JP4387371B2 - メモリ装置、その使用、および、データワードの同期方法 - Google Patents

メモリ装置、その使用、および、データワードの同期方法 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
本発明は、メモリ装置と、データワードの同期方法と、3線式バス上においてデータを同期させるためのメモリ装置の使用とに関するものである。
近年の集積化無線チップは、設定可能な多数のパラメータおよび機能を有している。これらのパラメータおよび機能には、特に、無線チップの個々の領域が動作可能であるかどうかを検査する様々な試験機能が含まれている。さらに、無線チップを特に部分的に選択可能なアプリケーションに最適化するために、様々な動作パラメータが設定され得る。これらの様々な機能および設定可能なパラメータは、もはや、個々の制御線を介して作動されるのではなく、むしろ、無線チップが、シリアルインターフェースを介して適切な制御ユニットと通信するのである。この制御ユニットは、ホストとも呼ばれている。
特に有効であることが実証されているシリアルプログラミングインターフェースは、3線を有するシリアルプログラミングインターフェースである。この3線式システムは、3線式バスとも呼ばれている。このバスは、クロック線と、データ線と、起動線またはイネーブル線とを有している。制御チップと無線チップとの間の通信は、制御チップによって制御および駆動されている。プログラミングインターフェースをイネーブル線の信号によって起動した後、制御チップは、クロック線にクロック信号を出力する。同時に、複数のデータビットが、データ線に出力される。ここで、クロック線のクロック信号の各クロックエッジが、常に、データビットのビット期間の中間に現れることが好ましい。信号がイネーブル線に存在している限り、無線チップは、クロック線のクロックエッジごとに複数のデータビットを格納する。イネーブル線の信号は、2つの状態を適切にとることができる。制御チップがシリアルプログラミングインターフェースを介して無線チップにデータを送信するときには常に、第1状態である。
これに関連して、データ線の複数のデータビットは、様々な外部パラメータに依存している。基本的には、これらのデータビットは組み合わされて、「メッセージ」またはデータワードを形成しており、それぞれ、無線チップのメモリのレジスタに格納される。このメッセージが、長さ24ビットのデータワードになっていることが好ましい。適切には、24ビットの数が、メッセージの最後にアドレスとして規定されている。これにより、メモリの様々なレジスタを、無線チップ内に直接アドレス指定できる。
図6Aは、3線バスにおける、クロック線上のクロック信号TWB_CLKと、データ線上の信号と、イネーブル線上の信号TWB_DATA_EN_Nとを示している。クロック信号TWB_CLKの立ち上がりクロックエッジが常にデータビットTWB_DATAの中間に現れているということが分かる。19データビットD19〜D0および4つのアドレスビットA0〜A3を含む全メッセージを送信している間、イネーブル線上の信号TWB_DATA_EN_Nは、論理ロー状態「ロー」になり、したがって、データがデータ線上に現れていることが示される。
基本的に、メッセージの長さは、データビットを有する全メッセージを無線チップのレジスタに確実に格納することとは無関係である。
さらに、シリアルインターフェースおよび好ましくは3線バスを介して制御パラメータを送信するための「デジタルRF規格」(DigRF)が用いられる。このために用いられる信号は、図6Aの信号と同様の構造をしている。
DigRF規格に基づいて信号を送信する場合、データをメモリから読み出す読出し動作と、書込み動作とは異なっている。図6Bおよび図6Cから分かるように、読出し動作および書込み動作は、第1ビットによって示される。さらに、データ線上の各ワードのアドレスビットとデータビットとは入れ替えられている。DigRF規格の場合、読出し動作と書込み動作とを区別するために、イネーブル線の各信号I2RF_DATA_EN_Nの長さを異なるように生成することもできる。
無線チップへのデータの書込み、または、該チップからのデータの読み出しに用いられるクロック信号TWB_CLKは、通常、外部クロック発振器によって生成される。したがって、このクロック信号TWB_CLKは、無線チップによって用いられる、内部で生成されるシステムクロックに対して、非同期的なプロファイルを有している。したがって、データの損失をできる限り避けるために、送信されるデータワードを同期させる必要がある。この場合、少なくともデータが処理される前に、同期させる必要がある。この「同期」という語を、以下では、異なるクロック信号を使用する2つの回路間のデータの受け取りまたは出力であるとする。
近年の無線チップでは、クロックの生成には、内部で用いられるレジスタが部分的に用いられている。したがって、格納用データが、無線チップによって生成されるシステムクロックを用いては今や動作しないレジスタに、供給されるということが起こりうる。
したがって、本発明の目的は、中心点において外部から同期されたデータが供給されるメモリ装置を提示することにある。
さらに、本発明の目的は、簡単な手段を用いてデータを同期できる方法を提示することにある。
これらの目的を、独立請求項1および8の主題によって達成する。
提示した原理に基づいて、メモリ装置は、データ入力部とクロック入力部とを有するレジスタ素子を備えている。このレジスタ素子は、クロック入力部のクロック信号に基づいてレジスタ素子のデータ入力部においてパラレルデータワードを受け取るように設計されている。レジスタ素子のデータ入力部にはマルチプレクサが接続されており、該マルチプレクサは、その制御入力部の信号に応じて、該マルチプレクサの2つのデータ入力部のうちの1つを該マルチプレクサのデータ出力部に結合している。さらに、バッファ記憶装置が設けられており、該バッファ記憶装置は、出力側において2つのデータ出力部に接続されている。このバッファ記憶装置は、メモリ装置の第1クロック入力部とメモリ装置の状態入力部とに位置する信号に基づいて、メモリ装置のデータ入力部のシリアルデータワードを受け取るように、設計されている。受け取られたデータワードは、バッファ記憶装置によって、パラレルデータワードとして2つのデータ出力部のうちの1つから出力される。
