JP2014220025A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.
DRAM(Dynamic Random Access Memory)に代表される半導体装置は、制御装置が発行するコマンドに応じて動作する。例えば、DRAMでは、コマンドには、メモリセルに電荷を保存しメモリセルアレイを所定のプリチャージ状態にするプリチャージコマンド、メモリセルに記憶されたデータの読み出しを指示するリードコマンド、およびメモリセルへのデータの書き込みを指示するライトコマンドなどがある。またコマンドには、複数のメモリセルを含むメモリセルアレイが複数のバンクに分割されている場合に、各バンクをアクティブ状態とするアクティブコマンドがある。これらのコマンドは、通常、動作の対象とするメモリセルまたはバンクを特定するアドレス情報と関連付けて発行される。 A semiconductor device typified by a DRAM (Dynamic Random Access Memory) operates in accordance with a command issued by a control device. For example, in a DRAM, commands include a precharge command for storing charge in a memory cell and setting the memory cell array in a predetermined precharge state, a read command for instructing reading of data stored in the memory cell, and a command to the memory cell. There is a write command for instructing data writing. The command includes an active command that activates each bank when a memory cell array including a plurality of memory cells is divided into a plurality of banks. These commands are normally issued in association with address information specifying a memory cell or bank to be operated.
このような半導体装置では、先のコマンドに応じた動作が完了しないうちに次のコマンドを受けた場合には、次のコマンドで対象のメモリセルにアクセスすることができず、半導体装置が正常に動作しないことがある。このため、半導体装置は、各コマンドに応じた動作が完了してから次のコマンドが発行されるように、コマンドを発行する最小間隔が決められている。 In such a semiconductor device, if the next command is received before the operation corresponding to the previous command is completed, the target memory cell cannot be accessed with the next command, and the semiconductor device is normally operated. May not work. For this reason, in the semiconductor device, the minimum interval for issuing a command is determined so that the next command is issued after the operation corresponding to each command is completed.
例えば、コマンドを発行する最小間隔として、ライトコマンドWrtを発行してからプリチャージコマンドPreを発行するまでの最小間隔tWR、プリチャージコマンドPreを発行してからアクティブコマンドActを発行するまでの最小間隔tRP、アクティブコマンドActを発行してから最初のライトコマンドWrtまたはリードコマンドRedを発行するまでの最小間隔tRCDなどが決められている。 For example, as a minimum interval for issuing a command, a minimum interval tWR from issuing a write command Wrt to issuing a precharge command Pre, a minimum interval from issuing a precharge command Pre to issuing an active command Act The minimum interval tRCD from the issuance of tRP, the active command Act to the issuance of the first write command Wrt or the read command Red is determined.
動作が完了するまでにかかる動作時間は動作ごとに異なるため、通常、コマンドを発行する最小間隔は、先に発行されたコマンドの種類に応じて、当該コマンドに応じた動作の動作時間以上の間隔に定められる。 Since the operation time required to complete the operation varies from operation to operation, the minimum interval for issuing a command is usually an interval equal to or longer than the operation time of the operation corresponding to the command, depending on the type of the previously issued command. Determined.
動作時間は、例えば、モード情報としてモードレジスタに保持される。特許文献1には、モード情報として、半導体装置がリードコマンドを受けてから実際にデータを出力するまでの動作時間を示すCAS(Column Address Strobe)レイテンシを保持するモードレジスタを備えた半導体装置が開示されている。また、特許文献1には開示されていないが、その他のモード情報としては、ライトコマンドを受けてから実際にメモリセルにデータが書き込まれるまでの時間を示すCASライトレイテンシがある。
The operation time is held in the mode register as mode information, for example.
しかしながら、コマンドを発行する最小間隔が動作時間に応じて定められている場合、不要な動作遅延が引き起こされる場合があるということを本願発明者は明らかにした。以下、不要な動作遅延が引き起こされる原因について説明する。 However, the present inventor has clarified that an unnecessary operation delay may be caused when a minimum interval for issuing a command is determined according to an operation time. Hereinafter, the cause of unnecessary operation delay will be described.
通常、コマンドを発行する最小間隔は、先に発行されるコマンドの種類に応じて一律の値に定められる。しかしながら、先のコマンドに応じた動作が完了しないうちに次のコマンドを受けた場合に、半導体装置が正常に動作しないという問題は、常に生じる訳ではない。先のコマンドに応じた動作が完了しない間であっても、次のコマンドが対象とするメモリセルにアクセスすることができれば、半導体装置は正常に動作する。 Usually, the minimum interval for issuing commands is set to a uniform value according to the type of command issued first. However, the problem that the semiconductor device does not operate normally does not always occur when the next command is received before the operation corresponding to the previous command is completed. Even while the operation corresponding to the previous command is not completed, the semiconductor device operates normally if the memory cell targeted by the next command can be accessed.
半導体装置は、メモリセルから読み出されるデータを増幅するセンスアンプを共有する複数のメモリセルに対しては、同時にアクセスすることができないが、センスアンプを共有しない複数のメモリセルに対しては、同時にアクセスすることができる。 A semiconductor device cannot simultaneously access a plurality of memory cells that share a sense amplifier that amplifies data read from the memory cell, but can simultaneously access a plurality of memory cells that do not share a sense amplifier. Can be accessed.
このため、メモリセルアレイが、センスアンプを共有する複数のメモリセルを含むブロックに区分けされている場合には、同一のブロックに含まれる複数のメモリセルに対しては、センスアンプが共有されている可能性があるため、半導体装置は、それらのメモリセルに同時にアクセスすることができないことがある。一方、異なるブロックに含まれる複数のメモリセルに対しては、センスアンプが共有されていないため、半導体装置は、それらのメモリセルに同時にアクセスすることができる。 Therefore, when the memory cell array is divided into blocks including a plurality of memory cells sharing a sense amplifier, the sense amplifier is shared for the plurality of memory cells included in the same block. Because of this possibility, the semiconductor device may not be able to access those memory cells simultaneously. On the other hand, since the sense amplifier is not shared for a plurality of memory cells included in different blocks, the semiconductor device can simultaneously access these memory cells.
したがって、先のコマンドにて動作が指示されるメモリセルと次のコマンドにて動作が指示されるメモリセルとが異なるブロックに含まれる場合には、実際には、先のコマンドに応じた動作が完了しないうちに次のコマンドが発行されても半導体装置は正常に動作するにも関わらず、動作時間以上の間隔をあけて後のコマンドを発行していたため、不要な動作遅延が生じていた。 Therefore, when the memory cell whose operation is instructed by the previous command and the memory cell whose operation is instructed by the next command are included in different blocks, the operation according to the previous command is actually performed. Even if the next command is issued before it is completed, the semiconductor device operates normally, but later commands are issued after an interval equal to or longer than the operation time, causing an unnecessary operation delay.
本発明の半導体装置は、
データを保持する複数のメモリセルと、前記メモリセルのそれぞれから読み出されるデータを増幅するセンスアンプとを有し、前記複数のメモリセルは、前記センスアンプを共有する複数のメモリセルを含むブロックに区分けされているメモリ部と、
前記メモリセルに対する動作を指示するコマンドを発行する制御装置から、前記コマンドを受けるコマンドデコーダと、
前記制御装置から前記コマンドにて動作が指示されるメモリセルを特定するアドレス情報を受け、最近受けた前記アドレス情報により特定されるメモリセルである最近メモリセルと前回受けたアドレス情報により特定されるメモリセルである前回メモリセルとが同一のブロックに含まれているか否かを判断し、当該判断結果に基づいて、前記制御装置が前記コマンドを発行するタイミングを調整するタイミング調整部と、を有する。
The semiconductor device of the present invention is
A plurality of memory cells that hold data; and a sense amplifier that amplifies data read from each of the memory cells, wherein the plurality of memory cells are arranged in a block including a plurality of memory cells that share the sense amplifier. A divided memory section; and
A command decoder that receives the command from a control device that issues a command for instructing an operation on the memory cell;
The address information specifying the memory cell whose operation is instructed by the command is received from the control device, and the memory cell specified by the recently received address information and the address information received last time are specified. A timing adjustment unit that determines whether or not a previous memory cell that is a memory cell is included in the same block, and that adjusts a timing at which the control device issues the command based on the determination result; .
また本発明の半導体装置は、
其々が複数のメモリセルを含み、互いに異なるアドレス情報によって其々アクセスされる複数のメモリセルブロックと、
第1のアクセスより1つ前に受けた第2のアクセスにおいて選択された前記メモリセルブロックに対応する第1のアドレス情報を保持する検出回路と、を備え、
前記検出回路は、前記第1のアクセスにおいて選択される前記
メモリセルブロックに対応する第2のアドレス情報が前記第1のアドレス情報と一致し且つ前記第1のアクセスが前記第2のアクセスから所定期間経過していないときに検出信号を第1の値とすることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is
A plurality of memory cell blocks each including a plurality of memory cells, each accessed by different address information;
A detection circuit for holding first address information corresponding to the memory cell block selected in the second access received one before the first access;
In the detection circuit, the second address information corresponding to the memory cell block selected in the first access matches the first address information, and the first access is predetermined from the second access. The detection signal is set to the first value when the period has not elapsed.
本発明によれば、センスアンプを共有する複数のメモリセルを含む複数のブロックに区分けされたメモリ部を有する半導体装置において、メモリセルに対する動作を指示するコマンドとコマンドにて動作が指示されるメモリセルを特定するアドレス情報とを受け、最近受けたアドレス情報により特定されるメモリセルである最近メモリセルと、前回受けたアドレス情報により特定されるメモリセルである前回メモリセルとが同一のブロックに含まれるか否かを判断し、判断結果に基づいて、コマンドを発行するタイミングが調整される。 According to the present invention, in a semiconductor device having a memory unit divided into a plurality of blocks including a plurality of memory cells sharing a sense amplifier, a command for instructing an operation on the memory cell and a memory in which the operation is instructed by the command The latest memory cell, which is the memory cell specified by the recently received address information, and the previous memory cell, which is the memory cell specified by the previously received address information, are received in the same block. Whether or not it is included is determined, and the timing of issuing the command is adjusted based on the determination result.
これにより、アドレス情報により特定されるメモリセルがセンスアンプを共有しない場合には、先のコマンドに応じた動作が完了するのを待たずに次のコマンドを発行することが可能になり、不要な動作遅延を低減することが可能になる。 As a result, when the memory cell specified by the address information does not share the sense amplifier, the next command can be issued without waiting for the operation corresponding to the previous command to be completed, which is unnecessary. It becomes possible to reduce the operation delay.
