JP4217848B2 - リフレッシュ制御回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートリフレッシュ動作を行うリフレッシュ制御回路に係るもので、詳しくは、メモリチップの内部で自動的にオートリフレッシュ動作を行い、消耗電力を節減し得るリフレッシュ制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、DRAM等のメモリチップの内部に設けられるリフレッシュ制御回路は、図10に示したように、外部からのローアドレス信号ExADDが入力するローアドレス入力バッファー1と、後述するような、オートリフレッシュ動作を行うために外部から入力する複数の制御信号に基づいてオートリフレッシュフラグ信号REFを順次生成するオートリフレッシュモードデコーダ2と、後述するような、セルフリフレッシュ動作を行うために外部から入力する複数の制御信号に基づいてセルフリフレッシュフラグ信号SREFを順次生成するセルフリフレッシュモードデコーダ3と、前記オートリフレッシュモードデコーダ2からのオートリフレッシュフラグ信号REFに基づいて、オートリフレッシュモードでリフレッシュされるメモリセルアレイ7内の全てのメモリセルに接続するワードラインを活性化させるためのアドレス制御信号を出力するオートリフレッシュカウンタ4と、前記セルフリフレッシュモードデコーダ3からのセルフリフレッシュフラグ信号SREFに基づいて、セルフリフレッシュモードでリフレッシュされるべきメモリセルアレイ7内の所望のメモリセルに接続するワードラインを活性化させるためのアドレス制御信号を出力するセルフリフレッシュカウンタ5と、前記オートリフレッシュカウンタ4又はセルフリフレッシュカウンタ5からのアドレス制御信号により、ローアドレス入力バッファー1からの外部ローアドレス信号ExADDをデコーディングするローデコーダ6と、複数のメモリセルを備え、ローデコーダ6からの信号により活性化されたワードラインに接続するメモリセルがリフレッシュされるメモリセルアレイ7と、から構成されていた。
【0003】
前記オートリフレッシュモードデコーダ2は、図11に示したように、外部クロック信号CLKを順次反転するインバータINV21,INV22,INV23と、外部から入力する複数の制御信号、即ち、チップセレクト信号の反転信号CSB,ローアドレスストローブ信号の反転信号RASB,コラムアドレスストローブ信号の反転信号CASB及びライトイネーブル信号WEを否定論理和するNORゲートNOR21と、NORゲートNOR21の出力が入力し、インバータINV22からの出力と、インバータINV23からの出力とにより制御されるDフリップフロップDFF21と、該DフリップフロップDFF21の出力とインバータINV22からの出力とを否定論理積するNANDゲートND21と、該NANDゲートND21の出力を反転してオートリフレッシュフラグ信号REFを出力するインバータINV24と、から構成されていた。
【0004】
前記セルフリフレッシュモードデコーダ3は、図12に示したように、外部制御クロック信号CKE及びセット信号の反転信号SETBが入力して終了信号FSBを出力するセルフリフレッシュ終了回路EXと、外部クロック信号CLK,外部制御クロック信号CKE,チップセレクト信号の反転信号CSB,ローアドレスストローブ信号の反転信号RASB,コラムアドレスストローブ信号の反転信号CASB及びライトイネーブル信号WEが入力して開始信号FRBを出力するセルフリフレッシュ開始回路ENと、前記セルフリフレッシュ終了回路EXの終了信号FSBをS入力端に受け、前記セルフリフレッシュ開始回路ENの開始信号FRBをR入力端に受けて、セルフリフレッシュカウンタ5にセルフリフレッシュフラグ信号SREFを出力するRSフリップフロップRSFF31と、から構成されていた。
【0005】
前記セルフリフレッシュ終了回路EXは、外部制御クロック信号CKEを遅延させる遅延器DE31と、該遅延器DE31の出力とセット信号の反転信号SETB(電源印加時に常にローレベルを有する)とを否定論理和して終了信号FSBを出力するNORゲートNOR31と、から構成されていた。
【0006】
前記セルフリフレッシュ開始回路ENは、外部クロック信号CLKを順次反転するインバータINV31,INV32と、外部制御クロック信号CKEが入力し、インバータINV31,INV32の出力により制御されるDフリップフロップDFF31と、該DフリップフロップDFF31の出力が入力し、インバータINV31,INV32の出力により制御されて内部クロック信号ICK1を出力するDフリップフロップDFF32と、該DフリップフロップDFF32からの内部クロック信号ICK1を遅延させる遅延器DE32と、該遅延器DE32の出力を順次反転するインバータINV33,INV34と、前記DフリップフロップDFF32の内部クロック信号ICK1とインバータINV34からの出力とを否定論理和してクロック信号CKD3を出力するNORゲートNOR32と、外部クロック信号CLKを順次反転する各インバータINV35,INV36,INV37と、チップセレクト信号の反転信号CSB,ローアドレスストローブ信号の反転信号RASB,コラムアドレスストローブ信号の反転信号CASB及びライトイネーブル信号WEを否定論理和するNORゲートNOR33と、NORゲートNOR33の出力が入力し、インバータINV36からの出力とインバータINV37からの出力とにより制御されるDフリップフロップDFF33と、該DフリップフロップDFF33の出力とインバータINV36からの出力とを否定論理積するNANDゲートND31と、該NANDゲートND31の出力を反転して信号SAR1を出力するインバータINV38と、該インバータINV38の出力信号SAR1を遅延して信号SARDを出力する遅延器DE33と、前記NORゲートNOR32の出力CKD3と前記遅延器DE33の出力SARDとを否定論理積して開始信号FRBを出力するNANDゲートND32と、から構成されていた。
