JPH11134318A - メモリシステム及びこれを内蔵したシングルチップマイクロコンピュータ - Google Patents

メモリシステム及びこれを内蔵したシングルチップマイクロコンピュータ

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JPH11134318A
JPH11134318A JP9314373A JP31437397A JPH11134318A JP H11134318 A JPH11134318 A JP H11134318A JP 9314373 A JP9314373 A JP 9314373A JP 31437397 A JP31437397 A JP 31437397A JP H11134318 A JPH11134318 A JP H11134318A
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JP
Japan
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standby mode
memory
sense amplifier
standby
mode signal
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JP9314373A
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English (en)
Inventor
Tomoya Kobayashi
朋也 小林
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリシステムにおいて、発振器を停止させ
ないスタンバイモード中にメモリのセンスアンプを停止
させ、消費電力を低減する。 【解決手段】 スタンバイモード時にはCPU14とメ
モリ19のセンスアンプ13の両方を停止させ、スタン
バイモード解除時にセンスアンプ13のスタンバイ解除
を先行して行い、センスアンプのリファレンス及びビッ
ト組の電位が十分に立ち上がった後にCPU14のスタ
ンバイ解除を行うスタンバイコントロール手段11を備
える。これによりスタンバイ解除後にCPU14がメモ
リ19の読み出しを行ってもセンスアンプ13のリファ
レンス及びビット線が所定の電位になっているため確実
に読み出しを行えるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CPUの制御に基
づいてメモリの読み書きを行うメモリシステムとこれを
内蔵したシングルチップマイクロコンピュータに関し、
特にそのスタンバイモードからの復帰時の動作制御に特
徴を有するメモリシステムとこれを内蔵したシングルチ
ップマイクロコンピュータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、シングルチップマイクロコンピュ
ータにおいて、スタンバイモード時に、内蔵するメモリ
のセンスアンプを停止することが提唱されている。これ
は、1チップマイクロコンピュータにおいてスタンバイ
モード時の消費電力の節減を目的として用いられてい
る。
【0003】図5は、従来の消費電力低減を目的とした
センスアンプの一例である。通常動作時、信号STBは
論理値“0”であり、この場合P型FET22、25、
28、32及びN型FET26、29のゲート入力信号
はいずれも電源電圧+VCCとGNDの中間電位とな
り、P型FET22、25、28、32、N型FET2
6、29、30、33は全てオン状態となる。
【0004】このためP型FET25からN型FET2
6、P型FET32からN型FET33、P型FET2
8からN型FET29を通ってN型FET30といった
経路において定常的に電流が流れている。また、メモリ
の電位がGNDであればN型FET23もオン状態にな
るため同様にP型FET22からN型FET23の経路
においても電流が流れてしまう。
【0005】このため、マイクロコンピュータの消費電
力を低減するためにスタンバイモード時には信号STB
に論理値1を出力して、センスアンプの動作を停止させ
ている。すなわち、信号STBが論理値1になるとイン
バータ20の出力が論理値“0”となりP型FET2
4、31がオン状態となるためP型FET22、25、
28、32のゲート入力が電源電圧+VCCとなり、こ
の4つのP型FETがオフ状態になる。またN型FET
