KR100586070B1 - Control circuit of semiconductor memory source - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로그램 가능한 레이턴시(latency) 주기를 갖는 동기 메모리 소자의 처리 속도의 경로 최적화와 그 제어를 위한 반도체 메모리 소자의 제어 회로에 관한 것으로, 시스템 클럭에 동기화 되어 동작하며 로우 어드레스(row address)와 칼럼 어드레스(column address)에 의해 지정된 메모리 어레이 부분을 액세스하기 위한 장치에서, 칼럼 어드레스를 래치하여 출력하는 칼럼 어드레스 버퍼 래치부;래치되어 출력되는 칼럼 어드레스를 디코딩하여 출력하는 칼럼 어드레스 디코더;레이턴시 신호와 내부 클럭(iclk) 그리고 칼럼 어드레스중에 처음 두 어드레스의 디코딩된 신호(ay01)에 의해 설정된 칼럼 어드레스 래칭 시점을 조정하는 CAS 레이턴시 지연부;상기 CAS 레이턴시 지연부의 칼럼 어드레스 래칭 시점 조정신호(b)와 칼럼 어드레스 디코더(200)의 디코딩 신호(a)에 의해 컬럼 선택을 위한 래칭 및 제어를 하는 컬럼 선택 신호 처리부를 포함하여 구성된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control circuit of a semiconductor memory device for optimizing the processing speed of a synchronous memory device having a programmable latency period and controlling the same. An apparatus for accessing a memory array portion designated by a column address, comprising: a column address buffer latch unit for latching and outputting a column address; a column address decoder for decoding and outputting a latched and output column address; A CAS latency delay unit for adjusting a column address latching time set by the internal clock iclk and the decoded signal ay01 of the first two addresses; a column address latching time adjustment signal b and a column of the CAS latency delay unit; Decoding Scene of Address Decoder 200 It is configured to include a column select signal processor for the latching, and the control for the column selected by the (a).
SDRAM,CAS 레이턴시SDRAM, CAS Latency
Description
도 1은 본 발명에 따른 반도체 메모리 소자의 제어 회로의 구성 블록도1 is a block diagram illustrating a control circuit of a semiconductor memory device according to the present invention.
도 2는 CAS 레이턴시 지연부 및 칼럼 선택 신호 처리부의 상세 구성도2 is a detailed block diagram of a CAS latency delay unit and a column select signal processor;
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 제어 회로의 동작 타이밍도3A and 3B are operation timing diagrams of a control circuit according to the present invention.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawing-
100. 칼럼 어드레스 버퍼 래치부 200. 칼럼 어드레스 디코더100. Column address
300. CAS 레이턴시 지연부 400. 칼럼 선택 신호 처리부300. CAS
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히 프로그램 가능한 레이턴시(latency) 주기를 갖는 동기 메모리 소자의 처리 속도의 경로 최적화와 그 제어를 위한 반도체 메모리 소자의 제어 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
SDRAM(Synchronous dynamic random access momory)은 동기(synchronous) 메모리 시스템에서 동작되도록 설계된다.Synchronous dynamic random access momory (SDRAM) is designed to operate in a synchronous memory system.
즉, 셀프 리프레시 모드 및 전력이 차단된 상태 동안에서의 클럭 인에이블을 제외한 입력 및 출력 신호는 시스템 클럭의 에지(edge)에 동기된다. That is, the input and output signals, except for the clock enable while in the self-refresh mode and power off state, are synchronized to the edge of the system clock.
SDRAM은 다이나믹 메모리 동작 성능에 탁월한 잇점을 제공한다.SDRAM offers an excellent advantage in dynamic memory operation performance.
또한, SDRAM의 발전은 고속의 데이터 전송률로서 데이터를 어떻게 동기적으로 버스트하는냐에 달려 있고, SDRAM은 READ 레이턴시 주기와 같은 프로그램 가능한 특징을 갖고 있다. The development of SDRAM also depends on how the data is synchronously bursted at high data rates, and SDRAM has programmable features such as READ latency periods.
프로그램 가능한 READ 레이턴시는 1개, 2개 또는 3개 클록의 구성을 갖는 것이 일반적이다.Programmable READ latency typically has a configuration of one, two or three clocks.
