2^Nの1/2(半分)の値に設定する処理である。当該カウント値に基づいてUP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値について、カウンタ値の上限(max)と下限(min)の中間の値に設定するための処理である。
On the other hand, if all the data match in step S14 (PASS in step S14), the binary
そして、カウンタDOWN制御信号を出力する(ステップS32)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウンタ制御信号出力回路66に対してカウンタDOWN制御信号を出力するように指示する。ここでは、バイナリサーチ制御回路64は、DOWN制御信号をカウンタ制御信号出力回路66に出力する。カウンタ制御信号出力回路66は、カウント値出力回路62に設定されたカウント値およびバイナリサーチ制御回路64から出力されたDOWN制御信号に従ってカウンタDOWN制御信号を出力する。カウンタ制御信号出力回路66は、DOWN制御信号に従ってカウント値2^(N−1)の値に応じたクロックパルスをカウンタDOWN制御信号としてUP/DOWNカウンタ回路36に出力する。これによりUP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値は、2^(N−1)−1の値に設定される。そして、当該カウンタ値に基づくカウンタ信号C<N−1:0>が設定される。
Then, a counter DOWN control signal is output (step S32). Specifically, the binary
そして、以下のループ処理を実行する。本例においては、(N−1)回ループ処理を実行する。 Then, the following loop processing is executed. In this example, the loop process is executed (N-1) times.
具体的には、まず、直前の期待値判定処理を実行する(ステップS36)。
そして、直前の期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが一致していたか否かを判断する。期待値が一致していた場合(ステップS36においてPASS)には、ステップS38をスキップする。そして、スタンバイモードテストを実行する(ステップS40)。具体的には、スタンバイ信号RSを「1」に設定し、また、カウンタ信号Cに従ってARVSS電位調整回路18でソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される電位に設定する。
Specifically, first, an immediately preceding expected value determination process is executed (step S36).
Then, with respect to the immediately preceding expected value determination process, it is determined whether or not the read data DQ matches the expected value. If the expected values match (PASS in step S36), step S38 is skipped. Then, a standby mode test is executed (step S40). Specifically, the standby signal RS is set to “1”, and the source potential ARVSS is set to a potential set in the standby mode by the ARVSS
一方、直前の期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが不一致であった場合(ステップS36においてNO)には、SRAMモジュール10に対してデータの書き込み処理を実行する(ステップS38)。具体的には、上記で説明したようにバイナリサーチ制御回路64からテスト開始信号の入力を受けたBIST回路24は、所定のテストデータである書込データDIをSRAMモジュール10に入力する。直前の期待値判定処理が不一致であるためデータが破壊されている可能性があるため再度、データの書き込み処理を実行する必要がある。そして、ステップS40のスタンバイモードテストを実行する(ステップS40)。
On the other hand, if the read data DQ and the expected value do not match with respect to the immediately preceding expected value determination process (NO in step S36), a data write process is executed on the SRAM module 10 (step S38). Specifically, as described above, the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行する(ステップS42)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、書き込んだテストデータを読み出すようにSRAMモジュール10に対して指示する。SRAMモジュール10は、読出データDQを比較回路26に出力する。
Next, a data read process is executed on the SRAM module 10 (step S42). Specifically, as described above, the
次に、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値出力回路62のカウント値を前回のカウント値/2に設定する(ステップS44)。
Next, the binary
具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。これによりカウント値出力回路62のカウント値は1/2の値に設定される。
Specifically, the binary
次に、期待値判定処理を実行する(ステップS46)。具体的には、比較回路26は、SRAMモジュール10から読みだされた読出データDQと、BIST回路24から与えられる期待値とを比較して、読出データDQと期待値とが一致しているか否かを判断する。そして、その結果を圧縮回路28に出力し、圧縮回路28は、比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば(ステップS46においてPASS)「0」を出力する。一方、データが1つでも不一致であれば(ステップS46においてFAIL)「1」を出力する。
Next, expected value determination processing is executed (step S46). Specifically, the
ステップS46において、データが1つでも不一致であれば(ステップS46においてFAIL)、バイナリサーチ制御回路64は、カウンタUP制御信号を出力する(ステップS50)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウンタ制御信号出力回路66に対してカウンタUP制御信号を出力するように指示する。ここでは、バイナリサーチ制御回路64は、UP制御信号をカウンタ制御信号出力回路66に出力する。カウンタ制御信号出力回路66は、カウント値出力回路62に設定されたカウント値およびバイナリサーチ制御回路64から出力されたUP制御信号に従ってカウンタUP制御信号を出力する。カウンタ制御信号出力回路66は、UP制御信号に従ってカウント値の値に応じたクロックパルスをカウンタUP制御信号としてUP/DOWNカウンタ回路36に出力する。これによりUP/DOWNカウンタ回路36のクロックパルスに応じたカウンタ値がインクリメントされて設定される。そして、当該カウンタ値に基づくカウンタ信号C<N−1:0>が設定される。そして、ループ処理(ステップS52)でステップS34に戻り、上記の処理を繰り返す。本例においては上記したように(N−1)回ループ処理を繰り返す。
If even one piece of data does not match in step S46 (FAIL in step S46), the binary
一方、ステップS46において、データが全て一致であれば(ステップS46においてPASS)、バイナリサーチ制御回路64は、カウンタDOWN制御信号を出力する(ステップS48)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウンタ制御信号出力回路66に対してカウンタDOWN制御信号を出力するように指示する。ここでは、バイナリサーチ制御回路64は、DOWN制御信号をカウンタ制御信号出力回路66に出力する。カウンタ制御信号出力回路66は、カウント値出力回路62に設定されたカウント値およびバイナリサーチ制御回路64から出力されたDOWN制御信号に従ってカウンタDOWN制御信号を出力する。カウンタ制御信号出力回路66は、DOWN制御信号に従ってカウント値の値に応じたクロックパルスをカウンタDOWN制御信号としてUP/DOWNカウンタ回路36に出力する。これによりUP/DOWNカウンタ回路36のクロックパルスに応じたカウンタ値がデクリメントされて設定される。そして、当該カウンタ値に基づくカウンタ信号C<N−1:0>が設定される。そして、ループ処理(ステップS52)でステップS34に戻り、上記の処理を繰り返す。本例においては、上記したように(N−1)回ループ処理を繰り返す。
On the other hand, if all the data match in step S46 (PASS in step S46), the binary
なお、当該ループ処理を(N−1)回繰り返すことによりカウント値出力回路62のカウント値は「1」に設定される。
The count value of the count
そして、上記処理を繰り返した後、ループ処理を終了して直前の期待値判定処理を実行する(ステップS54)。そして、直前の期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが一致していたか否かを判断する。期待値が一致していた場合(ステップS54においてPASS)には、ステップS56をスキップする。そして、スタンバイモードテストを実行する(ステップS58)。具体的には、スタンバイ信号RSを「1」に設定し、また、カウンタ信号Cに従ってARVSS電位調整回路18でソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される電位に設定する。
And after repeating the said process, a loop process is complete | finished and the last expected value determination process is performed (step S54). Then, with respect to the immediately preceding expected value determination process, it is determined whether or not the read data DQ matches the expected value. If the expected values match (PASS in step S54), step S56 is skipped. Then, a standby mode test is executed (step S58). Specifically, the standby signal RS is set to “1”, and the source potential ARVSS is set to a potential set in the standby mode by the ARVSS
直前の期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが不一致であった場合(ステップS54においてNO)には、SRAMモジュール10に対してデータの書き込み処理を実行する(ステップS56)。具体的には、上記で説明したようにバイナリサーチ制御回路64からテスト開始信号の入力を受けたBIST回路24は、所定のテストデータである書込データDIをSRAMモジュール10に入力する。直前の期待値判定処理が不一致であるためデータが破壊されている可能性があるため再度、データの書き込み処理を実行する。そして、次のスタンバイモードテストを実行する(ステップS58)。
If the read data DQ and the expected value do not match with respect to the immediately preceding expected value determination process (NO in step S54), a data write process is executed on the SRAM module 10 (step S56). Specifically, as described above, the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行する(ステップS60)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、書き込んだテストデータを読み出すようにSRAMモジュール10に対して指示する。SRAMモジュール10は、読出データDQを比較回路26に出力する。
Next, a data read process is executed on the SRAM module 10 (step S60). Specifically, as described above, the
そして、期待値判定処理を実行する(ステップS62)。そして、期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが一致していたか否かを判断する。期待値が一致していた場合(ステップS62においてPASS)には、ステップS68に進み、BIST回路24およびカウンタ回路36の処理を終了(ストップ)する。具体的には、ソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。また、カウンタ回路36を停止(ストップ)する。
Then, an expected value determination process is executed (step S62). Then, regarding the expected value determination process, it is determined whether or not the read data DQ and the expected value match. If the expected values match (PASS in step S62), the process proceeds to step S68, and the processing of the
一方、期待値が不一致である場合(ステップS62においてFAIL)には、ステップS64に進む、カウンタを1つインクリメントする。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウンタ制御信号出力回路66に対してカウンタUP制御信号を出力するように指示する。ここでは、バイナリサーチ制御回路64は、UP制御信号をカウンタ制御信号出力回路66に出力する。カウンタ制御信号出力回路66は、カウント値出力回路62に設定されたカウント値(「1」)およびバイナリサーチ制御回路64から出力されたUP制御信号に従ってカウンタUP制御信号(クロックパルス1回)を出力する。これによりUP/DOWNカウンタ回路36のクロックパルスに応じたカウンタ値がインクリメントされて設定される。そして、当該カウンタ値に基づくカウンタ信号C<N−1:0>が設定される。
On the other hand, if the expected values do not match (FAIL in step S62), the process proceeds to step S64, and the counter is incremented by one. Specifically, the binary
そして、ステップS68に進み、BIST回路24およびカウンタ回路36の処理を終了(ストップ)する。具体的には、ソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。また、カウンタ回路36を停止(ストップ)する。
In step S68, the processing of the
図17は、本実施の形態4に従うバイナリサーチ(2分探索木)のカウンタ値の具体例を説明する図である。 FIG. 17 is a diagram illustrating a specific example of the counter value of the binary search (binary search tree) according to the fourth embodiment.