【0007】
このように構成された従来のリフレッシュ制御回路の動作を、図13を用いて説明する。
先ず、セルフリフレッシュ動作を行う場合は、メモリチップ内部のセルフリフレッシュカウンタ5で、リフレッシュ動作されるべきメモリセルが接続するワードラインを活性化するためのアドレス制御信号が発生することによりリフレッシュ動作が行われるため、メモリチップの外部からは、リフレッシュ動作が行われたメモリセルが接続するワードラインのアドレスは分からない。従って、セルフリフレッシュ動作が終了した後には、リフレッシュされなかったメモリセルのために、全てのワードラインを活性化させて、該全てのワードラインに接続するメモリセルをリフレッシュ動作させるオートリフレッシュ動作を行う必要がある。
【0008】
即ち、セルフリフレッシュ動作が終了した後、全てのワードラインに接続されたメモリセルをリフレッシュするため、メモリチップ外部の、例えば、図示しないメモリ駆動制御回路により発生された、図13(C)〜(F)に示したようなチップセレクト信号の反転信号CSB,ローアドレスストローブ信号の反転信号RASB,コラムアドレスストローブ信号の反転信号CASB及びライトイネーブル信号WEに基づいてオートリフレッシュ動作が行われる。例えば、オートリフレッシュ動作の対象となるワードライン数が4096本である場合には、外部のメモリ駆動制御回路からオートリフレッシュカウンタ4に対してオートリフレッシュ命令が4096回入力される。オートリフレッシュカウンタ4は、オートリフレッシュモードデコーダ2からのオートリフレッシュフラグ信号REF及び外部から入力されるオートリフレッシュ命令に基づいてアドレス制御信号を出力することにより、メモリセルに接続されるワードラインのアドレスが順次増加されて、4096本のワードラインに接続するメモリセルのオートリフレッシュ動作が行われる。
【0009】
尚、図13の斜線部分は、信号の論理レベルが考慮されない部分、いわゆるドントケア(Don't care)部分を示す。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このように構成された従来のリフレッシュ制御回路では、4096回のオートリフレッシュ動作を行うために、オートリフレッシュモードデコーダ2において、外部からの各制御信号、即ち、チップセレクト信号の反転信号CSB,ローアドレスストローブ信号の反転信号RASB,コラムアドレスストローブ信号の反転信号CASB及びライトイネーブル信号WEを4096回解析するため、電力の消耗が甚だしいという不都合な点があった。
【0011】
本発明の目的は、オートリフレッシュ動作を自動に行い、消耗電力を節減し得るリフレッシュ制御回路を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る請求項1に記載のリフレッシュ制御回路は、外部から入力するローアドレス信号を整形するローアドレス入力バッファーと、外部から入力する各制御信号により、オートリフレッシュ動作時のワードラインのアドレスを順次増加するためのオートリフレッシュフラグ信号を生成するオートリフレッシュモードデコーダと、外部から入力する各制御信号により、セルフリフレッシュ動作時のワードラインのアドレスを制御するためのセルフリフレッシュフラグ信号を生成するセルフリフレッシュモードデコーダと、前記オートリフレッシュモードデコーダからのオートリフレッシュフラグ信号に基づいて、オートリフレッシュモード時に全てのメモリセルに接続するワードラインを順次活性化するためのアドレス制御信号を発生するオートリフレッシュカウンタと、前記セルフリフレッシュモードデコーダからのセルフリフレッシュフラグ信号に基づいて、セルフリフレッシュモード時にセルフリフレッシュ対象のメモリセルに接続するワードラインを活性化するためのアドレス制御信号を発生するセルフリフレッシュカウンタと、前記ローアドレス入力バッファーからの外部ローアドレス信号を、前記オートリフレッシュカウンタ又はセルフリフレッシュカウンタからの各アドレス制御信号に基づいてデコーディングして出力し、ワードラインを活性化させるローデコーダと、を備えたリフレッシュ制御回路において、コラムアドレスストローブ信号の待機時間を設定するための待機時間設定信号を複数出力するコラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路と、前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号に応じて、前記オートリフレッシュモードデコーダのオートリフレッシュフラグ信号とセルフリフレッシュモードデコーダのセルフリフレッシュフラグ信号とにより、セルフオートリフレッシュモードを設定するためのセルフオートリフレッシュモードフラグ信号を生成して前記オートリフレッシュカウンタに出力するリフレッシュモード設定回路と、を含んで構成されている。
