JPH0864000A - エミュレーション手段を有するプログラマブル集積回路メモリ - Google Patents

エミュレーション手段を有するプログラマブル集積回路メモリ

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JPH0864000A
JPH0864000A JP20651695A JP20651695A JPH0864000A JP H0864000 A JPH0864000 A JP H0864000A JP 20651695 A JP20651695 A JP 20651695A JP 20651695 A JP20651695 A JP 20651695A JP H0864000 A JPH0864000 A JP H0864000A
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明の集積回路メモリは、メモリセル
マトリクス1と、メモリセルにプログラミング電圧と消
去電圧を選択的に印加することを可能にする複数の回路
(4、5、6、7、9、14) を備えている。これらの回
路は、実行すべき動作に適合されたアルゴリズムを実行
するようにプログラムされた、集積回路内に組み込まれ
たステートマシン2によって制御される。これらのアル
ゴリズムの開発および改良を容易にするために、本発明
のメモリは、ステートマシンの代わりに外部テスタを使
用することを可能にする選択手段(13、15、16)を含ん
でいる。特に「フラッシュEEPROM」メモリに利用
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主に、プログラマブル集
積回路メモリ、例えばEEPROMまたはフラッシュ
(FLASH)EEPROM型メモリの分野に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】現在開発されているこの種のメモリは、
メモリセルのプログラミングおよび必要に応じて消去を
行う一組のリソースを備えた集積回路の形態をとる。こ
のリソースは特に、プログラミングおよび消去の電圧の
発生器、プログラムまたは消去されたデータを再読み出
しによりチェックするための回路、または、メモリ全体
あるいは選択された特定のセクタの自動消去に使用され
るアドレス発生器である。これらのリソースは、実行す
べき動作および制御されるリソースに適合されたアルゴ
リズムを実行することができる、集積回路内に組み込ま
れた制御ユニットによって制御される。
【0003】制御ユニットは、プログラマブル論理アレ
イ(PLA)またはマイクロプログラム制御されたユニ
ットによって構成されるステートマシンである。寸法の
問題によって、ステートマシンは通常ワイヤード回路で
あり、その結果、ステートマシンによって実行可能なア
ルゴリズムは、集積回路の製造後に変更することはでき
ない。そのような製品の開発および改良は、使用される
技術に適用可能なシミュレーションプログラムによって
容易になっている。しかしながら、これらのプログラム
は現実を完全には反映せず、従って、プロトタイプにつ
いて実際の試験を行わずに済ませることはできない。一
般にこの試験は、一連のプログラミングおよび消去動作
を行って、その後、書き込まれたはずのデータと読み出
されたデータとの間の不一致を検出するための再読み出
し動作を行う。これらのテストはメモリを極端な動作条
件にさらす、例えばメモリをオーブン内に置いて行うこ
ともできる。
【0004】これらのテストは、当然、発見された欠陥
の原因を突き止め、それに応じて設計または製造上の特
定のパラメータを変更することを目的とする。従って、
現在用いられている設計方法では、一般に、行った試験
の分析より生じる連続的な改良を組み込んだプロトタイ
プの数系統を作製しなければならない。発見された欠陥
の原因究明は、特にメモリを構成する主回路の論理状態
を表すインジケータをメモリから抽出することを可能に
する集積回路試験モードによって可能となる。製造上の
ばらつきや経年劣化に関係する欠陥などの特定の欠陥に
ついては、ステートマシンによって実行可能なアルゴリ
ズムを変更することによって、簡単に改良できる。しか
しながら、最適な方法で必要な変更を決定するには、多
くのプロトタイプの製造が必要となる場合もある。その
結果コストが増大して、製品の開発にかかる時間が長く
