JPH06302697A - I/o装置を構成する方法及び回路 - Google Patents

I/o装置を構成する方法及び回路

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部容量が大幅に変化せず、バスドライバに
対する物理的変更を要しない構成可能なI/O装置を提
供すること。 【構成】 DRAM等のI/O装置を構成するために構
成可能なI/O装置においてマスター・スレーブバッフ
ァ回路を用い、マスター・スレーブ構成とした場合、ス
レーブデータは入力データと関連するマスター回路の出
力を受け取るようにされ、ある構成では入力データに基
づき各データバッファがデータを出力し、他の構成では
各スレーブバッファが関連するマスターバッファの出力
を出力するように構成されている。本発明の回路はLO
Cパッケージに組み込まれた構成可能なI/O装置に用
いるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はI/O装置を構成する方
法及び回路に関し、更に詳細にはI/O装置を構成可能
なマスター・スレーブバッファ/ラッチ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にI/O装置は入力データを受け取
り出力データを生成するために用いられる。このように
用いるI/O装置には、DRAMやSRAMのようなメ
モリ、マイクロプロセッサ若しくはこれ以外の制御チッ
プが含まれる。構成可能なI/O装置では、異なったモ
ード若しくは構成の中から所望のモード若しくは構成を
選択することができる。16メガバイトのDRAMは4
2個の入力ピンを有し、そのうちの16個は出力データ
を受け取るよう構成されている。データの入出力ピンは
チップ上のボンドパッドに接続されており、そのボンド
パッドがDRAMのデータバッファと通信を行う。DR
AMはまた11本のアドレスピンを有し、データの読み
書きを行う際アクセスするDRAMの位置を表すアドレ
ス情報を受け取る。残りのピンは通常制御信号、電力供
給及びアース用に用いられるか、あるいは未接続の状態
に置かれる。
【0003】構成可能な16メガバイトDRAMは、”
バイ−16(by-16)”デバイス若しくは”バイ−8(by-
8)”デバイスとして構成することができる。バイ−16
デバイスとして構成する場合には、16メガバイトDR
AMは16個のデータ入出力ピンに16のデータビット
を受け取る。これらの入力データビットは一つの16ビ
ットワードを表し、これはアドレスピンで受けるアドレ
スビットにより決定されるDRAM中の位置に記憶され
る。16ビットのデータを受け取るために16個の利用
可能な入力ピンがあるため、通常はDRAMの周辺回路
に設けられている従来のデータバッファを用いることが
できる。
【0004】このようなDRAMをバイ−8デバイスと
して構成すると、8ビットのデータのみが一度にDRA
Mに入力することになるが、チップ上に設けられている
16個のデータ用ボンドパッドはDRAMをフルに使用
するために依然必要である。例えば、チップ上の8個の
ボンドパッドはDRAMの半分に対してデータを供給す
るために用いられ、8個の他のボンドパッドはDRAM
の残りの半分に対してデータを供給するために用いられ
る。もし8個のみのボンドパッドが用いられるとする
と、DRAMの記憶容量の一部は見捨てられることにな
る。そこで、DRAMの入力バッファに接続されている
16個の内部ボンドパッドの全てが8個の入力データビ
ットの各々を受け取るように結合し、DRAMの利用可
能なメモリ空間を効率的に使用するのが好ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】DRAMをバイ−8デ
バイスとして構成するとき、16個の内部バンドパッド
のそれぞれが8個の入力データビットのうちのそれぞれ
1つのビットを確実に受け取るようにするには、データ
を受け取る各データ入出力ピンを複数のポンドパッドに
物理的に接続する。8本の入力ピンの各々を回路内の2
つの対応するボンドパッドに接続するためにはボンドワ
イヤが用いられる。しかしながら、このような接続をす
ると入力容量が高くなってしまうという問題がある。8
本の入力ピンの各々が2つの別々のバッファ回路に接続
されるので、入力容量は少なくとも2倍になる。
【0006】多数の内部バスを駆動するバッファ回路を
付加するという解決策もある。この場合、構成に応じて
メタルオプションによりデバイス中にその回路を組み込
み、特定の入力ピンに入力した信号を複数のボンドパッ
ドにつなげるためのバスを形成することになる。
【0007】本発明の目的は、外部容量が大幅に変化せ
ず、またオプション間においてバスドライバに対して物
理的変更を要しない構成可能なI/O装置を提供するこ
とにある。本発明は更にリード・オン・チップ(LO
C)パッケージで容易に実現することができる構成可能
なI/O装置用マスター・スレーブバッファ/ラッチ回
路を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力データを受け取るための第1の入力
端子と出力データを出力するための第1の出力端子を有
する少なくとも1つの第1の回路と、前記第1の出力端
子からの出力データを受け取るよう結合した第2の入力
端子と、入力データを受け取るための第3の入力端子
と、出力データを出力するための第2の出力端子を有す
る少なくとも1つの第2の回路とを備え、前記少なくと
も1つの第2の回路が制御信号を受け取るための第4の
入力端子を備えていることを特徴とする構成可能なI/
O装置用回路を提供する。
【0009】複数の前記第1の回路と複数の戦記第2の
回路を更に有し、前記第1の回路の各々が前記第2の回
路の少なくとも1つに結合されていることが好ましい。
また、前記構成可能なI/O装置がDRAMであり、前
記第1の回路と前記第2の回路が対構成のデータバッフ
ァであり、各対がマスターバッファとスレーブバッファ
とを有することが好ましい。
【0010】前記制御信号が第1の状態と第2の状態を
有し、前記第2の入力端子に入力される前記出力データ
は前記制御信号が第1の状態の時に前記第2の出力端子
において出力データとして出力されるデータであり、前
記第3の入力端子に入力される前記入力データは前記制
御信号が第2の状態の時に前記第2の出力端子に置いて
出力データとして出力されるデータであることが好まし
い。また、データラッチ信号を生成するために前記少な
くとも1つの第1の回路と前記少なくとも1つの第2の