【0013】
請求項2に記載の発明では、前記リフレッシュモード設定回路は、前記セルフリフレッシュモードデコーダのセルフリフレッシュフラグ信号及び外部制御クロック信号によりオートリフレッシュモードを感知する信号を出力するセルフオートリフレッシュモードデコーダと、該セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力及び前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号により、前記オートリフレッシュ動作の周期を感知して出力するオートリフレッシュ周期感知回路と、該オートリフレッシュ周期感知回路の出力と前記オートリフレッシュモードデコーダのオートリフレッシュモードフラグ信号とを否定論理和するNORゲートと、該NORゲートの出力を反転するインバータと、から構成される。
【0014】
請求項3に記載の発明では、前記セルフオートリフレッシュモードデコーダは、前記セルフリフレッシュモードデコーダのセルフリフレッシュフラグ信号を反転する第1インバータと、該第1インバータの出力を遅延する第1遅延器と、該第1遅延器の出力を反転する第2インバータと、前記第1,第2インバータの各出力を否定論理積する第1NANDゲートと、該第1NANDゲートの出力を遅延する第2遅延器と、該第2遅延器の出力と外部制御クロック信号とを否定論理積する第2NANDゲートと、前記第2遅延器の出力と外部制御クロック信号とを否定論理和するNORゲートと、前記NORゲートの出力を反転する第3インバータと、前記第2NANDゲートの出力がリセット入力端に入力し、前記第3インバータの出力がセット入力端にそれぞれ入力するRSフリップフロップと、から構成される。
【0015】
請求項4に記載の発明では、前記オートリフレッシュ周期感知回路は、前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力及び外部クロック信号を論理演算して内部クロック信号を生成する入力部と、前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力及びクリア制御信号を論理演算してクリア信号を出力するクリア信号発生部と、前記入力部からの内部クロック信号が入力されて前記クリア信号発生部からのクリア信号によりクリアされるフリップフロップを複数備えたカウンタ部と、該カウンタ部の各フリップフロップの出力を論理演算して出力する複数の調整部と、それら調整部の各出力と前記制御信号待機時間設定回路からの各待機時間設定信号とにより、前記クリア制御信号を出力する複数のクリア制御部と、前記制御信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号に基づいて選択された各調整部の出力と前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力とを論理演算して出力する出力部と、から構成される。
【0016】
請求項5に記載の発明では、前記入力部は、前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力と外部クロック信号とを否定論理積するNANDゲートと、該NANDゲートの出力を反転して前記内部クロック信号を出力するインバータと、を備える。
【0017】
請求項6に記載の発明では、前記クリア信号発生部は、前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力と前記クリア制御信号とを否定論理積するNANDゲートと、該NANDゲートの出力を反転して前記クリア信号を出力するインバータと、を備える。
【0018】
請求項7に記載の発明では、前記カウンタ部は、前記入力部からの内部クロック信号により同期され、前記クリア信号発生部からのクリア信号によりクリアされ、前段の出力が後段に入力されるように直列連結された複数のDフリップフロップにより構成され、最終段のDフリップフロップの反転出力が初段のDフリップフロップの入力としてフィードバックされる。
【0019】
請求項8に記載の発明では、前記調整部は、前記カウンタ部の各フリップフロップの出力を否定論理積する各NANDゲートと、それらNANDゲートの出力を反転する各インバータと、を備え、前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定信号の数に応じて設けられる。
【0020】
請求項9に記載の発明では、前記クリア制御部は、前記調整部の出力と前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号とを否定論理積するNANDゲートと、前記外部クロック信号に同期され、前記NANDゲートの出力を受けて出力を発生するDフリップフロップと、前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号を反転させるインバータと、前記インバータからの待機時間設定信号の反転信号により制御され、前記Dフリップフロップの出力に基づいてクリア制御信号を生成する出力バッファーと、から構成される。