バッファ記憶装置により、メモリ装置の第1クロック入力部の外部第1クロック信号と、メモリ装置の第2クロック入力部の他の内部クロック信号とを同期させることができる。さらに、マルチプレクサの制御入力部に接続された制御出力部を有する同期回路について記載する。この同期回路は、レジスタ素子のクロック入力部に接続されたクロック信号入力部を有している。また、この同期回路は、クロック信号出力部にクロック信号を出力するように設計されている。このクロック信号は、状態入力部の信号の時間プロファイルと、第2クロック入力部の信号とから生成される。
状態入力部が監視され、特に、状態信号が同期回路によって評価されることにより、レジスタ素子は、メモリ装置の第2クロック入力部の第2クロック信号と同期して、バッファ記憶装置によってその2つのデータ出力部のうちの1つに出力されるパラレルデータワードを受け取る。状態入力部の信号の時間プロファイルと、特に好ましくは状態入力部の信号のクロックエッジとが、同期回路によって一時的に記憶されることが有効である。このクロックエッジが、本発明にしたがって第2クロック入力部の信号に同期する。結果として、バッファ記憶装置に格納されたデータワードはレジスタ素子と同期して転送され、これにより、不安定な状態、特にデータの損失を防止できる。
さらに、同期回路は、第2クロック入力部の信号が存在しない場合(つまり、第2クロック信号がない場合)、バッファ記憶装置からレジスタ素子にデータワードを転送できる。
本発明の一形態では、同期回路は、出力側においてクロック信号出力部を構成している制御出力部を有する回路を含んでいる。スイッチの第1入力部は状態入力部に接続されており、スイッチの第2入力部はクロック発振器に接続されている。スイッチは、同期信号に基づいて、該スイッチの2つの入力部のうちの1つを該スイッチの出力部に選択的に連結するように設計されている。同期信号は、有効であることにも、第2クロック信号がメモリ装置の第2クロック入力部に供給されているかどうかを示す。この場合であれば、スイッチがクロック発振器を該スイッチの出力部に接続していることが好ましい。これにより、データワードは、第2クロック信号と同期して、バッファ記憶装置からレジスタ素子に確実に転送される。
これに対して、同期信号が、第2クロック入力部に供給される第2クロック信号がないということを示していると、スイッチは第1スイッチング状態となり、状態入力部の信号がクロック信号としてレジスタ素子に供給される。
状態入力部の状態信号を第2クロック入力部の第2クロック信号に同期させるために、本発明の一形態では、直列接続された2つのフリップフロップを備えた同期装置を提示する。これらのフリップフロップのクロック信号入力部は、第2クロック信号入力部に接続されており、第1フリップフロップのデータ入力部は、状態入力部に連結されている。同期装置の出力部は、同期回路におけるスイッチの制御入力部に接続されている。
また、本発明の他の形態では、同期回路のクロック発振器は、第2クロック入力部の信号と状態信号のエッジから生じたパルスとから派生したクロックパルスを出力するように設計されたクロックゲートを、含んでいる。クロックパルスを出力するための他のクロックゲートにより、レジスタ素子は、バッファ記憶装置からデータワードを受け取るために用いられるクロックパルスだけを有することができる。このクロックパルスは、さらに、第2クロック信号と同期している。これにより、レジスタ素子におけるデータの損失および不安定な状態を防止できる。
同期回路の制御出力部がフィードバックフリップフロップ回路を介して同期回路のクロック信号出力部に連結されることが好ましい。この構成は、メモリ装置のマルチプレクサを交互に動作させることにより、該マルチプレクサは第1データ入力部および第2データ入力部を交互に該マルチプレクサの出力部に接続する。切り替えは、レジスタ素子へのデータワードの送信を制御する各クロックパルスがクロック信号出力部に生じると同時に行われる。
本発明の一形態では、バッファ記憶装置は、第1シフトレジスタおよび第2シフトレジスタを含んでいる。これらの入力部は、シリアルデータワードを供給するために、メモリ装置のデータ入力部に接続されている。出力部側では、シフトレジスタの出力部は、バッファ記憶装置の第1データ出力部および第2データ出力部を構成している。これらのシフトレジスタは、シリアルデータワードを格納し、それを第1データ出力部および第2データ出力部に同時に出力することが有効である。したがって、これら2つのシフトレジスタは、直列/並列変換器として機能する。
バッファ記憶装置は、第1シフトレジスタおよび第2シフトレジスタを交互に駆動するための駆動回路を含んでいることが好ましい。この駆動回路は、第1クロック信号を供給するために、第1クロック入力部に連結されており、状態信号を供給するために、状態入力部に連結されている。この駆動回路は、シリアルデータワードを、2つのシフトレジスタのうちの1つの第1データ入力部に交互に格納する。これにより得られる効果は、バッファ記憶装置に格納されたデータワードが、下流のレジスタ素子に格納される前に上書きされないということである。このことは、同期にしばらく時間をかけることができ、この時間の間に他のデータを供給してもよいので、特に好都合である。
この点について、本発明の一形態では、バッファ記憶装置は、駆動入力部を有する第1クロックゲートと、駆動入力部を有する第2クロックゲートとを含んでいる。第1クロックゲートは、第1シフトレジスタに接続されることにより第1シフトレジスタを駆動し、第2クロックゲートは、第2シフトレジスタに接続されることにより第2シフトレジスタを駆動する。これら2つの駆動入力部は、メモリ装置の状態入力部に連結されている。第1クロックゲートと第2クロックゲートとのクロック信号入力部は、第1クロック信号を供給するために第1クロック入力部に接続されている。