回路に結合された少なくとも1つの制御回路を更に有す
ることが好ましい。
【0011】第1の制御回路と第2の制御回路を有し、
当該第1の制御回路が第1のデータラッチ回路を生成す
るために前記少なくとも1つの第1の回路に結合されて
おり、第2の制御回路が第2のデータラッチ回路を生成
するために前記少なくとも1つの第2の回路に結合され
ていることが好ましく、また、各々の制御回路が書き込
み制御信号を入力すると共にデータラッチ回路を有し、
各データラッチ回路が前記データラッチ信号をモニター
し安定なデータラッチ信号を生成するためにフィードバ
ック回路を有していることが好ましい。
【0012】前記マスターとスレーブバッファが実質的
に同一であるのが好ましく、また、前記各データバッフ
ァ回路が、前記入力データを入力する前記第3の入力端
子とを有する入力バッファ回路と、前記入力バッファか
らの前記入力データをラッチするための前記入力バッフ
ァ回路に結合されたラッチ回路と、前記入力データのラ
ッチ状態を制御するために前記入力バッファ回路と前記
ラッチ回路に結合された制御回路と、前記第2の入力端
子を有しラッチされた入力データを入力するように結合
された出力回路を有することが好ましい。
【0013】本発明は更に、複数のグループに分割され
た複数の実質的に同一のバッファ回路を有し、マスター
バッファ回路とスレーブバッファ回路からなり、各バッ
ファ回路が入力データを受け取るための第1の入力端子
と、外部データを受け取るための第2の入力端子と、出
力信号を出力するための出力端子を有しており、各マス
ターバッファ回路において外部データを受け取るための
前記第2の入力端子が非接続の状態であり、各マスター
回路において制御信号を受け取るための前記第3の入力
端子が所定電圧に維持されており、前記第1の入力端子
において受け取った入力データが各マスターバッファ回
路の出力に印加され、更に各スレーブバッファ回路の前
記第2の入力端子が1つの前記マスターバッファ回路の
出力を受け取るように結合されており、各スレーブバッ
ファ回路の制御信号は、前記出力端子から出力された出
力信号が前記第1の入力端子において受け取った前記入
力データであるか、あるいは前記第2の入力端子に置い
て受け取った前記外部データであるかを判定するために
選定されていることを特徴とする構成可能なDRAM用
回路を提供する。
【0014】更にまた、本発明によれば、入力データを
受け取るための入力端子と出力データを出力するための
出力端子を有する回路を有するI/O装置において、前
記回路をグループに配列し、各々のグループが第1の回
路と少なくとも1つの第2の回路を有するようにし、各
グループにおいて、前記第1の回路のそれぞれの出力を
前記少なくとも1つの第2の回路の他の入力端子に結合
し、前記回路のそれぞれに各回路の出力を判定する制御
信号を供給することを特徴とするI/O装置の構成方法
が提供される。
【0015】上記方法においては、前記I/O装置がD
RAMであり、前記回路がバッファ回路である。また、
各グループがマスターバッファ回路とスレーブバッファ
回路からなる。この場合、前記マスターバッファ回路と
前記スレーブバッファ回路が実質的に同一であることが
好ましい。更に前記第1の回路の入力を前記第1の回路
の出力に結合することが好ましく、前記制御信号が第1
の状態にあるときに前記した少なくとも1つの第2の回
路の他方の入力端子を少なくとも1つの第2の回路の出
力端に結合し、前記制御信号が第2の状態にあるときに
前記した少なくとも1つの第2の回路の入力端子を前記
した少なくとも1つの第2の回路の前記出力端子に結合
するのが好ましい。
【0016】
【作用】DRAMあるいは他の記憶装置のようなI/O
装置を構成するための本発明の方法及び回路によれば、
データバッファが入力信号を受け取り出力信号を生成す
る。マスター・スレーブ構成とした場合、スレーブデー
タバッファは入力データと関連するマスター回路の出力
をそれぞれ別々に受け取る。一つの構成では、各データ
バッファは入力データに基づきデータを出力するが、別
の構成では、各スレーブバッファが関連するマスターバ
ッファの出力を出力する。本発明による回路はLOCパ
ッケージに組み込まれた構成可能なI/O装置に用いる
のが好ましい。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図1は、10メガバイト(MB)の記憶容量
を有するDRAM10のレイアウトの一部を示したもの
である。図中、パッケージは省略してあり、特徴部分の
みを示してある。マスター・スレーブバッファを構成す
るための方法及び本発明の回路は構成可能なI/O装置
と共に用いることができるが、この方法及び回路はLO
Cパッケージに組み込んでおくのが好ましい。同方法及
び回路をLOCパッケージ用に設計された16MBのD
RAMについて説明する。一般に、DRAM10は4分
割されており、4分割された各部分は4MBのサブアレ
イ12a,12b,12c,12dを有している。しか
しながら、チップの分割方法を異ならせるアーキテクチ
ャを採用してもよい。
【0018】各サブアレイの境界は領域14として周辺
回路用に確保されている。通常DRAMに使われている
他の回路の中で、図示した本発明の実施例の周辺回路は
(後述するデータラッチ回路を含む)書き込み制御回路
18、19とマスター・スレーブバッファ/ラッチ回路
22、23を有している。上部のアレイ12a、12b
と下部アレイ12c,12dはチップ上に連続して配列
されたボンドパッド24により分割されている。ボンド
パッド24はチップの主軸(図面を正視した状態で横方
向に延びている)に沿って配列されている。一般に、チ
ップの左側のアレイは領域25により右側のアレイと分
離されている。領域25にはカラムロジック(column lo
gic)を設けてもよい。
【0019】図2には、16MBのDRAM用のリード
フレームパッケージが示されている。パワーバス26
(VCC)が上部の4MBアレイに関連した周辺回路と
ボンドパッド24の間を延びている。また、グランドバ
ス28(VSS)が下部の4MBアレイに関連した周辺
回路とボンドパッド24の間を延びている。ボンドパッ
ド24がチップ中央に沿って位置しており、またパワー
バス26とグランドバス28がボンドパッド24に隣接
して走っているので、どのようなボンドパッドでもパワ
ーバス若しくはグランドバスに容易に接着することがで
きる。図2に示したリードフレームパッケージは42本
のチップリードを有し、そのうちの16本はデータの入
出力用に設計されている。本発明による方法及び回路を
