JPH0745066A - Dramのバックアップ装置 - Google Patents

Dramのバックアップ装置

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JPH0745066A
JPH0745066A JP5185997A JP18599793A JPH0745066A JP H0745066 A JPH0745066 A JP H0745066A JP 5185997 A JP5185997 A JP 5185997A JP 18599793 A JP18599793 A JP 18599793A JP H0745066 A JPH0745066 A JP H0745066A
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JP
Japan
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dram
refresh
power supply
signal
self
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JP5185997A
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Masao Takahashi
聖夫 高橋
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 DRAMのバックアップ装置に関し、メイン
電源オフ時に確実データバックアップができるようにし
たDRAMのバックアップ装置を提供することを目的と
する。 【構成】 メイン電源のオフ時に、セルフリフレッシュ
機能付きDRAM2にCASビフォアRASリフレッシ
ュ制御を行わさせる信号を出力する信号発生回路5の動
作モードをセルフリフレッシュのモードに切換えるモー
ド切り換え手段が、メイン電源のオフ時の後に次回以後
のCASビフォアRASリフレッシュ制御が開始される
はずであったタイミングに同期して信号発生装置5の動
作モードをセルフリフレッシュのモードに移行させるよ
うに構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、装置電源の停電の際
に、セルフリフレッシュ機能付ダイナミックRAMの記
憶データを確実に保持することが必要とされる各種装
置、例えば、ファクシミリにおける画像データを符号化
して格納するコードメモリに用いられるダイナミックR
AMのバックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばファクシミリにおいて、原稿画像
を蓄積する場合には大容量のメモリが必要であり、この
ため、画像データをコード化して、メモリの容量に対し
て多量のデータを蓄積するコードメモリが設けられる。
又、このコードメモリに蓄積されたデータは電源が断た
れても蓄積されたデータを保持し続ける必要がある。
【0003】このようなコードメモリとしては、スタテ
ィックRAMが用いられることもあるが、タイナミック
RAM(以下、DRAMという。)を用いることが多
い。このDRAMは記憶セルにチャージされた電荷が時
間経過とともに次第にディスチャージされ、そのままで
は記憶セルに蓄積されたデータが消滅するという問題が
あり、記憶を書き込んだ後に、DRAMのデータをリフ
レッシュする機能を与える必要がある。
【0004】このため、DRAMの動作を制御するDR
AMコントローラからDRAMにリフレッシュ動作を制
御する信号を与え、DRAMが自動的にリフレッシュ動
作をするように構成されたセルフリフレッシュ機能を備
えるDRAMが多用されているが、電源をオン・オフし
た時の過渡時や電源停電時にDRAMのデータをそのま
ま保持させておくためには、そのDRAM自体とDRA
Mのリフレッシュ制御を行なう回路、即ち、DRAMコ
ントローラとに所定の電圧を印加し続ける必要がある。
【0005】一般に、リフレッシュ制御を行なうDRA
Mコントローラは各種のCMOSロジック素子からなる
複雑なシーケンス回路を備えているので、オン・オフ動
作時に回路内に大きな電流が流れる。又、一定時間内に
おける各素子のオン・オフの回数は供給されるクロック
信号の周波数に比例して大きくなるので、数十MHzオ
ーダーの高速クロックが使用されるDRAMコントロー
