JP5332671B2 - Memory control apparatus and control signal output timing adjustment method - Google Patents
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本発明は、メモリにデータを書き込むメモリ制御装置及びその制御信号出力タイミングの調整方法に関する。 The present invention relates to a memory control device for writing data into a memory and a method for adjusting the control signal output timing.
大容量メモリとして使用されるDRAM(Dynamic Random Access Memory)は、同期式のDDR1−SDRAMやDDR2−SDRAM等のダブルデータレート方式が主流となっている。特に、DDR2−SDRAMは、クロックレートにつき400MHz〜800MHzの仕様がJEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)により規格化されている。 A DRAM (Dynamic Random Access Memory) used as a large-capacity memory is mainly a double data rate system such as a synchronous DDR1-SDRAM or a DDR2-SDRAM. In particular, in the DDR2-SDRAM, the specifications of 400 MHz to 800 MHz per clock rate are standardized by JEDEC (Joint Electron Engineering Engineering Council).
今後、DDR−SDRAMの動作速度は更に速くなり、DDR3−SDRAMが主流となることが予想される。DDR3−SDRAMにはデータレートが800MHz(DDR3―800)から1.6GHz(DDR3−1600)までの仕様がJEDECにより規格化されている。同期式のメモリ、特に複数本のデータを持つパラレルバスであっても動作速度は新規格が出るたびに高速化している。この高速化の流れは、メモリやメモリ制御装置等の半導体装置自体の製造プロセスの進化があるからこそ実現できるものである。 In the future, the operating speed of DDR-SDRAM will become even faster, and DDR3-SDRAM is expected to become mainstream. In DDR3-SDRAM, specifications from 800 MHz (DDR3-800) to 1.6 GHz (DDR3-1600) are standardized by JEDEC. Even with a synchronous memory, especially a parallel bus with a plurality of data, the operating speed is increased as new standards come out. This flow of speeding up can be realized only by the evolution of the manufacturing process of the semiconductor device itself such as the memory and the memory control device.
ところが、メモリやメモリ制御装置を一つのボード上に配置した機器においては、メモリやメモリ制御装置の動作周波数が高速化されても、メモリとメモリ制御装置間インターフェースのボード上配線に関わる転送速度は高速化されているわけではない。そのため、メモリやメモリ制御装置等の半導体装置の高速化に伴い、ボード上の配線遅延の影響が動作上のボトルネックとなりつつある。 However, in a device in which the memory and the memory control device are arranged on one board, even if the operating frequency of the memory and the memory control device is increased, the transfer speed related to the wiring on the board of the interface between the memory and the memory control device is not. It is not faster. For this reason, with the increase in the speed of semiconductor devices such as memories and memory control devices, the influence of wiring delay on the board is becoming an operational bottleneck.
パラレルバス方式のインターフェース装置において、その動作周波数が100MHz以下の時代においては、ボード上の配線遅延にマージンを持った値を用いてACタイミングを満たすように、メモリ制御装置を搭載した半導体装置を作ることは可能であった。又、動作周波数が100MHzを超えるようになってからは、メモリ制御装置内にPLLを内蔵し、ボード上のタイミングと同期を図ることにより、或いは、ボード上の配線を等長配線することにより、メモリとメモリ制御装置間の動作の保証を行ってきた。 In a parallel bus interface device, when the operating frequency is 100 MHz or less, a semiconductor device on which a memory control device is mounted is formed so as to satisfy AC timing using a value with a margin for wiring delay on the board. It was possible. In addition, after the operating frequency exceeds 100 MHz, a PLL is built in the memory controller, and by synchronizing with the timing on the board, or by wiring the wiring on the board to the same length, The operation between the memory and the memory controller has been guaranteed.
DDR3−SDRAMのデータレートは最大1.6GHzすなわち625psとなり、ボード上の配線遅延が1nsの場合、100MHzのデータレートでは無視できる程度であったが、DDR3−SDRAMにとっては動作周波数以上の遅延となり、PLLによる同期化やボード上の等長配線だけでは対処できないレベルとなっている。 The data rate of the DDR3-SDRAM is 1.6 GHz, that is, 625 ps maximum. When the wiring delay on the board is 1 ns, the data rate of 100 MHz is negligible, but for the DDR3-SDRAM, the delay is higher than the operating frequency. It is at a level that cannot be dealt with only by synchronization by PLL and equal length wiring on the board.
DDR3−SDRAMの規格(JEDEC Standard No.79−3x)の新規機能として、メモリとメモリ制御装置間のタイミングを制御する機能が追加されている。ライトレベリング機能と、MPR(Multi Purpose Register)による固定値リードデータ出力機能がそれに該当する。 As a new function of the DDR3-SDRAM standard (JEDEC Standard No. 79-3x), a function for controlling the timing between the memory and the memory control device is added. The write leveling function and the fixed value read data output function by MPR (Multi Purpose Register) correspond to this.
前者はメモリへ入力されるクロックと、メモリ制御装置がライト時に出力するDQS(データストローブ信号)のタイミング調整に関わり、後者は、メモリ制御装置が正しいリードデータを取り込むためのタイミング調整に関わるものである。DDR3−SDRAMの規格自体には、これらの機能の使い方については言及されておらず、どのように使うかはメモリ制御装置の仕様に依存する。 The former is related to the timing adjustment of the clock input to the memory and the DQS (data strobe signal) output by the memory control device at the time of writing, and the latter is related to the timing adjustment for the memory control device to fetch correct read data. is there. The DDR3-SDRAM standard itself does not mention how to use these functions, and how to use them depends on the specifications of the memory control device.
