JPH10241356A - メモリ装置 - Google Patents

メモリ装置

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JPH10241356A
JPH10241356A JP9040426A JP4042697A JPH10241356A JP H10241356 A JPH10241356 A JP H10241356A JP 9040426 A JP9040426 A JP 9040426A JP 4042697 A JP4042697 A JP 4042697A JP H10241356 A JPH10241356 A JP H10241356A
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JP
Japan
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memory
signal
time
timer
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP9040426A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Ouchi
康史 大内
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9040426A priority Critical patent/JPH10241356A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力を抑え、バッテリーでの動作時間を
延長できるメモリ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 セルフリフレッシュモードを持つDRA
M(又はPSRAM)からなるメモリアレイ8を持ち、
CPUアクセス終了後から、タイマレジスタ3に予め設
定した時間までCPUアクセスが無い場合にタイムアウ
ト信号を出力するメモリコントローラ6を持ち、タイム
アウト時に、低消費電力な低電圧セルフレフレッシュモ
ードに移行させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低消費電力動作が
必要なノート型パーソナルコンピュータ、携帯情報端末
等のメモリ装置等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュー
タ、携帯情報端末等では、いつでもどこでも使用したい
というユーザーの要求を満たす為に小型軽量化、バッテ
リーでの長時間駆動が求められている。一方、低コスト
化競争が激しくなっており、コスト低減の為に商品のコ
ストの中で大きな比重を占めるRAMは、一般に消費電
力が大きいが安価なDRAM又は疑似SRAMが使用さ
れている。DRAM又は疑似SRAMを使用しての長時
間駆動の為には、バッテリーの大型化を招き、重く、大
きな商品となり、低価格化と小型軽量化、長時間駆動の
相反する要求を満たす事が課題となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
メモリ装置では、CPUがメモリをアクセスしていない
時も通常のRASオンリーリフレッシュ又はCAS b
efore RASリフレッシュでデータを保持するの
で、消費電力大きく、バッテリーでの動作時間を短くす
るという問題点があった。
【0004】そこで本発明は、消費電力を抑え、バッテ
リーでの動作時間を延長できるメモリ装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のメモリ装置は、
メモリアクセス直後から、予め設定した時間以内に次の
メモリアクセスが無い場合、タイムアウト信号を出力す
るタイマと、タイマにタイムアウト信号出力までの時間
を設定するタイマレジスタと、メモリへの供給電源を通
常動作の+5Vとセルフリフレッシュ時の+3.3Vと
に切り替える電源セレクタと、メモリに入力するリー
ド、ライト動作の為の制御信号、アドレス、データの2
値の信号レベルを0V、+5Vから0V、3.3Vに又
は、その逆に変換するレベルシフタと、メモリアクセス
要求が発生した場合、メモリにリード又はライト動作に
必要な制御信号を出力し、タイマのタイムアウト信号を
受けて、電源セレクタを+5Vから+3.3Vに切り替
え、レベルシフタをメモリへの制御信号、アドレス、デ
ータの信号レベルを0V、+5Vから0V、3.3Vに
