JP3789542B2 - メモリ制御回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はメモリ制御回路に関する。
近年、DRAM(Dynamic Randum Access Memory)、SRAM(Static Randum Access Memory) 等のメモリ装置においては、高速化を図るためにATD(Adrress Transision Detector) 回路等の種々の回路が内蔵されてきている。
【0002】
特に、ATD回路はメモリ素子から高速にデータを読み出したりするメモリ動作の高速化の為に殆どのメモリ装置に採用されている。ATD回路については後述の従来技術で説明するが、そのATD回路によるメモリ装置の誤動作が多いので、それを回避できるような機能が要望されている。
【0003】
【従来の技術】
図7に従来のメモリ装置(DRAM)のブロック構成図を示し、その説明を行う。
【0004】
この図において、11はDRAM、12はCPU、13はマルチプレクサ(MUX)、14はDRAMコントローラである。
また、DRAM11は、15で示すメモリ素子、16で示すセンスアンプ、17で示す行デコーダ、18で示す列デコーダ、19で示す行ラッチ回路、20で示す列ラッチ回路、21で示すATD回路、22で示す制御回路を具備して構成されている。
【0005】
CPU12は、MUX13及びDRAMコントローラ14に接続されており、MUX13へ行(Row) アドレス信号24、列(Column)アドレス信号25、及び行/列アドレス切替クロック信号23を出力し、また、コントローラ14へRAS(Row Address Strobe)発生クロック信号26、CAS(Column Address Strobe) 27、及びリード/ライト信号28を出力する。
【0006】
MUX13は、ATD回路21、行ラッチ回路19、及び列ラッチ回路20に接続されており、CPU12から送られてきた行アドレス信号24及び列アドレス信号25を、図8に示すように、行/列アドレス切替クロック信号23の立ち下がりエッジ毎に行アドレス信号24と列アドレス信号25とが切り替わる行/列アドレス信号29をATD回路21、行ラッチ回路19、及び列ラッチ回路20へ出力する。但し、MUX13と、各回路21,19及び20を接続するアドレス線はn本とする。
【0007】
DRAMコントローラ14は、制御回路22に接続されており、図8に示すように、RAS発生クロック信号26からRAS信号30を生成し、CAS発生クロック信号27からCAS信号31を生成し、また、リード/ライト信号28からOE(Out Enable)信号32とWE(Write Enable)信号33とを生成し、各生成された信号30〜33を制御回路22へ出力する。
【0008】
DRAM11における各構成要素の接続は、ATD回路21の出力側が行デコーダ17及びセンスアンプ16の制御入力側に接続されている。制御回路22の出力側が行ラッチ回路19の制御入力側と、列ラッチ回路20の制御入力側と、センスアンプ16の制御入力側に接続されている。
【0009】
また、行ラッチ回路19の出力側が行デコーダ17の入力側に、行デコーダ17の出力側がメモリ素子15のアドレス線に、列ラッチ回路20の出力側が列デコーダ18の入力側に、列デコーダ18の出力側がセンスアンプ16を介してメモリ素子15のビット線に接続されている。センスアンプ16には符号34で示すメモリ素子15へのデータ(入出力データ)の入出力が行われるようになっている。
【0010】
制御回路22は、RAS信号30に対応するRAS信号35を行ラッチ回路19へ出力し、CAS信号31に対応するCAS信号36を列ラッチ回路20へ出力し、更に、OE信号32とWE信号33の何れかであるO/W信号37をセンスアンプ16へ出力する。
【0011】
行ラッチ回路19は、RAS信号35の「H」レベルから「L」レベルへの立ち下がりエッジによって、行アドレスを示す行/列アドレス信号29をラッチし、行デコーダ17を介してメモリ素子15へ出力する。この行アドレス信号によってメモリ素子15の行アドレスが指定される。
【0012】
列ラッチ回路20は、CAS信号36の立ち下がりエッジによって、列アドレスを示す行/列アドレス信号29をラッチし、列デコーダ18及びセンスアンプ16を介してメモリ素子15へ出力する。