ライトレベリング機能と、MPRによる固定値リードデータ出力の機能をメモリ制御装置が使いこなすには、少なくともDQSの出力タイミングと、DQ(データ)/DQSの入力タイミングを調整する機能がメモリ制御装置に装備されていることが必須である。しかし、DQS出力とDQ/DQSの入力タイミングだけ調整できれば高速動作のDDR3−SDRAMに対応するメモリ制御装置が構成できるのではなく、メモリ制御装置の全ての入出力端子においてタイミング調整機能を持たなければ、DDR3−SDRAMの新規機能対応および高速動作を保証するのが難しいことは自明である。 In order for the memory control device to make full use of the write leveling function and the fixed value read data output function by MPR, the memory control device is equipped with a function for adjusting at least the DQS output timing and the DQ (data) / DQS input timing. It is essential. However, if only the DQS output and DQ / DQS input timing can be adjusted, a memory control device corresponding to a high-speed DDR3-SDRAM cannot be configured, and all input / output terminals of the memory control device must have a timing adjustment function. It is obvious that it is difficult to guarantee the new function support and high-speed operation of the DDR3-SDRAM.
入出力端子のタイミング調整を行う手法に、DLL(Delay Locked Loop)を用いたものがある。DLLに入力される基準クロックの周期に対応した値を遅延演算回路に設定することにより、安定した遅延を供給することができる。なお、基準クロックとメモリクロックとは、任意の関係である。例えば、基準クロック=メモリクロックの関係としてもよいし、メモリクロックを2逓倍したものを基準クロックとしてもよい。 There is a technique using DLL (Delay Locked Loop) as a method for adjusting the timing of input / output terminals. By setting a value corresponding to the period of the reference clock input to the DLL in the delay arithmetic circuit, a stable delay can be supplied. Note that the reference clock and the memory clock have an arbitrary relationship. For example, the relationship of reference clock = memory clock may be used, or the memory clock multiplied by 2 may be used as the reference clock.
図1は、従来のメモリ制御装置の構成を例示するブロック図である。図1を参照するに、メモリ制御装置100は、制御部101と、遅延回路102(1)〜102(i)と、バッファ103(1)〜103(i)と、入出力端子104(1)〜104(j)とを有する。なお、i及びjは自然数である。制御部101は、遅延回路102(1)〜102(i)に接続されている。遅延回路102(1)〜102(i)は、バッファ103(1)〜103(i)に接続されている。バッファ103(1)〜103(i)は、入出力端子104(1)〜104(j)に接続されている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a conventional memory control device. Referring to FIG. 1, the
図2は、図1の遅延回路周辺部の構成を例示するブロック図である。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する場合がある。図2を参照するに、DLL(Delay Locked Loop)回路105へ基準クロックが入力され、DLL回路105の出力は遅延演算回路107に接続されている。DLL回路105は、基準クロックに基づいて所定の遅延値を生成し、遅延演算回路107に出力する遅延値生成回路である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the periphery of the delay circuit of FIG. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. Referring to FIG. 2, a reference clock is input to a DLL (Delay Locked Loop)
遅延演算回路107には遅延設定値が入力され、遅延演算回路107の出力は遅延回路102(1)に接続されている。ここでは、メモリクロック=基準クロックとし、その周期をtckとする。なお、遅延回路102(1)以外の各遅延回路周辺部の構成も図2と同様である。
A delay setting value is input to the
図1及び図2に示すように、メモリ制御装置100は、入出力端子104(1)〜104(j)に遅延回路102(1)〜102(i)を装備しており、DLL回路105の出力と遅延設定値とを遅延演算回路107に入力することにより、遅延演算回路107の遅延設定ができるような構成となっている。すなわち、遅延設定回路107は、DLL回路105の出力と所望の遅延設定値を用いて遅延量を演算し、演算した遅延量を遅延回路102(1)〜102(i)に出力する。そして、遅延回路102(1)〜102(i)は、遅延設定回路107から入力された遅延量に基づいて遅延値を決定する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
例えば、遅延演算回路107に入力される遅延設定値がn値の場合、遅延演算回路107がn/32tCKの遅延量を持つように設定される。この構成により、遅延回路102(1)〜102(i)の出力信号の遅延量を、基準クロックに対応して個別に設定できる。
For example, when the delay setting value input to the
DDR3−SDRAMを制御するメモリ制御装置の場合、メモリクロックの立ち上がりタイミングに同期し、CS、RAS、CAS、WE、アドレス、バンクアドレス、CKEを取り込み、これらの信号の組み合わせにより、コマンドが決定する。例えばDDR3−1600の場合はメモリクロックが800MHzであるから、1.25nsの周期でセットアップホールドを満たす必要がある。このような高速クロックのタイミングは、メモリ制御装置から出力したコマンドとクロックが、1.25nsの周期でセットアップホールドを満たしていても、ボード上の配線遅延を含めメモリに到達した時に1.25nsの周期でセットアップホールドを満たすことの保証は困難である。 In the case of a memory control device that controls the DDR3-SDRAM, CS, RAS, CAS, WE, address, bank address, and CKE are fetched in synchronization with the rising timing of the memory clock, and the command is determined by a combination of these signals. For example, in the case of DDR3-1600, since the memory clock is 800 MHz, it is necessary to satisfy the setup hold at a cycle of 1.25 ns. The timing of such a high-speed clock is 1.25 ns when the command and clock output from the memory controller reach the memory including the wiring delay on the board even if the setup hold is satisfied at a cycle of 1.25 ns. It is difficult to guarantee that the setup hold is satisfied in a cycle.