READ 레이턴시는 READ 명령이 초기화된 후에 클럭 전송룔(tCLK)에 무관하게 어떤 사이클 주기가 이용 가능한지를 결정한다.The READ latency determines which cycle period is available regardless of clock transfer (tCLK) after the READ command is initiated.
주파수에 의존하는 데이터는 READ 레이턴시 보다 한 클럭 사이클 적은 포인트 상태의 출력단에서 이용 가능하게 된다.Frequency-dependent data is made available at the output with one clock cycle less than the READ latency.
예를 들면 리드 명령(read command)으로부터 최소 액세스 타임(tAA)보다 긴 하나의 사이클 구간(cycle period)을 갖는 리드 레이턴시가 두 클럭 사이클이라면 첫 번째 클럭 사이클 후 즉시 데이터를 제공하지만 데이터는 프로그램된 READ 레이턴시가 두 클럭 사이클이므로 두 번째 클럭 사이클 후 까지 유효하다.For example, if the read latency with one cycle period longer than the minimum access time (tAA) from the read command is two clock cycles, it will provide data immediately after the first clock cycle, but the data will be programmed READ. Since the latency is two clock cycles, it is valid until after the second clock cycle.
프로그램 가능한 READ 레이턴시는 SDRAM을 서로 다른 시스템 클럭 주파수들을 갖는 메모리 시스템에서 효율적으로 이용된다.Programmable READ latency is effectively used in memory systems with SDRAM having different system clock frequencies.
예를들면 SDRAM의 tCK가 10ns(100Mhz)이고 READ 레이턴시가 3 클럭 사이클이라면 READ 명령후 두 번째 클럭 사이클(20ns)과 세 번째 클럭 사이클(30ns) 사이에 첫 번째 유효한 데이터가 출력된다.For example, if tCK of SDRAM is 10ns (100Mhz) and the READ latency is 3 clock cycles, the first valid data is output between the second clock cycle (20ns) and the third clock cycle (30ns) after the READ command.
그 데이터는 세 번째 클럭 사이클(30ns)후까지 유효하게 된다. 또한 메모리 시스템을 위한 tCK가 만약 15ns(66Mhz)인 상태에서 READ 레이턴시가 2 클럭으로 셋팅되면 READ 명령후 첫 번째 클럭 사이클(15ns)과 두 번째 클럭 사이클(30ns) 사이에 첫 번째 유효한 데이터를 얻게된다.The data is valid until after the third clock cycle (30 ns). Also, if the CK latency for the memory system is set to 2 clocks with 15ns (66Mhz), the first valid data is obtained between the first clock cycle (15ns) and the second clock cycle (30ns) after the READ command. .
그러나 READ 레이턴시가 3으로 프로그램 된다면 유효한 데이터는 세 번째 클럭사이클(45ns)까지 남아 있게 되므로 시간의 사용이 비효율적이 된다.However, if the READ latency is programmed to 3, valid data will remain up to the third clock cycle (45ns), making time use inefficient.
보통의 SDRAM에서 두 개의 중요 파라메터(critical parameter)는 tRCD(액티브 명령-READ/WRITE 명령)와 tAA(READ/WRITE 명령- 데이터 출력)이며 전형적인 것은 tRCD와 tAA를 각각 3 시스템 사이클을 할당하며 더 낮은 클럭 주파수에서는 각각 2개의 시스템 클럭 사이클로 고정시킬 수 있다.In critical SDRAM, the two critical parameters are tRCD (active command-READ / WRITE command) and tAA (READ / WRITE command-data output), and the typical one assigns 3 system cycles to tRCD and tAA, At the clock frequency, each can be locked in two system clock cycles.
이들의 전체 메모리 액세스 타임은 각각 6 클럭 사이클과 4클럭 사이클이 된다.Their total memory access time is 6 clock cycles and 4 clock cycles, respectively.
이와 같은 종래 기술의 반도체 메모리 소자의 제어 장치는 다음과 같은 문제가 있다.Such a control apparatus of a semiconductor memory device of the prior art has the following problems.
메모리 액세스 시간을 위해 그 시간의 최소화를 위한 필요성이 항상 존재하 게 되며 tRCD와 tAA가 시스템 동작에 영향을 주지 않으면서 그 시스템의 메모리 액세스 시간이 줄일 수 있는 방법이 요구되고 있으나 이에 대한 솔루션을 제공하지 못한다.There is always a need for minimizing the time for memory access time, and there is a demand for a method that can reduce the memory access time of the system without tRCD and tAA affecting the system operation. can not do.
