JP4000028B2 - 同期型半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期型半導体記憶装置に係り、特にメモリセルアレイに対するランダムなデータの読み書きを高速に行う機能を有する高速ランダムサイクル方式の同期型半導体メモリ(FCRAM)に関するもので、たとえば高速サイクル型のシンクロナスFCRAM(SDR−FCRAM)、さらにその2倍のデータ転送レートを実現するダブルデータレート型のシンクロナスFCRAM(DDR−FCRAM)などに用いられるものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、DRAM(ダイナミック型ランダムアクセスメモリ)のデータアクセス速度を、SRAM(スタティック型ランダムアクセスメモリ)並に高速化し、高いクロック周波数による高いデータバンド幅(単位時間当たりのデータバイト数)を可能にしたシンクロナスDRAM(SDRAM)が発案されている。このSDRAMは、4M(メガ)ビット/16MビットDRAM世代より既に実用化されている。64MビットDRAM世代では、全てのDRAM使用量の大部分をSDRAMが占めている。また、最近では、SDRAMをさらに高速化する試みがなされている。たとえば、従来の2倍のデータ転送レートで動作するダブルデータレートSDRAM(DDR−SDRAM)が提案され、製品化が進められている。
【0003】
SDRAMの場合、データ転送レートの高速化、すなわちバンド幅の向上が進む一方で、メモリコアのセルデータのランダムアクセスに関しては高速化が難しいという問題があった。つまり、ロウアクセスが変化した異なる行アドレス(ロウアドレス)からのデータアクセスは、DRAM特有の破壊読出しと増幅動作とが必要であり、さらには、次のコアアクセスに先立つプリチャージ動作に一定の時間(コアレーテンシ)を必要とする。このため、コアのサイクルタイム(ランダムサイクルタイムtRC)の大幅な高速化は困難であった。
【0004】
この問題を解決するため、コアのアクセスおよびプリチャージ動作をパイプライン化し、従来のSDRAMのランダムサイクルタイムtRCを1/2以下に短縮した高速サイクルRAM(Fast Cycle RAM=FCRAM)が、“a 20ns Random Access Pipelined Operation DRAM”(VLSI Symp. 1998)により提案されている。このようなFCRAMは、ランダムデータを高速に転送するようなネットワークの分野において、従来のSRAMが用いられてきたランスイッチ(LANSwitch)やルーターなどを中心に、その製品化が始まろうとしている。
【0005】
ここで、FCRAMの基本動作である、コマンド体系について簡単に説明する(詳細については、たとえば特願平11−373531号(特開2001−189077号公報)参照)。
【0006】
図8は、コマンド入力によるFCRAMの状態の変化を示すものである。ここでは、第1のコマンドであるファーストコマンド(1st Command)と第2のコマンドであるセカンドコマンド(2nd Command)との組み合わせにより、コマンド入力を確定する様子を示している。
【0007】
図9(a),(b)は、図8のコマンドとそれに対応したピン入力との関係(ファンクションテーブル)を示すものである。
【0008】
FCRAMでは、通常、回路内部動作を制御するコマンドを入力するための外部端子として、チップセレクト(/CS)ピンとファンクションコントロール(FN=ロウアドレスストローブ/RAS)ピンの2つが割り当てられている。2ピンのみを個々に使用して、1サイクルのコマンドで多くのコマンド入力を確定するのは不可能である。そこで、ファーストコマンドとセカンドコマンドとを組み合わせることによって、/CSピンとFNピンとの2ピンのみによる、複数のコマンド入力の確定を可能にしている。
【0009】
図8において、ライトアクティブコマンドWRA(Write with Auto−close)およびリードアクティブコマンドRDA(Read with Auto−close)が、ファーストコマンドである。ローワアドレスラッチコマンドLAL(Lower Address Latch)、モードレジスタセットコマンドMRS(Mode Register Set)およびオートリフレッシュコマンドREF(Auto Refresh)が、セカンドコマンドである。
【0010】
図9に示すように、ファーストコマンドでは/CSピンが“L”であり、FNピンが“H”のときはリードアクティブコマンドRDAを、FNピンが“L”のときはライトアクティブコマンドWRAを、それぞれコマンド入力として確定する。また、セカンドコマンドでは、/CSピンが“H”のときはローワアドレスラッチコマンドLALを、/CSピンが“L”のときはモードレジスタセットコマンドMRS,オートリフレッシュコマンドREFを、それぞれコマンド入力として確定する。
【0011】
すなわち、図8に示すように、待機状態(STANDBY)でのファーストコマンドおよびセカンドコマンドの入力において、直接、リードアクティブコマンドRDAあるいはライトアクティブコマンドWRAが与えられる。図9に示したテーブルから明らかなように、/CSピンを“L”レベルにしたときにコマンドの入力が受け付けられる。リードとライトのコマンドの区別は、FNピンに与えられる入力のレベルによって識別される。この例では、リードであればFNピンが“H”レベルに、ライトであればFNピンが“L”レベルに、それぞれセットされる。
【0012】
また、ファーストコマンドで、センスアンプの分割デコード用のロウアドレスを与えることもできる。ただし、パッケージのピン数には制限がある。そのため、既存の制御ピンをアドレスピンとして転用し、ピン数の増加を抑えている。
【0013】
図10は、制御ピンの一部をアドレスピンとして転用した方式の、ダブルデータレート型のシンクロナスFCRAM(DDR−FCRAM)のパッケージのピン割当てを、DDR−SDRAMのピン割当てと対比して示すものである。なお、ここでは、JEDEC(Joint Electron Devices Engineering Council)で標準化された、66ピンのTSOP(Thin Small Outline Package)を例に説明する。
【0014】
この例では、SDRAMにおけるカラムアドレスストローブ(/CAS)ピンおよびライトイネーブル(/WE)ピンを、それぞれ、アドレスピンA13,A14として転用している。これにより、センスアンプのデコードを増やし、活性化するセンスアンプの数を限定するという長所を損なうことはない。
【0015】
また、ファーストコマンドで取り込むアドレスをアッパーアドレスUA、セカンドコマンドで取り込むアドレスをローワアドレスLAと称している。
【0016】
まず、ファーストコマンドにおけるクロックの立ち上がりエッジで、通常のアドレスピンA0〜A12、および、/WEピン,/CASピンに対応するアドレスピンA13,A14からアッパーアドレスUAを取り込む。ファーストコマンドがリードであれば、この行アドレスにしたがってワード線WLを選択する。そして、その選択ワード線WLにつながるメモリセルMCからのデータを、ビット線対BLn,/BLnに読み出す。また、読み出したデータを、ビット線センスアンプS/Aで増幅する。ファーストコマンドの入力によって、ここまでの動作が完了する。なお、図10において、/WEピンおよび/CASピンはアドレス入力によってレベルが変化する。また、/RASピンのレベルはFNによって変化する。
【0017】
次に、ファーストコマンドの入力から1クロックサイクル後に、セカンドコマンドとして、ローワアドレスラッチコマンドLAL、モードレジスタセットコマンドMRS、オートリフレッシュコマンドREFのいずれかを入力する。
【0018】
上述のセカンドコマンドにおいて、/CSピンを“H”レベルにセットして、アドレスピンA0〜A14からカラムアドレスCA0−j(ローワアドレスLA)を取り込んだ例を以下に示す。この場合、セカンドコマンドは、カラムアドレスを取り込むだけで済む。すなわち、カラムアドレスに対応したカラム選択線CSLを選択する。こうして、ビット線センスアンプS/Aで増幅されたデータを、データ線MDQ対に転送する。そして、そのデータを再びリードバッファ(セカンダリセンスアンプ)DQRBで増幅する。最後に、このデータを出力ピンより出力する。
【0019】
上述したような動作を実現するためのコマンドデコーダは、たとえば図11乃至図13に示すように、コントローラ、ファーストコマンド用デコーダおよびセカンドコマンド用デコーダにより構成される。
【0020】
図11は、コマンドデコーダの動作を制御するためのコントローラの具体的な構成例を示すものである。図12はアッパー側のコマンドデコーダの具体的な構成例を、図13はローワ側のコマンドデコーダの具体的な構成例を、それぞれ示すものである。
【0021】
図11に示すコントローラは、インバータ101〜111、クロックドインバータ121〜126、ナンドゲート131〜134およびノアゲート141から構成されている。
【0022】
外部クロック信号を内部でバッファリングした信号CLKINおよびその逆相信号bCLKINで制御されるクロックドインバータ121の入力端には、/CSピンからの外部入力を内部でバッファリングした信号bCSINが供給される。このクロックドインバータ121の出力端には、インバータ101の入力端が接続されている。
【0023】
信号CLKIN,bCLKINで制御されるクロックドインバータ122の出力端は、上記インバータ101の入力端に接続されている。また、このクロックドインバータ122の入力端は、上記インバータ101の出力端に接続されている。
【0024】
また、上記インバータ101の出力端は、ノアゲート141およびナンドゲート131の一方の入力端にそれぞれ接続されている。このノアゲート141の他方の入力端には、インバータ103の出力端が接続されている。上記ナンドゲート131の他方の入力端には、インバータ104の出力端が接続されている。このインバータ104の入力端には、上記インバータ103の出力端が接続されている。このインバータ103の入力端には、信号CLKINが供給される。
【0025】
上記ノアゲート141の出力端には、インバータ102の入力端が接続されている。このインバータ102の出力端からは、信号bCSLTCが出力される。この信号bCSLTCは、外部入力/CSを内部でバッファリングし、半クロックラッチした信号である。
【0026】
上記ナンドゲート131の出力端には、インバータ105の入力端が接続されている。このインバータ105の出力端からは、信号NOPLTCが出力される。
【0027】
一方、コマンドRDAが入力されたことを表わす信号bCOLACTRUは、各ナンドゲート132,133の一方の入力端にそれぞれ供給される。コマンドWRAが入力されたことを表わす信号bCOLACTWUは、各ナンドゲート132,134の他方の入力端にそれぞれ供給される。
【0028】
ナンドゲート132の出力端は、信号bCLKIN,CLKINで制御されるクロックドインバータ123の入力端に接続されている。このクロックドインバータ123の出力端には、インバータ106の入力端が接続されている。このインバータ106の出力端には、信号CLKIN,bCLKINで制御されるクロックドインバータ125の入力端が接続されている。このクロックドインバータ125の出力端には、インバータ107の入力端が接続されている。このインバータ107の出力端には、三段のインバータ108,109,110が接続されている。その三段目のインバータ110の出力端からは、信号bACTUDSBが出力される。
