KR100883157B1 - Semiconductor device employing dynamic circuit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 기능 블록과, 복수의 기능 블록 중 동작시키는 기능 블록에 대하여 선택 신호를 공급하는 선택 신호 생성 회로를 포함하는 반도체 장치를 제공한다. 기능 블록 내의 클록 생성 유닛은 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 선택 신호가 공급되고 있는 기간에 시스템 클록에 기초하는 제어 클록을 생성하며, 선택 신호가 공급되고 있지 않는 기간에 상기 제어 클록의 생성을 정지한다. 기능 블록의 내부에 설치된 동적 회로는 선택 신호를 수신하지 않은 경우에는 제어 클록이 부여되지 않아 동작하지 않는다. 선택 신호를 수신한 경우에는 제어 클록이 부여되고, 프리차지와 디스차지를 클록 사이클마다 반복하며 소정의 기능을 실행하는 동작을 행하여 전력을 소비한다.The present invention provides a semiconductor device including a plurality of function blocks and a selection signal generation circuit for supplying a selection signal to a function block for operating among the plurality of function blocks. The clock generation unit in the functional block is supplied with a selection signal and a system clock, generates a control clock based on the system clock in a period during which the selection signal is supplied, and generates the control clock in a period during which the selection signal is not supplied. Stop. The dynamic circuit installed inside the functional block does not operate because no control clock is given unless the selection signal is received. When the selection signal is received, a control clock is provided, and the precharge and discharge are repeated for each clock cycle to perform a predetermined function to consume power.

Description

동적 회로를 이용한 반도체 장치 {SEMICONDUCTOR DEVICE EMPLOYING DYNAMIC CIRCUIT}Semiconductor device using dynamic circuits {SEMICONDUCTOR DEVICE EMPLOYING DYNAMIC CIRCUIT}

본 발명은 동적 회로(dynamic circuit)를 이용한 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 동적 회로의 전력 절약화를 실현하는 반도체 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device using a dynamic circuit, and more particularly to a semiconductor device for realizing power saving of a dynamic circuit.

최근, 반도체 장치의 집적화에 따라 반도체 장치의 소비 전력이 증대하고 있다. 따라서 반도체 장치의 전력 절약이 요구되는데, 소비 전력을 억제하는 회로로서는 예컨대 이하의 특허 문헌 1에 기재되어 있는 회로 등의 예가 있다. 그러나, 특허 문헌 1에 기재된 기술은 플립플롭 회로의 전력 절약에 관한 것으로, 동적 회로 전반에 적용할 수 있는 것은 아니다.In recent years, the power consumption of a semiconductor device is increasing with the integration of a semiconductor device. Therefore, power saving of a semiconductor device is demanded. As a circuit which suppresses power consumption, there are examples of a circuit described in Patent Document 1, for example. However, the technique described in Patent Document 1 relates to power saving of flip-flop circuits, and is not applicable to dynamic circuits in general.

본래 전력을 절약할 수 있는 CM0S 회로 중 정적 회로(static circuit)는 입력수에 따라 n형 MOS 트랜지스터와 p형 MOS 트랜지스터를 조합하여 구성된다. 그러나, p형 MOS 트랜지스터는 n형 MOS 트랜지스터에 비해 동작 속도가 느리고, 회로의 고속화를 위해 가능한 한 직렬 접속하지 않는 것이 바람직하다.The static circuit among the CM0S circuits, which can save power in nature, is formed by combining an n-type MOS transistor and a p-type MOS transistor according to the number of inputs. However, it is preferable that the p-type MOS transistor is slower in operation than the n-type MOS transistor, and is not connected in series as much as possible to speed up the circuit.

도 1은 정적 회로에 의해 실현된 8 입력 OR 회로를 도시하는 도면이다. 도 1의 OR 회로의 8개의 입력 단자(a0~a7)는 8개의 p형 MOS 트랜지스터(410~417)와 8개의 n형 MOS 트랜지스터(420~427)의 게이트에 각각 접속된다. 직렬로 접속되어 있는 p형 MOS 트랜지스터(410~417)와, 병렬로 접속되어 있는 n형 MOS 트랜지스터(420~427) 사이의 노드(440)에는 인버터(430)가 접속되고, 그 출력이 이 OR 회로의 출력 단자가 된다.Fig. 1 is a diagram showing an eight input OR circuit realized by a static circuit. The eight input terminals a0 to a7 of the OR circuit of FIG. 1 are connected to the gates of the eight p-type MOS transistors 410 to 417 and the eight n-type MOS transistors 420 to 427, respectively. An inverter 430 is connected to the node 440 between the p-type MOS transistors 410 to 417 connected in series and the n-type MOS transistors 420 to 427 connected in parallel, and the output thereof is OR. It becomes the output terminal of the circuit.

