JP2019510332A - メモリビットセルにおける動的読取り動作のための遅延キーパー回路の漏れ認識アクティブ化制御 - Google Patents
メモリビットセルにおける動的読取り動作のための遅延キーパー回路の漏れ認識アクティブ化制御 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、2016年3月30日に出願された、「LEAKAGE-AWARE ACTIVATION CONTROL OF A DELAYED KEEPER CIRCUIT FOR A DYNAMIC READ OPERATION IN A MEMORY BIT CELL」という名称の米国特許出願第15/085,187号の優先権を主張する。
102(1)〜102(N) メモリビットセル
104 メモリビットセル列
106(1)、106(2) 交差結合インバータ
108(1)、108(2) アクセストランジスタ
110(1) プルダウンNFET
112 動的読取り回路
116 P型電界効果トランジスタPFET)
118 読取りクロック信号(read_clk)
120 動的ノード
122C 補ノード
124 読出しノード
126 インバータ
128 キーパー回路
200 メモリシステム
202 プロセッサベースシステム
204 システムオンチップ(SoC)
204(1)〜204(N) メモリビットセル
206 メモリビットセル列
208(1)、208(2) 交差結合インバータ
210(1)〜210(N) 記憶ユニット
212(1)、212(2) アクセストランジスタ
214 動的読取り回路
216(1) 読取りポート回路
218(1) プルダウンNFET
218(2) 読取りポートNFET
220 読取りクロック信号(read_clk)
222C 補ノード
224 動的ノード
226 プリチャージPFET
228 読出しノード
230 インバータ
232 遅延キーパー回路
233 PFET
234 パルス発生器
236 パルス
237 出力ノード
238 漏れ認識アクティブ化制御回路
240 制御信号
500 PFET漏れ回路
502 PFET漏れインジケータ
504 NFET漏れ回路
506 NFET漏れインジケータ
508 比較器回路
510 FET漏れ信号
512 制御信号発生器
700 漏れ認識アクティブ化制御回路
702、702(1) PFET漏れ回路
704 NFET漏れ回路
706、706(1) PFET漏れセンサー
708 NFET漏れセンサー
710、710(1) PFET漏れ周波数カウンタ
712 NFET漏れ周波数カウンタ
714 PFET漏れ周波数カウント
716 NFET漏れ周波数カウント
718 比較器回路
720(1)〜720(C) 比較器
722(1)〜722(C) FET漏れ信号
724 FET漏れ制御信号
726 既定の低速漏れインジケータ
728 既定の高速漏れインジケータ
730 デコーダ回路
732 FET漏れ制御ワード
800 PFET
802(1)〜802(P) NFET
804 PFETリング発振器回路
806(1)〜806(P) バッファ回路
808 発振ループ
810 NFET
811 PFET電流ミラー
812(1)〜812(Q) NFET
814 NFETリング発振器回路
816(1)〜816(Q) バッファ回路
818 発振ループ
900 論理テーブル
902 プロセス列
904 Prog<0> - Prog<7>列
906 パルス幅列
1100 マルチプレクサ回路
1102 出力
1104(0)〜1104(7) 信号経路
1106 バッファ回路
1108 ANDゲート
1200 プロセッサベースシステム
1202 中央処理ユニット(CPU)
1204 プロセッサ
1206 キャッシュメモリ
1208 漏れ認識アクティブ化制御回路
1210 システムバス
1212 メモリコントローラ
1214 メモリシステム
1216 メモリアレイ
1220 入力デバイス
1222 出力デバイス
1224 ネットワークインターフェースデバイス
1226 ディスプレイコントローラ
1228 ネットワーク
1230 ディスプレイ
1232 ビデオプロセッサ
WL(1)〜WL(N) ワード線
Claims (30)
- メモリビットセルに対する動的読取り回路内の遅延キーパー回路のアクティブ化を制御するための漏れ認識アクティブ化制御回路であって、
動的読取り回路内の少なくとも1つのN型電界効果トランジスタ(NFET)の漏れ電流を示すNFET漏れインジケータを生成するように構成されたNFET漏れ回路と、
前記動的読取り回路内の少なくとも1つのP型電界効果トランジスタ(PFET)の漏れ電流を示すPFET漏れインジケータを生成するように構成されたPFET漏れ回路と、
比較器回路であって、
前記NFET漏れインジケータおよび前記PFET漏れインジケータを受け取り、
前記NFET漏れインジケータを前記PFET漏れインジケータと比較し、
前記NFET漏れインジケータと前記PFET漏れインジケータの前記比較に基づいてFET漏れ信号を生成するように構成された比較器回路と、
遅延キーパー回路のアクティブ化タイミングを制御するために前記FET漏れ信号に基づいて少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するように構成された制御信号生成器とを備える漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記NFET漏れ回路は、前記動的読取り回路の動作中に前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を示す前記NFET漏れインジケータを動的に生成するように構成され、
