JP4209708B2 - 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、電気的に書き込み消去可能なフラッシュメモリ等の半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
単位としてのフラッシュメモリを2チップ以上搭載したMCP(Multi‐Chip‐Package)において、一度に複数のチップを並列処理で書き込むことは理論的には可能である。但し、ハードウエア上の制約から、通常は実現不可能である。
【0003】
例えば、n(個の)チップ搭載のMCPフラッシュメモリにおいてチップへの書き込みを並列で行おうとする場合、(データロードに続く)書き込み完了の確認の処理で、チップのステータスデータのn個全部に関して同時にAND処理を行なうことができれば、簡易且つ迅速に確認処理が可能となる。しかし、nチップ搭載のフラッシュメモリでは通常そのようなAND回路を備えていない。結局それは概念上図2に示されるようなAND回路となるが、図2の概念を直接実現する回路をメモリ内に設置することは、他の要素との兼ね合いから実効的ではないともいえるからである。
【0004】
つまり、現状では、MCPのフラッシュメモリでのチップ書き込みの並列処理は、実質的には1チップずつのシリアル処理を採用していることになる。図4に、MCPフラッシュメモリでのチップ書き込みの(並列)処理の概要のフローの例を示す。なお、以下において「#」はアクティブ・ロー(ロー信号のときアクティブ)を示す。
【0005】
(工程01)「#CE1=L/#CE2〜#CEn=H」とし、書き込みコマンド(41h:データライト)を発効する。1チップ目につき256バイトのデータロードを行なう。
【0006】
(判断01)1チップ目の書き込み完了か、が確認される。ここでは、
DQ7=H
であればよい。
【0007】
(工程02)「#CE2=L/#CE1,#CE3〜#CEn=H」とし、書き込みコマンド(41h:データライト)を発効する。2チップ目につき256バイトのデータロードを行なう。
【0008】
(判断02)2チップ目の書き込み完了か、が確認される。
【0009】
(以降、3チップ目から(n−1)チップ目まで、繰り返される。)
【0010】
(工程n)「#CEn=L/#CE1〜#CEn−1=H」とし、書き込みコマンド(41h:データライト)を発効する。nチップ目につき256バイトのデータロードを行なう。
【0011】
(判断n)nチップ目の書き込み完了か、が確認される。
【0012】
以上のシリアルな処理を経て終了する。なお、「#CEn」はnチップ目のチップイネーブル信号を表し、
#CEn=L
にすることでn番目のチップがイネーブルになる、というものである。
【0013】
上記のようなフローの簡易化若しくは短時間化が、現状挙げられる問題点である。
【0014】
なお、下記特許文献1では、EEPROMが夫々イネーブル端子CEとReady/Busy端子R/Bを有し、各EEPROMでの並列的なデータ書き込みを可能とする技術が開示される。ただし、特許文献1ではR/BのAND回路による処理を、チップの外で行なわなければならない。
【0015】
特許文献2では、複数のフラッシュEEPROMを並行して動作する半導体ディスク装置に関して開示する。特許文献3では、同一のチップイネーブル信号を複数のフラッシュメモリに同時に供給し、チップイネーブル信号の供給タイミングを早める記憶制御装置を開示する。特許文献4では、大容量のデータを短時間でアクセスすることができる不揮発性のメモリカードに関するもので、各メモリデバイスに書き込みイネーブル信号を供給するためのアドレスデコーダとメモリデバイスごとにレジスタバッファを設ける方法が開示される。
【0016】
【特許文献1】
特開2001−167586
【特許文献2】
特開平7−302176号
【特許文献3】
特開平11−328011号
【特許文献4】
特開平7−311708号
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、nチップ搭載のフラッシュメモリの書き込みを並列で行う場合、1チップを書き込むのと同様の書き込みフローにより複数(n)チップを書き込むことを目的とする。
【0018】
本発明は、上記の目的を達成するために為されたものである。本発明に係る半導体記憶装置は、
複数のメモリセルを有するフラッシュメモリのチップが複数搭載された半導体記憶装置である。その半導体記憶装置において、
その各チップが、
チップ外部から複数回に分けて連続して入力される書き込みデータを保持し、前記メモリセルに前記書き込みデータを書き込む書き込み回路と、
前記書き込みデータの入力回数をカウントし、特定の入力回数をカウントする期間の間、前記書き込み回路に前記書き込みデータのチップ外部からの入力を指示する書き込み指示信号を与えるカウンターとを備え、
前記特定の入力回数をカウントする期間は、チップ毎に異なる期間である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る好適な実施の形態を説明する。
【0020】
実施の形態1.
