JP6451505B2 - 受信回路、受信回路のタイミング調整方法、半導体装置 - Google Patents
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Description
以下、第一実施形態を説明する。
図1に示すように、このシステム10のシステム装置11は、メモリ装置12に接続されている。システム装置11は、たとえば1つのチップに中央処理装置(Central Processing Unit:CPU)などのコア回路と複数の周辺回路を含む半導体集積回路装置(LSI、例えばSoC(System on Chip))である。メモリ装置12は、同期式の半導体記憶装置、例えばDDR3−SDRAM(Double Data Rate 3 Synchronous Dynamic Random Access Memory)である。
判定回路38は、イネーブル信号EN2に基づいて期待値データを生成する。また、判定回路38は、イネーブル信号EN2を入力する毎に、期待値データの論理値を反転する。つまり、判定回路38は、パターン信号生成回路36における判定用データCTと同様に、イネーブル信号EN2を入力する毎に、期待値データの論理値を、「0」→「1」→「0」へと変更する。判定回路38は、判定用データCTを期待値データと比較し、比較結果に応じた判定信号EXを出力する。
設定値算出回路39は、判定回路38からの判定信号EXに基づいて転送設定値FSPを算出し、その転送設定値FSPを、制御信号生成回路35に出力する。また、設定値算出回路39は、判定回路38からの判定信号EXに基づいてレイテンシ設定値FSLを算出し、そのレイテンシ設定値FSLをレイテンシ補償回路34に出力する。
BLカウンタ41,42は、4進のワンホット・ステート・カウンタ(one-hot state counter)である。BLカウンタ41は、遅延ストローブ信号DQSdの立ち上がりエッジ(ポジティブエッジ)をカウントし、イネーブル信号CP0〜CP3を生成する。BLカウンタ42は、遅延ストローブ信号DQSdの立ち下がりエッジ(ネガティブエッジ)をカウントし、イネーブル信号CN0〜CN3を生成する。
FF回路55aは、イネーブル端子(EN)を有し、そのイネーブル端子(EN)に上記のポインタ制御信号PCNTが供給される。各FF回路55a〜55dのクロック端子にはコアクロック信号CKcが供給される。FF回路55a〜55cの出力端子(Q)はFF回路55b〜55dの入力端子(データ端子)に接続され、FF回路55dの出力端子(Q)はFF回路55aの入力端子(データ端子)に接続されている。
FF回路620〜627のクロック端子にはコアクロック信号CKcが供給される。各FF回路620〜627の入力端子(データ端子D)には信号DD0〜DD7が供給される。FF回路620,621のイネーブル端子(EN)にはイネーブル信号C00が供給される。FF回路622,623のイネーブル端子(EN)にはイネーブル信号C01が供給される。FF回路624,625のイネーブル端子(EN)にはイネーブル信号C02が供給される。FF回路625,627のイネーブル端子(EN)にはイネーブル信号C03が供給される。
第1の信号生成回路36aは、遅延ストローブ信号DQSdとイネーブル信号CP3に基づいて、判定用パターンデータTDaを生成する。判定用パターンデータTDaは、第1の判定用パターンデータの一例である。
FF回路91aのクロック入力端子にはコアクロック信号CKcが供給される。FF回路91aのイネーブル端子(EN)にはイネーブル信号C00が供給される。FF回路91aの出力端子(Q)はインバータ回路91bの入力端子に接続され、そのインバータ回路91bの出力端子はFF回路91aの入力端子(データ端子)に接続されている。
なお、判定信号EX0〜EX7を出力する判定回路38は、図2に示す第2ラッチ回路37bのラッチタイミング、つまりイネーブル信号C00〜C03の生成タイミングが、遅延ストローブ信号DQSdに対して適切か否かを判定するものである。したがって、設定値算出回路39は、イネーブル信号C00〜C03のうちの1つのイネーブル信号に基づいて出力される判定用データを判定した結果を用いればよい。
先ず、ステップ111において、設定値算出回路39は、デフォルト値を設定する。デフォルト値は、図1に示すメモリコントローラ21から供給される転送初期値FSOと、その転送設定値に応じたレイテンシの初期値である。設定値算出回路39は、メモリコントローラ21から供給される転送設定値を転送設定値FSPに設定する。また、設定値算出回路39は、レイテンシ設定値FSLに初期値を設定する。