切り替えさせ、メモリを低消費なセルフリフレッシュモ
ードにし、その後、メモリアクセスが発生した場合、電
源セレクタを+3.3Vから+5Vに切り替え、レベル
シフタをメモリへの制御信号、アドレス、データの信号
レベルを0V、+3.3Vから0V、5Vに切り替えさ
せ、通常の動作モードに切り替えるメモリコントローラ
を備えている。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、メモリアクセス直後から、予め設定した時間以内に
次のメモリアクセスが無い場合、タイムアウト信号を出
力するタイマと、タイマにタイムアウト信号出力までの
時間を設定するタイマレジスタと、メモリへの供給電源
を通常動作の+5Vとセルフリフレッシュ時の+3.3
Vとに切り替える電源セレクタと、メモリに入力するリ
ード、ライト動作の為の制御信号、アドレス、データの
2値の信号レベルを0V、+5Vから0V、3.3Vに
又は、その逆に変換するレベルシフタと、メモリアクセ
ス要求が発生した場合、メモリにリード又はライト動作
に必要な制御信号を出力し、タイマのタイムアウト信号
を受けて、電源セレクタを+5Vから+3.3Vに切り
替え、レベルシフタをメモリへの制御信号、アドレス、
データの信号レベルを0V、+5Vから0V、3.3V
に切り替えさせ、メモリを低消費なセルフリフレッシュ
モードにし、その後、メモリアクセスが発生した場合、
電源セレクタを+3.3Vから+5Vに切り替え、レベ
ルシフタをメモリへの制御信号、アドレス、データの信
号レベルを0V、+3.3Vから0V、5Vに切り替え
させ、通常の動作モードに切り替えるメモリコントロー
ラを備え?ので、CPUのメモリアクセス後から、予め
プログラムにより自由に設定した時間、次のメモリアク
セスが無い場合、+3.3Vでのセルフリフレッシュモ
ードに入る事で、CPUアクセスの高速化と細かな低消
費電力動作によるバッテリーでの動作時間を延長を両立
することができる。
【0007】以下、本発明の一実施の形態について、図
1及び図2を参照して説明する。図1において、1はメ
モリへのアクセスを実行するCPU、2はCPU1から
のメモリアクセス直後から、前もってプログラムで設定
した時間以内にCPU1が次のメモリアクセスを行わな
い場合、メモリコントローラ6へタイムアウト信号を出
力するタイマである。
【0008】3はタイマ2にCPU1のメモリアクセス
後、タイムアウト信号出力までの時間を設定するタイマ
レジスタ、4はメモリアレイ8へ動作電源である+5V
とセルフリフレッシュによるデータ保持時の電源である
+3.3Vを切り替えて供給する電源セレクタである。
【0009】5はメモリに入力するリード、ライト動作
の為の制御信号、アドレス、データの2値の信号レベル
を0V、+5Vから0V、3.3Vに又は、その逆に変
換するレベルシフタ、6はメモリにリード又はライト動
作に必要な制御信号を出力し、タイマのタイムアウト信
号を受けて、電源セレクタを+5Vから+3.3Vに切
り替え、レベルシフタ5をメモリへの制御信号、アドレ
ス、データの信号レベルを0V、+5Vから0V、3.
3Vに切り替えさせ、メモリを低消費なセルフリフレッ
シュモードにし、その後、CPUからのアクセスが発生
した場合、電源セレクタを+3.3Vから+5Vに切り
替え、レベルシフタをメモリへの制御信号、アドレス、
データの信号レベルを0V、+3.3Vから0V、5V
に切り替えさせ、通常の動作モードに切り替えるメモリ
コントローラである。
【0010】7はメモリアクセス時にアドレスをデコー
ドし、実装メモリへのアクセスを知らせるアドレスデコ
ーダ、8はプログラム又はデータを格納し、CPU1か
らリード、ライト可能なメモリからなる(本実施の形態
では疑似SRAM)メモリアレイである。
【0011】図2は、本発明の一実施の形態におけるメ
モリ装置のタイミングチャートである。
【0012】ここで、本実施の形態における動作条件の
例を述べる。タイマ2はCPU1のメモリへのアクセス
終了直後から、次のCPU1のメモリアクセスがタイマ
レジスタ3で前もって設定した時間無い場合にメモリコ
ントローラ6へタイムアウトの信号を出力する。
【0013】電源セレクタ4が切り替えられてメモリア
レイ8への供給電圧+3.3Vから+5Vへの又は、+
5Vから+3.3Vへの電圧変化速度は0.05V/m
s未満とする。(ある疑似SRAMの電源電圧変動速度
規定を例とした。)また、電源セレクタ4が切り替えら
れた場合のレベルシフタ5の出力信号*CE、*RFS
Hのハイレベル出力時の+3.3Vから+5Vへの又