30もゲート入力が論理値0になるためオフ状態にな
る。また、NORゲート21、34は入力の1つが論理
値になったので論理値0を出力しN型FET23、33
もオフ状態になる。以上の動作により定常的に電流の流
れる経路が全てなくなるため、センスアンプの消費電力
をほとんど0にすることができる。
【0006】スタンバイモード解除時には再び信号ST
Bに論理値0を出力して、P型FET24、31をオフ
状態にする。これにより、P型FET22、25、2
8、32のゲート入力が電源電圧+VCCとGNDの中
間電位となり、全てオン状態になる。また、N型FET
30、33型もオン状態になるためP型FET32から
N型FET33の経路と、P型FET28からN型FE
T30の経路で電流が流れリファレンス電圧VREFが
所定の電位に復帰し、センスアンプが動作を再開する。
但し、N型FET26のゲート入力電圧VREFが所定
の電位に復帰するには多少時間が掛かる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般に、マイクロコン
ピュータは発振器を内蔵しており、スタンバイモード時
にはこの発振器を停止する場合と停止しない場合とがあ
る。発振器を停止する場合には、スタンバイ解除後、発
振器の発振安定時間のため一定期間メモリを読み出すこ
とはない。この発振安定期間中に、センスアンプのリフ
ァレンス電位や、ビット線の電位が安定するためスタン
バイ解除後もセンスアンプの動作に支障はない。
【0008】一方、発振器を停止させないスタンバイモ
ードにおいては、スタンバイ解除直後にメモリを読み出
す可能性がある。この場合センスアンプのリファレンス
電位やビット線の電位が安定していない可能性があり、
正確に読み出しを行えない可能性がある。従って、前記
従来の技術ではセンスアンプを停止することができな
い。すなわち、従来の技術の問題点は、発振器を停止さ
せないスタンバイモードにおいてはセンスアンプを停止
させることができず、その結果スタンバイ中であっても
消費電力が大きくなってしまうことである。
【0009】本発明の目的は、上記従来の課題を解決
し、発振器を停止しないスタンバイモード時においても
消費電力を低減するためにセンスアンプを停止できるよ
うにするメモリシステムとこれを内蔵したシングルチッ
プマイクロコンピュータを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のCPUの制御に基づいてメモリの読み書きを行うメ
モリシステムは、前記メモリのセンスアンプに接続され
る第一のスタンバイモード信号と、前記CPUに接続さ
れる第二のスタンバイモード信号とを生成するスタンバ
イ信号生成手段と、前記メモリシステムのスタンバイモ
ード解除時に、前記第二のスタンバイモード信号を前記
第一のスタンバイモード信号よりも所定時間遅延して解
除させる遅延回路と備えたことを特徴とする。
【0011】請求項2のメモリシステムでは、前記遅延
回路は、前記メモリのセンスアンプがその機能を回復し
た後に前記第二のスタンバイモード信号を解除すること
を特徴とする。
【0012】請求項3のメモリシステムでは、前記遅延
回路が、前記第一のスタンバイモード信号解除後、所定
回数クロックをカウントした後にその出力を変化させる
カウンタにより構成されることを特徴とする。
【0013】請求項4のメモリシステムでは、前記遅延
回路がダミーメモリを備え、前記第一のスタンバイモー
ド信号解除後、前記ダミーメモリを読み出し、該読み出
しが完了した後に第二のスタンバイモード信号の解除を
行うことを特徴とする。
【0014】請求項の本発明は、メモリシステムを内蔵
するシングルチップマイクロコンピュータにおいて、前
記メモリシステムは、前記メモリのセンスアンプに接続
される第一のスタンバイモード信号と、前記CPUに接
続される第二のスタンバイモード信号とを生成するスタ
ンバイ信号生成手段と、前記メモリシステムのスタンバ
イモード解除時に、前記第二のスタンバイモード信号を
前記第一のスタンバイモード信号よりも所定時間遅延し
て解除させる遅延回路と備えることを特徴とする。
【0015】請求項6のシングルチップマイクロコンピ
ュータでは、前記遅延回路は、前記メモリのセンスアン
プがその機能を回復した後に前記第二のスタンバイモー
ド信号を解除することを特徴とする。
【0016】請求項7のシングルチップマイクロコンピ
ュータでは、前記遅延回路が、前記第一のスタンバイモ
ード信号解除後、所定回数クロックをカウントした後に