즉, 메모리 액세스를 위한 시간 요구를 최소화 하는 프로그램 가능한 READ 레이턴시를 갖는 SDRAM을 위해 속도 경로를 최적화하는 요구를 만족시키지 못하는 문제가 있다.That is, there is a problem that does not satisfy the requirement of optimizing the speed path for SDRAM with a programmable READ latency that minimizes the time requirement for memory access.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 반도체 소자의 제어 회로의 문제를 해결하기 위한 것으로, 프로그램 가능한 레이턴시(latency) 주기를 갖는 동기 메모리 소자의 처리 속도의 경로 최적화와 그 제어를 위한 반도체 메모리 소자의 제어 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve such a problem of a control circuit of a semiconductor device of the prior art, which is a path optimization of a processing speed of a synchronous memory device having a programmable latency period and a control circuit of a semiconductor memory device for controlling the same. The purpose is to provide.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 메모리 소자의 제어 회로는 시스템 클럭에 동기화 되어 동작하며 로우 어드레스(row address)와 칼럼 어드레스(column address)에 의해 지정된 메모리 어레이 부분을 액세스하기 위한 장치에서,칼럼 어드레스를 래치하여 출력하는 칼럼 어드레스 버퍼 래치부;래치되어 출력되는 칼럼 어드레스를 디코딩하여 출력하는 칼럼 어드레스 디코더;레이턴시 신호와 내부 클럭(iclk) 그리고 칼럼 어드레스중에 처음 두 어드레스의 디코딩된 신호(ay01)에 의해 설정된 칼럼 어드레스 래칭 시점을 조정하는 CAS 레이턴시 지연부;상기 CAS 레이턴시 지연부의 칼럼 어드레스 래칭 시점 조정신호(b)와 칼럼 어드 레스 디코더(200)의 디코딩 신호(a)에 의해 컬럼 선택을 위한 래칭 및 제어를 하는 컬럼 선택 신호 처리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The control circuit of the semiconductor memory device according to the present invention for achieving the above object is operated in synchronization with the system clock and in the apparatus for accessing the portion of the memory array specified by the row address and column address (column address) A column address buffer latch unit for latching and outputting a column address; a column address decoder for decoding and outputting a latched and output column address; a decoded signal of the first two addresses among a latency signal, an internal clock (iclk), and a column address (ay01); A CAS latency delay unit for adjusting the column address latching timing set by (C); a column address latching timing adjustment signal (b) of the CAS latency delay unit and a decoding signal (a) of the column address decoder (200) for column selection Including a column select signal processor for latching and controlling Characterized in that made.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 반도체 메모리 소자의 제어 회로에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a control circuit of a semiconductor memory device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 메모리 소자의 제어 회로의 구성 블록도이고, 도 2는 CAS 레이턴시 지연부 및 칼럼 선택 신호 처리부의 상세 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a control circuit of a semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed block diagram of a CAS latency delay unit and a column select signal processor.
본 발명은 프로그램 가능한 레이턴시 주기를 갖는 SDRAM내에서 액세스 동작의 속도 경로를 최적화 시키는 것이다.The present invention is to optimize the speed path of an access operation in an SDRAM with a programmable latency period.
더 적은 클럭 사이클을 할당받는 로우 어드레스 디코딩(row address decoding)과 같은 메모리 액세스를 위한 다른 시간 요소나 파라메타들을 위해 부가적인 시간을 제공하기 위해 칼럼 어드레스 디코딩후의 이용 가능한 시간을 조정하는 것으로 가능하다.It is possible to adjust the available time after column address decoding to provide additional time for other time elements or parameters for memory access, such as row address decoding, which is assigned fewer clock cycles.