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、同一の機能を有する構成要素については同じ符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, the description which overlaps may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the component which has the same function.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる半導体装置100の構成を示す図である。図1に示す半導体装置100は、半導体記憶装置であり、より詳しくはDRAMである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
半導体装置100は、外部の制御装置(図示せず)が発行するコマンドに応じて動作する。また半導体装置100は、制御装置がコマンドと関連づけて発行するアドレス情報により、コマンドにて動作が指示されるメモリセルを特定し、特定したメモリセルに対してコマンドが示す動作を行う。
The
また制御装置がコマンドを発行するタイミングは、半導体装置100が制御装置に出力する情報に基づいて調整される。以下、半導体装置100の全体構成について図1を参照しながら説明し、続いて半導体装置100のうちデータを記憶するメモリ部の詳細な構成について、図2〜図4を参照しながら説明し、制御装置がコマンドを発行するタイミングを調整するタイミング調整部の詳細な構成について、図5〜図8を参照しながら説明する。
The timing at which the control device issues a command is adjusted based on information output from the
図1に示す半導体装置100は、メモリ部101と、クロック端子群102と、クロック発生回路103と、モードレジスタ104とを有する。また半導体装置100は、コマンド端子群105と、コマンドデコーダ106と、チップ制御回路107と、RWアンプ108と、ラッチ回路109と、データ入出力バッファ110と、バンクBKおよびロウアドレスバッファ111と、カラムアドレスバッファ112と、タイミング調整部113とを有する。
A
メモリ部101は、記憶データを保持する複数のメモリセルがアレイ状に配置されたメモリセルアレイ121と、アドレス情報に基づいてメモリセルを選択するカラムデコーダ122およびロウデコーダ123と、アレイ制御回路124とを有する。メモリ部101のより詳細な構成については、後述される。
The
クロック端子群102は、外部クロック信号CKおよび/CKとクロックイネーブル信号CKEとを受ける。
なお、本明細書において符号の先頭に「/」が付されている信号は、符号の先頭に「/」が付されていない同名の信号の相補信号を意味する。つまり、「/」が付されていない信号がハイアクティブな信号であるとすると、「/」が付されている信号は、「/」が付されていない信号の反転信号またはローアクティブな信号である。 In the present specification, a signal having “/” at the beginning of the reference sign means a complementary signal of the signal of the same name without having “/” added at the beginning of the reference sign. In other words, if a signal without “/” is a high active signal, a signal with “/” is an inverted signal of a signal without “/” or a low active signal. is there.
クロック発生回路103は、クロック端子群102から外部クロック信号CKおよび/CKとクロックイネーブル信号CKEとを受け、外部クロック信号CKおよび/CKとクロックイネーブル信号CKEとを用いて、内部クロック信号ICLKを生成する。クロック発生回路103は、生成した内部クロック信号ICLKを、モードレジスタ104、コマンドデコーダ106、チップ制御回路107、ラッチ回路109、データ入出力バッファ110、およびタイミング調整部113に出力する。内部クロック信号ICLKを受けた各部は、内部クロック信号ICLKと同期して動作する。
モードレジスタ104は、半導体装置100の動作パラメータが設定される回路である。モードレジスタ104に設定される動作パラメータは、例えば、バースト長、およびCASレイテンシなどである。モードレジスタ104は、設定された動作パラメータをチップ制御回路107に出力する。
The
コマンド端子群105は、メモリ部101に対する動作を指示するコマンドを発行する外部の制御装置からコマンドを受ける。
The
コマンドデコーダ106は、コマンド端子群105からコマンドを受け、コマンドの保持、デコード、およびカウントなどを行うことによって、内部コマンド信号を生成する。コマンドデコーダ106は、生成した内部コマンド信号をチップ制御回路107およびタイミング調整部113に出力する。
The
チップ制御回路107は、メモリ部101に対する動作を制御する回路である。チップ制御回路107は、コマンドデコーダ106が出力した内部コマンド信号と、モードレジスタに保持されるモード情報とを受け、受けた内部コマンド信号およびモード情報に基づいてメモリ部101の動作を指示する。具体的には、チップ制御回路107は、RWアンプ108、ラッチ回路109、バンクBK及びロウアドレスバッファ111、カラムアドレスバッファ112、およびアレイ制御回路124に動作内容と動作タイミングとを指示することで、メモリ部101の動作を制御する。
The
RW(Read Write)アンプ108は、メモリ部101に書き込むデータおよびメモリ部101から読み出したデータを増幅する。RWアンプ108は、メモリ部101に書き込むデータを増幅してメモリ部101に出力し、メモリ部101から読み出したデータを増幅してラッチ回路109に出力する。
An RW (Read Write)
ラッチ回路109は、メモリ部101に書き込むデータおよびメモリ部101から読み出したデータを一時的に記憶する。
The
データ入出力バッファ110は、メモリ部101に入力するデータを入出力端子群DQから入力してラッチ回路109に出力し、メモリ部101から出力するデータをラッチ回路109から受け取り入出力端子群DQに出力する。
The data input /
バンクBK及びロウアドレスバッファ111は、制御装置が発行したアドレス情報に含まれるバンクアドレスおよびロウアドレスを一時的に記憶して、記憶したバンクアドレスおよびロウアドレスをアレイ制御回路124に出力する。
Bank BK and
カラムアドレスバッファ112は、制御装置が発行したアドレス情報に含まれるカラムアドレスを一時的に記憶して、記憶したカラムアドレスをカラムデコーダ122に出力する。
The
タイミング調整部113は、制御装置が発行したアドレス情報と、コマンドデコーダ106が出力した内部コマンド信号とを受ける。またタイミング調整部113は、制御装置から最近受けたアドレス情報である最近アドレス情報と、前回受けたアドレス情報である前回アドレス情報とを比較する。タイミング調整部113は、この比較によって、最近アドレス情報により特定されるメモリセルである最近メモリセルと、前回アドレス情報により特定されるメモリセルである前回メモリセルとが同一のブロックに含まれているか否かを判断する。タイミング調整部113は、判断結果に基づいて、制御装置がコマンドを発行するタイミングを調整する。タイミング調整部113の詳細については、後述する。
The
ここでメモリ部101の詳細な構成について説明する。
Here, a detailed configuration of the
図2は、図1のメモリ部101内のバンクとアレイの配置を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of banks and arrays in the
本実施形態では、メモリ部101は、4つのバンクBKに区分けされている。各バンクBKは、バンクアドレスBA1およびBA0によって選択される。バンクアドレスの値が、(BA1,BA0=0,0)の場合、バンクBK0が選択される。バンクアドレスの値が、(BA1,BA0=0,1)の場合、バンクBK1が選択される。バンクアドレスの値が、(BA1,BA0=1,0)の場合、バンクBK2が選択される。また、バンクアドレスの値が、(BA1,BA0=1,1)の場合、バンクBK3が選択される。
In the present embodiment, the
各バンクBKは、2つのエリアに分割されており、各エリアの中央部にロウデコーダが2列配置され、各エリアの中央部にロウデコーダの長手方向と直交する方向にカラムデコーダが配置される。ロウデコーダおよびカラムデコーダによって分割された4つの領域には、それぞれアレイが配置される。したがって、1つのバンクBK内には、8つのアレイが含まれることとなる。 Each bank BK is divided into two areas. Two rows of row decoders are arranged at the center of each area, and column decoders are arranged at the center of each area in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the row decoder. . An array is arranged in each of the four areas divided by the row decoder and the column decoder. Therefore, eight arrays are included in one bank BK.
図3は、図2のアレイ0内の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration in the
1つのアレイは、4つのブロックに区分けされている。1つのバンクBK内には、8つのアレイが含まれるため、1つのバンクBKは、32個のブロックに区分けされることとなる。各ブロックは、5ビットのロウアドレスから構成されるブロックアドレスX14〜X10で選択される。例えばブロック0は、ブロックアドレスX14〜X10の値が0,0,0,0,0の場合に選択される。各ブロックには、ワード線を選択するロウデコーダと、ワード線で選択されたメモリセルからビット線に読み出された信号を増幅するセンスアンプとがそれぞれ対応して設けられる。 One array is divided into four blocks. Since one bank BK includes eight arrays, one bank BK is divided into 32 blocks. Each block is selected by block addresses X14 to X10 composed of 5-bit row addresses. For example, block 0 is selected when the values of block addresses X14 to X10 are 0, 0, 0, 0, 0. Each block is provided with a row decoder for selecting a word line and a sense amplifier for amplifying a signal read from the memory cell selected by the word line to the bit line.
図4は、図3のブロック内の詳細な構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration in the block of FIG.
1つのブロック内では、ワード線WLとビット線対BLPが直交する向きに配置され、ワード線WLとビット線BLPとの所定の交点にはメモリセルMCが配置される。ビット線対BLPは、ブロックの両側に配置されたセンスアンプSAに交互に接続されている。各ブロックは、複数のメモリセルを含み、互いに異なるアドレス情報によって其々アクセスされるメモリセルブロックである。 In one block, the word line WL and the bit line pair BLP are arranged in an orthogonal direction, and the memory cell MC is arranged at a predetermined intersection between the word line WL and the bit line BLP. The bit line pairs BLP are alternately connected to sense amplifiers SA arranged on both sides of the block. Each block is a memory cell block that includes a plurality of memory cells and is accessed by different address information.
図3の説明に戻る。 Returning to the description of FIG.
カラムデコーダ122は、制御装置が発行したアドレス情報に含まれるカラムアドレスY9〜Y0を受け、カラムアドレスY9〜Y0に基づいて、1024本のカラム選択線YSのうちの1本を選択する。カラム選択線YSは、センスアンプSAとI/Oとが選択的に接続される。カラム選択線YSが選択されると、このカラム選択線YSと接続されたセンスアンプSAを介してビット線対BLPが選択されることとなる。
The
アレイ制御回路124は、制御装置が発行したアドレス情報に含まれるロウアドレスX14〜X0を受ける。ロウアドレスX14〜X0には、ブロックを特定するブロックアドレスX14〜X10が含まれており、アレイ制御回路124は、このブロックアドレスX14〜X10で複数のブロックのうちのいずれかを選択し、残りのロウアドレスX9〜X0をロウデコーダ123に出力する。
The
ロウデコーダ123は、ロウアドレスに基づいて、1024本のワード線WLのうちの1本を選択する。
The
ワード線WLとビット線対BLPとが選択されると、選択されたワード線WLとビット線対BLPとの所定の交点に配置されたメモリセルMCが選択されることとなる。 When the word line WL and the bit line pair BLP are selected, the memory cell MC arranged at a predetermined intersection between the selected word line WL and the bit line pair BLP is selected.