【0029】
なお、信号CLKIN,bCLKINで制御されるクロックドインバータ124の出力端は、上記インバータ106の入力端に接続されている。また、このクロックドインバータ124の入力端は、上記インバータ106の出力端に接続されている。また、信号bCLKIN,CLKINで制御されるクロックドインバータ126の出力端は、上記インバータ107の入力端に接続されている。また、このクロックドインバータ126の入力端は、上記インバータ107の出力端に接続されている。
【0030】
さらに、上記ナンドゲート133の他方の入力端には、上記ナンドゲート134の出力端が接続されている。このナンドゲート134の一方の入力端には、上記ナンドゲート133の出力端が接続されている。そして、上記ナンドゲート133の出力端からは、信号PCREADが出力される。また、上記ナンドゲート133の出力端は、インバータ111の入力端に接続されている。そして、このインバータ111の出力端からは、信号PCWRITEが出力される。
【0031】
図12に示すアッパー側のコマンドデコーダは、インバータ151〜156、ナンドゲート161およびノアゲート171から構成されている。
【0032】
信号bCSLTCは、図11に示したコントローラから、インバータ151の入力端に供給される。信号bRASLTCは、インバータ154の入力端に供給される。信号bRASLTCは、外部入力/RAS(FN)を内部でバッファリングし、半クロックラッチした信号である。
【0033】
ナンドゲート161の第1の入力端には、上記インバータ151の出力端が接続されている。また、第2の入力端には、上記インバータ154の出力端が接続されている。さらに、第3の入力端には、図11に示した三段目のインバータ110の出力端が接続されている。そして、三段目のインバータ110の出力端より、信号bACTUDSBが供給される。
【0034】
このナンドゲート161の出力端には、インバータ152の入力端が接続されている。このインバータ152の出力端には、インバータ153の入力端が接続されている。そして、このインバータ153の出力端からは信号bCOLACTWUが出力されて、上記コントローラに供給される。
【0035】
一方、ノアゲート171の第1の入力端には、インバータ155の出力端が接続されている。このインバータ155の入力端には、図11に示した三段目のインバータ110の出力端が接続されている。また、第2の入力端には、上記インバータ154の出力端が接続されている。さらに、第3の入力端には、図11に示したインバータ102の出力端が接続さている。そして、インバータ102の出力端より、信号bCSLTCが供給される。
【0036】
このノアゲート171の出力端には、インバータ156の入力端が接続されている。そして、インバータ156の出力端からは信号bCOLACTRUが出力されて、上記コントローラに供給される。
【0037】
なお、図12に示した回路においては、各信号をノアゲート171で受けることによって、段数を削減するように構成されている。これにより、ランダムアクセスタイムtRACの高速化が図られる。
【0038】
図13に示すローワ側のコマンドデコーダは、インバータ181〜189、ナンドゲート191〜194およびノアゲート201,202から構成されている。
【0039】
信号NOPLTCは、図11に示したコントローラから、ナンドゲート191,192の一方の入力端にそれぞれ供給される。信号bCSLTCは、図11に示したコントローラから、インバータ189の入力端に供給される。このインバータ189の出力端は、ナンドゲート193,194の一方の入力端にそれぞれ接続されている。
【0040】
信号bACTUDSBおよび信号PCWRITEは、図11に示したコントローラから、ノアゲート201の各入力端に供給される。このノアゲート201の出力端は、上記ナンドゲート191,193の他方の入力端にそれぞれ接続されている。
【0041】
信号bACTUDSBおよび信号PCREADは、図11に示したコントローラから、ノアゲート202の各入力端に供給される。このノアゲート202の出力端は、上記ナンドゲート192,194の他方の入力端にそれぞれ接続されている。
【0042】
上記ナンドゲート191の出力端は、インバータ181の入力端に接続されている。このインバータ181の出力端には、インバータ182の入力端が接続されている。そして、このインバータ182の出力端からは、信号bCOLACTRが出力される。この信号bCOLACTRは、リードアクティブコマンドRDAの次のクロックサイクルで、ローワアドレスラッチコマンドLALが入力されたことを表わす信号である。
【0043】
上記ナンドゲート192の出力端は、インバータ183の入力端に接続されている。このインバータ183の出力端には、インバータ184の入力端が接続されている。そして、このインバータ184の出力端からは、信号bCOLACTWが出力される。この信号bCOLACTWは、ライトアクティブコマンドWRAの次のクロックサイクルで、ローワアドレスラッチコマンドLALが入力されたことを表わす信号である。
【0044】
上記ナンドゲート193の出力端は、インバータ185の入力端に接続されている。このインバータ185の出力端には、インバータ186の入力端が接続されている。そして、このインバータ186の出力端からは、信号bMSETが出力される。この信号bMSETは、リードアクティブコマンドRDAの次のクロックサイクルで、モードレジスタセットコマンドMRSが入力されたことを表わす信号である。
【0045】
上記ナンドゲート194の出力端は、インバータ187の入力端に接続されている。このインバータ187の出力端には、インバータ188の入力端が接続されている。そして、このインバータ188の出力端からは、信号bREFRが出力される。この信号bREFRは、ライトアクティブコマンドWRAの次のクロックサイクルで、オートリフレッシュコマンドREFが入力されたことを表わす信号である。
【0046】
次に、上述の図11乃至図13に示した回路の動作について、図14に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
【0047】
まず、ファーストコマンドの入力では、/CSピンの電位VBCSとFNピンの電位VFNとに応じて、信号bCSLTCと信号bRASLTCとが遷移する。すると、信号bCOLACTWU(もしくは、信号bCOLACTRU)が“L”レベルになる。このとき、コントローラ内の信号PCWRITEまたは信号PCREADのいずれか対応する側が“H“レベルとなる。
【0048】
また、ファーストコマンドが入力されてからのクロック信号CLKINの立ち下がりから、信号bACTUDSBが1クロックサイクルだけ“L”レベルになる。これにより、次のセカンドコマンドの受け付けが可能となる。
【0049】
また、信号NOPLTCは、クロック信号CLKINの立ち上がりのタイミングで、信号bCSINが“H”レベル、すなわちNO(No Operation)であることを検知する信号である。したがって、セカンドコマンドの入力でローワアドレスラッチコマンドLALが入力された場合には、信号NOPLTCが“H”レベルになる。そして、この信号NOPLTCが“H”レベルで、かつ、信号bACTUDSBが“L”レベル、信号PCWRITEが“H”レベル(=信号PCREADが“L”レベル)の3つの条件で、信号bCOLACTWが“L”レベルになる。これにより、ローワアドレスラッチコマンドLALが入力されたことを、リード/ライト別に検知できる。
【0050】
さらに、セカンドコマンドの入力で、オートリフレッシュコマンドREFもしくはモードレジスタセットコマンドMRSが入力された場合には、信号bCSLTCが“L”レベルになる。上記コマンドREF,MRSの違いは、ファーストコマンドが、ライトアクティブコマンドWRAかリードアクティブコマンドRDAかによる。また、信号bACTUDSBが“L”レベルとなり、かつ、信号FCREAD/FCWRITEの状態に応じて、信号bREFRと信号bMSETとが“L”レベルになる。
【0051】
この場合、/CSピンが“L”レベルであるので、ファーストコマンド用のコマンドデコーダが動作する。これを防ぐために、同時に、信号bACTUDSBを入力して、上記コマンドデコーダの動作を停止させる。
【0052】
上記のような動作により、下記(A),(B)のような効果が得られる。
【0053】
(A) ファーストコマンドでリード/ライトが確定される。よって、ロウアドレスの取り込みと同時に、周辺回路の動作の開始のみならず、メモリコアも動作を開始させることが可能となる。これにより、セカンドコマンドからメモリコアの動作の開始を判断するよりも、ランダムアクセスの開始が早くなる。つまり、ランダムアクセスタイムtRACが自動的に1サイクル早くなる。
【0054】
(B) ファーストコマンドでリード/ライトが確定される。よって、セカンドコマンドでは、ローワアドレスLAを取り込むだけでよい。したがって、カラム選択線CSLを選択してデータを出力するまでの過程が従来よりも早くなる。その結果、ランダムアクセスタイムtRACの高速化を実現できる。また、データの周辺回路への転送を早期に終了できるようになる。これにより、ワード線WLのリセットからビット線対BL,bBLのプリチャージの前倒しが可能となる。よって、ランダムアクセスタイムtRACの高速化と同時に、ランダムサイクルタイムtRCの高速化をも実現できる。
【0055】
以上が、FCRAMにおけるコマンド体系の基本的な動作である。上述した通り、ファーストコマンドでリード/ライトを確定し、コアのRASリストア動作、カラム選択線CSLの選択およびRASプリチャージ動作をパイプライン化することにより、ランダムサイクルタイムtRCを従来の1/2以下に短縮している。このパイプライン動作の実現が、従来のSDRAM/DDR−SDRAMのシステムと大きく異なる。
【0056】
図15は、RASリストア動作、カラム選択線CSLの選択およびRASプリチャージ動作のパイプライン化を実現した、FCRAMのROW(ロウ)系制御回路のシステム構成を示すものである。
【0057】
このFCRAMのROW系制御回路は、バンクアクティブコントローラ211、バンクタイマ212、アッパーアドレスドライバ213、アッパーアドレスコントローラ214、ロウアドレスラッチコントローラ215、ロウヒューズバンク216、ヒューズプログラムシグナルコントローラ217、ロウリダンダンシヒットタイミングモニタ218、Xアドレスプレデコーダ219、HIT(ヒット信号)&DWA(ディセーブルワードラインアクティブ信号)シグナルドライバ220、リダンダンシXアドレスプレデコーダ221、サンプルワードラインイネーブル回路222、FWLE(Fバンクワードラインイネーブル検知信号)シグナルドライバ223、サンプルワードラインコントローラ224、サンプルワードライン225、ワードラインタイマ226、カラムゲーティングコントローラ227、センスアンプオンタイミングコントローラ228、センスアンプオフタイミングコントローラ229、マックス(MUX)ブーストコントローラ230、ロウプレデコーダコントローラ231、コアコントロールシグナルドライバ232を有して構成されている。