なる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ステートマ
シンの代わりに集積回路外部のテスタを用いることを可
能にするエミュレーションモードにおいて動作するよう
に構成されたメモリを提案することによって、上記の欠
点を解決することを目的としている。そのような構成に
よって、対応するプロトタイプを製造する必要なく、新
しいアルゴリズムをテストすることが可能となろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明によるならば、アドレス可能なメモリセ
ルのマトリクスと、内部制御ラインを介して送られた内
部制御信号に応じて、上記メモリセルにプログラム電圧
および消去電圧を選択的に印加する電源手段と、外部デ
ータバスと外部アドレスバスとに接続されて、対応する
内部バスに対して、データ要素を交換し、かつ外部アド
レス信号を転送するインターフェース回路と、外部制御
信号を受けて、当該外部制御信号に応じて上記データの
交換を制御するユーザ制御ユニットと、受けた上記外部
制御信号に応じて上記ユーザ制御ユニットによって選択
される少なくとも1つのアルゴリズムを実行し、上記ア
ルゴリズムの実行の結果として上記信号が生成されるよ
うにする、ステートマシーンとを含むプログラマブル集
積回路メモリにおいて、当該プログラマブル集積回路メ
モリが、所定の外部制御信号に応答する検出手段と、上
記検出手段によって制御されてメモリを選択的に通常モ
ードまたはエミュレーションモードで動作させる第1の
選択手段とを更に備え、上記第1の選択手段が、上記通
常モードでは上記ステートマシンの上記出力信号を上記
内部制御ラインへと送り出し、一方、上記エミュレーシ
ョンモードでは上記内部アドレスバスの少なくとも一部
を上記内部制御ラインと通信状態に置くように構成され
ている。
【0007】メモリがシーケンサと集積回路内に組み込
まれたクロックを備えている場合には、一般に、シーケ
ンサを同期化させるために使用されるクロック信号と同
一のクロック信号によってアルゴリズムの実施順序を同
期化させる必要がある。そのために、集積回路から基本
のクロック信号を抽出してこれをテスタへと伝送できる
ようにすることが可能である。しかしながら、エミュレ
ーションモードでは、テスタによって与えられるクロッ
ク信号によってメモリを同期化するのが好ましい。
【0008】従って、本発明のもう1つの特徴によれ
ば、上記ステートマシーンが、少なくとも1つの基本の
クロック信号によって同期化されるシーケンサを備え、
上記検出手段によって制御される第2の選択手段が、上
記基本のクロック信号を、選択的に、通常モードでは内
部クロックから出力し、エミュレーションモードでは上
記内部アドレスバスのうちの少なくとも1つのラインに
基づいて出力する。
【0009】この解決方法は、テスタと集積回路との間
の交換のチェックを簡単にするという利点を有する。さ
らに、この方法によって基本のクロック周波数を変化さ
せながら試験を行うことが可能となる。ステートマシン
がメモリの回路のうちの少なくとも1つからの入力信号
を受けるための入力端子を備えている場合、本発明はさ
らに、上記検出手段によって制御され、エミュレーショ
ンモードにおいて、上記入力信号を上記外部データライ
ン上に出力させるために上記入力信号を上記インターフ
ェース回路に送るように構成された第3の選択手段を備
える。インターフェース回路と、第1、第2および第3
の選択手段は、リアルタイムでの動作が可能なように構
成されているのが有利である。
【0010】ステートマシンがメモリの複数の回路を制
御するように構成されている場合には、本発明ではさら
に、内部制御ラインが制御バスを構成し、制御回路のう
ち少なくとも一部が制御バスに接続されたデコーダを備
え、制御バスを構成するラインの数が内部アドレスバス
のラインの数を越えないようになされている。上記構成
によっても、追加外部ラインを設けたり、あるいは外部
データバスを使用する必要なしにエミュレーションモー
ドを実行することが可能となる。以下の説明によって本
発明のその他の特徴および利点が明らかとなろう。
【0011】
【発明の実施の形態】図1には「フラッシュEEPRO
M」型メモリが示されているが、これは限定的なもので
はない。このメモリは主に行と列とに配列されたメモリ