【0021】
請求項10に記載の発明では、前記出力部は、前記各調整部の出力を前記待機時間設定信号の反転信号により選択して出力する各バッファーと、それらバッファーの出力と前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力とを否定論理積するNANDゲートと、該NANDゲートの出力を反転して出力するインバータと、から構成される。
【0022】
請求項11に記載の発明では、前記セルフリフレッシュモードデコーダには、前記セルフオートリフレッシュモードを開始するためのアドレス制御信号が入力される。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
本発明に係るリフレッシュ制御回路の第1実施形態は、図1に示したように、外部アドレス信号ExADDが入力するローアドレス入力バッファー1と、外部から入力する各制御信号、即ち、チップセレクト信号の反転信号CSB,ローアドレスストローブ信号の反転信号RASB,コラムアドレスストローブ信号の反転信号CASB及びライトイネーブル信号WEを解析して、オートリフレッシュ動作時のワードラインのアドレスを順次増加するためのオートリフレッシュフラグ信号REFを生成するオートリフレッシュモードデコーダ2と、外部から入力する各制御信号により、セルフリフレッシュ動作時のワードラインのアドレスを制御するためのセルフリフレッシュフラグ信号SREFを生成するセルフリフレッシュモードデコーダ3と、前記オートリフレッシュモードデコーダ2からのオートリフレッシュフラグ信号REFに基づいて、セルフオートリフレッシュモード時にセルフオートリフレッシュ動作対象となる全てのメモリセルに接続するワードラインを順次活性化するためのアドレス制御信号を発生するオートリフレッシュカウンタ4と、前記セルフリフレッシュモードデコーダ3からのセルフリフレッシュフラグ信号SREFに基づいて、セルフリフレッシュモード時にセルフリフレッシュ動作対象となるメモリセルアレイ7内のメモリセルに接続するワードラインを活性化するためのアドレス制御信号を発生するセルフリフレッシュカウンタ5と、前記オートリフレッシュカウンタ4又はセルフリフレッシュカウンタ5から発生する各アドレス制御信号に基づいて、前記ローアドレス入力バッファー1からの外部アドレス信号ExADDをデコーディングして出力し、ワードラインを活性化させるローデコーダ6と、複数のメモリセルを備えるメモリセルアレイ7と、コラムアドレスストローブ信号CASの待機時間(latency)を設定するための複数の待機時間設定信号CL1〜CL3を出力するコラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路10と、コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路10からの各待機時間設定信号CL1〜CL3に応じて、前記オートリフレッシュモードデコーダ2のオートリフレッシュフラグ信号REFとセルフリフレッシュモードデコーダ3のセルフリフレッシュフラグ信号SREFとにより、セルフオートリフレッシュモードを設定するためのセルフオートリフレッシュモードフラグ信号IRFを生成してオートリフレッシュカウンタ4に出力するリフレッシュモード設定回路20と、から構成されている。
【0024】
前記リフレッシュモード設定回路20は、図2に示したように、前記セルフリフレッシュモードデコーダ3のセルフリフレッシュフラグ信号SREF及び外部制御クロック信号CKEによりオートリフレッシュモードを感知するセルフオートリフレッシュモード信号SAREFを出力するセルフオートリフレッシュモードデコーダ20−1と、該セルフオートリフレッシュモードデコーダ20−1のセルフオートリフレッシュモード信号SAREF及びコラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路10の待機時間設定信号CL1〜CL3により、オートリフレッシュ動作の周期tRCを感知して信号ACTRCを出力するオートリフレッシュ周期感知回路20−2と、該オートリフレッシュ周期感知回路20−2の出力信号ACTRCとオートリフレッシュモードデコーダ2のオートリフレッシュフラグ信号REFとを否定論理和するNORゲートNOR61と、該NORゲートNOR61の出力を反転してセルフオートリフレッシュモードフラグ信号IRFを出力するインバータINV61と、から構成されている。
【0025】
前記セルフオートリフレッシュモードデコーダ20−1は、図3に示したように、セルフリフレッシュモードデコーダ3のセルフリフレッシュフラグ信号SREFを反転する第1インバータとしてのインバータINV71と、該インバータINV71の出力を遅延する第1遅延器としての遅延器DE71と、該遅延器DE71の出力を反転する第2インバータとしてのインバータINV72と、インバータINV71,INV72の各出力を否定論理積する第1NANDゲートとしてのNANDゲートND71と、該NANDゲートND71の出力SAを遅延する第2遅延器としての遅延器DE72と、遅延器72の出力SAR3と外部制御クロック信号CKEとを否定論理積する第2NANDゲートとしてのNANDゲートND72と、遅延器DE72の出力SAR3と外部制御クロック信号CKEとを否定論理和するNORゲートNOR71と、該NORゲートNOR71の出力を反転する第3インバータとしてのインバータINV73と、前記NANDゲートND72の出力ERBがリセット入力端に入力し、前記インバータINV73の出力ESBがセット入力端にそれぞれ印加し、セルフオートリフレッシュモード信号SAREFを出力するRSフリップフロップRSFF71と、から構成されている。