LOCパッケージに適用することの利点は他の図を参照
しながら以下の説明で明らかにしていく。
【0020】(1)回路ブロック図 図3は本発明の実施例による周辺回路14のブロック図
を示したものである。本発明ではDRAMに他の周辺回
路を採用している。説明を簡略化するため、以下の説明
ではバイ−8若しくはバイ−16デバイス(8対のマス
ターバッファとスレーブバッファを有するもの)として
構成可能な16MBのDRAMについて詳細に説明す
る。以下、入力データバッファを用いた場合について説
明するが、本発明の方法及び回路は出力データバッファ
にも適用可能である。同様に、本発明の方法及び回路
は、DRAMが行と列用に別々のアドレスバッファを有
する場合には、アドレスデータを多重化(multiplexing)
するのに使うことができる。本発明のこのような応用例
については、入力データバッファに適用した回路の説明
より明かとなろう。
【0021】図3に示した回路において、データバッフ
ァは対に配列されており、各対はマスターバッファとス
レーブバッファとから構成されているが、他の構成とす
ることもできる。例えば、マスター・スレーブデータバ
ッファを用いた方法及び回路をバイ−16若しくはバイ
−4デバイスのいずれかに構成できるDRAMに使うこ
とができる。即ち、回路を各グループがマスターデータ
バッファと3つのスレーブデータバッファで構成される
複数のグループで構成することができる。同様に、回路
は、バイ−4若しくはバイ−1デバイスあるいは他の組
み合わせで構成することができるDRAMに使うことが
できる。マスター・スレーブ構成はバッファ回路に限定
されるものではなく、入力信号がチップ上の2若しくは
それ以上のボンドパッドを駆動しなければならないよう
な回路に適用することができる。
【0022】本実施例において、周辺回路14は上部の
2つのアレイ12a、12b(下位ビット用)第1の
(下部)書き込み制御回路18と、下部の2つのアレイ
12c、12d(上位ビット用)第2の(上部)書き込
み制御回路19とから構成されている。上部アレイ用の
書き込み制御回路と下部アレイ用の書き込み制御回路と
は同一の構成であることが好ましい。周辺回路は更に各
データ入出力ピン用のデータバッファを有している。1
6ビットを処理可能なDRAM(即ち、バイ−16デバ
イス)は通常16個のデータバッファを有している。
【0023】図3に示されているデータバッファ回路は
マスター・スレーブ構成とされており、バイ16デバイ
スとバイ8デバイスの双方をサポートするために使用さ
れる。この例では、データバッファ回路は8対に構成さ
れており、各対は各マスターデータバッファ22と1つ
のスレーブデータバッファ23とからなっている。マス
ターデータバッファ22は上部アレイに関連して、また
スレーブデータバッファ23は下部アレイに関連して用
いるのが好ましい。各マスターデータバッファの出力は
これに関連するスレーブデータバッファの入力に印加さ
れる。この例では、書き込み制御回路18は8個のマス
ターデータバッファの各々に結合されており、書き込み
制御回路19は8個のスレーブデータバッファ23の各
々に結合されているが、マスターデータバッファとスレ
ーブデータバッファの両方に結合された1つの書き込み
制御回路を用いるようにすることもできる。
【0024】(2)回路ブロック図の動作 16MBのDRAMにおける書き込み制御回路とデータ
バッファ回路の一般的レイアウトを説明したので、次に
この回路の動作を説明する。書き込み制御回路18は、
第1(下位)の桁イネーブル信号LCEBを入力端子3
4に、ライトイネーブル信号WEBを入力端子36に、
行アクセスストローブ信号RASBPを入力端子38
に、そして急速ページモード信号FPMを入力端子40
に入力する。一般に、桁イネーブル信号LCEB,ライ
トイネーブル信号WEB及び行アクセスストローブ信号
RASBPはDRAMの入力ピンに入力し、急速ページ
モード信号FPMはボンドオプション若しくはメタルオ
プションで選択される。第1の書き込み制御回路18
は、第1の(下位)データラッチ信号LDLATを出力
端子42に出力する。この出力端子42はマスター・ス
レーブバッファ/ラッチ回路22に接続されている。第
2の書き込み制御回路19もまたライトイネーブル信号
WEB、行アクセスストローブ信号RASBP及び急速
ページモード信号FPMをそれぞれ入力端子44、46
及び48に入力する。しかしながら、第2の書き込み制
御回路19は桁イネーブル信号LCEB信号を入力する
代わりに第2の(上部)桁イネーブル信号UCEBを入
力端子50に入力する。第2の書き込み制御回路19は
出力端子52に第2のデータラッチ信号UDLATを出
力する。
【0025】マスターデータバッファとスレーブデータ
バッファ(例えば、マスター・スレーブバッファ/ラッ
チ回路22、23)の各対はそれぞれの信号を入力する
が、図3にはマスターデータバッファとスレーブデータ
バッファの1つの対が示されている。マスターデータバ
ッファ22は第1の(下位)データラッチ信号LDLA
Tを入力端子54において入力する。一般に、第1の
(下位)データラッチ信号LDLATは、桁イネーブル
信号LCEB、ライトイネーブル信号WEB及び行アク
セスストローブ信号RASBPが全てローのときにアク
ティブライトサイクルを表している。マスターデータバ
ッファ22は外部データ入力信号EXTDIを入力する
入力端子56と入力データDIを入力する入力端子58
を有している。各マスターバッファは別のDI信号を入
力するのが好ましい。このDI信号はロービットのデー
タである。マスターデータバッファはBY8PAD信号
を入力する入力端子60を有している。図6に示したバ
ッファ回路の論理図の説明から理解できるように、(外
部データ入力信号EXTDIを入力するように結合され
た)マスターデータバッファ22の入力56はハイ(V
CC)に固定されている。一方(BY8PAD信号を入
力するように結合された)入力端子60はロー(VS
S)に固定されている。この構成では、出力端子60の
信号は入力端子58に入力される入力データDIにより
判別される(外部データ入力信号EXTDIは無視され
る)。
【0026】マスターデータバッファ22の出力端子6
4から出力される外部データ出力信号EXTDOUTは
外部データ入力信号EXTDIとしてスレーブデータバ
ッファ23の入力66に印加される。スレーブデータバ
ッファはまた第2の書き込み制御回路19から入力端子
68にデータラッチ信号LDLATを、入力端子70に
入力データDIを入力する。また、スレーブデータバッ