ラは多量の電流を消費することになる。
【0006】このような大電流を消費するDRAMコン
トローラをバックアップするためには、多量のバッテリ
を備えるか、さもなくば、バックアップ時間が非常に短
くなるという問題がある。
【0007】そこで、このDRAMのリフレッシュ制御
を行う回路の消費電流を小さくするために、例えば図1
0に示すようなDRAMのバックアップ装置が提案され
ている(特開平3−194793号公報参照)。図10
において101はROM、102はRAM、103はM
PU、104はDRAMコントローラ、105は切換制
御回路、106はDRAM、107は信号発生回路、1
08は発振回路、109は遅延回路である。
【0008】この従来のDRAMのバックアップ装置
は、DRAM106をリフレッシュさせるリフレッシュ
信号を発生させる信号発生回路107と、装置電源が正
常な場合にそのDRAM106を専用のDRAMコント
ローラ104とにより制御する一方、装置電源が停電し
た場合には信号発生回路107によりリフレッシュ制御
する制御切換回路105とを備え、停電時にその制御切
換回路105とDRAM106との電源をバッテリBで
バックアップすることを特徴としている。
【0009】上記信号発生回路107は、図10に示す
ように、発振回路108と、遅延回路109とを備え、
図11に示すように、発振回路108の出力パルスを所
定時間遅らせる遅延回路109の出力の立ち上がりに同
期してオンされ、発振回路108の出力パルスの立ち下
がりに同期してオフされる信号CAS1と、遅延回路1
09の出力の立ち下がりに同期してオフされ、発振回路
108の出力の立ち上がりに同期してオンされる信号R
AS1とを制御切換回路105に出力するように構成さ
れている。
【0010】このDRAMのバックアップ装置では、電
源オン時のDRAM106のリフレッシュ動作はDRA
Mコントローラ104が出力するRAS0及びCAS0
に基づいて制御切換回路105が出力するRAS及びC
ASに従ってDRAM106のリフレッシュ動作が実行
される。
【0011】又、電源オフ時には、DRAMコントロー
ラに比べて遥かに素子数が少ない信号発生回路107が
出力するRAS1及びCAS1に基づいて制御切換回路
105がRAS及びCASを出力し、これらRAS及び
CASに従ってDRAM106のリフレッシュ動作が実
行されるので、停電時にDRAMコントローラ104を
休止させることにより消費電力が小さくなる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来例
においては、図12に点線枠で囲んで示すように、まさ
にCASビフォアRASリフレッシュ中にRSOUT信
号が出力された場合、上記RAS信号がRAS信号に要
求される最小パルス幅の規格を満足できない可能性や、
上記CAS信号が“LOW”のときにRAS信号“LO
W”状態が2度存在する可能性があり、RAS及びCA
Sに要求される規格が満たされず、アドレスのデータが
破壊される恐れがある。
【0013】上記のリフレッシュ動作も通常のリード動
作もDRAM106内では書き込み動作でなるので、通
常のリード/ライト動作の場合にも、例えば図13に点
線枠で囲んで示すように、RAS信号、CAS信号がそ
れぞれの信号に要求される最小パルス幅の規格やタイミ
ング条件の規格を満足できない可能性があり、そのアド
レスのデータを破壊してしまう可能性がある。
【0014】なお、セルフリフレッシュ機能を有するD
RAMを用いてDRAMのデータをバックアップする技
術が特開平4−111295号公報に開示されている
が、この場合にも同様の問題が生じると考えられる。
【0015】この発明は、上記の事情を鑑みてなされた
ものであり、電源バックアップ時の消費電力を低減で
き、しかも、DRAMの記憶データを確実に保護できる
ようにしたDRAMのバックアップ装置を提供すること
を目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明は、セルフリフ
レッシュ機能付きDRAMにCASビフォアRASリフ
レッシュ制御を行わさせる信号を出力する信号発生回路
と、メイン電源のオフを検出する電源電圧監視回路と、
メイン電源のオフ時に上記DRAM及び信号発生回路に
電流を供給するバックアップ電源と、メイン電源がオフ
した後に上記信号発生装置の動作モードをセルフリフレ
