JP4322209B2 - 高速dramにおける読出しレイテンシを設定及び補償する方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明はDRAM回路に関するものであり、特に、高速DRAMから適正な読出しレイテンシ(待ち時間)で適正なデータが出力されることを保証する回路及び方法に関するものである。
一般的なDRAMメモリーシステムは、DRAMメモリーデバイスの読出し及び書込み要求を行う外部DRAMコントローラを有する。読出し要求を行う際に、このコントローラは、メモリーデバイス内のデータが所定のレイテンシで、データバス上で利用可能になることを想定し、この所定レイテンシは通常、コントローラが読出し要求を行った後の、所定の外部システムクロックサイクル数であり、例えば8外部クロックサイクルである。内部的には、DRAMメモリーデバイスは自前のクロックシステムを有し、このクロックシステムは外部クロック信号を受信して、この外部クロックから、メモリーデバイスの内部動作用のいくつかの異なる内部クロック信号を発生する。
本発明は、データフローに対する読出しクロックのバックタイミング(時間戻り)量の不確定性及び変動を補償して、適正なデータ出力を、外部クロックサイクル単位で測定した指定の読出しレイテンシで得る方法及び装置を提供する。
本発明は、バックタイム(時間戻り)させた読出しクロックに適正に時間合わせしたデータを出力ラッチに伝送することによって、DRAMにおける読出しクロックのバックタイミング量の不確定性及び変動を補償して、適正なデータが指定の読出しレイテンシでデータバスに伝送されることを保証する。
Claims (51)
- メモリーデバイスを動作させる方法において、
第1遅延ロックループを含む第1信号処理経路を用いて外部クロック信号から内部的な読出しクロック信号を発生するステップであって、前記第1信号処理経路が、前記第1遅延ロックループによって前記発生した読出しクロック信号にタイミング変動を生じさせるステップと;
受信した読出しコマンドに応答して、読出しスタート信号を発生するステップと;
前記読出しスタート信号を第2信号処理経路に通すステップであって、前記第2信号経路は、前記第1信号処理経路のスレーブ経路とすることができ、前記第1遅延ロックループのスレーブ回路である遅延回路を含み、前記第1信号処理経路によって生じる前記発生した読出しクロック信号のタイミング変動を複製して前記読出しスタート信号に与えて、遅延したスタート信号を発生するステップと;
前記遅延したスタート信号を用いて、前記読出しクロック信号の読出しクロックサイクルを初期値から所定値までカウントすることを可能にし、前記読出しクロックサイクルのカウント数が前記所定値に達すると、前記メモリーデバイスのメモリーアレイからの読出しデータを、データパイプを通して前記読出しラッチに伝送することによって、読出しラッチにおける読出しデータの出力を、所定の読出しレイテンシを伴って、前記読出しクロック信号に同期させるステップとを具え、
前記所定の読出しレイテンシは、前記メモリーコントローラによる前記読出しコマンドの発行に続く前記外部クロック信号の所定クロックサイクル数分の時間であり、
前記タイミング変動が、製造プロセス、電圧、及び温度の少なくとも1つを誘因とするタイミング変動であることを特徴とするメモリーデバイスの動作方法。 - さらに、
前記読出しクロックサイクルのカウント数が前記所定値に達すると、前記読出しラッチをイネーブル状態にするステップと
を具えていることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - さらに、
カウンタに初期値を設定するステップと;
前記遅延したスタート信号によって前記カウンタをイネーブル状態にして、前記読出しクロックサイクルを前記初期値から前記所定値までカウントするステップと
を具えていることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 前記初期値を、前記所定の読出しレイテンシを表わす第1データ、及び前記メモリーコントローラによる前記読出しコマンドの発行から前記読出しクロック信号が前記第1信号処理経路を出るまでに要する時間を表わす第2データから決定し、前記所定値を、前記読出しコマンドを復号化して前記遅延回路を起動するのに必要な前記読出しクロックサイクルの数から決定することを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記第1及び第2データを、前記メモリーデバイスに記憶することを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記第1データを、前記メモリーデバイスのモードレジスタに記憶することを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記第2データを、前記メモリーデバイスのオフセット回路に記憶することを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記第1データを、前記メモリーコントローラによって前記モードレジスタに供給することを特徴とする請求項6に記載の方法。