이 OR 회로에서는 8 입력(a0~a7)이 모두 저레벨(이하 L 레벨)이 되는 경우, p형 MOS 트랜지스터(410~417)가 모두 도통하고, 노드(440)가 고레벨(이하 H 레벨)이 된다. 그리고, 인버터(430)에 의해 반전한 L 레벨이 출력(z)에 출력된다. 이 경우, 8개의 p형 MOS 트랜지스터(417~410)가 모두 도통되어야 하기 때문에, 지연 시간이 커진다. 이와 같이 입력수가 많은 OR 회로는 정적 회로로 구성하면 p형 MOS 트랜지스터가 직렬로 접속되기 때문에, 동작 속도가 늦어지며, 장치 전체의 동작 속도를 느리게 하는 원인이 된다. 혹은, p형 MOS 트랜지스터의 직렬수를 줄이기 위해서는 논리 단수를 늘려야 하기 때문에, 1단에 대한 지연 시간은 개선되지만, 전체 지연 시간으로서는 개선 효과가 작다.In this OR circuit, when all 8 inputs a0 to a7 are at the low level (hereinafter referred to as L level), all the p-type MOS transistors 410 to 417 are turned on, and the node 440 is at the high level (hereinafter referred to as H level). . The L level inverted by the inverter 430 is output to the output z. In this case, since all eight p-type MOS transistors 417 to 410 must be conducted, the delay time becomes large. When the OR circuit with a large number of inputs is configured as a static circuit, since the p-type MOS transistors are connected in series, the operation speed becomes slow, which causes the operation speed of the entire apparatus to be slowed. Alternatively, since the number of logic stages must be increased to reduce the number of series of the p-type MOS transistors, the delay time for one stage is improved, but the improvement effect is small for the total delay time.

여기서, p형 MOS 트랜지스터에 기인하는 동작의 지연을 개선하기 위해 동적 회로가 제안되었다. 여기서도 간단히 하기 위해 동적 회로를 8 입력 OR 회로를 예로 설명한다.Here, a dynamic circuit has been proposed to improve the delay of the operation due to the p-type MOS transistor. Here, for simplicity, the dynamic circuit is described as an 8 input OR circuit as an example.

도 2는 8 입력 OR 회로를 동적 회로에 의해 실현한 구성도이다. 클록(CK)이 입력되는 p형 MOS 트랜지스터(520)와 n형 MOS 트랜지스터(550) 사이에는 병렬로 접속된 8개의 n형 트랜지스터(510~517)가 구성되어 있다. 그 n형 트랜지스터(510~517)의 게이트에는 8 입력 OR 회로의 입력 단자(b0~b7)가 각각 접속되어 있다. 그리고, p형 MOS 트랜지스터(520)와 병렬로 접속된 8개의 n형 트랜지스 터(510~517) 사이에 있는 노드(560)에는 인버터(540)가 접속되고, 그 출력은 8 입력 OR 회로의 출력이 된다. 또한, p형 MOS 트랜지스터(530)는 노드(560)의 H 레벨의 래치를 위해 설치되고, 이 게이트에도 인버터(540)의 출력이 입력된다.2 is a configuration diagram in which an eight-input OR circuit is realized by a dynamic circuit. Eight n-type transistors 510 to 517 connected in parallel are configured between the p-type MOS transistor 520 and the n-type MOS transistor 550 to which the clock CK is input. The input terminals b0 to b7 of the eight input OR circuit are connected to the gates of the n-type transistors 510 to 517, respectively. An inverter 540 is connected to a node 560 between eight n-type transistors 510 to 517 connected in parallel with the p-type MOS transistor 520, and its output is connected to an eight-input OR circuit. Is the output. The p-type MOS transistor 530 is provided for latching the H level of the node 560, and the output of the inverter 540 is also input to this gate.

이 회로는 클록(CK)이 L 레벨이 되면, p형 MOS 트랜지스터(520)가 온, n형 MOS 트랜지스터(550)가 오프가 되며, 노드(560)가 프리차지되고, 그 때의 출력(z)은 입력(a0~a7)의 값에 관계없이 L 레벨이 된다(프리차지 모드). 그리고, 클록(CK)이 H 레벨이 되었을 때에, n형 MOS 트랜지스터(550)가 온이 되며, 연산 결과를 출력한다(에볼루션 모드). 8 입력(b0~b7)이 모두 L 레벨인 경우는 노드(560)가 p형 MOS 트랜지스터(530)에 의해 프리차지된 상태이기 때문에, 출력(z)은 L 레벨이다. 이 경우, 클록(CK)이 L 레벨일 때에 L 레벨로 리셋된 출력(z)이 클록(CK)의 H레벨로의 전환 후에도 L 레벨의 상태이다. 즉, 이 경우의 지연 시간은 0이다. 한편, 8 입력(b0~b7) 중 어느 하나가 H 레벨인 경우는 클록(CK)에 H 레벨이 입력되었을 때에 노드(560)가 디스차지되기 때문에, 출력(z)은 H 레벨이 된다. 이 경우의 지연 시간은 그라운드에서 출력 단자까지의 경로 상에 있는 인버터 1개와 n형 MOS 트랜지스터 2개만큼 만이다.In this circuit, when the clock CK becomes L level, the p-type MOS transistor 520 is turned on, the n-type MOS transistor 550 is turned off, and the node 560 is precharged. ) Becomes L level regardless of the values of the inputs a0 to a7 (precharge mode). When the clock CK becomes H level, the n-type MOS transistor 550 is turned on to output the calculation result (evolution mode). When the eight inputs b0 to b7 are all at the L level, the output z is at the L level because the node 560 is precharged by the p-type MOS transistor 530. In this case, the output z reset to the L level when the clock CK is at the L level is in the L level even after switching the clock CK to the H level. In other words, the delay time in this case is zero. On the other hand, when any one of the eight inputs b0 to b7 is at the H level, the node 560 is discharged when the H level is input to the clock CK, so that the output z is at the H level. The delay time in this case is only one inverter and two n-type MOS transistors in the path from ground to the output terminal.