ッシュのモードに移行させるモード切換手段とを備える
DRAMのバックアップ装置において、上記の目的を達
成するため、次のような手段を講じている。即ち、上記
モード切換手段が、メイン電源のオフ時の後に次回以後
のCASビフォアRASリフレッシュ制御が開始される
はずであったタイミングに同期して信号発生装置の動作
モードをセルフリフレッシュのモードに移行させるよう
に構成される。
【0017】
【作用】この発明においては、メイン電源にオフ時に信
号発生装置のモードをセルフリフレッシュのモードに移
行させないので、既にCASビフォアRASリフレッシ
ュサイクルを開始している時にメイン電源がオフになっ
ても、そのCASビフォアRASリフレッシュサイクル
が終了し、次回のCASビフォアRASリフレッシュサ
イクルが開始されるまでセルフリフレッシュのモードに
ならない。したがって、平常時のRAS信号の出力がモ
ードの切換によって中断されてパルス幅が不足したり、
CAS信号が“LOW”になっている間に正常時のRA
S信号とセルフリフレッシュモード用のRAS信号とが
重複することを防止できる。
【0018】
【実施例】この発明の一実施例に係るDRAMのバック
アップ装置を図面に基づいて具体的に説明すれば以下の
通りである。
【0019】図1はこの発明の一実施例に係るマイクロ
コンピューシステムのブロック構成図であり、1はCP
U、2はリフレッシュ機能付きDRAM、3はDRAM
コントローラ、4は発振回路、5は信号発生回路、6は
ROM、7はRAM、8はデータバス、9はアドレスバ
ス、10は電源電圧監視回路、11は電源切換回路であ
る。
【0020】このシステムの電源としては、メイン電源
Vccと、メイン電源Vccの電圧が所定値、例えば4.5
V以下に降下した時のバックアップ用の2次電池(3.
6V)とがあり、図2に示すように、電源切換回路11
に設けたメインコンバータ12から所定の電圧VBUをD
RAM2及び信号発生回路5に出力する。
【0021】即ち、メイン電源がオンの時にはメイン電
源の電圧VccがDC−DCコンバータ12によってほぼ
同じ電圧のVBUとして、又、メイン電源がオフの時に2
次電池の出力がDC−DCコンバータ12によって5V
に昇圧されてVBUとして、DRAM2及び信号発生回路
5に供給される。なお、メイン電源がオンの時には2次
電池は充電される。
【0022】CPU1は、ROM6に格納された制御プ
ログラムや固定データに基づいてシステム全体を制御
し、RAM7はCPU1が制御プログラムを実行する時
のワークメモリとして機能する。
【0023】DRAM2は各種データを格納するための
ものであり、図1に示すように、256k×16bit
の4つのDRAMチップ2−a、2−b、2−c、2−
2dからなり、2Mバイト分のメモリ容量を有する。
【0024】DRAMチップ2−aはRAS0とCAS
0とが図3に示すような所定のタイミングを満足する時
に選択され、DRAMチップ2−bはRAS0とCAS
1とが図3に示すような所定のタイミングを満足する時
に選択され、DRAMチップ2−cはRAS1とCAS
0とが図3に示すような所定のタイミングを満足する時
に選択され、DRAMチップ2−dはRAS1とCAS
1とが図3に示すような所定のタイミングを満足する時
に選択される。
【0025】DRAMコントローラ3は、DRAM2に
対してデータの読み書き及びリフレ─ッシュ制御を行な
うものであり、各DRAMチップ2−a、2−b、2−
c、2dのリフレッシシュ動作の制御に用いるMRAS
0、MRAS1、MCAS0、MCAS1の各信号及び
メモリアドレス(MA0〜MA9)を発生し、信号発生
回路5に出力する。
【0026】発振回路4はDRAMコントローラ3と信
号発生回路5にそれぞれの動作タイミングを制御するク
ロックとして32MHzを供給し、CPU1には16M
Hzを供給する。
【0027】信号発生回路5は、図4に示すように、メ
イン電源がオンの時にDRAMコントローラ3から入力
されてくるMRAS0、MRAS1、MCAS0、MC
AS1信号を入力し、DRAM2にRAS0、RAS
1、CAS0、CAS1信号として出力するアンドゲー
トアレイ(負論理オアゲートアレイでもよい。)13を
備える。又、電源電圧監視回路10がメイン電源のオフ
を検出した時には、後述するように、電源オフ検出後の
2度目のCASビフォアRASリフレッシュのタイミン
グでセルフリフレッシュのタイミングに移行する。