- さらに、
前記読出しコマンドが発行された後に、前記読出しクロック信号が前記第1信号処理経路によって発生されるのに要する時間を測定するステップと;
前記測定した時間を、前記外部クロック信号のクロックサイクル数として前記オフセット回路に記憶するステップと
を具えていることを特徴とする請求項7に記載の方法。 - メモリーデバイスを動作させる方法において、
外部クロック信号を第1遅延ロックループへの入力として用いて、読出しクロック信号を発生するステップと;
読出しコマンドの受信に応答して発生した読出しスタート信号を、前記第1遅延ロックループのスレーブ回路である遅延回路に通して、遅延したスタート信号を発生するステップと;
前記遅延したスタート信号を用いて、前記読出しクロック信号の読出しクロックサイクルを初期値から所定カウント値までカウントするカウンタをイネーブル状態にし、前記読出しクロックサイクルのカウント数が前記所定カウント値に達すると、前記メモリーデバイスのメモリーアレイのデータを出力ラッチに供給するデータ回路をイネーブル状態にすることによって、前記メモリーデバイスのメモリーアレイからの読出しデータの出力を前記読出しクロック信号に同期させるステップと;
前記出力ラッチに供給されたデータを、前記読み出しクロック信号によってラッチするステップとを具え、
前記所定カウント値は、前記読出しコマンドを復号化して前記遅延回路を起動するのに必要な読出しクロックサイクルの数から決定されることを特徴とするメモリーデバイスの動作方法。 - 前記読出しデータの出力を前記読出しクロック信号に同期させるステップが、
前記読出しクロックサイクルのカウント数が前記所定カウント値に達すると、前記出力ラッチをイネーブル状態にすることを含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記カウントを、前記出力ラッチが前記読出しデータを所定の読出しレイテンシ後に出力バスに出力するように行うことを特徴とする請求項10または11に記載の方法。
- 前記所定カウント値までのカウントを、少なくとも部分的に前記所定の読出しレイテンシによって決まるプリセット値から開始することを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記プリセット値が前記所定の読出しレイテンシにもとづくものであり、前記所定の読出しレイテンシは、少なくとも、前記読出しコマンドに続いて前記読出しクロック信号が前記第1遅延ロックループを含む信号処理経路によって発生されるのに要する時間分のオフセット値であることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記所定の読出しレイテンシに、前記メモリーデバイスの動作に固有の追加的な遅延分のオフセット値がさらに加わることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記追加的な遅延が、少なくとも部分的に、前記読出しコマンドの復号化によって生じることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記追加的な遅延が、少なくとも部分的に、データ経路の起動によって生じることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記遅延ロックループ及び前記遅延回路に、同じ誘因の信号タイミング変動がもたらされることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記信号タイミング変動の誘因が、製造プロセスの変動、電圧変動、及び温度変動の少なくとも1つであることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 外部クロック信号から内部的な読出しクロック信号を発生する第1信号処理経路であって、第1遅延ロックループを含み、前記読出しクロック信号にタイミング変動を生じさせる第1信号処理経路と;
受信した読出しコマンドから、遅延したスタート信号を発生する第2信号処理経路であって、前記第1遅延ロックループのスレーブ回路である遅延回路を含み、前記遅延したスタート信号に前記タイミング変動と同じタイミング変動を与える第2信号処理経路と;
前記読出しクロック信号に同期した読出しデータを出力するデータフロー制御回路とを具えたメモリーデバイスであって、
前記データフロー制御回路が、
読出しラッチと、
前記メモリーデバイスのメモリーアレイからの読出しデータを前記読出しラッチに供給する供給回路と;