図17を参照して、本例においては3ビット(N=3)のUP/DOWNカウンタ回路36について説明する。
With reference to FIG. 17, a 3-bit (N = 3) UP /
すなわち、上記のN=3の場合に相当する。
カウント値出力回路62は、初期カウント値Mとして「2^3−1」である「7」を設定するカウント値出力回路62のカウント値のビット信号は「111」である。
That is, this corresponds to the case of N = 3.
The count
また、UP/DOWNカウンタ回路36は、カウンタリセット信号CRSに従って「0」に設定される。したがってUP/DWONカウンタ回路36のカウンタ値のビット信号は「000」である。
The UP /
そして、まず、カウント値出力回路62のカウント値に従ってカウンタUP制御信号がUP/DOWNカウンタ回路36に出力される。本例の場合には、クロックパルスが7回出力される。これによりUP/DOWNカウンタ回路36は、インクリメントされて「7」に設定される。したがって、UP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値のビット信号は「111」である。カウンタ信号C<0>〜C<7>が全て「1」に設定される。したがって、ソース電位ARVSSは、初期電位(VSSM(=0V)近傍)(メモリセルのデータの保持が可能な電位に設定)に設定される。本例においては、8段階にソース電位ARVSSを調整可能な場合であり、レベルL0〜L7(>L0)とすると、ソース電位ARVSSをレベルL0に設定したものである。
First, a counter UP control signal is output to the UP /
そして、当該ソース電位に基づくスタンバイモードテストに従い圧縮データは「1」が出力された場合が示されている(1)。 In the standby mode test based on the source potential, the compressed data “1” is output (1).
そして、次に、カウント値出力回路62のカウント値は2^(3−1)である「4」に設定される。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。そして、さらに、カウント値を1インクリメントさせる。これにより、カウント値出力回路62のカウント値は「4」に設定される。カウント値出力回路62のカウント値のビット信号は「100」に設定される。
Next, the count value of the count
カウント値出力回路62のカウント値に従ってカウンタDOWN制御信号がUP/DOWNカウンタ回路36に出力される。本例の場合には、クロックパルスが4回出力される。これによりUP/DOWNカウンタ回路36は、デクリメントされて「3」に設定される。UP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値のビット信号は「011」である。カウンタ信号C<0>〜C<3>が「1」に設定される。カウンタ信号C<4>〜C<7>は「0」に設定される。
A counter DOWN control signal is output to the UP /
次に、ループ処理において、直前の期待値判定において圧縮データは「1」すなわちデータが一致(PASS)であるためデータ書込をスキップしてスタンバイモードテストを実行する。 Next, in the loop processing, since the compressed data is “1” in the previous expected value determination, that is, the data match (PASS), the data writing is skipped and the standby mode test is executed.
この場合、カウンタ信号に従ってソース電位ARVSSは、初期電位から4個分のトランジスタがオフした電位に設定される(浮き上がる)。本例においては、8段階にソース電位ARVSSを調整可能な場合であり、レベルL0〜L7(>L0)とすると、ソース電位ARVSSをレベルL4に設定したものである。 In this case, according to the counter signal, the source potential ARVSS is set to a potential at which four transistors from the initial potential are turned off (raised). In this example, the source potential ARVSS can be adjusted in eight stages. When the levels L0 to L7 (> L0), the source potential ARVSS is set to the level L4.
本例においては、当該ソース電位に基づくスタンバイモードテストに従い圧縮データは「1」が出力された場合が示されている(2)。 In this example, the case where “1” is output as the compressed data according to the standby mode test based on the source potential is shown (2).
そして、次に、カウント値出力回路62のカウント値は、1/2の値「2」に設定される。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。これにより、カウント値出力回路62のカウント値は「4」から「2」に設定される。カウント値出力回路62のカウント値のビット信号は「010」に設定される。
Next, the count value of the count
そして、期待値判定において、圧縮データは「1」すなわちデータが一致(PASS)であるためカウンタDOWN制御信号が出力される。 In the expected value determination, since the compressed data is “1”, that is, the data match (PASS), a counter DOWN control signal is output.
そして、カウント値出力回路62のカウント値に従ってカウンタDOWN制御信号がUP/DOWNカウンタ回路36に出力される。本例の場合には、クロックパルスが2回出力される。これによりUP/DOWNカウンタ回路36は、デクリメントされて「1」に設定される。UP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値のビット信号は「001」である。カウンタ信号C<0>〜C<1>が「1」に設定される。カウンタ信号C<2>〜C<7>は「0」に設定される。これにより1回目のループ処理が終了する。
A counter DOWN control signal is output to the UP /
そして、2回目のループ処理により、直前の期待値判定において圧縮データは「1」すなわちデータが一致(PASS)であるためデータ書込をスキップしてスタンバイモードテストを実行する。 Then, by the second loop processing, the compressed data is “1” in the previous expected value determination, that is, the data match (PASS), so the data writing is skipped and the standby mode test is executed.
この場合、カウンタ信号に従ってソース電位ARVSSは、初期電位から6個分のトランジスタがオフした電位に設定される(浮き上がる)。本例においては、8段階にソース電位ARVSSを調整可能な場合であり、レベルL0〜L7(>L0)とすると、ソース電位ARVSSをレベルL6に設定したものである。 In this case, according to the counter signal, the source potential ARVSS is set to a potential in which six transistors are turned off from the initial potential (raised). In this example, the source potential ARVSS can be adjusted in eight stages. When the levels L0 to L7 (> L0), the source potential ARVSS is set to the level L6.
本例においては、当該ソース電位に基づくスタンバイモードテストに従い圧縮データは「0」が出力された場合が示されている(3)。 In this example, the case where “0” is output as the compressed data according to the standby mode test based on the source potential is shown (3).
そして、次に、カウント値出力回路62のカウント値は、1/2の値「1」に設定される。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。これにより、カウント値出力回路62のカウント値は「2」から「1」に設定される。カウント値のビット信号は「001」に設定される。
Next, the count value of the count
そして、期待値判定において、圧縮データは「0」すなわちデータ不一致(FAIL)であるためカウンタUP制御信号が出力される。 In the expected value determination, since the compressed data is “0”, that is, data mismatch (FAIL), a counter UP control signal is output.
そして、カウント値出力回路62のカウント値に従ってカウンタUP制御信号がUP/DOWNカウンタ回路36に出力される。本例の場合には、クロックパルスが1回出力される。これによりUP/DOWNカウンタ回路36は、インクリメントされて「2」に設定される。UP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値のビット信号は「010」である。カウンタ信号C<0>〜C<2>が「1」に設定される。カウンタ信号C<3>〜C<7>は「0」に設定される。これにより2回目のループ処理が終了する。
A counter UP control signal is output to the UP /
ループ処理は(N−1)回すなわち2回処理したため終了する。
そして、次に、直前の期待値判定において圧縮データは「0」すなわちデータが不一致(FAIL)であるためデータ書込を実行してスタンバイモードテストを実行する。
Since the loop process has been performed (N−1) times, that is, twice, the loop process ends.
Then, since the compressed data is “0”, that is, the data does not match (FAIL) in the previous expected value determination, the data writing is executed and the standby mode test is executed.
この場合、カウンタ信号に従ってソース電位ARVSSは、初期電位から5個分のトランジスタがオフした電位に設定される(浮き上がる)。本例においては、8段階にソース電位ARVSSを調整可能な場合であり、レベルL0〜L7(>L0)とすると、ソース電位ARVSSをレベルL5に設定したものである。 In this case, according to the counter signal, the source potential ARVSS is set to a potential at which five transistors are turned off from the initial potential (raised). In this example, the source potential ARVSS can be adjusted in eight stages. When the levels L0 to L7 (> L0), the source potential ARVSS is set to the level L5.
本例においては、当該ソース電位に基づくスタンバイモードテストに従い圧縮データは「1」が出力された場合が示されている(4)。これによりカウンタをストップする。 In this example, the case where “1” is output as the compressed data according to the standby mode test based on the source potential is shown (4). This stops the counter.
