JP2023509879A - 読み取りおよび書き込み変換回路及びメモリ - Google Patents

読み取りおよび書き込み変換回路及びメモリ Download PDF

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Abstract

本願の実施例の一部は、半導体の技術分野に関し、読み取りおよび書き込み変換回路及びメモリを開示する。読み取りおよび書き込み変換回路は、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインが、前記グローバルデータラインとデータ伝送を実行し、且つ前記読み取りおよび書き込み動作の間、前記ローカルデータラインと前記ローカル相補データラインのデータ信号位相は逆であるように、読み取りおよび書き込み制御信号に応答して読み取りおよび書き込み動作を実行する読み取りおよび書き込み変換モジュール(101)と、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して可変な前記読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、前記読み取りおよび書き込み変換モジュール(101)の読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御する制御モジュール(102)と、を備える。【選択図】図2

Description

(関連出願への相互参照)
本願は、2020年6月5日に中国特許庁に提出された、出願番号が202010505672.3であり、発明の名称が「読み取りおよび書き込み変換回路及びメモリ」である中国特許出願、および2020年6月5日に中国特許局に提出された、出願番号が202021024456.9であり、発明の名称が「読み取りおよび書き込み変換回路及びメモリ」である中国特許出願を参照し、その内容が参照によって本願に組み込まれる。
本願の実施例は半導体の技術分野に関し、特に読み取りおよび書き込み変換回路及びメモリに関する。
ダイナミックランダムアクセスメモリ(Dynamic Random Access Memory:DRAMと略称)は、コンピュータで通常に使用される半導体メモリデバイスであり、複数の重複するメモリセルからなる。各メモリセルは通常、コンデンサ及びトランジスタを含み、トランジスタのゲートは、ワードラインに接続され、ドレインは、ビットラインに接続され、ソースは、コンデンサに接続され、ワードライン上の電圧信号は、トランジスタの開閉を制御し、さらにビットラインを介してコンデンサに記憶されるデータ情報を読み取り、又はビットラインを介してデータ情報を記憶のためにコンデンサに書き込むことができる。
DRAMは、ダブルデータレート(Double Data Rate:DDRと略称)ダイナミックランダムアクセスメモリ、GDDR(Graphics Double Data Rate)ダイナミックランダムアクセスメモリ、低電力ダブルデータレート(Low Power Double Data Rate:LPDDRと略称)ダイナミックランダムアクセスメモリに分けられる。DRAMの適用分野の増加、例えばモバイル分野でのDRAM応用の増加に伴い、DRAMの速度指標に対するユーザの要求がますます高くなっている。
しかしながら、現在のDRAMの性能は、依然として改善される必要がある。
本願の実施例が解決する技術的課題は、メモリの性能を改善するために、読み取りおよび書き込み変換回路の読み取りおよび書き込み動作の速度を可変にする、読み取りおよび書き込み変換回路及びメモリを提供することである。
上記の課題を解決するために、本願の実施例は、読み取りおよび書き込み制御信号に応答して読み取りおよび書き込み動作を実行する読み取りおよび書き込み変換モジュールと、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変な前記読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、前記読み取りおよび書き込み変換モジュールの読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御する制御モジュールと、を備えることを特徴とする、読み取りおよび書き込み変換回路を提供する。
さらに、前記制御モジュールに接続され、前記制御モジュールに前記読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力する速度設定モジュールをさらに備える。
さらに、前記読み取りおよび書き込み制御信号は、読み取り制御信号及び書き込み制御信号を含み、前記読み取りおよび書き込み変換モジュールは、前記読み取り制御信号に応答して読み取り動作を実行し、前記書き込み制御信号に応答して書き込み動作を実行するものであり、前記速度設定モジュールは、前記制御モジュールが前記読み取り速度設定信号に応答して可変な前記読み取り制御信号を出力して、前記読み取り動作の速度を可変に制御するように、前記制御モジュールに前記読み取りおよび書き込み速度設定信号中の読み取り速度設定信号を出力する読み取り速度設定ユニットと、前記制御モジュールが前記読み取り速度設定信号に応答して可変な書き込み制御信号を出力して、前記書き込み動作の速度を可変に制御するように、前記制御モジュールに前記読み取りおよび書き込み速度設定信号中の書き込み速度設定信号を出力する書き込み速度設定ユニットと、を備える。
さらに、ローカルデータライン、ローカル相補データライン及びグローバルデータラインをさらに備え、前記読み取りおよび書き込み動作の間、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインが、前記グローバルデータラインとデータ伝送を実行し、且つ前記ローカルデータラインと前記ローカル相補データラインのデータ信号位相が逆である。
さらに、前記読み取りおよび書き込み変換モジュールは、前記読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル読み取りおよび書き込み制御信号に応答してローカル読み取りおよび書き込み動作を実行するためのローカル読み取りおよび書き込みユニットを備え、前記制御モジュールは、前記読み取りおよび書き込み速度設定信号中のローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変な前記ローカル読み取りおよび書き込み制御信号を出力し、前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットのローカル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するローカル制御ユニットを備える。
さらに、前記読み取りおよび書き込み変換回路は、前記ローカル制御ユニットに接続され、前記ローカル制御ユニットに前記ローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力するローカル速度設定モジュールをさらに備える。
さらに、前記読み取りおよび書き込み変換回路は、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインを介して前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットに接続され、ビットラインの電圧を検知するためのセンスアンプをさらに備える。
さらに、同一の前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインを介して、複数の前記センスアンプに接続される。
さらに、書き込みデータ経路は、前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットから、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データライン経由で前記センスアンプまで、さらに前記センスアンプ経由で前記ビットラインまでの経路を含み、読み取りデータ経路は、前記ビットラインから、前記センスアンプ経由で前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインまで、さらに前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データライン経由で前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットまでの経路を含む。
さらに、前記読み取りおよび書き込み変換モジュールは、前記読み取りおよび書き込み制御信号中のグローバル読み取りおよび書き込み制御信号に応答してグローバル読み取りおよび書き込み動作を実行するグローバル読み取りおよび書き込みユニットを備え、前記制御モジュールは、前記読み取りおよび書き込み速度設定信号中のグローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変な前記グローバル読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、前記グローバル読み取りおよび書き込みユニットのグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するグローバル制御ユニットを備える。
さらに、前記読み取りおよび書き込み変換回路は、前記グローバル制御ユニットに接続され、前記グローバル制御ユニットに前記グローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力するグローバル速度設定モジュールをさらに備える。
さらに、前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカルデータラインと前記ローカル相補データラインの間に接続され、前記ローカルデータラインのデータ及び前記ローカル相補データラインのデータを増幅するためのローカルアンプを備える。
さらに、前記ローカルアンプは、第1入力端が前記ローカルデータラインに電気的に接続され、第1出力端が前記ローカル相補データラインに電気的に接続される第1位相反転器と、第2入力端が前記第1位相反転器の第1出力端及び前記ローカル相補データラインに電気的に接続され、第2出力端が前記第1位相反転器の第1入力端及び前記ローカルデータラインに電気的に接続される第2位相反転器と、を備える。
さらに、前記第1位相反転器は、第1PMOSトランジスタ及び第1NMOSトランジスタを備え、前記第1PMOSトランジスタのゲートと前記第1NMOSトランジスタのゲートが接続され且つ前記第1位相反転器の第1入力端として使用され、前記第1PMOSトランジスタのソースが作動電源に接続され、前記第1PMOSトランジスタのドレインと前記第1NMOSトランジスタのドレインが接続され且つ前記第1位相反転器の第1出力端として使用され、前記第2位相反転器は、第0PMOSトランジスタ及び第0NMOSトランジスタを備え、前記第0PMOSトランジスタのゲートと前記第0NMOSトランジスタのゲートが接続され且つ前記第2位相反転器の第2入力端として使用され、前記第0PMOSトランジスタのソースが作動電源に接続され、前記第0PMOSトランジスタのドレインと前記第0NMOSトランジスタのドレインが接続され且つ前記第2位相反転器の第2出力端として使用される。