前記PFET漏れ回路は、前記動的読取り回路の動作中に前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を示す前記PFET漏れインジケータを動的に生成するように構成される、請求項1に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記NFET漏れ回路は、NFET漏れを判定するように構成されたNFET漏れセンサーを備え、
前記NFET漏れセンサーは、前記動的読取り回路内の前記判定されたNFET漏れに基づいて前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を示す前記NFET漏れインジケータを生成するように構成され、
前記PFET漏れ回路は、PFET漏れを判定するように構成されたPFET漏れセンサーを備え、
前記PFET漏れセンサーは、前記動的読取り回路内の前記判定されたPFET漏れに基づいて前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を示す前記PFET漏れインジケータを生成するように構成される、請求項1に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記NFET漏れセンサーは、前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を示すNFET漏れ電流を生成するように構成された少なくとも1つの非アクティブ化されたNFETから構成され、
前記PFET漏れセンサーは、前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を示すPFET漏れ電流を生成するように構成された少なくとも1つの非アクティブ化されたPFETから構成される、請求項3に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記NFET漏れセンサーは、リング発振器内で結合された複数の第1のバッファ回路を備えるNFETリング発振器回路からさらに構成され、前記複数の第1のバッファ回路の各々が、前記少なくとも1つの非アクティブ化されたNFETのうちの前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を示す前記NFET漏れ電流によってアクティブ化されるように構成され、前記NFETリング発振器回路が、前記生成されたNFET漏れ電流に基づいて前記NFET漏れインジケータを更新するように構成され、
前記PFET漏れセンサーは、リング発振器内で結合された複数の第2のバッファ回路を備えるPFETリング発振器回路からさらに構成され、前記複数の第2のバッファ回路の各々が、前記少なくとも1つの非アクティブ化されたPFETのうちの前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を示す前記PFET漏れ電流によってアクティブ化されるように構成され、前記PFETリング発振器回路が、前記生成されたPFET漏れ電流に基づいて前記PFET漏れインジケータを更新するように構成される、請求項4に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記NFET漏れ回路は、NFET漏れ周波数カウントを記憶するように構成されたNFET漏れ周波数カウンタをさらに備え、
前記NFET漏れ回路は、前記少なくとも1つのNFETの判定された漏れ電流の関数として、前記NFET漏れ周波数カウントを更新するように前記NFET漏れ周波数カウンタを制御するように構成され、
前記PFET漏れ回路は、PFET漏れ周波数カウントを記憶するように構成されたPFET漏れ周波数カウンタをさらに備え、
前記PFET漏れ回路は、前記少なくとも1つのPFETの前記判定された漏れ電流の関数として、前記PFET漏れ周波数カウントを更新するように前記PFET漏れ周波数カウンタを制御するように構成される、請求項1に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記比較器回路は、前記NFET漏れインジケータと前記PFET漏れインジケータの前記比較に基づいてFET漏れ制御信号を含むFET漏れ信号を生成するように構成され、
前記制御信号生成器は、前記遅延キーパー回路の前記アクティブ化タイミングを制御するために前記FET漏れ制御信号に基づいてFET漏れ制御ワードを含む少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するように構成される、請求項1に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記比較器回路は、
少なくとも1つのPFET漏れ比較器回路であって、
前記NFET漏れインジケータおよび前記PFET漏れインジケータを受け取り、
前記NFET漏れインジケータを前記PFET漏れインジケータと比較し、
前記NFET漏れインジケータと前記PFET漏れインジケータとの前記比較に基づいて前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流が前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を超えているか否かを示すように前記FET漏れ制御信号を制御するように構成される少なくとも1つのPFET漏れ比較器回路と、