【0058】
次に、図16を参照して、上述したFCRAMのROW系制御回路の動作について説明する。
【0059】
外部クロック信号VCLKの立ち上がり時に、ファーストコマンド(ライトアクティブコマンドWRAまたはリードアクティブコマンドRDA)が入力される。これにより、内部のコマンド検知信号bCOLACTWU(ファーストコマンドがWRAのとき)またはbCOLACTRU(ファーストコマンドがRDAのとき)が、半クロックの期間中“L”レベルに切り替わる。この切り替わりを受けて、信号bCACTWUFTb(ファーストコマンドがWRAのとき)または信号bCACTRUb(ファーストコマンドがRDAのとき)が“L”レベルに切り替わる。
【0060】
FCRAMでは、レートライトシステムを採用している。このことから、ファーストコマンドがWRAのときには、前サイクルのコマンドWRAの入力時に、図15のアッパーアドレスドライバ213にあらかじめ取り込んでおいたアッパーアドレスを、ヒューズバンクアドレスARbxとして転送する。また、ファーストコマンドがRDAのときには、外部から入力されたアッパーアドレスをヒューズバンクアドレスARbxとして転送する。これにより、図15のXアドレスプレデコーダ219を介して、XアドレスX01Pbx,X23Pbx,X45Pbx,X67Pbx,X8Pby(x=0〜3、y=0〜1)がコアに転送される。
【0061】
これと並行して、外部クロック信号VCLKの立ち上がり時にファーストコマンドの入力を受けることにより、内部のコマンド検知信号bACTVが“L”レベルに切り替わる。ファーストコマンドがWRAまたはRDAに関係なく、この信号bACTVは同一の動作を行う。
【0062】
信号bACTVの切り替わりを受けて、信号BNKbおよび信号RADLTCbがともに“H”レベルに切り替わる。次に、信号RADLTCbの“H”レベルを受けて、信号XPDRIVEbが“H”レベルに切り替わる。これにより、XアドレスX91011Pbz,X1213Pbx(z=0〜7)がコアに転送される。この切り替わりを受けて、シェアードセンスアンプの非選択アレイ側のMUXが“L”レベルに切り替わる。
【0063】
次に、信号RADLTCbの“H”レベルを受けて、信号bFPRGbが“H”レベルに切り替わる。信号bFPRGbは、ヒューズ情報の検知によりワード線WLの冗長回路への切り替えの有無を判断するのに用いられる信号であり、検知の終了を受けてワード線WLを活性化するための信号bFWLONbが“H”レベルに切り替わる。
【0064】
この信号bFWLONbの“H”レベルを受けて、信号FWLEbが“H”レベルに切り替わる。これにより、選択アレイ側のEQL(イコライザ制御信号)が“L”レベルに切り替わる。この信号EQLの切り替わりを受けて、ワード線WLが“H”に切り替わる。また、MDQ(マスターDQ)線とLDQ(ローカルDQ)線とを接続するためのトランジスタのゲート制御を行っているMDQS(マスターDQスイッチ制御信号)が“H”レベルに、LDQ線のイコライズ制御を行っている信号LDQEQが“L”レベルに切り替わる。
【0065】
これと並行して、信号bFWLONbの“H”レベルを受けて、信号FSWLEbが“H”レベルに切り替わる。これにより、ワード線WLのアクティブタイミングを擬似的に模擬した信号SWLINb(サンプルワード線)が“H”レベルに切り替わる。そして、センスアンプの制御信号QSAEbが“H”レベルに切り替わる。これにより、信号bSAONbは“L”レベルに切り替わる。
【0066】
この信号bSAONbの“L”レベルを受けて、NSET,PSET(センスアンプ活性化信号)が“H”レベルに、信号bPSETが“L”レベルに切り替わる。同時に、信号bSAONbの“L”レベルへの切り替わりから、ある一定時間の遅延を介して、信号bQMUXBSTbが“L”レベルに切り替わる。これにより、選択アレイ側のMUXが内部電源VINTから内部電源VPPにレベルシフトする(VINT<VPP)。
【0067】
これと同時に、信号QSAEbの切り替わりを受けて、カラム系回路のゲーティング制御を行っている信号bCENBbが“L”レベルに切り替わる。これを受けて、カラム選択線CSLが選択されるシステムになっており、このCSL選択もFCRAMにおける“一連のパイプライン動作”に含まれるが、ここでのカラム系回路群に含まれるCSL制御の詳細説明は割愛する。
【0068】
以上が、RASリストア動作についての説明である。
【0069】
次に、RASプリチャージ動作について説明する。図15におけるバンクタイマ212により、一定時間、信号BNKbが“H”レベルを保持する。その一定時間を経過した後、信号BNKbが“L”レベルに切り替わる。これにより、RASプリチャージ動作が開始される。
【0070】
信号BNKbの“L”レベルを受けて、信号RADLTCbおよび信号XPDRIVEbが“L”レベルに切り替わる。この信号RADLTCbの“L”レベルを受けて、信号FWLEbが“L”レベルに切り替わる。また、信号SWLINbおよびコアのワード線WLの電位,信号MDQSが“L”レベルに切り替わる。
【0071】
信号SWLINbが“L”レベルに切り替わることにより、信号QSAEbが“L”レベルに、信号bCENBbが“H”レベルに、それぞれ切り替わる。また、信号bSAOFFbが“L”レベルに切り替わる。これにより、信号EQL,LDQEQ,bPSETは“H”レベルに、信号NSET,PSETは“L”レベルに、それぞれ切り替わる。MUXは、VINTにシフトする。
【0072】
また、これと同時に、信号RADLTCbの“L”レベルへの切り替わりにより、XアドレスX91011Pbz,X1213Pbx,bFPRGbが“L”レベルに切り替わる。そして、信号bFWLONb,FSWLEbが“L”レベルに切り替わる。
【0073】
上述の説明からもわかるように、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始のタイミング(時間)は、図15のバンクタイマ212における遅延時間によって決定される。
【0074】
図17は、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始のタイミングを決定するための、一般的なFCRAMにおけるバンクタイマの回路構成を示すものである。
【0075】
通常、キャパシタおよび抵抗素子が用いられるCR遅延により構成されるバンクタイマ212は、インバータ241〜253、ノアゲート261〜266、エクスクルーシブオアゲート271,272、Pチャネルトランジスタ281、Nチャネルトランジスタ291〜296、抵抗素子301〜304により構成されている。
【0076】
上記の構成においては、Nチャネルトランジスタ291と抵抗素子301〜304とを使用してCR遅延量を作り出している。
【0077】
また、図中の点線で囲った回路212aは、CR遅延量を切り替えるためのデコード回路である。イニシャル状態においては、テストモード信号TMBKTMR<1>とTMBKTMR<2>とがともに“L”レベルである。テストモードエントリにより“H”レベルに切り替わる。テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>のテストモードエントリは、おのおの独立に制御することが可能である。
【0078】
また、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>は、イニシャル状態でともに“H”レベルである。ヒューズブローにより“L”レベルに切り替わる。ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>のヒューズブローは、おのおの独立に制御することが可能である。
【0079】
イニシャル状態においては、ノアゲート264の出力BKTMRAJ<0>が“H”レベルになる。これにより、Nチャネルトランジスタ293がオンする。
【0080】
たとえば、テストモード信号TMBKTMR<1>が“H”レベルに、または、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>が“L”レベルに、それぞれ切り替わったとする。すると、ノアゲート265の出力BKTMRAJ<1>が“H”レベルになる。これにより、CR遅延量を増加することが可能である。
【0081】
また、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>が“L”レベルに切り替わった後に、テストモード信号TMBKTMR<1>がテストモードエントリにより“H”レベルに切り替わったとする。この場合には、イニシャル状態のときと同一のCR遅延量に設定される。
【0082】
次に、テストモード信号TMBKTMR<2>が“H”レベルに、または、ヒューズ信号bFSBKTMR<2>が“L”レベルに、それぞれ切り替わったケースを説明する。この場合、ノアゲート266の出力BKTMRAJ<2>が“H”レベルになる。これにより、CR遅延量を最大に増加することが可能である。
【0083】
また、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKTMR<2>が“L”レベルに切り替わった後に、テストモードエントリにより、テストモード信号TMBKTMR<2>が“H”レベルに切り替わったとする。この場合、イニシャル状態のときと同一のCR遅延量に設定される。
【0084】
次に、テストモード信号TMBKTMR<1>およびTMBKTMR<2>がともに“H”レベルに、または、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>およびbFSBKTMR<2>がともに“L”レベルに、それぞれ切り替わったケースを説明する。この場合、ノアゲート263の出力BNKTMRAJ<3>が“H”レベルになる。これにより、CR遅延量を減少することが可能である。
【0085】
また、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>がともに“L”レベルに切り替わった後に、テストモードエントリにより、テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>がともに“H”レベルに切り替わったとする。この場合、イニシャル状態のときと同一のCR遅延量に設定される。
【0086】
以上が、CR遅延で構成された一般的なバンクタイマ回路の構成例である。上述のCR遅延により構成されたバンクタイマ回路は一例であり、コアにおけるワード線WLなどの構成を擬似的に模擬した回路やインバータ遅延回路なども、一般的にバンクタイマ回路に用いられている。
【0087】
次に、図18を参照して、上述のバンクタイマ212の内部動作について説明する。
【0088】
ファーストコマンド(ライトアクティブコマンドWRAまたはリードアクティブコマンドRDA)が入力される。すると、信号BNKbが“H”レベルに切り替わる。これを受けて、信号BNKTMRbも“H”レベルに切り替わる。
【0089】