セルのマトリクス1で構成されている。行の選択は、行
デコーダ5によって行われ、列は、列選択回路9に接続
された列デコーダ7によって選択される。行デコーダと
列デコーダは、アドレス発生器11によって与えられるア
ドレスを受ける。「フラッシュEEPROM」型のメモ
リの場合、それぞれのメモリセルはフローティングゲー
トMOSトランジスタで構成されており、その導通閾値
はその電極に適当な電圧を印加することによって変更す
ることができる。従って、メモリセルのプログラミング
は、ソースをグランドに接続した状態でゲートとドレイ
ンとの間にプログラミング電圧を印加することにより高
い閾値を作り出すというものである。反対に、消去動作
は、トランジスタのゲートをグランドに接続し、ドレイ
ンを高インピーダンス状態においた状態で、ソースに消
去電圧を印加することによって低い閾値を作り出すとい
うものである。
【0012】つまり、このタイプのメモリには、列選択
回路9を介してドレインに給電し、ソース給電回路14を
介してソースに給電する、列プログラミング電圧の発生
器4が備えられている。さらに、ゲートへのプログラミ
ング電圧の印加を可能にする行給電回路6が具備されて
いる。これらの給電手段は、集積回路の外部より与えら
れる高電圧と呼ばれる電位Vppを受ける。
【0013】メモリは、アドレスバスADとデータバス
DTとに接続されたインターフェース回路17を介して外
部と通信する。インターフェース回路17によって、外部
アドレス信号ADを、アドレスレジスタAD−Rを介し
てアドレス発生器11に接続された内部アドレスバスAD
iに転送することが可能となる。データバスDTを介し
てメモリセルマトリクス1と外部との間で交換されるデ
ータは、書き込み動作の場合には、入力データバスDT
iと入力データレジスタDTi−Rおよびマルチプレク
サすなわちデータセレクタ8を通過し、読み出し動作の
場合には、出力データバスDToともう1つのマルチプ
レクサ16を通過する。マルチプレクサ8の出力は、書き
込みバスを介して列選択回路9に接続されており、マル
チプレクサ8の第2の入力はデータ発生器12に接続され
ている。列選択回路9はさらに読み出しバスを介してマ
ルチプレクサ16の入力に接続されている。書き込みバス
と読み出しバスは、比較信号Vを出力する比較器10の入
力に接続されている。
【0014】メモリはさらに、外部制御信号CDを受け
るユーザ制御ユニット3を備えている。ユーザ制御ユニ
ット3は主に、制御インターフェース3Aとテスト回路
3Bによって構成されている。制御インターフェース3
Aは外部制御信号CDを直接受け、さらに入力データバ
スDTiに接続されている。制御インターフェース3A
は、外部制御信号CDを考慮して、データバスDT上の
データ要素に応じてこの外部制御信号を解釈するように
構成されている。この解釈に応じて、制御インターフェ
ース3Aが、制御信号CDa、CDi、W、R、CDd
を出力する。
【0015】メモリはさらに、クロック2Cが接続され
たステートマシン2を有する。ステートマシン2は、プ
ログラマブル論理アレイ(PLA)2Aと、タイミング
信号CKiを出力するシーケンサ2Bとで構成されてい
る。プログラマブル論理アレイ2Aは、入力信号ST
と、クロック2Cより出力されるクロック信号CKpと
を受ける。このプログラマブル論理アレイは、マルチプ
レクサ13を介して内部制御バスC上に制御信号Ciを出
力し、マルチプレクサ13の第2の入力は内部アドレスバ
スADiの一部Coに接続されている。内部制御バスC
は、シーケンサ2B、アドレス発生器11、データ発生器
12、比較器10、ゲート給電回路6および列プログラミン
グ電圧発生器4に接続されている。入力信号STは、制
御インターフェース3Aによって出力される制御信号C
Diと、回路内の様々なリソースの状態に関する一組の
変数とによって構成される。入力信号STはマルチプレ
クサ16の入力のうちの1つに印加される。
【0016】シーケンサ2Bは、マルチプレクサ15より
出力される基本のクロック信号CKoによって同期化さ
れており、このマルチプレクサ15の第1の入力は、クロ
ック2Cによって出力される1つまたは複数のクロック
信号Hiを受けて、その第2の入力は内部アドレスバス
ADiの一部Hoに接続されている。テスト回路3B
は、入力が入力データバスDTiに接続されたレジスタ