データワードの同期方法では、つまり、データワードをレジスタ素子に送信する方法では、第1クロック信号と、状態信号と、シリアルデータワードとを生成する。同様に、このシリアルデータワードを格納するために、レジスタ素子を設ける。次に、シリアルデータワードを、第1クロック信号を用いてバッファに格納し、第2クロック信号が存在するかどうかを決定するための検査を行う。このことは、データの損失が生じていないことを保証するために必要である。第2クロック信号が存在するなら、第2クロック信号に同期したクロックパルスが、状態信号および第2クロック信号から生成される。次に、バッファに格納されたデータワードが、クロックパルスを用いて(好ましくはクロックパルスを用いてレジスタ素子を適切に作動することにより、)レジスタ素子に転送されるか、または、バッファに格納されたデータワードが、時間をかけて状態信号を評価することによりレジスタ素子に転送される。
言い換えると、第2信号が存在するなら、クロックパルスが状態信号からクロック信号と同期して生成され、シリアルデータワードが完全にバッファに格納された後、該シリアルデータワードは、クロックパルスを用いてレジスタ素子に転送される。クロックパルスと第2クロック信号とが同期しているので、バッファに格納されたデータワードも、したがって、第2クロック信号に同期してレジスタ素子に転送される。これにより、データの損失は自動的に防止される。
同期したクロックパルスは、状態信号においてクロックエッジが生じるとパルスが生成されることにより、適切に生成される。このパルスは、該状態信号を用いて第2クロック信号に同期できる。バッファに格納されたデータを転送するためのクロックパルスは、次に、同期したパルスを用いて、状態信号におけるクロックエッジの発生から時間的に推移して、生成される。該時間的推移は、シリアルデータワードが完全にバッファに格納されることを保証するには有効である。
バッファに格納されたデータワードは、直列/並列変換により、レジスタ素子に転送される。したがって、パラレルデータワードは、クロックパルスが生じると同時に、レジスタ素子に完全に転送される。パラレルデータワードは、アドレス部分およびデータ部分を含んでいることが好ましい。このアドレス部分を用いて、レジスタ素子内のレジスタをアドレス指定し、続いて、このレジスタを用いてデータ部分を格納する。
第2クロック信号が存在しない場合、状態信号においてクロックエッジが発生すると、パラレルデータワードがレジスタ素子に転送される。便宜上、パラレルデータワードを、このクロックエッジの発生がわずかに遅延した後にしか転送しないようにすることもできる。これにより、バッファに格納された全てのデータがレジスタ素子に転送され、データエラーは生じなくなる。
以下では、本発明を、図面を参照しながら複数の実施形態を用いて詳述する。
図1は、本発明の一実施形態を示す図である。
図2は、図1に示した実施形態の細部を示す図である。
図3は、様々な信号を用いて同期操作を説明する信号タイミング図を示している。
図4は、様々な信号を用いて記憶操作を示す信号タイミング図である。
図5は、本発明の方法の一実施形態を示す図である。
図6A〜図6Cは、3線式バスの信号を示すための複数の信号タイミング図を示している。
図1は、本発明のメモリ装置の一実施形態を示している。該メモリ装置は、無線信号を送信するための集積回路を含む無線チップ(ここでは詳細を示していない)の一部である。メモリ装置は、様々な動作パラメータおよび設定可能なパラメータを記憶するためのものである。これらのパラメータは、高周波集積回路の個々の回路素子によって評価される。メモリ装置に格納されたパラメータは、高周波集積チップの様々な機能をアドレス指定し、該機能を駆動するために用いられる。該機能は、例えば、信号品質を試験するために、または、様々な動作モードを試験するために、特別な試験機能を含んでいてもよい。他の領域は、例えばユーザーが特定用途向けデータを格納するために用いることのできる利用者レジスタとして示されている。これにより、高周波集積チップは非常にフレキシブルになり、多種多様な用途に用いられる。
図1に示したメモリ装置は、アドレス回路ADRと複数の並列レジスタR1、R2、および、R3とを有するレジスタ素子20を示している。このレジスタ素子20は、パラレルデータワードが供給されるデータ入力部21を有している。並列に供給されるこのデータワードは、3つのレジスタR1、R2、または、R3のうちの1つのアドレスを格納している複数の「アドレスビット」を含んでいる。これらのアドレスビットを、アドレスユニットADRが評価する。さらに、このデータワードは、アドレスユニットADRによって選択されたレジスタR1、R2、または、R3に格納されている複数のデータビットを含んでいる。個々のレジスタのこれらのデータ内容は、無線チップの回路素子(詳細は図示せず)によって読み出される。
データ入力部21に供給されたデータワードは、クロック信号入力部CLKに供給されたクロック信号のクロックエッジが立ち上がると同時に受け取られる。したがって、データ入力部21のデータワードは、アドレスユニットADRのクロック信号入力部CLKのクロックパルスと並行して評価され、レジスタ素子R1、R2、または、R3のうちの1つに格納される。
レジスタ素子20への送信およびその後の信号処理は、無線チップ内で生成されるシステムクロックによって行われる。このシステムクロックの周波数および位相は、外部において用いられるクロックのそれらと異なっていてもよい。これについては、外部クロック信号と内部で用いられるクロック信号との非同期性について述べる。レジスタ素子20内の個々のレジスタR1、R2、および、R3をプログラムするために、「3線式バス」が基準として確立されている。この3線式バスは、個々のデータビットが直列に送信されるデータ線、を含んでいる。複数のデータビットは、データワードまたは「メッセージ」を形成するために、組み合わされる。データワードは、信号の形式で「イネーブル線」に送信される。さらに、データワードの各データビットは、クロック信号のクロックエッジが生じると同時に、3線式バスの第3線に送信される。3線式バスの第3線のクロック信号が、内部で用いられるシステムクロックと同期していない場合が多いので、個々のデータビットまたはデータワードを内部で用いられるシステムクロックに同期させる必要がある。