さらに、前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカル読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル読み取り制御信号に応答して、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインのデータを前記グローバルデータラインに伝送するためのローカル読み取り変換回路を備え、前記ローカル読み取り変換回路は、第3NMOSトランジスタ及び第4NMOSトランジスタを備え、前記第3NMOSトランジスタのドレインが前記グローバルデータラインに接続され、前記第3NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル相補データラインに接続され、前記第3NMOSトランジスタのソースが前記第4NMOSトランジスタのドレインに接続され、前記第4NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル読み取り制御信号中のローカル読み信号を受信し、ソースが接地される。
さらに、前記読み取りおよび書き込み変換回路は、グローバル相補データラインをさらに備え、且つ前記読み取り動作の間、前記グローバル相補データラインと前記グローバルデータラインのデータ信号位相が逆であり、前記ローカル読み取り変換回路は、第8NMOSトランジスタ及び第9NMOSトランジスタをさらに備え、前記第8NMOSトランジスタのドレインが前記グローバル相補データラインに接続され、前記第8NMOSトランジスタのゲートが前記ローカルデータラインに接続され、前記第8NMOSトランジスタのソースが前記第9NMOSトランジスタのドレインに接続され、前記第9NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル読み信号を受信し、ソースが接地される。
さらに、前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカル読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル書き込み制御信号に応答して、前記グローバルデータラインのデータを前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインに伝送するためのローカル書き込み変換回路を備え、前記ローカル書き込み変換回路は、第5NMOSトランジスタ、第6NMOSトランジスタ及び第7NMOSトランジスタを備え、前記第5NMOSトランジスタのドレインが前記ローカル相補データラインに接続され、前記第5NMOSトランジスタのゲートが前記第7NMOSトランジスタのソースに接続され、前記第5NMOSトランジスタのソースが前記第6NMOSトランジスタのドレインに接続され、前記第6NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル書き込み制御信号中のローカル書き信号を受信し、ソースが接地され、前記第7NMOSトランジスタのドレインが前記ローカルデータラインに接続され、ゲートが前記ローカル書き信号を受信する。
さらに、前記読み取りおよび書き込み変換回路は、グローバル相補データラインをさらに備え、且つ前記読み取りおよび書き込み動作の間、前記グローバル相補データラインと前記グローバルデータラインのデータ信号位相が逆であり、前記ローカル書き込み変換回路は、第10NMOSトランジスタ、第11NMOSトランジスタ及び第12NMOSトランジスタをさらに備え、前記第10NMOSトランジスタのドレインが前記ローカルデータラインに接続され、前記第10NMOSトランジスタのゲートが前記第12NMOSトランジスタのソースに接続され且つ前記グローバル相補データラインに接続され、前記第10NMOSトランジスタのソースが前記第11NMOSトランジスタのドレインに接続され、前記第11NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル書き信号を受信し、ソースが接地され、前記第12NMOSトランジスタのドレインが前記ローカル相補データラインに接続され、ゲートが前記ローカル書き信号を受信する。
さらに、前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカルデータラインと前記ローカル相補データラインの間に接続され、プリチャージ制御信号に応答して、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインをプリチャージするためのプリチャージ回路をさらに備える。
さらに、前記プリチャージ回路は、第3PMOSトランジスタ、第4PMOSトランジスタ及び第5PMOSトランジスタを備え、前記第3PMOSトランジスタのゲート、前記第4PMOSトランジスタのゲート及び前記第5PMOSトランジスタのゲートがプリチャージ制御信号を受信し、前記第3PMOSトランジスタのソース及び前記第4PMOSトランジスタのソースが作動電源に接続され、前記第3PMOSトランジスタのドレインが前記ローカルデータラインに電気的に接続され、前記第4PMOSトランジスタのドレインがローカル相補データラインに電気的に接続され、前記第5PMOSトランジスタが前記プリチャージ制御信号に応答して前記ローカルデータラインと前記ローカル相補データラインを電気的に接続する。
それに応じて、本願の実施例は、上記の読み取りおよび書き込み変換回路を備えるメモリをさらに提供する。
従来技術に比べ、本願の実施例で提供される技術的解決策は以下の利点を有する。
本願の実施例で提供される優れる構造性能を有する読み取りおよび書き込み変換回路は、読み取りおよび書き込み制御信号に応答して読み取りおよび書き込み動作を実行する読み取りおよび書き込み変換モジュール、及び読み取りおよび書き込み変換モジュールの読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するように、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して可変な読み取りおよび書き込み制御信号を出力する制御モジュールを備える。制御モジュールから出力される読み取りおよび書き込み制御信号が可変であるため、読み取りおよび書き込み変換モジュールが該可変な読み取りおよび書き込み制御を受けて実行する読み取りおよび書き込み動作の速度も可変であり、それにより、読み取りおよび書き込み変換回路の読み取りおよび書き込み動作の速度が設定可能になる。読み取りおよび書き込み変換回路の読み取りおよび書き込み動作の速度が固定であるものに比べ、本願の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路は、実際のニーズに応じて読み取りおよび書き込み動作の速度を調整し、例えば、低速の読み取りおよび書き込み動作のシーンだけでなく、高速の読み取りおよび書き込み動作のシーンにも応用可能であるように、読み取りおよび書き込み変換回路をより広範囲に応用可能にすることができる。さらに、本願の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路を採用すれば、高速の読み取りおよび書き込み動作が必要でない場合、低速の読み取りおよび書き込み動作に調整することができ、それにより、高速の読み取りおよび書き込み動作による高消費電力という問題が回避される。したがって、本願の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路の性能が改善される。
さらに、読み取りおよび書き込み変換モジュールは、ローカル読み取りおよび書き込みユニットを備え、且つ制御モジュールは、読み取りおよび書き込み速度設定信号中のローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変なローカル読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、ローカル読み取りおよび書き込みユニットのローカル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するローカル制御ユニットを備える。これにより、本願の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路のローカル読み取りおよび書き込み動作の速度が設定可能になる。
さらに、読み取りおよび書き込み変換モジュールは、グローバル読み取りおよび書き込みユニットを備え、制御モジュールは、読み取りおよび書き込み速度設定信号中のグローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変なグローバル読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、グローバル読み取りおよび書き込みユニットのグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するグローバル制御ユニットを備える。これにより、本願の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路のグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度が設定可能になる。
さらに、ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、ローカルデータラインとローカル相補データラインの間に接続され、ローカルデータラインのデータ及びローカル相補データラインのデータを増幅するためのローカルアンプを備える。ローカルアンプは、ローカルデータラインとローカル相補データラインをより高速に判別することに寄与し、ローカル読み取りおよび書き込み動作の速度を高めることだけでなく、センスアンプに対するローカルデータライン及びローカル相補データラインの駆動上の要求を低下させることにも寄与し、それにより、センスアンプの設計難易度を低下させる。
本願の一実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路の模式図である。 本願の別の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路の模式図である。 本願の別の実施例で提供される別の読み取りおよび書き込み変換回路の模式図である。 本願の別の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路の書き込み動作中の高速書き動作及び低速書き動作に対応する読み取りおよび書き込み制御信号のシーケンス図である。 本願の別の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路の読み取り動作中の高速読み動作及び低速読み動作に対応する読み取りおよび書き込み制御信号のシーケンス図である。 本願の別の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路におけるローカル読み取りおよび書き込みユニットの回路構成図である。 本願の別の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路におけるローカル読み取りおよび書き込みユニットの別の回路構成図である。