を有する。このレジスタの出力は、エミュレーションモ
ード検出信号EMを出力するデコーダに接続されてい
る。このレジスタは、制御インターフェース3Aによっ
て制御されている。エミュレーションモード検出信号E
Mは、マルチプレクサ13、15、16のための制御信号であ
る。
【0017】マルチプレクサ13の第2の入力は、内部ア
ドレスバスADiの一部Coに接続されている。エミュ
レーションモード検出信号EMの状態に応じて、メモリ
は、通常モードまたはエミュレーションモードのいずれ
かで動作するように制御される。通常モードでは、マル
チプレクサ13、15、16はそれぞれ、制御信号Ciを内部
制御バスCに、信号Hoをシーケンサ2Bに、そして読
み出しバスの信号を出力データバスDToへと転送す
る。標準的な方法では、メモリは、読み出し動作、書き
込み動作、およびメモリマップ全体またはセクタ単位の
消去動作を行うように構成されている。上記の実施例で
は、これらの動作は、外部制御信号CDとバスDT上に
存在する関連するデータに応じて選択される。受信され
た外部制御信号に応答して、インターフェース3Aが適
当な信号、例えば、書き込み動作の場合、アドレスレジ
スタAD−Rのローディングを制御する信号CDaや入
力データレジスタDTi−Rのローディングを制御する
信号CDdを出力する。インターフェース3Aはさら
に、実行すべき動作に対応するアルゴリズムの実行を選
択するように、プログラマブル論理アレイ2Aに制御信
号CDiを出力する。
【0018】本発明の1つの実施例によれば、ユーザ制
御ユニット3は、連続する2段階で動作するように構成
される。つまり、第1の段階では、外部機器がインター
フェース3Aにコマンドの種類(読み出し、書き込みお
よび消去)を認識させる条件コマンドを出力し、第2段
階では、外部機器が動作パラメータ(アドレス、書き込
むべきデータ)に関連する実行コマンドを出力する。第
2段階では、インターフェース3Aが、これら動作パラ
メータの該当レジスタ(AD−R、DTi−R)へのロ
ーディングを制御する。同時にインターフェース3Aは
ステートマシン2に適当なコマンドCDiを出力する。
【0019】従って、書き込み動作の場合には、アドレ
スがアドレスレジスタAD−Rにロードされて、書き込
むべきデータがデータレジスタDTi−Rにロードされ
る。アドレス発生器11は、レジスタAD−Rがデコーダ
5および7との通信状態におかれるように制御される。
データセレクタ8は、データレジスタDTi−Rが列選
択回路9を次に述べるように制御するよう、信号WRに
よって制御される。つまり、書き込むべきデータに応じ
て、アドレスにより選択されたメモリセルのドレインに
プログラム電圧が印加されるように制御するように制御
される。その後ステートマシンが書き込み動作に対応す
るアルゴリズムを実行する。このアルゴリズムは、例え
ば、選択された行のトランジスタのゲートに、較正され
たプログラミングパルスを印加するようにゲート給電回
路6を動作させるというものである。その後、読み出し
動作が行われて、プログラムされたセルの導通状態を、
基準のプログラムされたセルと比較される。その差は、
比較器10から、上記の入力信号STのうちの1つを構成
する比較信号Vによって、ステートマシン2に報告され
る。差があった場合には、アルゴリズムが再度ゲート上
にプログラミングパルスを出力する。その後、新たなプ
ログラミングパルスが必要であるか否かを決定するため
に、再度読み出しと比較が行われる。このサイクルは差
が検出されているかぎり何度でも繰り返される。
【0020】メモリの消去動作は連続する2つのアルゴ
リズムを実行することによって行われる。つまり、消去
前プログラミングアルゴリズムと本来の消去アルゴリズ
ムである。データセレクタ8は、データ発生器12に列選
択回路9を制御させるように制御される。消去前プログ
ラミングアルゴリズムを実行するために、ステートマシ
ンは、データ発生器12がメモリセルのプログラムされた
状態に相当する論理値を出力するように、データ発生器
12を制御する。ステートマシンはさらに、アドレス発生
器を制御して、アドレス発生器により、行デコーダと列
デコーダとが初期状態0であるアドレスカウンタ(図示
せず)との通信状態におかれるようにする。その後、ス
テートマシン2は、まず始めにゲート給電回路6に対し
てゲートにプログラミングパルスを出力するように指令
