JP2531503B2 - 半導体アセンブリ - Google Patents

半導体アセンブリ

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JP2531503B2 JP6264283A JP26428394A JP2531503B2 JP 2531503 B2 JP2531503 B2 JP 2531503B2 JP 6264283 A JP6264283 A JP 6264283A JP 26428394 A JP26428394 A JP 26428394A JP 2531503 B2 JP2531503 B2 JP 2531503B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、同期半導体回路アセン
ブリに関連し、特に複数のメモリ・ユニット叉はモジュ
ールに実装した同期ダイナミック・ランダム・アクセス
・メモリに関する。
【0002】
【従来の技術】同期記憶装置は、半導体記憶装置の豊富
なポートフォリオに最近追加されたものである。現在利
用できる事実上全ての半導体ダイナミックRAM(DR
AM)及びスタチックRAM(SRAM)は、メモリー
・アクセス機能を実行するために必要なクロック信号が
関連システム・プロセッサのクロックに同期しない非同
期のクロッキング・システムを使用している。メモリ
は、プロセッサによって送り出された信号によって開始
されるのであるが、要求がメモリに送り出された時間と
応答が受け取られる時間の間の正確な時間間隔は、その
メモリの特定の内部機構に依存している。従って、シス
テム設計者は、情報に対する要求と情報が使用可能とな
ると期待される時間との間の「より悪い場合」の応答時
間を考慮に入れることが必要になる。このようなクロッ
キング・システムは、コンピュータ・プロセッサにおけ
るメモリ機能の処理に関して大きな無駄な時間となって
いた。
【0003】半導体処理技術が100メガヘルツ(MHz)
を超えるクロック速度で動作するマイクロプロセッサの
ような論理素子を可能にしたにもかかわらず、メモリ・
システムは、最近まで実行に必要な動作の本質によっ
て、同じクロック速度には至っていない。
【0004】高速プロセッサの挑戦に対応するための同
期記憶装置が発表されてきた。これらのメモリは、その
プロセッサから発せられた高周波クロック信号に応答
し、或いは、プロセッサと少くとも同期して、メモリ内
の全ての内部動作を同じクロック信号に応答する他のデ
バイスと同期させる。
【0005】現在、いくつかの同期メモリの設計が提案
され、作られている。これらの記憶装置は、プロセッサ
のクロック速度とほぼ同じ速度の外部クロック速度を利
用する能力を有する。
【0006】提案された同期記憶装置を使用する場合に
特有の問題は、実装とメモリ・パッケージ内のクロック
信号の分配にある。使用されたクロック・パルスが非常
に高周波であるために、クロック分配ネットワークの設
計はできたが、いろいろな支障が生じて失敗に終わっ
た。
【0007】図1を参照すると、片面叉は両面に装填さ
れた複数のメモリ・モジュール12を有する典型的なD
RAM SIMMパッケージ10が示されている。入出
力ピン14が、パッケージ上のモジュールをアクセスす
るために施されている。同期クロック信号は、ピン16
に与えられ、クロック分配ネットワーク18に結合され
ている。メモリ・モジュールの物理的分布及び分配ネッ
トワークの固有インピーダンスのために、クロック信号
は、使用に適さないほど劣化させられることがわかっ
た。この信号劣化の問題は、そのクロック信号の周波数
が増加するほど悪化する。図2は、100MHzのクロ
ック速度を使った図1のパッケージの分配ネットワーク
の信号レベルを示す。これから分かるように、オリジナ
ルのクロック信号電圧20は、線24に示されるよう
に、ネットワークの左端及び右端の両端でかなり劣化し
ている。複数の分岐ネットワークを示す図3、3つの分
岐ネットワークを示す図4、ライン終端抵抗26の使用
を示す図5、およびネットワークを2つの別々のネット
ワークに分けた図6に示すような、種々のクロック分配
ネットワーク・レイアウトが試みられたが、皆失敗に終
わった。
【0008】SRAM SIMMのようなパッケージに
おける非常に高周波のクロック信号の分配に関する他の
従来技術は、ほとんどない。集積回路におけるバランス
のとれた分配ネットワークを提供することが重要である
ことが、米国特許第5,109,168号に教示されて
いる。しかしながら、このような教示は図1〜6によっ
て描かれた同期クロック分配の問題解決策と関連してい
ないように見える。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複数
のメモリ或いはその他のデバイスを有する半導体パッケ
ージへ100メガヘルツを超える周波数でクロック信号
を適用する同期クロック分配ネットワークを提供するこ
とである。
【0010】本発明の別の目的は、SRAMおよびDR
AMの回路設計者が直面している実装問題の解決策を提