実行可能な一実施例において、同一のDRAMは、その読み取りおよび書き込み動作の速度(読み取り速度及び書き込み速度を含む)が固定されて不変である。DRAMの読み取りおよび書き込み動作の速度が固定であるため、DRAMを固定の低速の読み取りおよび書き込み動作速度を持つように設計される場合、特定の時期にDRAMが高速の読み取りおよび書き込み動作速度を有する要求が実現しにくくなる。DRAMを固定の高速の読み取りおよび書き込み動作速度を持つように設定される場合、特定の時期にDRAMが低速の読み取りおよび書き込み動作速度で要求を満たせる場合において、高速の読み取りおよび書き込み動作速度がDRAMの高消費電力という問題をもたらす。つまり、現在、メモリの読み取りおよび書き込み動作の速度が固定で消費電力が高いという問題が存在する。
上記問題を解決するために、本願の実施例は、読み取りおよび書き込み変換モジュールと、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して可変な読み取りおよび書き込み制御信号を出力し、読み取りおよび書き込み変換モジュールの読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御する制御モジュールと、を備える、読み取りおよび書き込み変換回路を提供する。これにより、本願の実施例は、読み取りおよび書き込み動作の速度が設定可能になり、それにより、読み取りおよび書き込み変換回路の読み取りおよび書き込み動作を所期の速度に調整することができ、読み取りおよび書き込み変換回路における不要な電力消費が回避され、読み取りおよび書き込み変換回路の性能が改善される。
本願の実施例の目的、技術的解決策及び利点をより明確にするために、以下、図面を参照しながら本願の各実施例を詳細に説明する。しかしながら、当業者であれば、本願の各実施例において、読者が本願をより良好に理解できるよう様々な技術的詳細が提供されることが理解される。ただし、これらの技術的詳細及び以下の各実施例による様々な変形及び修正がなくても、本願で特許請求される技術的解決策は実現できる。
図1は、本願の一実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路の模式図である。
図1を参照すれば、本実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路は、読み取りおよび書き込み制御信号に応答して読み取りおよび書き込み動作を実行する読み取りおよび書き込み変換モジュール101と、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して可変な読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、読み取りおよび書き込み変換モジュール101の読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御する制御モジュール102と、を備える。
以下、図面を参照しながら本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路を詳細に説明する。
本実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路は、ローカルデータラインLdat、ローカル相補データラインLdat#、グローバルデータラインGdatをさらに備え、且つ読み取りおよび書き込み動作の間、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#とグローバルデータラインGdatとがデータ伝送を実行し、ローカルデータラインLdatのデータ信号とローカル相補データラインLdat#のデータ信号位相が逆である。
本実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路が読み取るデータ又は書き込むデータの信号は、いずれも対になり、各データ信号対は、2つのデータを含み、読み取りおよび書き込み動作中に、この2つのデータのうちの1つは高レベル信号、もう1つは低レベル信号である。したがって、読み取りおよび書き込み変換回路は、1対のローカルデータラインLdatとローカル相補データラインLdat#を少なくとも備え、この2つのデータは、それぞれローカルデータ信号線Ldatのデータ及びローカル相補データラインLdat#のデータである。具体的には、読み取りおよび書き込み変換回路の読み取り動作の間、データがローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#を介してグローバルデータラインGdatに伝送され、読み取りおよび書き込み変換回路の書き込み動作の間、データがグローバルデータラインGdatを介してローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#に伝送される。
ローカルデータラインLdatは、局所データライン(local data line)とも呼ばれ、ローカル相補データラインLdat#は、相補局所データラインとも呼ばれ、グローバルデータラインGdatは、global data lineとも呼ばれる。
本実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路のグローバルデータラインGdatは、シングルエンド伝送方式のものであり、即ち、読み取りおよび書き込み変換回路において、グローバルデータラインGdatと相補的なデータ信号位相を持っているグローバル相補データラインが設けられていない。
説明すべきことは、他の実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路のグローバルデータラインは、ダブルエンド伝送方式のものであってもよく、即ち、読み取りおよび書き込み変換回路は、グローバル相補データラインをさらに備え、且つ読み取りおよび書き込み動作の間、グローバル相補データラインのデータ信号とグローバルデータラインのデータ信号の位相が逆である点である。
具体的な一実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路は、メモリに適用され、メモリは、列選択モジュール100及び複数のメモリセルを備え、ローカルデータラインLdatは、列選択モジュール100によってビットラインBLに接続され、ローカル相補データラインLdat#は、列選択モジュール100によって相補ビットラインBL#に接続される。読み取り動作又は書き込み動作を実行するメモリセルは、列選択モジュール100によって選定され、それに応じて、該選定されたメモリセルに接続されるビットラインBLとローカルデータラインLdatとが信号伝送を実行し、該選定されたメモリセルに接続される相補ビットラインBL#とローカル相補データラインLdat#とが信号伝送を実行する。
読み取り動作の間、読み取りおよび書き込み変換モジュール101は、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#のデータをグローバルデータラインGdatに伝送し、書き込み動作の間、読み取りおよび書き込み変換モジュール101は、グローバルデータラインGdatのデータをローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#に伝送する。
読み取りおよび書き込み制御信号は、列選択信号、ローカル読み取りおよび書き込み制御信号及びグローバル読み取りおよび書き込み制御信号を含み、ローカル読み取りおよび書き込み制御信号は、ローカル読み取りおよび書き込み動作を実行するように、読み取りおよび書き込み変換モジュール101を制御するためのものであり、グローバル読み取りおよび書き込み制御信号は、グローバル読み取りおよび書き込み動作を実行するように、読み取りおよび書き込み変換モジュール101を制御するためのものである。
読み取りおよび書き込み制御信号の速度は、読み取りおよび書き込み変換回路の読み取りおよび書き込み動作速度に影響を与える。例えば、読み取りおよび書き込み制御信号の速度が速いほど、読み取りおよび書き込み動作速度も速くなり、読み取りおよび書き込み制御信号の速度が遅いほど、それに対応して、読み取りおよび書き込み動作の速度も遅くなる。
読み取りおよび書き込み制御信号は、制御モジュール102により提供され、且つ制御モジュール102から出力される読み取りおよび書き込み制御信号は可変である。具体的には、読み取りおよび書き込み制御信号の速度が可変であることを含む。読み取りおよび書き込み速度設定信号は、読み取りおよび書き込み動作の所望の速度に関し、読み取りおよび書き込み動作の速度が所望の速度でない場合、制御モジュール102から出力される読み取りおよび書き込み制御信号は変化され、即ち、読み取りおよび書き込み制御信号の速度は変化され、それにより、読み取りおよび書き込み変換モジュール101が、変化後の読み取りおよび書き込み制御信号に応答して実行する読み取りおよび書き込み動作の速度は変化されるため、読み取りおよび書き込み動作の読み取りおよび書き込み速度が所望の速度であることが保証される。
具体的な一実施例において、読み取りおよび書き込み変換モジュール101が第1読み取りおよび書き込み制御信号に応答して実行する読み取りおよび書き込み動作の速度が所望の速度より低い場合、制御モジュール102は、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して第2読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、読み取りおよび書き込み変換モジュール101の読み取りおよび書き込み動作速度を所望の速度まで高める。読み取りおよび書き込み変換モジュール101が第3読み取りおよび書き込み制御信号に応答して実行する読み取りおよび書き込み動作の速度が所望の速度より高い場合、制御モジュール102は、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して第4読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、読み取りおよび書き込み変換モジュール101の読み取りおよび書き込み動作速度を所望の速度まで低める。
読み取りおよび書き込み変換モジュール101の読み取りおよび書き込み動作の速度が可変であるため、実際の性能要求に応じて読み取りおよび書き込み変換モジュール101の読み取りおよび書き込み動作の速度を調整することができ、例えば、読み取りおよび書き込み動作中のデータ伝送速度を高めるか、読み取りおよび書き込み動作中のデータ伝送速度を低めることができるため、異なる読み取りおよび書き込み性能の要求を満たすとともに、不要な消費電力を減少させることができる。
