JP3266127B2 - 同期式半導体記憶装置 - Google Patents

同期式半導体記憶装置

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    • G11C2207/2281Timing of a read operation

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部から与えられ
るクロック信号に同期して動作するアドレスマルチプレ
クス方式の同期式半導体記憶装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】コンピュータの主記憶などに用いられる
ダイナミックRAM(ランダム・アクセス・メモリ)
〔以下、「DRAM」と略記する〕は絶えず高速化が図
られてきているが、マイクロプロセッサの性能がますま
す向上していることもあり、その動作速度は依然として
マイクロプロセッサの動作速度に追随するまでには至っ
ていない。そのため、DRAMのアクセスタイムやサイ
クルタイムがボトルネックとなって、コンピュータシス
テム全体の性能が低下するという問題が生じてきてい
る。こうしたことから、近年、高速動作するマイクロプ
ロセッサに適用するDRAMとして、クロック信号に同
期して動作するシンクロナスDRAM(以下、「SDR
AM」と略記する)が用いられてきている。こうしたS
DRAMは、例えば、特表平10−504129号公報
(以下、「先行技術文献」という)に開示されているも
のが挙げられる。
【0003】図7はこの先行技術文献によるSDRAM
の構成を示した機能ブロック図であって、その構成を後
述する本発明の実施形態の構成に合わせてある。同図に
示した各部の詳細に関しては本発明の実施形態で説明す
ることとし、ここでは従来技術の問題点を明らかにする
のに必要な部分について触れるにとどめる。ここで、図
8および図9は図7に示したSDRAMの読み出し動作
のタイミングを示した図であって、図7に示されている
ものと同じ信号については同一の名称を付してある。な
お、図7では「/CS」や「nACT」等の信号が示さ
れており、本明細書では負論理の信号の先頭に記号
「/」又は文字「n」を付けて表すことにしている。
【0004】これら図8,図9において、クロックCL
KはSDRAMの外部から与えられるクロック信号,
「Com.」はSDRAMに各種の命令を指示するため
にSDRAM外部から与えられるコマンド,アドレスA
j(j:0以上の整数)はSDRAMの外部から供給さ
れるアドレス信号,制御信号φ2はメモリセルアレイ2
2にアクセスするための列アドレスYjが生成される度
に有効となる信号,列アドレス制御信号φ3は列アドレ
スバッファ18に対して列アドレスYjを列デコーダ2
3に出力するように指示するためのタイミングを規定し
た信号,信号C47は制御信号φ2をそのまま列アドレ
ス制御信号φ3として出力するか,あるいは,制御信号
φ2を所定時間だけ遅延させて列アドレス制御信号φ3
を生成するか指示するための信号,データDQkはSD
RAMから読み出される出力データである。ちなみに、
書き込み動作の場合にはSDRAMに入力されるデータ
がデータDQkとして与えられる。そして図示したコマ
ンドのうち、「READ」はメモリセルアレイ22から
のバースト読み出しを指示するためのリードコマンド
(以下、「READ」と略記する),「ACT」はアド
レスAjで指定される行アドレスを持つロウ(行)を活
性化するためのアクティブコマンド(以下、「ACT」
と略記する)である。
【0005】ここで、SDRAMにおいては、ACTか
らデータDQk上にデータが出力されるまでの時間をク
ロックCLKのサイクル数を単位として表したものを
「RAS(ロウ・アドレス・ストローブ)レイテンシ」
と呼び、READからデータDQk上にデータが出力さ
れるまでの時間をクロックCLKのサイクル数を単位と
して表したものを「CAS(カラム・アドレス・ストロ
ーブ)レイテンシ」と呼んでいる。SDRAMの仕様で
は、CASレイテンシを“N”(N:自然数)としたと
きにRASレイテンシは“2N”となる。これは、SD
RAM内部においては、ACTを印加してからREAD
を印加できるまでの時間と、READからデータが出力
されるまでの時間が同程度であることによるものであ
る。なお、前者の時間をさらに詳しく説明すると、AC
Tを印加して特定のワード線Wordを選択し、当該ワ
ード線Wordに関するメモリセルアレイ22のデータ
をセンスアンプ24で増幅して読み出せる状態になるま
での時間ということになる。そしてこれ以後の説明で
は、前者の時間を「tRCD」と呼び、後者の時間を
「tAA」と呼ぶことにする。このほか、時間tRAC
=tRCD+tAAと定義することにする。
【0006】時間tRCDの期間内におけるSDRAM
の動作の概略は次のようになる。まず、行アドレスバッ
ファ17から出力される行アドレスXjはプリデコーダ
・ラッチ20を介して行デコーダ21でデコードされ、
当該行アドレスXjに相当する何れかのワード線Wor
dが活性化され、メモリセルアレイ22から当該ワード
線Wordのデータがセンスアンプ24に取り込まれて
増幅される。一方、この後の時間tAAの期間内におけ
るSDRAMの動作はおおむね次のようになる。すなわ
ち、列アドレスバッファ18から出力される列アドレス
Yjは列デコーダ23でデコードされて、当該列アドレ
スYjに相当する列スイッチYSWが活性化される。そ
の結果、センスアンプ24で増幅されたデータのうち列
スイッチYSWで活性化されたデータが、読み出し用の
バス(図7に示したバスRBus)を経てデータアンプ
25で増幅され、図中のバスR/Wbusで示されるデ
ータバスを介してデータアンプ28でさらに増幅され、
信号C27が有効化された時点でデータラッチ29に転
送される。この後、出力用クロック信号ICLKOEが
有効化されると、データラッチ29に取り込まれたデー
タがデータ出力バッファ30を介してデータDQkとし
て出力される。
【0007】現在量産されているSDRAMの実力は時
間tRCD=20ns,時間tAA=16nsを満足し
ているので、SDRAMが適用されるシステムのセット
アップ時間を4nsとすれば、クロックCLKの周波数
が100MHz(即ち、クロックサイクル10ns)の
ときに、RASレイテンシは“4”〔=(20+16+
4)/10〕,CASレイテンシは“2”〔=(16+
4)/2〕となる。また、最先端プロセスを用いた性能
向上によって、これと同じレイテンシでクロックCLK
の周波数が133MHz(即ち、クロックサイクルが約
7.5ns)にて動作する製品も開発されている。図8
はこの製品の動作タイミング例を示したものであって、
その実力は時間tRAC=27ns,時間tRCD=1
5ns,時間tAA=12nsに相当している。同図に
示したように、時刻t101でACT及び行アドレスR
1が印加され、その後の時刻t102でREAD及び列
アドレスC1-1が印加される。その結果、これら行アド
レス及び列アドレスで指定されるメモリセルアレイ2上
のデータQ1-1が時刻t101(ACT)から4サイク
ル後の時刻t110に出力され、RASレイテンシは
“4”となる。また、このデータQ1-1は時刻t102
(READ)から2サイクル後に出力されることから、
CASレイテンシは“2”となる。
【0008】一方、図8に示したものよりもクロック周
波数の低いシステムでは小さなCASレイテンシをプロ