このために、メモリ装置は、データワードTWB_DATAを供給するための第1入力部1を有するバッファ記憶装置8を含んでいる。入力部1におけるデータワードTWB_DATAの個々のデータビットは、直列に読み出される。このために、バッファ記憶装置8は、外部クロック信号TWB_CLKを供給するためのクロック信号入力部2を含んでいる。他の入力部3には、データワードTWB_DATAがデータ線に送信されているかどうかを示す状態信号TWB_DATA_EN_Nが、供給される。
バッファ記憶装置8は、その入力部の、外部から供給されるデータワードTWB_DATAを、クロック信号入力部2の外部クロック信号TWB_CLKを用いて読み込む。バッファ記憶装置8の出力部は、マルチプレクサユニット9に接続されている。このマルチプレクサユニット9の出力部91は、レジスタ素子20のデータ入力部21に接続されている。マルチプレクサユニット9は、さらに、制御入力部92を含んでいる。この制御入力部は、マルチプレクサユニットに供給される信号を有している。マルチプレクサユニット9は、この信号を用いて、該マルチプレクサユニットの2つの入力部のうちの1つを選択し、選択された1つの入力部を該ユニットの出力部91に接続することができる。この形態では、バッファ記憶装置8は、直列に読み込まれているデータワードをパラレルデータワードに変換し、このデータワードを該バッファ記憶装置の出力部に出力する。
同期させるために、同期回路が設けられている。この同期回路は、同期装置66を含み、その入力部は、状態信号TWB_DATA_EN_N用の状態入力部3と、内部クロック信号SYS_CLK用の第2クロック入力部4とに接続されている。同期装置66は、直列接続された2つのフリップフロップ回路を含んでいる。これらのフリップフロップ回路は、状態信号TWB_DATA_EN_Nを、内部で用いられるシステムクロックに同期させるために用いられる。この場合、TWB_DATA_EN_Nは、第1フリップフロップのデータ入力部に供給され、SYS_CLKはクロック信号として用いられる。
さらに、同期装置66は、内部クロック信号SYS_CLKが存在しているかどうかを検査するためにも用いられる。このために、同期装置66は、適切なスイッチング信号SYNC_Modeを出力する。システムクロックが実行中であれば、このスイッチング信号の状態は、例えば「ハイ」状態から「ロー」状態に変わる。これにより、データワードを、内部で用いられるクロック信号SYS_CLKに同期させてレジスタ素子に転送する必要があることが示される。
さらに、状態入力部3に接続された第1入力部と、第2クロック入力部に接続された第2入力部とを有するパルス発生器70が、設けられている。このクロック発振器70は、状態信号TWB_DATA_EN_Nのエッジが立ち上がると、所定の長さのパルスを生成する。これにより、該パルスは、第2クロック信号SYS_CLKに同期できるようなると同時に、直列接続された他の2つのフリップフロップを用いて、第2クロック信号SYS_CLKに同期する。
パルス発生器70および同期装置66に入力部が接続されている制御回路60は、様々な信号を評価し、該制御回路の出力部621aのクロック信号を規定時間に生成する。該出力部621aのクロック信号は、レジスタ素子20のデータ入力部21にデータワードが供給されるとすぐに生成される。このデータワードは、次に、レジスタ素子20から適切なレジスタR1、R2、または、R3に転送される。
第2クロック信号SYS_CLKが非稼動状態であれば、このことを同期装置66が制御回路60に通知する。この場合、制御回路60は、状態信号TWB_DATA_EN_Nからクロック信号を生成し、該クロック信号をレジスタ素子20に出力する。これにより、レジスタ素子20は、第2信号を用いなくても該レジスタ素子のデータ入力部21に供給されたデータワードを受け取ることができる。
図2は、様々なクロック信号と、バッファ記憶装置8と、制御回路60とを有する特定の実施形態を示している。同じ動作または機能を有する素子には、同じ参照符号を付している。この場合、バッファ記憶装置8は、パラレルデータワードを出力するように設計された2つのシフトレジスタ80・85を備えている。該シフトレジスタの出力部801・851は、スイッチ9の入力部93・94に接続されている。
シフトレジスタ80・85のデータ入力部802・852は、シリアルデータワードTWB_DATAを供給するためのデータ入力部1に接続されている。該シフトレジスタのクロック入力部CLKは、クロックゲート86・84に接続されている。2つのクロックゲート86・84のクロック信号入力部CLKは、外部クロック信号TWB_CLKを供給するための第1クロック信号入力部2に接続されている。さらに、クロックゲート86・84は、起動入力部ENを有している。この起動入力部が各クロックゲートを起動することにより、クロック信号入力部CLKのクロック信号がその出力部gCLKに出力される。
これら2つのクロックゲート86・84は交互に駆動される。このために、起動入力部ENの上流には、それぞれ、論理ANDゲート83が接続されている。論理ANDゲート83の第1入力部は、状態信号TWB_DATA_EN_N用の状態入力部3に接続されている。クロックゲート86の論理ANDゲート83の第1入力部は、インバータ1を介して、初めに第2クロックゲート84の論理ANDゲート83の第1入力部に接続されており、第2に、フリップフロップ82のデータ出力部Qに接続されている。このフリップフロップ82は、フィードバックフリップフロップである。反転したデータ出力Q´は、該フリップフロップのデータ入力部にフィードバックされる。該フリップフロップは、クロック信号として、そのクロック入力部において状態信号TWB_DATA_EN_Nを受け取る。