本実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路は、制御モジュール102に接続され、制御モジュール102に読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力する速度設定モジュール103をさらに備えてもよい。このようにして、速度設定モジュール103を読み取りおよび書き込み変換回路に統合する場合、読み取りおよび書き込み速度設定信号が制御モジュール102に伝送される伝送経路の短縮、制御モジュール102の応答速度の更なる向上に寄与し、それにより、制御モジュール102が調整後の読み取りおよび書き込み制御信号をより適時に出力することができ、したがって、読み取りおよび書き込み変換モジュール101の読み取りおよび書き込み動作速度を変化させる目的はより速く実現可能になる。
読み取りおよび書き込み制御信号は、読み取り制御信号及び書き込み制御信号を含み、読み取りおよび書き込み変換モジュール101は、読み取り制御信号に応答して読み取り動作を実行し、書き込み制御信号に応答して書き込み動作を実行する。本実施例において、制御モジュール102は、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して可変な読み取り制御信号を出力して、読み取りおよび書き込み変換モジュール101の読み取り動作の速度を可変に制御し、制御モジュール102はさらに、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して可変な書き込み制御信号を出力して、読み取りおよび書き込み変換モジュール101の書き込み動作の速度を可変に制御する。
それに応じて、読み取りおよび書き込み速度設定信号は、読み取り速度設定信号及び書き込み速度設定信号を含み、速度設定モジュール103は、制御モジュール102が読み取り速度設定信号に応答して可変な読み取り制御信号を出力し、読み取り動作の速度を可変に制御するように、制御モジュール102に読み取りおよび書き込み速度設定信号中の読み取り速度設定信号を出力する読み取り速度設定ユニット113と、制御モジュールが読み取り速度設定信号に応答して可変な書き込み制御信号を出力し、書き込み動作の速度を可変に制御するように、制御モジュール102に読み取りおよび書き込み速度設定信号中の書き込み速度設定信号を出力する書き込み速度設定ユニット123と、を備える。
説明すべきことは、速度設定モジュールはさらに、制御モジュールにローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力し、読み取りおよび書き込み変換モジュールのローカル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するローカル速度設定モジュール、及び制御モジュールにグローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力し、読み取りおよび書き込み変換モジュールのグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するグローバル速度設定モジュールを備えてもよい点である。
さらに説明すべきことは、他の実施例において、速度設定モジュールは、読み取りおよび書き込み変換回路以外の他の回路により提供されてもよい点である。
本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路は、制御モジュール102が可変な読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、読み取りおよび書き込み変換モジュール101の読み取りおよび書き込み動作の速度を可変にし、例えば、高速の読み取りおよび書き込み動作及び低速の読み取りおよび書き込み動作の両方とも可能になるように、読み取りおよび書き込み変換回路の応用シーンがより広くなり、且つ、高速の読み取りおよび書き込み動作状態に長時間あることによる高消費電力という問題が回避される。
本願の別の実施例は、読み取りおよび書き込み変換回路をさらに提供し、該読み取りおよび書き込み変換回路は、前の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路とほぼ同じであり、その相違点は、本実施例において読み取りおよび書き込み変換モジュール及び制御モジュールがより詳細に説明される点である。以下、図面を参照しながら本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路を詳細に説明し、前の実施例と同一の又は対応する部分は、前の実施例の詳細な説明を参照すればよい。
図2は、本願の別の実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路である。
図2を参照すれば、読み取りおよび書き込み変換回路は、ローカルデータラインLdat、ローカル相補データラインLdat#、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#、並びに読み取りおよび書き込み変換モジュール201及び制御モジュール202を備え、読み取りおよび書き込み変換モジュール201は、読み取りおよび書き込み制御信号に応答して読み取りおよび書き込み動作を実行して、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#が、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#とデータ伝送を実行し、且つ読み取りおよび書き込み動作の間、ローカルデータラインLdatとローカル相補データラインLdat#のデータ信号位相が逆であり、グローバルデータラインGdatとグローバル相補データラインGdat#のデータ信号位相が逆である。
説明すべきことは、他の実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路は、グローバル相補データラインが設けられず、グローバルデータラインのみが設けられてもよい点であり、具体的には前の実施例を参照すればよい。
本実施例において、読み取りおよび書き込み変換モジュール201は、読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル読み取りおよび書き込み制御信号に応答してローカル読み取りおよび書き込み動作を実行するローカル読み取りおよび書き込みユニット211を備える。ここで、ローカル読み取りおよび書き込み制御信号は、ローカル読み信号Rd、ローカルアンプイネーブル信号を含む。
それに応じて、制御モジュール202は、読み取りおよび書き込み速度設定信号中のローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変なローカル読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、ローカル読み取りおよび書き込みユニット211のローカル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するローカル制御ユニット212を備える。
これにより、読み取りおよび書き込み変換回路におけるローカル読み取りおよび書き込み動作の速度が可変になる。具体的には、ローカル読み取りおよび書き込み動作中のローカル読み取り動作の速度が可変になり、ローカル読み取りおよび書き込み動作中のローカル書き込み動作の速度が可変になる。例えば、ローカル読み取り動作は、高速読み取りから低速読み取りに下げるか、低速読み取りから高速読み取りに上げることができ、ローカル書き込み動作は、高速書き込みから低速書き込みに下げるか、低速書き込みから高速書き込みに上げることができる。ローカル読み取りおよび書き込み動作の速度が可変であるため、実際のニーズに応じてローカル読み取りおよび書き込み動作の速度を調整することができ、さらにデータ伝送速度の要求を満たすとともに、読み取りおよび書き込み変換回路が低消費電力という優位性を有するのを保証することができる。
本実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路は、ローカル制御ユニット212に接続され、ローカル制御ユニット212にローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力して、ローカル制御ユニット212から出力されるローカル読み取りおよび書き込み制御信号を調整可能にするためのローカル速度設定モジュール213をさらに備えてもよい。
説明すべきことは、他の実施例において、外部回路からローカル制御ユニットにローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号を提供してもよく、即ち、読み取りおよび書き込み変換回路にローカル速度設定モジュールが必要でない点である。
読み取りおよび書き込み変換回路は、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#を介してローカル読み取りおよび書き込みユニット211に接続され、ビットラインBL及び相補ビットラインBL#の電圧を検知するためのセンスアンプ214をさらに備えてもよい。
ビットラインBLは、センスアンプ214を介してローカルデータラインLdatに接続され、相補ビットラインBL#は、センスアンプ214を介してローカル相補データラインLdat#に接続される。
本実施例において、センスアンプ214は、列選択信号CSLを受信する。センスアンプ214は、2つのNMOSトランジスタ(図示せず)を備え、且つNMOSトランジスタのゲートが列選択信号CSLを受信し、1つのNMOSトランジスタは、列選択信号CSLに応答してビットラインBLとローカルデータラインLdatを接続し、もう1つのNMOSトランジスタは、列選択信号CSLに応答して相補ビットラインBL#とローカル相補データラインLdat#を接続する。具体的には、NMOSトランジスタが列選択信号CSLを受信して導通されている間、ビットラインBLとローカルデータラインLdatが接続され、相補ビットラインBL#とローカル相補データラインLdat#が接続される。NMOSトランジスタが列選択信号CSLを受信して遮断される間、ビットラインBLとローカルデータラインLdatの接続が切断され、相補ビットラインBL#とローカル相補データラインLdat#の接続が切断される。
なお、他の実施例において、センスアンプは、任意数のトランジスタ、例えば複数のNMOSトランジスタ及び/又は複数のPMOSトランジスタを備えてもよいことが理解される。センスアンプ機能を実現可能ないかなるデバイスもセンスアンプとして使用することができる。
ここで、ビットラインBLは、記憶トランジスタ(図示せず)に接続され、該記憶トランジスタのゲートがワードラインWLに接続され、記憶トランジスタの一端がビットラインBLに接続され、他端がコンデンサ(図示せず)を介して電圧Vplateに接続される。相補ビットラインBL#は、制御トランジスタ(図示せず)に接続され、該制御トランジスタの一端が相補ビットラインBL#に接続され、他端が電圧Vplateに接続される。
さらに、同一のローカル読み取りおよび書き込みユニット211は、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#を介して複数のセンスアンプ214に接続することができる。図示及び説明の便宜上、図2は、センスアンプ214を1つのみ示す。