【0028】電源電圧監視装置10は、メイン電源の電
圧Vccを監視する回路であり、例えば図5の回路図に示
すように、VccがオフになるとリセットIC17から*
NMI(マスク不可能な割り込み)信号を出力し、CP
U1と信号発生回路5とに出力し、CPU1は、この*
NMIを入力するとシャットダウン処理を行なう。*R
ESを入力すると初期化処理を実行する。
【0029】電源電圧監視装置10には、更に例えば図
7に示すように、*NMIを出力してからCPU1がシ
ヤットダウン処理を上手く終えるのに十分な遅延時間
T、例えば数十msが経過してから、リセットIC17
の出力、即ち、*NMIを遅延させてリセット信号*R
ESとしてCPU1及び信号発生回路5に出力する遅延
回路18が設けられ、CPU1はこの*RESを入力す
ると、初期化処理を実行する。
【0030】今、図6に示すように、時刻t1 の時点で
メイン電源Vccのオフが検出され、*NMIが発生した
時に、既にCASビフォアRASリフレッシュサイクル
に入っていたとする。
【0031】この時、信号発生回路5内では、*NMI
発生後の最初のクロック(32MHz)の立ち上がりt
a でMCAS0、MCAS1がサンプリングされ、図4
に示すDフリップフロップ14をセットして、*NMI
発生後の最初(1回目)のCASビフォアRASリフレ
ッシュがあったことが記憶される。
【0032】次に、図6に示すように、この時から例え
ば数十μs程度経過し、2度目のCASビフォアRAS
リフレッシュがあった時tb に図4に示す次段のDフリ
ップフロップ15を“LOW”にセットし、セルフリフ
レッシュのタイミングに移行する。
【0033】このようにして2度目のCASビフォアR
ASリフレッシュのタイミングに合わせて、セルフリフ
レッシュのタイミングに移行すれば、RAS信号がRA
S信号に要求される最小パルス幅の規格を満足できない
可能性や、上記CAS信号が“LOW”のときにRAS
信号“LOW”状態が2度存在する可能性がなくなり、
確実にセルフリフレッシュモードに移行することができ
る。
【0034】ここで、セルフリフレッシュモードとは、
RAS信号及びCAS信号を図10に示すような規定の
タイミングで“LOW”状態に保持することにより、D
RAM2内で自動的にリフレッシュを行なうモードのこ
とである。
【0035】電源オフ検出と同時にセルフリフレッシュ
のタイミングに移行すると、既にCASビフォアRAS
リフレッシュに入っている可能性があり、RAS及びC
ASに要求される規格が満たされず、アドレスのデータ
が破壊される恐れがあるが、このように2度目のCAS
ビフォアRASリフレッシュのタイミングでセルフリフ
レッシュのタイミングに移行すれば、正しくセルフリフ
レッシュのタイミングに移行できる。
【0036】もっとも、3度目以後のCASビフォアR
ASリフレッシュのタイミングでセルフリフレッシュの
タイミングに移行することも可能であり、後述するよう
に、電源オフ後にCPU1がシヤットダウン処理する時
間に依存して何度目のCASビフォアRASリフレッシ
ュのタイミングでセルフリフレッシュのタイミングに移
行するかを決定すればよい。
【0037】このようにして、セルフリヤレッシュのモ
ードが確立された後は、信号処理回路5のDフリップフ
ロップ14、15などのCMOSはスタティックな状態
になる。したがって、2次電池の電力消費が少なくな
り、バックアップ時間を延長することができる。
【0038】なお、データバス8はCPU1、DRAM
2、ROM6、RAM7相互間でデータを転送し、アド
レスバス9はCPUが出力するアドレスをDRAMコン
トローラ2、ROM6、RAM7に提供する。
【0039】次に、メイン電源の電圧Vccが図8に示す
ように時刻t2 で復活したとすると、電源電圧監視回路
10では図5に示すリセットIC17によって、時刻t
2 からCPU1の初期化処理に十分な時間、例えば数十
msが経過した後、*NHI及び*RESを“HIG
H”に戻す。
【0040】なお、上記リセットIC17としては例え
ば三菱電気(株)製のMB51957Bなどを使用する
ことができる。
【0041】信号発生回路5では、図4に示す立ち上が
りエッジ検出回路16で*RESの立ち上がりエッジが
検出され、先に“LOW”にセットしたDフリップフロ
ップ15を“HIGH”に戻し、セルフリフレッシュの
モードを抜ける。