この回路によって、状態信号TWB_DATA_EN_Nの各クロックエッジが立ち上がると、2つのクロックゲート86・84が交互に駆動される。状態信号TWB_DATA_EN_Nのエッジが立ち下がった後でデータ入力部1に供給されたシリアルデータワードTWB_DATAは、外部クロック信号TWB_CLKを用いて、選択された各シフトレジスタ80または85に読み込まれる。シフトレジスタ80の出力部801またはシフトレジスタ85の出力部851は、n個のデータビットおよびk個のアドレスビットを含む各パラレルデータワードを生成する。これらのビットは切り替えスイッチ9に供給される。
第2クロックゲートを有する第2シフトレジスタが、同期に十分な時間をとるために必要である。これにより、シリアルデータワードをレジスタ素子20に確実に送信できる。(明らかに時間を要するが)同期動作中に他のデータワードをデータ入力部1に供給すると、他のワードは、選択された第2シフトレジスタに書き込まれる。
同期させるために、および特に、データワードをレジスタ素子20に転送するために、制御回路入力部6に制御信号SYNC_MODEを供給する。この制御信号は、同期装置66から生成され、第2クロック信号SYS_CLKが存在するかどうか、およびそれゆえに、レジスタ素子20が第2クロック信号に同期してプログラムされるかどうかを示す。この場合、制御回路入力部6は、同時に、スイッチ62の制御入力部でもある。このスイッチ62は、第1入力部623および第2信号入力部622を含んでいる。このスイッチの出力部は、レジスタ素子20のクロック入力部CLKに接続されている。
さらに、スイッチ62の出力部621は、フィードバックフリップフロップ61のクロック信号入力部に接続されている。このフィードバックフリップフロップ61のデータ出力Qは、スイッチ9の2つの入力部93または94のうちの1つを選択するために、スイッチ9の制御入力部92に接続されている。フィードバックフリップフロップ61は、そのデータ出力Qを、スイッチ62の出力部621の各クロック信号に対して反転し、2つの入力部93・94のうちの1つをスイッチ9の出力部91に交互に連結する。
スイッチ62の第1入力部623は、状態信号TWB_DATA_EN_N用の状態入力部3に接続されている。第2クロック信号がなければ、制御信号SYNC_Modeがスイッチ62を切り替える。これにより、レジスタ素子20のクロック入力部CLKはクロックとして状態信号TWB_DATA_EN_Nを受信する。データ入力部1に供給されたシリアルデータワードTWB_DATAの末端部を示すクロックエッジが立ち上がると同時に、このシリアルデータワードはレジスタ素子に転送される。
スイッチ62の第2入力部622は、クロックゲート63の出力部に接続されている。クロックゲート63のクロック入力部CLKには、第2クロック信号入力部4の第2クロック信号SYS_CLKが供給される。クロックゲート63は、さらに、論理ANDゲート64の出力部に接続されている起動入力部ENを有している。論理ANDゲート64の第1入力部は、同期されたパルスEN_STB_SYNCをパルス発生器70から供給するために、パルス入力部5に接続されている。この論理ANDゲートの第2入力部は、フリップフロップ65の反転されたデータ出力部に接続されている。フリップフロップ65のデータ入力部は、パルス出力部5に接続されており、クロック信号入力部は第2クロック信号入力部4に接続されている。
パルス発生器70は、直列接続された2つのフリップフロップを用いて、同期されたパルス信号EN_STB_SYNCを生成する。このパルス信号は、クロックゲート63を起動するために用いられる。この場合、フリップフロップ65および論理ANDゲート64を用いて、クロックゲート63が第2クロック信号SYS_CLKからスイッチ62の入力部622に単一のクロックパルスを常に確実に出力できる。
図3は、同期信号を有するデータワードのプログラムの列に関する様々な信号を示している。状態信号TWB_DATA_EN_Nと、信号SYNC_Modeを生成するために用いられる同期された状態信号DATA_EN_SYNC_Nとの間の2つのクロック信号の時間間隔がはっきりとわかる。時間的ずれは、同期装置66によって、直列接続された2つのフリップフロップを用いて評価することにより生じる。データワードの終端も同時に示す状態信号TWB_DATA_EN_Nのクロックエッジが立ち上がると、それに応じて、2つ分のクロックエッジの長さを有するパルス信号が生じる。
このパルス信号TWB_EN_STBは、第2クロック信号SYS_CLKに同期している必要はない。該パルス信号は、同様に、直列接続された2つのフリップフロップを用いて同期され、同期されたパルス信号EN_STB_SYNCとなる。この同期は、発生器回路70によって行われる。
図4は、上記の様々な信号を用いて、プログラムするための他の列を示している。時間Aでは、状態信号TWB_DATA_EN_Nは論理ロー状態から論理ハイ状態に変化し、データワードの終端を示している。同時に、パルスTWB_EN_STBが生成される。このパルスは、第2クロック信号SYS_CLKに同期できるような十分な長さを有している。発生器回路70および同期装置66では、状態信号TWB_DATA_EN_Nおよびパルス信号TWB_EN_STBは、第2クロック信号SYS_CLKに同期される。同期された2つの信号DATA_EN_SYNC_NおよびEN_STB_SYNCは、時間A後の2つのクロックサイクルを論理ハイ状態に変える。
同時に、フリップフロップ82のデータ出力部Qの信号は、時間Aにおいて論理ローレベルから論理ハイレベルに変わる。これにより、補助記憶装置8で用いるシフトレジスタを変更し、以前は用いられていなかったシフトレジスタが起動することにより、他のデータワードが格納される。
同期されたパルス信号EN_STB_SYNCは、フリップフロップ65のデータ入力部Dに供給される。これにより、フリップフロップ65の反転出力部Q´が論理ハイレベルに変わる。これにより、クロックゲート63が起動し、時間Bにおいて、単一のクロックエッジを選択スイッチ62に送ることができる。このクロックエッジは、レジスタ素子20のデータ入力部21に供給されたデータワードを該レジスタ素子に転送するために用いられる。