図3は、タイミング制約を緩和させるための手法を例示する図である。図3において、クロックCKはメモリクロック(=基準クロック;周期tck)を、チップセレクトCSはチップセレクト信号を示している。図3に例示する手法では、チップセレクトCS以外の信号(その他制御信号)の変化点を、チップセレクトCSの変化点に対して変更することによりタイミング制約の緩和を実現している。 FIG. 3 is a diagram illustrating a technique for relaxing the timing constraint. In FIG. 3, a clock CK indicates a memory clock (= reference clock; cycle tck), and a chip select CS indicates a chip select signal. In the method illustrated in FIG. 3, the timing constraint is relaxed by changing the change point of signals (other control signals) other than the chip select CS with respect to the change point of the chip select CS.
しかしながら、図3に例示する手法では、チップセレクトCSは必ずクロックCKとのセットアップホールドが保証されていることが前提である。DDR3―SDRAMを制御するメモリ制御装置においては、チップセレクトCSが確実にメモリに到達したときにクロックCKとのセットアップホールドが保証されることが必要である。 However, in the method illustrated in FIG. 3, it is assumed that the chip select CS always guarantees the setup hold with the clock CK. In the memory control device that controls the DDR3-SDRAM, it is necessary to guarantee the setup hold with the clock CK when the chip select CS reliably reaches the memory.
このように少なくとも一つのコマンドに関わるメモリ制御信号を確実にタイミング保証することが必要であり、一つのメモリ制御信号に関してタイミング保証することができれば、他の信号についても順次タイミング保証することが可能となる。又、コマンドが確実にメモリへ転送されることが保証されると、DDR3−SDRAMの新規機能であるライトレベリング機能や、MPRによる固定データリード機能を効果的に使用できるようになる。 As described above, it is necessary to reliably guarantee the timing of the memory control signal related to at least one command. If the timing can be guaranteed with respect to one memory control signal, the timing of other signals can be sequentially guaranteed. Become. If it is guaranteed that the command is reliably transferred to the memory, the write leveling function, which is a new function of the DDR3-SDRAM, and the fixed data read function by MPR can be used effectively.
しかし、従来の技術では、一つのコマンドに関わるメモリ制御信号が、ボード上の配線遅延を含めメモリに到達した時に1.25nsの周期でセットアップホールドを満たすことを保証することは困難であるという問題があった。 However, in the conventional technique, it is difficult to guarantee that the memory control signal related to one command satisfies the setup hold at a cycle of 1.25 ns when it reaches the memory including the wiring delay on the board. was there.
上記の点に鑑みて、メモリ制御信号とクロックとの関係を容易に把握することができ、メモリ制御信号とクロックとのセットアップホールドに対するマージンを拡大することが可能なメモリ制御装置及びその制御信号出力タイミングの調整方法を提供することを課題とする。 In view of the above points, a memory control device capable of easily grasping the relationship between a memory control signal and a clock and capable of expanding a margin for a setup hold between the memory control signal and the clock, and its control signal output It is an object to provide a timing adjustment method.
本メモリ制御装置は、半導体記憶装置にデータを書き込むメモリ制御装置であって、前記半導体記憶装置を制御する制御信号を遅延させて、前記半導体記憶装置に出力する位相調整回路と、前記制御信号に応答して前記半導体記憶装置から入力されるデータストローブ信号を監視し、前記制御信号が出力されてから前記データストローブ信号が入力されるまでの応答時間に対応する応答信号を出力するデータストローブ監視回路と、を有し、前記位相調整回路の遅延量は、前記半導体記憶装置に、前記遅延量を順次増加させながら前記制御信号を出力して前記応答信号が出力されるタイミングを監視したときに、前記タイミングが変化した遅延量に対して前又は後にずらした値に設定されていることを要件とする。 The memory control device is a memory control device that writes data to a semiconductor memory device, delays a control signal for controlling the semiconductor memory device, and outputs the phase adjustment circuit to the semiconductor memory device. A data strobe monitoring circuit that monitors a data strobe signal input from the semiconductor memory device in response and outputs a response signal corresponding to a response time from when the control signal is output to when the data strobe signal is input And the delay amount of the phase adjustment circuit when the control signal is output to the semiconductor memory device while the delay amount is sequentially increased and the timing at which the response signal is output is monitored. The requirement is that the timing is set to a value shifted before or after the delay amount that has changed.