メモリセルMCに保持された記憶データを読み出す場合には、リードコマンドに応じて、選択されたメモリセルMCに保持された記憶データがビット線BLに読み出されてセンスアンプSAに入力される。センスアンプSAに入力された記憶データは、増幅されてセンスアンプSAと接続されたI/O線を介してR/Wアンプ108に出力される。
When reading the storage data held in the memory cell MC, the storage data held in the selected memory cell MC is read out to the bit line BL and input to the sense amplifier SA in response to the read command. The stored data input to the sense amplifier SA is amplified and output to the R /
メモリセルMCに記憶データを書き込む場合には、ライトコマンドに応じて、R/Wアンプ108およびI/O線を介してメモリ部101に入力されたデータは、センスアンプSAを介して選択されたメモリセルMCに書き込まれる。
When the storage data is written to the memory cell MC, the data input to the
タイミング調整部113の詳細な構成について図5〜図8を参照して説明する。タイミング調整部113には、アドレス比較回路131およびタイマ回路132が含まれる。図5は、図1のタイミング調整部113内のアドレス比較回路131の構成を示す図である。
A detailed configuration of the
タイミング調整部113は、各バンクBKに対応する4つのアドレス比較回路131を有する。
The
各アドレス比較回路131は、対応するバンクBKを対象とするアクティブコマンドActを受けたときにハイレベルの値をとるバンクアクティブ信号ACTと、対応するバンクBKを対象とするプリチャージコマンドPreを受けたときにハイレベルの値をとるバンクプリチャージ信号PREと、アドレス情報に含まれるブロックアドレスとを受け、バンクBKごとに独立して制御される。
Each
各アドレス比較回路131は、ブロックアドレスを記録するブロックアドレスレジスタBLRを有し、このブロックアドレスレジスタBLRは、バンクプリチャージ信号PREを受ける取り込み端子Sがハイレベルの値をとったタイミングで、ブロックアドレスを記録している。プリチャージコマンドPreは、アクティブコマンドActおよびアドレス情報が発行された後に発行されるため、ブロックアドレスレジスタBLRは、アクティブコマンドActと関連づけて発行されたアドレス情報に含まれるブロックアドレスを記録することとなる。
Each
図6は、アドレス比較回路131の動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the
アドレス比較回路131は、バンクアクティブ信号ACTを受け、受けたバンクアクティブ信号ACTの値がハイレベルであるか否かを判断する(ステップS100)。バンクアクティブ信号ACTの値がローレベルである場合には、アドレス比較回路131は、バンクアクティブ信号ACTの値がハイレベルとなるまでステップS100を繰り返す。
The
一方、バンクアクティブ信号ACTの値がハイレベルである場合、アドレス比較回路131は、ブロックアドレスレジスタに記憶されたブロックアドレスと、最近受けたブロックアドレスとを比較する(ステップS105)。
On the other hand, when the value of the bank active signal ACT is at a high level, the
アドレス比較回路131は、比較結果がブロックアドレスは一致していることを示しているか否かを判断する(ステップS110)。
The
比較結果がブロックアドレスは一致していることを示している場合、アドレス比較回路131は、一致信号HITの値をハイレベルとする(ステップS115)。
If the comparison result indicates that the block addresses match, the
一方、比較結果がブロックアドレスは一致していないことを示している場合、一致信号HITの値をローレベルとする(ステップS120)。 On the other hand, if the comparison result indicates that the block addresses do not match, the value of the match signal HIT is set to low level (step S120).
一致信号HITの値をハイレベルまたはローレベルのいずれかとすると、アドレス比較回路131は、バンクプリチャージ信号PREの値がハイレベルであるか否かを判断する(ステップS125)。バンクプリチャージ信号PREの値がローレベルである場合には、アドレス比較回路131は、バンクプリチャージ信号PREの値がハイレベルとなるまでステップS125を繰り返す。
When the value of the coincidence signal HIT is either high level or low level, the
一方、バンクプリチャージ信号PREの値がハイレベルである場合、アドレス比較回路131のブロックアドレスレジスタBLRは、最近受けたブロックアドレスを記録する(ステップS130)。
On the other hand, when the value of the bank precharge signal PRE is at a high level, the block address register BLR of the
このように、制御装置がアクティブコマンドActを発行すると、このアクティブコマンドActと関連づけて発行されたアドレス情報により特定されるバンクBKと対応して設けられたアドレス比較回路131は、アドレス情報に含まれるブロックアドレスと、ブロックアドレスレジスタBLRに記憶されたブロックアドレスとを比較して、比較結果を示す一致信号HITを出力する。アドレス比較回路131は、ブロックアドレスが一致する場合には、一致信号HITの値はハイレベルとなり、一致しない場合には、一致信号HITの値はローレベルとなる。また、プリチャージコマンドPreに応じて、ブロックアドレスレジスタBLRは、最近受けたブロックアドレスを記録する。これにより、タイミング調整部113は、バンクBKごとに、今回受けたアクティブコマンドActと関連づけて発行された最近アドレス情報と、前回受けたアクティブコマンドActと関連づけて発行された前回アドレス情報とを比較して、前回メモリセルと最近メモリセルとが同一のブロックに含まれるか否かを示す一致信号HITを出力することになる。
Thus, when the control device issues the active command Act, the
図7は、タイマ回路132の構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the
タイミング調整部113は、各バンクBKに対応する4つのタイマ回路132を有する。
The
各タイマ回路132は、バンクアクティブ信号ACTと、タイマ回路132が対応するバンクBKを対象とするライトコマンドWrtを受けたときにハイレベルの値をとるバンクライト信号WRTと、内部クロック信号ICLKとを受ける。
Each
各タイマ回路132は、バンクライト信号WRTがハイレベルの値をとるとカウントを開始するタイマを有する。タイマは、バンクライト信号WRTに応じて初期値CNTが設定され、内部クロック信号ICLKを受ける度にこのカウント値cntをデクリメントして出力する。また各タイマ回路132は、バンクアクティブ信号ACTに応じてカウント値cntの出力を有効にする。したがって各タイマ回路132は、バンクアクティブ信号ACTの値がハイレベルである間はカウント値cntを出力することとなる。
Each
またタイマ回路132は、前回メモリセルに対する動作が開始してからの経過時間を計測する。本実施形態では、タイマ回路132は、半導体装置100がライトコマンドWrtを受けてからアクティブコマンドActを受けるまでの時間をカウントするtWRタイマである。各タイマ回路132は、初期値CNTを、半導体装置100がメモリセルの書き込みに要する時間をクロック数に換算した値に設定する。
In addition, the
各タイマ回路132が出力するカウント値cnt0〜3は、ビットごとに接続され、n入力の第1NORゲート133に入力される。これらの入力信号には、状態を保持するためのレベルキーパが接続されていてもよい(図示せず)。第1NORゲート133の出力は、第2NORゲート134に入力される。また、第2NORゲート134には、アドレス比較回路131が出力した一致信号HITを反転した信号も入力される。
The count values cnt0 to cnt3 output from each
図8は、各タイマ回路132の動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of each
タイマ回路132は、バンクライト信号WRTを受け、受けたバンクライト信号WRTの値がハイレベルであるか否かを判断する(ステップS200)。バンクライト信号WRTの値がローレベルである場合、タイマ回路132は、ステップS200の判断を繰り返す。
The
一方、バンクライト信号WRTの値がハイレベルである場合、タイマ回路132は、tWRタイマの初期値CNTを設定する(ステップS205)。
On the other hand, when the value of the bank write signal WRT is at the high level, the
タイマ回路132は、バンクアクティブ信号ACTの値がハイレベルであるか否かを判断する(ステップS210)。バンクアクティブ信号ACTの値がハイレベルである場合、タイマ回路132は、カウント値cntを出力する(ステップS215)。一方、バンクアクティブ信号ACTの値がローレベルである場合、タイマ回路132は、ステップS215の動作を省略する。
The
タイマ回路132は、カウント値cntが0であるか否かを判断する(ステップS220)。カウント値cntが0である場合、タイマ回路132は、ステップS210およびステップS215を繰り返す。
The
一方、カウント値cntが0でない場合、タイマは、内部クロック信号ICLKを受けたか否かを判断する(ステップS225)。内部クロック信号ICLKを受けていない場合には、タイマは、内部クロック信号ICLKを受けるまで待機する。 On the other hand, when the count value cnt is not 0, the timer determines whether or not the internal clock signal ICLK has been received (step S225). If the internal clock signal ICLK is not received, the timer waits until the internal clock signal ICLK is received.
一方、内部クロック信号ICLKを受けると、タイマはカウント値をデクリメントする(ステップS230)。 On the other hand, when the internal clock signal ICLK is received, the timer decrements the count value (step S230).
これにより、各タイマ回路132は、バンクBKごとにバンクアクティブ信号ACTがハイレベルになった時にカウント値cnt0〜3を出力することとなる。
Thus, each
なお、タイマ回路132は、バンクライト信号WRTの値がハイレベルであるか否かの判断を継続的に繰り返し実行する。このため、タイマ回路132は、図8の動作を行っている最中であっても、バンクライト信号WRTの値がハイレベルであると判断した時、実行中の動作を中止してステップS205の動作を開始する。これにより、バンクライト信号WRTの値がハイレベルとなる度に、タイマ回路132は、それまでのカウント動作をリセットしてステップS205以下の処理を実行することとなる。
Note that the
図7の説明に戻る。 Returning to the description of FIG.
タイミング調整部113は、アドレス比較回路131が出力した一致信号HITと、各タイマ回路132が出力したカウント値cnt0〜3とに基づいて、制御装置がコマンドを発行するタイミングを調整するための制御情報RCDを出力する。
The
具体的には、タイミング調整部113は、所定の基準時点からコマンドを発行するまでの最小間隔を示す制御情報RCDを出力する。本実施形態では、基準時点は、制御装置がアクティブコマンドActを発行した時点である。
Specifically, the
第1NORゲート133は、各タイマ回路132が出力したカウント値cnt0〜3を受け、これらのカウント値全てが0である場合にはハイレベル、少なくとも1つのカウント値が0でない場合にはローレベルの信号を出力して第2NORゲートの第1入力とする。また、第2NORゲートには、この一致信号HITを反転した信号が入力される。なお、一致信号HITの値は、ハイレベルまたはローレベルのいずれかである。これにより、一致信号HITの値がハイレベルである場合には第2NORゲートの第2入力はローレベルとなり、一致信号HITの値がローレベルである場合には第2NORゲートの第2入力はハイレベルとなる。
The first NOR
また、制御信号RCDの値は、第2NORゲートの第1入力および第2入力がいずれもローレベルの場合ハイレベルとなり、それ以外の場合にはローレベルとなる。 Further, the value of the control signal RCD is high when both the first input and the second input of the second NOR gate are low, and is low otherwise.