スイッチ62を用いて状態信号TWB_DATA_EN_Nから第2クロック信号SYS_CLKに変える時間が重要である。なぜなら、第2クロックゲート63が現時点では確実に透過的ではないということが、必要だからである。そうでなければ、クロック信号がスイッチ62の入力部622に供給されてしまい、これにより、レジスタ素子20の応答が誤ったものになる。このことは、DigRF規格に基づいた信号用のメモリ装置を用いる場合に、特に必要である。
状態信号TWB_DATA_EN_NがDigRF規格によって読出しアクセスする場合に論理ロー状態を有している、最も短い長さは、5クロックサイクルである。この5クロックサイクルは、図6Cからわかるように、書込みビットWまたは読み出しビットRおよび4つの続くアドレスビットA3、…、A0からなっている。状態信号TWB_DATA_EN_Nを第2クロック信号SYS_CLKに同期させて、同期した状態信号DATA_EN_SYNC_Nを生成することを、無事に行うことができるので、第2クロック信号SYS_CLKのクロックサイクルを少なくとも3つ待つ必要がある。同期された信号を読み出すにも、他のクロックサイクルが必要である。つまり、状態信号DATA_EN_SYNC_Nのエッジが生じた後、スイッチ62を4つのクロックサイクルに切り替えることができる。次に、クロックゲート63を介してプログラム信号CLK_RECが通過してしまう前に、安全に確保されたクロックサイクルも残る。しかしながら基本的には、アドレスビットおよびデータビットの数は確定されていない。第2クロック信号SYS_CLKを遮断する方がより簡単である。なぜなら、設計上、データワードがレジスタ素子20に転送された後、しばらくの間、これ以上のクロック信号を供給できないからである。したがって、危険を全く生じさせずに、状態信号DATA_EN_SYNC_Nに戻すことができる。
プログラム信号CLK_RECを生成すると得られる他の効果は、フリップフロップ61が切り替わることにより、切り替わった後のもう一方のシフトレジスタ80または85のデータおよびアドレスがレジスタ素子20のデータ入力部21に供給されるということである。本発明により、可能ならいつでも、外部から供給されたデータワードを第2クロック信号に同期させてレジスタ素子20に格納できる。つまり、個々のデータビットをさらに同期させなくても、外部データワードを他の回路素子によって用いることができる。したがって、同期は、中央位置において行われる。同時に、第2クロック信号が用いられない場合、状態信号TWB_DATA_EN_Nの第2クロックエッジごとにデータワードを各レジスタ素子20に確実に転送しつづける。このことは特に、この状態信号がデータ線にデータが存在するかどうかを示すので、有効である。
図5は、本発明の方法の一実施形態を示している。図の工程S1では、第1クロック信号と、状態信号と、シリアルデータワードとを供給する。この状態信号には、第1状態および第2状態がある。データビットが送信されているときはいつでも、第1状態である。それ以外が第2状態である。さらに、シリアルデータワードを格納するためのレジスタ素子を設ける。
工程S2では、第1クロック信号を用いて、シリアルデータワードをバッファに格納する。このバッファへの格納を、シフトレジスタにおいて行うことが好ましい。それに代わるものとして、シリアルデータワードをパラレルデータワードに変換し、このパラレルデータワードを有することにより、続いてレジスタ素子に転送することも、考えられる。
次に、工程S3では、第2クロック信号が存在するかどうかを決定するための検査を行う。該第2クロック信号が存在すれば、格納されたデータワードを該第2クロック信号に同期させ、該データワードをクロック信号に同期させてレジスタ素子に転送することが有効である。その結果、転送中にデータが損失したり、データエラーが生じることはない。第2クロック信号が存在しなければ、それに応じて状態信号を適切に用いることができる。
第2クロック信号が存在すれば、工程S4では、状態信号からパルスが生じ、このパルスは第2クロック信号に同期する。状態信号にクロックエッジが発生するときに、パルスが生じることが好ましい。次に、工程S5では、このようにして生成されたパルスが第2クロック信号に同期し、同期したパルスを用いて、および、状態信号においてクロックエッジが生じたことによる時間的ずれにより、クロックパルスが生じる。
バッファに格納されたデータワードを、このクロックパルスに応じてレジスタ素子に転送する。
第2クロック信号が存在しない場合、工程S6では、バッファに格納されたデータワードを、状態信号を用いてレジスタ素子に転送する。このことは、時間をかけて状態信号を評価することにより行われる。このことは、好ましくはクロックエッジが状態信号において発生するか、または、状態信号において発生したこのクロックエッジに対するずれが生じたときに、パラレルデータワードをレジスタ素子に転送する状態信号を、時間をかけて評価することにより行われる。
本発明の一実施形態を示す図である。 図1に示した実施形態の細部を示す図である。 様々な信号を用いて同期操作を説明する信号タイミング図を示している。 様々な信号を用いて記憶操作を示す信号タイミング図である。 本発明の方法の一実施形態を示す図である。 3線式バスの信号を示すための複数の信号タイミング図を示している。 3線式バスの信号を示すための複数の信号タイミング図を示している。 3線式バスの信号を示すための複数の信号タイミング図を示している。
符号の説明
1 データ入力部
2 第1クロック入力部
3 状態入力部
4 第2クロック入力部
5 パルス入力部
6 制御入力部
8 記憶装置
9 スイッチ、多重化装置
20 レジスタ素子
21 データ入力部
60 制御回路
61 フリップフロップ
62 スイッチング機器
63 クロックゲート
64 論理ANDゲート
65 フリップフロップ
66 同期装置
70 パルス発生器
80、85 シフトレジスタ
81 インバータ
82 フリップフロップ
83 論理ANDゲート
84、86 クロックゲート
91 信号出力部
92 制御入力部
93,94 データ入力部
622、623 信号入力部
621 信号出力部
801、851 データ出力部