【0026】
また、前記オートリフレッシュ周期感知回路20−2は、図4に示したように、前記セルフオートリフレッシュモードデコーダ20−1のセルフオートリフレッシュモード信号SAREFと外部クロック信号CLKとを否定論理積するNANDゲートND81と、該NANDゲートND81の出力を反転して内部クロック信号ICK2を出力するインバータINV81と、を備えた入力部INと、前記セルフオートリフレッシュモードデコーダ20−1のセルフオートリフレッシュモード信号SAREFとクリア制御信号CRとを否定論理積するNANDゲートND82と、NANDゲートND82の出力を反転してクリア信号CLRを出力するインバータINV82と、を備えたクリア信号発生部CLと、前記入力部INからの内部クロック信号ICK2により同期され、前記クリア信号発生部CLからのクリア信号CLRによりクリアされ、前段の出力が後段に入力されるように直列連結された各DフリップフロップDFF81〜DFF85を備え、最終段のDフリップフロップDFF85の反転出力Q4Bが初段のDフリップフロップDFF81のデータ入力端Dの入力としてフィードバックされるカウンタ部CTと、該カウンタ部CTの各DフリップフロップDFF81〜DFF85の出力Q0〜Q4及びそれらの反転出力Q0B〜Q4Bを論理演算して出力する各調整部SUM1〜SUM3と、それら調整部SUM1〜SUM3の各出力TRC1〜TRC3とコラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路10からの各待機時間設定信号CL1〜CL3とにより、クリア制御信号CRを出力する各クリア制御部CRC1〜CRC3と、前記待機時間設定信号CL1〜CL3の反転信号により、前記各調整部SUM1〜SUM3の出力TRC1〜TRC3を選択して出力する各バッファーBUF81〜BUF83と、それらバッファーBUF81〜BUF83の出力と前記セルフオートリフレッシュモードデコーダ20−1のセルフオートリフレッシュモード信号SAREFとを否定論理積するNANDゲートND86と、該NANDゲートND86の出力を反転して信号ACTRCを出力するインバータINV86と、を備えた出力部OUTと、から構成されている。
【0027】
前記調整部SUM1は、前記カウンタ部CTの各DフリップフロップDFF81〜DFF85の出力Q0,Q1,Q2,Q3,Q4を否定論理積するNANDゲートND83と、該NANDゲートND83の出力を反転するインバータINV83と、を備える。他の各調整部SUM2,SUM3も調整部SUM1と同様に構成されているが、調整部SUM2のNANDゲートND84には、各フリップフロップDFF81〜DFF85の反転出力Q0B及び出力Q1,Q2,Q3,Q4が入力され、調整部SUM3のNANDゲートND85には、各フリップフロップDFF81〜DFF85の出力Q4及び反転出力Q0B,Q1B,Q2B,Q3Bが入力される。
【0028】
また、前記クリア制御部CRC1は、前記調整部SUM1の出力TRC1と前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路10からの待機時間設定信号CL1とを否定論理積するNANDゲートND87と、該NANDゲートND87の出力が入力して外部クロック信号CLKにより同期されて出力を発生するDフリップフロップDFF86と、コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路10からの待機時間設定信号CL1を反転させるインバータINV87と、前記インバータINV87からの待機時間設定信号CL1の反転信号により制御され、前記DフリップフロップDFF86の出力に基づいてクリア制御信号CRを生成する出力バッファーBUF84と、を備える。他のクリア制御部CRC2,CRC3も、クリア制御部CRC1と同様に構成されている。
【0029】
尚、前記リフレッシュモード設定回路20及びコラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路10を除いた他の構成は従来と同様に構成されている。
以下、このように構成された本発明に係るリフレッシュ制御回路の第1実施形態の動作を、図面を用いて説明する。
【0030】
メモリセルのリフレッシュ動作では、セルフリフレッシュ動作を行った後、オートリフレッシュ動作を行う。従って、セルフリフレッシュ動作の終了後であってオートリフレッシュ動作の開始前に、外部制御クロック信号CKEがハイレベルからローレベルに遷移すると、メモリセルアレイ7内の全メモリセルをオートリフレッシュ動作させるために、例えば、4Kbytesのメモリチップの場合は4096回をオートリフレッシュ周期tRCのリフレッシュサイクル数としてオートリフレッシュ動作が行われる。
【0031】
本第1実施形態においては、図6(B)に示したように、外部のメモリ駆動制御回路(図示せず)から出力される外部制御クロック信号CKEがハイレベルからローレベルに遷移されるとセルフリフレッシュ動作が開始され、該ローレベルの外部制御クロック信号CKEが再びハイレベルに遷移されるとセルフリフレッシュ動作が終了される。