이와 같이 동적 회로로 구성한 경우 정적 회로로 구성한 경우에 비해서 지연 시간을 적게 할 수 있다.In the case of the dynamic circuit, the delay time can be reduced compared to the static circuit.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-232339호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-232339

발명의 개시Disclosure of the Invention

[발명이 해결하고자 하는 과제][Problem to Solve Invention]

그러나, 정적 회로에서는 입력의 변화에 대응하여 출력(z)에 변화가 있는 경우에만 차지나 디스차지가 행해지고, 입력이 변화하지 않고 출력(z)에 변화가 없는 경우는 전력을 소비하지 않는다. 그것에 대하여, 동적 회로에서는 입력(b0~b7) 중 어느 하나가 H 레벨인 경우는 클록(CK) 사이클마다 프리차지와 디스차지가 행해진다. 그 때문에, 입력(b0~b7)에 변화가 없어도 소비 전력이 발생한다. 즉, 동적 회로로 구성한 경우, 정적 회로로 구성한 경우에 비해서 지연 시간을 적게 할 수 있지만, 소비 전력은 정적 회로로 구성한 경우보다도 커진다.However, in the static circuit, charging and discharging are performed only when there is a change in the output z in response to a change in the input, and power is not consumed when the input does not change and there is no change in the output z. In contrast, in the dynamic circuit, when any one of the inputs b0 to b7 is at the H level, precharge and discharge are performed for each clock CK cycle. Therefore, power consumption is generated even if there is no change in the inputs b0 to b7. In other words, the delay time can be reduced in the case of the dynamic circuit than in the static circuit, but the power consumption is larger than that in the static circuit.

그래서, 본 발명의 목적은 고속 동작이 가능한 동적 회로를 이용하고, 또한 소비 전력의 저감이 가능한 반도체 장치를 제공하는 것에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a semiconductor device which uses a dynamic circuit capable of high speed operation and which can reduce power consumption.

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 측면에 의하면, 복수의 기능 블록과, 상기 복수의 기능 블록 중 동작시키는 기능 블록에 대하여 선택 신호를 공급하는 선택 신호 생성 회로를 포함하는 반도체 장치에 있어서, 상기 복수의 기능 블록은 상기 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 상기 선택 신호가 공급되고 있는 경우에 상기 시스템 클록에 기초하는 제어 클록을 생성하며, 상기 선택 신호가 공급되고 있지 않는 경우에 상기 제어 클록의 생성을 정지하는 클록 생성 유닛과, 전원과 그라운드 사이에, 상기 제어 클록이 게이트에 공급되는 p형 트랜지스터와, 입력 신호가 게이트에 공급되는 n형 트랜지스터가 직렬로 설치되고, 상기 p형 트랜지스터와 상기 n형 트랜지스터 사이의 노드가 상기 제어 클록의 공급에 응답하여 프리차지되며 상기 입력 신호에 따라 디스차지되는 동적 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, according to the first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a plurality of functional blocks and a selection signal generation circuit for supplying a selection signal to a functional block to be operated among the plurality of functional blocks. And the plurality of functional blocks generate a control clock based on the system clock when the selection signal and the system clock are supplied and the selection signal is supplied, and control when the selection signal is not supplied. A p-type transistor to which the control clock is supplied to the gate and an n-type transistor to which an input signal is supplied to the gate are provided in series between the clock generation unit for stopping the generation of the clock, the power supply and ground, and the p-type transistor. And a node between and the n-type transistor is precharged in response to the supply of the control clock and the input It characterized in that it comprises a dynamic circuit in which up display according to a call.

상기 발명의 제1 측면에 있어서, 바람직한 실시예에서는 상기 클록 생성 유닛은 상기 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 상기 선택 신호의 공급에 응답하여 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 시작하며, 상기 시스템 클록의 1 사이클의 종료에 응답하여 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 종료하는 클록 제어부와, 상기 제어 클록 인에이블 신호와 상기 시스템 클록이 공급되고, 상기 제어 클록 인에이블 신호가 공급되고 있는 동안에는 상기 시스템 클록에 기초하는 상기 제어 클록을 생성하며, 상기 제어 클록 인에이블 신호가 공급되고 있지 않는 동안에는 상기 제어 클록의 생성을 정지하는 클록 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a first aspect of the invention, in a preferred embodiment, the clock generation unit is supplied with the selection signal and the system clock, starts generating the control clock enable signal in response to the supply of the selection signal, and the system clock. A clock control section for terminating the generation of the control clock enable signal in response to the end of one cycle of the cycle, the control clock enable signal and the system clock being supplied, and the system while the control clock enable signal is being supplied. And a clock generator for generating the control clock based on a clock and stopping the generation of the control clock while the control clock enable signal is not being supplied.

또한, 상기 발명의 제1 측면에 있어서, 바람직한 실시예에서는 전력 절약 모드 신호가 공급되고 있는 경우에, 상기 선택 신호의 공급에 응답하여 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 시작하며, 상기 시스템 클록의 1 사이클의 종료에 따라 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 종료하고, 상기 전력 절약 모드 신호가 공급되고 있지 않는 경우에, 상기 선택 신호의 입력에 관계없이 상기 제어 클록 인에이블 신호를 생성하는 상기 클록 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in the first aspect of the present invention, in the preferred embodiment, when the power saving mode signal is supplied, generation of the control clock enable signal is started in response to the supply of the selection signal, and Generating the control clock enable signal upon completion of one cycle, and generating the control clock enable signal regardless of input of the selection signal when the power saving mode signal is not supplied. It characterized in that it comprises a control unit.