少なくとも1つのNFET漏れ比較器回路であって、
前記NFET漏れインジケータおよび前記PFET漏れインジケータを受け取り、
前記NFET漏れインジケータを前記PFET漏れインジケータと比較し、
前記NFET漏れインジケータと前記PFET漏れインジケータとの前記比較に基づいて前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流が前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を超えているか否かを示すように前記FET漏れ制御信号を制御するように構成される少なくとも1つのNFET漏れ比較器回路とを備える、請求項7に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記比較器回路は、
少なくとも1つのPFET低速漏れ比較器回路であって、
前記PFET漏れインジケータを受け取り、
PFET低速漏れ限界を示す既定のPFET低速漏れインジケータを受け取り、
前記既定のPFET漏れインジケータを前記既定のPFET低速漏れインジケータと比較し、
前記PFET漏れインジケータと前記既定のPFET低速漏れインジケータとの前記比較に基づいて、前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流が前記PFET低速漏れ限界未満である場合にPFET低速漏れ電流を示すように前記FET漏れ制御信号を制御するように構成された少なくとも1つのPFET低速漏れ比較器回路と、
少なくとも1つのNFET低速漏れ比較器回路であって、
前記NFET漏れインジケータを受け取り、
NFET低速漏れ限界を示す既定のNFET低速漏れインジケータを受け取り、
前記既定のNFET漏れインジケータを前記既定のNFET低速漏れインジケータと比較し、
前記NFET漏れインジケータと前記既定のNFET低速漏れインジケータとの前記比較に基づいて、前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流が前記NFET低速漏れ限界未満である場合にNFET低速漏れ電流を示すように前記FET漏れ制御信号を制御するように構成された少なくとも1つのNFET低速漏れ比較器回路とをさらに備える、請求項8に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記比較器回路は、
少なくとも1つのPFET高速漏れ比較器回路であって、
前記PFET漏れインジケータを受け取り、
PFET高速漏れ限界を示す既定のPFET高速漏れインジケータを受け取り、
前記PFET漏れインジケータを前記既定のPFET高速漏れインジケータと比較し、
前記PFET漏れインジケータと前記既定のPFET高速漏れインジケータとの前記比較に基づいて、前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流が前記PFET高速漏れ限界よりも大きい場合にPFET高速漏れ電流を示すように前記FET漏れ制御信号を制御するように構成された少なくとも1つのPFET高速漏れ比較器回路と、
少なくとも1つのNFET高速漏れ比較器回路であって、
前記NFET漏れインジケータを受け取り、
NFET高速漏れ限界を示す既定のNFET高速漏れインジケータを受け取り、
前記NFET漏れインジケータを前記既定のNFET高速漏れインジケータと比較し、
前記NFET漏れインジケータと前記既定のNFET高速漏れインジケータとの前記比較に基づいて、前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流が前記NFET高速漏れ限界よりも大きい場合にNFET高速漏れ電流を示すように前記FET漏れ制御信号を制御するように構成された少なくとも1つのNFET高速漏れ比較器回路とをさらに備える、請求項8に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。 - 前記制御信号生成器は、前記遅延キーパー回路のアクティブ化タイミングを制御するために前記FET漏れ制御信号を前記FET漏れ制御ワードに復号するように構成されたデコーダ回路を備える、請求項7に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。
- 前記制御信号生成器は、前記NFET漏れインジケータと前記PFET漏れインジケータとの前記比較に基づいて、前記遅延キーパー回路の前記アクティブ化タイミングを制御するように構成されたパルス発生器によって生成されたパルスのパルス幅の制御タイミングに基づいて前記少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するように構成される、請求項1に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。
- システムオンチップ(SoC)に組み込まれた、請求項1に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。