【0032】
この後、再び外部クロック制御信号CKEがローレベルに遷移されて、リフレッシュモード設定回路20内でセルフオートリフレッシュモード信号SAREFがハイレベルになると、セルフオートリフレッシュモードが開始されて自動的なオートリフレッシュ動作であるセルフオートリフレッシュ動作が行われる。この後、外部制御クロック信号CKEがローレベルからハイレベルに遷移されると、セルフオートリフレッシュモードが終了して、セルフオートリフレッシュ動作が終了する。
【0033】
ここで、セルフオートリフレッシュモードの開始から終了までの時間は、通常のオートリフレッシュ周期tRCがリフレッシュサイクル数だけ継続した時間である。
【0034】
具体的には、図6(C)〜図6(F)に示すように、チップセレクト信号CS,ローアドレスストローブ信号RAS及びコラムアドレスストローブ信号CASがローレベルで、ライトイネーブル信号WEがハイレベルのとき、図6(B)に示す外部制御クロック信号CKEがハイレベルからローレベルに遷移されると、図3のセルフオートリフレッシュモードデコーダ20−1から出力されるセルフオートリフレッシュモード信号SAREFが図7(L)に示すようにハイレベルとなり、図4のオートリフレッシュ周期感知回路20−2に出力される。図4のオートリフレッシュ周期感知回路20−2では、セルフオートリフレッシュモード信号SAREFと外部クロック信号CLKとが論理演算されて内部クロック信号ICK2が生成され、該内部クロック信号ICK2が主クロック信号として使用されて、図7(M)に示すように出力ACTRCがハイレベルとなる。これにより、リフレッシュモード設定回路20ではセルフオートリフレッシュモードフラグ信号IRFが生成され、セルフオートリフレッシュ動作が行われる。
【0035】
次いで、チップセレクト信号CSがローレベルで、ローアドレスストローブ信号RAS,コラムアドレスストローブ信号CAS及びライトイネーブル信号WEがハイレベルのとき、又は、チップセレクト信号CSがハイレベルで、ローアドレスストローブ信号RAS,コラムアドレスストローブ信号CAS及びライトイネーブル信号WEがローレベルのとき、外部制御クロック信号CKEがローレベルからハイレベルに遷移されると、図7(L)に示すセルフオートリフレッシュモード信号SAREFがローレベルになるため、オートリフレッシュ周期感知回路20−2のカウント数がクリアされ、図7(M)に示すオートリフレッシュ周期感知回路20−2の出力ACTRCがローレベルになって、セルフオートリフレッシュモードが終了される。
【0036】
この場合、オートリフレッシュ周期感知回路20−2では、コラムアドレスストローブ信号CASの待機時間に応じてオートリフレッシュ周期tRCのカウント数が変換されるように、待機時間設定信号CL1〜CL3が所定の論理レベルで入力される。具体的には、図5(C)に示したように、第3待機時間設定信号CL3のみがハイレベルで入力すると9クロックを感知し、図5(B)に示したように、第2待機時間設定信号CL2のみがハイレベルで入力すると6クロックを感知し、図5(A)に示したように、第1待機時間設定信号CL1のみがハイレベルで入力すると3クロックを感知して、信号ACTRCが発生される。
【0037】
また、本発明に係るリフレッシュ制御回路の第2実施形態として、図8に示したように、セルフリフレッシュモードデコーダ3′のNORゲートNOR133に、図9(G)に示すような、セルフオートリフレッシュモードを開始するためのアドレス制御信号A10の反転信号A10Bが追加して入力されるようにし、その他の構成は第1実施形態と同様にすることもできる。
【0038】
このように構成された第2実施形態においては、図8に示すセルフリフレッシュ開始回路EN´に入力される制御クロック信号CKEがハイレベルからローレベルに遷移すると、信号SAR2がハイレベルになる。従って、セルフオートリフレッシュモード信号SAREFがハイレベルになってオートリフレッシュモードが開始される。これにより、セルフオートリフレッシュ動作が終了すると、セルフオートリフレッシュモードによるセルフオートリフレッシュ動作が行われる。
【0039】
また、上述した本第1実施形態における各信号の論理レベル状態と同様の場合に、セルフオートリフレッシュモードが終了される。
尚、図6及び図9の斜線部分は、信号の論理レベルが考慮されない部分、いわゆるドントケア(Don't care)部分を示す。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セルフリフレッシュ動作を行った後、外部からの各制御信号を解析ぜすに、セルフオートリフレッシュ動作を行うので、消耗電力を節減し得る効果がある。
【0041】
また、セルフオートリフレッシュ動作を行うための周期を任意に設定して、セルフオートリフレッシュ動作を行い得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリフレッシュ制御回路の第1実施形態のブロック図である。
【図2】図1のリフレッシュモード設定回路の構成図である。
【図3】図2のセルフオートリフレッシュモードデコーダの構成図である。
【図4】図2のオートリフレッシュ周期感知回路の構成図である。