すなわち、簡易に説明すると当該バイナリサーチ方式(2分探索木)に従うように8段階(レベルL0〜L7)にソース電位ARVSSを調整可能な場合に、まず、ソース電位ARVSSをレベルL0に設定して、圧縮データ(データが保持されているか否かの判別信号)を判定して、圧縮データが「1」である場合には、中間のレベルL4に設定する。そして、圧縮データを判定して、適切なソース電位ARVSSがいずれのグループに属するかを判定する。圧縮データが「1」であれば適切なソース電位ARVSSは、レベルL4〜L7のいずれかであり、圧縮データが「0」であれば適切なソース電位ARVSSは、レベルL0〜L3のいずれかである。すなわち、中間のレベルにソース電位ARVSSを設定して範囲を絞っていく方式である。当該方式を繰り返すことにより設定回数を減らすことが可能である。 That is, in brief, when the source potential ARVSS can be adjusted in eight stages (levels L0 to L7) so as to follow the binary search method (binary search tree), first, the source potential ARVSS is set to the level L0. The compressed data (determination signal as to whether or not the data is held) is determined, and when the compressed data is “1”, the level is set to the intermediate level L4. Then, the compressed data is determined to determine which group the appropriate source potential ARVSS belongs to. If the compressed data is “1”, the appropriate source potential ARVSS is any of the levels L4 to L7, and if the compressed data is “0”, the appropriate source potential ARVSS is any of the levels L0 to L3. is there. That is, the range is narrowed by setting the source potential ARVSS to an intermediate level. It is possible to reduce the set number of times by repeating the method.
本例においては、(N−1)回、本例においては、2回繰り返す。具体的には、圧縮データが「1」であるためレベルL4〜L7の中間のレベルであるレベルL6に設定する。そして、圧縮データを判定して、適切なソース電位ARVSSがいずれのグループに属するかを判定する。圧縮データが「1」であれば適切なソース電位ARVSSは、レベルL6,L7のいずれかであり、圧縮データが「0」であれば適切なソース電位ARVSSは、レベルL4,L5のいずれかである。そして、本例においては、圧縮データが「0」であるためレベルL5に設定する。そして、圧縮データを判定して、適切なソース電位ARVSSがL4,L5のいずれであるかを判定する。圧縮データが「1」であれば適切なソース電位ARVSSは、レベルL5であり、圧縮データが「0」であれば適切なソース電位ARVSSは、レベルL4である。本例の場合には、圧縮データが「1」であるためソース電位ARVSSはレベルL5に設定される。 In this example, it is repeated (N-1) times, and in this example, it is repeated twice. Specifically, since the compressed data is “1”, it is set to level L6, which is an intermediate level between levels L4 to L7. Then, the compressed data is determined to determine which group the appropriate source potential ARVSS belongs to. If the compressed data is “1”, the appropriate source potential ARVSS is either level L6 or L7, and if the compressed data is “0”, the appropriate source potential ARVSS is either level L4 or L5. is there. In this example, since the compressed data is “0”, the level is set to L5. Then, the compressed data is determined to determine whether the appropriate source potential ARVSS is L4 or L5. If the compressed data is “1”, the appropriate source potential ARVSS is level L5, and if the compressed data is “0”, the appropriate source potential ARVSS is level L4. In this example, since the compressed data is “1”, the source potential ARVSS is set to the level L5.
したがって、期待値判定の処理は(N+1)回、すなわち4回行うことになる。
上記の実施の形態1あるいは2においては、段階的にソース電位ARVSSを調整する方式であったため1段階ずつ調整して期待値判定の処理を実行するため処理に時間がかかる可能性があるが、本方式を用いることにより(N+1)回の期待値判定の処理により適切なソース電位ARVSSを設定することが可能であり、効率的かつ早期に処理を完了することが可能となる。
Therefore, the expected value determination process is performed (N + 1) times, that is, four times.
In the first embodiment or the second embodiment, since the source potential ARVSS is adjusted step by step, it may take a long time to perform the expected value determination processing by adjusting the source potential step by step. By using this method, an appropriate source potential ARVSS can be set by (N + 1) times of expected value determination processing, and the processing can be completed efficiently and quickly.
(実施の形態4の変形例)
次に実施の形態4の変形例について説明する。
(Modification of Embodiment 4)
Next, a modification of the fourth embodiment will be described.
本実施の形態4の変形例は、上記の実施の形態4と同様に、いわゆるバイナリサーチ(2分探索木)に従って最適なソース電位ARVSSの設定を短縮する場合である。 The modification of the fourth embodiment is a case where the setting of the optimum source potential ARVSS is shortened according to a so-called binary search (binary search tree), as in the fourth embodiment.
図18は、本実施の形態4の変形例に従うARVSS電位調整回路18を制御する周辺回路20の構成の概略ブロック図である。
FIG. 18 is a schematic block diagram of a configuration of
図18を参照して、図15の構成と比較して、バイナリサーチ実行回路60をバイナリサーチ実行回路60#に置換した点が異なる。また、UP/DOWNカウンタ回路36を削除した点が異なる。
Referring to FIG. 18, the difference from the configuration of FIG. 15 is that binary
バイナリサーチ実行回路60#は、バイナリサーチ制御回路64と、カウント値出力回路62と、Nビット加算減算回路65と、Nビットレジスタ67とを含む。Nビット加算減算回路65は、カウンタ制御信号出力回路66の代わりに設けられたものである。また、Nビットレジスタ67は、UP/DOWNカウンタ回路36の代わりに設けられたものである。
Binary
また、カウンタリセット信号CRSの代わりにレジスタリセット信号RRSがBIST回路24からNビットレジスタ67およびバイナリサーチ制御回路64に出力される。Nビットレジスタは、レジスタリセット信号RRSに応答してリセットされて初期値「0」に設定される。レジスタ値<N−1:0>は全て「0」に設定される。なお、本例においてレジスタ値<N−1:0>は、カウンタ信号C<N−1:0>と同様に用いられる。
A register reset signal RRS is output from the
バイナリサーチ制御回路64は、レジスタリセット信号RRSの入力に従ってソース電位ARVSSの調整に関する処理を全体的に管理する。具体的には、BIST回路24に対してテスト開始信号を出力し、BIST回路24は、テスト開始信号の指示に従って上記で説明したようにSRAMモジュール10のメモリセルMCに対して所定のテストデータを書き込む処理を実行する。そして、SRAMモジュール10をスタンバイモードに設定する。そして、メモリセルMCのデータ保持特性を判定するためにSRAMモジュール10に対して書き込んだテストデータを読み出す処理を実行する。
The binary
そして、BIST回路24は、比較回路26に期待値を出力する。そして、比較回路26は、SRAMモジュール10から読み出された読出データDQと、BIST回路24から出力された期待値とを比較し、比較した比較結果(期待値と一致したか否か)を圧縮回路28に出力する。圧縮回路28は、比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば「0」をバイナリサーチ制御回路64に出力し、1つでも不一致であれば「1」をバイナリサーチ制御回路64に出力する。
Then, the
なお、BIST回路24は、テスト開始信号の指示に従ってこの一連の処理の実行後、テスト終了信号をバイナリサーチ制御回路64に出力する。具体的には、BIST回路24は、一連の処理として、SRAMモジュール10に対して、所定のテストデータを書き込み、スタンバイモードに設定し、書き込んだテストデータを読み出し、期待値を出力する処理を実行した後に、テスト終了信号をバイナリサーチ制御回路64に出力する。
The
バイナリサーチ制御回路64は、圧縮回路28からの圧縮データ「0」あるいは「1」およびBIST回路24からのテスト終了信号に従って加算減算制御信号をNビット加算減算回路65に出力する。
The binary
加算減算制御信号は、Nビット加算減算回路65における加算減算を制御する信号である。具体的には、Nビット加算減算回路65は、カウント値出力回路62に設定されているカウント値およびNビットレジスタ67に設定されているレジスタ値の入力を受けて、加算減算制御信号に従って加算あるいは減算処理を実行する。
The addition / subtraction control signal is a signal for controlling addition / subtraction in the N-bit addition /
また、データ取り込み信号は、バイナリサーチ制御回路64がNビットレジスタ67に対してNビット加算減算回路65の処理結果を取り込むように指示する信号である。Nビットレジスタ67は、データ取り込み信号に従ってNビット加算減算回路65の処理結果を取り込み、レジスタ値を設定する。また、Nビットレジスタ67で設定したレジスタ値は、Nビット加算減算回路65で処理可能なように入力されている。
The data capture signal is a signal that instructs the binary
また、バイナリサーチ制御回路64は、初期カウント値設定信号および初期カウント値Mをカウント値出力回路62に出力する。これにより、カウント値出力回路62は、初期カウント値設定信号に従って初期カウント値Mを設定してカウント値をNビット加算減算回路65に出力する。
Further, the binary
また、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。カウント値出力回路62は、カウント値右シフト信号に従って、設定されているカウント値のビット列を右にシフトさせる。すなわち、カウント値を1/2に設定する。
Further, the binary
また、バイナリサーチ制御回路64は、圧縮データに従ってバイナリサーチが終了したと判断した場合にはバイナリサーチ終了信号をBIST回路24に出力する。また、バイナリサーチを完了することができないエラー状態であると判断した場合には電位調整エラー信号をBIST回路24に出力する。
The binary
図19は、本実施の形態4の変形例に従うソース電位ARVSSの調整フローを説明する図である。 FIG. 19 is a diagram illustrating a flow of adjusting the source potential ARVSS according to the modification of the fourth embodiment.
当該調整フローは、ソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される最適な電位に調整するためのフローである。 The adjustment flow is a flow for adjusting the source potential ARVSS to an optimum potential set in the standby mode.
概略的には、スタンバイモード(スタンバイ期間)の際にメモリセルMCに書き込まれたデータを保持できるか否かをテストする。具体的には、複数レベルに調整可能なソース電位をバイナリサーチ方式に従って調整(電位を上げる、あるいは電位を下げる)してデータ破壊が生じない電位レベルを探索する。 In general, it is tested whether data written in the memory cell MC can be held in the standby mode (standby period). Specifically, a source potential that can be adjusted to a plurality of levels is adjusted (increase or decrease potential) according to a binary search method to search for a potential level that does not cause data destruction.