供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、パッケ
ージ・ピンで受信したクロック信号が、実質的にクロッ
ク発生器とパッケージとの間で生成したノイズの影響を
受けないクロック分配ネットワークを設計することによ
って達成される。これは、パッケージ上のクロック入力
ピンに直ぐ隣接して伝送線終端インピーダンス(すなわ
ち抵抗器)を置くことによって達成される。
【0012】
【実施例】図7は、図1〜6の半導体パッケージに対す
る概略等価回路を示す。インピーダンス70は、クロッ
ク発生器72とメモリ・モジュール12を含む半導体パ
ッケージ10との間のカードおよび関連する構造を表わ
す。参照番号15は、パッケージ10上のピンが挿入さ
れるコネクタを表わす。
【0013】図8(A)は、本発明の実施例の回路図で
あり、クロック入力ピンの直ぐ近くに隣接して追加され
た抵抗Rを示す。抵抗Rの一端は、クロック入力ピンに
隣接した位置でクロック分配ネットワークに接続され、
他端は基準電位Vref、たとえば接地電位との間に結合
される。
【0014】図8(B)は、本発明の代替例となる参考
例の回路図であって、コネクタ15のカード側に追加さ
れた抵抗Rを示す。
【0015】図9は、クロック入力ピン16の直ぐ近く
に隣接して、パッケージ10上に設けられた抵抗Rを示
す本発明の実施例を適用したパッケージの概略図を示
す。
【0016】ハードウェアの実施例では、実施例が図1
0に見られるようにクロック信号が事実上減衰していな
いことを明らかに示す電圧波形を提供することが示され
た。
【0017】特定の実施例によって本発明を記述した
が、当業者には、種々の変更が可能であることが分かる
であろう。例えば、半導体デバイスは、論理デバイスあ
るいは論理デバイスとメモリ・デバイスの混合であって
も良い。
【0018】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。 (1)各々が、付随する少くとも1つの入出力リード線
を通して印加されるクロック信号に応答する複数の半導
体デバイスと、上記複数の半導体デバイスが互いに所定
の距離をあけて配置され、上記複数の半導体デバイスを
支持するパッケージング・アセンブリと、間隔をあけて
配置され、外部ソースから信号を上記半導体デバイスの
少くともいくつかへ結合するパッケージング・アセンブ
リの複数の入出力ピンと、上記入出力ピンと上記半導体
デバイスの上記入出力リード線との間に結合されたクロ
ック分配手段と、上記入出力ピンの1つと物理的に隣接
して配置され、上記クロック分配手段と基準電位との間
に結合されたインピーダンス手段と、を備えた半導体ア
センブリ。 (2)上記インピーダンス手段が、上記パッケージング
・アセンブリ上に配置された上記(1)に記載の半導体
アセンブリ。 (3)上記インピーダンス手段が、上記パッケージング
・アセンブリに隣接して配置された上記(1)に記載の
半導体アセンブリ。 (4)上記インピーダンス手段が抵抗である上記(1)
に記載の半導体アセンブリ。 (5)少くとも上記半導体デバイスのいくつかがメモリ
・デバイスである上記(1)に記載の半導体アセンブ
リ。 (6)上記メモリ・デバイスが同期メモリ・デバイスに
応答する上記(5)に記載の半導体アセンブリ。 (7)上記パッケージング・アセンブリ上に単一のクロ
ック分配手段が存在する上記(6)に記載の半導体アセ
ンブリ。 (8)上記基準電位が接地電位である上記(1)に記載
の半導体アセンブリ。
【0019】
【発明の効果】複数のメモリ或いはその他のデバイスを
有する半導体パッケージ上の、クロック入力ピンに隣接
した適当な位置に伝送線終端インピーダンスを置くこと
で、100メガヘルツを越える周波数のクロック信号で
も劣化することなく適用できる同期型記憶装置が可能と
なった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術におけるクロック配線のレイアウトを
示すメモリSIMMの概略図である。
【図2】100MHzで図1のレイアウトを使用したク
ロック信号のシミュレートされた電圧波形を示す図であ
る。
【図3】同期DRAM SIMMクロック分配用の別の
従来技術のレイアウトを示す図である。
【図4】同期DRAM SIMMクロック分配用の更に
別の従来技術のレイアウトを示す図である。
【図5】ライン終端抵抗を用いた従来技術の同期DRA
M SIMMクロック分配レイアウトを示す図である。
【図6】SIMMに2つの独立のクロック信号入力ピン
を用いた従来技術の同期DRAM SIMMクロック分
配レイアウトを示す図である。
【図7】主なインピーダンスを示すDRAM SIMM
の等価回路を表わす回路図である。
【図8】(A)は、本発明の第1の実施例を示す等価回
路を図示した部分的回路図である。 (B)は、本発明の代替例となる参考例を示す等価回路
を図示した部分的回路図である。
【図9】クロック信号に対するSIMM I/Oピンに
隣接した終端抵抗を示す本発明の望ましい実施例の概略
図である。
【図10】本発明が100MHzのクロックで使われる