するプログラミングサイクルを実行させる。
【0021】その後、書き込みと同様に、データ要素が
読み出されて、新たなプログラミングパルスが必要か否
かを判断するために比較が行われる。必要と判断された
場合には、新たにプログラミングサイクルが行われる。
従って、プログラミングサイクルは、比較器10が差を検
出しなくなるまで繰り返される。その後ステートマシン
3がアドレス発生器11にインクリメンテーション指令信
号を出力し、デコーダ5および7に印加されるアドレス
を1単位増分させる。従って、ステートマシンが上記の
方法で新規のプログラミングサイクルを実行する。この
サイクル終了後、カウンタが新たにインクリメントされ
る。カウンタが、ステートマシンに伝送される状態信号
を構成するオーバーフロー信号を出力するまで、この動
作が繰り返される。
【0022】この状態信号に応答して、ステートマシン
が消去アルゴリズムに分岐される。この消去アルゴリズ
ムは、まず最初に、データ発生器12を制御して、データ
発生器12の出力に、メモリセルの消去された状態に対応
する論理値を出力させる。ステートマシンはその後、列
プログラミング電圧発生器4を制御して、ソースに消去
電圧を供給させる。この消去アルゴリズムは、消去すべ
きメモリセルの導通状態と基準となる消去されたセルと
を比較するための一連の読み出し動作と比較動作を継続
する。差がある場合には、新たに消去電圧がソースに印
加されて、再度全てのセルが組織的に検証される。この
サイクルもまた、比較器10によって差異が検出される限
り繰り返される。
【0023】エミュレーションモードでメモリを動作さ
せるには、システムをテストモードとするための特定の
制御信号CDを与える。この制御信号には、エミュレー
ションモードを識別するデータDTが付属している。こ
の制御信号に応答して、インターフェース3Aがテスト
回路3Bの対応するレジスタへのデータ要素のローディ
ングを実行する。その後デコーダがエミュレーションモ
ード制御信号EMを出力する。そのとき、マルチプレク
サ13が、ラインC0を内部制御バスCとの通信状態に置
くように制御される。同様に、マルチプレクサ15が、内
部アドレスラインH0から基本のクロック信号CK0を
供給するように制御される。最後にマルチプレクサ16
が、内部出力バスDToに入力信号STを出力するよう
に制御される。
【0024】さらに、マルチプレクサ16の出力を外部デ
ータバスDTとの通信状態とするために、外部読み出し
制御信号を印加してインターフェース回路17の出力増幅
器を動作させる。かくして、バスADおよびDTに接続
されたテスタを使用することが可能となる。従って、こ
のテスタは、開発すべきアルゴリズムの実行するように
プログラムすることができる。その後、通常の書き込み
コマンドまたは消去コマンドを印加することによって、
制御インターフェース3Aが対応する信号CDiを発生
させる。これらの信号は、マルチプレクサ16と外部デー
タバスDTを介してテスタに伝送される。次いで、この
テスタが対応するアルゴリズムを実行し、その結果が、
バスADとADiおよびマルチプレクサ13を介してバス
Cにコマンドに出力される。同時に、テスタが、バスA
DおよびADiとマルチプレクサ15を介して基本のクロ
ック信号CKoを送信する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のメモリの全体の概略図を示す。
【符号の説明】
1 メモリセルマトリクス 2 ステートマシン 2B シーケンサ 2C クロック 3 ユーザ制御ユニット 3B テスト回路 4 列プログラミング電圧発生器 5 行デコーダ 6 ゲート給電回路 7 列デコーダ 8、13、15 16 マルチプレクサ 9 列選択回路 10 比較器 11 アドレス発生器 12 データ発生器 14 ソース給電回路 17 インターフェース回路 AD 外部アドレス信号 ADi 内部アドレスバス AD−R アドレスレジスタ C 内部制御バス CD 外部制御信号 Ci 制御信号 CKo 基本のクロック信号 Co 内部アドレスバスの一部 DT データバス DTi−R データレジスタ EM エミュレーションモード検出信号 ST 入力信号 V 比較信号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アドレス可能なメモリセルのマトリクス