【0013】
この列アドレス信号によってメモリ素子15の列アドレスが指定される。この指定で行列アドレスが指定されるので、ここで、センスアンプ16に供給されるO/W信号37が、OE信号32の場合にセンスアンプ16を介してメモリ素子15に記憶されたデータが読みだされ、WE信号33の場合にセンスアンプ16を介してメモリ素子15へデータが書き込まれることになる。
【0014】
ATD回路21は、行/列アドレス信号29の行アドレスから列アドレスへの切り替わりである遷移を検出することによって第1ATDパルス38を行デコーダ17を介してメモリ素子15へ出力し、遷移後の列アドレスが”0”又は”1”に確定したことを検出することによって第2ATDパルス39をセンスアンプ16へ出力する。
【0015】
第1ATDパルス38は、図9に示すように、メモリ素子15内の相補ビット線であるBITと/BIT間に接続されたトランジスタ42のゲート端に供給されるようになっている。但し、BITはビット線を示し、図にはBITと示すが、以降BIT線と表現する。また、/BITはバービット線を示し、図には/BITと示すが、以降/BIT線と表現する。
【0016】
BIT線及び/BIT線は、ペアでセンスアンプ16に接続されており、BIT線には、メモリ素子15内のセル40,41が接続されている。また、各セル40,41は図10に示すようにコンデンサ43とトランジスタ44とを具備して構成されており、トランジスタ43のゲート端がアドレス線42に接続され、ドレイン端がBIT線に接続され、ソース端がコンデンサ43を介して接地されている。
【0017】
BIT線と/BIT線は、図11に示すように、通常はBIT線が”1”であれば/BIT線が”0”、BIT線が”0”であれば/BIT線が”1”と必ず相反するレベルとなる。
【0018】
しかし、同図11に示すように第1ATDパルス38が図9に示したトランジスタ42のゲート端に供給され、トランジスタ42がオン状態となるとイコライズ動作が行われる。
【0019】
イコライズ動作とは、BIT線及び/BIT線の電位を中間電位(1/2Vcc)とすることによってセンスアンプ16をリセットすることである。
このイコライズ時に、コンデンサ43の電荷が1/2Vccよりも高いレベルを保持していればCAS信号36で読み出しを行った際に1/2Vccよりも僅かに高いレベルが出力される。
【0020】
その後、図11に示すように、第2ATDパルス39によってセンスアンプ16を作動させ、その1/2Vccよりも僅かに高いレベルを増幅すれば”1”のデータがセンスアンプ16から出力される。
【0021】
逆に、イコライズ時に、1/2Vccよりも僅かに低いレベルが出力された場合、センスアンプ16を作動させ、その僅かに低いレベルを増幅すれば”0”のデータがセンスアンプ16から出力される。
【0022】
このように、行/列アドレスの遷移検出によってセンスアンプ16のリセットを済ませておけばCAS信号36によって決定されるアドレスのデータを非常に速く出力することが可能となる。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したATD回路21は、遷移が正常に行われた場合に第1ATDパルス38を出力することを前提としている。行/列アドレス信号29の遷移が正常に行われなかった場合は、行/列アドレス信号29に、図12に符号46で示すようにグリッチと呼ばれる細いパルスのノイズが発生したり、符号47で示すように段差レベルのノイズが発生したりする。それらノイズの発生はアドレス制御回路であるMUX13のスイッチング時に生じる。
【0024】
図13に示すように、行/列アドレス信号29が行アドレス49から列アドレス50に切り替わるタイミングは、RAS信号35の立ち下がりエッジ51とCAS信号36の立ち下がりエッジ52との間しかない。
【0025】
従って、符号53で示すRAS信号35の立ち下がりエッジによって取り込まれる行アドレスと、符号54で示すCAS信号36の立ち下がりエッジによって取り込まれる列アドレスの切り替わり目でグリッチ又は段差が発生することになる。
【0026】