ファは入力端子72にBY8PADを入力する。
【0027】一般に、スレーブデータバッファ23はそ
の出力に2つの信号のうちの一方を出力することができ
る。図6に示したバッファ回路について以下詳細に説明
するように、BY8PADの状態は、出力信号66が
(i)入力端子70における入力データDIであるか、あ
るいは(ii)入力端子66の外部データ入力EXTDIで
あるかを判別する。特に、バイ−16デバイスとして構
成されたときには、16個全てのバッファに対して印加
されたBY8PAD信号はローであり、この状態は16
個の別々の入力ビットが16個の別々のバッファ出力と
は無関係に入力することを意味している。その結果、8
個のマスターデータバッファ22に入力する8個の下位
データ入力ビットはマスターデータバッファのそれぞれ
のGDW出力に転送されることになる。一方、8個のス
レーブデータバッファ回路23に入力される8個の上位
データ入力ビットはスレーブデータバッファ回路のそれ
ぞれのGDW出力に転送される。
【0028】しかしながら、構成可能なI/O装置がバ
イ−8デバイスとして構成されている場合には、8個の
スレーブバッファのそれぞれに入力されるBY8PAD
信号はハイに固定される。その結果、各スレーブバッフ
ァ23は入力端子70における入力データを無視し、入
力端子66に入力したEXTDI信号をGDWとして出
力する。スレーブバッファ回路のEXTDOUT出力は
必要なく、よって非接続となっている。
【0029】ボンドチップパッドとパワーバス及びグラ
ンドバスの位置のため、LOCパッケージに本回路を採
用するのは有益である。特に、(上部アレイに関連し
た)マスターバッファのEXTDOUT出力は(下部ア
レイに関連した)回路の他方の側にあるスレーブバッフ
ァのEXTDI入力に容易に結合することができる。ま
た、デバイスの構成によっては、入力BY8PADを容
易にVCC若しくはVSSに接続することができる。あ
るいは、これらの接続をマスク若しくはメタルオプショ
ンにより行うようにしてもよい。I/O装置を対象的に
配列することが好ましいため、マスターバッファとスレ
ーブバッファ用に同じバッファ回路を用いるのがよい。
【0030】グローバルライトイネーブル(GWE)回
路77及びスタティックコラムディレイ(SCDELA
Y)回路78は書き込み制御回路18、19にブロック
図で示されている。グローバルライトイネーブル回路7
7は伸張した内部ライトイネーブル信号を供給する。ス
タティックコラムディレイ回路78はライトイネーブル
信号とアドレスラッチに対して遅延を与える。これらの
回路によりDRAMがスタティックコラムモードで動作
しているときのタイミングとノイズが向上する。これら
回路は本質的なものではないが、本発明による構成可能
なI/O装置の特性向上に寄与する。
【0031】(3)データラッチ回路 図4には、書き込み制御回路18若しくは19用のデー
タラッチ回路20が示されている。データラッチ信号D
LATを生成する回路構成であればどのようなものであ
ってもよいが、図4に示した回路20は安定化回路79
を採用し安定したデータラッチ信号を生成するようにし
ている。バイ−8デバイスとして構成したときに、書き
込み制御回路19によりデータラッチ信号が生成される
必要はないが、データラッチ回路20は書き込み制御回
路18及び19に対して同じものであり、それぞれデー
タラッチ信号を生成する。
【0032】データラッチ回路20は入力端子34にお
いて桁イネーブル信号CEBを、入力端子36において
ライトイネーブル信号WEBを、入力端子38において
行アクセスストローブ信号RASBPを、そして入力端
子40において急速ページモード信号FPMPADを入
力する。データラッチ回路20はバッファ回路に接続さ
れた出力端子42にデータラッチ信号DLATを出力す
る。データラッチ信号DLATは、入力データをラッチ
するためにアクティブライトとなっている状態を示すた
めの信号である。以下、出力端子42におけるデータラ
ッチ信号DLATの生成及びデータラッチ回路20の安
定化回路79について説明する。
【0033】一般に、ライトイネーブル信号WEB及び
桁イネーブル信号CEBが共にローのときに出力端子4
2からハイレベルのデータラッチ信号DLATが生成さ
れる。桁イネーブル信号CEBは入力端子82において
インバータ80に接続されている。インバータ80の出
力端子84はNANDゲート86の第1の入力端子88
に接続されている。NANDゲート86は第2の入力端
子90を有し、第1の入力端子88の信号と第2の入力
端子90の信号のNAND出力を出力する。NANDゲ
ート86の第2の入力端子90はNANDゲート92の
出力に接続されている。NANDゲート92の一方の入
力端子94にはライトイネーブル信号WEBが、他方の
入力端子96には別の信号が印加される。NANDゲー
ト92の入力端子96に印加される信号は以下説明する
ように安定化回路79から供給される。
【0034】桁イネーブル信号CEBがローのとき、イ
ンバータ80の出力はハイとなる。このハイレベルの信
号はNANDゲート86の入力端子88に印加される。
ライトイネーブル信号WEBがローの場合には、入力端
子96における信号の状態にかかわらずNANDゲート
92の出力もまたハイとなる。このハイレベルの信号は
NANDゲート86の入力端子90に印加される。NA
NDゲート86の両方の入力がハイであるため、出力9
1の信号はローとなる。NANDゲート86のロー出力
はインバータ100により反転され、ハイレベルのデー
タラッチ信号DLATが生成される。
【0035】安定化回路79は、ライトイネーブル信号
WEBが誤って出力されたり若しくは不確定であったり
した場合にデータラッチ回路がハイレベルのデータラッ
チ信号DLATを生成しないようにするためにデータラ
ッチ回路20中に設けられている。周知のように、DR
AMが急速ページモードデバイスとして構成されている
場合のみ安定化回路79がイネーブルとされる。ワイヤ
ボンドオプションまたはメタルオプションにより、ある
いは回路に対して急速ページモードを選択する信号を入
力することにより、本発明の回路を急速ページモードデ
バイスとして構成することができる。スタティックコラ
ムモードとして動作しているときには、安定化回路79
を非活性化しておきデータラッチ信号DLATの生成に
影響を与えないようにしておくのが好ましい。従って、
以下説明する安定化回路79は急速ページモードデバイ
スとしてのDRAMにのみ適用される。
【0036】安定化回路79はNANDゲート106を