図1は、本発明に係る実施の形態1のMCP2の概略構成図である。図1のMCP2では、n個のチップ4が備わる(但し、説明の便宜上、チップ〔1〕、チップ〔2〕、及びチップ〔n〕に関してのみ、主に示している)。
【0021】
フラッシュメモリでは、各メモリセルにデータを書き込む動作において、チップ外部から複数回に分けて連続的に書き込みデータが入力される。この複数回の回数をロード回数と呼ぶ。各々のチップ4には、AND回路6、チップ外部から入力される書き込み動作を制御する書き込み信号「/WE(#WE)」の変化に応じてロード回数をカウントするカウンタ8、及び、外部からの書き込みデータ等を保持しメモリセルにデータを書き込む書き込み回路10が備わる。夫々の書き込み回路10には、アドレス信号が入力する。更に夫々の書き込み回路10には、「DQ0−7」(即ち、入出力データ)が入力する。アドレス信号及び入出力データは、書き込み信号に同期して変化する。
【0022】
なお、図1のチップでは、1バイト単位でデータが入出力する。1チップには、256バイト(128ワード:1ページ)のデータが書き込まれ得る。
【0023】
各々のチップ4において、カウンタ8から書き込み回路10へは、後で説明する条件成立時に有効信号が入力されるように構成されている。更に、各々のチップ4において、書き込み回路10からの書き込み完了信号がAND回路6へ入力されるように構成されている。ここで、書き込み完了信号は、チップ4における書き込みが完了したときに、“H”となる信号である。
【0024】
AND回路6は、通常のそれであり、該回路に入力する全ての信号が“H”となったときにのみ、“H”が出力される論理回路である。夫々のチップ4におけるAND回路6は、2つの信号が入力し1つの信号が出力する。2つの入力信号のうち一方は、上述したように、同一チップ4の書き込み回路10からの書き込み完了信号に係るものである。もう一方は、後で説明するが、隣接するチップ4のAND回路6からの出力信号である。ただし、1番目のチップ(チップ〔1〕)のAND回路6の「書き込み回路10からの書き込み完了信号に係るもの」ではない入力は、(図に示すように、)“H”に固定されている。また、n番目のチップ(チップ〔n〕)のAND回路6の出力は、最終的に「DQ7」としてMCP2外へ出力される。
【0025】
カウンタ8は、上記のように書き込み信号「#WE」が入力する。即ち、チップ外部から入力される書き込み動作を制御する書き込み信号「#WE」の変化に応じてロード回数をカウントしている。ここで、k番目のチップ(チップ〔k〕)においては、CEk信号との論理回路により、256(k−1)+1〜256k番目のデータが入力したときのみ有効信号を出力する。
【0026】
書き込み回路10は、従来技術のものと略同じであるが、更に(カウンタ8からの)有効信号が入力されたときのみ動作するように構成されている。
【0027】
実施の形態1では、図2に示すように、概念上は、個々のチップの書き込み完了信号の出力の、n個全体の論理積を求めていることになる。即ち、n個のチップ全てにおいて書き込み完了信号が出力されるという条件が成り立てば、MCP全体の書き込み完了信号が出力される、ということになる。しかし、図2のAND回路を直接実現しようとすれば、n個の信号を入力信号とするAND回路をわざわざ構築しなければならない。
【0028】
そこで、実施の形態1では、図3に明示するように、各チップにAND回路を分けて置きそれらを繋ぐ。つまり、チップ〔k〕におけるAND回路6の入力は、書き込み完了に係る信号と、チップ〔k−1〕におけるAND回路6の出力とである。チップ〔k〕におけるAND回路6の出力は、チップ〔k+1〕におけるAND回路6の入力となる。従って、図3の回路は、概念上は図2の回路と同じ機能を果たす。
【0029】
図5は、本発明の実施の形態1に係るMCP2のフラッシュメモリでのチップ書き込みの並列処理の概要フローを示す。
【0030】
まず、
・#CE1〜#CEn=L
とし、全てのCE信号をLにする(全てのチップがイネーブルとなる)。ここで、
・“XXh”
なるデータライトコマンドが発効される(このコマンドは、並列書き込み専用コマンドであり任意に設定され得る)。
【0031】
1チップ目から順にデータロードが実施される。このとき、確かに全てのチップがイネーブル状態になっているが、個々のチップにおけるカウンタ8の作用により、
(1)1〜256バイト目(回目)のデータは、チップ〔1〕に取り込まれ、
(2)257〜512バイト目(回目)のデータは、チップ〔2〕に取り込まれ、
(n)256(n−1)+1〜256nバイト目(回目)のデータは、チップ〔n〕に取り込まれることになる。
【0032】
本実施の形態1では、図5に示されるシリアルなデータロード処理の背後で、各チップの書き込み回路10からの書き込み完了信号の出力が「並行して」行なわれる。よって、問題なく書き込み処理が為されていれば、チップ〔1〕からチップ〔n〕へと、AND回路6による“H”の伝達が行なわれることになる。
【0033】
最後に、DQ7が“H”であるか否かが確認され、“H”であれば並列書き込み処理が問題なく終了したことを示す。
【0034】
実施の形態1を利用することにより、MCPフラッシュメモリへの書き込みを短縮できる。なお、AND回路を例に示したが、入力値の論理積を出力する論理回路であればよい。また、DQ7を例に示したが、他のDQピンを用いてもよい。なお、DQピンはデータの出力可能なピンのため、他にデータ出力可能なピンを特別に設ける必要が無い点で、ピンの増加を抑制できる。
【0035】
実施の形態2.