802、852 データ入力部
EN 起動入力部
CLK クロック入力部
Q、Q´ データ出力部
D データ入力部
TWB_DATA シリアルデータワード
TWB_CLK 第1クロック信号
TWB_DATA_EN_N 状態信号
SYS_CLK 第2クロック信号
EN_STB_SYNC 同期したクロックパルス
SYNC_MODE 制御信号
DATA_EN_SYNC_N 同期した状態信号

Claims (19)

  1. メモリ装置において、
    第1クロック信号(TWB_CLK)を供給するための第1クロック入力部(2)と、
    第2クロック信号(SYS_CLK)を供給するための第2クロック入力部(4)と、
    シリアルデータワード(TWB_DATA)を供給するためのデータ入力部(1)と、
    データワード(TWB_DATA)がデータ線に送信されているかどうかを示す状態信号(TWB_DATA_EN_N)を供給するための状態入力部(3)と、
    データ入力部(21)およびクロック信号入力部(CLK)を有し、前記クロック信号入力部(CLK)のクロック信号(CLK_REC)に基づいて、データ入力部(21)においてデータワードを受け取るように設計されている、レジスタ素子(20)と、
    制御入力部(92)と、第1データ入力部(93)と、第2データ入力部(94)と、レジスタ素子(20)のデータ入力部(21)に連結されたデータ出力部(91)とを有し、制御入力部(92)の信号に基づいて、データ入力部(93・94)のうちのいずれかをデータ出力部(91)に連結するように設計されている、マルチプレクサユニット(9)と、
    上記マルチプレクサユニット(9)の各データ入力部(93・94)に接続された第1データ出力部(801)および第2データ出力部(851)を有し、上記第1クロック信号(TWB_CLK)および上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)に基づいて、上記データ入力部(1)のシリアルデータワードを受け取るように、および、パラレルデータワードを上記2つのデータ出力部(851・801)のうちの1つに出力するように設計されている、バッファ記憶装置(8)と、
    上記マルチプレクサユニット(9)の上記制御入力部(92)に接続された制御出力部と、上記レジスタ素子(20)の上記クロック信号入力部(CLK)に接続されたクロック信号出力部(621・621a)とを有し、上記第2クロック入力部(4)および上記状態入力部(3)に入力部が接続されており、ある時間(A、B)において、上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)のクロックエッジの発生と、上記第2クロック信号(SYS_CLK)が、存在するかどうかと、に基づく上記クロック信号を生成し、前記クロック信号を上記クロック信号出力部(621・621a)に出力するように設計されている、同期回路(55)とを含むメモリ装置。
  2. 上記同期回路(55)が制御入力部(6)を有するスイッチ(62)を含み、前記スイッチの出力部がクロック信号出力部(61)を構成し、前記スイッチの第1入力部(623)が上記状態入力部(3)に接続されており、前記スイッチの第2入力部(622)がクロック発振器(70)に接続されており、前記スイッチは、同期信号(SYNC_MODE)に基づいて、前記スイッチの入力部(623・622)のうちの1つを前記スイッチの出力部に選択的に連結するように設計されている、請求項1に記載のメモリ装置。
  3. 上記同期回路(55)が、直列接続された2つのフリップフロップを備えて、上記同期信号(SYNC_MODE)を出力するための同期装置(66)を含み、上記フリップフロップのクロック信号入力部は、上記第2クロック信号入力部(4)に接続されており、上記第1フリップフロップのデータ入力部は、上記状態入力部(3)に連結されており、同期装置(66)の出力部は、同期回路(55)における上記スイッチ(62)の制御入力部(6)に連結されている、請求項2に記載のメモリ装置。
  4. 上記同期回路(55)のクロック発振器(70)が、上記第2クロック入力部(4)の上記信号(SYS_CLK)と、上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)のエッジから生じたパルス(EN_STB_SYNC)とに基づくクロックパルスを出力するように設計されたクロックゲート(63)を含んでいる、請求項2または3に記載のメモリ装置。
  5. 上記同期回路(55)の制御出力部が、フィードバックフリップフロップ回路(61)のデータ出力部(Q)に接続されており、前記フィードバックフリップフロップ回路のクロック入力部が上記クロック信号出力部(621・621a)に連結されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のメモリ装置。
  6. 上記バッファ記憶装置(8)が、第1シフトレジスタ(80)および第2シフトレジスタ(85)を含み、前記第1シフトレジスタと第2シフトレジスタとの入力部が、上記データ入力部(1)に接続されており、前記第1シフトレジスタと第2シフトレジスタとの出力部が、上記バッファ記憶装置(8)の上記第1データ出力部(801)および上記第2データ出力部(851)を構成している、請求項1〜5のいずれか1項に記載のメモリ装置。
  7. 上記バッファ記憶装置(8)が、上記シリアルデータワード(TWB_DATA)を格納するために、上記第1シフトレジスタ(80)および上記第2シフトレジスタ(85)を交互に作動するための作動回路(83、84、86)を含んでおり、前記作動回路が、上記第1クロック入力部(2)と上記状態入力部(3)とに連結されている、請求項6に記載のメモリ装置。
  8. 上記バッファ記憶装置(8)が、起動入力部(EN)を有する第1クロックゲート(86)と、起動入力部(EN)を有する第2クロックゲート(84)とを含み、上記第1クロックゲート(86)は、上記第1シフトレジスタ(80)を作動するために、上記第1シフトレジスタ(80)に接続されており、上記第2クロックゲート(84)は、上記第2シフトレジスタを作動するために、上記第2シフトレジスタに接続されている、請求項6または7に記載のメモリ装置。