有し、その入力端子108にデータラッチ信号DLAT
が印加される。また、NANDゲート106の入力端子
110には急速ページモード信号FPMPADが印加さ
れている。この信号によりDRAMが急速ページモード
のときだけ安定化回路79が駆動される。NANDゲー
ト106の入力端子112にはインバータ116を介し
てラッチ回路148にラッチされている信号が印加され
る。行アクセスストローブ信号RASBPがハイのと
き、トランジスタ114がオンとなり、ラッチ回路とイ
ンバータ116入力端子118との接続点154をロー
に引っ張る。その結果、行アクセスストローブ信号RA
SBPが以前にハイとなっており、急速ページモード信
号FPMPADがハイであれば、ハイレベルのデータラ
ッチ信号DLATによりNANDゲート106の出力が
ローとされ、コンデンサ122を放電することになる。
コンデンサ122に接続されている接続点124が放電
するために、インバータ126は出力端子128からハ
イレベルの信号を出力する。
【0037】出力端子128からの信号は遅延されたD
LAT信号であり、DLAT信号の状態を異なる時間に
比較してライトイネーブル信号WEBの真偽を判定す
る。遅延されたDLAT信号はNANDゲート130の
入力端子132に印加され、DLAT信号は直接入力端
子134に入力される。もしNANDゲート130の2
つの入力が共にハイであれば、NANDゲートの出力1
36はローとなる。即ち、もしライトイネーブル信号W
EBが有効であり所定時間の間DLATがハイの状態を
維持すれば、NANDゲート92も接続された安定化回
路79の出力は、桁イネーブル信号CEB若しくは行ア
クセスストローブ信号RASBPの信号の状態が変わる
までDLAT信号をハイレベルに維持する。
【0038】NANDゲート130の出力端子136は
インバータ140の入力端子142に接続されている。
インバータ140の出力端子144はトランジスタ14
6の制御電極に接続されている。NANDゲート130
の出力がローのとき、インバータ140の出力はハイで
あり、トランジスタ146をオンとする。これによりラ
ッチ回路148が切り替わり、NANDゲート92の入
力端子96に接続されたノード156をローとする。従
って、NANDゲート92の出力は入力端子94におけ
るライトイネーブル信号WEBの状態にかかわらずハイ
となる。よって、インバータ80の入力端の桁イネーブ
ル信号CEB若しくはトランジスタ114の制御電極の
行アクセスストローブ信号RASBPがハイになるまで
DLATはハイレベルを維持する。
【0039】DLAT回路20の実施例では、同回路を
桁イネーブル信号CEB若しくは行アクセスストローブ
信号RASBPがハイになったときに回路をリセット
し、ラッチ回路148をリセットするような構成になっ
ている。もし桁イネーブル信号CEBがハイになると、
インバータ80の出力端子84のローレベルの信号はN
ANDゲート86の入力端子88に入力する。従って、
NANDゲート86の出力はハイとなりDLATはロー
となる。また、インバータ80の出力がインバータ15
8の入力端子160に入力する。インバータ158の出
力端子162はトランジスタ164の制御電極に接続さ
れている。出力端子162からの信号の論理状態は入力
CEBと同じである。CEBがハイのとき、出力162
はハイとなる。これによりトランジスタ164がオンと
なり、ラッチ回路148の接続点154の電圧をローに
引いてラッチ回路(及びNANDゲート92の入力端子
96)をリセットしてDLATの次の比較に備える。同
様に、もしRASBPPがハイならば、トランジスタ1
14はオンとなり、接続点154の電圧をローに引いて
ラッチ回路をリセットする。従って、本実施例によるデ
ータラッチ回路20は、有効なライトイネーブル信号を
受けたときのみ安定なDLAT信号を生成するようにし
ている。
【0040】図5は、図4に示した論理回路を具体化し
たものである。図5に示した以外の構成とすることも可
能であり、図5に示した構成は一例を示したものに過ぎ
ない。図4の論理図に示されているゲートを表すトラン
ジスタの配列は周知であり、ここでは詳細な説明を省略
する。
【0041】(4)バッファ回路 図6にはバッファ回路の論理図を示してあり、ここには
マスターデータバッファ22及びスレーブデータバッフ
ァ23で用いられているのと同じ回路が用いられてい
る。以下詳細に説明するように、入出力信号が両者間で
異なっている。更に、マスターとスレーブの対からなる
ように回路を構成してもよいが、バイ−16デバイスと
して構成した場合にはスレーブバッファがマスターバッ
ファとして機能するようにしてもよい。従って、マスタ
ーバッファの説明は、マスターバッファとしての機能を
有するスレーブバッファにも当てはまる。
【0042】マスターデータバッファ22は、データバ
ッファ166、ゲート168、ラッチ170、タイミン
グ回路172及び出力回路174により構成される。マ
スターデータバッファは信号DI、DLAT,EXTD
I及びBY8PADを入力し、信号EXTDOUT及び
GDWを出力する。一般に、マスターデータバッファは
DIをGDWとして出力する。しかしながら、バイ−8
デバイスとして構成したときは、スレーブデータバッフ
ァはDIを無視し、関連するマスターデータバッファか
ら受け取ったEXTDIを出力する。BY8PAD信号
は回路のフロントエンド(即ち、データバッファ16
6、ゲート168、ラッチ170及び遅延回路172)
を非結合とする。BY8PADはまた出力回路174に
入力され、これにより出力回路174はスレーブデータ
バッファがマスター回路から(EXTDIとして)EX
TOUTを受け取るようにすると共に、GDWとしてE
XTDIを出力する。
【0043】マスターバッファ及びスレーブバッファの
両方としてのバッファ回路の一般的動作を説明したの
で、次にマスターバッファとしてのバッファの説明をす
る。以下の出力回路174の動作説明から明らかなよう
に、マスターバッファに入力したローレベルのBY8P
AD信号により、出力回路174はラッチされていたD
I信号を確実に出力GDWとしての転送すると共に、E
XTDIを無視する。一般に、タイミング回路172は
データバッファ166をオンオフ制御し、ゲート168
を制御して適切なDI信号がラッチ170によりラッチ
されるようにする。DIを適切にラッチするため、タイ
ミング回路172は次のシーケンスが確実に実行される
ように機能する。即ち、(i)データバッファ166をオ
ンし、(ii)ゲート168を開放してラッチ170がDI