- セットトップボックス、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、固定ロケーションデータユニット、モバイルロケーションデータユニット、モバイルフォン、セルラーフォン、スマートフォン、タブレット、ファブレット、サーバ、コンピュータ、ポータブルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末(PDA)、モニタ、コンピュータモニタ、テレビ、チューナ、ラジオ、衛星ラジオ、音楽プレーヤ、デジタル音楽プレーヤ、ポータブル音楽プレーヤ、デジタルビデオプレーヤ、ビデオプレーヤ、デジタルビデオディスク(DVD)プレーヤ、ポータブルデジタルビデオプレーヤ、および自動車からなるグループから選択されるデバイスに組み込まれた、請求項1に記載の漏れ認識アクティブ化制御回路。
- メモリビットセルに対する動的読取り回路内の遅延キーパー回路のアクティブ化を制御するための漏れ認識アクティブ化制御回路であって、
動的読取り回路内の少なくとも1つのN型電界効果トランジスタ(NFET)の漏れ電流を示すNFET漏れインジケータを生成するための手段と、
前記動的読取り回路内の少なくとも1つのP型FET(PFET)の漏れ電流を示すPFET漏れインジケータを生成するための手段と、
前記NFET漏れインジケータおよび前記PFET漏れインジケータを受け取るための手段と、
前記NFET漏れインジケータを前記PFET漏れインジケータと比較するための手段と、
前記NFET漏れインジケータと前記PFET漏れインジケータの前記比較に基づいてFET漏れ信号を生成するための手段と、
遅延キーパー回路のアクティブ化タイミングを制御するために前記FET漏れ信号に基づいて少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するための手段とを備える漏れ認識アクティブ化制御回路。 - メモリビットセルに対する動的読取り回路内の遅延キーパー回路のアクティブ化を制御するための方法であって、
動的読取り回路内の少なくとも1つのN型電界効果トランジスタ(NFET)の漏れ電流を判定するステップと、
前記動的読取り回路内の少なくとも1つのP型FET(PFET)の漏れ電流を判定するステップと、
前記少なくとも1つのNFETの前記判定された漏れ電流を前記少なくとも1つのPFETの前記判定された漏れ電流と比較するステップと、
前記少なくとも1つのNFETの前記判定された漏れ電流と前記少なくとも1つのPFETの前記判定された漏れ電流との前記比較に基づいて遅延キーパー回路に対する少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するステップとを含む方法。 - 前記少なくとも1つの制御信号に基づいてメモリビットセルに対する動的読取り回路内の前記遅延キーパー回路のアクティブ化タイミングを制御するステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を判定するステップは、前記動的読取り回路の動作中に前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を動的に判定するステップを含み、
前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を判定するステップは、前記動的読取り回路の動作中に前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を動的に判定するステップを含む、請求項16に記載の方法。 - 前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を判定するステップは、少なくとも1つの非アクティブ化されたNFETを通過する前記漏れ電流を判定するステップを含み、
前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を判定するステップは、少なくとも1つの非アクティブ化されたPFETを通過する前記漏れ電流を判定するステップを含む、請求項16に記載の方法。 - 前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を判定するステップは、前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流を示すNFET漏れ周波数カウントを生成するステップを含み、
前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を判定するステップは、前記動的読取り回路内の前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流を示すPFET漏れ周波数カウントを生成するステップを含む、請求項16に記載の方法。 - FET漏れ信号を生成するステップは、前記少なくとも1つのNFETの前記判定された漏れ電流と前記少なくとも1つのPFETの前記判定された漏れ電流との前記比較に基づいてFET漏れ制御信号を生成するステップを含み、
前記少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するステップは、前記FET漏れ制御信号に基づいてFET漏れ制御ワードを適応的に生成するステップを含む、請求項16に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するステップは、前記少なくとも1つのPFETの前記判定された漏れ電流が前記少なくとも1つのNFETの前記判定された漏れ電流を越えているか否かに基づいて前記少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するステップを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのPFETの前記判定された漏れ電流を既定のPFET低速漏れインジケータと比較するステップと、