図19を参照して、まず電源を投入する(ステップS2)。例えば、図示しないスイッチをオンにして電源電圧と半導体集積回路1とが接続されるようにする。
Referring to FIG. 19, first, power is turned on (step S2). For example, a switch (not shown) is turned on so that the power supply voltage and the semiconductor integrated
次に、POR信号がオンしたかどうかを判断する(ステップS4)。具体的には、POR回路22は、電源電圧が安定した状態となったと判断した場合にPOR信号を「1」(オン)に設定する。
Next, it is determined whether or not the POR signal is turned on (step S4). Specifically, the
ステップS4において、POR信号がONしたと判断した場合(ステップS4においてYES)には、ステップS6に進む。なお、POR信号がONするまでステップS4の状態を維持する。 If it is determined in step S4 that the POR signal is ON (YES in step S4), the process proceeds to step S6. The state of step S4 is maintained until the POR signal is turned ON.
次に、ステップS6において、レジスタをリセットする(ステップS5)。具体的には、BIST回路24は、POR信号の入力に応答してレジスタリセット信号RRS(「1」)をNビットレジスタ67に出力する。Nビットレジスタ67は、当該レジスタリセット信号RRSを受けてレジスタ値をリセット(初期化)する。これに伴いレジスタ値<N−1:0>は「0」に設定される。また、BIST回路24は、レジスタリセット信号RRS「1」をバイナリサーチ実行回路60に出力する。これに従いバイナリサーチ実行回路60は、バイナリサーチを開始する。
Next, in step S6, the register is reset (step S5). Specifically, the
次に、レジスタ値を「2^N−1」に設定する(ステップS7A)。バイナリサーチ制御回路64は、初期カウント値Mおよび初期カウント値設定信号を出力してカウント値出力回路62に対して出力する。初期カウント値Mは、「2^N−1」あるいは「1」を設定する。これによりカウント値出力回路62は、初期カウント値として「2^N−1」あるいは「1」が設定される。そして、当該設定されたカウント値は、Nビット加算減算回路65に出力される。なお、本例においては「^」の記号はべき乗であることを指し示すものとする。
Next, the register value is set to “2 ^ N−1” (step S7A). The binary
そして、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値出力回路62に初期カウント値として「2^N−1」が設定されている場合には、加算減算制御信号として加算を指示する信号をNビット加算減算回路65に出力する。これによりNビット加算減算回路65は、Nビットレジスタ67の初期値「0」と初期カウント値「2^N−1」を加算処理する。そして、バイナリサーチ制御回路64は、その結果を取り込むようにデータ取り込み信号をNビットレジスタ67に出力する。これによりNビットレジスタ67のレジスタ値は、「2^N−1」に設定される。
Then, when “2 ^ N−1” is set as the initial count value in the count
また、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値出力回路62に初期カウント値として1が設定されている場合には、加算減算制御信号として減算を指示する信号をNビット加算減算回路65に出力する。これによりNビット加算減算回路65は、Nビットレジスタ67の初期値「0」から初期カウント値1を減算処理する。そして、バイナリサーチ制御回路64は、その結果を取り込むようにデータ取り込み信号をNビットレジスタ67に出力する。これによりNビットレジスタ67のレジスタ値は、「2^N−1」に設定される。
Further, when the count
また、バイナリサーチ制御回路64は、BIST回路24に対してテスト開始信号を出力する。
The binary
そして、次に、SRAMモジュール10に対してデータの書き込み処理を実行する(ステップS8)。具体的には、上記で説明したようにバイナリサーチ制御回路64からテスト開始信号の入力を受けたBIST回路24は、所定のテストデータである書込データDIをSRAMモジュール10に入力する。
Next, a data writing process is executed on the SRAM module 10 (step S8). Specifically, as described above, the
そして、スタンバイモードテストを実行する(ステップS10)。スタンバイモードテストとは、スタンバイモード(スタンバイ期間)の際にSRAMモジュール10に書き込まれたデータを保持することが可能か否かをテストすることである。具体的には、スタンバイ信号RSを「1」に設定し、また、カウンタ信号Cに従ってARVSS電位調整回路18でソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される電位に設定する。本例においては、レジスタ値<0>〜<N−1>は全て「1」に設定されるため上記したように、ソース電位ARVSSは、データ破壊が生じない電位(例えば0V)に設定される。
Then, a standby mode test is executed (step S10). The standby mode test is to test whether or not the data written in the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行する(ステップS12)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、書き込んだテストデータを読み出すようにSRAMモジュール10に対して指示する。SRAMモジュール10は、読出データDQを比較回路26に出力する。
Next, a data read process is executed on the SRAM module 10 (step S12). Specifically, as described above, the
次に、期待値判定処理を実行する(ステップS14)。具体的には、比較回路26は、SRAMモジュール10から読みだされた読出データDQと、BIST回路24から与えられる期待値とを比較して、読出データDQと期待値とが一致しているか否かを判断する。そして、その結果を圧縮回路28に出力する。
Next, expected value determination processing is executed (step S14). Specifically, the
圧縮回路28は、比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば「0」を出力(ステップS14においてPASS)する。一方、データが1つでも不一致であれば「1」を出力(ステップS14においてFAIL)する。
The
ステップS14において、データが1つでも不一致であれば(ステップS14においてFAIL)、バイナリサーチ制御回路64は、エラー情報をBIST回路24に出力する(ステップS20)。当該場合、すなわち、ソース電位ARVSSはデータ破壊が生じない電位(0V)に設定されていて動作マージンが最も確保されている状態であるにも係わらずデータ破壊が生じているためメモリセルMC自体に異常がある可能性がある。したがって、当該エラー情報に従って周辺回路は所定のエラー処理を実行することが可能である。例えば、メンテナンスの通知あるいは部品交換等の通知等を外部に行うことが可能である。
If even one piece of data does not match in step S14 (FAIL in step S14), the binary
そして、BIST回路24およびカウンタ回路36の処理を終了(ストップ)する(ステップS68)。具体的には、ソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。また、カウンタ回路36を停止(ストップ)する。そして、処理を終了する(エンド)。
Then, the processes of the
一方、ステップS14において、全てのデータが一致している場合(ステップS14においてPASS)、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値出力回路62のカウント値を2^(N−1)に設定する(ステップS30)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。そして、さらに、カウント値を1インクリメントさせる。これにより、カウント値出力回路62のカウント値は2^(N−1)に設定される。当該処理は、カウント値を2^Nの1/2(半分)の値に設定する処理である。当該カウント値に基づいてUP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値について、カウンタ値の上限(max)と下限(min)の中間の値に設定するための処理である。
On the other hand, if all the data match in step S14 (PASS in step S14), the binary
そして、レジスタ値をカウント値で減算する処理を実行する(ステップS33)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、Nビット加算減算回路65に対してレジスタ値「2^N−1」に対してカウント値「2^(N−1)」を減算するように指示する加算減算制御信号を出力する。これによりNビット加算減算回路65において減算処理が実行されて、「2^(N−1)−1」の値に設定される。そして、バイナリサーチ制御回路64は、Nビットレジスタ67にデータを取り込むようにデータ取り込み信号を出力する。これにより、Nビットレジスタ67のレジスタ値は「2^(N−1)−1」の値に設定される。そして、当該レジスタ値に基づきARVSS電位調整回路18のソース電位ARVSSが調整される。
Then, a process of subtracting the register value by the count value is executed (step S33). Specifically, the binary
そして、以下のループ処理を実行する。本例においては、(N−1)回ループ処理を実行する。 Then, the following loop processing is executed. In this example, the loop process is executed (N-1) times.
具体的には、まず、直前の期待値判定処理を実行する(ステップS36)。
そして、直前の期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが一致していたか否かを判断する。期待値が一致していた場合(ステップS36においてPASS)には、ステップS38をスキップする。そして、スタンバイモードテストを実行する(ステップS40)。具体的には、スタンバイ信号RSを「1」に設定し、また、レジスタ値<N−1:0>に従ってARVSS電位調整回路18でソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される電位に設定する。
Specifically, first, an immediately preceding expected value determination process is executed (step S36).