又、本メモリ制御装置の制御信号出力タイミングの調整方法は、半導体記憶装置にデータを書き込むメモリ制御装置の制御信号出力タイミングの調整方法であって、前記半導体記憶装置に制御信号を出力する第1ステップと、前記制御信号に応答して前記半導体記憶装置から入力されるデータストローブ信号を監視し、前記制御信号が出力されてから前記データストローブ信号が入力されるまでの応答時間に対応する応答信号を出力する第2ステップと、前記半導体記憶装置に、遅延量を順次増加させながら前記制御信号を出力し、前記遅延量を順次増加させた前記制御信号に応答して前記半導体記憶装置から入力されるデータストローブ信号を監視し、前記遅延量を順次増加させた制御信号が出力されてから前記データストローブ信号が入力されるまでの応答時間に対応する応答信号を順次出力する第3ステップと、前記第3ステップにおいて順次出力された前記応答信号のタイミングが、前記第2ステップにおいて出力された前記応答信号のタイミングに対して変化したか否かを判定する第4ステップと、前記第4ステップにおいて、「変化した」と判定した場合には、前記制御信号の遅延量を、「変化した」ときの遅延量に対して前又は後にずらした値に設定する第5ステップと、を有することを要件とする。 The control method for adjusting the control signal output timing of the memory control device is a method for adjusting the control signal output timing of the memory control device for writing data to the semiconductor memory device, and is a first method for outputting a control signal to the semiconductor memory device. And a response signal corresponding to a response time from when the control signal is output to when the data strobe signal is input after monitoring the data strobe signal input from the semiconductor memory device in response to the control signal And outputting the control signal while sequentially increasing the delay amount to the semiconductor memory device, and inputting the control signal from the semiconductor memory device in response to the control signal increasing the delay amount sequentially. The data strobe signal is input after the control signal in which the delay amount is sequentially increased is output. A third step for sequentially outputting response signals corresponding to the response time until the response is performed, and a timing of the response signal sequentially output in the third step is a timing of the response signal output in the second step. In the fourth step for determining whether or not there has been a change, and in the fourth step, if it is determined that it has changed, the delay amount of the control signal is set to the delay amount when it has changed. And a fifth step for setting the value shifted before or after.
本発明によれば、メモリ制御信号とクロックとの関係を容易に把握することができ、メモリ制御信号とクロックとのセットアップホールドに対するマージンを拡大することが可能なメモリ制御装置及びその制御信号出力タイミングの調整方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to easily grasp the relationship between the memory control signal and the clock, and to expand the margin for the setup hold between the memory control signal and the clock, and its control signal output timing. Can be provided.
以下、図面を参照して、実施の形態の説明を行う。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
図4は、本実施の形態に係るメモリ制御装置の主要部の構成を例示するブロック図である。図4を参照するに、メモリ制御装置10は、位相調整回路11(1)〜11(3)と、データストローブ監視回路12と、フリップフロップ13と、制御回路14と、信号制御回路15と、選択回路16(1)及び16(2)と、バッファ17(1)〜17(7)と、入出力端子18(1)〜18(3)と、CPU・I/F19とを有する。
FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the main part of the memory control device according to this embodiment. Referring to FIG. 4, the
なお、データ信号DQが例えば8ビットである場合には、メモリ制御装置10はデータ信号DQの入出力部と同様の構成の入出力部を8個有するが、図4においては1個のみを図示し、他は省略されている。又、DDR2/DDR3−SDRAMにおいてデータストローブ信号は差動信号であるが、簡単にするため図4ではシングルエンド信号として記載されている。
When the data signal DQ is, for example, 8 bits, the
位相調整回路11(1)〜11(3)は、入力される信号を所定の遅延量だけ遅延させて出力する機能を有する。位相調整回路11(1)〜11(3)は、例えば図2に示す構成(遅延値生成回路であるDLL回路、遅延設定回路、遅延回路)により実現することができる。 The phase adjustment circuits 11 (1) to 11 (3) have a function of delaying an input signal by a predetermined delay amount and outputting the delayed signal. The phase adjustment circuits 11 (1) to 11 (3) can be realized by, for example, the configuration shown in FIG. 2 (a DLL circuit that is a delay value generation circuit, a delay setting circuit, and a delay circuit).
データストローブ監視回路12は、データストローブ信号DQS発行からの応答時間に相当する値である応答信号RESを出力する機能を有する。データストローブ監視回路12には、制御回路14から信号TPULSEが入力されている。信号TPULSEは、観測信号タイミングラッチ計算用パルスであり、どのタイミングでデータストローブ信号DQSを観測したらよいかを示す信号である。信号TPULSEは、メモリアクセスする基準信号であり、制御回路14は、レイテンシの設定がいくつであっても、メモリに対して固定クロックサイクル、例えば3クロック前に信号TPULSEを発生する。
The data
データストローブ監視回路12は、信号TPULSEに基づいて観測信号であるデータストローブ信号DQSを観測し、データストローブ信号DQSの所定の立ち上がり又は立ち下がりのタイミングで応答信号RESを出力する。このようにすることで、レイテンシに関係なく、純粋にメモリアクセスの遅延量を観測することができる。
The data
フリップフロップ13は、入力される信号を所定のタイミングで出力する機能を有する。制御回路14は、メモリ制御信号COMを出力する機能を有する。メモリ制御信号COMは、CS、RAS、CAS、WE、アドレス、バンクアドレス、CKEを含むもので、これらの信号の組み合わせによりコマンドが決定する。又、制御回路14は、データストローブ監視回路12や信号制御回路15等に所定の信号を出力する機能を有する。信号制御回路15は、制御回路14からの指令により、信号を選択する選択回路16(1)及び16(2)を制御する。
The flip-
データ信号DQ、データストローブ信号DQS、及びメモリ制御信号COMは、バッファ17(1)〜17(5)を介して、入出力端子18(1)〜18(3)において入出力される。データ信号DQ、データストローブ信号DQS、及びメモリ制御信号COMは、例えばDDR3−1600等のメモリと接続される。 The data signal DQ, the data strobe signal DQS, and the memory control signal COM are input / output at the input / output terminals 18 (1) -18 (3) via the buffers 17 (1) -17 (5). The data signal DQ, the data strobe signal DQS, and the memory control signal COM are connected to a memory such as DDR3-1600.