グラミングすることで時間tAAを最適化するようにし
ている。例えば上述した最先端プロセスによるSDRA
Mをクロック周波数100MHz(クロックサイクル1
0ns)で動作させるとした場合、図9に示したよう
に、その実力は時間tRAC=26ns,時間tAA=
16nsであることから、RASレイテンシを“3”,
CASレイテンシを“2”とするのが最適となる。しか
しながらこの場合、時間tRCD=10ns,時間tA
A=16nsとなり、時間tAAに余裕があるにもかか
わらず時間tRCDが厳しくなるため、スピード派生率
を著しく悪化させてしまうことになる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】こうした問題を回避す
るために、上述した先行技術文献では、時間tRCDが
臨界パラメータであるときに、列アドレスYjの出現を
遅らせて時間tAAを時間tRCDで補償する手法を提
案している。すなわち、図8に示したようにクロックC
LKの周波数が133MHzでRASレイテンシが
“4”,CASレイテンシが“2”の場合、時間tRC
Dが十分長いことから、バースト制御回路49は制御信
号φ2に対して列アドレス制御信号φ3を遅らせること
はしない。したがって、図8に示したように、例えば時
刻t103で制御信号φ2が生成されると、その直後の
時刻t104には列アドレス制御信号φ3が出力され
る。これに対し、図9に示したように、クロックCLK
の周波数が100MHzでRASレイテンシが“3”,
CASレイテンシが“2”の場合には、時間tAAを時
間tRCDで補償するために、バースト制御回路49内
に設けられた待ち時間遅延回路(図示省略)を用いて制
御信号φ2に対して列アドレス制御信号φ3を遅延させ
ている。したがって、図9に示したように、時刻t13
2で制御信号φ2が生成されると所定時間の遅延を経た
時刻t133になって初めて列アドレス制御信号φ3が
生成されることになる。
【0010】上述した先行技術文献には待ち時間遅延回
路の活性化・非活性化を切り替えるための手段は何ら開
示されていないが、図7に示したような構成を用いた場
合、制御信号φ2に対して列アドレス制御信号φ3を遅
らせるか否かはSDRAM自体では判別できない。した
がって、こうした指定を行うためにはSDRAMの外部
からプログラミングする必要がある。すなわち、先行技
術文献では、制御信号φ2から直接に列アドレス制御信
号φ3を出すのか或いは制御信号φ2を遅らせて列アド
レス制御信号φ3を出すかをSDRAM外部からモード
レジスタ46に設定している。そして、このモードレジ
スタ46からバースト制御回路49に対して信号C46
を送出して、バースト制御回路49がこの信号C46に
従って制御信号φ2を遅延させるか否かかを決定して列
アドレス制御信号φ3を生成している。すなわち、図8
の場合には制御信号C46を“L”レベル(ローレベ
ル)に固定し、制御信号φ2を遅らせることなく列アド
レス制御信号φ3を生成し、図9の場合には制御信号C
46を“H”レベル(ハイレベル)に固定し、制御信号
φ2を遅延させて列アドレス制御信号φ3を生成してい
る。
【0011】以上の通り、先行技術文献では、現時点に
おけるSDRAMの規格には無いRASレイテンシのプ
ログラミングをシステムに対して要求することになる。
言い換えるならば、先行技術文献によればSDRAMの
外部から特殊な規格を設定する必要が生じるということ
である。また、先行技術文献では、時間tRCDが十分
な場合とそうでない場合の各々について予めRASレイ
テンシにおけるクロック周波数を想定して、時間tRC
Dと時間tAAの実力差からバースト制御回路49内に
設けた待ち時間遅延回路の遅延時間を設計する必要があ
る。さらに、先行技術文献では、図8や図9に示した周
波数よりも高いクロック周波数に対応する場合(例え
ば、RASレイテンシが“5”,CASレイテンシが
“3”の場合)には時間tRCDと時間tAAの比率が
これら両図の場合とは異なってくるため、必然的に遅延
時間も上記の場合とは違ってくる。要するに、先行技術
文献は時間tRCDと時間tAAの時間関係を検出する
ための手段を欠いているため、レイテンシ毎に遅延時間
を設計しなければならず設計作業がきわめて煩雑になっ
てしまう。
【0012】また、時間tRCDはプロセス依存性,電
源電圧依存性,温度依存性を持っているため、RASレ
イテンシやCASレイテンシを設計する際に実施するシ
ミュレーションでは、時間tRCDの持つ温度係数など
を含む様々なパラメータを考慮することになる。ここ
で、例えば時間tRCDを“2”サイクル(図8)から
“1”サイクル(図9)に短縮するようにした場合、先
行技術文献の手法では、「時間tRCD−1クロックサ
イクル」分の時間に基づいて遅延時間を設計することに
なる。しかしながら、実際に時間tRCDにかかるのと
同じ遅延時間の温度係数を設定するのは比較的容易であ
るのに対して、時間tRCDから1クロックサイクル分
の固定時間を減じた時間に合わせて温度係数を設定する
のは困難であることが分かっている。こうしたことが原
因となって、シミュレーションに要する時間が余計にか
かってしまうほか、シミュレーションを精度良く実施す
ることも難しくなってくる。
【0013】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、規格に無いRASレイテンシのプロ
グラミングをシステムに要求することのない同期式半導
体記憶装置を提供することにある。また、本発明の目的
は、レイテンシ毎に遅延時間を設計する必要の無い同期
式半導体記憶装置を提供することにある。さらに、本発
明の目的は、時間tRCDの測定値とACTからセンス
完了までの時間との間でプロセス特性・電源電圧特性・
温度特性を合わせることによって、動作マージンを最小
にした最適化設計を可能ならしめる同期式半導体記憶装
置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、メモリセルアレイ上のメ
モリセルを特定する行アドレス及び列アドレス指定
る命令が時分割されて順に供給され同期式半導体記憶
装置において、前記行アドレスを指定する命令にしたが
って行われる前記メモリセルアレイのセンス動作の完了
に相当するときから第1の制御信号を生成する第1の信
号生成手段と、前記列アドレスを指定すると共に読み出
しまたは書き込みの動作を指定する命令が供給されたと
きから第2の制御信号を生成する第2の信号生成手段
と、前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のうち
何れか遅い信号によって第3の制御信号生成する第3
の信号生成手段とを有し、前記第3の制御信号によって
前記列アドレスを前記メモリセルアレイに供給すること
を特徴としている。
【0015】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、前記第3の信号生成手段は、前記第
1の制御信号から前記第3の制御信号を生成していると
きに、前記メモリセルアレイに対する読み出し動作又は
書き込み動作にギャップが生じたことを検出して、前記
第3の制御信号の生成元となる信号を前記第1の制御信
号から前記第2の制御信号に切り替えることを特徴とし
ている。また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2
記載の発明において、前記第1の信号生成手段は、前記