Then, with respect to the immediately preceding expected value determination process, it is determined whether or not the read data DQ matches the expected value. If the expected values match (PASS in step S36), step S38 is skipped. Then, a standby mode test is executed (step S40). Specifically, the standby signal RS is set to “1”, and the source potential ARVSS is set to a potential set in the standby mode by the ARVSS
一方、直前の期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが不一致であった場合(ステップS36においてNO)には、SRAMモジュール10に対してデータの書き込み処理を実行する(ステップS38)。具体的には、上記で説明したようにバイナリサーチ制御回路64からテスト開始信号の入力を受けたBIST回路24は、所定のテストデータである書込データDIをSRAMモジュール10に入力する。直前の期待値判定処理が不一致であるためデータが破壊されている可能性があるため再度、データの書き込み処理を実行する必要がある。そして、ステップS40のスタンバイモードテストを実行する(ステップS40)。
On the other hand, if the read data DQ and the expected value do not match with respect to the immediately preceding expected value determination process (NO in step S36), a data write process is executed on the SRAM module 10 (step S38). Specifically, as described above, the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行する(ステップS42)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、書き込んだテストデータを読み出すようにSRAMモジュール10に対して指示する。SRAMモジュール10は、読出データDQを比較回路26に出力する。
Next, a data read process is executed on the SRAM module 10 (step S42). Specifically, as described above, the
次に、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値出力回路62のカウント値を前回のカウント値/2に設定する(ステップS44)。
Next, the binary
具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、カウント値右シフト信号をカウント値出力回路62に出力する。これによりカウント値出力回路62のカウント値は1/2の値に設定される。
Specifically, the binary
次に、期待値判定処理を実行する(ステップS46)。具体的には、比較回路26は、SRAMモジュール10から読みだされた読出データDQと、BIST回路24から与えられる期待値とを比較して、読出データDQと期待値とが一致しているか否かを判断する。そして、その結果を圧縮回路28に出力し、圧縮回路28は、比較回路26から出力された比較結果について圧縮し、全てのデータが一致していれば(ステップS46においてPASS)「0」を出力する。一方、データが1つでも不一致であれば(ステップS46においてFAIL)「1」を出力する。
Next, expected value determination processing is executed (step S46). Specifically, the
ステップS46において、データが1つでも不一致であれば(ステップS46においてFAIL)、レジスタ値をカウント値で加算する処理を実行する(ステップS51)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、Nビット加算減算回路65に対してレジスタ値に対してカウント値を加算するように指示する加算減算制御信号を出力する。これによりNビット加算減算回路65において加算処理が実行される。そして、バイナリサーチ制御回路64は、Nビットレジスタ67にデータ取り込み信号を出力する。これによりNビットレジスタ67のレジスタ値は、Nビット加算減算回路65の処理結果に設定される。そして、当該レジスタ値に基づいてARVSS電位調整回路18のソース電位ARVSSが調整される。そして、ループ処理(ステップS52)でステップS34に戻り、上記の処理を繰り返す。本例においては上記したように(N−1)回ループ処理を繰り返す。
If even one piece of data does not match in step S46 (FAIL in step S46), a process of adding the register value with the count value is executed (step S51). Specifically, the binary
一方、ステップS46において、データが全て一致であれば(ステップS46においてPASS)、レジスタ値をカウント値で減算する処理を実行する(ステップS47)。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、Nビット加算減算回路65に対してレジスタ値に対してカウント値を減算するように指示する加算減算制御信号を出力する。これによりNビット加算減算回路65において減算処理が実行される。そして、バイナリサーチ制御回路64は、Nビットレジスタ67にデータ取り込み信号を出力する。これによりNビットレジスタ67のレジスタ値は、Nビット加算減算回路65の処理結果に設定される。そして、当該レジスタ値に基づいてARVSS電位調整回路18のソース電位ARVSSが調整される。そして、ループ処理(ステップS52)でステップS34に戻り、上記の処理を繰り返す。本例においては、上記したように(N−1)回ループ処理を繰り返す。
On the other hand, if all the data match in step S46 (PASS in step S46), a process of subtracting the register value by the count value is executed (step S47). Specifically, the binary
なお、当該ループ処理を(N−1)回繰り返すことによりカウント値出力回路62のカウント値は「1」に設定される。
The count value of the count
そして、上記処理を繰り返した後、ループ処理を終了して直前の期待値判定処理を実行する(ステップS54)。そして、直前の期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが一致していたか否かを判断する。期待値が一致していた場合(ステップS54においてPASS)には、ステップS56をスキップする。そして、スタンバイモードテストを実行する(ステップS58)。具体的には、スタンバイ信号RSを「1」に設定し、また、レジスタ値<N−1:0>に従ってARVSS電位調整回路18でソース電位ARVSSをスタンバイモードの際に設定される電位に設定する。
And after repeating the said process, a loop process is complete | finished and the last expected value determination process is performed (step S54). Then, with respect to the immediately preceding expected value determination process, it is determined whether or not the read data DQ matches the expected value. If the expected values match (PASS in step S54), step S56 is skipped. Then, a standby mode test is executed (step S58). Specifically, the standby signal RS is set to “1”, and the source potential ARVSS is set to a potential set in the standby mode by the ARVSS
直前の期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが不一致であった場合(ステップS54においてNO)には、SRAMモジュール10に対してデータの書き込み処理を実行する(ステップS56)。具体的には、上記で説明したようにバイナリサーチ制御回路64からテスト開始信号の入力を受けたBIST回路24は、所定のテストデータである書込データDIをSRAMモジュール10に入力する。直前の期待値判定処理が不一致であるためデータが破壊されている可能性があるため再度、データの書き込み処理を実行して、次のスタンバイモードテストを実行する(ステップS58)。
If the read data DQ and the expected value do not match with respect to the immediately preceding expected value determination process (NO in step S54), a data write process is executed on the SRAM module 10 (step S56). Specifically, as described above, the
次に、SRAMモジュール10に対してデータの読み出し処理を実行する(ステップS60)。具体的には、上記で説明したようにBIST回路24は、書き込んだテストデータを読み出すようにSRAMモジュール10に対して指示する。SRAMモジュール10は、読出データDQを比較回路26に出力する。
Next, a data read process is executed on the SRAM module 10 (step S60). Specifically, as described above, the
そして、期待値判定処理を実行する(ステップS62)。そして、期待値判定処理に関して、読出データDQと期待値とが一致していたか否かを判断する。期待値が一致していた場合(ステップS62においてPASS)には、ステップS69に進み、BIST回路24およびNビットレジスタ67の処理を終了(ストップ)する。具体的には、ソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。
Then, an expected value determination process is executed (step S62). Then, regarding the expected value determination process, it is determined whether or not the read data DQ and the expected value match. If the expected values match (PASS in step S62), the process proceeds to step S69, where the processing of the
一方、期待値が不一致である場合(ステップS62においてFAIL)には、ステップS64に進む、Nビットレジスタ67のレジスタ値を1加算する。具体的には、バイナリサーチ制御回路64は、Nビット加算減算回路65に対してカウント値出力回路62に設定されたカウント値(「1」)を加算するように指示する加算減算制御信号を出力する。これによりNビット加算減算回路65において加算処理が実行される。そして、バイナリサーチ制御回路64は、Nビットレジスタ67にデータ取り込み信号を出力する。これによりNビットレジスタ67のレジスタ値は、Nビット加算減算回路65の処理結果に設定される。そして、当該レジスタ値に基づいてARVSS電位調整回路18のソース電位ARVSSが調整される。
On the other hand, if the expected values do not match (FAIL in step S62), the process proceeds to step S64, and 1 is added to the register value of the N-
そして、ステップS69に進み、BIST回路24およびNビットレジスタ67の処理を終了(ストップ)する。具体的には、ソース電位ARVSSの調整における処理を終了する。
In step S69, the processing of the
なお、処理の流れは基本的に実施の形態4と同様であり、図17の具体例に関しても、UP/DOWNカウンタ回路36のカウンタ値をNビットレジスタ67のレジスタ値に置換したものと同じである。
The processing flow is basically the same as that of the fourth embodiment, and the specific example of FIG. 17 is the same as that in which the counter value of the UP /
したがって、上記で説明したように、当該バイナリサーチ方式(2分探索木)に従って(N+1)回の期待値判定の処理により適切なソース電位ARVSSを設定することが可能であり、効率的かつ早期に処理を完了することが可能となる。 Therefore, as described above, it is possible to set an appropriate source potential ARVSS by (N + 1) times of expected value determination processing according to the binary search method (binary search tree), which is efficient and early. The process can be completed.
また、実施の形態4においてはUP/DOWNカウンタ回路のカウンタ値をインクリメントあるいはデクリメントするためにカウンタUP制御信号およびカウンタDOWN制御信号としてクロックパルスを用いる場合について説明したが、本例においてはレジスタを用いてUP/DOWNカウンタ回路と同様の機能を実現したためクロックパルスを用いてインクリメントあるいはデクリメントする必要がなく、ソース電位ARVSSの設定をより早期にまた効率的に処理を完了することが可能となる。 In the fourth embodiment, a case has been described in which clock pulses are used as the counter UP control signal and the counter DOWN control signal in order to increment or decrement the counter value of the UP / DOWN counter circuit. In this example, a register is used. Thus, since the same function as the UP / DOWN counter circuit is realized, it is not necessary to increment or decrement using the clock pulse, and the setting of the source potential ARVSS can be completed earlier and efficiently.
なお、本実施の形態4においてはバイナリサーチ実行回路において、ビット演算等によりカウンタ信号あるいはレジスタ値を調整する方式について説明したが当該方式に限られず、バイナリサーチ(2分探索木)をソフト的にプログラムにより実行してカウンタ信号あるいはレジスタ値を設定するようにしても良い。 In the fourth embodiment, the method of adjusting the counter signal or the register value by bit operation or the like in the binary search execution circuit has been described. However, the present invention is not limited to this method, and binary search (binary search tree) is performed in software. It may be executed by a program to set a counter signal or a register value.
(実施の形態5)
上記の実施の形態においては、ソース電位ARVSSを適切な値に調整する方式について説明した。一方で、ソース電位に限られず他の電位を調整する場合についても同様に適用可能である。
(Embodiment 5)
In the above embodiment, the method of adjusting the source potential ARVSS to an appropriate value has been described. On the other hand, the present invention is not limited to the source potential and can be similarly applied to the case of adjusting other potentials.