또한, 본 발명의 제2 측면에 의하면, 복수의 메모리 블록과, 상기 복수의 메모리 블록 중 판독 혹은 기록을 행하는 메모리 블록에 대하여 블록 선택 신호를 공급하는 어드레스 프리 디코더를 포함하는 반도체 메모리에 있어서, 상기 복수의 메모리 블록은 상기 블록 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 상기 블록 선택 신호가 공급되고 있는 경우에 상기 시스템 클록에 기초하는 제어 클록을 생성하며, 상기 블록 선택 신호가 공급되고 있지 않는 경우에 상기 제어 클록의 생성을 정지하는 클록 생성 유닛과, 데이터를 유지하는 메모리 셀군과, 메모리 셀의 데이터의 워드선을 선택하는 로우 디코더와, 상기 로우 디코더에서 선택된 상기 워드선을 드라이브하는 로우 드라이버와, 상기 메모리 셀의 칼럼을 선택하는 칼럼 디코더와, 상기 칼럼 디코더에서 선택된 상기 칼럼에 칼럼 선택 신호(CSL)를 공급하는 칼럼 드라이버와, 상기 메모리 셀군의 상기 비트선을 입력하고 판독 데이터를 출력하는 출력 회로군을 포함하고, 상기 로우 디코더와 상기 로우 드라이버와 상기 칼럼 디코더와 상기 칼럼 드라이버와 상기 출력 회로군은, 전원과 그라운드 사이에, 상기 제어 클록이 게이트에 공급되는 p형 트랜지스터와, 입력 신호가 게이트에 공급되는 n형 트랜지스터가 직렬로 설치되고, 상기 p형 트랜지스터와 상기 n형 트랜지스터 사이의 노드가 상기 제어 클록의 공급에 응답하여 프리차지되며 상기 입력 신호에 따라 디스차지되는 동적 회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory including a plurality of memory blocks and an address free decoder for supplying a block selection signal to a memory block for reading or writing among the plurality of memory blocks. The plurality of memory blocks are supplied with the block selection signal and a system clock, and generate a control clock based on the system clock when the block selection signal is supplied, and when the block selection signal is not supplied. A clock generation unit for stopping generation of the control clock, a memory cell group for holding data, a row decoder for selecting word lines of data of the memory cells, a row driver for driving the word lines selected by the row decoder, and A column decoder for selecting a column of memory cells, and a line decoder in the column decoder A column driver for supplying a column selection signal CSL to the selected column, and an output circuit group for inputting the bit line of the memory cell group and outputting read data, wherein the row decoder, the row driver, and the column decoder And the column driver and the output circuit group, a p-type transistor in which the control clock is supplied to the gate and an n-type transistor in which an input signal is supplied to the gate are provided in series between the power supply and the ground. And a node between the n-type transistor and the node is precharged in response to the supply of the control clock and discharged according to the input signal.

상기 발명의 제2 측면에 있어서, 바람직한 실시예에서는 상기 클록 생성 유닛은 상기 블록 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 상기 블록 선택 신호의 공급에 응답하여 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 시작하며, 상기 시스템 클록의 1 사이클의 종료에 응답하여 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 종료하는 클록 제어부와, 상기 제어 클록 인에이블 신호와 상기 시스템 클록이 공급되고, 상기 제어 클록 인에이블 신호가 공급되고 있는 동안에는 상기 시스템 클록에 기초하는 상기 제어 클록을 생성하며, 상기 제어 클록 인에이블 신호가 공급되고 있지 않는 동안에는 상기 제어 클록의 생성을 정지하는 클록 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a second aspect of the invention, in a preferred embodiment the clock generation unit is supplied with the block select signal and a system clock, and starts generating a control clock enable signal in response to the supply of the block select signal, In response to the end of one cycle of the system clock, a clock control section for terminating generation of the control clock enable signal, the control clock enable signal and the system clock are supplied, and the control clock enable signal is supplied. And a clock generator for generating the control clock based on the system clock and stopping the generation of the control clock while the control clock enable signal is not being supplied.

또한, 상기 발명의 제2 측면에 있어서, 바람직한 실시예에서는 상기 클록 생성 유닛은 전력 절약 모드 신호가 공급되고 있는 경우에, 상기 블록 선택 신호의 공급에 응답하여 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 시작하며, 상기 시스템 클록의 1 사이클의 종료에 따라 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 종료하고, 상기 전력 절약 모드 신호가 공급되고 있지 않는 경우에, 상기 블록 선택 신호의 입력에 관계없이 상기 제어 클록 인에이블 신호를 생성하는 상기 클록 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in the second aspect of the invention, in the preferred embodiment, the clock generation unit starts generating the control clock enable signal in response to the supply of the block selection signal when the power saving mode signal is being supplied. The generation of the control clock enable signal is terminated at the end of one cycle of the system clock, and when the power saving mode signal is not supplied, the control clock in regardless of the input of the block selection signal. And the clock controller generating the enable signal.

도 1은 정적 회로에 의해 실현된 8 입력 OR 회로의 회로도.1 is a circuit diagram of an eight input OR circuit realized by a static circuit.