  9. 上記レジスタ素子(20)が、複数のレジスタ(R1、R2、R3)およびアドレスユニット(ADR)を備え、前記アドレスユニットが、上記データワードに基づいて、上記レジスタ(R1、R2、R3)のうちの1つに上記データ入力部(21)の上記データワードの少なくとも一部を格納するように設計されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載のメモリ装置。
  10. データが3線式バスを介して上記メモリ装置に供給される、無線チップにおける請求項1〜9のいずれか1項に記載のメモリ装置の使用。
  11. 2つの出力部を有し、データ入力部においてデータワードを受け取り、前記データワードをパラレルデータワードとして2つの出力部のうちの1つに出力するように設計されている、直列並列変換器(8)と、
    上記直列並列変換器(8)の上記出力部に連結されているレジスタ(20)と、
    ある時間(A、B)において、データワード(TWB_DATA)がデータ線に送信されているかどうかを示す、状態入力部(3)の信号のクロックエッジの発生と、クロック信号(SYS_CLK)が、存在するかどうかと、に応じて、上記直列並列変換器(8)によって出力された上記パラレルデータワードを受け取る上記レジスタを作動するように設計されている、同期回路(55)とを含む、メモリ装置。
  12. 上記直列並列変換器(8)が2つのレジスタブロック(80・85)を含み、前記2つのレジスタブロックの入力部が上記データ入力部に接続され、前記2つのレジスタブロックが、状態入力部(3)の信号から生じるスイッチングクロック信号によって交互に作動される、請求項11に記載のメモリ装置。
  13. 上記同期回路(55)の上記出力部が、上記レジスタ(20)を作動するために、上記レジスタのクロック信号入力部に連結されている、請求項11または12に記載のメモリ装置。
  14. 上記直列並列変換器(8)の上記2つの出力部と、上記レジスタ(20)との間に、制御可能なマルチプレクサユニット(9)が備えられており、前記マルチプレクサユニット(9)の制御入力部(92)に、上記同期回路(55)の上記出力信号から生じた信号が供給される、請求項11〜13のいずれか1項に記載のメモリ装置。
  15. 上記同期回路(55)が、上記状態入力部(3)の上記信号と上記クロック信号(SYS_CLK)から生じた信号とのいずれかを連結するために、上記レジスタ(20)のクロック信号入力部に連結されている、請求項11〜14のいずれか1項に記載のメモリ装置。
  16. データワードの同期方法であって、
    第1クロック信号(TWB_CLK)と、データワード(TWB_DATA)がデータ線に送信されているかどうかを示す状態信号(TWB_DATA_EN_N)と、シリアルデータワード(TWB_DATA)とを供給する工程と、
    パラレルデータワードを格納するためのレジスタ素子(20)を備える工程と、
    上記第1クロック信号(TWB_CLK)を用いて、上記シリアルデータワードをバッファに格納する工程と、
    第2クロック信号(SYS_CLK)が存在するかどうかを決定するための検査を行う工程と、
    上記第2クロック信号(SYS_CLK)が存在する場合、上記シリアルデータワード(TWB_DATA)がバッファに格納された後で、前記第2クロック信号に同期したクロックパルス(DATA_EN_SYNC_N)を上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)から生成する工程と、
    上記同期したクロックパルス(DATA_EN_SYNC_N)に基づいて、上記バッファに格納されたデータワードを上記レジスタ素子(20)に転送し、または、上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)にクロックエッジが発生すると、上記バッファに格納されたデータワードを上記レジスタ素子(20)に転送する工程を含む方法。
  17. 上記同期したクロックパルス(DATA_EN_SYNC_N)を生成する工程が、
    上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)のクロックエッジが生じると、パルス(TWB_EN_STB)を生成する工程と、
    上記パルス(TWB_EN_STB)を上記第2クロック信号(SYS_CLK)と同期させる工程と、
    上記同期したパルス(EN_STB_SYNC)と、上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)のクロックエッジの発生からの時間的なシフトとに基づいて、上記クロックパルスを生成する工程とを含む、請求項16に記載の方法。
  18. 上記の供給する工程が、
    第1状態および第2状態を有する状態信号(TWB_DATA_EN_N)を供給する工程と、
    上記第1クロック信号(TWB_CLK)と、複数のデータビットを有する上記シリアルデータワードとを供給し、前記シリアルデータワード(TWB_DATA)の各データビットが、上記第1クロック信号(TWB_CLK)を用いて供給される工程とを含む、請求項16または17に記載の方法。
  19. 上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)にクロックエッジが発生すると、上記バッファに格納されたデータワードを転送する工程が、
    上記バッファに格納されたデータワードをパラレルデータワードに変換する工程と、
    上記状態信号(TWB_DATA_EN_N)にクロックエッジが発生すると、上記パラレルデータワードを上記レジスタ素子(20)に転送する工程とを含む、請求項16〜18のいずれか1項に記載の方法。
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