一方、信号BNKbの“H”レベルへの切り替わりから、所定のCR遅延量(Self Timer)を経て、信号BNKTMRbが“L”レベルに切り替わる。これにより、一定時間、信号bBNKTMRbが“L”レベルに切り替わる。この信号bBNKTMRbの切り替わりを受けて、信号BNKbが“L”レベルに切り替わる。この信号BNKbの“L”レベルへの切り替わりにより、RASリストア動作(RAS Active)が終了する。そして、RASプリチャージ動作が開始される。
【0090】
図19は、上述のバンクタイマ212にて設定された時間を用いて、RASリストア動作およびRASプリチャージ動作が実際に行われるコア(センスアンプおよびセルアレイ)の構成例を示すものである。
【0091】
コアは、セルアレイ311,312、ビット線イコライズ回路(プリチャージ回路)313,314、セルアレイ切り換え用トランジスタ対315,316、データトランスファゲート317、および、センスアンプ(S/A)318により構成されている。
【0092】
セルアレイ311,312において、メモリセルMCnを構成するMOSトランジスタQの各ゲートには、それぞれ、ワード線WLnが接続されている(n=1,2,〜)。各MOSトランジスタQのソース・ドレインの一方には、いずれかのビット線BL,bBLが接続されている。各MOSトランジスタQのソース・ドレインの他方には、セルキャパシタCが接続されている。
【0093】
ビット線イコライズ回路313,314は、イコライズ内部電位VBLEQ!が与えられるイコライズ用Nチャネルトランジスタ313a,313b,314a,314b、ビット線ショート用Nチャネルトランジスタ313c,314cからなっている。
【0094】
セルアレイ切り換え用トランジスタ対315,316は、それぞれ、MUX用Nチャネルトランジスタ315a,315b,316a,316bからなっている。
【0095】
データトランスファゲート317は、スイッチング用Nチャネルトランジスタ317a,317bからなっている。
【0096】
センスアンプ318は、センスアンプ用のNチャネルトランジスタ318a,318bおよびPチャネルトランジスタ318c,318dからなっている。
【0097】
データの読み出し時においては、セルアレイ切り換え用トランジスタ対315,316により、セルアレイ311,312のいずれか一方がビット線BL,bBLと接続される。たとえば、セルアレイ311がビット線BL,bBLと接続されている場合、ワード線WLnおよびビット線BL,bBLを選択的に活性化させることにより、セルアレイ311内の1つのメモリセルMCnが選択される。
【0098】
ビット線BL,bBLは、ビット線イコライズ回路313にイコライズ信号EQLrが与えられることにより、あらかじめ電圧レベルVBLEQ(=1/2VBLH )にイコライズ(プリチャージ)される。そのため、ワード線WLnおよびビット線BL,bBLが活性化されたとき、選択されたメモリセルMCnのセルキャパシタCに記憶されたデータに応じた電位により、ビット線BL,bBLの電位が微小に変化される。この電位の微小な変化はセンスアンプ318によって増幅され、その後、データトランスファゲート317介して、データ線LDQ,bLDQへと出力される。
【0099】
セルアレイ312に対するデータの読み出し動作は、セルアレイ切り換え用トランジスタ対315,316により、セルアレイ312がビット線BL,bBLと接続される以外は、セルアレイ311の場合とほぼ同じである。
【0100】
次に、図20を参照して、上述のコアにおけるワード線WLn,イコライズ制御信号EQLr,ビット線BL,bBL,メモリセルMCn,カラム選択線CSLの動作について説明する。ここでは、“1”データのライト動作を想定している。
【0101】
ファーストコマンドWRAを受けることにより、信号EQLrは“L”レベルに切り替わる。すると、ワード線WL1の電位は“H”レベルに切り替わる。これにより、ビット線BL,bBLの電位がセンスされる。この後に、カラム選択線CSLの電位が“H”レベルになり、ライトデータがビット線BL,bBLに転送される。
【0102】
また、ライトデータが転送された後に、ビット線BLの電位がリストアされる。また、ワード線WL1の電位は、ある一定時間後に、“L”レベルに切り替わる。この後に、EQL(イコライズ制御信号)が“H”レベルに切り替わる。これにより、ビット線BL,bBLのイコライズ動作が開始される。
【0103】
図20では、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始のタイミングとして、理想的な時間が設定されている場合を想定している。
【0104】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図17に示した従来のバンクタイマ212は、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始のタイミングをCR遅延により設定している。一般的に、抵抗素子はプロセスばらつきが大きく、また、温度依存性、電圧依存性などの外的要因によるばらつきも大きい。このことから、様々な条件により、CR遅延量が大幅に増減することが予想される。
【0105】
すなわち、図21に示すように、たとえば、RASリストア時間(tRAS)が電源電圧、温度、あるいは、プロセスなどにより短くなると、セルのリストア不足となる。すると、次サイクルのセンスマージンを十分に確保できなくなる。
【0106】
また、RASリストア時間(tRAS)が長くなりすぎると、たとえば図22に示すように、RASプリチャージ時間(tRP)が減少する。すると、ビット線BL,bBLのイコライズが不充分(イコライズ不足)となる。その結果、次サイクルのセンス動作において、セルデータ破壊を起こしてしまう。
【0107】
さらに、クロックサイクル(tCK)がロングサイクルの動作において、CR遅延量の減少が生じたとする。すると、カラム動作が終了する前にRASプリチャージ動作が開始されてしまい、動作不具合が起こるといった問題も生じている。
【0108】
このような問題は、程度の違いこそあるが、コアの動作を擬似的に模擬したタイマ回路やインバータ遅延回路などでも起こり得る重大な問題である。
【0109】
そこで、この発明は、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始の時間のばらつきを改善できるとともに、RASリストア時間を十分に保持することが可能な同期型半導体記憶装置を提供することを目的としている。
【0110】
【課題を解決するための手段】
本願発明の一態様によれば、同期型半導体記憶装置において、複数のメモリセルが配置されたメモリセルアレイを有し、リードコマンドに応じて前記メモリセルから情報を読み出す読み出し動作およびライトコマンドに応じて前記メモリセルに情報を書き込む書き込み動作がそれぞれ可能なメモリ部と、外部クロック信号に同期して第1のコマンドおよび第2のコマンドを順に取り込み、前記第1のコマンドが前記リードコマンドか前記ライトコマンドかを検知し、前記第1のコマンドが前記ライトコマンドである場合には前記第2のコマンドがローワアドレスラッチコマンドかオートリフレッシュコマンドかを検知し、前記第1のコマンドが前記リードコマンドである場合には前記第2のコマンドがローワアドレスラッチコマンドかモードレジスタセットコマンドかを検知して、それぞれ検知信号を生成するコマンド検知回路と、前記コマンド検知回路によって前記リードコマンドか前記ライトコマンドが検知された場合に、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始の時間を、前記外部クロック信号のクロックサイクル数をカウントすることにより設定するバンクタイマ回路とを具備し、前記バンクタイマ回路は、バンクアクティブ信号が供給される第1のインバータと、この第1のインバータの出力が供給される第2のインバータと、この第2のインバータの出力が供給される第3のインバータと、前記第2のインバータの出力がそれぞれ供給され、外部クロック信号に同期してシフト動作を行う複数の遅延部を直列に接続した遅延回路と、この遅延回路の出力が供給される第4のインバータと、この第4のインバータの出力および前記第2のインバータの出力が供給されるナンドゲートとを有することを特徴とする同期型半導体記憶装置が提供される。
【0111】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0112】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる、同期型半導体記憶装置(FCRAM)に用いて好適なバンクタイマ(セルフタイマ回路)の回路構成例を示すものである。
【0113】
バンクタイマ11は、インバータ12a〜12g、ナンドゲート13、トランスファゲート14、および、複数段(この場合、6段)の遅延部21a〜21fにより構成されている。遅延部21a〜21fは、信号CKTRCNT,bCKTRCNTで制御されるクロックドインバータ22、信号bCKTRCNT,CKTRCNTで制御されるクロックドインバータ23、および、ナンドゲート24を有して、それぞれ構成されている。
【0114】
すなわち、上記インバータ12aの入力端には、図15に示したバンクアクティブコントローラ211からのバンクアクティブ信号BNKbが供給される。このインバータ12aの出力端は、インバータ12bの入力端に接続されている。上記インバータ12bの出力端は、インバータ12cの入力端、および、ナンドゲート13の一方の入力端にそれぞれ接続されている。このナンドゲート13の他方の入力端には、インバータ12dの出力端が接続されている。
【0115】
また、上記インバータ12bの出力端は、上記遅延部21a〜21fにおける各ナンドゲート24の一方の入力端にそれぞれ接続されている。各ナンドゲート24の他方の入力端には、上記クロックドインバータ22,23の各出力端がそれぞれ接続されている。
【0116】
上記遅延部21a〜21fのうち、遅延部21a,21c,21eにおける各ナンドゲート24の出力端は、上記クロックドインバータ23の入力端にそれぞれ接続されるとともに、次段の各遅延部21b,21d,21fにおける、上記クロックドインバータ23の入力端に接続されている。上記遅延部21b,21dにおける、各ナンドゲート24の出力端は、上記クロックドインバータ22の入力端にそれぞれ接続されるとともに、次段の各遅延部21c,21eにおける、上記クロックドインバータ22の入力端に接続されている。なお、上記遅延部21a〜21fのうち、初段の遅延部21aにおけるクロックドインバータ22の入力端には、上記インバータ12cの出力端が接続されている。また、最終段の遅延部21fにおいては、ナンドゲート24の出力端がクロックドインバータ22の入力端に接続されるとともに、上記インバータ12dの入力端に接続されている。
【0117】
一方、上記インバータ12eの入力端には、信号CLKINDRVTが供給される。信号CLKINDRVTは、外部クロック信号VCLKを、図示していないインプットレシーバを介して変換した内部信号である。このインバータ12eの出力端は、インバータ12fの入力端に接続されている。上記インバータ12fの出力端は、トランスファゲート14およびインバータ12gの各入力端に接続されている。上記トランスファゲート14および上記インバータ12gの各出力端は、上記遅延部21a〜21fにおける各クロックドインバータ22,23の制御端子にそれぞれ接続されている。
【0118】