その出力を変化させるカウンタにより構成されることを
特徴とする。
【0017】請求項8のシングルチップマイクロコンピ
ュータでは、前記遅延回路がダミーメモリを備え、前記
第一のスタンバイモード信号解除後、前記ダミーメモリ
を読み出し、該読み出しが完了した後に前記第二のスタ
ンバイモード信号の解除を行うことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態による
メモリシステムを内蔵したシングルチップマイクロコン
ピュータの構成を示すブロック図である。図1におい
て、本実施の形態によるシングルチップマイクロコンピ
ュータは、スタンバイコントロール手段11、遅延回路
12、センスアンプ13、CPU14、メモリ19を備
える。なお、図1では、本発明の説明に必要な構成要素
のみを示し、シングルチップマイクロコンピュータに備
えられている他の構成要素については省略している。
【0019】スタンバイ信号生成手段としてのスタンバ
イコントロール手段11は、スタンバイ要求あるいはス
タンバイ解除要により、二種類のスタンバイ信号STB
1、STB2の制御を行う。このうち信号STB1はセ
ンスアンプ13のスタンバイ信号であり、STB2はC
PU14のスタンバイ信号である。
【0020】このスタンバイコントロール手段11は、
発振器を停止させないスタンバイモードにおいて、スタ
ンバイ解除時にセンスアンプ13のスタンバイ解除を先
行し、その後にCPU14のスタンバイ解除を行なう。
【0021】従来では、センスアンプのリファレンス電
位やビット線の電位が確定する前にメモリの読み出しが
行なわれる可能性があったためセンスアンプを止めるこ
とができなかったが、このスタンバイコントロール手段
11の制御によって、センスアンプ及びビット線の電位
が確定するまでCPUが待つことになり、問題なくセン
スアンプ13が動作するため、発振器を停止させないス
タンバイ時においてもセンスアンプ13を停止させるこ
とが可能になる。
【0022】スタンバイコントロール手段11は、スタ
ンバイ解除要求が生じた時にはセンスアンプ13をスタ
ンバイ状態にするスタンバイ信号STB1だけをインア
クティブ状態にし、スタンバイ信号STB2の解除要求
が生じた時にCPU14をスタンバイ状態にするスタン
バイ信号STB2をインアクティブ状態にする。
【0023】また、遅延回路12は信号STB1がイン
アクティブ状態になった後、所定時間後にスタンバイ信
号STB2の解除要求を出力する。ここで、所定時間に
は、センスアンプ13のリファレンス電位及びビット線
の電位が所定の電位になるのに十分な時間が設定され
る。
【0024】センスアンプ13は、スタンバイ信号ST
B1、CPU14はスタンバイ信号STB2がアクティ
ブ状態になると直ちにスタンバイ状態になり、それらが
インアクティブ状態になると直ちにスタンバイ状態を解
除する。
【0025】図2は図1に示す回路の動作タイミングを
示す波形図である。図2を参照して、図1の回路の動作
について説明する。
【0026】通常動作時には、スタンバイ信号STB
1、STB2共にインアクティブ状態にありセンスアン
プ13、CPU14を含むチップ全体が動作している。
ただし遅延回路12は動作していない。スタンバイ要求
が生じるとスタンバイコントロール手段11がスタンバ
イ信号STB1、STB2をアクティブ状態にし、それ
によってチップ全体がスタンバイ状態になる。
【0027】その後、スタンバイ解除要求が生じるとス
タンバイコントロール手段11がスタンバイ信号STB
1だけをインアクティブ状態にし、これによりセンスア
ンプ13が動作を開始する。
【0028】遅延回路12は、スタンバイ信号STB1
がインアクティブ状態になると、センスアンプ13のリ
ファレンス及びビット線が所定の電位になるのに十分な
時間として設定された所定時間が経過した後に、スタン
バイ信号STB2解除要求を発生する。
【0029】そして、このスタンバイ信号STB2解除
要求を受けて、スタンバイコントロール手段11がスタ
ンバイ信号STB2をインアクティブ状態にし、これに
よりチップ全体が動作を開始する。
【0030】以上の動作により、スタンバイ解除時、セ
ンスアンプ13が動作を開始してからある所定時間をお
いてCPU14が動作を開始するため、その時点ですで
にセンスアンプ13のリファレンス及びビット線が所定
の電位になっており、スタンバイ解除直後のメモリの読
み出しが確実に行えるようになる。
【0031】なお、図1の構成では、スタンバイ信号S