第3の信号生成手段が前記第2の制御信号をもとに前記
第3の制御信号を生成している間は、前記第1の制御信
号の生成動作を停止させることを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。以下に示す各実施形態では、
同期式半導体記憶装置の一例として従来技術と同様にS
DRAMを取り上げることにする。
【0017】〔第1実施形態〕図1は本実施形態による
SDRAMの構成を示す機能ブロック図であって、図7
に示したものと同じ構成要素については同一の符号を付
してある。図1において、SDRAM外部から入力され
る信号のうち、クロックCLKはシステムクロック信号
であって、この他の入力信号は何れもクロックCLKの
タイミングに同期している。符号CKEはクロックCL
Kに対するクロックイネーブル信号である。アドレスA
jはSDRAMの外部から供給されるアドレス信号であ
って、行アドレス,列アドレス等が時分割で入力され
る。なお、アドレスAjの一部のビットはメモリバンク
の選択やプリチャージの制御などに使用される。符号/
CSはチップセレクト信号であって、チップセレクト信
号/CSが“L”レベルになることでコマンド入力サイ
クルが開始される。符号/RASはロウ・アドレス・ス
トローブ信号,符号/CASはカラム・アドレス・スト
ローブ信号,符号/WEはライトイネーブル信号であっ
て、これら信号については必要に応じて随時説明する。
【0018】ゲート1〜ゲート7はいま説明した各種の
入力信号を整形して出力するためのものである。これら
ゲートのうち、ゲート3は実際にはアドレスAjの本数
だけ設けられており、SDRAMに入力されたアドレス
AjをアドレスCAjとして出力する。クロック発生器
8はクロックCLK及びクロックイネーブル信号CKE
に従って、内部クロックであるクロックICLKを生成
してSDRAM内の各部に分配する。クロック発生器9
はクロックCLK及びクロックイネーブル信号CKEと
バースト読出制御回路15(後述)から出力される制御
信号φ2とに基づいて、後述するデータラッチ29及び
データ出力バッファ30を活性化するための出力用クロ
ック信号ICLKOEを生成する。アドレスバッファ1
0はクロックICLKに同期してゲート3から出力され
るアドレスCAjを取り込み、これを内部アドレスであ
るアドレスIAjとして出力する。
【0019】コマンドデコーダ11は、/CS,/RA
S,/CAS,/WEの各入力信号のレベルならびにア
ドレスCAjのうちのアドレスCA10及びCA11の
組み合わせによって予め決められているコマンドをデコ
ードし、それぞれのコマンドに対応した信号を出力す
る。すなわち、信号REFはオートリフレッシュコマン
ド,信号nACTは前述したアクティブコマンド,信号
nPREは特定のメモリバンクのプリチャージ動作を開
始させるプリチャージコマンド,信号nWRTは列アド
レスで指定されるバースト開始アドレスから書き込み動
作を指示するためのライトコマンド,信号nREDは列
アドレスで指定されるバースト開始アドレスからデータ
を読み出すためのリードコマンド(上述したREADに
相当),信号BSTPは実行中のバースト動作を終了さ
せるためのバーストストップコマンド,信号MRSは後
述するモードレジスタ16にモード設定を行うためのモ
ードレジスタ設定コマンドがそれぞれ指定されたときに
有効となる。
【0020】オートリフレッシュ制御回路12は、信号
REFが有効になると、内部でリフレッシュアドレスR
Aを自動的に生成し、これを後述する行アドレスバッフ
ァ17に供給してオートリフレッシュ動作を実行させ
る。行アドレス制御回路13は、信号REF、信号nA
CT,信号nPRE,クロックICLKおよび切替信号
φSELに基づいて、バースト制御回路19に送出すべ
き制御信号φ1を生成するとともに、後述する行アドレ
スバッファ17の動作を制御するための制御信号C13
を生成する。ここで、ACTが印加されてワード線が選
択されてセンスアンプ24でメモリセルアレイ22のデ
ータが増幅されて読み出せる状態(即ち、センス完了)
となるまでの時間を直接的に精度良く測定するための有
効な方法がないことから、制御信号φ1はACTが入力
された時点を基準として、時間tRCDに相当する予め
設定された遅延時間の後に生成するようにしている。ま
た、いったん制御信号φ1が生成されると、以後、切替
信号φSELが“L”レベルにされるまで、クロックC
LKのサイクル毎に制御信号φ1が順次生成されてゆ
く。この遅延時間を得るために、行アドレス制御回路1
3は従来技術で説明したのと同様の待ち時間遅延回路を
内蔵している。そして、行アドレス制御回路13はバー
スト制御回路19から切替信号φSELとして“L”レ
ベルの信号が送られた場合には制御信号φ1の生成動作
を停止させる。なお、制御信号φ1ならびに前述した制
御信号φ2及び列アドレス制御信号φ3の間の関係につ
いては後に詳述する。
【0021】バースト書込制御回路14は信号nWR
T,信号nRED,信号BSTP及びクロックICLK
に基づいて制御信号C14を生成し、それによってメモ
リセルアレイ22に対するバースト書き込み動作を実行
させる。同様に、バースト読出制御回路15は信号nW
RT,信号nRED,信号BSTP及びクロックICL
Kに基づいて制御信号φ2および制御信号C15を生成
し、それらによってメモリセルアレイ22からのバース
ト読み出し動作を実行させる。モードレジスタ16は信
号MRSが出力された時点でアドレスIAj上に載せら
れているモード指定データを取り込む。SDRAM内の
各部はモードレジスタ16に設定されたモードに応じて
対応する動作を行うが、煩雑になるため図1ではこれら
各部とモードレジスタ16の間の接続を図示していな
い。行アドレスバッファ17は、行アドレス制御回路1
3から送出される制御信号C13に従ってアドレスIA
j又はリフレッシュアドレスRAを取り込み、これを行
アドレスXjとして出力する。
【0022】列アドレスバッファ18はリードコマンド
又はライトコマンドが与えられたときに、制御信号C1
5に従ってアドレスIAj上に載せられた列アドレスを
取り込み、次に述べるバースト制御回路19が生成する
列アドレス制御信号φ3のタイミングで先に取り込んで
おいた列アドレスを列アドレスYjとして出力する。こ
のほか、列アドレスバッファ18は、制御信号C15に
従って、取り込んでおいた列アドレスから次にアクセス
する列アドレスを生成する。バースト制御回路19は制
御信号φ1,制御信号φ2,制御信号C14及びクロッ
クICLKに基づいて、切替信号φSELおよび列アド
レス制御信号φ3を生成する。本実施形態において、列
アドレス制御信号φ3は制御信号φ1と制御信号φ2の
うちの何れか遅い方の信号で生成される。そのために、
バースト制御回路19はこれら両信号を選択するための
切替信号φSELを生成している。図2はこの切替信号
φSELを生成するためにバースト制御回路19内に設
けられた回路ブロックであって、バースト制御回路19
は切替信号φSELが“H”レベルであれば制御信号φ
1側を選択して列アドレス制御信号φ3を生成し、切替
信号φSELが“L”レベルであれば制御信号φ2側を
選択して列アドレス制御信号φ3を生成する。バースト
制御回路19は、制御信号φ2を選択することに決定し
た場合に切替信号φSELを“L”レベルに落とし、行
アドレス制御回路13はこれに応じて制御信号φ1の生
成を中止させている。なお、図2に示す選択論理の詳細