次に、図2を参照して、上記した構成のバンクタイマ11の動作について説明する。まず、ファーストコマンドWRAまたはRDAを受けることにより、信号BNKbは“H”レベルに切り替わる。これを受けて、図1の点線のクロックサイクルカウンタ回路11aにおいて、1クロックサイクル後にCOUNT1が“H”レベルに切り替わり、2クロックサイクル後にCOUNT2が“H”レベルに切り替わり、3クロックサイクル後にCOUNT3が“H”レベルに切り替わる。このCOUNT3の“H”レベルを受けることにより、ファーストコマンドから3クロックサイクル後に、信号CLKTMRDEFは“L”レベルに切り替わる。これを受けて、信号bBNKTMRbも“L”レベルに切り替わる。
【0119】
ここでは、RASリストア終了およびRASプリチャージ開始の時間として、ファーストコマンドの入力からの3クロックサイクルをカウントしている。これは、ランダムサイクル(tRC)のスペックが5クロックであることを想定し、理想的なRASリストア時間の一例として、3クロックサイクルをカウントしている。
【0120】
ナンドゲート13の出力である信号bBNKTMRbは、図15に示したバンクアクティブコントローラ211に入力される。この信号bBNKTMRbによって、信号BNKbが“L”レベルに切り替わる。これにより、RASリストア動作が終了し、RASプリチャージ動作が開始される。
【0121】
また、信号BNKbの“L”レベルにより、バンクタイマ11はリセットされる。そして、COUNT1,COUNT2,COUNT3は“L”レベルに、信号CLKTMRDEFおよびbBNKTMRbは、ともに“H”レベルに切り替わる。
【0122】
このように、上記バンクタイマ11は、RASリストア時間(tRAS)の制御に外部クロック信号VCLKを用いるようにしている。すなわち、信号CLKINDRVTのクロックサイクルタイム(tCK)をカウントすることにより、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始のタイミングを設定するようにしている。したがって、FCRAMにおいて、安定したRASリストア時間の設定が可能となる。
【0123】
上記したように、外部クロック信号VCLKを用いた、クロックサイクルのカウントによるセルフタイマを構成するようにしている。これにより、電源電圧、温度、あるいは、プロセスばらつきなどによって、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始の時間がばらつくのを抑えることが可能となる。
【0124】
また、RASリストア時間がクロックサイクル(tCK)に依存する回路になっている。このため、クロックサイクルがロングサイクルの場合においても、RASリストア時間を十分に保持できるようになる。よって、FCRAMにおける一連の動作であるRASリストア動作、カラム選択線CSLの選択、および、RASプリチャージ動作において、カラム選択線CSLの選択からカラム系回路の一連の動作が終了する前に、RASプリチャージ動作が開始されるといった動作不具合をも回避することが可能となる。
【0125】
(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態にかかる、同期型半導体記憶装置(FCRAM)に用いて好適なバンクタイマの回路構成例を示すものである。ここでは、テストモードおよびヒューズブローにより、RASリストア時間のクロックサイクル数の変更を可能に構成した場合について説明する。
【0126】
このバンクタイマ31は、図1に示したバンクタイマ11に、点線で囲んだ設定回路32を追加してなる構成とされている。この場合、設定回路32は、エクスクルーシブオアゲート33a,33b、インバータ34a,34b,34c、ノアゲート35a〜35d、アンドノアゲート36、クロックドインバータ37a〜37d、および、ナンドゲート38a,38bを有して構成されている。この設定回路32は、上記バンクタイマ11における最終段の遅延部21fとインバータ12dとの間に挿入されている。
【0127】
エクスクルーシブオアゲート33a,33bの一方の入力端には、それぞれ、テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>が入力される。エクスクルーシブオアゲート33a,33bの他方の入力端には、それぞれ、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>が入力される。テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>は、ともに、イニシャル状態において“L”レベルである。テストモードをエントリすることにより、“H”レベルに切り替わる。テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>は、おのおの、独立に制御することが可能である。
【0128】
ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>は、ともに、イニシャル状態において“H”レベルである。ヒューズブローを行うことにより、“L”レベルに切り替わる。ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>は、おのおの、独立に制御することが可能である。
【0129】
このように、テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>とヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>とが、エクスクルーシブオアゲート33a,33bに入力される構成となっている。これにより、ヒューズブロー後においても、テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>による、RASリストア時間の設定の変更が可能となっている。
【0130】
エクスクルーシブオアゲート33aの出力は、ノアゲート35a,35cおよびインバータ34aにそれぞれ入力される。インバータ34aの出力は、ノアゲート35b,35dにそれぞれ入力される。エクスクルーシブオアゲート33bの出力は、ノアゲート35a,35dおよびインバータ34bにそれぞれ入力される。インバータ34bの出力は、ノアゲート35b,35cにそれぞれ入力される。
【0131】
アンドノアゲート36の第1のアンド入力の一方には、上記ノアゲート35aの出力CLKTMR<3>が供給される。第1のアンド入力の他方には、上記遅延部21eにおけるナンドゲート24の出力CLKTMRM05が供給される。アンドノアゲート36の第2のアンド入力の一方には、上記ノアゲート35bの出力CLKTMR<0>が供給される。第2のアンド入力の他方には、最終段の遅延部21fにおけるナンドゲート24の出力CLKTMRDEFが供給される。アンドノアゲート36の第3のアンド入力の一方には、上記ノアゲート35cの出力CLKTMR<1>が供給される。第3のアンド入力の他方には、上記ナンドゲート38aの出力CLKTMRP05が供給される。アンドノアゲート36の第4のアンド入力の一方には、上記ノアゲート35dの出力CLKTMR<2>が供給される。第4のアンド入力の他方には、上記ナンドゲート38bの出力CLKTMRP10が供給される。このアンドノアゲート36の出力は、上記インバータ34c,12dを介して、上記ナンドゲート13の他方の入力端に供給される。
【0132】
上述の通り、イニシャル状態では、テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>は、ともに“L”レベルである。ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>は、ともに“H”レベルである。この場合、ノアゲート35bの出力CLKTMR<0>が有効になる。つまり、アンドノアゲート36に入力される、最終段の遅延部21fにおけるナンドゲート24の出力CLKTMRDEFが有効となる。よって、この場合には、第1の実施形態に示したバンクタイマ11の場合と同様に、クロックサイクル数「3」のRASリストア時間が確保される。
【0133】
次に、テストモード信号TMBKTMR<1>が“H”レベル、または、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>が“L”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、ノアゲート35cの出力CLKTMR<1>が有効になる。つまり、アンドノアゲート36に入力される、ナンドゲート38aの出力CLKTMRP05が有効となる。よって、この場合には、クロックサイクル数「3.5」のRASリストア時間が確保される。
【0134】
次に、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>が“L”レベルに切り替わった後に、テストモード信号TMBKTMR<1>が“H”レベルに切り替わったケースを説明する。この場合、イニシャル状態の場合と同一のノアゲート35bの出力CLKTMR<0>が有効になる。よって、この場合には、クロックサイクル数「3」のRASリストア時間が確保される。
【0135】
次に、テストモード信号TMBKTMR<2>が“H”レベル、または、ヒューズ信号bFSBKTMR<2>が“L”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、ノアゲート35dの出力CLKTMR<2>が有効になる。つまり、アンドノアゲート36に入力される、ナンドゲート38bの出力CLKTMRP10が有効となる。よって、この場合には、クロックサイクル数「4」のRASリストア時間が確保される。
【0136】
次に、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKTMR<2>が“L”レベルに切り替わった後に、テストモード信号TMBKTMR<2>が“H”レベルに切り替わったケースを説明する。この場合、イニシャル状態の場合と同一のノアゲート35bの出力CLKTMR<0>が有効になる。よって、この場合には、クロックサイクル数「3」のRASリストア時間が確保される。
【0137】
次に、テストモード信号TMBKTMR<1>が“H”レベル、または、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>が“L”レベルに切り替わる。また、テストモード信号TMBKTMR<2>が“H”レベル、または、ヒューズ信号bFSBKTMR<2>が“L”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、ノアゲート35aの出力CLKTMR<3>が有効になる。つまり、アンドノアゲート36に入力される、遅延部21eにおけるナンドゲート24の出力CLKTMRM05が有効となる。よって、この場合には、クロックサイクル数「2.5」のRASリストア時間が確保される。
【0138】