前記読出しラッチを通る読出しデータの出力を、前記遅延したスタート信号の発生から前記読出しクロック信号の所定サイクル数分の時間後に、前記読出しクロック信号に同期させるイネーブル回路とを具え、前記時間は、前記読出しデータを所定の読出しレイテンシ後に前記メモリーデバイスの出力パッドに供給するのに要する時間に相当し、
前記イネーブル回路が、前記読出しクロック信号の前記所定サイクル数をカウントするカウンタを具え、前記カウンタが前記遅延したスタート信号によってカウントを開始し、
前記タイミング変動が、製造プロセス、電圧、及び温度の少なくとも1つを誘因とするタイミング変動であることを特徴とするメモリーデバイス。 - 前記読出しクロック信号の前記所定サイクル数がカウントされると、前記読出しラッチがイネーブル状態にされることを特徴とする請求項20に記載のメモリーデバイス。
- さらに、前記カウンタに特定カウント値をプリロードするプリロード回路を具えて、前記カウンタが、前記読出しクロック信号の前記所定サイクル数を、前記特定カウント値からカウントすることを特徴とする請求項20または21に記載のメモリーデバイス。
- 前記特定カウント値が、前記メモリーデバイス用の指定の読出しレイテンシを生成するために必要な前記読出しクロック信号のサイクル数に関連することを特徴とする請求項22に記載のメモリーデバイス。
- 前記特定カウント値が、メモリーコントローラが前記読出しコマンドを発行してから前記読出しクロック信号が前記第1信号処理経路を出るまでに要する時間分のオフセット値である前記指定の読出しレイテンシにもとづくものであることを特徴とする請求項23に記載のメモリーデバイス。
- 前記特定カウント値が、前記オフセット値に前記メモリーデバイス内の追加的な遅延分をさらに加えたオフセット値である前記指定の読出しレイテンシにもとづくものであることを特徴とする請求項24に記載のメモリーデバイス。
- 前記追加的な遅延が、少なくとも部分的に、前記読出しコマンドの復号化によって生じることを特徴とする請求項25に記載のメモリーデバイス。
- 前記追加的な遅延が、少なくとも部分的に、読出しデータを前記出力ラッチに供給する回路の起動時間によって生じることを特徴とする請求項25に記載のメモリーデバイス。
- 前記プリロード回路が、前記指定の読出しレイテンシに関連する第1カウント値を前記カウンタに供給するモードレジスタを具えていることを特徴とする請求項23に記載のメモリーデバイス。
- 前記第1カウント値が前記指定の読出しレイテンシであり、前記プリロード回路がさらに、前記読出しコマンドが発行されてから前記読出しクロック信号が前記第1信号処理経路を出るまでに要する時間に関連する第2カウント値を前記カウンタに供給するオフセット回路を具え、前記カウンタに、前記第1カウント値と前記第2カウント値との差をプリロードすることを特徴とする請求項28に記載のメモリーデバイス。
- 前記カウンタに前記差を、読出しデータが前記供給回路及び前記読出しラッチを通過して前記メモリーデバイスの出力パッドに至るのに要する時間に関連するカウント値分のさらなるオフセット値としてプリロードすることを特徴とする請求項29に記載のメモリーデバイス。
- 外部クロック信号から読出しクロック信号を発生する遅延ロックループと;
前記遅延ロックループのスレーブ回路であり、読出しコマンドの受信に応答して発生したスタート信号から、遅延したスタート信号を発生する遅延回路と;
読出しデータラッチと;
メモリーアレイからのデータを前記読出しラッチに伝送するデータ伝送回路と;
前記遅延したスタート信号に応答して、前記読出しクロック信号の所定サイクル数をカウントした後に、前記データ伝送回路からのデータを前記読出しクロック信号によって読出し可能にするイネーブル回路と
を具えていることを特徴とするメモリーデバイス。 - 前記データ伝送回路がデータパイプライン回路であることを特徴とする請求項31に記載のメモリーデバイス。
- 前記データパイプライン回路が並列−直列変換器を含むことを特徴とする請求項32に記載のメモリーデバイス。
- 前記イネーブル回路が、前記読出しラッチにおける読出しデータの読み出しを、前記読出しクロック信号のタイミングと同期させることを特徴とする請求項31に記載のメモリーデバイス。
- 前記イネーブル回路及び前記読出しクロック信号が、前記メモリーデバイスの出力において、指定の読出しレイテンシでデータを供給することを特徴とする請求項34に記載のメモリーデバイス。
- 前記イネーブル回路が、第1の値をプリロードされたカウンタを具え、前記カウンタが、前記読出しクロック信号のサイクル数を前記第1の値から第2の値までカウントして、前記第2の値に達すると、前記読出しクロック信号による前記読出しデータの読み出しを可能にすることを特徴とする請求項31に記載のメモリーデバイス。
- 前記カウンタがダウンカウンタであることを特徴とする請求項36に記載のメモリーデバイス。
- プロセッサと;
前記プロセッサとデータを交換するメモリーデバイスとを具えたプロセッサシステムにおいて、前記メモリーデバイスが、