도 2는 동적 회로에 의해 실현된 8 입력 OR 회로의 회로도.Fig. 2 is a circuit diagram of an eight input OR circuit realized by a dynamic circuit.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 반도체 장치의 구성도.3 is a configuration diagram of a semiconductor device in accordance with the first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 반도체 장치의 구성도.4 is a configuration diagram of a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

도 5는 클록 생성 유닛 내에 설치된 클록 제어부의 회로도.5 is a circuit diagram of a clock control unit installed in a clock generation unit.

도 6은 클록 생성 유닛 내에 설치된 클록 생성부의 회로도.6 is a circuit diagram of a clock generation unit installed in the clock generation unit.

도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 타이밍 차트.7 is a timing chart according to a second embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 있어서의 반도체 장치의 구성도.8 is a configuration diagram of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 있어서의 클록 제어부의 회로도.Fig. 9 is a circuit diagram of a clock control unit in the third embodiment of the present invention.

도 10은 RAM 메모리 시스템을 전력 절약화하기 위한 동적 회로 시스템.10 is a dynamic circuit system for power saving of a RAM memory system.

도 11은 본 실시예의 RAM 시스템에 있어서의 클록 제어부 및 클록 생성부(111~114) 동작의 타이밍 차트.Fig. 11 is a timing chart of operations of the clock control unit and clock generation units 111 to 114 in the RAM system of this embodiment.

도 12는 로우 디코더와 로우 드라이버의 회로도.12 is a circuit diagram of a row decoder and a row driver.

도 13은 로우 디코드의 전단 회로를 도시한 도면.13 shows a low-definition front end circuit.

도 14는 판독 동작시의 OR 회로의 동작 설명도.14 is an operation explanatory diagram of an OR circuit in a read operation;

도 15는 본 실시예의 RAM 시스템의 사이클 타임, 액세스 타임, 소비 전력의 개선 정도를 도시한 표.Fig. 15 is a table showing the degree of improvement in cycle time, access time, and power consumption of the RAM system of this embodiment.

이하, 도면에 따라 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위는 이들의 실시형태에 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 기재된 사항과 그 균등물까지 미치는 것이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described according to drawing. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments and extends to the matters described in the claims and their equivalents.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 있어서의 반도체 장치의 구성도이다. 제1 실시형태에서는 동적 회로를 이용한 반도체 장치에, 1부터 N까지의 복수의 기능 블록과, 그 외부에 선택 신호 생성 회로(200)가 설치된다. 그리고, 각 기능 블록에 시스템 클록(SCK)이 공급되고 있다.3 is a configuration diagram of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a plurality of functional blocks from 1 to N and a selection signal generation circuit 200 are provided outside the semiconductor device using the dynamic circuit. The system clock SCK is supplied to each functional block.

선택 신호 생성 회로(200)는 선택하는 기능 블록 내에 있는 클록 생성 유닛(212~2N2) 중 어느 하나에 선택 신호(SLT)를 공급함으로써, 기능 블록을 선택한다. 이하, 기능 블록(3)이 선택된 것으로서 설명한다. 기능 블록(3)이 선택된 경우, 선택 신호 생성 회로(200)는 기능 블록(3) 내의 클록 생성 유닛(232)에 선택 신호(SLT)를 공급한다. 선택 신호(SLT)가 공급되는 경우, 클록 생성 유닛(232)은 공급된 시스템 클록(SCK)에 기초하는 제어 클록(CCK)을 생성한다. 이 제어 클록(CCK)은 공급된 시스템 클록(SCK)를 지연시킨 클록이나 시스템 클록(SCK)의 상승 엣지의 타이밍에서 짧은 펄스 폭의 L 레벨을 갖는 클록 등을 포함한다. 생성된 제어 클록(CCK)은 기능 블록(3) 내의 동적 회로군(233)에 공급된다. 선택 신호(SLT)가 공급되지 않는 경우는 클록 생성 유닛(232)은 제어 클록(CCK)을 생성하지 않는다.The selection signal generation circuit 200 selects the functional block by supplying the selection signal SLT to any one of the clock generation units 212 to 2N2 in the functional block to be selected. Hereinafter, the functional block 3 will be described as selected. When the function block 3 is selected, the selection signal generation circuit 200 supplies the selection signal SLT to the clock generation unit 232 in the function block 3. When the selection signal SLT is supplied, the clock generation unit 232 generates a control clock CCK based on the supplied system clock SCK. The control clock CCK includes a clock which delays the supplied system clock SCK, a clock having an L level of a short pulse width at the timing of the rising edge of the system clock SCK, and the like. The generated control clock CCK is supplied to the dynamic circuit group 233 in the function block 3. When the selection signal SLT is not supplied, the clock generation unit 232 does not generate the control clock CCK.