ATD回路21が、そのグリッチ又は段差を検出した場合、その検出によって出力される第1ATDパルス38の幅が狭くなるので、イコライズ動作が十分に行われないため、センスアンプ16での増幅データが誤る問題、即ち、”0”と”1”が逆になったり、破壊されたりする問題があった。
【0027】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、行/列アドレス信号の遷移検出に応じたイコライズ動作及びセンスアンプ動作によるデータの誤りを防止することができるメモリ制御回路を提供することを目的としている。
【0028】
【課題を解決するための手段】
図1に本発明の原理図を示す。この図1に示すメモリ制御回路は、行/列アドレス信号29における行アドレス信号から列アドレス信号への遷移を検出することによりイコライズ動作を行うメモリ装置11に接続され、行アドレス信号の取り込み制御を行うRAS信号30の入力時にメモリ装置11へ出力される行/列アドレス信号29を遮断状態とし、列アドレス信号の取り込み制御を行うCAS信号31の入力時に行/列アドレス信号29を通過状態とする信号通過/遮断手段100と、信号通過/遮断手段100及びメモリ装置11に接続され、信号通過/遮断手段100を通過する行/列アドレス信号29を保持し、この保持行/列アドレス信号29を遮断状態時にメモリ装置11へ出力する保持手段61とを具備して構成し、またメモリ装置11に接続され、遮断状態から通過状態への切り替わり時に行/列アドレス信号29における列アドレス信号を取り込めるタイミングにCAS信号31を遅延する遅延手段64とを具備して構成したものである。
【0029】
このような構成によれば、遮断状態では、この前の状態で保持手段61に保持されていた行/列アドレス信号29がメモリ装置11へ出力されるので信号29の状態が継続される。ここで、行アドレス信号から列アドレス信号への遷移が行われ、この時にノイズが発生したとしても遮断状態なのでノイズは消失することになる。
【0030】
その後、CAS信号31入力によって通過状態となると列アドレス信号がメモリ装置11へ出力されるが、遅延手段64で遅延したCAS信号でその列アドレス信号を確実にラッチできる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図2は本発明の第1実施形態によるメモリ制御回路のブロック構成図である。この図2に示す第1実施形態において図7に示した従来例の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0032】
この図2に示す第1実施形態が図7に示した従来例と異なる点は、符号60で示すメモリ制御回路をDRAM11に接続した点にある。
このメモリ制御回路60は、従来例で説明したように、行/列アドレス信号29の遷移が正常に行われなかった場合に発生するグリッチ又は段差をATD回路21が検出し、この検出によって幅の狭い第1ATDパルス38が出力された場合にイコライズ動作が十分に行われないため、センスアンプ16での増幅データが誤ることを解消するものである。
【0033】
図3に示すように、符号59で示すグリッチ(又は段差)の発生は、従来例で説明したように、時刻t1〜t2間に示すRAS信号30に対応するRAS信号35で取り込まれる行アドレスと、CAS信号31に対応するCAS信号36で取り込まれる列アドレスとの間でしかありえない。そこで、メモリ制御回路60によって、その間にグリッチ又は段差が発生しないようにした。
【0034】
メモリ制御回路60は、符号61で示すホールド回路と、62で示すトライステートバッファと、63で示す一入力端が反転入力端とされた2入力アンド回路と、64で示す遅延回路とを具備して構成されている。
【0035】
その接続は、MUX13の出力端にトライステートバッファ62の入力端が接続され、DRAMコントローラ14のRAS信号30の出力端にアンド回路63の反転入力端及び制御回路22のRAS信号入力端に、CAS信号31の出力端に他入力端及び遅延回路64の入力端に、また遅延回路64の出力端が制御回路22のCAS信号入力端に接続されている。
【0036】
更に、アンド回路63の出力端がトライステートバッファ62のハイインピーダンス制御端に、トライステートバッファ62の出力端がホールド回路61及びATD回路21、行ラッチ回路19及び列ラッチ回路20の入力側に接続されている。