【図5】図4のオートリフレッシュ周期感知回路の動作タイミング図である。
【図6】図1のリフレッシュ制御回路の動作タイミング図である。
【図7】図2のリフレッシュモード設定回路の動作タイミング図である。
【図8】本発明に係るリフレッシュ制御回路の第2実施形態のセルフリフレッシュモードデコーダの構成図である。
【図9】図7の第2実施形態の動作タイミング図である。
【図10】従来のリフレッシュ制御回路のブロック図である。
【図11】図9のオートリフレッシュモードデコーダの構成図である。
【図12】図9のセルフリフレッシュモードデコーダの構成図である。
【図13】従来のリフレッシュ制御回路の動作タイミング図である。
【符号の説明】
1 ローアドレス入力バッファー
2 オートリフレッシュモードデコーダ
3,3′ セルフリフレッシュモードデコーダ
4 オートリフレッシュカウンタ
6 ローデコーダ
7 メモリセルアレイ
10 ローアドレスストローブ信号待機時間設定回路
20 リフレッシュモード設定回路
20−1 セルフオートリフレッシュモードデコーダ
20−2 オートリフレッシュ周期感知回路
NOR61,NOR71,NOR131〜NOR133 NORゲート
INV61,INV71〜INV73,INV81〜INV89,INV131〜INV138 インバータ
ND71,ND72,ND81〜ND89,ND131,ND132 NANDゲート
DE71,DE72,DE131〜DE133 遅延器
RSFF71,RSFF131 RSフリップフロップ
DFF81〜DFF85,DFF131〜DFF133 DフリップフロップBUF81〜BUF86 バッファー
Claims (11)
- 外部から入力するローアドレス信号を整形するローアドレス入力バッファーと、
外部から入力する各制御信号により、オートリフレッシュ動作時のワードラインのアドレスを順次増加するためのオートリフレッシュフラグ信号を生成するオートリフレッシュモードデコーダと、
外部から入力する各制御信号により、セルフリフレッシュ動作時のワードラインのアドレスを制御するためのセルフリフレッシュフラグ信号を生成するセルフリフレッシュモードデコーダと、
前記オートリフレッシュモードデコーダからのオートリフレッシュフラグ信号に基づいて、オートリフレッシュモード時に全てのメモリセルに接続するワードラインを順次活性化するためのアドレス制御信号を発生するオートリフレッシュカウンタと、
前記セルフリフレッシュモードデコーダからのセルフリフレッシュフラグ信号に基づいて、セルフリフレッシュモード時にセルフリフレッシュ対象のメモリセルに接続するワードラインを活性化するためのアドレス制御信号を発生するセルフリフレッシュカウンタと、
前記ローアドレス入力バッファーからの外部ローアドレス信号を、前記オートリフレッシュカウンタ又はセルフリフレッシュカウンタからの各アドレス制御信号に基づいてデコーディングして出力し、ワードラインを活性化させるローデコーダと、
を備えたリフレッシュ制御回路において、
コラムアドレスストローブ信号の待機時間を設定するための待機時間設定信号を複数出力するコラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路と、
前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号に応じて、前記オートリフレッシュモードデコーダのオートリフレッシュフラグ信号とセルフリフレッシュモードデコーダのセルフリフレッシュフラグ信号とにより、セルフオートリフレッシュモードを設定するためのセルフオートリフレッシュモードフラグ信号を生成して前記オートリフレッシュカウンタに出力するリフレッシュモード設定回路と、
を含むことを特徴とするリフレッシュ制御回路。 - 前記リフレッシュモード設定回路は、
前記セルフリフレッシュモードデコーダのセルフリフレッシュフラグ信号及び外部制御クロック信号によりオートリフレッシュモードを感知する信号を出力するセルフオートリフレッシュモードデコーダと、
該セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力及び前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号により、前記オートリフレッシュ動作の周期を感知して出力するオートリフレッシュ周期感知回路と、
該オートリフレッシュ周期感知回路の出力と前記オートリフレッシュモードデコーダのオートリフレッシュモードフラグ信号とを否定論理和するNORゲートと、
該NORゲートの出力を反転するインバータと、
から構成されたことを特徴とする請求項1記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記セルフオートリフレッシュモードデコーダは、
前記セルフリフレッシュモードデコーダのセルフリフレッシュフラグ信号を反転する第1インバータと、
該第1インバータの出力を遅延する第1遅延器と、
該第1遅延器の出力を反転する第2インバータと、
前記第1,第2インバータの各出力を否定論理積する第1NANDゲートと、
該第1NANDゲートの出力を遅延する第2遅延器と、
該第2遅延器の出力と外部制御クロック信号とを否定論理積する第2NANDゲートと、
前記第2遅延器の出力と外部制御クロック信号とを否定論理和するNORゲートと、