本実施例において、読み取りおよび書き込み変換回路は、メモリに適用され、書き込みデータ経路は、ローカル読み取りおよび書き込みユニット211から前記ローカルデータラインLdat及び前記ローカル相補データラインLdat#経由でセンスアンプまで、さらにセンスアンプ214経由でビットラインBL及び相補ビットラインBL#までの経路を含み、読み取りデータ経路は、ビットラインからセンスアンプ214経由でローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#まで、さらにローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#経由でローカル読み取りおよび書き込みユニット211までの経路を含む。
本実施例において、読み取りおよび書き込み変換モジュール201は、読み取りおよび書き込み制御信号中のグローバル読み取りおよび書き込み制御信号に応答してグローバル読み取りおよび書き込み動作を実行するグローバル読み取りおよび書き込みユニット221をさらに備える。
制御モジュール202は、読み取りおよび書き込み速度設定信号中のグローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変なグローバル読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、グローバル読み取りおよび書き込みユニット221のグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するグローバル制御ユニット222を備える。これにより、読み取りおよび書き込み変換回路におけるグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度が可変になる。具体的には、グローバル読み取りおよび書き込み動作中のグローバル読み取り動作の速度が可変になり、グローバル読み取りおよび書き込み動作中のグローバル書き込み動作の速度が可変になる。
つまり、本実施例において、ローカル読み取りおよび書き込み動作の速度が可変であるだけでなく、グローバル読み取りおよび書き込み動作の速度も可変である。
説明すべきことは、他の実施例において、制御モジュールは、ローカル制御ユニット又はグローバル制御ユニットのうちの一方のみを備えてもよく、それに応じて、ローカル読み取りおよび書き込み動作の速度のみ、又はグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度のみが可変になる点である。
それに応じて、読み取りおよび書き込み変換回路は、グローバル制御ユニット222に接続され、グローバル制御ユニット222にグローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力するグローバル速度設定モジュール223をさらに備えてもよい。
ローカル速度設定モジュール213及びグローバル速度設定モジュール223は、同一の速度設定モジュール203に統合されてもよく、該速度設定モジュール203は、ローカル制御ユニット212にローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力し、さらに、グローバル制御ユニット222にグローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力するためのものである。
なお、他の実施例において、外部回路からグローバル制御ユニットにグローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号を提供してもよく、即ち、読み取りおよび書き込み変換回路にグローバル速度設定モジュールが必要でないことが理解される。
図3は、別の実施例で提供される別の読み取りおよび書き込み変換回路である。図3に示すように、別の例において、読み取りおよび書き込み変換回路は、ローカル制御ユニット212が読み取り速度設定信号に応答して可変なローカル読み取り制御信号を出力して、ローカル読み取り動作の速度を可変に制御し、グローバル制御ユニット222が読み取り速度設定信号に応答して可変なグローバル読み取り制御信号を出力して、グローバル読み取り動作の速度を可変に制御するように、ローカル制御ユニット212及びグローバル制御ユニット222に読み取りおよび書き込み速度設定信号中の読み取り速度設定信号を出力する読み取り速度設定ユニット243と、ローカル制御ユニット212が書き込み速度設定信号に応答して可変なローカル書き込み制御信号を出力して、ローカル書き込み動作の速度を可変に制御し、グローバル制御ユニット222が書き込み速度設定信号に応答して可変なグローバル書き込み制御信号を出力して、グローバル書き込み動作の速度を可変に制御するように、ローカル制御ユニット212及びグローバル制御ユニット222に読み取りおよび書き込み速度設定信号中の書き込み速度設定信号を出力する書き込み速度設定ユニット253と、をさらに備えてもよい。読み取り速度設定ユニット243及び書き込み速度設定ユニット253は、同一の速度設定モジュール203に統合されてもよく、該速度設定モジュール203の説明は、前述した実施例を参照すればよい。
グローバル読み取りおよび書き込みユニット221を有する読み取りおよび書き込み変換回路の場合、書き込みデータ経路は、グローバル読み取りおよび書き込みユニット221経由でグローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#まで、さらにグローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#経由でローカル読み取りおよび書き込みユニット211までの伝送の経路、及びローカル読み取りおよび書き込みユニット211からローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#経由でセンスアンプ214まで、さらにセンスアンプ214経由でビットラインBL及び相補ビットラインBL#までの経路を含む。
グローバル読み取りおよび書き込みユニット221を有する読み取りおよび書き込み変換回路の場合、読み取りデータ経路は、ビットラインBL及び相補ビットラインBL#からセンスアンプ214経由でローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#まで、さらにローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#経由でローカル読み取りおよび書き込みユニット211までの経路、さらにローカル読み取りおよび書き込みユニット211経由でグローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#までの経路、及びグローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#経由でグローバル読み取りおよび書き込みユニット221までの経路を含む。
図2及び図3を参照すれば、本実施例において、ローカル読み取りおよび書き込みユニット211は、ローカル読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル読み取り制御信号に応答して、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#のデータを、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#に伝送するためのローカル読み取り変換回路2111を備える。
制御モジュール202は、ローカル読み取り制御信号を出力し、且つ制御モジュール202は、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して可変なローカル読み取り制御信号を出力して、ローカル読み取り変換回路2111の読み取り速度を調整し、さらに、読み取りおよび書き込み変換モジュール201のローカル読み取り動作の速度を可変にする。
ローカル読み取りおよび書き込みユニット211は、ローカル読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル書き込み制御信号に応答して、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#のデータを、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#に伝送するためのローカル書き込み変換回路2112をさらに備える。
制御モジュール202は、ローカル書き込み制御信号を出力し、且つ制御モジュール202は、読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して可変なローカル書き込み制御信号を出力して、ローカル書き込み変換回路2112の書き込み速度を調整し、さらに、読み取りおよび書き込み変換モジュール201のローカル書き込み動作の速度を可変にする。
ローカル読み取りおよび書き込みユニット211は、ローカルデータラインLdatとローカル相補データラインLdat#の間に接続され、ローカルデータラインLdatのデータ及びローカル相補データラインLdat#のデータを増幅するためのローカルアンプ2113をさらに備える。
制御モジュール202は、可変なローカル読み取り制御信号又はローカル書き込み制御信号を出力して、ローカルアンプ2113の増幅速度を可変にし、それにより、一定の程度以上、読み取りおよび書き込み変換モジュール201のローカル読み取り動作及びローカル書き込み動作の速度を変化させることも可能になる。
ローカルアンプ2113は、ローカルデータラインLdat信号を増幅する回路及びローカル相補データラインLdat#信号を増幅する回路を構成し、ローカルデータラインLdatのレベルとローカル相補データラインLdat#のレベルをより高速に判別することに寄与し、それにより、データ信号の伝送速度を高め、データ読み取りおよび書き込み速度を改善する。さらに、ローカルデータラインLdatのデータ信号及びローカル相補データラインLdat#のデータ信号が増幅されるため、メモリ内のセンスアンプの駆動能力に対するローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#の要求が低下することから、センスアンプの面積が漸次減少されても、該センスアンプはローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#に対して依然として十分な駆動能力を持っており、それにより、デバイスの小型化の発展傾向が満たされるとともに、該読み取りおよび書き込み変換回路の良好な電気的性能が確保され、さらに該読み取りおよび書き込み変換回路を備えるメモリの記憶性能が向上する。
グローバル読み取りおよび書き込みユニット221は、センスアンプ2211、プリチャージユニット2212及び書き駆動ユニット2213を備える。センスアンプ2211は、グローバルデータラインGdatのデータ信号及びグローバル相補データラインGdat#のデータ信号を増幅でき、プリチャージユニット2212は、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#をプリチャージできる。