についてはSDRAMの動作を説明したのちに詳述す
る。
【0023】次に、図1において符号Ba,Bbは何れ
もメモリバンクであって、本実施形態ではSDRAMが
2個のメモリバンクを備えている場合を例示してあり、
これらのうちのメモリバンクBaについてのみその詳細
な構成を示している。各メモリバンクにおいて、プリデ
コーダ・ラッチ20は行アドレスバッファ17の出力す
る行アドレスXjをラッチするとともに、当該行アドレ
スXjに含まれるメモリバンクの指定をもとに自身のメ
モリバンクが選択されているかどうかを判別する。行デ
コーダ21は、当該判別によって自身のメモリバンクが
指定されている場合に、プリデコーダ・ラッチ20が出
力する行アドレスに従って、メモリセルアレイ22内の
ワード線Wordの何れか一つを活性化させる。列デコ
ーダ23は、列アドレスバッファ18が出力する列アド
レスYjに従って、メモリセルアレイ22の列毎に設け
られている列スイッチYSWの何れかを活性化させる。
センスアンプ24は行デコーダ21で活性化されたワー
ド線Word上のデータを取り込んで増幅し、これらの
うち活性化された列スイッチYSWに対応するデータを
バスRbus上に読み出す。
【0024】データアンプ25はバスRbus上に読み
出されたデータをバスR/Wbusのレベルに合わせて
増幅し、各メモリバンクに共通するバスR/Wbusに
送り出す。一方、書込アンプ26はバスR/Wbus上
のデータをバスWbusのレベルに合わせて変換してか
らセンスアンプ24に出力して、メモリセルアレイ22
上のセルに書き込みを行わせる。パイプライン制御回路
27はバースト読み出し・バースト書き込みを行うため
に必要となるSDRAM内部のパイプライン動作を司る
ものであって、列アドレス制御信号φ3に従ってデータ
アンプ25からのデータ出力タイミングを決定して、当
該タイミングを示す制御信号C27を生成する。データ
アンプ28は制御信号C27に従ってR/Wbus上に
出力されているデータ信号を取り込み、このデータ信号
をデータラッチ29の入力レベルに合わせて増幅して当
該データラッチ29に送出する。データラッチ29は制
御信号C27及び出力用クロック信号ICLKOEに従
って、データアンプ28から出力されるデータ信号を取
り込んでデータ出力バッファ30に転送する。データ出
力バッファ30は出力用クロック信号ICLKOEに従
って、データラッチ29から出力されるデータ信号をバ
ッファリングしてデータDQk(k:0以上の整数)か
らSDRAMの外部に送出する。一方、ゲート31はデ
ータDQkに入力されるデータ信号を整形してデータ入
力バースト32に出力する。データ入力バッファ32は
ゲート31から入力されるデータ信号をバッファリング
し、制御信号C14およびクロックICLKに従って、
入力されたデータ信号をR/Wbusを経由させて書込
アンプ26に送出する。
【0025】次に、上記構成によるSDRAMの全体動
作について説明する。ここで、図3,図4に示したタイ
ミングチャートは従来技術の説明で参照した図8,図9
のタイミングチャートにそれぞれ対応している。つま
り、図3はクロックCLKの周波数が133MHzに設
定されたRASレイテンシ“4”,CASレイテンシ
“2”の場合であり、図4はクロックCLKの周波数が
100MHzに設定されたRASレイテンシ“3”,C
ASレイテンシ“2”の場合である。そこでまず図3に
示すタイミングに関してSDRAMの動作を説明し、次
いで、図4に示すタイミングチャートに関してSDRA
Mの動作を説明するものとする。
【0026】まず時刻t1では、クロックCLKの立ち
上がりに同期してACTが印加されて信号nACTが有
効化され、このとき、ACTの印加に並行して活性化す
べきメモリセルアレイ22上のロウに対応する行アドレ
スの値(図中の「R1」)がアドレスAjとして与えら
れる。行アドレス制御回路13は信号nACTが有効化
されたことで制御信号C13を生成し、行アドレスバッ
ファ17に対してアドレスIAj上のアドレス信号の取
り込みを指示する。行アドレスバッファ17はアドレス
IAjから行アドレスの値「R1」を取り込んでこれを
行アドレスXjとしてプリデコーダ・ラッチ20に出力
する。これにより、行アドレスXjで指定されたメモリ
バンク内に設けられた行デコーダ21がプリデコーダ・
ラッチ20から出力される行アドレスに対応するワード
線Wordを活性化させる。一方、ACTが印加された
ことを契機として、バースト制御回路19は切替信号φ
SELを“H”レベルに変化させて、制御信号φ1から
列アドレス制御信号φ3を生成させる状態に切り替え
る。
【0027】この後、行アドレス制御回路13はACT
が印加された時刻t1から固定時間tRCDが経過した
時刻t2で制御信号φ1を“H”レベルに変化させる。
ここで、制御信号φ1が“H”レベルになることはセン
ス完了に相当するものであり、しかも、この場合は制御
信号φ1が“H”レベルとなった時点で未だREADが
印加されておらず制御信号φ2が生成されていない。こ
うしたことから、バースト制御回路19は時間tRCD
が十分であると見なし、列アドレス制御信号φ3を制御
信号φ2から生成することに決定して切替信号φSEL
を“L”レベルに変化させる。この切替信号φSELは
バースト制御回路19から行アドレス制御回路13に出
力されているので、これを受けた行アドレス制御回路1
3は制御信号φ1の生成を停止させ、それによって、待
ち時間遅延回路によって消費される電流量を低減させる
ようにする。
【0028】次に、時刻t3になるとクロックCLKの
立ち上がりに同期してREADが印加されて信号nRE
Dが有効になり、同時に、アドレスAjには選択すべき
カラム(列)に対応する列アドレスの値(図中の「C1
-1」)が与えられる。列アドレスバッファ18は、ゲー
ト3,アドレスバッファ10を介してアドレスIAj上
に載せられた列アドレスの値を制御信号C15に従って
内部に取り込む。一方、READが印加されたことを契
機として、バースト読出制御回路15は時刻t4におい
て制御信号φ2を“H”レベルに変化させる。前述した
ように、この時点でバースト制御回路19は制御信号φ
2から列アドレス制御信号φ3を生成するため、時刻t
4から図2に示した論理回路による遅延を経た時刻t5
でバースト制御回路19は列アドレス制御信号φ3を
“H”レベルに変化させる。すると時刻t6において、
列アドレスバッファ18は時刻t3で内部に取り込んで
おいた列アドレス「C1-1」を列アドレスYjとして列
デコーダ23に出力する。この結果、列アドレス「C1
-1」に相当する列スイッチYSWが活性化される。
【0029】この後はバースト読み出し動作が行われる
ため、時刻t7におけるクロックCLKの立ち上がりを
契機としてバースト読出制御回路15は制御信号C15
を出力し、列アドレスバッファ18は出力された制御信
号C15に従って次の列アドレスの値「C1-2」をその
内部で生成する。次に、時刻t8で制御信号φ2が生成
され、その結果として時刻t9で列アドレス制御信号φ
3が生成され、その後の時刻t10で列アドレスYjと
して列アドレス「C1-2」が出力される。この後、時刻
t11においてセンスアンプ24から行アドレス「R
1」及び列アドレス「C1-1」で特定されるメモリセル
のデータ(図3中の「Q1-1」)が出力され、このデー
タはバスRbusを介してデータアンプ25からバスR
/Wbus上に出力される。このとき、パイプライン制