カウント値cnt、および一致信号HITの組み合わせと、カウント値に応じて生成される第1入力、一致信号HITに応じて生成される第2入力、第1入力および第2入力に応じて生成される制御信号RCDの値は、それぞれ以下の表1に示す通りとなる。なお、表1中、Hは値がハイレベルであることを示し、Lは値がローレベルであることを示す。 A combination of the count value cnt and the coincidence signal HIT, a first input generated according to the count value, a second input generated according to the coincidence signal HIT, generated according to the first input and the second input The value of the control signal RCD is as shown in Table 1 below. In Table 1, H indicates that the value is high level, and L indicates that the value is low level.
以上説明したように、半導体装置100のタイミング調整部113は、コマンドとアドレス情報とを受けて、コマンドおよびアドレス情報に応じて、制御装置がコマンドを発行するタイミングを調整するための制御情報RCDを出力する。
As described above, the
また、タイミング調整部113は、最近メモリセルと前回メモリセルとが同一のブロックに含まれているか否かを示す判断結果と、前回メモリセルに対する動作が開始してからの経過時間とに基づいて、コマンド間の最小間隔を制御装置に設定する検出信号である制御情報RCDを出力する。
Further, the
タイミング調整部113は、最近メモリセルと前回メモリセルとが同一のブロックに含まれており(アドレス情報が一致)、且つ経過時間が所定の閾値以下である場合、最小間隔を第1の値とする。またタイミング調整部113は、最近メモリセルと前回メモリセルとが異なるブロックに含まれている(アドレス情報が一致しない)場合、最小間隔を第1の値以下の予め定められた第2の値とする。タイミング調整部113は、第1の値として、第2の値より大きい予め定められた値を用いることができる。これにより、コマンドを発行するタイミングが調整される。
The
以下、制御装置が発行するコマンドおよびアドレス情報の3つのパターンについて、半導体装置100の動作タイミングを説明する。
Hereinafter, the operation timing of the
図9は、制御装置の第1の動作パターンについて半導体装置100の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation timing of the
第1の動作パターンでは、制御装置は、バンクBK0のブロック0を対象としてアクティブコマンドAct、ライトコマンドWrt、プリチャージコマンドPreを発行した後、同じバンクBK0のブロック0を対象としてアクティブコマンドActおよびリードコマンドRedを発行する。
In the first operation pattern, the control device issues an active command Act, a write command Wrt, and a precharge command Pre for the
制御装置が時刻T0でアクティブコマンドActおよびアドレス情報を発行すると、コマンドデコーダ106は、このアクティブコマンドActに応じて、内部信号であるバンクアクティブ信号ACTを生成する。チップ制御回路107は、バンクアクティブ信号ACTに応じて、バンクBK0のブロック0内のワード線SWL−0iを活性化して、メモリセルMCからビット線対BLPに読み出されたデータがセンスアンプSAで増幅および保持される。チップ制御回路107は、ワード線SWL−0iが、メモリセルMCへの書き込みに要する時間だけ選択されるように制御する。
When the control device issues an active command Act and address information at time T0, the
制御装置が時刻T3でライトコマンドWrtを発行すると、コマンドデコーダ106は、このライトコマンドWrtに応じて、内部信号であるバンクライト信号WRTを生成する。チップ制御回路107は、バンクライト信号WRTに応じて、R/Wアンプ108からセンスアンプSAにデータを書き込み、このセンスアンプSAからビット線BLを経由してメモリセルMCへのデータの書き込みが開始される。
When the control device issues a write command Wrt at time T3, the
タイミング調整部113は、このバンクライト信号WRTに応じて、tWRタイマの初期値CNT=6を設定する。tWRタイマは、クロック発生回路103がクロック信号CKに応じて生成する内部クロック信号ICLKを受けるごとにカウント値cntをデクリメントする。
The
一方、制御装置は、ライトコマンドWrtを発行してから、半導体装置100に設定された、ライトコマンドを発行してからプリチャージコマンドPreを発行するまでの最小間隔tWR=2クロックの時間をおいて、時刻T5でプリチャージコマンドPreを発行する。コマンドデコーダ106は、このプリチャージコマンドPreに応じて、内部コマンド信号であるバンクプリチャージ信号PREを生成する。ブロックアドレスレジスタBLRは、このバンクプリチャージ信号PREに応じて、時刻T0で発行されたアドレス情報に含まれるブロックアドレスを記録する。
On the other hand, the control device waits for a minimum interval tWR = 2 clocks from the issuance of the write command Wrt to the issuance of the write command to issuance of the precharge command Pre set in the
また制御装置は、プリチャージコマンドPreを発行してから、半導体装置100に設定された、プリチャージコマンドPreを発行してからアクティブコマンドActを発行するまでの最小間隔tRP=2クロックの時間をおいて、時刻T7で、バンクBK0のブロック0を対象とするアクティブコマンドActを発行する。コマンドデコーダ106は、アクティブコマンドActに応じて、内部信号であるバンクアクティブ信号ACTを生成する。
In addition, the control device sets the minimum interval tRP = 2 clocks from issuing the precharge command Pre to issuing the active command Act set in the
タイミング調整部113は、バンクアクティブ信号ACTを受けて、ブロックアドレスを比較する。この場合、前回のブロックアドレスと最近のブロックアドレスとは一致するため、一致信号HITの値がハイレベルとなる。このときのカウント値cnt=2であるため、タイミング調整部113は、ハイレベルの値を有する制御信号RCDを生成して制御装置に出力する。
The
チップ制御回路107は、一致信号HITの値に応じたタイミングで、対象のバンクBKを活性化する。具体的には、チップ制御回路107は、一致信号HITの値に応じたタイミングで対象のバンクBK内のワード線SWLを活性化することで対象のバンクBKを活性化する。より具体的には、一致信号HITの値がハイレベルである場合、チップ制御回路107は、先のコマンドで活性化されたワード線SWLを非活性化するまで待機時間を設けてから、対象のバンクBK内のワード線SWLを活性化する。一方、一致信号HITの値がローレベルである場合、チップ制御回路107は、先のコマンドで活性化されたワード線SWLの状態に関わらず、待機時間を設けずに、対象のバンクBK内のワード線SWLを活性化する。
The
ここでは、一致信号HITの値がハイレベルであり、時刻T7の時点で、先のコマンドに応じて活性化されたワード線SWL−0iが活性化された状態であるため、チップ制御回路107は、先のコマンドに応じて開始されたメモリセルMCへの書き込みが完了するまで待機する。メモリセルMCへの書き込みが完了すると、チップ制御回路107は、ワード線SWL−0iを非活性化して、予め定められた時間待機してからワード線SWL−0jを活性化する。
Here, since the value of the coincidence signal HIT is at a high level and the word line SWL-0i activated according to the previous command is activated at the time T7, the
一方、制御装置は、制御信号RCDを受けると、制御信号RCDに基づいて、アクティブコマンドActを発行してから最初のカラムアクセスコマンドを発行するまでの最小間隔tRCDを、所定の第1の値=4または第2の値=2とする。本実施形態では、制御装置は、制御信号RCDの値がハイレベルである場合にはtRCD=4とし、制御信号RCDの値がローレベルである場合にはtRCD=2とすることとする。ここでは制御信号RCDの値がハイレベルであるため、制御装置は、tRCD=4とし、時刻T11でリードコマンドRedを発行する。 On the other hand, when the control device receives the control signal RCD, based on the control signal RCD, the control device sets a minimum interval tRCD from the issuance of the active command Act to the issuance of the first column access command to a predetermined first value = 4 or the second value = 2. In the present embodiment, the control device sets tRCD = 4 when the value of the control signal RCD is high, and sets tRCD = 2 when the value of the control signal RCD is low. Here, since the value of the control signal RCD is at a high level, the control device sets tRCD = 4 and issues a read command Red at time T11.
このように、制御装置が、同一のブロックを対象とするアクティブコマンドを連続して発行した場合に、後のアクティブコマンドを発行した時点でtWRタイマのカウント値cntが0でないとき、タイミング調整部113は、後のアクティブコマンドの次にカラムアクセスコマンドを発行するタイミングを遅らせる旨の制御信号RCDを出力する。このため、先のコマンドに応じた動作が完了しないうちに後のカラムアクセスコマンドが発行されて半導体装置100が正常に動作しない状況を回避することが可能になる。
As described above, when the control device continuously issues active commands for the same block, and when the count value cnt of the tWR timer is not 0 when the subsequent active command is issued, the
図10は、制御装置の第2の動作パターンについて半導体装置100の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart for explaining the operation timing of the
第2の動作パターンでは、制御装置は、バンクBK0のブロック0を対象としてアクティブコマンドAct、ライトコマンドWrt、プリチャージコマンドPreを発行した後、バンクBK0のブロック1を対象としてアクティブコマンドActおよびリードコマンドRedを発行する。
In the second operation pattern, the control device issues an active command Act, a write command Wrt, and a precharge command Pre for the
なお、制御装置が時刻T0でアクティブコマンドActを発行してから、時刻T5でプリチャージコマンドPreを発行して、このプリチャージコマンドPreに応じた半導体装置100の動作については、第1の動作パターンと同様であるため、ここでは説明を省略する。
Note that the control device issues the active command Act at time T0, then issues the precharge command Pre at time T5, and the operation of the
制御装置は、時刻T5でプリチャージコマンドPreを発行してから、半導体装置100に設定された、プリチャージコマンドPreを発行してからアクティブコマンドActを発行するまでの最小間隔tRP=2クロックの時間をおいて、時刻T7において、バンクBK0のブロック1を示すアドレス情報およびアクティブコマンドActを発行する。コマンドデコーダ106は、アクティブコマンドActに応じて、バンクアクティブ信号を生成する。
The control device sets the minimum interval tRP = 2 clocks from issuing the precharge command Pre at time T5 to issuing the active command Act, which is set in the
タイミング調整部113は、バンクアクティブ信号ACTを受けて、ブロックアドレスを比較する。この場合、前回のブロックアドレスと最近のブロックアドレスとは一致しないため、一致信号HITの値がローレベルとなる。このため、タイミング調整部113は、ローレベルの値を有する制御信号RCDを生成して制御装置に出力する。
The
この場合、制御装置は、tRCD=2とする。 In this case, the control device sets tRCD = 2.