位相調整回路11(1)〜11(3)、データストローブ監視回路12、及び制御回路14は、CPU・I/F19と接続されている。CPU・I/F19は、メモリ制御装置10の外部に配置されるCPU(図示せず)とのインターフェースを司る回路であり、メモリ制御装置10の外部に配置されるCPUバス(図示せず)を介してCPU(図示せず)と接続される。
The phase adjustment circuits 11 (1) to 11 (3), the data
図5は、メモリ制御装置の動作を説明するために例示するタイミングチャート(その1)である。クロックCKは、メモリクロックであり、その周波数は例えば800MHzである。図5に示すように、メモリ制御装置10が、例えばDDR3−1600等のメモリにメモリ制御信号COMを発行すると、リード応答レイテンシRL(図5の例ではRL=5)分のサイクル分待った後、メモリからメモリ制御装置10にデータ信号DQ及びデータストローブ信号DQSが返される。ここで、図5に例示するタイミングチャートは、メモリ制御装置10とメモリとの接続における配線遅延が無いと仮定した場合のものである。
FIG. 5 is a first timing chart illustrating the operation of the memory control device. The clock CK is a memory clock, and its frequency is, for example, 800 MHz. As shown in FIG. 5, when the
図6は、メモリ制御装置の動作を説明するために例示するタイミングチャート(その2)である。図6に例示するタイミングチャートは、メモリ制御装置10とメモリとの接続における配線遅延を考慮した場合のものである。図6に示すように、メモリ制御装置10が実際にメモリ制御信号COMを発行してから、実際にデータ信号DQ及びデータストローブ信号DQSを受け取るのは、データ信号DQ、データストローブ信号DQS、及びメモリ制御信号COMの配線遅延αを加えた時間の後となる。すなわち、実際の応答時間は、RL=5ではなくRL=5+αとなる。
FIG. 6 is a timing chart (part 2) for illustrating the operation of the memory control device. The timing chart illustrated in FIG. 6 is for a case where wiring delay in connection between the
図7は、メモリ制御装置の動作を説明するために例示するタイミングチャート(その3)である。前述の図6に例示したタイミングチャートは、クロックCKの配線遅延量とコマンドの配線遅延量とが同じであると仮定した場合のものであるが、クロックCKの配線遅延量とコマンドの配線遅延量とは同じであるとは限らない。図7(1)〜図7(3)に示すように、クロックCKの立ち上がりとメモリ制御信号COMの位相関係は様々な状態になり得る。メモリ側においては、クロックCKの立ち上がりとメモリ制御信号COMの位相関係がどのような状態になっているかは分からない。 FIG. 7 is a timing chart (part 3) for illustrating the operation of the memory control device. The timing chart illustrated in FIG. 6 is based on the assumption that the wiring delay amount of the clock CK and the wiring delay amount of the command are the same, but the wiring delay amount of the clock CK and the wiring delay amount of the command are the same. Is not necessarily the same. As shown in FIGS. 7A to 7C, the phase relationship between the rising edge of the clock CK and the memory control signal COM can be in various states. On the memory side, it is not known what the phase relationship between the rising edge of the clock CK and the memory control signal COM is.
そこで、クロックCKの立ち上がりとメモリ制御信号COMの位相関係を知るために、クロックCKに対してメモリ制御信号COMの位相をずらすことで、READコマンドに対する応答の変化点(応答信号RES)を観測し、クロックCKに対する最適なメモリ制御信号COMの位相関係を調整できるようにする。ここで、応答信号RESは、あくまでも図4のデータストローブ監視回路12における監視結果出力値であり、必ずしもREADコマンドからの実際のサイクル数となるわけではない。
Therefore, in order to know the phase relationship between the rising edge of the clock CK and the memory control signal COM, the change point of the response to the READ command (response signal RES) is observed by shifting the phase of the memory control signal COM with respect to the clock CK. The phase relationship of the optimal memory control signal COM with respect to the clock CK can be adjusted. Here, the response signal RES is merely a monitoring result output value in the data
図8は、メモリ制御装置の動作を説明するために例示するタイミングチャート(その4)である。制御回路14は、メモリアクセスする固定クロックサイクル(図8の場合は3クロック)前に信号TPULSEを発生する。データストローブ監視回路12は、信号TPULSEのタイミングを見て信号VALUEを立ち上げ、データストローブ信号DQS(メモリ制御装置到達時)の4回目の立ち下がりで信号VALUEを立ち下げ、応答信号RESを出力する。図8の例では、応答信号RES=Nである。
FIG. 8 is a timing chart (part 4) for illustrating the operation of the memory control device. The
なお、「4回目の立ち下がりで信号VALUEを立ち下げ、応答信号RESを出力する」のは一例であり、4 × n回目(nは自然数)の立ち下がりで信号VALUEを立ち下げ、応答信号RESを出力するようにすると好適である。これは、8バーストタイプのメモリにおいて、4 × n回目の立ち下がりのタイミングが、DDR−SDRAMのデータが確定するタイミングであるため、元々通常時に使用しているコマンドを発生させる回路をそのまま使用できるからである。 Note that “the signal VALUE is lowered at the fourth fall and the response signal RES is output” is an example, and the signal VALUE is lowered at the 4 × n-th fall (n is a natural number) and the response signal RES is produced. Is preferably output. This is because, in an 8-burst type memory, the 4 × n-th falling timing is the timing at which the data of the DDR-SDRAM is determined, so that a circuit that generates a command originally used at normal time can be used as it is. Because.