御回路27は時刻t4で生成された列アドレス制御信号
φ3に従って制御信号C27を有効化している。このた
め、R/Wbus上のデータ「Q1-1」はデータアンプ
28を経てデータラッチ29に取り込まれる。この後、
クロック発生器9がクロックCLK及びクロックイネー
ブル信号CKEに従って出力用クロック信号ICLKO
Eを有効化させると、データラッチ29に取り込まれた
データはデータ出力バッファ30を経てデータDQkと
してSDRAM外部に出力される。
【0030】これ以降は時刻t3〜t11について説明
したのと同様の動作がなされる。すなわち、時刻t12
において新たな列アドレス「C2-1」を指定したREA
Dが印加されると、時刻t13で制御信号φ2が生成さ
れ、これに伴って時刻t14で列アドレス制御信号φ3
が生成され、その後の時刻t15で列アドレスYjとし
て列アドレス「C2-1」が出力される。次に、時刻t1
6になると列アドレス「C1-2」に対応するデータ「Q
1-2」がデータDQkとして出力される。この後、時刻
t17において列アドレス「C2-1」に続く列アドレス
「C2-2」が列アドレスバッファ18内部で生成され
る。また、時刻t18,時刻t19においては制御信号
φ2,列アドレス制御信号φ3が順次生成されたのち、
時刻t20になると列アドレスYjとして列アドレス
「C2-2」が出力される。さらに、時刻t21になると
列アドレス「C2-1」に対応するデータ「Q2-1」がデ
ータDQkとして出力される。
【0031】以上のように、図3に示した「RASレイ
テンシ=CASレイテンシ×2」なる動作モードでは、
制御信号φ1が制御信号φ2に先行して検出され、制御
信号φ1が生成された時点で切替信号φSELが“L”
レベルに切り替わって制御信号φ1の生成が停止され、
これ以降は列アドレス制御信号φ3が制御信号φ2の生
成に合わせて生成されるようになる。
【0032】次に、図4に示すタイミングに関してSD
RAMの動作を説明する。まず時刻t31において、行
アドレス「R1」を指定したACTが印加されると、バ
ースト制御回路19はこれに同期して切替信号φSEL
を“H”レベルに変化させ、制御信号φ1から列アドレ
ス制御信号φ3を生成する状態に初期設定する。この
後、時刻t32にて列アドレス「C1-1」を指定したR
EADが印加されると、バースト読出制御回路15はこ
の後の時刻t33で制御信号φ2を生成させる。この制
御信号φ2が生成された時点では、未だ時刻t31から
時間tRCDが経過しておらずセンス完了には至ってい
ない。すなわち、時刻t31〜時間t33の期間内にお
いて制御信号φ1は未だ生成されていない。こうしたこ
とからバースト制御回路19は、センス完了の状態にな
るまで列アドレスYjの生成を待たせるために、切替信
号φSELを“H”レベルのままとして、制御信号φ1
から列アドレス制御信号φ3を生成させる状態を維持す
る。
【0033】その後、時刻t31から固定時間tRCD
が経過した時刻t34において制御信号φ1が生成され
ると、図2に示した論理回路による遅延を経た時刻t3
5において、バースト制御回路19は制御信号φ1から
列アドレス制御信号φ3を生成させる。この列アドレス
制御信号φ3の生成によって、列アドレスバッファ18
は時刻t36において列アドレスYjとして列アドレス
「C1-1」を出力する。この後、時刻t37におけるク
ロックの立ち上がりにおいて、列アドレスバッファ18
の内部では列アドレス「C1-1」に続く列アドレス「C
1-2」が生成される。次に、時刻t32におけるクロッ
クCLKの立ち上がりから時間tRCDが経過した時刻
t38では制御信号φ1が再び生成される。このため、
時刻t39において制御信号φ1から列アドレス制御信
号φ3が生成され、その後、時刻t40において列アド
レスYjとして列アドレス「C1-2」が出力される。ま
た、時刻t41になると、列アドレス「C1-1」に対応
するデータ「Q1-1」がデータDQkとして出力され
る。
【0034】これ以降の動作は上述した動作に準じる。
すなわち、時刻t42で列アドレス「C2-1」を指定し
たREADが印加されたのち、時刻t37におけるクロ
ックCLKの立ち上がりに対応して時刻t43において
制御信号φ1が生成される。これによって時刻t44で
は、制御信号φ1から列アドレス制御信号φ3が生成さ
れ、その後の時刻t45では時刻t42で与えられた列
アドレス「C2-1」が列アドレスYjとして出力され
る。そして時刻t46になると列アドレス「C1-2」に
対応するデータ「Q1-2」がデータDQkとして出力さ
れる。その後、時刻t47になる列アドレス「C2-1」
に続く列アドレス「C2-2」が列アドレスバッファ18
内部で生成される。そして時刻t48になると、時刻t
42におけるクロックCLKの立ち上がりに対応して制
御信号φ1が生成され、この制御信号φ1から列アドレ
ス制御信号φ3が時刻t49で生成される。その後、時
刻t50では時刻t47に生成された列アドレス「C2
-2」が列アドレスYjとして出力され、時刻t51にな
ると列アドレス「C2-2」に対応するデータ「Q2-1」
がデータDQkとして出力される。
【0035】そして時刻t52においてPREが印加さ
れて信号nPREが有効化されると、バースト制御回路
19は時刻t53において切替信号φSELを“L”レ
ベルに切り替える。この切替信号φSELが行アドレス
制御回路13に伝達されると、行アドレス制御回路13
制御信号φ1の生成動作を停止させて消費電流の低減を
図る。この後、時刻t54になると、列アドレス「C2
-2」に対応するデータ「Q2-2」がデータDQkとして
出力され、これをもってバースト読み出し動作が完了す
る。
【0036】以上のように、図4に示した「RASレイ
テンシ<CASレイテンシ×2」なる動作モードでは、
制御信号φ2が制御信号φ1に先行して検出される。こ
のため、ACTから時間tRCD後に生成される制御信
号φ1に従って列アドレス制御信号φ3を生成するとと
もに、それ以降の列アドレスについても、ACTに続く
クロックCLKの立ち上がりからそれぞれ時間tRCD
だけ遅延したタイミングにて制御信号φ1を生成するよ
うにしている。
【0037】最後に、図2に示した切替信号φSELの
生成するための回路ブロックについて説明する。同図に
おいて、符号51〜53は何れもインバータ,符号54
〜60は何れもNANDゲートである。このうち、NA
NDゲート56,57はフリップフロップ(以下、「F
F」と略記する)61を構成している。また、「PR
E」は図1に示した信号nPREの反転信号,「AC
T」は図1に示した信号nACTの反転信号である。最
初に図3のタイミングチャートに沿って図2に示した回
路の動きを説明する。まず、図3には示していないがA
CTを印加する前にはPREを印加してプリチャージを
行うようにしている。PREが印加されると信号PRE
が“H”レベルとなるため、信号C52が“L”レベル
となったのに伴って信号C59が“H”レベルとなる。
このときACTは印加されていないので信号C53は
“H”レベルとなるため、切替信号φSELは“L”レ
ベルに初期化される。また、信号C52が“L”レベル
となったことでFF61がセットされ、信号C57が
“H”レベルとなる。
【0038】次に、時刻t1でACTが印加されて信号
ACTが“H”レベルになると、信号C53が“L”レ
ベルとなり、その結果、切替信号φSELが“H”レベ
ルに変化して制御信号φ1側が選択されるようになる。