그 구성은 도 1에서와 같이, 칼럼 어드레스를 래치하여 출력하는 칼럼 어드레스 버퍼 래치부(100)와, 래치되어 출력되는 칼럼 어드레스를 디코딩하여 출력하는 칼럼 어드레스 디코더(200)와, 레이턴시 신호와 내부 클럭(iclk) 그리고 상기 칼럼 어드레스 디코더(200)에서 출력되는 칼럼 어드레스중에 처음 두 어드레스 0과 1이 각각의 논리값을 받아 들여 디코딩된 신호(ay01)에 의해 설정된 칼럼 어드레스 래칭 시점을 조정하는 CAS 레이턴시 지연부(300)와, 상기 CAS 레이턴시 지연부(300)의 칼럼 어드레스 래칭 시점 조정신호(b)와 칼럼 어드레스 디코더(200) 의 디코딩 신호(a)에 의해 컬럼 선택을 위한 래칭 및 제어를 하는 컬럼 선택 신호 처리부(400)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the column address
이와 같이 구성된 제어 회로의 상세 구성은 도 2에서와 같다.The detailed configuration of the control circuit configured as described above is the same as in FIG.
먼저, CAS 레이턴시 지연부(300)는 내부 클럭(iclk)과 칼럼 어드레스중에 처음 두 어드레스 0과 1이 각각의 논리값을 받아 들여 디코딩된 신호(ay01)를 논리 연산하는 제 1 NAND 게이트(10)와, 상기 제 1 NAND 게이트(10)의 출력 신호를 반전하는 인버터(20)과, 상기 인버터(20)의 반전 신호와 레이턴시 신호를 연산하는 제 2 NAND 게이트(30)와, 상기 제 1,2 NAND 게이트(10)(30)의 출력 신호를 연산하여 칼럼 어드레스 래칭 시점 조정신호(b)를 출력하는 NOR 게이트(40)로 구성된다.First, the CAS
그리고 컬럼 선택 신호 처리부(400)는 디코딩된 칼럼 어드레스 신호(a)를 래치하는 제 1,2 인버터(60)(70)와, 래치된 칼럼 어드레스 신호와 칼럼 어드레스 래칭 시점 조정신호(b)를 논리 연산하는 NAND 게이트(50)와, 상기 NAND 게이트(50)의 출력 신호를 반전하는 제 3 인버터(80)와, 상기 NAND 게이트(50)의 출력 신호와 제 3 인버터(80)의 출력 신호를 연산하여 칼럼 선택 신호(Yi)를 출력하는 NOR 게이트(90)를 포함하여 구성된다.The column select
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 반도체메모리 소자의 어드레스 래칭 시점 조정 동작을 설명하면 다음과 같다.The address latching time adjustment operation of the semiconductor memory device having the above configuration will be described below.
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 제어 회로의 동작 타이밍도이다.3A and 3B are operation timing diagrams of a control circuit according to the present invention.
본 발명은 메모리 억세스를 위해 요구되는 클럭 사이클중에 특정의 시간 파라메타에 할당되는 클럭 사이클들을 줄이고 다른 파라메타에 할당되는 과도한 시간 을 같은 파라메타를 통해 보상하도록 하는 것이다.The present invention reduces the clock cycles assigned to a particular time parameter during the clock cycles required for memory access and compensates for the excessive time allocated to other parameters through the same parameter.
SDRAM에서 칼럼 어드레스 래칭은 시스템 사양에 의해 항상 고정되고 클럭 레이턴시는 1,2,3, 사이클로 변화된다.In SDRAM, column address latching is always fixed by system specifications and the clock latency is varied by 1,2,3, cycles.
그러므로 칼럼 어드레스 래칭의 시간은 변하지 않지만 칼럼 어드레스 디코딩후의 시간을 이용해 총 억세스 시간을 최적화 하기 위해 본 발명의 제어 회로를 적용하는 경우 다음과 같이 변화될 수 있다.Therefore, the time of column address latching does not change, but may be changed as follows when the control circuit of the present invention is applied to optimize the total access time using the time after column address decoding.
즉, 로우 어드레스 래칭과 칼럼 어드레스 래칭의 시간(tRCD)이 줄거나 최적화 될 때 tRCD는 중요한 시간요소가 되는 것이다.That is, tRCD becomes an important time element when the time tRCD of row address latching and column address latching is reduced or optimized.
이 시간 줄이기가 가능하도록 본 발명의 최적화 회로는 이 tRCD에 부가적 시간을 제공하기 위해 칼럼 디코딩후의 시간을 늦춘 것이다.The optimization circuit of the present invention slows down the time after column decoding to provide additional time for this tRCD so that this time reduction is possible.