又、メモリ制御装置10に入力されるデータストローブ信号DQSの1回目の立ち上がりで信号VALUEを立ち下げ、応答信号RESを出力するようにしても構わない。このようにすると、最も早く応答時間を測定することができるからである。
Alternatively, the signal VALUE may be lowered at the first rise of the data strobe signal DQS input to the
ここで、メモリ制御信号COMを決定する各信号(CS、RAS、CAS、WE、アドレス、バンクアドレス、CKE)もそれぞれ配線遅延が異なる可能性があるため、まずは図3に示すようにチップセレクトCS以外の信号はチップセレクトCSの変化点付近に発生しないようにすることが好ましい。 Here, each signal (CS, RAS, CAS, WE, address, bank address, CKE) for determining the memory control signal COM may also have a different wiring delay. First, as shown in FIG. It is preferable not to generate any other signal near the change point of the chip select CS.
図4、図9及び図10を参照しながら、クロックCKに対する最適なメモリ制御信号COMの位相調整方法に関して説明する。図9は、クロックに対する最適なメモリ制御信号の位相調整方法に関するフローチャートの例である。図10は、メモリ制御装置の動作を説明するために例示するタイミングチャート(その5)である。 An optimum phase adjustment method for the memory control signal COM with respect to the clock CK will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is an example of a flowchart relating to a phase adjustment method of an optimal memory control signal with respect to a clock. FIG. 10 is a timing chart (part 5) for illustrating the operation of the memory control device.
始めにステップ100では、制御回路14は、メモリ制御信号COMを生成する。そして、生成したメモリ制御信号COMを位相調整回路11(3)、バッファ17(5)、入出力端子18(3)を介して、メモリに対して出力する(S100)。このときに、位相調整回路11(3)は、所定の遅延量に設定されている。
First, in
次いでステップ110では、データストローブ調整回路12は、メモリから入出力端子18(2)、バッファ17(4)を介して入力されるデータストローブ信号DQSに対して応答信号RESを生成し出力する(S110)。図10(1)は、ステップ100及び110の動作に対応する波形を例示したものである。但し、図10では、メモリ制御信号COMはチップセレクトCSとし、チップセレクトCS以外の信号をチップセレクトCSの変化点付近に発生しないようにすることを前提としたものである。このような前提により、図10(1)ではチップセレクトCSの変化がそのままコマンドの変化になっている。このときの応答信号RESの値はNである。
Next, at step 110, the data
なお、図10(1)では、データストローブ信号DQSの4回目の立ち下がりで応答信号RESを出力しているが、前述のように、4 × n回目(nは自然数)の立ち下がりで応答信号RESを出力してもよいし、データストローブ信号DQSの1回目の立ち上がりで応答信号RESを出力してもよい。 In FIG. 10A, the response signal RES is output at the fourth falling edge of the data strobe signal DQS. As described above, the response signal is output at the 4 × nth falling edge (n is a natural number). RES may be output, or the response signal RES may be output at the first rise of the data strobe signal DQS.
次いでステップ120では、位相調整回路11(3)の遅延量を増加させる(S120)。位相調整回路11(3)の遅延量の増加は、例えばCPU・I/F19を介してメモリ制御装置10の外部に配置されるCPUからの指令により行われる。なお、増加させる遅延量は、クロックCKの周期よりも短く設定する必要がある。
Next, at step 120, the delay amount of the phase adjustment circuit 11 (3) is increased (S120). The delay amount of the phase adjustment circuit 11 (3) is increased by a command from a CPU disposed outside the
次いでステップ130では、制御回路14は、メモリ制御信号COMを生成する。そして、生成したメモリ制御信号COMを位相調整回路11(3)、バッファ17(5)、入出力端子18(3)を介して、メモリに対して出力する(S130)。
Next, at
次いでステップ140では、データストローブ調整回路12は、メモリから入出力端子18(2)、バッファ17(4)を介して入力されるデータストローブ信号DQSに対して応答信号RESを生成し出力する(S140)。図10(2)は、ステップ120〜140の動作に対応する波形を例示したものである。このときの応答信号RESの値はNである。
Next, at step 140, the data
次いでステップ150では、ステップ140における応答信号RESの値が、ステップ110における応答信号RESの値から変化したか否かを判定する(S150)。この判定は、例えばCPU・I/F19を介してメモリ制御装置10の外部に配置されるCPUで行われる。
Next, in step 150, it is determined whether or not the value of the response signal RES in step 140 has changed from the value of the response signal RES in step 110 (S150). This determination is performed by a CPU disposed outside the
ステップ150において「変化した」と判定しなかった場合(図9のNOの場合)には、ステップ120に戻り、上述のステップが繰り返される。図10(1)及び図10(2)の例では、応答信号RESの値(N)は、変化していないため、ステップ120に戻り、上述のステップが繰り返される。なお、図10(1)及び図10(2)で応答信号RESの値(N)が変化していないのは、図10(1)及び図10(2)では、チップセレクトCSの遅延が変化していても、同じタイミングのクロックCKの立ち上がりでチップセレクトCSをラッチしており、データストローブ信号DQSは同じタイミングで応答するからである。 If it is not determined that the state has changed in step 150 (NO in FIG. 9), the process returns to step 120 and the above steps are repeated. In the example of FIGS. 10A and 10B, since the value (N) of the response signal RES has not changed, the process returns to step 120 and the above steps are repeated. Note that the value (N) of the response signal RES does not change in FIGS. 10 (1) and 10 (2) because the delay of the chip select CS changes in FIGS. 10 (1) and 10 (2). However, the chip select CS is latched at the rising edge of the clock CK at the same timing, and the data strobe signal DQS responds at the same timing.