次に、時刻t2で制御信号φ1が“H”レベルとなると
信号C51が“L”レベルとなって信号C54が“H”
レベルとなる。また、信号C51が“L”レベルとなる
ため信号C55も“H”レベルとなり、このとくPRE
は印加されていないため信号C52も“H”レベルとな
る。このため、FF61の状態に変化はなく信号C57
は“H”レベルのままとなって、信号C58は“L”レ
ベルとなる。その結果、信号C59が“H”レベルとな
るが、この時点でACTは印加されていないので信号C
53は“H”レベルであるため、切替信号φSELが
“L”レベルに切り替わって制御信号φ2側が選択され
るようになる。この後、時刻t4にて制御信号φ2が
“H”レベルとなるが、切替信号φSELが“L”レベ
ルであることから、信号C54が“H”レベルが維持さ
れるとともに信号C55も制御信号φ2のレベルに依ら
ず“H”レベルとなる。この結果、図2に示した回路に
おける状態に変化はなく、切替信号φSELは“L”レ
ベルに維持される。これ以後の動作も同様であって切替
信号φSELは“L”レベルのままとなる。
【0039】次に、図4のタイミングチャートに沿って
図2に示した回路の動きを説明するが、時刻t33で制
御信号φ2が“H”レベルとなるまでは図3のタイミン
グチャートの場合と同様である。すなわち、ACTが印
加される前にPREが印加されることで切替信号φSE
Lが“L”レベルに初期化されるとともに、信号C52
が“L”レベルとなってFF61がセットされて信号C
57が“H”レベルとなる。また時刻t31でACTが
印加されると、信号C53が“L”レベルとなって切替
信号φSELが“H”レベルに変化する。そして、時刻
t33で制御信号φ2が“H”レベルになるが、このと
き制御信号φ1は“L”レベルであるため信号C51は
“H”レベルとなるほか、切替信号φSELも“H”レ
ベルであるため、信号C55が“L”レベルとなる。こ
のとき、PREは印加されておらず信号C52は“H”
レベルであるため、信号C55が“L”レベルとなった
ことでFF61がリセットされて信号C57は“L”レ
ベルとなる。このため、信号C58は“H”レベルとな
り、このとき信号C52,信号C53は何れも“H”レ
ベルであるため、切替信号φSELは“H”レベルが維
持される。
【0040】この後、時刻t34で制御信号φ1が
“H”レベルとなると、信号C51が“L”レベルとな
って信号C54,信号C55はいずれも“H”レベルと
なる。このときPREは印加されていないため、FF6
1の状態に変化はなく信号C57は“L”レベルのまま
であるため、信号C58は“H”レベルとなる。このと
き、信号C52,信号C53はやはり“H”レベルであ
るため、切替信号φSELは“H”レベルのままとな
る。この後、時刻t52までは同じ動作の繰り返しとな
る。そして時刻t52に至ってPREが印加されると、
信号C52が“L”レベルとなり、FF61がセットさ
れて信号C57が“H”レベルに変化する。また、信号
C52が“L”レベルとなったことで、信号C58のレ
ベルに依らず信号C59が“H”レベルとなる。このと
きACTは印加されていないため信号C53は“H”レ
ベルであることから、切替信号φSELは“L”レベル
に変化して、ACTが印加される前にPREが印加され
たときと同様の状態となる。
【0041】以上の通り、本実施形態では、切替信号φ
SELに従って制御信号φ1,制御信号φ2のうちの遅
い方の信号を選択して列アドレス制御信号φ3を生成し
ている。こうすることで、図3に示す動作モードと図4
に示す動作モードをSDRAM外部から意識してプログ
ラミングすることなく動作させられるようになる。ま
た、SDRAM内部でもACTからREADまでのサイ
クル数をカウントすることなく動作できるようになって
いる。さらに、固定時間tRCDそのものを行アドレス
制御回路13内の待ち時間遅延回路に対する遅延時間と
して設定しているため、先行技術文献のように「時間t
RCD−1サイクル」の時間を設定する必要がない。こ
のため、tRCDの測定時間とACTからセンス完了ま
での時間との間でプロセス特性・電源電圧特性・温度特
性を合わせることができる。したがって、動作マージン
を最小にした最適化設計が可能となる。
【0042】〔第2実施形態〕本実施形態によるSDR
AMの構成は基本的に第1実施形態と同じであって、バ
ースト制御回路19内における切替信号φSELの生成
条件だけが第1実施形態と異なっている。こうしたこと
から、本実施形態によるSDRAMの構成を機能ブロッ
ク図は示していない。本実施形態では、制御信号φ1が
制御信号φ2よりも遅い場合(即ち、図4に示したよう
に制御信号φ1をもとに列アドレス制御信号φ3が生成
される場合)において、読み出し動作にギャップが生じ
たときに制御信号φ1をもとに列アドレス制御信号φ3
を生成していたところを制御信号φ2をもとに列アドレ
ス制御信号φ3を生成するように切り替えるものであ
る。図5は本実施形態において切替信号φSELを生成
するためにバースト制御回路19内に設けられた回路ブ
ロックであって、第1実施形態と同じく、同図の詳細に
ついてはSDRAMの全体動作を説明してから詳述する
ことにする。
【0043】次に、図6に示すタイミングチャートを参
照して本実施形態によるSDRAMの全体動作を説明す
る。まず、同図に示す時刻t61〜時刻t65における
SDRAMの動作は、図4(第1実施形態)の時刻t3
1〜時刻t42におけるSDRAMの動作と同じであっ
て、これ以後の動作が第1実施形態と異なっている。す
なわち、第1実施形態ではACT後に最初にREADが
印加されてから2クロックサイクル後に2番目のREA
Dが印加されていた。これに対し、本実施形態では最初
にREADが印加されてから3クロックサイクル後に2
番目のREADが印加されるタイミングとなっている。
つまり本実施形態では、1個のREADにつき2ビット
のバースト読み出しを行う場合に、READが印加され
てから次のREADが印加されるまでに3クロックサイ
クルあるために、読み出し動作において1クロックサイ
クル分のギャップが生じることになる。このため、第1
実施形態のように時刻t65でREADが印加されてい
れば制御信号φ2が時刻t66で生成されるはずのとこ
ろが、本実施形態では時刻t66で制御信号φ2が生成
されることはない。
【0044】その後、時刻t67になると、時刻t64
におけるクロックCLKの立ち上がりから時間tRCD
が経過したことによって制御信号φ1が生成される。こ
のため、制御信号φ1が制御信号φ2よりも先行して検
出されることになり、バースト制御回路19は時刻t6
8で切替信号φSELを“L”レベルに変化させて、制
御信号φ2をもとに列アドレス制御信号φ3を生成する
ように切り替えを行う。このとき、バースト制御回路1
9からの切替信号φSELが行アドレス制御回路13に
伝達されると、行アドレス制御回路13は内部の待ち時
間遅延回路の動作を停止させるので、制御信号φ1はこ
れ以後生成されなくなる。その後、時刻t69において
2番目のREADが印加されたならば、これ以降の時刻
t69〜時刻t73における動作タイミングは、図3
(第1実施形態)における時刻t12〜時刻t22にお
けるのと同様であって、制御信号φ2をもとに列アドレ
ス制御信号φ3を生成しつつバースト読み出し動作が行
われてゆく。
【0045】最後に、図5に示した切替信号φSELの
生成するための回路ブロックについて説明する。同図に
おいて、符号71〜77は何れもインバータ,符号78