チップ制御回路107は、一致信号HITの値に応じて、対象のバンクBKを活性化する。ここでは、一致信号の値がローレベルであるため、チップ制御回路107は、時刻T0で発行されたアクティブコマンドActに応じて活性化されたブロック0内のワード線SWL−0iの状態に関わらず、待機時間を設けずに、ブロック1内のワード線SWL−ijを活性化することで、対象のバンクBK0を活性化する。この場合、ワード線SWL−0iおよびワード線SWL−1jが共に活性化された状態の期間tp1が生じるが、各ワード線SWLが含まれるブロックが異なりセンスアンプSAが共有されていないため、ブロック0内のメモリセルMCへの書き込みが完了する前にブロック1のワード線SWL−1jを活性化することが可能である。
The
このように、制御装置が、異なるブロックを対象とするアクティブコマンドを連続して発行する場合、同一のブロックを対象とするコマンドを連続して発行する場合よりも、後のアクティブコマンドの次にカラムアクセスコマンドを発行するタイミングを早めることが可能になる。コマンドが対象とするブロックが異なる場合には、先のコマンドに応じた動作が完了していなくても、後のコマンドが対象とするブロックにアクセスすることができるため、動作時間に応じて一律にコマンドを受けるタイミングを遅らせる場合と比較して、コマンドを受けるタイミングを早めることができ、半導体装置100を正常に動作させながら不要な動作遅延を回避することが可能になる。
In this way, when the control device continuously issues active commands for different blocks, the column next to the active command after the active command is consecutively issued compared to the case where commands for the same block are successively issued. It becomes possible to advance the timing of issuing the access command. If the target block of the command is different, even if the operation corresponding to the previous command is not completed, the target block can be accessed by the subsequent command, so it is uniformly according to the operation time. Compared with the case where the timing of receiving a command is delayed, the timing of receiving a command can be advanced, and an unnecessary operation delay can be avoided while the
図11は、制御装置の第3の動作パターンについて半導体装置100の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation timing of the
第3の動作パターンでは、制御装置は、バンクBK0のブロック0を対象として、アクティブコマンドActをよびプリチャージコマンドPreを発行した後、同じバンクBK0のブロック0を対象として、アクティブコマンドActおよびリードコマンドRedを発行する。第1の動作パターンと比較して、第3の動作パターンは、先のアクティブコマンドActの後にライトコマンドWrtが発行されない点において異なる。
In the third operation pattern, the control device issues an active command Act and a precharge command Pre for the
制御装置が時刻T0でアクティブコマンドActおよびアドレス情報を発行すると、コマンドデコーダ106は、このアクティブコマンドActに応じて、内部信号であるバンクアクティブ信号ACTを生成する。チップ制御回路107は、バンクアクティブ信号ACTに応じて、バンクBK0のブロック0内のワード線SWL−0iを活性化して、メモリセルMCからビット線対BLPに読み出されたデータがセンスアンプSAで増幅および保持される。
When the control device issues an active command Act and address information at time T0, the
制御装置は、時刻T5でプリチャージコマンドPreを発行する。コマンドデコーダ106は、このプリチャージコマンドPreに応じて、バンクプリチャージ信号PREを生成する。ブロックアドレスレジスタBLRは、このバンクプリチャージ信号PREに応じて、時刻T0で発行されたアドレス情報に含まれるブロックアドレスを記録する。
The control device issues a precharge command Pre at time T5. The
また制御装置は、プリチャージコマンドPreを発行してから、半導体装置100に設定された、プリチャージコマンドPreを発行してからアクティブコマンドActを発行するまでの最小間隔tRP=2クロックの時間をおいて、バンクBK0のブロック0を対象とするアクティブコマンドActを発行する。コマンドデコーダ106は、アクティブコマンドActに応じて、バンクアクティブ信号ACTを生成する。
In addition, the control device sets the minimum interval tRP = 2 clocks from issuing the precharge command Pre to issuing the active command Act set in the
タイミング調整部113は、バンクアクティブ信号ACTを受けて、ブロックアドレスを比較する。この場合、前回のブロックアドレスと最近のブロックアドレスとは一致するため、一致信号HITの値がハイレベルとなる。このときのカウント値cnt=0であるため、タイミング調整部113は、ローレベルの値を有する制御信号RCDを生成して制御装置に出力する。
The
この場合、制御装置は、tRCD=2とする。 In this case, the control device sets tRCD = 2.
チップ制御回路107は、時刻T7で発行されたアクティブコマンドActに応じて生成されたバンクアクティブ信号ACTを受けて、対象のバンクBKを活性化する。このとき、一致信号HITの値はハイレベルであるが、時刻T0で発行されたアクティブコマンドActに応じて活性化されたワード線SWL−0iがすでに非活性化されているため、チップ制御回路107は、待機時間を設けずにワード線SWL−0jを活性化する。
The
このように、ライトコマンドWrtが発行されなかった場合には、同一のブロックを対象とする場合であっても、tWRタイマの値は0となる。コマンドを発行するタイミングは、一致信号HITに加えて、ライトコマンドWrtが発行されてからの経過時間に応じて調整されるため、ライトコマンドWrtが発行されなかった場合には、後のコマンドを発行するタイミングは早められる。ライトコマンドWrtが発行されない場合には、メモリセルへの書き込みにかかる時間待機する必要がないので、不要な動作遅延を回避することが可能になる。 Thus, when the write command Wrt is not issued, the value of the tWR timer is 0 even when the same block is targeted. The timing for issuing the command is adjusted according to the elapsed time since the write command Wrt is issued in addition to the coincidence signal HIT. Therefore, if the write command Wrt is not issued, the subsequent command is issued. The timing to do is advanced. When the write command Wrt is not issued, it is not necessary to wait for the time required for writing to the memory cell, so that unnecessary operation delay can be avoided.
以上説明したように、本発明の第1の実施形態にかかる半導体装置100は、センスアンプSAを共有する複数のメモリセルMCを含む複数のブロックに区分けされたメモリ部101を有する。この半導体装置100は、メモリセルに対する動作を指示するコマンドとコマンドにて動作が指示されるメモリセルを特定するアドレス情報とを受け、最近メモリセルと、前回メモリセルとが同一のブロックに含まれるか否かを判断する。そして、判断結果に基づいて、コマンドを発行するタイミングが調整される。 これにより、アドレス情報により特定されるメモリセルがセンスアンプを共有しない場合には、先のコマンドに応じた動作が完了するのを待たずに次のコマンドを発行することが可能になり、不要な動作遅延を低減することが可能になる。
As described above, the
(変形例)
図12は、本発明の第1の実施形態にかかる半導体装置の変形例におけるタイマ回路を示す図である。
(Modification)
FIG. 12 is a diagram showing a timer circuit in a modification of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
上記では、メモリ部101は、ライトコマンドWrtに応じたタイミングでメモリセルMCにデータを書き込むこととしたが、半導体記憶装置の分野では、ライトコマンドWrtが発行されたタイミングでは、データをセンスアンプSAまで書き込み、プリチャージコマンドPreが発行された後にまとめてデータをメモリセルMCに書き込む方式のものがある。この場合には、メモリセルへのデータの書き込みは、実際にはプリチャージコマンドPreに応じて開始される。このため、プリチャージコマンドPreが発行されてからの経過時間に応じてコマンドを発行するタイミングを調整することで、正常な動作を保つことが可能になる。
In the above description, the
本変形例におけるタイマ回路132Aは、バンクライト信号WRTの代わりにバンクプリチャージ信号PREを受け、このバンクプリチャージ信号PREに応じてカウントを開始するtRPタイマを用いることとする。
The
図13は、本変形例にかかるタイマ回路132Aの動作を説明するためのフローチャートである。本変形例にかかるタイマ回路132Aの動作は、バンクライト信号WRTの値がハイレベルであるか否かを判断するステップS200を実行することに代えて、バンクプリチャージ信号PREの値がハイレベルであるか否かを判断するステップS201が実行される他は、図8と同様であるため、説明を省略する。
FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the
以下、制御装置が発行するコマンドおよびアドレス情報の3つのパターンについて、本変形例にかかる半導体装置100の動作タイミングを説明する。
Hereinafter, the operation timing of the
図14は、制御装置の第4の動作パターンについて、本変形例にかかる半導体装置100の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 14 is a timing chart for explaining the operation timing of the
第4の動作パターンでは、制御装置は、バンクBK0のブロック0を対象としてアクティブコマンドActおよびプリチャージコマンドPreを発行した後、同じバンクBK0のブロック0を対象としてアクティブコマンドActおよびリードコマンドRedを発行する。
In the fourth operation pattern, the control device issues the active command Act and the precharge command Pre for the
制御装置が、時刻T0でアクティブコマンドActおよびアドレス情報を発行すると、コマンドデコーダ106は、このアクティブコマンドActに応じて、バンクアクティブ信号ACTを生成する。チップ制御回路107は、バンクアクティブ信号ACTに応じて、バンクBK0のブロック0内のワード線SWL−0iを活性化し、メモリセルMCからビット線対BLPに読み出されたデータがセンスアンプSAで増幅および保持される。
When the control device issues an active command Act and address information at time T0, the
制御装置は、時刻T3でプリチャージコマンドPreを発行する。コマンドデコーダ106は、このプリチャージコマンドPreに応じて、バンクプリチャージ信号PREを生成する。ブロックアドレスレジスタBLRは、バンクプリチャージ信号PREに応じて、時刻T0で発行されたアドレス情報に含まれるブロックアドレスを記録する。
The control device issues a precharge command Pre at time T3. The
また、タイミング調整部113のタイマ回路132Aは、バンクプリチャージ信号PREに応じて、tRPタイマの初期値CNT=6を設定する。tRPタイマは、内部クロック信号ICLKを受けるごとにカウント値cntをデクリメントする。
In addition, the
また、制御装置は、プリチャージコマンドPreを発行してから、半導体装置100に設定された、プリチャージコマンドPreを発行してからアクティブコマンドActを発行するまでの最小間隔tRP=2クロックの時間をおいて、時刻T5で、バンクBK0のブロック0を対象とするアクティブコマンドActを発行する。コマンドデコーダ106は、アクティブコマンドActに応じて、バンクアクティブ信号ACTを生成する。
In addition, the control device sets the minimum interval tRP = 2 clocks from issuing the precharge command Pre to issuing the active command Act set in the
タイミング調整部113は、バンクアクティブ信号ACTを受けて、ブロックアドレスを比較する。この場合、前回のブロックアドレスと最近のブロックアドレスとは一致するため、一致信号HITの値がハイレベルとなる。このときのカウント値cnt=4であるため、タイミング調整部113は、ハイレベルの値を有する制御信号RCDを生成して制御装置に出力する。
The
チップ制御回路107は、一致信号HITの値に応じて、対象のバンクBKを活性化する。ここでは、一致信号HITの値がハイレベルであり、時刻T5の時点で、先のコマンドに応じて活性化されたワード線SWL0iが活性化された状態であるため、チップ制御回路107は、バンクBK0のブロック0内のワード線SWL−0jを活性化せずに待機状態とする。メモリセルMCに対する書き込みが完了すると、チップ制御回路107は、ワード線SWL−0iを非活性化して、予め定められた時間待ってからワード線SWL−0jを活性化する。
The
一方、制御装置は、制御信号RCDを受けると、制御信号RCDに基づいて、アクティブコマンドActを発行してから最初のカラムアクセスコマンドを発行するまでの最小間隔tRCDを、所定の第1の値=6または第2の値=2とする。ここでは、制御装置は、tRCD=6とし、時刻T11でリードコマンドRedを発行する。 On the other hand, when the control device receives the control signal RCD, based on the control signal RCD, the control device sets a minimum interval tRCD from the issuance of the active command Act to the issuance of the first column access command to a predetermined first value = 6 or the second value = 2. Here, the control device sets tRCD = 6 and issues a read command Red at time T11.