【0042】ところで、上記のように、DRAMコント
ローラ3にメイン電源Vccから電力供給され、信号発生
回路5にバックアップ電源VBUから電力供給する場合に
は、メイン電源Vccのオンオフといった過渡時において
DRAMコントローラ3から信号発生回路5に入力され
る各信号もメイン電源の過渡変化に伴ってなだらかに変
化しながら信号発生回路5に入力され、このため、CM
OSのスレッショルホルド電圧付近での時間が長くな
り、信号発生回路5の消費電力が増大すると言う問題を
招来する。しかも、メイン電源の過渡時においては、信
号発生回路5の電源は2次電池となるので、バックアッ
プ時間が短くなり、又、場合によってはDC−DCコン
パータ12が過電流を取りすぎてしまい、VBUの電圧低
下をもたらすことがある。
【0043】そこで、この実施例では、図4に示すよう
に、信号発生回路5の入力インターフェース19の各信
号入力線にそれぞれシュミトトリガバッファ19−1〜
19−17を介在させ、一度バッファリングしてから上
記の信号処理を行なうようにしている。これにより、信
号発生回路5内のCMOSのスレッショルホルド電圧付
近での時間がきわめて短くなり、信号発生回路5の消費
電力を著しく削減することができ、バックアップ時間を
大幅に延長することができた。
【0044】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明におい
ては、メイン電源のオフの検出と同時にセルフリフレッ
シュのモードに移行させずに、その後に繰り返されるは
ずであったCASビフォアRASリフレッシュ制御に同
期してセルフリフレッシのモードに移行するので、セル
フリフレッシュに要求されるRAS信号及びCAS信号
のタイミング規格を確実に守ってセルフリフレッシュの
モードに移行することができ、確実なデータバックアッ
プができる。
【0045】また、メイン電源のオフ後、セルフリフレ
ッシュのモードに移行してからはモードをセルフリフレ
ッシュモードに変える回路がスタティックな状態になる
ので消費電力を低減することができ、バックアップ時間
の延長を図る上で有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のブロック構成図である。
【図2】この発明の電源切換回路の回路図である。
【図3】この発明のDRAMチップのリフレッシュ制御
用信号のタイミング図である。
【図4】この発明の信号発生回路の回路図である。
【図5】この発明の電源電圧監視回路の回路図である。
【図6】メイン電源オフ時のこの発明の信号発生回路の
各部のタイミング図である。
【図7】この発明の電源電圧監視回路の出力信号のタイ
ミング図である。
【図8】メイン電源回復時のこの発明の信号発生回路の
各部のタイミング図である。
【図9】リフレッシュ制御用RAS、CAS両各信号の
タイミング図である。
【図10】従来例のブロック構成図である。
【図11】従来例の動作タイミング図である。
【図12】従来例の問題点を示すタイミング図である。
【図13】従来例の問題点を示すタイミング図である。
【符号の説明】
2 DRAM 5 信号発生回路 10 電源電圧監視回路 11 電源切換回路 14,15 Dフリップフロップ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】このため、DRAMの動作を制御するDR
AMコントローラからDRAMにリフレッシュ動作を制
御する信号を与えると、DRAMが自動的にリフレッシ
ュ動作をするように構成されたDRAMが多用されてい
るが、電源をオン・オフした時の過渡時や電源停電時に
DRAMのデータをそのまま保持させておくためには、
そのDRAM自体とDRAMのリフレッシュ制御を行な
う回路、即ち、DRAMコントローラとに所定の電圧を
印加し続ける必要がある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】この従来のDRAMのバックアップ装置
は、装置電源が停電した場合には、DRAM106をリ
フレッシュさせるリフレッシュ信号を発生させる信号発
生回路107と、装置電源が正常な場合にそのDRAM
106を専用のDRAMコントローラ104とにより制
御する一方、装置電源が停電した場合には信号発生回路
107によりリフレッシュ制御する制御切換回路105
とを備え、停電時にその制御切換回路105とDRAM