図20は、本実施の形態に従うリードアシスト回路200の構成を説明する図である。
図20(A)を参照して、リードアシスト回路200は、データ読み出し(READ)用のワード線駆動電位LCVDDを調整する回路である。
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of read assist
Referring to FIG. 20A, the read assist
具体的には、リードアシスト回路200は、トランジスタ202,204,206,208,210を含む。
Specifically, the read assist
トランジスタ202は、電源電位VDDMとノードNpとの間に設けられ、そのゲートはLCVDD制御信号Laの入力を受ける。また、トランジスタ210は、ノードNpとノードNqとの間に設けられ、そのゲートは電源電位VDDMの入力を受ける。
また、ノードNqは接地電位VSSMとの間に設けられ、そのゲートはLCVDD制御信号Lbの入力を受ける。 Node Nq is provided between ground potential VSSM and its gate receives LCVDD control signal Lb.
トランジスタ206,208は、ノードNpと接地電位VSSMとの間に設けられ、そのゲートはデコード信号の入力を受ける。また、トランジスタ206,208の接続ノードはワード線WLと接続される。
本例においては、トランジスタ202,206は、PチャネルMOSトランジスタ、トランジスタ204,208,210は、NチャネルMOSトランジスタとする。
In this example, the
LCVDD制御信号La,Lbは、それぞれ相補な関係にあり、LCVDD制御信号Laが「1」の場合には、LCVDD制御信号Lbは「0」である。また、LCVDD制御信号Laが「0」の場合には、LCVDD制御信号Lbは「1」である。初期状態においては、LCVDD制御信号Laは「1」、LCVDD制御信号Lbは「0」に設定されている。したがって、トランジスタ202,204はオフした状態である。
The LCVDD control signals La and Lb are complementary to each other. When the LCVDD control signal La is “1”, the LCVDD control signal Lb is “0”. When the LCVDD control signal La is “0”, the LCVDD control signal Lb is “1”. In the initial state, the LCVDD control signal La is set to “1” and the LCVDD control signal Lb is set to “0”. Therefore, the
一方、ワード線を駆動させる場合には、LCVDD制御信号Laは「0」、LCVDD制御信号Lbは「1」に設定される。これに伴いトランジスタ202,204はオンする。また、トランジスタ210のゲートは電源電位VDDMと接続されるためオンしている。したがって、トランジスタ210を通過する通過電流が流れる。トランジスタ210は、ワード線駆動電位LCVDDを初期電位に調整するトランジスタである。本例の場合には、ワード線駆動電位LCVDDについて、電源電位VDDMから所定電位引き下げた電位となるようにトランジスタサイズが設定されているものとする。そして、デコード信号「0」に応答してワード線WLがワード線駆動電位LCVDDにプルアップされる。なお、初期状態において、デコード信号は「1」に設定されているものとする。デコード信号「1」に応答してトランジスタ208がオンし、初期状態においてワード線WLは、接地電位VSSM(0V)に設定されている。なお、デコード信号は、メモリセルの行を選択するアドレス信号に従ってワード線デコーダ12内で生成される。
On the other hand, when driving the word line, the LCVDD control signal La is set to “0” and the LCVDD control signal Lb is set to “1”. Accordingly, the
図20(B)を参照して、ここではLCVDD制御信号La,Lbおよびワード線WLの活性化のタイミングチャートが示されている。 Referring to FIG. 20B, here, a timing chart of activation of LCVDD control signals La and Lb and word line WL is shown.
なお、デコード信号は「0」であるものとする。
時刻t10において、LCVDD制御信号Laは「1」、LCVDD制御信号Lbは「0」に設定されている。したがって、トランジスタ202,204はオフした状態である。
It is assumed that the decode signal is “0”.
At time t10, the LCVDD control signal La is set to “1” and the LCVDD control signal Lb is set to “0”. Therefore, the
次に、時刻t11において、LCVDD制御信号Laは「0」、LCVDD制御信号Lbは「1」に設定される。したがって、トランジスタ202,204はオンした状態である。これにより、ワード線WLは活性化され、ワード線駆動電位LCVDDに設定される。
Next, at time t11, the LCVDD control signal La is set to “0”, and the LCVDD control signal Lb is set to “1”. Therefore, the
そして、時刻t12において、LCVDD制御信号Laは「1」、LCVDD制御信号Lbは「0」に設定される。これによりトランジスタ202,204はオフする。そして、ワード線WLは非活性化され、接地電位VSSM(0V)に設定される。
At time t12, the LCVDD control signal La is set to “1” and the LCVDD control signal Lb is set to “0”. As a result, the
そして、再び、図20(A)を参照して、本例においては、リードアシスト回路200において、ワード線駆動電位LCVDDを複数の電位に可変可能に調整するための調整用トランジスタが設けられる。具体的には、トランジスタTrn1〜Trn3がノードNpとノードNqとの間にそれぞれ並列に設けられる。そして、それぞれのゲートはLCVDD電位調整信号の入力を受ける。LCVDD電位調整信号に従ってトランジスタTrn1〜Trn3の少なくとも1つのトランジスタTrnがオンする毎によりワード線駆動電位LCVDDは、オン時の通過電流に応じた電位分、データ読み出し用のワード線駆動電位LCVDDが下がることになる。
Referring again to FIG. 20A, in this example, in the read assist
LCVDD電位調整信号として、実施の形態1で説明したようにカウンタ回路32のカウンタ信号Cを用いることが可能である。これにより、実施の形態1で説明したように最適なデータ読み出し用のワード線駆動電位LCVDDとなるように調整することが可能である。なお、他の実施形態の構成についても同様に適用可能である。
As described in the first embodiment, the counter signal C of the
(実施の形態5の変形例1)
図21は、本実施の形態に従うライトアシスト回路220の構成を説明する図である。
(
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of
図21(A)を参照して、ライトアシスト回路220は、データ書き込み(WRITE)用の電源電位ARVDDを調整する回路である。上記の構成においては、メモリセルMCに対して電源電位VDDMが供給される構成について説明したが、データ書き込みをアシストするために電源電位VDDMの代わりに電源電位ARVDDを供給する構成とすることも可能である。
Referring to FIG. 21A, the
具体的には、ライトアシスト回路220は、トランジスタ222,224,226,228,230を含む。
Specifically, the
トランジスタ222,224は、電源電位VDDとノードNrとの間に設けられ、そのゲートはそれぞれARVDD制御信号Wa,Wbの入力を受ける。また、その接続ノードから電源電位ARVDDがメモリセルMCに対して電源電位VDDMの代わりに供給されるものとする。なお、電源電位VDDは、電源電位VDDMよりも高い電位であるものとする。
また、トランジスタ226は、ノードNrとノードNsとの間に設けられ、そのゲートは、ARVDD制御信号Wbの入力を受ける。 Transistor 226 is provided between nodes Nr and Ns, and its gate receives input of ARVDD control signal Wb.
トランジスタ228,230は、ノードNsと接地電位VSSMとの間に直列に接続され、トランジスタ228のゲートはノードNrと接続される。また、トランジスタ230のゲートはARVDD制御信号Wcの入力を受ける。
本例においては、トランジスタ222,224,226は、PチャネルMOSトランジスタ、トランジスタ228,230は、NチャネルMOSトランジスタとする。
In this example, the
ARVDD制御信号Waは、メモリセルMCに対する電源スイッチであり、SRAM動作期間中は、「0」に設定される。初期状態においては、ARVDD制御信号Wbは「1」、ARVDD制御信号Wcは「0」に設定されている。したがって、トランジスタ222はオンした状態であり、トランジスタ224,226,230はオフした状態である。
The ARVDD control signal Wa is a power switch for the memory cell MC, and is set to “0” during the SRAM operation period. In the initial state, the ARVDD control signal Wb is set to “1”, and the ARVDD control signal Wc is set to “0”. Therefore, the
一方、メモリセルMCに対してデータ書き込みを実行する場合において、ワード線を駆動させる場合には、ARVDD制御信号Wbは「0」に設定される。また、ARVDD制御信号Wcは「1」に設定される。これに伴いトランジスタ224,226,230はオンする。
On the other hand, when data is written to the memory cell MC, the ARVDD control signal Wb is set to “0” when the word line is driven. The ARVDD control signal Wc is set to “1”. Accordingly, the
また、トランジスタ228のゲートはノードNrと接続されるためオンしている。したがって、トランジスタ228を通過する通過電流が流れる。トランジスタ228は、データ書き込みを実行する場合において、メモリセルの電源電位である電位ARVDDを初期電位に調整するトランジスタである。本例の場合には、電源電位ARVDDについて、電源電位VDDから所定電位引き下げた電位となるようにトランジスタサイズが設定されているものとする。
Further, the gate of the
図21(B)を参照して、ここではARVDD制御信号Wa,Wbおよびワード線WLの活性化のタイミングチャートが示されている。本例においては、ワード線WLは、データ書き込み時に立ち上げられるものとする。 Referring to FIG. 21B, here, a timing chart of activation of ARVDD control signals Wa and Wb and word line WL is shown. In this example, it is assumed that the word line WL is activated at the time of data writing.
時刻t20において、ARVDD制御信号Wbは「1」に設定されている。また、ARVDD制御信号Wcは「0」に設定されている。 At time t20, the ARVDD control signal Wb is set to “1”. The ARVDD control signal Wc is set to “0”.