本発明は、上記の実施の形態1に限定されるものではない。例えば、DQ7の代わりに、チップ動作の状態を示す「Ready/Busy信号」(レディービジー信号)が出力されるピンを用いて書き込み完了を確認することも可能である。この場合、書き込み動作中にDQピンの使用が制限されているフラッシュメモリにおいて有用である。
【0036】
更に、上記では、ページプログラムの書き込みシーケンスを用いて説明を行ったが、バイト(ワード)プログラムでも同一の回路を用いて、本発明を実現することは可能である。
【0037】
実施の形態2を利用することによっても、MCPフラッシュメモリへの書き込みを短縮できる。
【0038】
【発明の効果】
本発明を利用することにより、nチップ搭載のフラッシュメモリの書き込みを並列で行う場合に、1チップを書き込むのと同様の書き込みフローにより複数(n)チップを書き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る実施の形態1のMCPフラッシュメモリの概略構成図である。
【図2】 本発明に係る実施の形態1のMCPフラッシュメモリの構成概念図(1)である。
【図3】 本発明に係る実施の形態1のMCPフラッシュメモリの構成概念図(2)である。
【図4】 従来のMCPフラッシュメモリでのチップ書き込みの処理の概要のフローの例である。
【図5】 本発明の実施の形態1に係るMCPフラッシュメモリでのチップ書き込みの並列処理の概要フローである。
【符号の説明】
2 MCPフラッシュメモリ、 4 チップ、 6 AND回路、 8 カウンタ、 10 書き込み回路。
Claims (4)
- 複数のメモリセルを有するフラッシュメモリのチップが複数搭載された半導体記憶装置において、
その各チップが、
チップ外部から複数回に分けて連続して入力される書き込みデータを保持し、前記メモリセルに前記書き込みデータを書き込む書き込み回路と、
前記書き込みデータの入力回数をカウントし、特定の入力回数をカウントする期間の間、前記書き込み回路に前記書き込みデータのチップ外部からの入力を指示する書き込み指示信号を与えるカウンターとを備え、
前記特定の入力回数をカウントする期間は、チップ毎に異なる期間である半導体記憶装置。 - 複数のチップは順に付番され、
各チップには入力値の論理積を出力する論理回路が備わり、該論理回路には2つの信号が入力し且つ該論理回路は1つの信号を出力し、
最初のチップの該論理回路は、自チップの書き込み回路での書き込み完了を示す書き込み完了信号とこの書き込み完了信号により出力信号が決まるような論理とを入力とし、出力を2番目のチップの該論理回路への入力とし、
2番目のチップからは、チップの該論理回路は、1つ直前のチップの該論理回路からの出力信号と自チップの書き込み完了信号とを入力とし、その論理積を出力し、
そのチップが、最後のチップの場合には、前記論理回路の出力を半導体記憶装置の全体の出力とする、
請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 上記の半導体記憶装置全体の出力が、前記書き込みデータが入力されるピンである、
請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 上記の半導体記憶装置全体の出力が、チップの動作状態を示すReady/Busy信号が出力されるピンである、
請求項2に記載の半導体記憶装置。
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