동적 회로는 도 2에 도시되는 바와 같은 회로로, 전원과 그라운드 사이에 제어 클록(CCK)이 게이트에 공급되는 p형 MOS 트랜지스터와, 입력 신호(b)가 게이트에 공급되는 n형 MOS 트랜지스터가 직렬로 설치되고, p형 MOS 트랜지스터와 n형 MOS 트랜지스터 사이의 노드가 제어 클록(CCK)의 공급에 응답하여 프리차지되며, 입력 신호(b)에 따라 디스차지되는 회로이다. 단, OR 회로에 한정되지 않고, 단순한 인버터나 AND 회로라도 좋다. 선택된 기능 블록(3) 내의 동적 회로군(233)은 제어 클록(CCK)이 공급됨으로써, 소정의 기능을 실행하는 동작을 행한다. 그 때에, 제어 클록(CCK)에 응답하여 프리차지와 디스차지를 반복하며 전력을 소비한다. 그러나, 선택되지 않은 기능 블록 내의 동적 회로군에는 제어 클록(CCK)이 공급되지 않기 때문에, 소정의 기능을 실행하는 동작을 행하지 않으며 전력은 소비되지 않는다.The dynamic circuit is a circuit as shown in Fig. 2, in which a p-type MOS transistor in which a control clock CCK is supplied to a gate is supplied between a power supply and ground, and an n-type MOS transistor in which an input signal b is supplied to a gate in series. The circuit between the p-type MOS transistor and the n-type MOS transistor is precharged in response to the supply of the control clock CCK, and discharged in accordance with the input signal b. However, the present invention is not limited to the OR circuit, but may be a simple inverter or an AND circuit. The dynamic circuit group 233 in the selected function block 3 is supplied with a control clock CCK to perform an operation of executing a predetermined function. At that time, precharging and discharging are repeated in response to the control clock CCK, and power is consumed. However, since the control clock CCK is not supplied to the dynamic circuit group in the non-selected functional block, no operation for executing a predetermined function is performed and power is not consumed.

이와 같이 하여, 본 실시형태에 의한 반도체 장치는 동작시키는 동적 회로를 선택하고, 프리차지와 디스차지를 행하는 동적 회로를 한정함으로써, 소비 전력을 억제할 수 있다. 따라서, 고속 동작이 가능한 동적 회로를 이용하며, 또한 소비 전 력의 저감이 가능한 반도체 장치를 실현할 수 있다.In this manner, the semiconductor device according to the present embodiment selects a dynamic circuit to operate and limits the dynamic circuit for precharging and discharging, thereby reducing power consumption. Therefore, it is possible to realize a semiconductor device which uses a dynamic circuit capable of high speed operation and which can reduce power consumption.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 반도체 장치의 구성도이다. 제2 실시형태에서는 클록 생성 유닛(211~2N1)에 클록 제어부(211A~2N1A)와 클록 생성부(211B~2N1B)를 설치한다. 클록 제어부(211A~2N1A)는 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)을 생성한다. 클록 생성부(211B~2N1B)는 제어 클록(CCK)을 생성한다. 또한, 기능 블록(1~N) 내에는 펄스 클록 생성 회로(218~2N8)가 설치되고, 시스템 클록(SCK)에 동기한 펄스 클록(PCK)을 생성한다.4 is a configuration diagram of a semiconductor device in accordance with the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, clock control units 211A to 2N1A and clock generation units 211B to 2N1B are provided in the clock generation units 211 to 2N1. The clock controllers 211A to 2N1A generate the control clock enable signal CCEN. The clock generators 211B to 2N1B generate the control clock CCK. In the functional blocks 1 to N, pulse clock generation circuits 218 to 2N8 are provided to generate the pulse clock PCK in synchronization with the system clock SCK.

도 5는 본 실시형태에 있어서의 클록 생성 유닛(211~2N1)에 설치된 클록 제어부(211A~2N1A)의 회로도이다. p형 MOS 트랜지스터(310)와 n형 MOS 트랜지스터(390과 340)가 직렬로 접속되고, p형 MOS 트랜지스터(310)와 n형 MOS 트랜지스터(340)의 게이트에는 펄스 클록(PCK)이 공급된다. 그리고, n형 MOS 트랜지스터(390)의 게이트에는 선택 신호(SLT)가 공급된다. p형 MOS 트랜지스터(310)와 n형 MOS 트랜지스터(390) 사이의 노드(370)에는 인버터(380)가 접속되고, 그 출력은 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)가 된다. 또한, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)의 래치를 위한 인버터(360)가 접속되고, 그 입력은 인버터(380)의 출력에, 출력은 인버터(380)의 입력에 접속되어 있다.5 is a circuit diagram of clock control units 211A to 2N1A provided in clock generation units 211 to 2N1 according to the present embodiment. The p-type MOS transistor 310 and the n-type MOS transistors 390 and 340 are connected in series, and a pulse clock PCK is supplied to the gates of the p-type MOS transistor 310 and the n-type MOS transistor 340. The select signal SLT is supplied to the gate of the n-type MOS transistor 390. An inverter 380 is connected to the node 370 between the p-type MOS transistor 310 and the n-type MOS transistor 390, and its output becomes a control clock enable signal CCEN. An inverter 360 for latching the control clock enable signal CCEN is also connected, the input of which is connected to the output of the inverter 380, and the output of which is connected to the input of the inverter 380.

도 6은 본 실시형태에 있어서의 클록 생성 유닛(211~2N1)에 설치된 클록 생성부(211B~2N1B)의 회로도이다. 인버터(610)에 의해 반전한 시스템 클록(SCK)은 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)와 함께 NAND 게이트(620)에 입력한다. NAND 게이트(620)는 동적 회로군에 공급되는 제어 클록(CCK)을 출력한다.6 is a circuit diagram of clock generation units 211B to 2N1B provided in clock generation units 211 to 2N1 according to the present embodiment. The system clock SCK inverted by the inverter 610 is input to the NAND gate 620 together with the control clock enable signal CCEN. The NAND gate 620 outputs a control clock CCK supplied to the dynamic circuit group.