본 발명은 SDRAM에서 칼럼 어드레스 선택 신호의 타이밍을 제어함으로써 전체적 액세스 시간을 최적화하기 위한 것으로, 먼저 칼럼 어드레스 버퍼 래치부(100)에서 칼럼 어드레스를 버퍼링하고 래치하여 칼럼 어드레스 디코더(200)에서 이 신호들을 디코딩하여 그것에 적합한 칼럼을 선택하는 신호를 발생하게 되는데 이때 CAS 레이턴시 지연부(300)로 들어오는 레이턴시 신호는 몇 개의 시스템 사이클로 구성되는가 하는 레이턴시 주기의 정보를 갖고 있다.The present invention is to optimize the overall access time by controlling the timing of the column address selection signal in the SDRAM. First, the column address
내부 클럭(iclk)은 외부 클럭으로부터 발생되어 내부적으로 사용되는 펄스이며 디코딩 신호(ay01)는 칼럼 어드레스중 처음 두 어드레스 0과 1이 각각의 논리값을 받아 들여 디코딩된 신호이다.The internal clock iclk is a pulse generated from an external clock and used internally. The decoded signal ay01 is a signal decoded by receiving the logic values of the first two
CAS 레이턴시 지연부(300)에서 특정 레이턴시 신호가 High(논리값 1)이면 CAS 레이턴시 지연부(300)가 활성화된다.If the specific latency signal is high (logical value 1) in the CAS
그리고 내부 클럭(iclk)과 프리 디코딩된 어드레스 0, 어드레스 1의 신호인 (ay01)이 조합되어 동기되는 신호를 Low로부터 High로 천이되는 것을 지연하게 된다.The internal clock iclk, the pre-decoded address 0 and the address 1 (ay01) are combined to delay the transition of the synchronized signal from Low to High.
이때 칼럼 선택 신호 처리부(400)에서는 디코딩된 칼럼 어드레스 신호(a)를 래치하는 제 1,2 인버터(60)(70)에서 칼럼 선택 신호를 래치하고 있다가 "b" 신호가 천이되면 NAND 게이트(50)의 두 입력이 High로 천이되면 출력이 Low 상태로 되는데 제 3 인버터(80)에서 NOR 게이트(90)쪽의 입력이 다시 High로 천이되어 NOR 게이트(90)의 출력이 적당한 펄스로 만든다.At this time, the column select
따라서, CAS 레이턴시 지연부(300)의 내부 클럭(iclk)과 디코딩 신호(ay01)가 High로 입력되면 인버터(20)를 거치면서 High 신호로 되어 NOR 게이트(40)의 다른 입력은 제 1 NAND 게이트(10)를 신호를 직접 받아 출력 "b" 신호가 High 상태에서 Low 상태로 되는 것을 인버터(20),제 2 NAND 게이트(30),NOR 게이트(40)을 거치면서 지연시킨다.Therefore, when the internal clock iclk and the decoding signal ay01 of the CAS
이와 같이 도 3a와 도 3b에서와 같이 시스템 클럭 주파수가 낮아지고 READ 레이턴시가 길어 질 때, 그 주파수에 맞도록 내부 클럭과 하나의 프리디코딩된 신호와 레이턴시 신호를 이용하여 더 결정적인 속도 경로(tRCD)를 줄이거나 최적화 시키는 것으로 전체 액세스 시간을 줄일 수 있다.As shown in FIGS. 3A and 3B, when the system clock frequency is lowered and the READ latency is long, a more deterministic speed path (tRCD) using an internal clock, one predecoded signal, and a latency signal to match the frequency is used. You can reduce the overall access time by reducing or optimizing.
이와 같은 본 발명에 따른 반도체 메모리 소자의 제어 회로는 다음과 같은 효과가 있다. Such a control circuit of a semiconductor memory device according to the present invention has the following effects.
개선된 메모리 디바이스는 로우 어드레스 래칭과 칼럼 어드레스 래칭 사이의 시간인 tRCD가 결정적인 파라메타일 때 칼럼 어드레스 래칭의 인에이블 신호와 tAA까지의 이용 가능한 시간으로부터 tRCD를 보상하기 위해 어드레스 디코드된 신호를 지연시켜 tRCD가 짧아진 것을 보상할 수 있도록 하는 효과가 있다.The improved memory device delays the address decoded signal to compensate tRCD from the enable signal of column address latching and the available time up to tAA when tRCD, the time between row address latching and column address latching, is the critical parameter. Has the effect of compensating for the shortening.
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