制御モジュール202は、可変なグローバル読み取り制御信号を出力し、それにより、グローバル読み取りおよび書き込みユニット221のグローバル読み取り動作の速度又はグローバル書き込み動作の速度を調整し、例えばセンスアンプ2211の増幅速度、プリチャージユニット2212のプリチャージ速度及び書き駆動ユニット2213の駆動速度を調整し、それにより、読み取りおよび書き込み変換モジュール201のグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度を変化させる目的を実現する。
本実施例において、図2に示すように、読み取りおよび書き込み変換回路は、ローカルデータラインLdatとローカル相補データラインLdat#の間に接続され、プリチャージ制御信号に応答して、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#をプリチャージするためのプリチャージ回路204をさらに備えてもよい。
図4は、本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路の書き込み動作中の高速書き動作及び低速書き動作に対応する読み取りおよび書き込み制御信号のシーケンス図である。図5は、本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路の読み取り動作中の高速読み動作及び低速読み動作に対応する読み取りおよび書き込み制御信号のシーケンス図である。図4及び図5は、ビットライン/相補ビットライン信号(BL/BL#)、グローバルデータライン/グローバル相補データライン信号(Gdat/Gdat#)、ローカルデータライン/ローカル相補データライン信号(Ldat/Ldat#)も示す。高速及び低速は相対的なものであることが理解される。
図4を参照すれば、書き込み動作時、読み取りおよび書き込み制御信号は、グローバル書き制御信号、列選択信号CSL、ローカル書き信号Wr及びローカルアンプイネーブルを含む。低速書き動作時、ローカルアンプイネーブルのレベルは0としてもよいため、低速書き動作は、それに応じてローカルアンプイネーブルのシーケンス図が示されていないことが理解される。
図4から容易に分かるように、高速書き動作から低速書き動作に変化する時、読み取りおよび書き込み制御信号の速度が遅くなり、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#のデータ伝送速度が遅くなり、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#のデータ伝送速度が遅くなる。低速書き動作から高速書き動作に変化する時、読み取りおよび書き込み制御信号の速度が速くなり、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#のデータ伝送速度が速くなり、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#のデータ伝送速度が速くなる。
さらに、図4は、単一のクロック周期内の各読み取りおよび書き込み制御信号のシーケンス図のみを示し、クロック周期全体から見れば、低速書き動作が高速書き動作に変化すると、読み取りおよび書き込み制御信号中の書き制御信号の速度がそれに応じて速くなり、高速書き動作が低速書き動作に変化すると、読み取りおよび書き込み制御信号中の書き制御信号の速度がそれに応じて遅くなる。
図5を参照すれば、読み取り動作時、読み取りおよび書き込み制御信号は、列選択信号CSL、ローカル読み信号Rd、グローバルアンプイネーブル、グローバルプリチャージ信号、及びローカルアンプイネーブルを含む。低速読み動作時、ローカルアンプイネーブルのレベルは0としてもよいため、低速読み動作は、それに応じてローカルアンプイネーブルのシーケンス図が示されていないことが理解される。図5から容易に分かるように、高速読み動作から低速読み動作に変化する時、読み取りおよび書き込み制御信号の速度が遅くなり、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#のデータ伝送速度が遅くなり、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#のデータ伝送速度が遅くなり、低速読み動作から高速読み動作に変化する時、読み取りおよび書き込み制御信号の速度が速くなり、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#のデータ伝送速度が速くなり、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#のデータ伝送速度が速くなる。
図5は、単一のクロック周期内の各読み取りおよび書き込み制御信号のシーケンス図のみを示し、クロック周期全体から見れば、低速読み動作が高速読み動作に変化すると、読み取りおよび書き込み制御信号中の読み制御信号の速度がそれに応じて速くなり、高速読み動作が低速読み動作に変化すると、読み取りおよび書き込み制御信号中の読み制御信号の速度がそれに応じて遅くなる。
説明すべきことは、図4及び図5に読み取りおよび書き込み動作速度に影響を与えるいくつかの一般的な読み取りおよび書き込み制御信号のみが示され、実際の回路において、回路設計によって、読み取りおよび書き込み動作速度に影響を与える他の読み取りおよび書き込み制御信号も存在し得る点である。
以下、図面を参照しながら本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路におけるローカル読み取りおよび書き込みユニットの回路構造を具体的に説明する。
図6は、本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路におけるローカル読み取りおよび書き込みユニットの回路構成図である。図7は、本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路におけるローカル読み取りおよび書き込みユニットの別の回路構成図である。
図6を参照すれば、グローバルデータラインGdatはシングル伝送方式のものであり、即ち、読み取りおよび書き込み変換回路はグローバル相補データラインを備えない。ローカル読み取りおよび書き込みユニット211は、ローカル読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル読み取り制御信号に応答して、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#のデータをグローバルデータラインGdatに伝送するためのローカル読み取り変換回路2111を備える。
本実施例において、ローカル読み取り変換回路2111は、第3NMOSトランジスタMN3及び第4NMOSトランジスタMN4を備え、第3NMOSトランジスタMN3のドレインがグローバルデータラインGdatに接続され、第3NMOSトランジスタMN3のゲートがローカル相補データラインLdat#に接続され、第3NMOSトランジスタMN3のソースが第4NMOSトランジスタMN4のドレインに接続され、第4NMOSトランジスタMN4のゲートがローカル読み取り制御信号中のローカル読み信号Rdを受信し、ソースが接地される。
ローカル読み取り変換回路2111は、例えば、第4NMOSトランジスタのゲートがローカル相補データラインに接続され、第3NMOSトランジスタのゲートがローカル読み信号を受信するもののような、他の適切な変形回路であってもよいことが理解される。
別の例において、図7に示すように、グローバルデータラインGdatは、デュアル伝送方式のものであってもよく、即ち、読み取りおよび書き込み変換回路は、グローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#を備え、且つ読み取り動作の間、グローバル相補データラインGdatとグローバルデータラインGdat#のデータ信号位相が逆であり、それに応じて、ローカル読み取り変換回路2111は、上記の第3NMOSトランジスタMN3及び第4NMOSトランジスタMN4を備える以外、第8NMOSトランジスタMN8及び第9NMOSトランジスタMN9も備える。第8NMOSトランジスタMN8のドレインがグローバル相補データラインGdat#に接続され、第8NMOSトランジスタMN8のゲートがローカルデータラインLdatに接続され、第8NMOSトランジスタMN8のソースが第9NMOSトランジスタMN9のドレインに接続され、第9NMOSトランジスタMN9のゲートがローカル読み信号Rdを受信し、ソースが接地される。
前記ローカル読み取りおよび書き込みユニット211は、ローカル読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル書き込み制御信号に応答して、グローバルデータラインGdatのデータをローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#に伝送するためのローカル書き込み変換回路2112を備える。
本実施例において、ローカル書き込み変換回路2112は、第5NMOSトランジスタMN5、第6NMOSトランジスタMN6及び第7NMOSトランジスタMN7を備え、第5NMOSトランジスタMN5のドレインがローカル相補データラインLdat#に接続され、第5NMOSトランジスタMN5のゲートが第7NMOSトランジスタMN7のソースに接続され、第5NMOSトランジスタMN5のソースが第6NMOSトランジスタMN6のドレインに接続され、第6NMOSトランジスタMN6のゲートがローカル書き込み制御信号中のローカル書き信号Wrを受信し、ソースが接地され、第7NMOSトランジスタMN7のドレインがローカルデータラインLdatに接続され、ゲートがローカル書き信号Wrを受信する。
別の例において、図7に示すように、読み取りおよび書き込み変換回路211は、グローバル相補データラインGdat#をさらに備え、且つ読み取り動作の間、グローバル相補データラインGdat#とグローバルデータラインGdatのデータ信号位相が逆である。ローカル書き込み変換回路2112は、上記の第5NMOSトランジスタMN5、第6NMOSトランジスタMN6及び第7NMOSトランジスタMN7を備える以外、第10NMOSトランジスタMN10、第11NMOSトランジスタMN11及び第12NMOSトランジスタMN12も備え、第10NMOSトランジスタMN10のドレインがローカルデータラインLdatに接続され、第10NMOSトランジスタMN10のゲートが第12NMOSトランジスタMN12のソースに接続され且つグローバル相補データラインGdat#に接続され、第10NMOSトランジスタMN10のソースが前記第11NMOSトランジスタMN11のドレインに接続され、第11NMOSトランジスタMN11のゲートがローカル書き信号Wrを受信し、ソースが接地され、第12NMOSトランジスタMN12のドレインがローカル相補データラインLdat#に接続され、ゲートがローカル書き信号Wrを受信する。
ローカルアンプ2113は、第1入力端がローカルデータラインLdatに電気的に接続され、第1出力端out1がローカル相補データラインLdat#に電気的に接続される第1位相反転器21と、第2入力端in2が第1位相反転器21の第2出力端out2及びローカル相補データラインLdat#に電気的に接続され、第2出力端out2が第1位相反転器21の第1入力端in1及びローカルデータラインLdatに電気的に接続される第2位相反転器22と、を備える。