をラッチするようにし、(iii)ゲート168を閉じ、(i
v)データバッファ166をオフとするシーケンスであ
る。
【0044】I/O装置がアクセスされるときには、ハ
イレベルのDLAT信号がタイミング回路172を構成
するNANDゲート178の入力端子180に入力され
る。初期状態においては、第2の入力端子182はハイ
となっている。従って、NANDゲートの出力184は
データバッファ194を構成するPチャンネルトランジ
スタ186とNチャンネルトランジスタ190のゲート
に印加される。よって、NANDゲートのローレベルの
出力によりトランジスタ186がオンとなってインバー
タ188を活性化すると共にトランジスタ190をオフ
とする。
【0045】インバータ188の出力はインバータ19
4の入力端子192に接続されており、出力端子196
に第1の出力信号を出力する。インバータ188の出力
(即ち、反転されたDI信号)はまたトランジスタ19
8のゲートに印加されており、DIは直接トランジスタ
200のゲートに印加される。トランジスタ198と2
00が接続されバッファ166の第2の出力信号を接続
点202に供給する。即ち、トランジスタ198若しく
はトランジスタ200のいずれからオンとなり接続点2
02にこう電圧若しくは低電圧を供給する。
【0046】NANDゲート178の出力がハイレベル
のとき、トランジスタ190と204はオンとなる。従
って、接続点196と202の出力はDI信号にかかわ
らずそれぞれハイとローに引かれる。しかし、NAND
ゲート178の出力がローレベルのとき(即ち、入力バ
ッファ166がオンのとき)、トランジスタ190と2
04はオフであり、接続点196と202への出力はそ
れぞれDIと反転したDI信号に追随することになる。
【0047】バッファ166の出力信号が接続点196
と202に発生した後、タイミング回路172はゲート
168を開放しラッチ170を切り替える。DLAT信
号はタイミング回路172を構成するNANDゲート2
06の入力端子208に入力する。遅延したDLAT信
号は、遅延回路212を経由してNANDゲート206
の第2の端子210に入力する。遅延回路212はイン
バータ214、216、218及びコンデンサ220に
より構成される。コンデンサ220はインバータ216
と218の接続点222に接続されている。初期状態に
おいて、NANDゲートの入力210はハイとなってい
る。よって、入力端子208のDLAT信号がハイとな
ると、NANDゲート206の出力224はローとな
る。NANDゲート206の出力224はPチャンネル
トランジスタ226と228に接続されている。NAN
Dゲート206の出力224がローであるため、これら
のトランジスタはオンとなる。出力224はまたインバ
ータ230にも接続されている。インバータ230の出
力232はNチャンネルトランジスタ234と236に
接続されている。NANDゲート206の出力がローの
とき、インバータの出力232はハイとなり、よってト
ランジスタ234と236をオンしてゲート168を開
く。
【0048】短い遅延の後、反転したDLAT信号(遅
延回路212により反転されたもの)はNANDゲート
206の第2の入力端子210に入力される。反転した
DLAT信号はローレベルであり、端子224にハイレ
ベルの信号を出力してゲート168をオフとする。タイ
ミング回路172のよるこのタイミングにより適切なD
I信号を確実にラッチ170にラッチすることができ
る。
【0049】反転したDLAT信号はまたNANDゲー
ト242の入力端子244にも入力される。NANDゲ
ート242の第2の入力端子246はハイであるため
(マスターデータバッファに対してはローレベルのBY
8PAD信号が印加されているものと仮定する)、NA
NDゲート242はインバータとして機能し入力端子2
44上の信号を反転する。NANDゲート242の出力
信号はインバータ250、252及び254に入力す
る。従って、DLATがハイのとき(よって、反転した
DLATはローとなる)、NANDゲート178の出力
はハイとなる。この信号によりインバータ188をオフ
とし、トランジスタ190と204をオンとしてデータ
バッファ166をオフとする。
【0050】ラッチ170に適切にラッチされたDI信
号について説明したので、以下回路174の動作を説明
する。ラッチ170の出力239はインバータ256に
印加される。インバータ256の出力はからは(関連す
るスレーブバッファにEXTDIとして印加される)E
XTDOUTが出力される。インバータ256の出力は
出力回路174を構成するNANDゲート280の第1
の入力端子262に入力される。NANDゲート280
の第2の入力端子264はORゲート266の出力に接
続されている。ORゲート266の第1の入力端子26
8はインバータ176の出力に接続されている。インバ
ータ176の出力からは反転したBY8PAD信号が供
給される。マスター回路に印加されるBY8PADはロ
ーであるので、インバータ176の出力はハイとなる。
従って、ORゲート266の出力(及びNANDゲート
260の入力)はEXTDI信号の状態にかかわらずハ
イとなる。よって、入力端子264にハイレベルの信号
が印加されているので、NANDゲート280はインバ
ータとして機能し、入力端子262の信号を反転する。
NANDゲート280の出力はインバータ272に印加
され、インバータ272はGDWを出力する。
【0051】トランジスタ258はラッチ170の出力
に接続点239で接続されている。トランジスタ258
のゲートはBY8PAD信号を入力する。マスター回路
のBY8PADはローであるので、トランジスタ258
はオフであり接続点239へは影響を及ぼさない。トラ
ンジスタ258の機能についてはスレーブとして機能す
る図6に示したバッファ回路に関連して以下説明する。
【0052】要約すると、図6に示したデータバッファ
回路をマスター回路として用いた場合には(若しくは、
バイ−16デバイスにおいてはマスター回路として動作
するスレーブ回路として用いた場合には)、BY8PA
Dがローであり、データ出力回路174は関連するマス
ター回路からのEXTDIを無視する。加えて、タイミ
ング回路172はバッファ回路166とゲート168を
制御し、DIが適切にラッチ170によいラッチされる
ようにする。このラッチされたDI信号は出力回路17
4に印加され、出力回路174からはGDWが出力され
る。
【0053】次に、スレーブバッファとして機能する図
6に示したデータバッファの動作について説明する。デ
ータバッファがスレーブ回路として機能するときには