前記NORゲートの出力を反転する第3インバータと、
前記第2NANDゲートの出力がリセット入力端に入力し、前記第3インバータの出力がセット入力端にそれぞれ入力するRSフリップフロップと、
から構成されたことを特徴とする請求項2記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記オートリフレッシュ周期感知回路は、
前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力及び外部クロック信号を論理演算して内部クロック信号を生成する入力部と、
前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力及びクリア制御信号を論理演算してクリア信号を出力するクリア信号発生部と、
前記入力部からの内部クロック信号が入力されて前記クリア信号発生部からのクリア信号によりクリアされるフリップフロップを複数備えたカウンタ部と、
該カウンタ部の各フリップフロップの出力を論理演算して出力する複数の調整部と、
それら調整部の各出力と前記制御信号待機時間設定回路からの各待機時間設定信号とにより、前記クリア制御信号を出力する複数のクリア制御部と、
前記制御信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号に基づいて選択された各調整部の出力と前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力とを論理演算して出力する出力部と、
から構成されたことを特徴とする請求項2又は請求項3記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記入力部は、
前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力と外部クロック信号とを否定論理積するNANDゲートと、
該NANDゲートの出力を反転して前記内部クロック信号を出力するインバータと、
を備えたことを特徴とする請求項4記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記クリア信号発生部は、
前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力と前記クリア制御信号とを否定論理積するNANDゲートと、
該NANDゲートの出力を反転して前記クリア信号を出力するインバータと、を備えたことを特徴とする請求項4又は請求項5記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記カウンタ部は、
前記入力部からの内部クロック信号により同期され、前記クリア信号発生部からのクリア信号によりクリアされ、前段の出力が後段に入力されるように直列連結された複数のDフリップフロップにより構成され、
最終段のDフリップフロップの反転出力が初段のDフリップフロップの入力としてフィードバックされることを特徴とする請求項4〜請求項6のいずれか1つに記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記調整部は、
前記カウンタ部の各フリップフロップの出力を否定論理積する各NANDゲートと、
それらNANDゲートの出力を反転する各インバータと、
を備え、前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定信号の数に応じて設けられることを特徴とする請求項4〜請求項7のいずれか1つに記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記クリア制御部は、
前記調整部の出力と前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号とを否定論理積するNANDゲートと、
前記外部クロック信号に同期され、前記NANDゲートの出力を受けて出力を発生するDフリップフロップと、
前記コラムアドレスストローブ信号待機時間設定回路からの待機時間設定信号を反転させるインバータと、
前記インバータからの待機時間設定信号の反転信号により制御され、前記Dフリップフロップの出力に基づいてクリア制御信号を生成する出力バッファーと、から構成されたことを特徴とする請求項4〜請求項8のいずれか1つに記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記出力部は、
前記各調整部の出力を前記待機時間設定信号の反転信号により選択して出力する各バッファーと、
それらバッファーの出力と前記セルフオートリフレッシュモードデコーダの出力とを否定論理積するNANDゲートと、
該NANDゲートの出力を反転して出力するインバータと、
から構成されたことを特徴とする請求項4〜請求項9のいずれか1つに記載のリフレッシュ制御回路。 - 前記セルフリフレッシュモードデコーダには、前記セルフオートリフレッシュモードを開始するためのアドレス制御信号が入力されることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1つに記載のリフレッシュ制御回路。
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