は、+5Vから+3.3Vへの電圧変化速度も0.05
V/ms未満とする。
【0014】ここで、CPU1からのメモリに対して、
リード要求が発生したとする。メモリがリフレッシュ動
作中でなければ、アドレスデコーダ7が出力するCPU
アドレスとメモリアレイ8のアドレスとの一致信号とC
PU1からのメモリリード信号であるリード信号をメモ
リコントローラ6が入力し、直ちにリード動作が開始さ
れ、メモリリード動作が行われる。本実施の形態では、
以上のメモリリード動作が図2のA点で終了する。
【0015】このアクセスに対し、メモリコントローラ
6は、メモリリード動作に必要なメモリチップセレクト
信号*CE(負のパルス)を、CPU1からのメモリリ
ード要求信号リードに同期してアクティブにする。
【0016】電源の状態は通常動作のアクセス可能状態
なので、電源セレクタ4はメモリアレイ8及びレベルシ
フタ5への供給電源電圧を+5Vとする為に、ロウレベ
ルを出力し、全回路への電源電圧は+5Vである。ま
た、全信号の2値の電圧は0Vと+5Vとなる。
【0017】A点でのCPU1のリード動作が終了する
と同時に、タイマ2にはタイマレジスタ3にプログラム
で前もって設定されていたカウンタ値がロードされ、カ
ウントアップされる。ここで、本形態では、タイマレジ
スタのカウンタ値は200msでタイムアウトを出力す
る値がセットされていたとする。
【0018】その後、CPU1からのアクセス要求が2
00ms(図2のG区間)発生しない場合、メモリを通
常のCPUアクセスモードから低消費電力なセルフリフ
レッシュモード(例えばある疑似SRAMはメモリチッ
プの*RFSH端子をミニマム8us以上lowレベル
にすると本モードに移行する)に移行させる為に、図2
のB点に示すように、タイマ2はタイムアウト信号(正
のパルス)をメモリコントローラ6へ出力する。
【0019】すると、メモリコントローラ6は、*RF
SHをhighレベルからowレベルに変化させ、メモ
リをセルフリフレッシュモードに移行させ、また、電源
セレクタ4にセレクタ出力信号をロウレベルからハイレ
ベルに変化させ、メモリアレイ8への供給電源の電圧
(VCCライン)を+5Vから+3.3Vに変化させ
る。ここで、電源電圧の変化速度は、使用するメモリチ
ップで規制されるものであり、本形態では0.05V/
ms未満である。
【0020】VCCラインは、レベルシフタ5の供給電
圧なので、レベルシフタ5の出力信号*CE信号と*R
FSH信号の出力ハイレベルも+5Vから+3.3Vに
変化する。これは、メモリセルの電源電圧よりも入力信
号の電圧が高くなる事によって発生するラッチアップに
よるメモリセルの破壊を防止する。
【0021】以上の動作により、メモリを通常のCPU
アクセスモードから低消費電力なセルフリフレッシュモ
ードに移行させる動作が終了し、メモリ装置はメモリの
内容を保持しつつ、低消費電力な状態を維持する。
【0022】その後、次のCPU1からのメモリライト
要求がC点で来たとすると、ライト信号がアクティブ
(ロウレベル)になる。メモリコントローラ6、はアド
レスデコーダ7からのCPUアドレスとメモリアレイ8
のアドレスとの一致信号とライト信号とを検知すると、
メモリアクセス動作開始の前に、メモリを低消費電力な
セルフリフレッシュモードから通常のCPUアクセスモ
ードに移行させる。
【0023】C点でアドレスデコーダ7のアドレスデコ
ード出力とCPUからのメモリライト要求信号であるラ
イト信号をメモリコントローラ6が受けると、メモリコ
ントローラ6は電源セレクタ4をハイレベルからロウレ
ベルに変化させ、メモリアレイ8への供給電源の電圧
(VCCライン)を+3.3Vから+5Vに変化させ
る。
【0024】VCCラインは、レベルシフタ5の供給電
圧なので、レベルシフタ5の出力信号*CE信号と*R
FSH信号の出力ハイレベルも+3.3Vから+5Vに
変化する。以上の動作により、メモリを低消費電力なセ
ルフリフレッシュモードから通常のCPUアクセスモー
ドに移行させる動作が終了する。
【0025】C点でメモリアレイ8への供給電源を+
3.3Vから+5Vに変えるが、メモリチップの特性に
より、最低動作保証電圧+4.5Vから最低5msはメ
モリリード、ライト動作をメモリチップに行わせてはな
らない。本形態では、切り替えた電源電圧の変化速度は
+3.3Vから+5Vも+5Vから+3.3Vも0.0
5V/ms未満としているので、C点からのメモリのリ
ード、ライト動作可能までの時間は、図2に示すよう
に、早くても電源電圧が+3.3Vから+4.5Vまで
立ち上がる時間24ms(C点からD点まで)と+4.