具体的には、第1位相反転器21は、第1PMOSトランジスタMP1及び第1NMOSトランジスタMN1を備え、第1PMOSトランジスタMP1のゲートと第1NMOSトランジスタMN1のゲートが電気的に接続され且つ第1位相反転器の第1入力端in1となり、第1PMOSトランジスタMP1のソースが作動電源VDDに接続され、第1PMOSトランジスタMP1のドレインと第1NMOSトランジスタMN1のドレインが接続され且つ第1位相反転器21の第1出力端out1となる。
第2位相反転器22は、第0PMOSトランジスタMP0及び第0NMOSトランジスタMN0を備え、第0PMOSトランジスタMP0のゲートと第0NMOSトランジスタMN0のゲートが接続され且つ第2位相反転器22の第2入力端in2となり、第0PMOSトランジスタMP0のソースが作動電源VDDに接続され、第0PMOSトランジスタMP0のドレインと第0NMOSトランジスタMN0のドレインが接続され且つ第2位相反転器22の第2出力端out2となる。
第1PMOSトランジスタMP1、第1NMOSトランジスタMN1、第0PMOSトランジスタMP0及び第0NMOSトランジスタMN0はローカルアンプ2113を構成する。
さらに、ローカルアンプ2113は、イネーブルNMOSトランジスタmnをさらに備え、第1位相反転器21及び第2位相反転器22がさらに、イネーブルNMOSトランジスタmnのドレインに接続され、且つイネーブルNMOSトランジスタmnのドレインが接地され、ゲートがローカルイネーブル信号Enを受信する。具体的には、第1NMOSトランジスタMN1のソース及び第0NMOSトランジスタMN0のソースが第6NMOSトランジスタMN6のドレインに接続される。別のいくつかの実施例において、第1NMOSトランジスタMN1のソースが接地され、第0NMOSトランジスタMN0のソースが接地される。
ローカルアンプ2113の設定により、データがビットラインBLからローカルデータラインLdatに伝送される伝送速度が高められ、データが相補ビットラインBL#からローカル相補データラインLdat#に伝送される伝送速度が高められ、センスアンプに対するメモリの駆動要求が低下する。具体的には、ビットラインBLのデータが高レベルで、相補ビットラインBL#のデータが低レベルであることを例にし、第1位相反転器21の第1入力端in1が第2位相反転器22の第2出力端out2に接続され、第1位相反転器21の第1出力端out1が第2位相反転器22の第2入力端in2に接続され、ビットラインBL及び相補ビットラインBL#からローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#への伝送の間、ローカルアンプ2113の設定によって、より低い電圧を有するローカル相補データラインLdat#がより速く「0」に下げられるか、又はより高い電圧を有するローカルデータラインLdatがより速く「1」に上げられる。したがって、ローカルデータラインLdatが上げられる速度が高められ、ローカル相補データラインLdat#が下げられる速度も高められるため、センスアンプに対するローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#の駆動上の要求が低下する。
さらに、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#がより速く高レベル又は低レベルに到達可能であるため、ローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#からグローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#への伝送がより早く完了可能になり、これにより、データを読み出す時、データがローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#からグローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#に伝送される速度が高められる。
それに応じて、書き込みの間、ローカルアンプ2113はローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#を増幅する役割も果たし、データがグローバルデータラインGdat及びグローバル相補データラインGdat#からローカルデータラインLdat及びローカル相補データラインLdat#に伝送される速度を高めることができる。
本実施例において、プリチャージ回路204は、第3PMOSトランジスタMP3、第4PMOSトランジスタMP4及び第5PMOSトランジスタMP5を備え、第3PMOSトランジスタMP3のゲート、第4PMOSトランジスタMP4のゲート及び第5PMOSトランジスタMP5のゲートがプリチャージ制御信号Eqを受信し、第3PMOSトランジスタMP3のソース及び第4PMOSトランジスタMP4のソースが作動電源VDDに接続され、第3PMOSトランジスタMP3のドレインがローカルデータラインLdatに電気的に接続され、第4PMOSトランジスタMP4のドレインがローカル相補データラインLdat#に電気的に接続され、第5PMOSトランジスタMN5がプリチャージ制御信号Eqに応答してローカルデータラインLdatとローカル相補データラインLdat#を電気的に接続する。制御モジュール202は読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して読み取りおよび書き込み制御信号を出力し、ローカル読み取り変換回路2111のデータ読み取り速度又はローカル書き込み変換回路2112のデータ書き込み速度等を変化させ、さらに読み取りおよび書き込み変換回路の読み取りおよび書き込み動作の速度を調整する。
本実施例で提供される読み取りおよび書き込み変換回路は、ローカル読み取りおよび書き込み動作の速度を調整できるだけでなく、グローバル読み取りおよび書き込み動作の速度も調整でき、それにより、読み取りおよび書き込み変換回路の読み取りおよび書き込み動作速度を調整する利便性がさらに向上する。
それに応じて、本願の実施例は、上記の読み取りおよび書き込み変換回路を備えるメモリを提供する。
該メモリはDRAM、SRAM(Static Random-Access Memory:スタティックランダムアクセスメモリ)、MRAM(Magneto resistive Random Access Memory:磁気抵抗ランダムアクセスメモリ)、FeRAM(Ferroelectric RAM:強誘電体ランダムアクセスメモリ)、PCRAM(Phase Change RAM:相変化ランダムアクセスメモリ)、NANDフラッシュメモリ又はNORフラッシュメモリ等のメモリであってもよい。上記の分析から分かるように、本実施例で提供されるメモリはデータ伝送速度が可変であるという優位性を有し、且つセンスアンプの駆動能力に対する要求が低く、デバイス小型化の発展傾向を満たすことに寄与する。
上記の各実施形態が本願を実現する具体的な実施例であり、実際の応用で、本願の趣旨と範囲から逸脱することなく形式や細部に各種の変化を実施できることが当業者に理解される。当業者であれば、本願の趣旨と範囲から逸脱することなく、各種の変更や修正を実施できるので、本願の保護範囲は請求項によって規定される範囲に準ずるべきである。

Claims (20)

  1. 読み取りおよび書き込み制御信号に応答して、読み取りおよび書き込み動作を実行する、読み取りおよび書き込み変換モジュールと、
    読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変な前記読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、前記読み取りおよび書き込み変換モジュールの読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御する制御モジュールと、を備えることを特徴とする、読み取りおよび書き込み変換回路。
  2. 前記制御モジュールに接続され、前記制御モジュールに前記読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力する速度設定モジュールをさらに備えることを特徴とする
    請求項1に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  3. 前記読み取りおよび書き込み制御信号は、読み取り制御信号及び書き込み制御信号を含み、前記読み取りおよび書き込み変換モジュールは、前記読み取り制御信号に応答して読み取り動作を実行し、前記書き込み制御信号に応答して書き込み動作を実行するものであり、
    前記速度設定モジュールは、前記制御モジュールが前記読み取り速度設定信号に応答して可変な前記読み取り制御信号を出力して、前記読み取り動作の速度を可変に制御するように、前記制御モジュールに前記読み取りおよび書き込み速度設定信号中の読み取り速度設定信号を出力する読み取り速度設定ユニットと、
    前記制御モジュールが前記読み取り速度設定信号に応答して可変な書き込み制御信号を出力して、前記書き込み動作の速度を可変に制御するように、前記制御モジュールに前記読み取りおよび書き込み速度設定信号中の書き込み速度設定信号を出力する書き込み速度設定ユニットと、を備えることを特徴とする
    請求項2に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  4. ローカルデータライン、ローカル相補データライン及びグローバルデータラインをさらに備え、前記読み取りおよび書き込み動作の間、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインが、前記グローバルデータラインとデータ伝送を実行し、且つ前記ローカルデータラインと前記ローカル相補データラインのデータ信号位相は逆であることを特徴とする
    請求項1に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  5. 前記読み取りおよび書き込み変換モジュールは、前記読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル読み取りおよび書き込み制御信号に応答してローカル読み取りおよび書き込み動作を実行するためのローカル読み取りおよび書き込みユニットを備え、前記制御モジュールは、前記読み取りおよび書き込み速度設定信号中のローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変な前記ローカル読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットのローカル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するローカル制御ユニットを備えることを特徴とする