前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流がPFET低速漏れ限界未満である場合に前記少なくとも1つの制御信号をPFET低速漏れ電流を示すように適応的に生成するステップと、
前記少なくとも1つのNFETの前記判定された漏れ電流を既定のNFET低速漏れインジケータと比較するステップと、
前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流がNFET低速漏れ限界未満である場合に前記少なくとも1つの制御信号をNFET低速漏れ電流を示すように適応的に生成するステップとをさらに含む、請求項22に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのPFETの前記判定された漏れ電流を既定のPFET高速漏れインジケータと比較するステップと、
前記少なくとも1つのPFETの前記漏れ電流がPFET高速漏れ限界よりも大きい場合に前記少なくとも1つの制御信号をPFET高速漏れ電流を示すように適応的に生成するステップと、
前記少なくとも1つのNFETの前記判定された漏れ電流を既定のNFET高速漏れインジケータと比較するステップと、
前記少なくとも1つのNFETの前記漏れ電流がNFET高速漏れ限界よりも大きい場合に前記少なくとも1つの制御信号をNFET高速漏れ電流を示すように適応的に生成するステップとをさらに含む、請求項22に記載の方法。 - 前記FET漏れ制御信号を前記FET漏れ制御ワードに復号するステップと、
前記FET漏れ制御ワードに基づいて前記メモリビットセルに対する動的読取り回路内の前記遅延キーパー回路の前記アクティブ化のタイミングを制御するステップとをさらに含む、請求項21に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのNFETの前記判定された漏れ電流と前記少なくとも1つのPFETの前記判定された漏れ電流との前記比較に基づいて、前記遅延キーパー回路の前記アクティブ化のタイミングを制御するように構成されたパルス発生器によって生成されるパルスのパルス幅の制御タイミングに基づいて前記少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するステップを含む、請求項16に記載の方法。
- メモリシステムであって、
メモリビットセルであって、
補完電圧を記憶するように構成された記憶回路と、
前記記憶回路に結合され、読取り動作に応答して動的ノード上で前記補完電圧を生成するように構成された読取りポート回路とを備えるメモリビットセルと、
動的読取り回路であって、
前記動的ノードと、
評価フェーズの外側で前記動的ノード上に前記補完電圧を維持するためにパルスに応答してアクティブ化されるように構成され、前記読取り動作の前記評価フェーズに応答して、前記パルスに応答して非アクティブ化されるように構成された遅延キーパー回路とを備える動的読取り回路と、
漏れ認識アクティブ化制御回路であって、
少なくとも1つのN型FET(NFET)の漏れ電流と少なくとも1つのP型FET(PFET)の漏れ電流との比較に基づいてFET漏れ信号を生成するように構成された漏れ回路と、
第2の遅延キーパー回路のアクティブ化タイミングを制御するために前記FET漏れ信号に基づいて少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するように構成された制御信号生成器とを備える漏れ認識アクティブ化制御回路と、
前記少なくとも1つの制御信号に応答して前記第2の遅延キーパー回路のアクティブ化および非アクティブ化のための制御アクティブ化タイミングに基づくパルス幅を有する前記パルスを生成するように構成されたパルス発生器とを備えるメモリシステム。 - 前記読取りポート回路は、NFETベース読取りポート回路から構成され、前記遅延キーパー回路は、PFETベース遅延キーパー回路から構成される、請求項27に記載のメモリシステム。
- 前記読取りポート回路は、PFETベース読取りポート回路から構成され、前記遅延キーパー回路は、NFETベース遅延キーパー回路から構成される、請求項27に記載のメモリシステム。
- 前記制御信号生成器は、前記第2の遅延キーパー回路の前記アクティブ化タイミングを制御するために前記FET漏れ信号に基づいてFET漏れ制御ワードを含む前記少なくとも1つの制御信号を適応的に生成するように構成され、
前記パルス発生器は、
前記読取り動作に応答して読取りクロック信号を受け取るように各々が構成された複数の遅延回路であって、前記複数の遅延回路の各遅延回路が、前記FET漏れ制御ワードの漏れ制御設定に対応する、複数の遅延回路と、
前記生成されるパルスのパルス幅を制御するために、前記FET漏れ制御ワードの前記漏れ制御設定に基づいて前記複数の遅延回路のうちの前記遅延回路を選択するように構成されたセレクタ回路とを備える、請求項27に記載のメモリシステム。
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