とき、DRAM SIMM上の種々の位置でのクロック
信号のシミュレートされた波形を示す図である。
【符号の説明】
10 DRAM SIMMパッケージ 12 メモリ・モジュール 14 入出力ピン 15 コネクタ 16 クロック入力ピン 18 クロック分配ネットワーク 26 ライン終端抵抗 70 インピーダンス 72 クロック発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョージ・チェンコ・フェン アメリカ合衆国05452バーモント州エセ ックス・ジャンクション、ブリックヤー ド・ロード 36ー22 (72)発明者 マーク・ウィリアム・ケロッグ アメリカ合衆国05452バーモント州エセ ックス・ジャンクション、コーヅロイ・ ロード 29 (56)参考文献 特開 平2−79535(JP,A) 特開 平6−124138(JP,A) 実開 昭61−168725(JP,U) 実開 平1−173950(JP,U)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々が、付随する少くとも1つの入出力
    リード線を通して印加されるクロック信号に応答する複
    数の半導体デバイスと、 上記複数の半導体デバイスが互いに所定の距離をあけて
    配置されている、上記複数の半導体デバイスを支持する
    パッケージング・アセンブリと、 上記パッケージング・アセンブリに間隔をあけて配置さ
    れ、外部ソースから信号を上記半導体デバイスの少くと
    もいくつかへ結合する複数の入出力ピンと、 上記パッケージング・アセンブリに配置され、外部ソー
    スからの上記クロック信号を上記半導体デバイスへ結合
    するためのクロック入力ピンと、 上記クロック入力ピンと上記半導体デバイスの上記入出
    力リード線との間に結合されたクロック分配ネットワー
    クと、 上記パッケージング・アセンブリに設けられ、一端が、
    上記クロック入力ピンに隣接した位置で上記クロック分
    配ネットワークに接続され、他端が接地電位に結合され
    たインピーダンス素子とを備えた半導体アセンブリ。
  2. 【請求項2】 上記インピーダンス素子が抵抗である請
    求項1に記載の半導体アセンブリ。
  3. 【請求項3】 少くとも上記半導体デバイスのいくつか
    が同期メモリ・デバイスである請求項2に記載の半導体
    アセンブリ。
  4. 【請求項4】 上記パッケージング・アセンブリ上に単
    一のクロック分配ネットワークが存在する請求項3に記
    載の半導体アセンブリ。
JP6264283A 1993-12-07 1994-10-27 半導体アセンブリ Expired - Lifetime JP2531503B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/163,447 US6130475A (en) 1993-12-07 1993-12-07 Clock distribution system for synchronous circuit assemblies
US163447 1993-12-07

Publications (2)

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JPH07240498A JPH07240498A (ja) 1995-09-12
JP2531503B2 true JP2531503B2 (ja) 1996-09-04

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ID=22590046

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6264283A Expired - Lifetime JP2531503B2 (ja) 1993-12-07 1994-10-27 半導体アセンブリ

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EP (1) EP0657797B1 (ja)
JP (1) JP2531503B2 (ja)
KR (1) KR0146664B1 (ja)
DE (1) DE69432890T2 (ja)
TW (1) TW255985B (ja)

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US6130475A (en) 2000-10-10
DE69432890T2 (de) 2004-05-27
EP0657797A2 (en) 1995-06-14
EP0657797B1 (en) 2003-07-02
JPH07240498A (ja) 1995-09-12
TW255985B (ja) 1995-09-01
DE69432890D1 (de) 2003-08-07
EP0657797A3 (en) 1997-08-27
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