ステップ150において「変化した」と判定した場合(図9のYESの場合)には、ステップ160に移行する。ステップ160では、位相調整回路11(3)の遅延量を、応答信号RESの値が変化したとき値に対して前又は後にずらした値に固定する。前又は後にずらした値は、例えば応答信号RESの出力されるタイミングが遅延した時間(クロックCKの一周期分)の半分に設定することができる。前又は後にずらした値の設定や位相調整回路11(3)の遅延量の固定は、例えばCPU・I/F19を介してメモリ制御装置10の外部に配置されるCPUからの指令により行われる。
If it is determined in step 150 that it has changed (YES in FIG. 9), the process proceeds to step 160. In
図10(3)は、ステップ150(図9のYESの場合)〜160の動作に対応する波形を例示したものである。図10(3)では、図10(1)及び図10(2)よりも1周期後のクロックCKの立ち上がりでチップセレクトCSをラッチしているため、データストローブ信号DQSも同様に、1周期遅れて応答している。すなわち、このときの応答信号RESの値はN+1となり、前回の応答信号RESの値Nよりも増えるため、ステップ150において「変化した」と判定されたのである。 FIG. 10 (3) exemplifies waveforms corresponding to the operations in steps 150 (in the case of YES in FIG. 9) to 160. In FIG. 10 (3), since the chip select CS is latched at the rising edge of the clock CK after one cycle from FIGS. 10 (1) and 10 (2), the data strobe signal DQS is also delayed by one cycle. Is responding. In other words, the value of the response signal RES at this time is N + 1, which is larger than the value N of the previous response signal RES, so that it has been determined as “changed” in step 150.
ステップ160で、位相調整回路11(3)の遅延量を、応答信号RESの値が変化したとき値に対して前又は後にずらした値に固定するのは以下の理由による。すなわち、応答信号RESの値が変化したときの値の付近(図10(3)の設定付近)では、クロックCKの立ち上がり時にチップセレクトCSが変化点付近にあると判断でき、このままの設定では、メモリ制御信号COMとクロックCKとのセットアップホールドを満たすことを保証することが困難である。位相調整回路11(3)の遅延量を、応答信号RESの値が変化したとき値に対して前又は後にずらした値に固定することにより、メモリ制御信号COMとクロックCKとのセットアップホールドに対するマージンを拡大することが可能となる。
In
前述のように、応答信号RESの値はCPUから読み出すことができるため、応答信号RESの値の変化点における位相調整回路11(3)の遅延量(遅延設定値)から最適な遅延設定(前又は後にずらした値)をフィードバックして位相調整回路11(3)に設定することができる。このようにしてチップセレクトCSのタイミングが保証されれば、他の信号についても順次タイミング保証することが可能となる。 As described above, since the value of the response signal RES can be read from the CPU, the optimum delay setting (previous value) is determined from the delay amount (delay setting value) of the phase adjustment circuit 11 (3) at the change point of the value of the response signal RES. (Or a value shifted later) can be fed back and set in the phase adjustment circuit 11 (3). If the timing of the chip select CS is assured in this way, the timing of other signals can be assured sequentially.
図11は、メモリ制御装置の動作を説明するために例示するタイミングチャート(その6)である。例えばチップセレクトCSの次にアドレスの1Bit(A0)の位相調整を考える。図11に示すように、チップセレクトCSは確定したままアドレスA0以外のメモリ制御信号COMの値を数サイクル保持し、アドレスA0の遅延設定を徐々に動かせばよい。アドレスBitに関しては、データストローブ監視回路12でデータストローブ信号DQSを監視しても変化点を見つけることはできない。しかし、データDQの変化点を見つけることで、アドレスA0の変化点を見つけることができる。なお、データDQの変化点は、規格で定められた所定の方法により見つけることができる。
FIG. 11 is a timing chart (No. 6) exemplified for explaining the operation of the memory control device. For example, consider the phase adjustment of 1 bit (A0) of the address after the chip select CS. As shown in FIG. 11, it is only necessary to hold the value of the memory control signal COM other than the address A0 for several cycles while the chip select CS is fixed and gradually move the delay setting of the address A0. Regarding the address bit, even if the data
以上のように、本実施の形態によれば、メモリ制御信号とクロックとの関係を容易に把握することができ、メモリ制御信号COMとクロックCKとのセットアップホールドに対するマージンを拡大することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the relationship between the memory control signal and the clock can be easily grasped, and the margin for the setup hold between the memory control signal COM and the clock CK can be increased. Become.