(即ち、バイ−8構成のデバイスにおいては)、データ
バッファはDI信号を無視しマスターバッファからのE
XTDIをGDWとして出力する。従って、バッファ1
66、ゲートp168、ラッチ170及びタイミング回
路172の全ては無視することができる。これはBY8
PADをハイに固定することにより達成できる。BY8
PADがハイのとき、インバータ176の出力はローで
ある。この出力がNANDゲート242の入力246に
印加され、その結果NANDゲート242の出力はNA
NDゲート242の入力にかかわらずハイとなる。NA
NDゲート242のハイ出力はインバータ250、25
2及び254を介してNANDゲート178の入力端子
182に入力する。NANDゲート178の出力はDL
ATの状態にかかわらず常にハイであり、よってトラン
ジスタ186を介してインバータ188をオフとする。
かくして、DIは無視される。
【0054】ハイレベルのBY8PAD信号はまたトラ
ンジスタ258の制御電極に印加されトランジスタ25
8をオンすると共に接続点239をローにする。その結
果、インバータ256への入力は、DI信号にかかわら
ずあるいはラッチ170の状態にかかわらずローとな
る。インバータ256のハイレベルの出力はNANDゲ
ート280の第1の入力端子262に印加される。NA
NDゲート280の一方の入力がハイであるから、NA
NDゲート260は他の入力(即ち入力264)に対し
てインバータとして機能することになる。入力端子26
4はORゲート268に接続されており、関連するマス
ター回路からEXTDI信号を受け取る。ORゲート2
66の第1の端子268に印加されるインバータ176
の出力はローであるので、ORゲート266はEXTD
I信号に対してバッファとして機能する。ORゲート2
66の出力は(インバータとして機能する)NANDゲ
ート260とインバータ272により伝送される。よっ
て、出力GDWがEXTDIに続くことになる。
【0055】図6に示したデータバッファの説明から明
らかなように、BY8PAD信号により、回路をマスタ
ーバッファあるいはスレーブバッファとして容易に使用
することができる。BY8PADの状態はワイヤボンド
オプション若しくはメタル(マスク)オプションにより
固定することができる。あるいは、BY8PADの状態
はレジスタからのダイナミック入力とすることができ
る。
【0056】図7は図6に示した論理回路図の具体的回
路構成を示したものである。ゲートを構成するトランジ
スタの接続は周知であるので説明を省略する。図7に示
した回路の動作は図6に示した論理回路図の動作と同一
であるので、その説明も省略する。図7に示した回路は
図6に示した論理回路をの具体例であるが、別の回路で
図6の論理回路を実現することもでき、図7は一例を示
したに過ぎない。
【0057】以上、本発明を実施例に沿って説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の範囲を逸脱しない範囲での変更若しくは改変が可
能である。例えば、本発明による方法及び回路を出力バ
ッファに用いてもよい。この場合、出力バッファは入力
データを受け取るのではなくメモリからの出力データを
受け取ることになる。もし(バイ−8デバイス若しくは
バイ−16デバイスとして構成可能なデバイスを)バイ
−8デバイスとした場合には、8つの出力ビットが生成
されるが、16個のデータ入出力ピンに8個の出力ビッ
トを発生する必要がある。8個の出力ビットを多数のデ
ータ入出力ピンに印加する代わりに、あるいは付加的な
バス回路を加える代わりにバッファ出力回路のマスター
・スレーブ構成を用いてもよい。
【0058】他の変形例として、データのバッファ以外
の目的でマスター・スレーブ構成を構成可能なデバイス
に用いることができる。例えば、DRAMが行と桁用の
別々のバッファを有している場合には、マスター・スレ
ーブ構成をアドレスデータの多重化を行うために用いる
ことができる。この場合、バッファは入力データを受け
取るのではなくアドレス情報を受け取ることになる。
【0059】
【発明の効果】以上説明したように、バッファ回路を構
成可能なデバイスに用い、バッファのうちいくつかをデ
バイスの構成に応じてマスターバッファあるいはスレー
ブバッファとして使用することができる。即ち、バイ−
16モードにおいては、スレーブバッファとして指定さ
れているバッファはマスターバッファとして機能する。
また、装置を対称な構成とし、また同一のバッファを組
み込むことにより製造上の利点が得られる。また、本発
明のスレーブバッファは、入力データを受け取る入力バ
ッファ回路を非活性化することにより電力消費が減少す
るという利点もある。更に、上部書き込み制御回路を非
活性化し,DLAT信号を発生しないようにすることが
できる。その結果、ゲートとラッチが変化するDLAT
とトグルすることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマスター・スレーブバッファ/ラ
ッチ回路を組み込んだDRAMの簡略化したレイアウト
を示した図である。
【図2】図1に示したDRAMを組み込んだLOCパッ
ケージの平面図である。
【図3】本発明の実施例によるデータラッチ回路とマス
ター・スレーブバッファ/ラッチ回路を組み込んだDR
AM周辺回路のブロック図である。
【図4】図3に示したデータラッチ回路のブロック図で
ある。
【図5】図4に示したデータラッチ回路の詳細図であ
る。
【図6】図3に示したマスター・スレーブバッファ/ラ
ッチ回路のブロック図である。
【図7】図6に示したマスター・スレーブバッファ/ラ
ッチ回路の詳細図である。
【符合の説明】
10 DRAM 12a,12b,12c,12d サブアレイ 18、19 書き込み制御回路 20 データラッチ回路 22、23 マスター・スレーブバッファ/ラッチ回路 24 ボンドパッド 77 グローバルライトイネーブル(GWE)回路 78 スタティックコラムディレイ回路 79 安定化回路 80 インバータ 86、92、106 NANDゲート 100 インバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オスカー フレデリック ジョーンズ、ジ ュニア アメリカ合衆国、コロラド州 80919、コ ロラド スプリングス、サン タイド プ レイス 7235番地

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力データを受け取るための第1の入力
    端子と出力データを出力するための第1の出力端子を有