    と、 内部制御ラインを介して送られた内部制御信号に応じ
    て、上記メモリセルにプログラム電圧および消去電圧を
    選択的に印加する電源手段と、 外部データバスと外部アドレスバスとに接続されて、対
    応する内部バスに対して、データ要素を交換し、かつ外
    部アドレス信号を転送するインターフェース回路と、 外部制御信号を受けて、当該外部制御信号に応じて上記
    データの交換を制御するユーザ制御ユニットと、 受けた上記外部制御信号に応じて上記ユーザ制御ユニッ
    トによって選択される少なくとも1つのアルゴリズムを
    実行し、上記アルゴリズムの実行の結果として上記信号
    が生成されるようにする、ステートマシンとを含むプロ
    グラマブル集積回路メモリにおいて、 当該プログラマブル集積回路メモリが、 所定の外部制御信号に応答する検出手段と、 上記検出手段によって制御されてメモリを選択的に通常
    モードまたはエミュレーションモードで動作させる第1
    の選択手段とを更に備え、上記第1の選択手段が、上記
    通常モードでは上記ステートマシンの上記出力信号を上
    記内部制御ラインへと送り出し、一方、上記エミュレー
    ションモードでは上記内部アドレスバスの少なくとも一
    部を上記内部制御ラインと通信状態に置くように構成さ
    れていることを特徴とするプログラマブル集積回路メモ
    リ。
  2. 【請求項2】 上記ステートマシンが、少なくとも1つ
    の基本のクロック信号によって同期化されるシーケンサ
    を備え、上記検出手段によって制御される第2の選択手
    段が、上記基本のクロック信号を、選択的に、通常モー
    ドでは内部クロックから出力し、エミュレーションモー
    ドでは上記内部アドレスバスのうちの少なくとも1つの
    ラインに基づいて出力することを特徴とする請求項1に
    記載のメモリ。
  3. 【請求項3】 上記ステートマシンがメモリの回路のう
    ちの少なくとも1つからの入力信号を受ける入力端子を
    備えており、上記検出手段によって制御される第3の選
    択手段が、エミュレーションモードにおいて、上記入力
    信号を上記外部データバス上に出力させるために上記入
    力信号を上記インターフェース回路に送ることを特徴と
    する請求項1または2のいずれか一項に記載のメモリ。
  4. 【請求項4】 上記インターフェース回路と、上記第
    1、第2および第3の選択手段とが、リアルタイムでの
    動作が可能なように構成されていることを特徴とする請
    求項3に記載のメモリ。
  5. 【請求項5】 上記ステートマシンがメモリの複数の回
    路を制御するように構成されており、上記内部制御ライ
    ンが制御バスを構成し、上記ユーザ制御回路のうち少な
    くとも一部に、上記制御バスに接続されたデコーダが設
    けられ、上記制御バスを構成するラインの数が上記内部
    アドレスバスのライン数以下であることを特徴とする請
    求項1〜4のいずれか一項に記載のメモリ。
  6. 【請求項6】 通常モードにおいて、上記ユーザ制御ユ
    ニットが、連続する2つのコマンド、つまり上記ユーザ
    制御ユニットが応答して、上記ユーザ制御ユニットが、
    実行すべき動作の種類(マトリクスのセルの消去または
    プログラミングなど)を識別する条件コマンドと、 上記ユーザの制御ユニットが応答して、上記ユーザ制御
    ユニットが、実施すべき動作の実行パラメータ(アドレ
    ス、書き込むべきデータ要素など)の内部レジスタへの
    ローディングを実行する実行コマンドとに応答して動作
    するように構成されており、上記所定外部制御信号は、
    上記第条件コマンドよりも前に印加されることを特徴と
    する請求項1〜5のいずれか一項に記載のメモリ。
JP20651695A 1994-07-20 1995-07-20 エミュレーション手段を有するプログラマブル集積回路メモリ Expired - Fee Related JP2843006B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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