도 7은 본 실시형태에 있어서의 타이밍 차트이다. 위상 PH1과 위상 PH2는 선택되었을 때의 타이밍 차트이며, 위상 PH3과 위상 PH4는 선택되지 않았을 때의 타이밍 차트이다.7 is a timing chart in the present embodiment. Phase PH1 and phase PH2 are timing charts when selected, and phase PH3 and phase PH4 are timing charts when not selected.

선택 신호(SLT)가 공급된 경우의 동작을 도 7의 위상 PH1과 위상 PH2를 이용하여 설명한다. 이하, 마찬가지로 기능 블록(3)이 선택된 것으로 한다. 시스템 클록(SCK)의 상승 엣지에 동기하여, 펄스 클록 생성 회로(238)는 짧은 펄스 폭의 L 레벨을 갖는 펄스 클록(PCK)을 생성한다. 그 짧은 펄스 폭의 L 레벨이 클록 제어부(231A)의 p형 MOS 트랜지스터(310)의 게이트에 입력한다(도 5 참조). 이것에 의해, p형 MOS 트랜지스터(310)는 도통하고, 노드(370)는 프리차지되며, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 L 레벨로 리셋된다. 그 후, 펄스 클록(PCK)의 H 레벨로 전환되며, 또한, H 레벨의 선택 신호(SLT)의 공급에 의해 n형 MOS 트랜지스터(390과 340)가 도통한다. p형 MOS 트랜지스터(310)는 비도통이 되고, 이것에 의해 노드(370)는 디스차지되며, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 H 레벨이 된다. 그 후, 위상 PH2의 펄스 클록(PCK)의 L 레벨의 입력에 의해, 다시 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 L 레벨로 리셋된다.The operation when the selection signal SLT is supplied will be described using the phase PH1 and the phase PH2 of FIG. Hereafter, it is assumed that the functional block 3 is similarly selected. In synchronization with the rising edge of the system clock SCK, the pulse clock generation circuit 238 generates a pulse clock PCK having an L level of short pulse width. The L level of the short pulse width is input to the gate of the p-type MOS transistor 310 of the clock control unit 231A (see Fig. 5). As a result, the p-type MOS transistor 310 is turned on, the node 370 is precharged, and the control clock enable signal CCEN is reset to the L level. Subsequently, the voltage is switched to the H level of the pulse clock PCK, and the n-type MOS transistors 390 and 340 are turned on by supplying the selection signal SLT having the H level. The p-type MOS transistor 310 becomes non-conductive, whereby the node 370 is discharged, and the control clock enable signal CCEN becomes H level. Thereafter, by the input of the L level of the pulse clock PCK of the phase PH2, the control clock enable signal CCEN is reset again to the L level.

제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 반전된 시스템 클록(SCK)과 함께, 클록 생성부(231B)의 NAND 게이트(620)에 입력한다(도 6 참조). 따라서, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)가 H 레벨인 경우, 인버터(610)와 NAND 게이트(620)에서 지연된 시스템 클록(SCK)이 제어 클록(CCK)으로서 출력된다.The control clock enable signal CCEN is input to the NAND gate 620 of the clock generator 231B together with the inverted system clock SCK (see FIG. 6). Therefore, when the control clock enable signal CCEN is at the H level, the system clock SCK delayed by the inverter 610 and the NAND gate 620 is output as the control clock CCK.

이와 같이, 제어 클록(CCK)은 선택 신호(SLT)가 공급된 경우, H 레벨과 L 레 벨을 반복하여 동적 회로의 제어에 이용된다.In this way, the control clock CCK is used to control the dynamic circuit by repeating the H level and the L level when the selection signal SLT is supplied.

반대로, 선택 신호(SLT)가 공급되지 않은 경우의 동작을, 도 7의 위상 PH3과 위상 PH4를 이용하여 설명한다. 이하, 기능 블록(1)을 선택되지 않은 기능 블록으로서 설명한다. 짧은 펄스 폭의 펄스 클록(PCK)의 L 레벨에 의해, 제어 클록(CCEN)은 L 레벨로 리셋된다. 그 후, 펄스 클록(PCK)은 H 레벨로 전환되지만, 위상 PH3 내에서 선택 신호(SLT)는 공급되지 않는다. 그 때문에, n형 MOS 트랜지스터(390)는 도통하지 않고, 노드(370)는 디스차지되지 않는다. 이 때문에, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 H 레벨이 되지 않고, L 레벨로 유지된다.On the contrary, the operation when the selection signal SLT is not supplied will be described using the phase PH3 and the phase PH4 of FIG. Hereinafter, the functional block 1 will be described as an unselected functional block. By the L level of the pulse clock PCK of short pulse width, the control clock CCEN is reset to the L level. Thereafter, the pulse clock PCK is switched to the H level, but the selection signal SLT is not supplied in the phase PH3. Therefore, the n-type MOS transistor 390 does not conduct, and the node 370 is not discharged. For this reason, the control clock enable signal CCEN does not become H level but is maintained at L level.