図15は、制御装置の第5の動作パターンについて、本変形例にかかる半導体装置100の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 15 is a timing chart for explaining the operation timing of the
第5の動作パターンでは、制御装置は、バンクBK0のブロック0を対象としたアクティブコマンドActおよびプリチャージコマンドPreを発行した後、バンクBK0のブロック1を対象とするアクティブコマンドActおよびリードコマンドRedを発行する。
In the fifth operation pattern, the control device issues an active command Act and a read command Red for the
制御装置が時刻T0でアクティブコマンドActおよびアドレス情報を発行すると、コマンドデコーダ106は、このアクティブコマンドActに応じて、バンクアクティブ信号ACTを生成する。チップ制御回路107は、このバンクアクティブ信号ACTに応じて、バンクBK0のブロック0内のワード線SWL−0iを活性化して、メモリセルMCからビット線対BLPに読み出されたデータがセンスアンプSAで増幅および保持される。
When the control device issues an active command Act and address information at time T0, the
制御装置が時刻T3でプリチャージコマンドPreを発行すると、コマンドデコーダ106は、このプリチャージコマンドPreに応じて、バンクプリチャージ信号PREを生成する。ブロックアドレスレジスタBLRは、バンクプリチャージ信号PREに応じて、時刻T0で発行されたアドレス情報に含まれるブロックアドレスを記録する。
When the control device issues a precharge command Pre at time T3, the
また、タイミング調整部113のタイマ回路132Aは、バンクプリチャージ信号PREに応じて、tRPタイマの初期値CNT=6を設定する。tRPタイマは、内部クロック信号ICLKを受けるごとにカウント値cntをデクリメントする。
In addition, the
また、制御装置は、プリチャージコマンドPreを発行してから、半導体装置100に設定された、プリチャージコマンドPreを発行してからアクティブコマンドActを発行するまでの最小間隔tRP=2クロックの時間をおいて、時刻T5で、バンクBK0のブロック1を対象とするアクティブコマンドActを発行する。コマンドデコーダ106は、アクティブコマンドActに応じて、バンクアクティブ信号ACTを生成する。
In addition, the control device sets the minimum interval tRP = 2 clocks from issuing the precharge command Pre to issuing the active command Act set in the
タイミング調整部113は、バンクアクティブ信号ACTを受けて、ブロックアドレスを比較する。この場合、前回のブロックアドレスと最近のブロックアドレスとは一致しないため、一致信号HITの値がローレベルとなる。このため、タイミング調整部113は、ローレベルの値を有する制御信号RCDを生成して制御装置に出力する。
The
チップ制御回路107は、一致信号HITの値に応じて、対象のバンクBKを活性化する。ここでは、一致信号HITの値がローレベルであるため、チップ制御回路107は、バンクアクティブ信号ACTに応じて、待機時間を設けずに、ブロック1内のワード線SWL−1jを活性化する。
The
この場合、ワード線SWL−0iおよびワード線SWL−0jが共に活性化された状態の期間tp2が生じるが、ブロックが異なりセンスアンプが共有されていないため、ブロック0の動作が完了する前にブロック1のワード線SWL−0jを活性化することが可能である。
In this case, a period tp2 occurs in which both the word line SWL-0i and the word line SWL-0j are activated. However, since the blocks are different and the sense amplifier is not shared, the block before the operation of the
一方、制御装置は、制御信号RCDを受けると、制御信号RCDに基づいて、アクティブコマンドActを発行してから最初のカラムアクセスコマンドを発行するまでの最小間隔tRCDを、所定の第1の値=6または第2の値=2とする。ここでは、制御装置は、tRCD=2とし、時刻T7でリードコマンドRedを発行する。 On the other hand, when the control device receives the control signal RCD, based on the control signal RCD, the control device sets a minimum interval tRCD from the issuance of the active command Act to the issuance of the first column access command to a predetermined first value = 6 or the second value = 2. Here, the control device sets tRCD = 2 and issues a read command Red at time T7.
図16は、制御装置の第6の動作パターンについて、本変形例にかかる半導体装置100の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 16 is a timing chart for explaining the operation timing of the
第6の動作パターンでは、制御装置が発行するコマンドおよびアドレス情報は、第4の動作パターンと同様である。第6の動作パターンでは、第4の動作パターンと比較して各コマンドを発行するタイミングが異なる。具体的には、第6の動作パターンでは、プリチャージコマンドPreが発行されてから次のアクティブコマンドActが発行されるまでの期間が第4の動作パターンよりも長い。このため第6の動作パターンでは、次のアクティブコマンドActが発行された時点でtRPタイマのカウント値cntが0となっている。 In the sixth operation pattern, the command and address information issued by the control device are the same as in the fourth operation pattern. In the sixth operation pattern, the timing for issuing each command is different from that in the fourth operation pattern. Specifically, in the sixth operation pattern, the period from when the precharge command Pre is issued until the next active command Act is issued is longer than that in the fourth operation pattern. For this reason, in the sixth operation pattern, the count value cnt of the tRP timer is 0 when the next active command Act is issued.
制御装置は、時刻T0でアクティブコマンドActおよびアドレス情報を発行する。コマンドデコーダ106は、このアクティブコマンドActに応じて、バンクアクティブ信号ACTを生成する。チップ制御回路107は、バンクアクティブ信号ACTに応じて、バンクBK0のブロック0内のワード線SWL−0iを活性化する。
The control device issues an active command Act and address information at time T0. The
制御装置は、時刻T3でプリチャージコマンドPreを発行する。コマンドデコーダ106は、このプリチャージコマンドPreに応じて、バンクプリチャージ信号PREを生成する。ブロックアドレスレジスタBLRは、バンクプリチャージ信号PREに応じて、時刻T0で発行されたアドレス情報に含まれるブロックアドレスを記録する。
The control device issues a precharge command Pre at time T3. The
また、タイミング調整部113のタイマ回路132Aは、バンクプリチャージ信号PREに応じて、tRPタイマの初期値CNT=6を設定する。tRPタイマは、内部クロック信号ICLKを受けるごとにカウント値cntをデクリメントする。
In addition, the
また、制御装置は、時刻T9でバンクBK0のブロック0を対象とするアクティブコマンドActを発行する。コマンドデコーダ106は、アクティブコマンドActに応じて、バンクアクティブ信号ACTを生成する。
In addition, the control device issues an active command Act for
タイミング調整部113は、バンクアクティブ信号ACTを受けて、ブロックアドレスを比較する。この場合、前回のブロックアドレスと最近のブロックドレスとは一致するため、一致信号HITの値がハイレベルとなる。このときのカウント値cnt=0であるため、タイミング調整部113は、ローレベルの値を有する制御信号RCDを生成して制御装置に出力する。
The
チップ制御回路107は、一致信号HITの値に応じて、対象のバンクBKを活性化する。ここでは、一致信号HITの値がハイレベルであるが、時刻T9において既にワード線SWL−0iが非活性化されているため、チップ制御回路107は、待機時間を設けずにワード線SWL−0jを活性化する。
The
一方、制御装置は、制御信号RCDを受けると、制御信号RCDに基づいて、アクティブコマンドActを発行してから最初のカラムアクセスコマンドを発行するまでの最小間隔tRCDを、所定の第1の値=6または第2の値=2とする。ここでは、制御装置は、tRCD=2とし、時刻T11でリードコマンドRedを発行する。 On the other hand, when the control device receives the control signal RCD, based on the control signal RCD, the control device sets a minimum interval tRCD from the issuance of the active command Act to the issuance of the first column access command to a predetermined first value = 6 or the second value = 2. Here, the control device sets tRCD = 2 and issues a read command Red at time T11.
以上説明したように、本変形例にかかる半導体装置でも、比較結果に基づいてコマンドを発行するタイミングを調整することで、不要な動作遅延を低減することが可能になる。 As described above, even in the semiconductor device according to the present modification, unnecessary operation delay can be reduced by adjusting the timing of issuing a command based on the comparison result.