TB2で停止する回路としてCPU14を示して説明し
ているが、他の回路が停止する構成であってもよい。
【0032】図3は、図1の構成ブロックの具体的態様
である第1の実施例を示すブロック図である。すなわ
ち、図3では、スタンバイコントロール手段11を2つ
のフリップフロップによって構成し、遅延回路12とし
てカウンタ16を採用し、そのオーバーフロー信号SO
Fをスタンバイ信号STB2の解除要求とした場合を示
している。
【0033】図3において、通常動作時は、スタンバイ
信号STB1、STB2共に論理値“0”の状態にあ
る。スタンバイ要求が生じるとスタンバイ信号STB
1、STB2共に直ちに論理値“1”になり、センスア
ンプ13が停止し、またメモリ19を動作させるクロッ
クであるクロックCLK_M1、CPU14を動作させ
るクロックであるクロックCLK_C1が論理値“0”
に固定され、スタンバイ状態になる。その後スタンバイ
解除要求が生じると、まずスタンバイ信号STB1が論
理値“0”になり、センスアンプ13及びクロックCL
K_M1が動作を開始する。スタンバイ信号STB2が
論理値“1”期間中、カウンタ16はクロックCLK_
M1をカウントし、5カウント後にオーバーフロー信号
SOFを発生する。
【0034】なお、本実施形態においては、カウンタ1
6による5カウント期間中にセンスアンプ13のリファ
レンスの電位及びビット線の電位が確定するものとす
る。
【0035】オーバーフロー信号SOFが発生すると、
スタンバイ信号STB2が論理値“0”になりクロック
CLK_C1が動作を開始し、同時にカウンタ16がク
リアされる。
【0036】以上の動作により、スタンバイ解除時に先
にセンスアンプ13が動作を開始するため、CPU14
がメモリ19をリードするときにはビット線が所定の電
位に達しており、確実にメモリ19の読み出しを行え
る。
【0037】図4は、図1の構成ブロックの他の具体的
態様である第2の実施例を示すブロック図である。先の
例では、センスアンプ13のビット線の電位が所定の電
位になるまで待つための遅延回路をカウンタ16によっ
て構成した場合を示したが、この例では遅延回路をダミ
ーメモリ18とダミーメモリ読み出し用のダミーメモリ
用センスアンプ17によって構成し、スタンバイ解除時
にこのダミーメモリ18の値が読み出せたときに初めて
クロックCLK_C1を動作させることで確実にメモリ
19を読み出せるようにしたものである。
【0038】動作を説明すると、スタンバイ期間中はス
タンバイ信号STB1及びSTB2が論理値“1”にな
り、CPU14に供給されるクロックCLK_C1が停
止する。スタンバイモードが解除されるとスタンバイ信
号STB1が論理値“0”になり、センスアンプ13、
ダミーメモリ用センスアンプ17が動作を開始する。セ
ンスアンプ13のリファレンス及びビット線が所定の電
位に達して、ダミーメモリ18の値が読み出されるとス
タンバイ信号STB2解除要求が論理値“1”になり、
スタンバイ信号STB2が論理値“0”に変化するた
め、クロックCLK_C1が動作を開始する。
【0039】以上の動作によりセンスアンプ13のリフ
ァレンス及びビット線が所定の電位になった後に、初め
てメモリ19が読み出せるようになるため、確実にメモ
リ19の読み出しが行える。
【0040】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、その技術思想の範囲内において様
々に変形して実施することができる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように本発明のメモリシス
テムによれば、発振器を停止させないスタンバイモード
においてもセンスアンプを停止することができ、その結
果消費電力を低減させることができる。すなわち本発明
においては、スタンバイ解除時にセンスアンプのスタン
バイ解除を先行させ、センスアンプのリファレンス電位
及びビット線の電位が確定するのに十分な時間が経過し
た後CPUのスタンバイ解除を行うので、スタンバイ解
除時に発振安定時間がない場合にセンスアンプを停止さ
せてもCPUがメモリの値を確実に読み出すことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態によるメモリシステムを
内蔵したシングルチップマイクロコンピュータの構成を
示す成ブロック図である。
【図2】 図1に示すスタンバイコントロール手段の動