    請求項4に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  6. 前記読み取りおよび書き込み変換回路は、前記ローカル制御ユニットに接続され、前記ローカル制御ユニットに前記ローカル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力するローカル速度設定モジュールをさらに備えることを特徴とする
    請求項5に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  7. 前記読み取りおよび書き込み変換回路は、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインを介して前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットに接続され、ビットラインの電圧を検知するためのセンスアンプをさらに備えることを特徴とする
    請求項5に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  8. 同一の前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインを介して、複数の前記センスアンプに接続されることを特徴とする
    請求項7に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  9. 書き込みデータ経路は、前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットから、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データライン経由で前記センスアンプまで、さらに前記センスアンプ経由で前記ビットラインまでの経路を含み、読み取りデータ経路は、前記ビットラインから、前記センスアンプ経由で前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインまで、さらに前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データライン経由で前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットまでの経路を含むことを特徴とする
    請求項7に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  10. 前記読み取りおよび書き込み変換モジュールは、前記読み取りおよび書き込み制御信号中のグローバル読み取りおよび書き込み制御信号に応答してグローバル読み取りおよび書き込み動作を実行するためのグローバル読み取りおよび書き込みユニットを備え、前記制御モジュールは、前記読み取りおよび書き込み速度設定信号中のグローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号に応答して、可変な前記グローバル読み取りおよび書き込み制御信号を出力して、前記グローバル読み取りおよび書き込みユニットのグローバル読み取りおよび書き込み動作の速度を可変に制御するグローバル制御ユニットを備えることを特徴とする
    請求項4に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  11. 前記読み取りおよび書き込み変換回路は、前記グローバル制御ユニットに接続され、前記グローバル制御ユニットに前記グローバル読み取りおよび書き込み速度設定信号を出力するグローバル速度設定モジュールをさらに備えることを特徴とする
    請求項10に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  12. 前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカルデータラインと前記ローカル相補データラインの間に接続され、前記ローカルデータラインのデータ及び前記ローカル相補データラインのデータを増幅するためのローカルアンプを備えることを特徴とする
    請求項5に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  13. 前記ローカルアンプは、第1入力端が前記ローカルデータラインに電気的に接続され、第1出力端が前記ローカル相補データラインに電気的に接続される第1位相反転器と、第2入力端が前記第1位相反転器の第1出力端及び前記ローカル相補データラインに電気的に接続され、第2出力端が前記第1位相反転器の第1入力端及び前記ローカルデータラインに電気的に接続される第2位相反転器と、を備えることを特徴とする
    請求項12に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  14. 前記第1位相反転器は、第1PMOSトランジスタ及び第1NMOSトランジスタを備え、前記第1PMOSトランジスタのゲートと前記第1NMOSトランジスタのゲートが接続され且つ前記第1位相反転器の第1入力端として使用され、前記第1PMOSトランジスタのソースが作動電源に接続され、前記第1PMOSトランジスタのドレインと前記第1NMOSトランジスタのドレインが接続され且つ前記第1位相反転器の第1出力端として使用され、前記第2位相反転器は、第0PMOSトランジスタ及び第0NMOSトランジスタを備え、前記第0PMOSトランジスタのゲートと前記第0NMOSトランジスタのゲートが接続され且つ前記第2位相反転器の第2入力端として使用され、前記第0PMOSトランジスタのソースが作動電源に接続され、前記第0PMOSトランジスタのドレインと前記第0NMOSトランジスタのドレインが接続され且つ前記第2位相反転器の第2出力端として使用されることを特徴とする
    請求項13に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  15. 前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカル読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル読み取り制御信号に応答して、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインのデータを前記グローバルデータラインに伝送するためのローカル読み取り変換回路を備え、
    前記ローカル読み取り変換回路は、第3NMOSトランジスタ及び第4NMOSトランジスタを備え、前記第3NMOSトランジスタのドレインが前記グローバルデータラインに接続され、前記第3NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル相補データラインに接続され、前記第3NMOSトランジスタのソースが前記第4NMOSトランジスタのドレインに接続され、前記第4NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル読み取り制御信号中のローカル読み信号を受信し、ソースが接地されることを特徴とする
    請求項5に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  16. 前記読み取りおよび書き込み変換回路は、グローバル相補データラインをさらに備え、且つ前記読み取り動作の間、前記グローバル相補データラインと前記グローバルデータラインのデータ信号位相は逆であり、前記ローカル読み取り変換回路は、第8NMOSトランジスタ及び第9NMOSトランジスタをさらに備え、前記第8NMOSトランジスタのドレインが前記グローバル相補データラインに接続され、前記第8NMOSトランジスタのゲートが前記ローカルデータラインに接続され、前記第8NMOSトランジスタのソースが前記第9NMOSトランジスタのドレインに接続され、前記第9NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル読み信号を受信し、ソースが接地されることを特徴とする
    請求項15に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  17. 前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカル読み取りおよび書き込み制御信号中のローカル書き込み制御信号に応答して、前記グローバルデータラインのデータを前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインに伝送するためのローカル書き込み変換回路を備え、
    前記ローカル書き込み変換回路は、第5NMOSトランジスタ、第6NMOSトランジスタ及び第7NMOSトランジスタを備え、前記第5NMOSトランジスタのドレインが前記ローカル相補データラインに接続され、前記第5NMOSトランジスタのゲートが前記第7NMOSトランジスタのソースに接続され、前記第5NMOSトランジスタのソースが前記第6NMOSトランジスタのドレインに接続され、前記第6NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル書き込み制御信号中のローカル書き信号を受信し、ソースが接地され、前記第7NMOSトランジスタのドレインが前記ローカルデータラインに接続され、ゲートが前記ローカル書き信号を受信することを特徴とする
    請求項5に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  18. 前記読み取りおよび書き込み変換回路は、グローバル相補データラインをさらに含み、且つ前記読み取りおよび書き込み動作の間、前記グローバル相補データラインと前記グローバルデータラインのデータ信号位相は逆であり、前記ローカル書き込み変換回路は、第10NMOSトランジスタ、第11NMOSトランジスタ及び第12NMOSトランジスタをさらに備え、前記第10NMOSトランジスタのドレインが前記ローカルデータラインに接続され、前記第10NMOSトランジスタのゲートが前記第12NMOSトランジスタのソースに接続され且つ前記グローバル相補データラインに接続され、前記第10NMOSトランジスタのソースが前記第11NMOSトランジスタのドレインに接続され、前記第11NMOSトランジスタのゲートが前記ローカル書き信号を受信し、ソースが接地され、前記第12NMOSトランジスタのドレインが前記ローカル相補データラインに接続され、ゲートが前記ローカル書き信号を受信することを特徴とする
    請求項17に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  19. 前記ローカル読み取りおよび書き込みユニットは、前記ローカルデータラインと前記ローカル相補データラインの間に接続され、プリチャージ制御信号に応答して、前記ローカルデータライン及び前記ローカル相補データラインをプリチャージするためのプリチャージ回路をさらに備えることを特徴とする
    請求項5に記載の読み取りおよび書き込み変換回路。
  20. 請求項1~19のいずれか1項に記載の読み取りおよび書き込み変換回路を備えることを特徴とする、メモリ。
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