    する少なくとも1つの第1の回路と、 前記第1の出力端子からの出力データを受け取るよう結
    合した第2の入力端子と、入力データを受け取るための
    第3の入力端子と、出力データを出力するための第2の
    出力端子を有する少なくとも1つの第2の回路とを備
    え、前記少なくとも1つの第2の回路が制御信号を受け
    取るための第4の入力端子を備えていることを特徴とす
    る構成可能なI/O装置用回路。
  2. 【請求項2】 複数の前記第1の回路と複数の戦記第2
    の回路を更に有し、前記第1の回路の各々が前記第2の
    回路の少なくとも1つに結合されていることを特徴とす
    る請求項1記載のI/O装置用回路。
  3. 【請求項3】 前記構成可能なI/O装置がDRAMで
    あり、前記第1の回路と前記第2の回路が対構成のデー
    タバッファであり、各対がマスターバッファとスレーブ
    バッファとを有することを特徴とする請求項2記載のI
    /O装置用回路。
  4. 【請求項4】 前記制御信号が第1の状態と第2の状態
    を有し、前記第2の入力端子に入力される前記出力デー
    タは前記制御信号が第1の状態の時に前記第2の出力端
    子において出力データとして出力されるデータであり、
    前記第3の入力端子に入力される前記入力データは前記
    制御信号が第2の状態の時に前記第2の出力端子に置い
    て出力データとして出力されるデータであることを特徴
    とする請求項3記載のI/O装置用回路。
  5. 【請求項5】 データラッチ信号を生成するために前記
    少なくとも1つの第1の回路と前記少なくとも1つの第
    2の回路に結合された少なくとも1つの制御回路を更に
    有することを特徴とする請求項1記載のI/O装置用回
    路。
  6. 【請求項6】 第1の制御回路と第2の制御回路を有
    し、当該第1の制御回路が第1のデータラッチ回路を生
    成するために前記少なくとも1つの第1の回路に結合さ
    れており、第2の制御回路が第2のデータラッチ回路を
    生成するために前記少なくとも1つの第2の回路に結合
    されていることを特徴とする請求項5記載のI/O装置
    用回路。
  7. 【請求項7】 各々の制御回路が書き込み制御信号を入
    力すると共にデータラッチ回路を有し、各データラッチ
    回路が前記データラッチ信号をモニターし安定なデータ
    ラッチ信号を生成するためにフィードバック回路を有し
    ていることを特徴とする請求項6記載のI/O装置用回
    路。
  8. 【請求項8】 前記マスターとスレーブバッファが実質
    的に同一であることを特徴とする請求項3記載のI/O
    装置用回路。
  9. 【請求項9】 前記各データバッファ回路が、前記入力
    データを入力する前記第3の入力端子とを有する入力バ
    ッファ回路と、前記入力バッファからの前記入力データ
    をラッチするための前記入力バッファ回路に結合された
    ラッチ回路と、前記入力データのラッチ状態を制御する
    ために前記入力バッファ回路と前記ラッチ回路に結合さ
    れた制御回路と、前記第2の入力端子を有しラッチされ
    た入力データを入力するように結合された出力回路を有
    することを特徴とする請求項8記載のI/O装置用回
    路。
  10. 【請求項10】 複数のグループに分割された複数の実
    質的に同一のバッファ回路を有し、マスターバッファ回
    路とスレーブバッファ回路からなり、各バッファ回路が
    入力データを受け取るための第1の入力端子と、外部デ
    ータを受け取るための第2の入力端子と、出力信号を出
    力するための出力端子を有しており、各マスターバッフ
    ァ回路において外部データを受け取るための前記第2の
    入力端子が非接続の状態であり、各マスター回路におい
    て制御信号を受け取るための前記第3の入力端子が所定
    電圧に維持されており、前記第1の入力端子において受
    け取った入力データが各マスターバッファ回路の出力に
    印加され、更に各スレーブバッファ回路の前記第2の入
    力端子が1つの前記マスターバッファ回路の出力を受け
    取るように結合されており、各スレーブバッファ回路の
    制御信号は、前記出力端子から出力された出力信号が前
    記第1の入力端子において受け取った前記入力データで
    あるか、あるいは前記第2の入力端子に置いて受け取っ
    た前記外部データであるかを判定するために選定されて
    いることを特徴とする構成可能なDRAM用回路。
  11. 【請求項11】 入力データを受け取るための入力端子
    と出力データを出力するための出力端子を有する回路を
    有するI/O装置において、 前記回路をグループに配列し、各々のグループが第1の
    回路と少なくとも1つの第2の回路を有するようにし、 各グループにおいて、前記第1の回路のそれぞれの出力
    を前記少なくとも1つの第2の回路の他の入力端子に結
    合し、 前記回路のそれぞれに各回路の出力を判定する制御信号
    を供給することを特徴とするI/O装置の構成方法。
  12. 【請求項12】 前記I/O装置がDRAMであり、前
    記回路がバッファ回路であることを特徴とする請求項1
    1記載の構成方法。
  13. 【請求項13】 各グループがマスターバッファ回路と
    スレーブバッファ回路からなることを特徴とする請求項
    11記載の構成方法。
  14. 【請求項14】 前記マスターバッファ回路と前記スレ
    ーブバッファ回路が実質的に同一であることを特徴とす
    る請求項13記載の構成方法。
  15. 【請求項15】 更に前記第1の回路の入力を前記第1
    の回路の出力に結合することを特徴とする請求項11記
    載の構成方法。
  16. 【請求項16】 前記制御信号が第1の状態にあるとき
    に前記した少なくとも1つの第2の回路の他方の入力端
    子を少なくとも1つの第2の回路の出力端に結合し、前
    記制御信号が第2の状態にあるときに前記した少なくと
    も1つの第2の回路の入力端子を前記した少なくとも1
    つの第2の回路の前記出力端子に結合したことを特徴と
    する請求項15に記載の構成方法。
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