〜84は何れもNANDゲート,符号85〜87はいず
れもORゲートである。このうち、NANDゲート7
8,79はFF90を構成し、NANDゲート81,8
2はFF91を構成し、NANDゲート83,84はF
F92を構成している。まず、初期化時点では図示しな
いリセット信号によってFF90〜FF92が何れもリ
セットされているものとする。そして、第1実施形態で
も説明したようにACTを印加する前にPREを印加す
ると、信号C71が“L”レベルになるとともに、この
時点ではACTが印加されていないことから信号C72
は“H”レベルであり、さらにFF91はリセットされ
ていて信号C76が“H”レベルであることから、FF
90がリセットされて切替信号φSELが“L”レベル
に維持される。
【0046】次に、時刻t61でACTが印加されて信
号C72が“L”レベルになると、FF90がセットさ
れて切替信号φSELが“H”レベルに変化する。この
とき、FF92はリセットされているため信号C77は
“H”レベルとなることからORゲート85の出力が
“H”レベルとなり、また、制御信号φ2が生成されて
いないので信号C80が“H”レベルとなることから、
FF91の状態に変化はなくリセットされたままであ
る。また、制御信号φ1も生成されていないために信号
C73は“H”レベルであるとともに、制御信号φ2が
生成されていないため信号C74は“H”レベルである
ことからORゲート86の信号は“H”レベルであり、
さらに、FF91がリセットされたままであることから
信号C76は“H”レベルになってORゲート87の出
力が“H”レベルとなる。これらの条件によって、結果
的にFF92がセットされることになる。
【0047】次に、時刻t62で制御信号φ2が“H”
レベルとなると、このとき切替信号φSELは“H”レ
ベルであるほか、制御信号φ1が生成されていないため
信号C73は“H”レベルであるから、信号C80が
“L”レベルとなってFF91はセットされることにな
る。この結果、信号C76が“L”レベルとなるため、
FF90が再びセットされて切替信号φSELは“H”
レベルに維持される。また、制御信号φ2が“H”レベ
ルであるため信号C74は“L”レベルとなり、切替信
号φSELが“H”レベルであるため信号C75も
“L”レベルとなる。このためORゲート86の出力は
“L”レベルなるほか、このとき制御信号φ1が生成さ
れておらず信号C73が“H”レベルであるから、結果
的にFF92はリセットされる。
【0048】次に、時刻t63で制御信号φ1が生成さ
れて信号C73が“L”レベルとなるとFF92がセッ
トされる。また、信号C73が“L”レベルとなるため
信号C80が“H”レベルになるとともに、制御信号φ
1が“H”レベルであるためにORゲート85の出力も
“H”レベルとなって、FF91の状態に変化はなくセ
ットされたままとなる。このため、信号C76も“L”
レベルが維持されてFF90はセットされたままとな
り、切替信号φSELは“H”レベルに保たれる。この
後、制御信号φ1が“H”レベルから“L”レベルに戻
ると、例えば時刻t64におけるように、制御信号φ
1,制御信号φ2,信号PRE,信号ACTが何れも
“L”レベルとなる。
【0049】この場合、制御信号φ2が“L”レベルで
あるため、信号C74が“H”レベルとなってORゲー
ト86の出力が“H”レベルとなるほか、この時点では
FF91がセットされているため信号C76は“L”レ
ベルであり、さらに制御信号φ1が“L”レベルである
ため信号C73が“H”レベルであることから、FF9
2の状態に変化はなくセットされたままの状態となる。
その一方で、制御信号φ1が“L”レベルになってお
り、また、FF92がセットされているため信号C77
も“L”レベルとなっている。こうしたことからORゲ
ート85の出力が“L”レベルとなり、このとき制御信
号φ2は“L”レベルであるため信号C80は“H”レ
ベルであるため、結果的にFF91はリセットされる。
【0050】なお、FF91がリセットされたことで信
号C76が“H”レベルとなるが、このとき先に述べた
ようにORゲート86の出力は“H”レベルであるた
め、NANDゲート83の出力は“L”レベルであるか
ら、FF92はセットされたままの状態で変化はない。
他方で、信号C71,信号C72,信号C73は何れも
“H”レベルであり、FF91がリセットされたため信
号C76も“H”レベルとなることから、FF91の状
態に変化はなくセットされたままとなって切替出力φS
ELは“H”レベルのまま維持される。この後、制御信
号φ2,制御信号φ1が順次“H”レベルとなったのち
に両信号が“L”レベルの状態に戻るが、この場合の動
作は時刻t62〜時刻t64におけるのと同じである。
【0051】次に、時刻t66で制御信号φ2が生成さ
れなければ、時刻t67で制御信号φ1が“H”レベル
となって制御信号φ1が2回連続して生成されたことに
なる。この場合、信号C73が“L”レベルとなるため
FF92は再びセットされることになる。一方、制御信
号φ1が“H”レベルであるためORゲート85の出力
は“H”レベルとなり、また、制御信号φ2が“L”レ
ベルであることから信号C80は“H”レベルとなるこ
とから、FF91の状態に変化はなくリセットされたま
まとなる。この結果、信号C76は“H”レベルとな
り、このとき信号C71,信号C72は何れも“H”レ
ベルであるものの、信号C73が“L”レベルであるた
め、結果的にFF90がリセットされて切替信号φSE
Lは時刻t68で“L”レベルに切り替わる。
【0052】この後、時刻t70で制御信号φ2が生成
されることになる。このとき、切替信号φSELが
“L”レベルであるため信号C75は“H”レベルであ
るからORゲート86の信号は“H”レベルとなり、ま
た、FF91はリセットされているため信号C76が
“H”レベルとなってORゲート87の信号も“H”レ
ベルとなる。このため、FF92は再びセットされて信
号C77は変わらず“L”レベルとなる。一方、切替信
号φSELが“L”レベルであることから信号C80は
“H”レベルとなり、また、制御信号φ1が“L”レベ
ルであることと信号C77が“L”レベルであることか
らORゲート85の出力が“L”レベルとなり、結果的
にFF91は再びリセットされる。これらの結果、信号
C71,信号C72,信号C73,信号C76が何れも
“H”レベルとなってFF90はリセットされたままと
なり、切替信号φSELは“L”レベルのまま維持され
る。この後、さらに制御信号φ2が生成されるが、その
場合の動作はいま述べた通りであって切替信号φSEL
は“L”レベルのままとなる。
【0053】ちなみに、制御信号φ1,制御信号φ2,
信号PRE,信号ACTが何れも“L”レベルとなった
場合であるが、上述したようにFF91,FF92が共
にセットされていた場合にはFF91がリセットされる
が、上述した説明のように、FF91,FF92の一方
がセットされて他方がリセットされている場合にはFF
90〜FF92の状態に変化はないため、上述した説明
では敢えて説明していない。また、図3(第1実施形
態)に示した場合の動きは図6における時刻t65以降
と同じとなる。
【0054】以上説明したように、本実施形態では、読
み出しの無いサイクルが生じた場合には、この空きのサ
イクルを詰めてやるために、制御信号φ2から制御信号
φ1に切り替えを行っている。また、制御信号φ2へ切
り替えた後は、制御信号φ1を生成するための待ち時間