したがって、トランジスタ224,226,230はオフした状態である。
次に、時刻t21において、ARVDD制御信号Wbは「0」に、ARVDD制御信号Wcは「1」に設定される。したがって、トランジスタ224,226,230はオンした状態である。また、トランジスタ228はオンした状態となる。これにより電源電位ARVDDの供給線と接地電位VSSM(0V)との間に電流経路が形成される。そして、ワード線WLは活性化され、設定された電位ARVDDに従ってメモリセルMCに対するデータ書き込みが実行される。
Therefore, the
Next, at time t21, the ARVDD control signal Wb is set to “0” and the ARVDD control signal Wc is set to “1”. Therefore, the
そして、時刻t22において、ARVDD制御信号Wbは「1」に、ARVDD制御信号Wcは「0」に設定される。これによりトランジスタ224,226,230はオフする。また、トランジスタ228はオフした状態となる。そして、ワード線WLは非活性化される。
At time t22, the ARVDD control signal Wb is set to “1” and the ARVDD control signal Wc is set to “0”. As a result, the
そして、再び、図21(A)を参照して、本例においては、ライトアシスト回路220において、電源電位ARVDDを複数の電位に可変可能に調整するための調整用トランジスタが設けられる。具体的には、トランジスタTrp1〜Trp3がノードNrとノードNsとの間にそれぞれ並列に設けられる。そして、それぞれのゲートはARVDD電位調整信号の入力を受ける。ARVDD電位調整信号に従ってトランジスタTrp1〜Trp3の少なくとも1つのトランジスタTrpがオンする毎により電源電位ARVDDは、オン時の通過電流に応じた電位分、データ書き込み用の電源電位ARVDDの電位が下がることになる。
Referring again to FIG. 21A, in this example, in the
ARVDD電位調整信号として、実施の形態1で説明したようにカウンタ回路32のカウンタ信号Cを用いることが可能である。これにより、実施の形態1で説明したように最適なデータ書き込み用の電源電位ARVDDとなるように調整することが可能である。なお、他の実施形態の構成についても同様に適用可能である。
As described in the first embodiment, the counter signal C of the
なお、電位の調整に関しては、他の周辺回路の電位についても同様に適用可能である。
(実施の形態6)
上記の実施の形態においては、制御信号に従って電位レベルを調整する場合について説明したが、電位レベルの調整に限られず、タイミング信号等を調整することも可能である。
Note that the potential adjustment can be similarly applied to potentials of other peripheral circuits.
(Embodiment 6)
In the above embodiment, the case where the potential level is adjusted according to the control signal has been described. However, the present invention is not limited to the adjustment of the potential level, and the timing signal and the like can also be adjusted.
図22は、本実施の形態6に従うワード線を駆動するタイミングを調整する回路を説明する図である。 FIG. 22 is a diagram illustrating a circuit for adjusting the timing for driving the word line according to the sixth embodiment.
図22(A)を参照して、ここでは、ワード線活性信号を生成するワード線活性期間調整回路240が示されている。
Referring to FIG. 22A, here, a word line active
ワード線活性期間調整回路240は、AND回路244,250,254と、遅延回路242,248,252と、セレクタ258とを含む。
Word line active
AND回路244は、遅延回路242を介するワード線活性制御信号WCENの入力とワード線活性期間調整信号の入力を受けてそのAND論理演算結果を出力する。
The AND
AND回路250は、AND回路244からの遅延回路248を介する出力信号とワード線活性期間調整信号の入力を受けてそのAND論理演算結果を出力する。
The AND
AND回路254は、AND回路250からの遅延回路252を介する出力信号とワード線活性期間調整信号の入力を受けてそのAND論理演算結果を出力する。
The AND
セレクタ258は、ワード線活性制御信号WCENと、AND回路244,250,254のそれぞれの出力信号を受けて、ワード線活性期間調整信号に従って、いずれかの出力信号を出力する。具体的には、ワード線活性期間調整信号が入力されない場合には、セレクタ258は、ワード線活性制御信号WCENをそのまま遅延無しにワード線活性信号WLENとして出力する。
ワード線活性期間調整信号は、対応するAND回路に入力されてワード線活性制御信号WCENを遅延させる。具体的には、AND回路244にワード線活性調整信号が「1」が入力されるとワード線活性制御信号WCENは、遅延回路242を介した遅延分遅れたワード線活性制御信号WCENがセレクタ258に出力される。
The word line activation period adjustment signal is input to the corresponding AND circuit and delays the word line activation control signal WCEN. Specifically, when “1” is input to the AND
また、AND回路244,250にワード線活性調整信号が「1」が入力されるとワード線活性制御信号WCENは、遅延回路242,248を介した遅延分遅れたワード線活性制御信号WCENがセレクタ258に出力される。
When the word line activation control signal “1” is input to the AND
また、AND回路244,250,254にワード線活性調整信号が「1」が入力されるとワード線活性制御信号WCENは、遅延回路242,248、252を介した遅延分遅れたワード線活性制御信号WCENがセレクタ258に出力される。
When the word line activation adjustment signal “1” is input to the AND
セレクタ258は、出力するワード線活性制御信号WCENを切り替えてワード線活性信号WLENとして出力する。具体的には、AND回路244にのみワード線活性調整信号が「1」が入力される場合には、AND回路244の出力信号をワード線活性信号WLENとして出力する。また、AND回路244,250にワード線活性調整信号が「1」が入力される場合には、AND回路250の出力信号をワード線活性信号WLENとして出力する。また、AND回路244,250,254にワード線活性調整信号が「1」が入力される場合には、AND回路254の出力信号をワード線活性信号WLENとして出力する。
The
図22(B)を参照して、ここでは、ワード線WLを駆動するドライバの構成が示されている。 Referring to FIG. 22B, here, a configuration of a driver for driving the word line WL is shown.
具体的には、ドライバは、トランジスタ262,264と、NAND回路260とを含む。トランジスタ262,264は、ワード線駆動電位LCVDDと、接地電位VSSMとの間に設けられ、そのゲートはそれぞれNAND回路260の入力を受ける。トランジスタ262は、PチャネルMOSトランジスタ、トランジスタ264は、NチャネルMOSトランジスタである。
Specifically, the driver includes
NAND回路260は、デコード信号とワード線活性信号WLENの入力を受けてそのNAND論理演算結果を出力する。具体的には、デコード信号と、ワード線活性信号WLENがともに「1」である場合に、NAND回路260の出力信号は、「0」に設定されてトランジスタ262がオンする。これにより、ワード線駆動電位LCVDDがワード線WLに供給される。一方、それ以外の場合にはNAND回路260の出力信号は、「1」に設定されてトランジスタ264がオンする。これにより、ワード線WLは、接地電位VSSMに設定される。
図22(C)を参照して、ここではワード線WLの立ち上げに関係するワード線活性制御信号WCEN、ワード線活性信号WLEN等のタイミングチャートが示されている。 Referring to FIG. 22C, here, a timing chart of the word line activation control signal WCEN, the word line activation signal WLEN and the like related to the rise of the word line WL is shown.
時刻t30において、ワード線活性制御信号WCENが「1」に設定された場合が示されている。 The case where the word line activation control signal WCEN is set to “1” at time t30 is shown.
そして、その後、時刻t31において、デコード信号が「1」に設定される。
そして、時刻t32において、ワード線活性制御信号WCENが遅延してワード線活性信号WLENが「1」に設定される。これとともにワード線WLが立ち上がる。
Then, at time t31, the decode signal is set to “1”.
At time t32, the word line activation control signal WCEN is delayed and the word line activation signal WLEN is set to “1”. At the same time, the word line WL rises.
ワード線活性期間調整信号として、実施の形態1で説明したようにカウンタ回路32のカウンタ信号Cを用いることが可能である。これにより、ワード線を立ち上げるタイミング信号であるワード線活性信号WLENを適切なタイミングに調整して、適切なタイミングでワード線WLをプルアップすることが可能である。これによりタイミングが早すぎるあるいは遅すぎることによるデータ書込みあるいは読み出しの異常を抑制することが可能である。なお、他の実施形態の構成についても同様に適用可能である。
As described in the first embodiment, the counter signal C of the
(実施の形態6の変形例)
図23は、本実施の形態6の変形例に従うセンスアンプを駆動するタイミングを調整する回路を説明する図である。
(Modification of Embodiment 6)
FIG. 23 is a diagram illustrating a circuit for adjusting the timing for driving the sense amplifier according to the modification of the sixth embodiment.
図23(A)を参照して、ここでは、センスアンプを活性化するセンスアンプ活性信号を生成するセンスアンプ活性タイミング調整回路270が示されている。
Referring to FIG. 23A, here, there is shown a sense amplifier activation
センスアンプ活性タイミング調整回路270は、遅延回路272,274,276と、セレクタ278とを含む。遅延回路272,274,276はそれぞれ遅延時間が異なるものとする。セレクタ278は、センスアンプ活性タイミング調整信号に従って遅延回路から出力された信号を切り替えてセンスアンプ活性信号SENとして出力する。
Sense amplifier activation
図23(B)を参照して、ここではセンスアンプ活性信号の遅延を説明するタイミングチャートが示されている。 Referring to FIG. 23B, here, a timing chart for explaining the delay of the sense amplifier activation signal is shown.
時刻t40において、センスアンプ活性制御信号SCENが「1」に設定された場合が示されている。
そして、その後、時刻t41において、遅延回路により所定期間分、遅延したセンスアンプ活性信号SENが出力される。
The case where the sense amplifier activation control signal SCEN is set to “1” at time t40 is shown.
Then, at time t41, the sense amplifier activation signal SEN delayed by a predetermined period by the delay circuit is output.