次に、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>がともに“L”レベルに切り替わった後に、テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>がともに“H”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、イニシャル状態の場合と同一のノアゲート35bの出力CLKTMR<0>が有効になる。よって、この場合には、クロックサイクル数「3」のRASリストア時間が確保される。
【0139】
上記の構成によれば、RASリストア時間の変更を0.5クロックサイクル単位で設定できる。また、上記の構成においては、テストモード信号TMBKTMR<1>,<2>とヒューズ信号bFSBKTMR<1>,<2>とをエクスクルーシブオアゲート33a,33bで受けることにより、テストモードにて検証を行った後に、ヒューズブローを用いて、テストモードの設定をデフォルトの設定に切り替えることが可能である。さらに、ヒューズブローを行った後に、テストモードをエントリすることにより、ヒューズブロー前のイニシャル状態の設定に戻すことが可能である。
【0140】
この第2の実施形態では、一例として、各々2種類のテストモード信号とヒューズ信号とを使用したケースを説明した。さらに、テストモード信号およびヒューズ信号を増やすことにより、0.5クロック単位で、より多くの種類のクロックサイクル数の設定を実現できる。
【0141】
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態にかかる、同期型半導体記憶装置(FCRAM)に用いて好適なバンクタイマの回路構成例を示すものである。ここでは、テストモードおよびヒューズブローにより、RASリストア時間の微調整を可能に構成した場合について説明する。
【0142】
このバンクタイマ41は、図3に示したバンクタイマ31に、さらに点線で囲んだ微調整回路42を追加してなる構成とされている。この場合、微調整回路42は、エクスクルーシブオアゲート43a,43b、インバータ44a,44b,45a〜45l、ノアゲート46a〜46d、および、アンドノアゲート47を有して構成されている。この微調整回路42は、バンクタイマ31におけるインバータ34cに代えて挿入されている。
【0143】
エクスクルーシブオアゲート43a,43bの一方の入力端には、それぞれ、テストモード信号TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>が入力される。エクスクルーシブオアゲート43a,43bの他方の入力端には、それぞれ、ヒューズ信号bFSBKADJ<1>,bFSBKADJ<2>が入力される。
【0144】
テストモード信号TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>は、ともに、イニシャル状態において“L”レベルである。テストモードをエントリすることにより、“H”レベルに切り替わる。テストモード信号TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>は、おのおの、独立に制御することが可能である。
【0145】
ヒューズ信号bFSBKADJ<1>,bFSBKADJ<2>は、ともに、イニシャル状態において“H”レベルである。ヒューズブローを行うことにより、“L”レベルに切り替わる。ヒューズ信号bFSBKADJ<1>,bFSBKADJ<2>は、おのおの、独立に制御することが可能である。
【0146】
このように、テストモード信号TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>とヒューズ信号bFSBKADJ<1>,bFSBKADJ<2>とが、エクスクルーシブオアゲート43a,43bに入力される構成となっている。これにより、ヒューズブロー後においても、テストモード信号TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>による、RASリストア時間の設定の変更が可能となっている。
【0147】
エクスクルーシブオアゲート43aの出力は、ノアゲート46a,46cおよびインバータ44aにそれぞれ入力される。インバータ44aの出力は、ノアゲート46b,46dにそれぞれ入力される。エクスクルーシブオアゲート43bの出力は、ノアゲート46a,46dおよびインバータ44bにそれぞれ入力される。インバータ44bの出力は、ノアゲート46b,46cにそれぞれ入力される。
【0148】
アンドノアゲート47の第1のアンド入力の一方には、上記ノアゲート46aの出力DLYADJ<3>が供給される。第1のアンド入力の他方には、上記設定回路32におけるアンドノアゲート36の出力が直に供給される。アンドノアゲート47の第2のアンド入力の一方には、上記ノアゲート46bの出力DLYADJ<0>が供給される。第2のアンド入力の他方には、上記設定回路32におけるアンドノアゲート36の出力がインバータ45a〜45dを介して供給される。アンドノアゲート47の第3のアンド入力の一方には、上記ノアゲート46cの出力DLYADJ<1>が供給される。第3のアンド入力の他方には、上記設定回路32におけるアンドノアゲート36の出力がインバータ45a〜45hを介して供給される。アンドノアゲート47の第4のアンド入力の一方には、上記ノアゲート46dの出力DLYADJ<2>が供給される。第4のアンド入力の他方には、上記設定回路32におけるアンドノアゲート36の出力がインバータ45a〜45lを介して供給される。このアンドノアゲート47の出力は、上記インバータ12dを介して、上記ナンドゲート13の他方の入力端に供給される。
【0149】
上述の通り、イニシャル状態では、テストモード信号TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>は、ともに“L”レベルである。ヒューズ信号bFSBKADJ<1>,bFSBKADJ<2>は、ともに“H”レベルである。この場合、ノアゲート46bの出力DLYADJ<0>が有効になる。つまり、アンドノアゲート47に入力される、インバータ45a〜45dの出力が有効となる。よって、この場合には、インバータ45a〜45dによる4段の遅延を含んだRASリストア時間が確保される。
【0150】
テストモード信号TMBKADJ<1>が“H”レベル、または、ヒューズ信号bFSBKADJ<1>が“L”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、ノアゲート46cの出力DLYADJ<1>が有効になる。つまり、アンドノアゲート47に入力される、インバータ45a〜45hの出力が有効となる。よって、この場合には、インバータ45a〜45hによる8段の遅延を含んだRASリストア時間が確保される。
【0151】
次に、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKADJ<1>が“L”レベルに切り替わった後に、テストモード信号TMBKADJ<1>が“H”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、イニシャル状態の場合と同一のノアゲート46bの出力DLYADJ<0>が有効になる。よって、この場合には、インバータ45a〜45dによる4段の遅延を含んだRASリストア時間が確保される。
【0152】
次に、テストモード信号TMBKADJ<2>が“H”レベル、または、ヒューズ信号bFSBKADJ<2>が“L”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、ノアゲート46dの出力DLYADJ<2>が有効になる。つまり、アンドノアゲート47に入力される、インバータ45a〜45lの出力が有効となる。よって、この場合には、インバータ45a〜45lによる12段の遅延を含んだRASリストア時間が確保される。
【0153】
次に、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKADJ<2>が“L”レベルに切り替わった後に、テストモード信号TMBKADJ<2>が“H”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、イニシャル状態の場合と同一のノアゲート46bの出力DLYADJ<0>が有効になる。よって、この場合には、インバータ45a〜45dによる4段の遅延を含んだRASリストア時間が確保される。
【0154】
次に、テストモード信号TMBKADJ<1>が“H”レベル、または、ヒューズ信号bFSBKADJ<1>が“L”レベルに切り替わる。また、テストモード信号TMBKADJ<2>が“H”レベル、または、ヒューズ信号bFSBKADJ<2>が“L”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、ノアゲート46aの出力DLYADJ<3>が有効になる。つまり、アンドノアゲート47に直に入力される、アンドノアゲート36の出力が有効となる。よって、この場合には、インバータ45a〜45lによる1段の遅延も含まないRASリストア時間が確保される。
【0155】
次に、ヒューズブローにより、ヒューズ信号bFSBKADJ<1>,bFSBKADJ<2>がともに“L”レベルに切り替わった後に、テストモード信号TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>がともに“H”レベルに切り替わるケースを説明する。この場合、イニシャル状態の場合と同一のノアゲート46bの出力DLYADJ<0>が有効になる。よって、この場合には、インバータ45a〜45dによる4段の遅延を含んだRASリストア時間が確保される。
【0156】
上記したように、この構成によれば、RASリストア時間の設定の微調整が可能となる。
【0157】
なお、RASリストア時間の微調整回路42を、インバータを用いて構成した場合について説明した。これは一例であり、CR遅延やその他の回路をインバータの代替として用いた場合においても同様の制御が可能である。
【0158】
また、上記の構成において、テストモード信号TMBKADJとヒューズ信号bFSBKADJとをエクスクルーシブオアゲート43a,43bで受けることにより、テストモードにて検証を行った後に、ヒューズブローでテストモードの設定をデフォルトの設定に切り変えることが可能である。さらに、ヒューズブローを行った後にテストモードをエントリすることにより、ヒューズブロー前のイニシャル状態の設定に戻すことが可能である。
【0159】
この第3の実施形態では、一例として、各々2種類のテストモード信号とヒューズ信号とを使用したケースを説明した。さらに、テストモードおよびヒューズ信号を増やすことにより、より多くの種類の時間の微調整が実現できる。
【0160】
(第4の実施形態)
図5は、本発明の第4の実施形態にかかる、同期型半導体記憶装置(FCRAM)に用いて好適なバンクタイマの回路構成例を示すものである。ここでは、RASリストア時間のクロックサイクル数および微調整の、CASレーテンシ(CL)による独立な設定を可能に構成した場合について説明する。なお、一例として、CL3,CL4の2種類のCASレーテンシCLが存在する場合を想定している。
【0161】