遅延回路を動作させておく必要がなくなるため、待ち時
間遅延回路の動作を停止させて消費電流を低減させてい
る。なお、図4に示したようにREADが2クロックサ
イクル毎に印加される場合には、本実施形態によるSD
RAMの動作は第1実施形態のものと全く同じになる。
また、図3に示した場合については第1実施形態でも本
実施形態でも同じ動作となる。
【0055】なお、上述した各実施形態では、リードコ
マンドに関するタイミングについてのみ説明したが、ラ
イトコマンドについても同様に本発明を適用することが
可能である。また、上述した各実施形態では本発明をS
DRAMへ適用した事例について説明したが、本発明は
SDRAMのみに限定されるものではなく、アドレスマ
ルチプレクス方式の同期型メモリ全般に本発明を適用す
ることができる。特に、ダブルデータレートSDRAM
(DDR−SDRAM)ではデータ速度がクロックの速
度の倍となることから、クロック周波数が相対的に低く
かつレイテンシも小さくなるため、本発明を適用するこ
とによる効果はいっそう顕著なものとなる。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、行ア
ドレスを指定する命令にしたがって行われるメモリセル
アレイのセンス動作の完了に相当するときから生成され
第1の制御信号と、列アドレスを指定すると共に読み
出しまたは書き込みの動作を指定する命令が供給された
ときから生成される第2の制御信号のうちの何れか遅い
信号によって第3の制御信号を生成し、該第3の制御信
号によって列アドレスをメモリセルアレイに供してい
る。また、請求項2記載の発明では、第1の制御信号か
ら第3の制御信号を生成している場合であっても、読み
出し動作や書き込み動作にギャップが生じたときには第
1の制御信号から第2の制御信号に切り替えて、第3の
制御信号を生成するようにしている。これにより、RA
Sレイテンシのプログラミングをシステムに要求せずに
済むのに加えて、レイテンシ毎に遅延時間を設計する必
要が無くなるという効果がある。また、tRCDの測定
時間とアクティブコマンドからアクセス完了に要するま
での時間との間でプロセス特性・電源電圧特性・温度特
性を合わせることができるため、動作マージンを最小と
した最適化設計が可能になる効果もある。また、請求項
3記載の発明では、第2の制御信号から第3の制御信号
を生成している間は第1の制御信号を生成させないよう
に制御している。これにより、第1の制御信号を予め設
定された時間だけ遅延させるのに必要となる遅延回路の
動作を停止させることができるため、その分、消費電流
を低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の各実施形態によるSDRAMの構成
を示すブロック図である。
【図2】 本発明の第1実施形態によるSDRAMに設
けられたバースト制御回路において、列アドレス制御信
号φ3を制御信号φ1,制御信号φ2のいずれに基づい
て生成するかを決定するための切替信号φSELを生成
する回路ブロックの回路図である。
【図3】 同実施形態において、制御信号φ1が制御信
号φ2に先行して検出される場合の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図4】 同実施形態において、制御信号φ2が制御信
号φ1に先行して検出される場合の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図5】 本発明の第2実施形態によるSDRAMに設
けられたバースト制御回路において、切替信号φSEL
を生成する回路ブロックの回路図である。
【図6】 同実施形態において、制御信号φ1をもとに
列アドレス制御信号φ3が生成されていた状態で、読み
出しギャップが生じたために、制御信号φ2をもとに列
アドレス制御信号φ3が生成される状態に切り替わった
場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図7】 従来の技術によるSDRAMの構成を示すブ
ロック図である。
【図8】 従来の技術において、RASレイテンシが
“4”,CASレイテンシが“2”の場合の動作を示す
タイミングチャートである。
【図9】 従来の技術において、RASレイテンシが
“3”,CASレイテンシが“2”の場合の動作を示す
タイミングチャートである。
【符号の説明】
1〜7,31…ゲート、8,9…クロック発生器、10
…アドレスバッファ、11…コマンドデコーダ、12…
オートリフレッシュ制御回路、13…行アドレス制御回
路、14…バースト書込制御回路、15…バースト読出
制御回路、16…モードレジスタ、17…行アドレスバ
ッファ、18…列アドレスバッファ、19…バースト制
御回路、20…プリデコーダ・ラッチ、21…行デコー
ダ、22…メモリセルアレイ、23…列デコーダ、24
…センスアンプ、25,28…データアンプ、26…書
込アンプ、27…パイプライン制御回路、29…データ
ラッチ、30…データ出力バッファ、32…データ入力
バッファ、φSEL…切替信号、φ1,φ2…制御信
号、φ3…列アドレス制御信号、Aj,CAj,CA1
0,CA11,IAj…アドレス、CLK,ICLK…
クロック、CKE…クロックイネーブル信号、DQk…
データ、ICLKOE…出力用クロック信号、RA…リ
フレッシュアドレス、Rbus,R/Wbus,Wbu
s…バス、Word…ワード線、Xj…行アドレス、Y
j…列アドレス、YSW…列スイッチ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセルアレイ上のメモリセルを特定
    る行アドレス及び列アドレス指定する命令が時分割
    されて順に供給され同期式半導体記憶装置において、 前記行アドレスを指定する命令にしたがって行われる前
    記メモリセルアレイのセンス動作の完了に相当するとき
    から第1の制御信号を生成する第1の信号生成手段と、前記列アドレスを指定すると共に読み出しまたは書き込
    みの動作を指定する命令が供給されたときから 第2の制
    御信号を生成する第2の信号生成手段と、 前記第1の制御信号及び前記第2の制御信号のうち何れ
    か遅い信号によって第3の制御信号生成する第3の信
    号生成手段とを有し、 前記第3の制御信号によって前記列アドレスを前記メモ
    リセルアレイに供給 することを特徴とする同期式半導体
    記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記第3の信号生成手段は、前記第1の
    制御信号から前記第3の制御信号を生成しているとき
    に、前記メモリセルアレイに対する読み出し動作又は書
    き込み動作にギャップが生じたことを検出して、前記第
    3の制御信号の生成元となる信号を前記第1の制御信号
    から前記第2の制御信号に切り替えることを特徴とする
    請求項1記載の同期式半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の信号生成手段は、前記第3の
    信号生成手段が前記第2の制御信号をもとに前記第3の
    制御信号を生成している間は、前記第1の制御信号の生
    成動作を停止させることを特徴とする請求項1又は2記
    載の同期式半導体記憶装置。
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