また、本変形例にかかる半導体装置では、プリチャージコマンドPreを受けてからの経過時間に応じて、コマンドを発行するタイミングが調整される。プリチャージコマンドPreを受けてからの経過時間に応じて、コマンドを発行するタイミングが調整されることで、プリチャージコマンドPreに応じてメモリセルMCへのデータの書き込みが実行される半導体装置でも、先のコマンドに応じた動作が完了しないうちに後のコマンドが発行されて、後のコマンドが対象とするメモリセルMCにアクセスすることができず、半導体装置100が正常に動作しない状態を回避することが可能になる。
Further, in the semiconductor device according to the present modification, the command issuance timing is adjusted according to the elapsed time after receiving the precharge command Pre. Even in a semiconductor device in which data writing to the memory cell MC is executed in accordance with the precharge command Pre by adjusting the timing of issuing the command according to the elapsed time after receiving the precharge command Pre, A state in which the subsequent command is issued before the operation corresponding to the previous command is completed and the memory cell MC targeted by the subsequent command cannot be accessed and the
このように、本実施形態による半導体装置(100)は、データを保持する複数のメモリセル(MC)と、メモリセルのそれぞれから読み出されるデータを増幅するセンスアンプ(SA)とを有し、複数のメモリセルは、センスアンプを共有する複数のメモリセルを含むブロックに区分けされているメモリ部(101)と、メモリセルに対する動作を指示するコマンドを発行する制御装置から、コマンドを受けるコマンドデコーダ(106)と、制御装置からコマンドにて動作が指示されるメモリセルを特定するアドレス情報を受け、最近受けたアドレス情報により特定されるメモリセルである最近メモリセルと前回受けたアドレス情報により特定されるメモリセルである前回メモリセルとが同一のブロックに含まれているか否かを判断し、当該判断結果に基づいて、制御装置がコマンドを発行するタイミングを調整するタイミング調整部(113)とを有する。 As described above, the semiconductor device (100) according to the present embodiment includes a plurality of memory cells (MC) that hold data, and a sense amplifier (SA) that amplifies data read from each of the memory cells. The memory cell includes a memory unit (101) divided into blocks including a plurality of memory cells sharing a sense amplifier, and a command decoder (command decoder) that receives a command from a control device that issues a command instructing an operation on the memory cell. 106), the address information specifying the memory cell whose operation is instructed by the command from the control device is received, and the memory cell specified by the recently received address information and the address information received last time are specified. Whether or not the previous memory cell that is a memory cell is included in the same block, Based on the determination result, control device and a timing adjustment unit for adjusting the timing of issuing a command (113).
また、本実施形態にかかる半導体装置(100)では、タイミング調整部(113)は、判断結果に基づいて、所定の基準時点からコマンドを発行するまでの最小間隔を制御装置に設定することで、タイミングを調整する。 Further, in the semiconductor device (100) according to the present embodiment, the timing adjustment unit (113) sets a minimum interval until a command is issued from a predetermined reference time point in the control device based on the determination result. Adjust timing.
また、本実施形態にかかる半導体装置(100)では、タイミング調整部(113)は、最近メモリセルおよび前回メモリセルが同一のブロックに含まれている場合、最小間隔を第1の値とし、最近メモリセルおよび前回メモリセルが異なるブロックに含まれている場合、最小間隔を第1の値以下の予め定められた第2の値とする。 Further, in the semiconductor device (100) according to the present embodiment, the timing adjustment unit (113) sets the minimum interval to the first value when the latest memory cell and the previous memory cell are included in the same block, When the memory cell and the previous memory cell are included in different blocks, the minimum interval is set to a predetermined second value equal to or smaller than the first value.
また、本実施形態にかかる半導体装置(100)では、タイミング調整部(113)は、第1の値として、第2の値より大きい予め定められた値を用いる。 In the semiconductor device (100) according to the present embodiment, the timing adjustment unit (113) uses a predetermined value larger than the second value as the first value.
また、本実施形態にかかる半導体装置(100)では、複数のブロックは、複数のバンクBKに分割され、タイミング調整部(113)は、バンクBKを活性化させるアクティブコマンド(Act)が発行された時点を基準時点とする。 In the semiconductor device (100) according to the present embodiment, the plurality of blocks are divided into the plurality of banks BK, and the timing adjustment unit (113) issues an active command (Act) that activates the banks BK. Time is set as the reference time.
また、本実施形態にかかる半導体装置(100)では、其々が複数のメモリセル(MC)を含み、互いに異なるアドレス情報によって其々アクセスされる複数のメモリセルブロックと、第1のアクセスより1つ前に受けた第2のアクセス(ACT〜PRE)において選択されたメモリセルブロックに対応する第1のアドレス情報を保持する検出回路(113)と、を備え、検出回路は、第1のアクセス(ACT〜PRE)において選択されるメモリセルブロックに対応する第2のアドレス情報が第1のアドレス情報と一致し且つ第1のアクセスが第2のアクセスから所定期間経過していないときに検出信号を第1の値とすることを特徴とする。 Further, in the semiconductor device (100) according to the present embodiment, each of the plurality of memory cells (MC) includes a plurality of memory cells (MC), which are respectively accessed by different address information. And a detection circuit (113) for holding first address information corresponding to the memory cell block selected in the second access (ACT to PRE) received immediately before, the detection circuit including the first access The detection signal when the second address information corresponding to the memory cell block selected in (ACT to PRE) matches the first address information and the first access has not elapsed for a predetermined period from the second access. Is a first value.
また、本実施形態にかかる半導体装置(100)では、検出回路(113)は、第1のアクセスにおいて選択されるメモリセルブロックに対応する第2のアドレス情報が第1のアドレス情報と一致し且つ第1のアクセスが第2のアクセスから所定期間経過しているときに検出信号を第2の値とする。 Further, in the semiconductor device (100) according to the present embodiment, the detection circuit (113) has the second address information corresponding to the memory cell block selected in the first access coincide with the first address information and The detection signal is set to the second value when the first access has passed a predetermined period from the second access.
また、本実施形態にかかる半導体装置(100)では、検出回路(113)は、第1のアクセスにおいて選択されるメモリセルブロックに対応する第2のアドレス情報が第1のアドレス情報と一致しないときに検出信号を第2の値とする。 Further, in the semiconductor device (100) according to the present embodiment, the detection circuit (113) causes the second address information corresponding to the memory cell block selected in the first access to not match the first address information. Let the detection signal be the second value.
ここで、本実施形態においてはDRAMを例に挙げており、DRAMは行及び列へのアクセス(コマンド入力)を時分割で行うことが知られている。ACTは行へのアクセスであり、WRT、REDは列へのアクセスである。一方、フラッシュメモリにおいてはその様なアクセス形態をとらず、行及び列へのアクセス(コマンド入力)を時分割で行わない。本発明における技術思想は、DRAMにおける時分割制御に限られるものではなく、行及び列へのアクセスを一時に行う(すなわちACT+(WRTorRED)+PRE)場合にも適用されるものである。 Here, in the present embodiment, a DRAM is taken as an example, and it is known that a DRAM performs access (command input) to rows and columns in a time division manner. ACT is an access to a row, and WRT and RED are access to a column. On the other hand, the flash memory does not take such an access form, and access (command input) to a row and a column is not performed in a time division manner. The technical idea of the present invention is not limited to the time-sharing control in the DRAM, but can be applied to a case where access to a row and a column is performed at once (that is, ACT + (WRToRRED) + PRE).
(第2の実施形態)
図17は、本発明の第2の実施形態にかかる半導体装置200の構成を示す図である。
(Second Embodiment)
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a
半導体装置200は、半導体装置100と比較して、タイミングを制御するための制御情報として、予め定められたハイレベルまたはローレベルの2つの値のいずれかを示す制御情報RCDを出力するタイミング制御装置113の代わりに、nビットの2進データである制御情報ΔRCDを出力するタイミング制御装置213を有する点が異なる。
Compared with the
図18は、タイミング調整部213のタイマ回路232部分を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a timer circuit 232 portion of the
タイミング調整部213は、図18では省略されているが、各バンクBKに対応して設けられた4つのアドレス比較回路131を有する。またタイミング調整部213は、各バンクBKに対応して設けられた4つのタイマ回路132を有する。
Although not shown in FIG. 18, the
アドレス比較回路131およびタイマ回路132内部の構成については、第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
Since the internal configurations of the
タイミング調整部213は、アドレス比較回路131が出力した一致信号HITと、各タイマ回路132が出力したカウント値cnt0〜cnt3とをビットごとに受けるn個のNANDゲート233と、NANDゲート233の出力を反転して出力するn個のインバータ234とを有する。
The
4つのバンクBKに対応した4つのタイマ回路132から出力されたカウント値cntは、ビットごとに接続され、1ビット毎に一致信号HITと共に2入力NANDゲート233に入力される。NANDゲート233の出力は、インバータ234に入力され、入力されたnビットデータは、インバータ234で反転されてnビットの制御情報ΔRCDがインバータ234から出力される。
The count values cnt output from the four
これにより、一致信号HITがローレベルの値をとる場合には、ΔRCDの値は、カウント値cntに関わらず0となり、一致信号HITがハイレベルの値をとる場合には、制御信号ΔRCDの値は、カウント値cntに基づいた値となる。タイミング調整部213は、この制御信号ΔRCDを制御装置に出力する。
Thereby, when the coincidence signal HIT takes a low level value, the value of ΔRCD becomes 0 regardless of the count value cnt, and when the coincidence signal HIT takes a high level value, the value of the control signal ΔRCD. Is a value based on the count value cnt. The
制御装置は、この制御信号ΔRCDが示す値を、コマンドを発行する最小間隔の初期値に加えることで、最小間隔を遅延させた値に設定する。これにより、コマンドを発行するタイミングが調整される。 The control device sets the value indicated by the control signal ΔRCD to a value obtained by delaying the minimum interval by adding it to the initial value of the minimum interval at which the command is issued. Thereby, the timing for issuing the command is adjusted.
したがって、タイミング調整部213は、最近メモリセルと前回メモリセルとが異なるブロックに含まれる場合、前回メモリセルに対する動作が開始してからの経過時間に関わらず、最小間隔を予め決められた第2の値とする。また、タイミング調整部213は、最近メモリセルと前回メモリセルとが同一のブロックに含まれる場合、最小間隔を第2の値以上の第1の値とする。本実施形態では、第1の値は、前回メモリセルに対する動作が開始してからの経過時間に応じた値である。より具体的には、タイミング調整部213は、第2の値にタイマ回路132が出力したカウント値cntを加えることで、第1の値を算出する。
Accordingly, when the latest memory cell and the previous memory cell are included in different blocks, the
これにより、タイミング調整部213は、前回メモリセルに対する動作が開始してからの経過時間が所定の閾値以上の場合、第1の値として第2の値と同じ値を用い、経過時間が閾値未満の場合、第1の値として第2の値より大きい値を用いることとなる。また、タイミング調整部213は、経過時間が長いほど第1の値を小さくすることとなる。
Thereby, the
図19は、本発明の第2の実施形態にかかる半導体装置200の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 19 is a timing chart for explaining the operation timing of the
制御装置は、バンクBK0のブロック0を対象としてアクティブコマンドAct、ライトコマンドWrt、プリチャージコマンドPreを発行した後、同じバンクBK0のブロック0を対象としてアクティブコマンドActおよびリードコマンドRedを発行する。
The control device issues an active command Act, a write command Wrt, and a precharge command Pre for the
なお、この動作タイミングは、タイミング調整部213が、ハイレベルまたはローレベルの値を有する制御信号RCDの代わりに、nビットの値を示す制御信号ΔRCDを出力する点以外は、図9で説明した第1の実施形態の第1の動作パターンと同様であるため、ここでは説明を省略する。アクティブコマンドActを受けたタイミングでtWRタイマのカウント値cntは、この場合2であるため、タイミング調整部213は、2の値を示す制御信号ΔRCDを出力する。
This operation timing has been described with reference to FIG. 9 except that the
制御装置は、この制御信号ΔRCDを受け、制御信号ΔRCDの値を最小間隔tRCDに加えてこの最小間隔tRCD以上の時間が経過してからリードコマンドRedを発行する。 The control device receives the control signal ΔRCD, adds the value of the control signal ΔRCD to the minimum interval tRCD, and issues a read command Red after a time equal to or longer than the minimum interval tRCD has elapsed.