図9に示すように、データDQが図1に示すメモリ装置12から出力される。このデータDQは、バースト長のデータを含む。図9では、データDQに含まれる各データを[A]〜[H]として示す。データDQについて、個々のデータを示す場合に、[A]〜[H]を用いることがある。
図3に示すBLカウンタ41は、遅延ストローブ信号DQSdの立ち上がりエッジをカウントしてイネーブル信号CP0〜CP3を生成する。図5に示す非同期転送回路33において、FF回路610は、Hレベルのイネーブル信号CP0を受け、遅延ストローブ信号DQSdの立ち上がりエッジに基づいてデータ[A]をラッチする。同様に、FF回路612,614,616は、Hレベルのイネーブル信号CP1,CP2,CP3を受け、遅延ストローブ信号DQSdの立ち上がりエッジに基づいてデータ[C],[E],[G]をラッチする。各FF回路610,612,614,616は、これらのデータ[A],[C],[E],[G]を、次のデータDQを受信する際の遅延ストローブ信号DQSdの立ち上がりエッジまで保持する。
なお、比較例について、図1に示すシステムと同じ部材については同じ符号を用い、その部材の説明の一部または全てを省略する。
図6に示すように、パターンジェネレータ36の第1の信号生成回路36aに含まれるFF回路71aは、イネーブル信号CP3に基づいて機能を有効とし、遅延ストローブ信号DQSdの立ち上がりエッジに基づいて、入力端子(データ端子D)の信号と等しいレベルの判定用パターンデータTDaを出力する。インバータ回路72aは、判定用パターンデータTDaを論理反転した信号を出力する。したがって、図11に示すように、遅延ストローブ信号DQSdが連続する場合、判定用パターンデータTDaは、遅延ストローブ信号DQSdの4サイクル毎に、「0」から「1」へ、「1」から「0」へと変化する。つまり、判定用パターンデータTDaは、4サイクル毎に、「0」と「1」を交互に繰り返す。
本実施形態では、データDQ0に対応する判定回路38は、「判定NG」の判定信号EX0を出力する。そして、図7に示す設定値算出回路39は、判定信号EX0に基づいて、転送設定値FSPを「−1」して新たな転送設定値FSPを算出する。この新たな転送設定値FSPに基づいて、図14に示すタイミングTP1を設定する。このタイミングTP1は、ウインドウW0aの範囲内である。このため、このタイミングTP1にてデータ[A0],[B0]を取り込むことができる。
(1−1)受信回路24の制御信号生成回路35は、遅延ストローブ信号DQSdに基づいてイネーブル信号EN1を生成し、転送設定値FSP、リード制御信号RCNT、コアクロック信号CKcに基づいてイネーブル信号EN2を生成する。非同期転送回路33は、イネーブル信号EN1と遅延ストローブ信号DQSdに基づいて受信データRDQをラッチし、イネーブル信号EN2とコアクロック信号CKcに基づいて出力データCDを出力する。パターン信号生成回路(PG)36は、イネーブル信号EN1を入力する毎に、論理値を反転した判定用パターンデータTDを生成する。非同期転送回路37は、イネーブル信号EN1と遅延ストローブ信号DQSdに基づいて判定用パターンデータTDをラッチし、イネーブル信号EN2とコアクロック信号CKcに基づいて判定用データCTを出力する。判定回路38は、判定用データCTに基づいて、転送設定値FSPに基づくイネーブル信号EN2を生成するポインタ制御信号のタイミングを判定する。そして、設定値算出回路39は、判定回路38の判定結果に基づいて転送設定値FSPを算出する。
以下、第二実施形態を説明する。
なお、この実施形態において、上記実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付し、その説明及び図の全てまたは一部を省略する。
この受信回路300の制御信号生成回路301は、ポインタ制御回路311を含む。このポインタ制御回路311は、上記第一実施形態のポインタ制御回路43と同様に、転送設定値FSPに応じてリード制御信号RCNTを遅延したポインタ制御信号PCNTを出力する。
先ず、ステップ321において、設定値算出回路314は、デフォルト値を設定する。デフォルト値は、図1に示すメモリコントローラ21から供給される転送初期値FSOと、その転送設定値に応じたレイテンシの初期値である。設定値算出回路314は、メモリコントローラ21から供給される転送設定値を転送設定値FSPに設定する。また、設定値算出回路314は、レイテンシ設定値FSLに初期値を設定する。