作を説明するタイミングチャートである。
【図3】 本発明の実施の形態によるメモリシステムを
内蔵したシングルチップマイクロコンピュータの第1の
実施例を示すブロック図である。
【図4】 本発明の実施の形態によるメモリシステムを
内蔵したシングルチップマイクロコンピュータの第2の
実施例を示すブロック図である。
【図5】 従来の消費電力低減用メモリのセンスアンプ
の回路図である。
【符号の説明】
11 スタンバイコントロール手段 12 遅延回路 13 センスアンプ 14 CPU 16 カウンタ 17 ダミーメモリ用センスアンプ 18 ダミーメモリ 19 メモリ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUの制御に基づいてメモリの読み書
    きを行うメモリシステムにおいて、 前記メモリのセンスアンプに接続される第一のスタンバ
    イモード信号と、前記CPUに接続される第二のスタン
    バイモード信号とを生成するスタンバイ信号生成手段
    と、 前記メモリシステムのスタンバイモード解除時に、前記
    第二のスタンバイモード信号を前記第一のスタンバイモ
    ード信号よりも所定時間遅延して解除させる遅延回路
    と、を備えたことを特徴とするメモリシステム。
  2. 【請求項2】 前記遅延回路は、前記メモリのセンスア
    ンプがその機能を回復した後に前記第二のスタンバイモ
    ード信号を解除することを特徴とする請求項1に記載の
    メモリシステム。
  3. 【請求項3】 前記遅延回路が、前記第一のスタンバイ
    モード信号解除後、所定回数クロックをカウントした後
    にその出力を変化させるカウンタにより構成されること
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のメモリシス
    テム。
  4. 【請求項4】 前記遅延回路がダミーメモリを備え、前
    記第一のスタンバイモード信号解除後、前記ダミーメモ
    リを読み出し、該読み出しが完了した後に前記第二のス
    タンバイモード信号の解除を行うことを特徴とする請求
    項1又は2に記載のメモリシステム。
  5. 【請求項5】 メモリシステムを内蔵するシングルチッ
    プマイクロコンピュータにおいて、 前記メモリシステムは、 前記メモリのセンスアンプに接続される第一のスタンバ
    イモード信号と、前記CPUに接続される第二のスタン
    バイモード信号とを生成するスタンバイ信号生成手段
    と、 前記メモリシステムのスタンバイモード解除時に、前記
    第二のスタンバイモード信号を前記第一のスタンバイモ
    ード信号よりも所定時間遅延して解除させる遅延回路
    と、を備えたことを特徴とするシングルチップマイクロ
    コンピュータ。
  6. 【請求項6】 前記遅延回路は、前記メモリのセンスア
    ンプがその機能を回復した後に前記第二のスタンバイモ
    ード信号を解除することを特徴とする請求項5に記載の
    シングルチップマイクロコンピュータ。
  7. 【請求項7】 前記遅延回路が、前記第一のスタンバイ
    モード信号解除後、所定回数クロックをカウントした後
    にその出力を変化させるカウンタにより構成されること
    を特徴とする請求項5又は請求項6に記載のシングルチ
    ップマイクロコンピュータ。
  8. 【請求項8】 前記遅延回路がダミーメモリを備え、前
    記第一のスタンバイモード信号解除後、前記ダミーメモ
    リを読み出し、該読み出しが完了した後に前記第二のス
    タンバイモード信号の解除を行うことを特徴とする請求
    項5又は6に記載のシングルチップマイクロコンピュー
    タ。
JP9314373A 1997-10-30 1997-10-30 メモリシステム及びこれを内蔵したシングルチップマイクロコンピュータ Pending JPH11134318A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4817660B2 (ja) * 2002-12-11 2011-11-16 インテル コーポレイション データバス出力制御用の装置及び方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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