センスアンプ活性タイミング調整信号として、実施の形態1等で説明したようにカウンタ回路32のカウンタ信号Cを用いることが可能である。これにより、センスアンプを立ち上げるタイミング信号であるセンスアンプ活性信号SENを適切なタイミングに調整して、適切なタイミングでセンスアンプを活性化することが可能である。これによりタイミングが早すぎるあるいは遅すぎることによるデータ読み出しの異常あるいはエラーを抑制することが可能である。なお、他の実施形態の構成についても同様に適用可能である。
As described in the first embodiment, the counter signal C of the
<レイアウト配置>
図24は、各種調整回路のレイアウト配置を説明する図である。
<Layout layout>
FIG. 24 is a diagram for explaining the layout arrangement of various adjustment circuits.
図24を参照して、上記したようにメモリアレイMAとI/O回路16との間にARVSS電位調整回路18を配置して、メモリセルの近傍に配置することが可能である。
Referring to FIG. 24, it is possible to arrange the ARVSS
また、電源電位ARVDDを調整するライトアシスト回路220もメモリアレイMAとI/O回路16との間にARVSS電位調整回路18を配置して、メモリセルの近傍に配置することが可能である。
The
本例においては、制御部14において、リードアシスト回路200を設けてワード線駆動電位LCVDDを調整する。
In this example, the
また、制御部14は、ワード線活性期間調整回路240およびセンスアンプ活性タイミング調整回路270も含む場合が示される。なお、I/O回路16は、センスアンプを含む構成である。
Further, the case where the
当該構成により電位調整に限られず、タイミング調整においても調整回路を設けることにより調整することが可能である。すなわち、ウエハプロセス完了後のチップ内素子特性の劣化に起因する製品不良を、SRAM内のタイミングや電位の調整設定によって改善を図ることが可能である。 The configuration is not limited to potential adjustment, and timing adjustment can be performed by providing an adjustment circuit. In other words, it is possible to improve product defects caused by deterioration of in-chip element characteristics after the completion of the wafer process by adjusting and setting timing and potential in the SRAM.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
1 半導体集積回路、10 SRAMモジュール、11 メモリアレイ群、12 ワード線デコーダ、14 制御部、18,19 ARVSS電位調整回路、20 周辺回路、24 BIST回路、26 比較回路、28,29 圧縮回路、32,36 カウンタ回路、50 温度調整回路、52 電位調整ユニット、60 バイナリサーチ実行回路、62 カウント値出力回路、64 バイナリサーチ制御回路、65 ビット加算減算回路、66 カウンタ制御信号出力回路、67 Nビットレジスタ、200 リードアシスト回路、220 ライトアシスト回路、240 ワード線活性期間調整回路、270 センスアンプ活性タイミング調整回路。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記駆動用トランジスタのソースに接続されるソース線と接地電位間に接続され、前記ソース線に印加する電位を調整するためのソース線電位調整回路と、
前記ソース線電位調整回路を制御して、前記接地電位と電源電位との間の電位であって、スタンバイ期間に前記メモリセルにおいてデータを保持可能な前記ソース線の電位を決定するためのソース線電位制御回路とを備え、
前記ソース線電位制御回路は、前記メモリセルアレイのメモリセルに書き込まれた所定のデータを前記スタンバイ期間の後に読み出して、読み出し結果に基づいて前記ソース線電位調整回路に対して前記ソース線に印加する電位を調整するように指示する、半導体記憶装置。 A memory cell array in which static memory cells having a transfer transistor, a drive transistor, and a load transistor are disposed;
A source line potential adjusting circuit connected between a source line connected to a source of the driving transistor and a ground potential, and for adjusting a potential applied to the source line;
A source line for controlling the source line potential adjustment circuit to determine a potential between the ground potential and a power supply potential, which can hold data in the memory cell during a standby period. A potential control circuit,
The source line potential control circuit reads predetermined data written in a memory cell of the memory cell array after the standby period, and applies the data to the source line with respect to the source line potential adjustment circuit based on a read result A semiconductor memory device instructing to adjust a potential.
前記ソース線電位調整回路および前記ソース線電位制御回路は、前記複数個のメモリセルアレイのソース線に対して共通に設けられる、請求項1記載の半導体記憶装置。 A plurality of memory cell arrays are provided,
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the source line potential adjustment circuit and the source line potential control circuit are provided in common to source lines of the plurality of memory cell arrays.
前記ソース線電位制御回路は、前記読み出し結果に基づいて、前記複数の調整用トランジスタを段階的にオン/オフするためのカウンタ回路を含む、請求項1または2記載の半導体記憶装置。 The source line potential adjustment circuit includes a plurality of adjustment transistors provided between the source line and the ground potential,
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the source line potential control circuit includes a counter circuit for turning on / off the plurality of adjustment transistors in stages based on the read result.
前記読み出し結果に基づいて前記ソース線電位調整回路に対して前記ソース線に印加する電位の調整が可能か否かを判断し、
調整が可能でないと判断した場合には外部にエラーを出力する、請求項1〜4のいずれかに記載の半導体記憶装置。 The source line potential control circuit includes:
Determining whether or not the source line potential adjustment circuit can adjust the potential applied to the source line based on the read result;
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein an error is output to the outside when it is determined that adjustment is not possible.
前記読み出し結果に基づいて前記ソース線電位調整回路に対して前記ソース線に印加する電位を調整するように指示した情報を記憶し、
次回の前記ソース線の電位の調整の際に、記憶した情報に基づいて前記ソース線電位調整回路に対して前記ソース線に印加する電位を調整するように指示する、請求項1〜5のいずれかに記載の半導体記憶装置。 The source line potential control circuit includes:
Storing information instructing the source line potential adjustment circuit to adjust the potential applied to the source line based on the read result;
The next adjustment of the potential of the source line instructs the source line potential adjustment circuit to adjust the potential applied to the source line based on the stored information. A semiconductor memory device according to claim 1.
前記ソース線電位制御回路は、前記読み出し結果および前記温度検知回路の検知結果に基づいて前記ソース線電位調整回路に対して前記ソース線に印加する電位を調整するように指示する、請求項1〜6のいずれかに記載の半導体記憶装置。 A temperature detection circuit for detecting the temperature of the chip on which the memory cell array is mounted;
The source line potential control circuit instructs the source line potential adjustment circuit to adjust a potential applied to the source line based on the read result and the detection result of the temperature detection circuit. 7. The semiconductor memory device according to any one of 6.
前記転送用トランジスタのゲートに接続されるワード線に印加する電位を調整するためのワード線電位調整回路と、
前記ワード線電位調整回路を制御して、前記電源電位と接地電位との間の電位であって、前記メモリセルにおいてデータを書き込みまたは読み出しする際の前記ワード線の電位を決定するためのワード線電位制御回路とを備え、
前記ワード線電位制御回路は、前記メモリセルアレイのメモリセルに書き込まれた所定のデータを読み出して、読み出し結果に基づいて前記ワード線電位調整回路に対して前記ワード線に印加する電位を調整するように指示する、半導体記憶装置。 A memory cell array in which static memory cells having a transfer transistor, a drive transistor, and a load transistor are disposed;
A word line potential adjustment circuit for adjusting a potential applied to a word line connected to the gate of the transfer transistor;
A word line for controlling the word line potential adjustment circuit to determine a potential between the power supply potential and the ground potential, which is a potential of the word line when data is written to or read from the memory cell. A potential control circuit,
The word line potential control circuit reads predetermined data written in a memory cell of the memory cell array, and adjusts a potential applied to the word line with respect to the word line potential adjustment circuit based on a read result. A semiconductor memory device.
前記メモリセルアレイを駆動するための内部回路の活性化タイミングを調整するための活性化タイミング調整回路と、
前記活性化タイミング調整回路を制御して、前記メモリセルにおいてデータを書き込みまたは読み出しする際の前記内部回路の活性化タイミングを決定するための活性化タイミング制御回路とを備え、
前記活性化タイミング制御回路は、前記メモリセルアレイのメモリセルに書き込まれた所定のデータを読み出して、読み出し結果に基づいて前記活性化タイミング調整回路に対して前記内部回路の活性化タイミングを調整するように指示する、半導体記憶装置。 A memory cell array in which static memory cells having a transfer transistor, a drive transistor, and a load transistor are disposed;
An activation timing adjustment circuit for adjusting an activation timing of an internal circuit for driving the memory cell array;
An activation timing control circuit for controlling the activation timing adjustment circuit to determine the activation timing of the internal circuit when writing or reading data in the memory cell;
The activation timing control circuit reads predetermined data written in a memory cell of the memory cell array, and adjusts the activation timing of the internal circuit with respect to the activation timing adjustment circuit based on a read result. A semiconductor memory device.
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
JP2016115381A (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 株式会社ソシオネクスト | Semiconductor device |
US10957385B2 (en) | 2019-03-14 | 2021-03-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor storage device with assist timing control circuit |
US11443829B2 (en) | 2020-03-19 | 2022-09-13 | Kioxia Corporation | Memory system having non-volatile memory |
-
2013
- 2013-02-18 JP JP2013029038A patent/JP2014157647A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016115381A (en) * | 2014-12-15 | 2016-06-23 | 株式会社ソシオネクスト | Semiconductor device |
US10957385B2 (en) | 2019-03-14 | 2021-03-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor storage device with assist timing control circuit |
US11443829B2 (en) | 2020-03-19 | 2022-09-13 | Kioxia Corporation | Memory system having non-volatile memory |
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