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiment has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and replacements are made to the above-described embodiment without departing from the scope described in the claims. Can be added.
例えば、図4に示すメモリ制御装置10は、CPU・I/F19を介してCPUと接続して使用する。しかし、本発明に係るメモリ制御装置は、このような構成には限定されない。例えば、メモリ制御装置を外部に設けられたCPUとは接続せず、メモリ制御装置内の制御回路に、応答信号RESの値の変化点における位相調整回路の遅延量(遅延設定値)から最適な遅延設定(前又は後にずらした値)をフィードバックする機能等を持たせても構わない。又、メモリ制御装置にCPUを内蔵しても構わない。
For example, the
又、本発明に係るメモリ制御装置は、複数のメモリやメモリモジュールと接続できるように構成することも可能である。 The memory control device according to the present invention can be configured to be connected to a plurality of memories and memory modules.
10 メモリ制御装置
11(1)〜11(3) 位相調整回路
12 データストローブ監視回路
13 フリップフロップ
14 制御回路
15 信号制御回路
16(1),16(2) 選択回路
17(1)〜17(7) バッファ
18(1)〜18(3) 入出力端子
19 CPU・I/F
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記半導体記憶装置を制御する制御信号を遅延させて、前記半導体記憶装置に出力する位相調整回路と、
前記制御信号に応答して前記半導体記憶装置から入力されるデータストローブ信号を監視し、前記制御信号が出力されてから前記データストローブ信号が入力されるまでの応答時間に対応する応答信号を出力するデータストローブ監視回路と、を有し、
前記位相調整回路の遅延量は、前記半導体記憶装置に、前記遅延量を順次増加させながら前記制御信号を出力して前記応答信号が出力されるタイミングを監視したときに、前記タイミングが変化した遅延量に対して前又は後にずらした値に設定されていることを特徴とするメモリ制御装置。 A memory control device for writing data to a semiconductor storage device,
A phase adjustment circuit that delays a control signal for controlling the semiconductor memory device and outputs the delayed signal to the semiconductor memory device;
A data strobe signal input from the semiconductor memory device is monitored in response to the control signal, and a response signal corresponding to a response time from when the control signal is output to when the data strobe signal is input is output. A data strobe monitoring circuit, and
The delay amount of the phase adjustment circuit is a delay whose timing has changed when the control signal is output and the response signal is output to the semiconductor memory device while sequentially increasing the delay amount. A memory control device, wherein the memory control device is set to a value shifted before or after the quantity.
前記前又は後にずらした値は、前記CPUから設定可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項記載のメモリ制御装置。 The response signal is configured to be output to a CPU disposed outside the memory control device,
5. The memory control device according to claim 1, wherein the value shifted before or after is configured to be set by the CPU. 6.
前記半導体記憶装置に制御信号を出力する第1ステップと、
前記制御信号に応答して前記半導体記憶装置から入力されるデータストローブ信号を監視し、前記制御信号が出力されてから前記データストローブ信号が入力されるまでの応答時間に対応する応答信号を出力する第2ステップと、
前記半導体記憶装置に、遅延量を順次増加させながら前記制御信号を出力し、前記遅延量を順次増加させた前記制御信号に応答して前記半導体記憶装置から入力されるデータストローブ信号を監視し、前記遅延量を順次増加させた制御信号が出力されてから前記データストローブ信号が入力されるまでの応答時間に対応する応答信号を順次出力する第3ステップと、
前記第3ステップにおいて順次出力された前記応答信号のタイミングが、前記第2ステップにおいて出力された前記応答信号のタイミングに対して変化したか否かを判定する第4ステップと、
前記第4ステップにおいて、「変化した」と判定した場合には、前記制御信号の遅延量を、「変化した」ときの遅延量に対して前又は後にずらした値に設定する第5ステップと、を有するメモリ制御装置の制御信号出力タイミングの調整方法。 A method for adjusting a control signal output timing of a memory control device for writing data to a semiconductor memory device,
A first step of outputting a control signal to the semiconductor memory device;
A data strobe signal input from the semiconductor memory device is monitored in response to the control signal, and a response signal corresponding to a response time from when the control signal is output to when the data strobe signal is input is output. The second step;
Outputting the control signal while sequentially increasing the delay amount to the semiconductor memory device, and monitoring the data strobe signal input from the semiconductor memory device in response to the control signal increasing the delay amount sequentially; A third step of sequentially outputting a response signal corresponding to a response time from when the control signal in which the delay amount is sequentially increased until the data strobe signal is input;
A fourth step of determining whether or not the timing of the response signal sequentially output in the third step has changed with respect to the timing of the response signal output in the second step;
In the fourth step, when it is determined that “changed”, the fifth step of setting the delay amount of the control signal to a value shifted before or after the delay amount when “changed”; A method for adjusting a control signal output timing of a memory control device including:
前記前又は後にずらした値は、前記CPUから設定されることを特徴とする請求項8乃至11の何れか一項記載のメモリ制御装置の制御信号出力タイミングの調整方法。 The response signal is output to a CPU disposed outside the memory control device,
12. The method of adjusting a control signal output timing of the memory control device according to claim 8, wherein the value shifted before or after is set by the CPU.
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