【0037】
ホールド回路61は、抵抗器65、インバータ66,67を具備して構成されており、インバータ66の入力端が抵抗器65を介してトライステートバッファ62の出力端に接続され、そのインバータ66の出力端が他方のインバータ67の入力端に、インバータ67の出力端が抵抗器65及びインバータ66の入力端間に接続されている。
【0038】
アンド回路63は、図3のタイミングチャートの時刻t3とt4間に示すように、DRAMコントローラ14から出力されるRAS信号30とCAS信号31が「H」の場合に、「L」の信号をトライステートバッファ62の制御端へ出力する。
【0039】
この場合、トライステートバッファ62は、MUX13から出力される行/列アドレス信号29をATD回路21方向へ通過させる状態となる。ここでバッファ62を通過した行/列アドレス信号29が”0”であれば、ホールド回路61のインバータ66に抵抗器65を介して”0”が入力され、これによりインバータ66の出力データが”1”となり、インバータ67の出力データが”0”となる。
【0040】
一方、行/列アドレス信号29が”1”であれば、インバータ66に抵抗器65を介して”1”が入力され、これによりインバータ66の出力データが”0”となり、インバータ67の出力データが”1”となる。
【0041】
つまり、バッファ62を通過した行/列アドレス信号29の”0”又は”1”の状態がホールド回路61に保持される。
また、図3に示すように、時刻t5においてRAS信号30が「H」から「L」に立ち下がると、アンド回路63の出力データが「L」となってバッファ62に供給されるので、バッファ62がハイインピーダンス状態となる。
【0042】
この場合、バッファ62は、MUX13から出力される行/列アドレス信号29を遮断する状態となる。ここでバッファ62から信号29が出力されないので、ハイインピーダンス状態以前にホールド回路61に保持されていた行/列アドレス信号29の”0”又は”1”の信号、即ち行/列アドレス信号29がATD回路21、行ラッチ回路19及び列ラッチ回路20へ出力されることになる。
【0043】
つまり、行/列アドレス信号29の”0”又は”1”の状態が継続されることになるので、RAS信号36で行アドレスがラッチされる。
このハイインピーダンス状態において、図3に示す時刻t6において行アドレスから列アドレスに切り替わるが、この時、符号59で示したようなグリッチが発生したとしてもバッファ62が信号遮断状態となっているので、そのグリッチは消失することになる。
【0044】
その後、時刻t7においてCAS信号31が「H」から「L」に立ち下がると、バッファ62が信号通過状態となり、バッファ62の入力端に供給されていた列アドレスがATD回路21、行ラッチ回路19及び列ラッチ回路20へ出力される。
【0045】
つまり、ATD回路21から見ると、行アドレス信号から列アドレスへの遷移が時刻t7の時点で行われたことになる。この時点での遷移においては、既に前記したようにグリッチが発生していたとしても回避されているので、ATD回路21は正常な遷移を検出することができ、これによって正常なイコライズ動作及びセンスアンプ動作が行われることになる。
【0046】
また、「H」から「L」に立ち下がったCAS信号31は、遅延回路64によって、時刻t7で切り替わった列アドレスを列ラッチ回路20で確実にラッチできるように時刻t8まで遅延させられ、制御回路22へ出力される。
【0047】
つまり、遅延回路64の遅延時間には、CAS信号31が「H」から「L」となることによって行アドレスから切り替わった列アドレスを、CAS信号36でラッチできるセットアップ時間が設定される。
【0048】
以上説明した第1実施形態においては、行/列アドレス信号29における行アドレスから列アドレスへの遷移時にグリッチ又は段差ノイズが発生しないようにした。従って、従来のように、ATD回路21が、そのグリッチ又は段差を検出することにより第1ATDパルス38の幅が狭くなり、これによってイコライズ動作が十分に行われないため、センスアンプ16での増幅データが”0”と”1”が逆になったり、破壊されたりするといったことがなくなる。
【0049】