図1に示すメモリコントローラ21は、たとえばシステム装置11の起動時に、トレーニング処理を実行して1つの転送初期値FSOを設定する。図18に示す受信回路300の設定値算出回路314は、その転送初期値FSOと等しい転送設定値FSPを算出する。そして、ポインタ制御回路311は、転送設定値FSPに応じたサイクルのポインタ制御信号PCNTを生成する。BLカウンタ44は、ポインタ制御信号PCNTに基づいてイネーブル信号C00〜C03を生成する。そのイネーブル信号C00に基づくタイミングは、たとえば、図14に矢印にて示すタイミングTP0である。
(2−1)ポインタ制御回路311は、転送設定値FSPに応じてリード制御信号RCNTを遅延したポインタ制御信号PCNTを出力する。ポインタ制御回路311は、ポインタ制御信号PCNTより早いタイミングで変化するファースト制御信号PCFを出力する。更に、ポインタ制御回路311は、ポインタ制御信号PCNTより遅いタイミングのスロー制御信号PCSを出力する。
・上記実施形態では、非同期転送回路37を非同期転送回路33と同様に、FF回路810〜817,820〜827を有するものとした。タイミングの判定には、上記実施形態にて示したように、判定信号EX0,EX1を用いればよい。したがって、図6において、FF回路810,811,820,821を含む非同期転送回路としてもよい。それにともない、図7において、排他的論理和(ExOR)回路920,921を含む判定回路としてもよい。
・上記実施形態は、最小ウインドウ幅の判定を行った。最小ウインドウ幅は、上記実施形態で述べたように、読み出しを連続的に行う場合に、その読み出しによりデータDQのドメインチェンジが可能なウインドウの幅である。断続的にメモリ装置12に対するアクセスを行うシステム装置や断続的にメモリ装置12をアクセスする動作の場合、連続的なリード動作(たとえば、コマンドの入れ替えやダミーのリードコマンド)により、2つ以上の連続したリードアクセスを行うことで、ウインドウ幅の判定を行い、タイミングを調整することができる。
34 レイテンシ補償回路
35 制御信号生成回路
36 パターンジェネレータ
38 判定回路
39 設定値算出回路
DQ データ
DQSd 遅延ストローブ信号
EN1,EN2 イネーブル信号
CP0〜CP3,CN0〜CN3 イネーブル信号
C00〜C03 イネーブル信号
FSO 転送初期値
FSP 転送設定値
FSL レイテンシ設定値
RD リードデータ
Claims (7)
- ストローブ信号に基づいて第1のイネーブル信号を生成し、リード制御信号と転送設定値とに応じたポインタ制御信号とコアクロック信号に基づいて第2のイネーブル信号を生成する制御信号生成回路と、
前記第1のイネーブル信号と前記ストローブ信号に基づいて受信データをラッチし、ラッチしたデータを前記第2のイネーブル信号と前記コアクロック信号に基づいて出力する第1の非同期転送回路と、
前記第1のイネーブル信号の変化に応じて論理を反転した判定用パターンデータを生成するパターン生成回路と、
前記第1のイネーブル信号と前記ストローブ信号に基づいて前記判定用パターンデータをラッチし、ラッチしたデータを前記第2のイネーブル信号と前記コアクロック信号に基づいて出力する第2の非同期転送回路と、
前記第2の非同期転送回路の出力データに基づいて、前記ポインタ制御信号の生成タイミングを判定する判定回路と、
前記判定回路の判定結果に基づいて前記転送設定値を算出する設定値算出回路と、
を有することを特徴とする受信回路。 - レイテンシ設定値に基づいて前記第1の非同期転送回路の出力信号を遅延してリードデータを出力するレイテンシ補償回路を有し、
前記設定値算出回路は、前記転送設定値に基づいて前記レイテンシ設定値を算出すること、
を特徴とする請求項1に記載の受信回路。 - 前記判定回路は、前記第2のイネーブル信号に基づいて期待値データを生成し、前記期待値データと前記第2の非同期転送回路の出力データとを比較して前記ポインタ制御信号の生成タイミングを判定すること、
を特徴とする請求項1または2に記載の受信回路。 - 前記制御信号生成回路が生成する前記第1のイネーブル信号は、
前記ストローブ信号に基づいて生成した正相イネーブル信号と、
前記ストローブ信号を反転した反転ストローブ信号に基づいて生成した逆相イネーブル信号を含み、
前記パターン生成回路は、前記正相イネーブル信号に基づいて第1の判定用パターンデータを生成し、前記逆相イネーブル信号に基づいて第2の判定用パターンデータを生成し、
前記第2の非同期転送回路は、前記第1の判定用パターンデータと前記第2の判定用パターンデータをそれぞれ転送して第1の判定用データと第2の判定用データを出力し、