5Vからの5ms(D点からE点まで)を足した29m
sかかる。
【0026】また、セルフリフレッシュモード解除によ
る*RFSHのロウレベルからハイレベルへの変化後、
600ns経ってメモリリード、ライト動作が可能なの
で、C点でのCPUからのメモリライト動作要求は図2
のF点で受け付けられる。また、F点でのライト動作終
了後(*CE信号の立ち上がり点)にタイマ2には再
度、タイムレジスタ値(本実施の形態では200ms)
がロードされる。
【0027】タイマ2がタイムアウトする200ms以
内にCPU1からのメモリアクセス(リード、又はライ
ト)があれば、アクセス終了後の*CEの立ち上がり
で、タイマ2は再度、タイムアウト値200msがロー
ドされる。
【0028】このように、タイマ2のタイムアウト以前
に次のCPU1からのアクセスが続けば、通常動作の消
費電力であるが、タイマ2のタイムアウトが頻繁に起こ
る使い方(例えば、ユーザーからのキー入力、ペン入力
時にのみ、アクセスが発生する様なワーク又はデータ領
域のメモリに使用する等。)では、非常に低消費電力化
が可能であり、バッテリーでの長時間使用が行える。タ
イムレジスタ3を持つことにより、様々なシステムにお
いてきめ細かい設定を行うことができ、高性能でかつ消
費電力の低い最適なシステムが構築できる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、CPUのメモリアクセ
ス後から、予めプログラムしたタイマレジスタ設定時
間、次のメモリアクセスが無い場合、+3.3Vでのセ
ルフリフレッシュモードに入る事で、低消費電力動作を
行え、バッテリーでの長時間動作可能である。
【0030】また、タイムアウト信号を出力するタイマ
をCPUから自由にタイムアウトの時間を設定可能な構
成とすることで、CPUアクセスの高速化と細かな低消
費電力動作によるバッテリーでの動作時間を延長可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるメモリ装置のブ
ロック図
【図2】本発明の一実施の形態におけるメモリ装置のタ
イミングチャート
【符号の説明】
1 CPU 2 タイマ 3 タイマレジスタ 4 電源セレクタ 5 レベルシフタ 6 メモリコントローラ 7 アドレスデコーダ 8 メモリアレイ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セルフリフレッシュモードを有するメモリ
    で構成されるメモリ装置であって、メモリアクセス直後
    から、予め設定した時間以内に次のメモリアクセスが無
    い場合、タイムアウト信号を出力するタイマと、前記タ
    イマにタイムアウト信号出力までの時間を設定するタイ
    マレジスタと、前記メモリへの供給電源を通常動作の+
    5Vとセルフリフレッシュ時の+3.3Vとに切り替え
    る電源セレクタと、前記メモリに入力するリード、ライ
    ト動作の為の制御信号、アドレス、データの2値の信号
    レベルを0V、+5Vから0V、3.3Vに又は、その
    逆に変換するレベルシフタと、メモリアクセス要求が発
    生した場合、前記メモリにリード又はライト動作に必要
    な制御信号を出力し、前記タイマのタイムアウト信号を
    受けて、前記電源セレクタを+5Vから+3.3Vに切
    り替え、前記レベルシフタを前記メモリへの制御信号、
    アドレス、データの信号レベルを0V、+5Vから0
    V、3.3Vに切り替えさせ、前記メモリを低消費なセ
    ルフリフレッシュモードにし、その後、メモリアクセス
    が発生した場合、前記電源セレクタを+3.3Vから+
    5Vに切り替え、前記レベルシフタを前記メモリへの制
    御信号、アドレス、データの信号レベルを0V、+3.
    3Vから0V、5Vに切り替えさせ、通常の動作モード
    に切り替えるメモリコントローラを備えたことを特徴と
    するメモリ装置。
  2. 【請求項2】前記タイマレジスタは、外部からタイムア
    ウト信号出力までの時間を変更できるように構成されて
    いることを特徴とする請求項1記載のメモリ装置。
  3. 【請求項3】前記タイマは、前記メモリのメモリバンク
    毎に設けらていることを特徴とする請求項1記載のメモ
    リ装置。
JP9040426A 1997-02-25 1997-02-25 メモリ装置 Pending JPH10241356A (ja)

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