次に、第2実施形態を図4を参照して説明する。但し、図4に示す第2実施形態において図2に示した第1実施形態の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0050】
この図4に示す第2実施形態が図2に示した第1実施形態と異なる点は、図4に示すように、アンド回路63、トライステートバッファ62及びホールド回路61を用い、アンド回路63の反転入力端をCPU12のRAS発生クロック信号26の出力端に接続し、他入力端をCAS発生クロック信号27の出力端に接続し、更に、DRAMコントローラ14のCAS信号31の出力端を制御回路22の入力側に接続してメモリ制御回路69を構成した点にある。
【0051】
このような構成によれば、アンド回路63には、RAS信号30とCAS信号31とを生成するためのRAS発生クロック信号26とCAS発生クロック信号27とが入力されるので、アンド回路63は、第1実施形態で説明したと同様な動作を行う。
【0052】
但し、双方のクロック信号26,27は、RAS信号30及びCAS信号31よりも早く定まるので、第1実施形態で説明したよりも早いタイミングでバッファ62のハイインピーダンス状態の設定/解除の制御を行うことになる。
【0053】
即ち、RAS発生クロック信号26が「H」から「L」に立ち下がると、アンド回路63の出力データが「L」となってバッファ62に供給され、バッファ62がハイインピーダンス状態となる。
【0054】
この場合、バッファ62は、行/列アドレス信号29を遮断し、ハイインピーダンス状態以前にホールド回路61に保持されていた”0”又は”1”の行/列アドレス信号29がATD回路21、行ラッチ回路19及び列ラッチ回路20へ出力されることになる。
【0055】
つまり、行/列アドレス信号29の”0”又は”1”の状態が継続されることになるので、RAS信号36で行アドレスがラッチされる。
このハイインピーダンス状態において、行/列アドレス信号29が行アドレスから列アドレスに切り替わり、この時、グリッチが発生したとしてもバッファ62が信号遮断状態となっているので、そのグリッチは消失することになる。
【0056】
その後、CAS発生クロック信号27が「H」から「L」に立ち下がると、バッファ62が信号通過状態となり、バッファ62の入力端に供給されていた列アドレスがATD回路21、行ラッチ回路19及び列ラッチ回路20へ出力される。
【0057】
その信号通過状態の時点での、ATD回路21から見た行アドレス信号から列アドレスへの正常な遷移が、ATD回路21で検出されるので、正常なイコライズ動作及びセンスアンプ動作が行われることになる。
【0058】
また、列アドレスをラッチするCAS信号36は、遷移を行ったCAS発生クロック信号27よりも遅いタイミングでDRAMコントローラ14から出力されるCAS信号31に対応した信号なので、第1実施形態のように遅延回路64で遅延させなくとも、先の信号通過状態の時点で切り替わった列アドレスを列ラッチ回路20で確実にラッチできる。
【0059】
以上説明した第2実施形態においても第2実施形態同様の効果を得ることができ、更には遅延回路64が不用な分、第1実施形態よりも小型化が図れる。
次に、第3実施形態を図5を参照して説明する。但し、図5に示す第3実施形態において図2に示した第1実施形態の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0060】
この図5に示す第3実施形態が図2に示した第1実施形態と異なる点は、図5に示すように、アンド回路63及びイクスクルーシブオア回路(EXOR)71を用い、アンド回路63の反転入力端をDRAMコントローラ14のRAS信号30の出力端に接続し、他入力端をCAS信号31の出力端に接続し、EXOR回路71の一入力端をMUX13の出力端に、他入力端をアンド回路63の出力端に接続してメモリ制御回路72を構成した点にある。
【0061】
即ち、アンド回路63の入力側の接続構成は第1実施形態で説明したと同様となる。従って、アンド回路63は、図6のタイミングチャートの時刻t1とt3間に示すように、RAS信号30とCAS信号31が「H」の場合に、「L」のデータをEXOR回路71の一方の入力端へ出力する。
【0062】