前記判定回路は、前記第1の判定用データと前記第2の判定用データとを、前記第2のイネーブル信号に基づいて生成した期待値データとそれぞれ比較して第1の判定信号と第2の判定信号を出力し、
前記設定値算出回路は、前記第1の判定信号と前記第2の判定信号とに基づいて、前記転送設定値を算出すること、
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の受信回路。 - 前記制御信号生成回路は、前記転送設定値に基づいて、前記第2のイネーブル信号より早いタイミングのファーストイネーブル信号と、前記第2のイネーブル信号より遅いタイミングのスローイネーブル信号とを生成し、
前記第1の非同期転送回路は、前記第1のイネーブル信号により前記受信データをラッチする第1ラッチ回路と、前記第1ラッチ回路の出力信号を前記第2のイネーブル信号によりラッチし出力する第2ラッチ回路と、を含み、
前記第2の非同期転送回路は、前記第1のイネーブル信号により前記判定用パターンデータをラッチする第3のラッチ回路と、前記ファーストイネーブル信号により前記第3のラッチ回路の出力信号をラッチする第4のラッチ回路と、前記スローイネーブル信号により前記第3のラッチ回路の出力信号をラッチする第5のラッチ回路と、を含み、
前記判定回路は、前記ファーストイネーブル信号に基づいて生成した期待値データと前記第4のラッチ回路の出力信号とを比較して前記ファーストイネーブル信号のタイミングを判定する第1の判定回路と、前記スローイネーブル信号に基づいて生成した期待値データと前記第5のラッチ回路の出力信号とを比較して前記スローイネーブル信号のタイミングを判定する第2の判定回路と、を含み、
前記設定値算出回路は、前記第1の判定回路の判定結果と前記第2の判定回路の判定結果に基づいて前記転送設定値を算出すること、
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の受信回路。 - ストローブ信号に基づいて受信データを受信し、コアクロック信号に基づいて前記受信データに応じたリードデータを出力する受信回路において、前記コアクロック信号によるドメインチェンジのタイミングを調整する受信回路のタイミング調整方法であって、
前記ストローブ信号に基づいて第1のイネーブル信号を生成し、リード制御信号と転送設定値とに応じたポインタ制御信号とコアクロック信号に基づいて第2のイネーブル信号を生成し、
前記第1のイネーブル信号の変化に応じて論理を反転した判定用パターンデータを生成し、
前記第1のイネーブル信号と前記ストローブ信号に基づいて前記判定用パターンデータをラッチし、ラッチしたデータを前記第2のイネーブル信号と前記コアクロック信号に基づいてラッチして判定用データを生成し、
前記判定用データに基づいて前記ポインタ制御信号の生成タイミングを判定し、前記生成タイミングの判定結果に基づいて前記転送設定値を算出すること、
を特徴とする受信回路のタイミング調整方法。 - メモリ装置に接続される半導体装置であって、
リード制御信号を出力してメモリ装置のアクセスを制御するメモリコントローラと、
前記メモリ装置の出力データを、前記メモリ装置から出力されるストローブ信号を遅延した遅延ストローブ信号に基づいて受信し、受信した前記出力データに基づいて前記メモリコントローラにリードデータを出力する受信回路と、
を有し、
前記受信回路は、
ストローブ信号に基づいて第1のイネーブル信号を生成し、リード制御信号と転送設定値とに応じたポインタ制御信号とコアクロック信号に基づいて第2のイネーブル信号を生成する制御信号生成回路と、
前記第1のイネーブル信号と前記ストローブ信号に基づいて受信データをラッチし、ラッチしたデータを前記第2のイネーブル信号と前記コアクロック信号に基づいて出力する第1の非同期転送回路と、
前記第1のイネーブル信号の変化に応じて論理を反転した判定用パターンデータを生成するパターン生成回路と、
前記第1のイネーブル信号と前記ストローブ信号に基づいて前記判定用パターンデータをラッチし、ラッチしたデータを前記第2のイネーブル信号と前記コアクロック信号に基づいて出力する第2の非同期転送回路と、
前記第2の非同期転送回路の出力データに基づいて、前記ポインタ制御信号の生成タイミングを判定する判定回路と、
前記判定回路の判定結果に基づいて前記転送設定値を算出する設定値算出回路と、
を有する、
ことを特徴とする半導体装置。
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