ここで、CASレーテンシCLがCL3からCL4になることにより、スペックに規定されるクロックサイクル時間(tCK)は基本的に短くなる傾向にある。そのため、RASリストア時間のクロックサイクル数のカウント値が、CL3とCL4とで同一となるように設定したときには、CL4のRASリストア時間がCL3に対して短くなる。そこで、RASリストア時間のクロックサイクル数および微調整を、CASレーテンシCLに応じて独立に制御できるようにする。これにより、CL4のRASリストア時間がCL3に対して短くなるのを回避することが可能となる。
【0162】
図5において、このバンクタイマ51は、たとえば図4に示したバンクタイマ41における、テストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>,TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>、および、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>,bFSBKADJ<1>,bFSBKADJ<2>の入力部を、点線で囲んだ入力回路52に変更してなる構成とされている。つまり、図1に示したバンクタイマ11に、入力回路52を備える設定回路32’および微調整回路42’を追加してなる構成とされている。この場合、入力回路52は、エクスクルーシブオアゲート53a〜53h、トランスファゲート54a〜54h、および、インバータ55を有して構成されている。
【0163】
すなわち、このバンクタイマ51の場合、CL3とCL4とで独立した制御を可能にするため、図4に示したテストモード信号TMBKTMR<1>,TMBKTMR<2>,TMBKADJ<1>,TMBKADJ<2>に代えて、TMBKTMRCL3<1>,TMBKTMRCL4<1>,TMBKTMRCL3<2>,TMBKTMRCL4<2>,TMBKADJCL3<1>,TMBKADJCL4<1>,TMBKADJCL3<2>,TMBKADJCL4<2>の8個の入力信号が用意される。
【0164】
同様に、ヒューズ信号bFSBKTMR<1>,bFSBKTMR<2>,bFSBKADJ<1>,bFSBKADJ<2>に代えて、bFSBKTMRCL3<1>,bFSBKTMRCL4<1>,bFSBKTMRCL3<2>,bFSBKTMRCL4<2>,bFSBKADJCL3<1>,bFSBKADJCL4<1>,bFSBKADJCL3<2>,bFSBKADJCL4<2>の8個の入力信号が用意される。
【0165】
上記テストモード信号TMBKTMRCL3<1>は、エクスクルーシブオアゲート53aの一方の入力端に入力される。エクスクルーシブオアゲート53aの他方の入力端には、上記ヒューズ信号bFSBKTMRCL3<1>が入力される。エクスクルーシブオアゲート53aの出力は、トランスファゲート54aを介して、ノアゲート35a,35cおよびインバータ34aにそれぞれ入力される。インバータ34aの出力は、ノアゲート35b,35dにそれぞれ入力される。
【0166】
上記テストモード信号TMBKTMRCL4<1>は、エクスクルーシブオアゲート53bの一方の入力端に入力される。エクスクルーシブオアゲート53bの他方の入力端には、上記ヒューズ信号bFSBKTMRCL4<1>が入力される。エクスクルーシブオアゲート53bの出力は、トランスファゲート54bを介して、ノアゲート35a,35cおよびインバータ34aにそれぞれ入力される。
【0167】
上記テストモード信号TMBKTMRCL3<2>は、エクスクルーシブオアゲート53cの一方の入力端に入力される。エクスクルーシブオアゲート53cの他方の入力端には、上記ヒューズ信号bFSBKTMRCL3<2>が入力される。エクスクルーシブオアゲート53cの出力は、トランスファゲート54cを介して、ノアゲート35a,35dおよびインバータ34bにそれぞれ入力される。インバータ34bの出力は、ノアゲート35b,35cにそれぞれ入力される。
【0168】
上記テストモード信号TMBKTMRCL4<2>は、エクスクルーシブオアゲート53dの一方の入力端に入力される。エクスクルーシブオアゲート53dの他方の入力端には、上記ヒューズ信号bFSBKTMRCL4<2>が入力される。エクスクルーシブオアゲート53dの出力は、トランスファゲート54dを介して、ノアゲート35a,35dおよびインバータ34bにそれぞれ入力される。
【0169】
上記テストモード信号TMBKADJCL3<1>は、エクスクルーシブオアゲート53eの一方の入力端に入力される。エクスクルーシブオアゲート53eの他方の入力端には、上記ヒューズ信号bFSBKADJCL3<1>が入力される。エクスクルーシブオアゲート53eの出力は、トランスファゲート54eを介して、ノアゲート46a,46cおよびインバータ44aにそれぞれ入力される。インバータ44aの出力は、ノアゲート46b,46dにそれぞれ入力される。
【0170】
上記テストモード信号TMBKADJCL4<1>は、エクスクルーシブオアゲート53fの一方の入力端に入力される。エクスクルーシブオアゲート53fの他方の入力端には、上記ヒューズ信号bFSBKADJCL4<1>が入力される。エクスクルーシブオアゲート53fの出力は、トランスファゲート54fを介して、ノアゲート46a,46cおよびインバータ44aにそれぞれ入力される。
【0171】
上記テストモード信号TMBKADJCL3<2>は、エクスクルーシブオアゲート53gの一方の入力端に入力される。エクスクルーシブオアゲート53gの他方の入力端には、上記ヒューズ信号bFSBKADJCL3<2>が入力される。エクスクルーシブオアゲート53gの出力は、トランスファゲート54gを介して、ノアゲート46a,46dおよびインバータ44bにそれぞれ入力される。インバータ44bの出力は、ノアゲート46b,46cにそれぞれ入力される。
【0172】
上記テストモード信号TMBKADJCL4<2>は、エクスクルーシブオアゲート53hの一方の入力端に入力される。エクスクルーシブオアゲート53hの他方の入力端には、上記ヒューズ信号bFSBKADJCL4<2>が入力される。エクスクルーシブオアゲート53hの出力は、トランスファゲート54hを介して、ノアゲート46a,46dおよびインバータ44bにそれぞれ入力される。
【0173】
CL3のときには、上記トランスファゲート54a〜54hのうち、トランスファゲート54a,54c,54e,54gが有効になる。また、CL4のときには、トランスファゲート54b,54d,54f,54hが有効になる。
【0174】
上述の回路において、一例として、入力信号TMBKTMRCL4<1>をイニシャル状態で“H”レベルにするケースを説明する。このときに、CL3では、クロックサイクル数の設定にテストモード信号TMBKTMRCL4<1>は関係しないことから、ノアゲート35bの出力CLKTMR<0>が有効となる。これにより、クロックサイクル数「3」のRASリストア時間が確保される。
【0175】
これに対し、CL4では、テストモード信号TMBKTMRCL4<1>が“H”レベルであることから、ノアゲート35cの出力CLKTMR<1>が有効になる。これにより、クロックサイクル数「3.5」のRASリストア時間が確保される。
【0176】
同様に、テストモード信号TMBKADJCL4<1>をイニシャル状態で“H”レベルにする。このときに、CL3では、RASリストア時間の微調整にテストモード信号TMBKADJCL4<1>は関係しないことから、ノアゲート46bの出力DLYADJ<0>が有効となる。これにより、インバータ45a〜45dによる4段の遅延を含むRASリストア時間が確保される。
【0177】
これに対し、CL4では、テストモード信号TMBKADJCL4<1>が“H”レベルであることから、ノアゲート46cの出力DLYADJ<1>が有効になる。これにより、インバータ45a〜45hによる8段の遅延を含むRASリストア時間が確保される。
【0178】
上記の構成によれば、CASレーテンシCLに応じて、独立に、RASリストア時間の設定を制御することが可能となる。
【0179】
(第5の実施形態)
図6は、本発明の第5の実施形態にかかる、CASレーテンシCLの切り替えタイミングを制御するための制御回路の構成例を示すものである。ここでは、ROW系のプリチャージ動作が開始された後に、CASレーテンシCLの切り替えを行うベく制御するように構成した場合について説明する。
【0180】
図6において、インプットレシーバ回路(Input Receiver)61は、外部クロック信号VCLKおよび信号VBCLKを入力とし、信号CLKINTを出力する。インプットレシーバ回路62は、/CSピンの電位VBCSを入力とし、信号bCSINを出力する。インプットレシーバ回路63は、FNピンの電位VFNを入力とし、信号FNINを出力する。インプットレシーバ回路64は、信号VAを入力とし、信号AINを出力する。
【0181】
インプットラッチ回路(Input Latch)65は、上記インプットレシーバ回路61の出力である信号CLKINT、および、上記インプットレシーバ回路62の出力である信号bCSINを入力とし、信号bCSLTCを出力する。インプットラッチ回路66は、上記インプットレシーバ回路61の出力である信号CLKINT、および、上記インプットレシーバ回路63の出力である信号FNINを入力とし、信号FNLTCを出力する。インプットラッチ回路67は、上記インプットレシーバ回路61の出力である信号CLKINT、および、上記インプットレシーバ回路64の出力である信号AINを入力とし、信号AILTCを出力する。
【0182】
コマンドデコーダ回路(Command Decoder)68は、上記インプットレシーバ回路61の出力である信号CLKINT、上記インプットラッチ回路65の出力である信号bCSLTC、および、上記インプットラッチ回路66の出力である信号FNLTCを入力とし、各種のコマンドACTV,WRITE,READ,REFR,MRSを出力する。CLデコーダ(CL Decoder)69は、上記コマンドデコーダ回路68の出力であるセカンドコマンドMRS、上記インプットラッチ回路67の出力である信号AILTC、および、バンクアクティブ信号BNKbを入力とし、CASレーテンシCL3,CL4を出力する。
【0183】
次に、図7を参照して、図6に示した構成の制御回路の動作について説明する。
【0184】
FCRAMのコマンド形態としては、通常、ファーストコマンドRDAおよびセカンドコマンドMRSの組み合わせにより、モードレジスタセットが認識される。この際、ファーストコマンドRDAのみでは、リードとモードレジスタセットとの判別がつかない。そのため、ROW系の制御を行うバンクアクティブ信号BNKbが“H”になり、ROW系のアクティブ動作を開始する。そして、この動作が終了した後に、セカンドコマンドMRSによるモードレジスタセットが認識されると、CASレーテンシ(CL)、バースト長(BL)などのモード切り替えが行われる。
【0185】
ここで、CL制御を使用したバンクタイマにおいて、RASアクティブ動作中にセカンドコマンドMRSの入力を受けて、直ちに、CASレーテンシCL3,CL4が切り替わるとする。その場合には、バンクタイマのクロックサイクルカウンタ回路が誤動作を起こすことが懸念される。
【0186】
そこで、たとえば図6に示したように、CLデコーダ69にバンクアクティブ信号BNKbを入力する。そして、このバンクアクティブ信号BNKbが“L”になるのを受けて、CASレーテンシCL3,CL4が切り替わるようにする。
【0187】