この場合、EXOR回路71は、時刻t2で切り替わった行/列アドレス信号29の行アドレスを、ATD回路21、行ラッチ回路19及び列ラッチ回路20へ出力する。その後、時刻t4において、RAS信号30が立ち下がると、アンド回路63の出力データが「H」となってEXOR回路71に供給されるので、時刻t5に示すように行アドレスのデータが反転することになる。
【0063】
この反転、即ち遷移においてはグリッチ等のノイズが発生することがないので、ATD回路21は適正なイコライズ動作及びセンスアンプ動作の制御を行うことができる。
【0064】
その後、時刻t6において、行アドレスから列アドレスへ遷移し、この時、符号74で示すようにグリッチが発生したとしても、既に、イコライズ動作及びセンスアンプ動作の内部動作が完了しているので誤動作となることはない。また遷移した列アドレスも行アドレス同様反転している。
【0065】
そして時刻t7において、CAS信号31が立ち下がると、アンド回路63の出力データが「L」となってEXOR回路71へ供給され、列アドレス信号が反転して時刻t5での強制反転以前の状態に戻るが、列ラッチ回路20においては、時刻t5の強制反転による行アドレスと同モードの列アドレスが時刻t7のCAS信号31に応じたCAS信号36でラッチされることになる。
【0066】
従って、強制反転によってアドレスの論理が逆になるが読み出し時も書き込み時も同論理でアクセスがなされるのでデータの論理が誤る問題はない。
以上説明した第3実施形態においても第1実施形態同様の効果を得ることができ、更には、より簡単な回路で構成が可能となる。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のメモリ制御回路によれば、メモリ装置の行/列アドレス信号の遷移検出に応じたイコライズ動作及びセンスアンプ動作によるデータの誤りを防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の第1実施形態によるメモリ制御回路のブロック構成図である。
【図3】図2に示す第1実施形態のメモリ制御回路の動作説明タイミングチャートである。
【図4】本発明の第2実施形態によるメモリ制御回路のブロック構成図である。
【図5】本発明の第3実施形態によるメモリ制御回路のブロック構成図である。
【図6】図5に示す第3実施形態のメモリ制御回路の動作説明タイミングチャートである。
【図7】従来のメモリ装置(DRAM)のブロック構成図である。
【図8】CPUによるメモリ制御のタイミングチャートである。
【図9】ATD回路の動作説明図である。
【図10】メモリ素子のセル構成図である。
【図11】イコライズ動作及びセンスアンプ動作の説明図である。
【図12】行/列アドレス信号に発生するノイズを示す図である。
【図13】行/列アドレス信号の正常/異常遷移を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
11 メモリ装置
29 行/列アドレス信号
30 RAS信号
31 CAS信号
60 メモリ制御回路
61 保持手段
64 遅延手段
100 信号通過/遮断手段
Claims (2)
- 行アドレス信号から列アドレス信号への遷移を検出することによりイコライズ動作を行うメモリ装置のメモリ制御回路であって、
前記メモリ装置に接続され、該行アドレス信号の取り込み制御を行うRAS信号の入力時に該メモリ装置へ出力される行/列アドレス信号の論理を反転する強制遷移を行い、該列アドレス信号の取り込み制御を行うCAS信号の入力時に該強制遷移により反転された論理を元に戻す制御を戻す制御を行う反転手段を具備し、
前記強制遷移により前記メモリ装置がイコライズ動作を開始し、該イコライズ動作が行アドレス信号から列アドレス信号への遷移時までに完了するように制御することを特徴とするメモリ制御回路。 - 前記強制遷移後に前記反転手段に入力される前記CAS信号によって前記行/列アドレス信号の論理が元に戻る前に、同CAS信号によって論理が反転された列アドレス信号が取り込めるようにタイミングが取られていることを特徴とする請求項1記載のメモリ制御回路。
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