(変形例)
図20は、本発明の第2の実施形態にかかる半導体装置の変形例におけるタイマ回路を示す図である。
(Modification)
FIG. 20 is a diagram illustrating a timer circuit in a modification of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
半導体装置200では、メモリ部101は、ライトコマンドWrtに応じたタイミングでメモリセルMCにデータを書き込むこととしたが、半導体メモリの分野では、ライトコマンドWrtが発行されたタイミングでは、データをセンスアンプSAまで書き込み、プリチャージコマンドPreが発行された後にまとめてデータをメモリセルMCに書き込む方式のものがある。この場合には、メモリセルMCへのデータの書き込みは実際にはプリチャージコマンドPreに応じて開始されるため、プリチャージコマンドPreからカウントすることで、実際の動作時間をカウントすることができる。
In the
このため、本変形例におけるタイマ回路132Aは、バンクライト信号WRTの代わりにバンクプリチャージ信号PREを受け、このバンクプリチャージ信号PREに応じてカウントを開始するtRPタイマを用いることとする。
Therefore, the
図21は、本変形例にかかる半導体装置200の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートである。本変形例の動作タイミングは、図14で説明した第1の実施形態の変形例にかかる半導体装置100と同様であり、タイミング調整部113が出力する制御情報がnビットの値を示す点が異なる。この場合、アクティブコマンドActに応じて出力されるカウント値cntは4であるため、タイミング調整部213は、値が4を示す制御情報ΔRCDを生成して制御装置に出力する。制御装置は、この制御情報ΔRCDを受け、制御情報ΔRCDが示す値を、コマンドを発行する最小間隔tRCDに加える。
FIG. 21 is a timing chart for explaining the operation timing of the
第2の実施形態にかかる半導体装置200においても、第1の実施形態にかかる半導体装置100の変形例で説明したように、プリチャージコマンドPreに応じてメモリセルMCにデータを書き込む方式の半導体装置に対して適用することが可能である。
Also in the
以上説明したように、本発明の第2の実施形態にかかる半導体装置200でも、最近メモリセルと前回メモリセルとが同一のブロックに含まれているか否かに応じて、コマンドを発行するタイミングが調整される。したがって、不要な動作遅延を低減することが可能になる。
As described above, even in the
また、本実施形態では、カウント値cntに応じて、コマンドを発行するタイミングが調整される。第1の実施形態では、予め定められた第1の値または第2の値のいずれかに最小間隔tRCDが定められた。このため、最近メモリセルと前回メモリセルとが同じブロックに含まれる場合にコマンドを発行する間隔は、取り得る値の最大値とする必要があった。これに対して本実施形態では、カウント値cntそのものを制御装置に与えることで、制御装置が、先のコマンドに応じた動作が開始されてからの経過時間に応じて細かくtRCDを調整することが可能になり、不要な動作遅延をより低減することが可能になる。 In the present embodiment, the timing for issuing a command is adjusted according to the count value cnt. In the first embodiment, the minimum interval tRCD is determined to be either the first value or the second value determined in advance. For this reason, when the latest memory cell and the previous memory cell are included in the same block, the interval at which the command is issued needs to be the maximum value that can be taken. On the other hand, in the present embodiment, by giving the count value cnt itself to the control device, the control device can finely adjust the tRCD according to the elapsed time since the operation corresponding to the previous command is started. Thus, unnecessary operation delay can be further reduced.
このように、本実施形態による半導体装置(200)では、タイミング調整部(213)は、第1の値として、前回メモリセルに対する動作が開始してからの経過時間に応じた値を用いる。 As described above, in the semiconductor device (200) according to the present embodiment, the timing adjustment unit (213) uses, as the first value, a value corresponding to the elapsed time from the start of the operation on the previous memory cell.
また、半導体装置(200)では、タイミング調整部(213)は、経過時間が閾値以上の場合、第1の値として第2の値と同じ値を用い、経過時間が閾値未満の場合、第1の値として第2の値より大きい値を用いる。 Further, in the semiconductor device (200), the timing adjustment unit (213) uses the same value as the second value as the first value when the elapsed time is equal to or greater than the threshold, and the first when the elapsed time is less than the threshold. A value larger than the second value is used as the value of.
また、半導体装置(200)では、タイミング調整部(213)は、経過時間が閾値未満の場合、経過時間が長いほど第1の値を小さくする。 In the semiconductor device (200), the timing adjustment unit (213) decreases the first value as the elapsed time is longer when the elapsed time is less than the threshold.
(第3の実施形態)
図22は、本発明の第1の実施形態にかかる半導体装置100または第2の実施形態にかかる半導体装置200を含むコンピュータシステムを示す図である。
(Third embodiment)
FIG. 22 is a diagram showing a computer system including the
このコンピュータシステムは、本発明の第1の実施形態にかかる半導体装置100または第2の実施形態にかかる半導体装置200と、マルチコアプロセッサ300とを有する。
This computer system includes the
マルチコアプロセッサ300は、4つのコアプロセッサ301と、入出力インタフェースI/O302と、外部記憶装置制御装置303と、オンチップメモリ304とを有する。
The
4つのコアプロセッサ301は、それぞれ半導体装置100または200のバンクBKと対応している。
The four
外部記憶装置制御装置303は、半導体装置100または200を制御するメモリコントローラである。外部記憶装置制御装置303は、半導体装置100または200が出力する制御情報RCDまたはΔRCDを受け、この制御信号RCDまたはΔRCDに基づいたタイミングで半導体装置100または200にコマンドおよびアドレス情報を発行する。
The external storage
以上説明したように、本実施形態では、第1の実施形態にかかる半導体装置100または第2の実施形態にかかる半導体装置200を、マルチコアプロセッサと組み合わせて用いることができる。
As described above, in the present embodiment, the
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、半導体装置はダイナミックメモリであるDRAMであることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば半導体装置は、SRAM(Static RAM)のような揮発性のスタティックメモリや、フラッシュメモリ、PRAM(Phase change RAM)、STTRAM(Spin Torque Transfer RAM)、ReRAM(Resistance RAM)などの不揮発性メモリであってもよい。 For example, in the above embodiment, the semiconductor device is a DRAM which is a dynamic memory, but the present invention is not limited to such an example. For example, the semiconductor device is a volatile static memory such as SRAM (Static RAM), a non-volatile memory such as flash memory, PRAM (Phase change RAM), STTRAM (Spin Torque Transfer RAM), and ReRAM (Resistivity RAM). May be.
また、上記実施形態では、先のコマンドに対する次のコマンドがリードコマンドRedの場合を例に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。次のコマンドは、ライトコマンドWrtであってもよい。 In the above embodiment, the case where the next command for the previous command is the read command Red has been described as an example, but the present invention is not limited to such an example. The next command may be a write command Wrt.
100,200 半導体装置
101 メモリ部
102 クロック端子群
103 クロック発生回路
104 モードレジスタ
105 コマンド端子群
106 コマンドデコーダ
107 チップ制御回路
108 RWアンプ
109 ラッチ回路
110 データ入出力バッファ
111 バンク及びロウアドレスバッファ
112 カラムアドレスバッファ
113,213 タイミング調整部
121 メモリセルアレイ
122 カラムデコーダ
123 ロウデコーダ
124 アレイ制御回路
131 アドレス比較回路
132,132A タイマ回路
300 マルチコアプロセッサ
303 外部記憶装置制御部(制御装置)
100, 200
Claims (11)
前記メモリセルに対する動作を指示するコマンドを発行する制御装置から、前記コマンドを受けるコマンドデコーダと、
前記制御装置から前記コマンドにて動作が指示されるメモリセルを特定するアドレス情報を受け、最近受けた前記アドレス情報により特定されるメモリセルである最近メモリセルと前回受けたアドレス情報により特定されるメモリセルである前回メモリセルとが同一のブロックに含まれているか否かを判断し、当該判断結果に基づいて、前記制御装置が前記コマンドを発行するタイミングを調整するタイミング調整部と、を備える半導体装置。 A plurality of memory cells that hold data; and a sense amplifier that amplifies data read from each of the memory cells, wherein the plurality of memory cells are arranged in a block including a plurality of memory cells that share the sense amplifier. A divided memory section; and
A command decoder that receives the command from a control device that issues a command for instructing an operation on the memory cell;
The address information specifying the memory cell whose operation is instructed by the command is received from the control device, and the memory cell specified by the recently received address information and the address information received last time are specified. A timing adjustment unit that determines whether or not a previous memory cell that is a memory cell is included in the same block, and that adjusts a timing at which the control device issues the command based on the determination result; Semiconductor device.
前記タイミング調整部は、前記バンクを活性化させるアクティブコマンドが発行された時点を前記基準時点とする、請求項2ないし7のいずれかに記載の半導体装置。 The plurality of blocks are divided into a plurality of banks,
The semiconductor device according to claim 2, wherein the timing adjustment unit sets a time point when an active command for activating the bank is issued as the reference time point.
第1のアクセスより1つ前に受けた第2のアクセスにおいて選択された前記メモリセルブロックに対応する第1のアドレス情報を保持する検出回路と、を備え、
前記検出回路は、前記第1のアクセスにおいて選択される前記メモリセルブロックに対応する第2のアドレス情報が前記第1のアドレス情報と一致し且つ前記第1のアクセスが前記第2のアクセスから所定期間を経過していないときに検出信号を第1の値とすることを特徴とする半導体装置。 A plurality of memory cell blocks each including a plurality of memory cells, each accessed by different address information;
A detection circuit for holding first address information corresponding to the memory cell block selected in the second access received one before the first access;
In the detection circuit, the second address information corresponding to the memory cell block selected in the first access matches the first address information, and the first access is predetermined from the second access. A semiconductor device, wherein a detection signal is a first value when a period has not elapsed.
Priority Applications (1)
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JP2022541777A (en) * | 2019-07-18 | 2022-09-27 | マイクロン テクノロジー,インク. | Parallel access to memory sub-arrays |
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Legal Events
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