このように、ROW系のプリチャージ動作の開始時、すなわちバンクタイマのカウンタ回路の動作が終了するのを受けて、CASレーテンシCL3,LC4が切り替わるようにする。こうすることにより、CL制御を追加したバンクタイマにおいても、クロックサイクルカウンタ回路は正常な動作を維持できる。
【0188】
その他、本願発明は、上記(各)実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記(各)実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、(各)実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題(の少なくとも1つ)が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果(の少なくとも1つ)が得られる場合には、その構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0189】
【発明の効果】
以上、詳述したようにこの発明によれば、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始の時間のばらつきを改善できるとともに、RASリストア時間を十分に保持することが可能な同期型半導体記憶装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる、FCRAMに用いられるバンクタイマの構成例を示す回路図。
【図2】同じく、図1に示したバンクタイマの動作について説明するために示すタイミングチャート。
【図3】本発明の第2の実施形態にかかる、FCRAMに用いられるバンクタイマの構成例を示す回路図。
【図4】本発明の第3の実施形態にかかる、FCRAMに用いられるバンクタイマの構成例を示す回路図。
【図5】本発明の第4の実施形態にかかる、FCRAMに用いられるバンクタイマの構成例を示す回路図。
【図6】本発明の第5の実施形態にかかる、CASレーテンシの切り替えタイミングを制御するための制御回路の構成例を示すブロック図。
【図7】図6における制御回路の動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図8】本発明にかかる、コマンド入力によるFCRAMの状態の変化を模式的に示す図。
【図9】図8に示したコマンド入力とそれに対応したピン入力との関係をファンクションテーブル化して示す図。
【図10】DDR−FCRAMにおけるパッケージのピン割り当てを、DDR−SDRAMのピン割り当てと対比して示す図。
【図11】コマンド入力をデコードする、コマンドデコーダの動作を制御するためのコントローラの構成例を示す回路図。
【図12】アッパー側のコマンドデコーダの構成例を示す回路図。
【図13】ローワ側のコマンドデコーダの構成例を示す回路図。
【図14】コマンドデコーダの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図15】RASリストア動作およびRASプリチャージ動作のパイプライン化を実現した、FCRAMのROW系制御回路の構成例を示すブロック図。
【図16】図15に示したROW系制御回路の動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図17】従来技術とその問題点を説明するために示す、CR遅延により構成されたバンクタイマの回路構成図。
【図18】図17に示したバンクタイマの動作を説明するために示すタイミングチャート。
【図19】FCRAMにおける、一般的なコアの構成例を示す回路図。
【図20】“1”データのライト動作を例に、コアの動作(セルのストレージノード)を示す波形図。
【図21】RASリストア時間の減少による、セルのリストア不足を説明するために示す波形図。
【図22】RASプリチャージ時間の減少による、ビット線のイコライズ不足を説明するために示す波形図。
【符号の説明】
11…バンクタイマ
11a…クロックサイクルカウンタ回路
12a〜12g…インバータ
13…ナンドゲート
14…トランスファゲート
21a〜21f…遅延部
22…クロックドインバータ
23…クロックドインバータ
24…ナンドゲート
31…バンクタイマ
32,32’…設定回路
33a,33b…エクスクルーシブオアゲート
34a,34b,34c…インバータ
35a〜35d…ノアゲート
36…アンドノアゲート
37a〜37d…クロックドインバータ
38a,38b…ナンドゲート
41…バンクタイマ
42,42’…微調整回路
43a,43b…エクスクルーシブオアゲート
44a,44b,45a〜45l…インバータ
46a〜46d…ノアゲート
47…アンドノアゲート
51…バンクタイマ
52…入力回路
53a〜53h…エクスクルーシブオアゲート
54a〜54h…トランスファゲート
55…インバータ
61,62,63,64…インプットレシーバ回路
65,66,67…インプットラッチ回路
68…コマンドデコーダ回路
69…CLデコーダ
Claims (18)
- 同期型半導体記憶装置において、
複数のメモリセルが配置されたメモリセルアレイを有し、リードコマンドに応じて前記メモリセルから情報を読み出す読み出し動作およびライトコマンドに応じて前記メモリセルに情報を書き込む書き込み動作がそれぞれ可能なメモリ部と、
外部クロック信号に同期して第1のコマンドおよび第2のコマンドを順に取り込み、前記第1のコマンドが前記リードコマンドか前記ライトコマンドかを検知し、前記第1のコマンドが前記ライトコマンドである場合には前記第2のコマンドがローワアドレスラッチコマンドかオートリフレッシュコマンドかを検知し、前記第1のコマンドが前記リードコマンドである場合には前記第2のコマンドがローワアドレスラッチコマンドかモードレジスタセットコマンドかを検知して、それぞれ検知信号を生成するコマンド検知回路と、
前記コマンド検知回路によって前記リードコマンドか前記ライトコマンドが検知された場合に、RASリストア動作の終了およびRASプリチャージ動作の開始の時間を、前記外部クロック信号のクロックサイクル数をカウントすることにより設定するバンクタイマ回路と
を具備し、
前記バンクタイマ回路は、バンクアクティブ信号が供給される第1のインバータと、この第1のインバータの出力が供給される第2のインバータと、この第2のインバータの出力が供給される第3のインバータと、前記第2のインバータの出力がそれぞれ供給され、外部クロック信号に同期してシフト動作を行う複数の遅延部を直列に接続した遅延回路と、この遅延回路の出力が供給される第4のインバータと、この第4のインバータの出力および前記第2のインバータの出力が供給されるナンドゲートとを有することを特徴とする同期型半導体記憶装置。 - 前記メモリ部は、コアのアクセス、カラム選択線の選択およびRASプリチャージ動作がパイプライン化されていることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、前記メモリ部のロウ系を制御するためのロウ系制御回路部内に設けられることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、テストモードの設定に応じて、カウントする前記クロックサイクル数を可変できることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、テストモードの設定により前記RASリストア動作にかかる時間の微調整が可能であることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、ヒューズブローによりカウントする前記クロックサイクル数を可変できることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、ヒューズブローにより前記RASリストア動作にかかる時間の微調整が可能であることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、CASレーテンシの切り替えにより、カウントする前記クロックサイクル数を可変できることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、CASレーテンシの切り替えにより、前記RASリストア動作にかかる時間の微調整が可能であることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、テストモードエントリによりクロックサイクル数を変更して動作検証を行った後に、ヒューズブローによりテストモードと同一設定のクロックサイクル数をデフォルトとして設定することが可能であることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、ヒューズブローにより変更したクロックサイクル数をデフォルトとして設定した後に、テストモードエントリによりヒューズブローを行う前のイニシャル設定に戻すことが可能であることを特徴とする請求項10に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、テストモードエントリにより前記RASリストア動作にかかる時間の微調整を変更して動作検証を行った後に、ヒューズブローによりテストモードと同一設定の微調整時間をデフォルトとして設定することが可能であることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、ヒューズブローにより変更した微調整時間をデフォルトとして設定した後に、テストモードエントリにより、ヒューズブローを行う前のイニシャル設定に戻すことが可能であることを特徴とする請求項12に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、前記CASレーテンシの切り替えを、RASプリチャージ動作が開始されるのを待って行うことを特徴とする請求項8に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記遅延回路は、その初段の遅延部に前記第3のインバータの出力が供給されることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、さらに、前記遅延回路と前記第4のインバータとの間に、テストモードおよびヒューズブローにより、RASリストア時間のクロックサイクル数を変更するための設定回路が挿入されていることを特徴とする請求項1に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記バンクタイマ回路は、さらに、前記設定回路と前記第4のインバータとの間に、テストモードおよびヒューズブローにより、RASリストア時間の微調整を可能にするための微調整回路が挿入されていることを特徴とする請求項16に記載の同期型半導体記憶装置。
- 前記設定回路および前記微調整回路は、RASリストア時間のクロックサイクル数および微調整を、CASレーテンシに応じて独立に設定可能とするための入力回路を備えることを特徴とする請求項17に記載の同期型半導体記憶装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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