106との電源をバッテリBでバックアップすることを
特徴としている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来例
においては、図12に点線枠で囲んで示すように、まさ
にCASビフォアRASリフレッシュ中にRSOUT信
号が出力された場合、上記RAS信号がRAS信号に要
求される最小パルス幅の規格を満足できない可能性や、
上記CAS信号が“LOW”のときにRAS信号“LO
W”状態が2度存在する可能性があり、RAS及びCA
Sに要求される規格が満たされず、そのアドレスのデー
タが破壊される恐れがある。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】
【作用】この発明においては、メイン電源のオフ時に直
ちに、信号発生装置のモードをセルフリフレッシュのモ
ードに移行させないので、既にCASビフォアRASリ
フレッシュサイクルを開始している時にメイン電源がオ
フになっても、そのCASビフォアRASリフレッシュ
サイクルが終了し、次回のCASビフォアRASリフレ
ッシュサイクルが開始されるまでセルフリフレッシュの
モードにならない。したがって、平常時のRAS信号の
出力がモードの切換によって中断されてパルス幅が不足
したり、CAS信号が“LOW”になっている間に正常
時のRAS信号とセルフリフレッシュモード用のRAS
信号とが重複することを防止できる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】電源電圧監視装置10には、更に例えば図
7に示すように、*NMIを出力してからCPU1がシ
ャットダウン処理を上手く終えるのに十分な遅延時間
T、例えば数百μsが経過してから、リセットIC17
の出力、即ち、*NMIを遅延させてリセット信号*R
ESとしてCPU1及び信号発生回路5に出力する遅延
回路18が設けられ、CPU1はこの*RESを入力す
ると、初期化処理を実行する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】次に、メイン電源の電圧Vccが図8に示す
ように時刻t2 で復活したとすると、電源電圧監視回路
10では図5に示すリセットIC17によって、時刻t
2 からCPU1の初期化処理に十分な時間、例えば、数
十msが経過した後、*NMI及び*RESを“HIG
H”に戻す。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】なお、上記リセットIC17としては例え
ば三菱電機(株)製のMB51957Bなどを使用する
ことができる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルフリフレッシュ機能付きDRAMに
    CASビフォアRASリフレッシュ制御を行わさせる信
    号を出力するDRAMコントローラと、メイン電源のオ
    フ時にDRAMコントローラに変わってDRAMにCA
    SビフォアRASリフレッシュ制御を行わさせる信号を
    出力する信号発生回路と、メイン電源のオフを検出する
    電源電圧監視回路と、メイン電源のオフ時に上記DRA
    M及び信号発生回路に電流を供給するバックアップ電源
    と、メイン電源がオフした後に上記信号発生装置の動作
    モードをセルフリフレッシュのモードに移行させるモー
    ド切換手段とを備えるDRAMのバックアップ装置にお
    いて、 上記モード切換手段が、メイン電源のオフ時の後に次回
    以後のCASビフォアRASリフレッシュ制御が開始さ
    れるはずであったタイミングに同期して信号発生装置の
    動作モードをセルフリフレッシュのモードに移行させる
    ように構成されることを特徴とするDRAMのバックア
    ップ装置。
JP5185997A 1993-07-28 1993-07-28 Dramのバックアップ装置 Pending JPH0745066A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0750312A1 (en) * 1994-06-07 1996-12-27 Hitachi, Ltd. Memory circuit control
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