外部クロック信号から読出しクロック信号を発生する第1信号処理経路であって、遅延ロックループを含み、前記発生した読出しクロック信号にタイミング変動を生じさせる第1信号処理経路と;
受信した読出しコマンドから、遅延したスタート信号を発生する第2信号処理経路であって、前記第1遅延ロックループのスレーブ回路である遅延回路を含み、前記遅延したスタート信号に前記タイミング変動と同じタイミング変動を与える第2信号処理経路と;
前記読出しクロック信号に同期した読出しデータを出力するデータフロー制御回路とを具え、
前記データフロー制御回路が、
読出しラッチと;
前記メモリーデバイスのメモリーアレイからの読出しデータを前記読出しラッチに供給する供給回路と;
前記読出しラッチを通る読出しデータの出力を、前記遅延したスタート信号の発生から前記読出しクロック信号の所定サイクル数分の時間後に、前記読出しクロック信号に同期させるイネーブル回路とを具え、
前記イネーブル回路は、前記読出しクロック信号の前記所定サイクル数をカウントするカウンタを具え、前記カウンタが前記遅延したスタート信号によってカウントを開始し、
前記読出しクロック信号の所定サイクル数は、読出しデータを前記メモリーデバイスの出力パッドに所定の読出しレイテンシで供給するのに要する時間に相当し、
前記タイミング変動が、製造プロセス、電圧、及び温度の少なくとも1つを誘因とするタイミング変動であることを特徴とするプロセッサシステム。 - 前記読出しクロック信号の前記所定サイクル数がカウントされると、前記読出しラッチがイネーブル状態にされることを特徴とする請求項38に記載のプロセッサシステム。
- さらに、前記カウンタに特定カウント値をプリロードするプリロード回路を具え、前記カウンタが、前記読出しクロック信号の前記所定サイクル数を、前記特定カウント値からカウントすることを特徴とする請求項38または39に記載のプロセッサシステム。
- 前記特定カウント値が、前記メモリーデバイス用の指定の読出しレイテンシを生成するために必要な前記読出しクロック信号のサイクル数に関連することを特徴とする請求項40に記載のプロセッサシステム。
- 前記プリロード回路が、前記指定の読出しレイテンシに関連する第1カウント値を前記カウンタに供給するモードレジスタを具えていることを特徴とする請求項40に記載のプロセッサシステム。
- 前記第1カウント値が前記指定の読出しレイテンシであり、前記プリロード回路がさらに、読出しコマンドが発行されてから前記読出しクロック信号が前記第1信号処理経路を出るまでに要する時間を表わすオフセット値を前記カウンタに供給するオフセット回路を具え、前記カウンタに、前記第1カウント値と前記オフセット値との差をプリロードすることを特徴とする請求項42に記載のプロセッサシステム。
- 前記カウンタに前記差を、読出しデータが前記供給回路及び前記読出しラッチを通過して前記メモリーデバイスの出力パッドに至るのに要する時間に関連するカウント値分のさらなるオフセット値としてプリロードすることを特徴とする請求項43に記載のプロセッサシステム。
- プロセッサと;
前記プロセッサとデータを交換するメモリーデバイスとを具えたプロセッサシステムにおいて、前記メモリーデバイスが、
外部クロック信号から読出しクロック信号を発生する遅延ロックループと;
前記遅延ロックループのスレーブ回路であり、読出しコマンドの受信に応答して発生したスタート信号から、遅延したスタート信号を発生する遅延回路と;
読出しラッチと;
メモリーアレイからのデータを前記読出しラッチに伝送するデータ伝送回路と;
前記遅延したスタート信号に応答して、前記読出しクロック信号の所定サイクル数をカウントした後に、前記データ伝送回路からのデータを前記読出しクロック信号によって読出し可能にするイネーブル回路と
を具えていることを特徴とするプロセッサシステム。 - 前記データ伝送回路がデータパイプライン回路であることを特徴とする請求項45に記載のプロセッサシステム。
- 前記データパイプライン回路が並列−直列変換器を含むことを特徴とする請求項46に記載のプロセッサシステム。
- 前記イネーブル回路が、前記読出しラッチへの読出しデータの供給を、前記読出しクロック信号のタイミングと同期させることを特徴とする請求項45に記載のプロセッサシステム。
- 前記イネーブル回路及び前記読出しクロック信号が、前記メモリーデバイスの出力において、指定の読出しレイテンシでデータを供給することを特徴とする請求項48に記載のプロセッサシステム。
- 前記イネーブル回路が第1の値をプリロードされたカウンタを具え、前記カウンタが、前記読出しクロック信号のサイクル数を前記第1の値から第2の値までカウントして、前記第2の値に達すると、前記読出しクロック信号による前記読出しデータの読み出しを可能にすることを特徴とする請求項45に記載のプロセッサシステム。
- 前記カウンタがダウンカウンタであることを特徴とする請求項50に記載のプロセッサシステム。
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