제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 반전된 시스템 클록(SCK)과 함께, 클록 생성부(211B)의 NAND 게이트(620)에 입력한다(도 6 참조). 따라서, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)가 L 레벨인 경우, 시스템 클록(SCK)의 상태에 관계없이, 제어 클록(CCK)은 H 레벨로 유지된다.The control clock enable signal CCEN is input to the NAND gate 620 of the clock generator 211B together with the inverted system clock SCK (see FIG. 6). Therefore, when the control clock enable signal CCEN is at the L level, the control clock CCK is maintained at the H level regardless of the state of the system clock SCK.

이와 같이, 제어 클록(CCK)은 선택 신호(SLT)가 공급되지 않은 경우, H 레벨로 유지되어 정지 상태가 된다.In this way, when the selection signal SLT is not supplied, the control clock CCK is held at the H level to be in a stopped state.

선택된 기능 블록(3)의 동적 회로군(233)은 제어 클록(CCK)이 공급됨으로써, 소정의 기능을 실행하는 동작을 행한다. 그 때에, 프리차지와 디스차지를 반복하여 전력을 소비한다. 그러나, 선택되지 않은 기능 블록(1)의 동적 회로군(213)에는 제어 클록(CCK)이 공급되지 않기 때문에, 소정의 기능을 실행하는 동작을 행하지 않으며 전력은 소비되지 않는다.The dynamic circuit group 233 of the selected function block 3 is supplied with a control clock CCK to perform an operation of executing a predetermined function. At that time, precharge and discharge are repeatedly consumed. However, since the control clock CCK is not supplied to the dynamic circuit group 213 of the unselected functional blocks 1, no operation for executing a predetermined function is performed and power is not consumed.

이와 같이 하여, 본 실시형태에 의한 반도체 장치는 동작시키는 동적 회로를 선택하고, 프리차지와 디스차지를 행하는 동적 회로를 한정함으로써, 소비 전력을 억제할 수 있다. 따라서, 고속 동작이 가능한 동적 회로를 이용하고, 또한 소비 전력의 저감이 가능한 반도체 장치를 실현할 수 있다.In this manner, the semiconductor device according to the present embodiment selects a dynamic circuit to operate and limits the dynamic circuit for precharging and discharging, thereby reducing power consumption. Therefore, it is possible to realize a semiconductor device using a dynamic circuit capable of high speed operation and further reducing power consumption.

또한, 본 실시형태에 있어서는 클록 제어부를 이용함으로써, 시스템 클록(SCK)에 동기하여, 각 사이클의 초기에 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)를 L 레벨로 리셋하고, 각 사이클 내에서 선택 신호(SLT)가 H 레벨이 되었을 때에, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)를 H 레벨로 하고, 그 사이클 중 선택 신호에 관계없이 H 레벨을 유지하며, 클록 생성부(231B)를 활성화하여 제어 클록(CCK)을 생성시킬 수 있다.In this embodiment, by using the clock control unit, the control clock enable signal CCEN is reset to the L level at the beginning of each cycle in synchronization with the system clock SCK, and the selection signal SLT within each cycle. ) Becomes H level, the control clock enable signal CCEN is set to H level, the H clock level is maintained regardless of the selected signal during the cycle, and the clock generator 231B is activated to control the clock CCK. Can be generated.

제어 클록 인에이블 신호(CCEN)를 1 클록 사이클 동안 생성한다. 그리고, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)가 공급되고 있는 동안 제어 클록(CCK)을 생성함으로써, 1 클록 사이클의 소정의 기간만 공급되는 선택 신호(SLT)로부터도 마찬가지의 반도체 장치를 실현할 수 있다.The control clock enable signal CCEN is generated for one clock cycle. By generating the control clock CCK while the control clock enable signal CCEN is being supplied, the same semiconductor device can be realized from the selection signal SLT supplied only for a predetermined period of one clock cycle.

도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 있어서의 반도체 장치의 구성도이다. 본 실시형태에서는 클록 생성 유닛(211~2N1) 내의 클록 제어부(211A~2N1A)에 전력 절약 모드 신호(PSM)가 공급된다. 이 신호가 공급되고 있는 경우에는 클록 제어부(211A~2N1A)는 본 발명의 제2 실시형태에 있어서의 클록 제어부와 마찬가지로 기능하고, 선택 신호(SLT)가 공급된 경우에만 기능 블록(1~N) 내의 동적 회로군(213~2N3)이 동작하여 전력을 소비한다. 한편, 이 절력 절약 모드 신호(PSM)가 공급되고 있지 않는 경우에는 선택 신호 생성 회로(200)로부터의 선택 신호(SLT)의 공급 유무에 관계없이, 클록 제어부(211A~2N1A)는 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)를 출력한다. 8 is a configuration diagram of a semiconductor device in accordance with the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the power saving mode signal PSM is supplied to the clock control units 211A to 2N1A in the clock generation units 211 to 2N1. When this signal is supplied, the clock control units 211A to 2N1A function similarly to the clock control unit in the second embodiment of the present invention, and function blocks 1 to N only when the selection signal SLT is supplied. The dynamic circuit groups 213 to 2N3 within operate to consume power. On the other hand, when the power saving mode signal PSM is not supplied, the clock control sections 211A to 2N1A enable the control clock regardless of whether or not the selection signal SLT is supplied from the selection signal generation circuit 200. Output the signal CCEN.

이와 같은 신호(PSM)를 설치함으로써, 전력 절약화 기능을 정지하고자 하는 경우에 있어서, 클록 제어부(211A~2N1A)를 정지하고 반도체 장치는 동작시킬 수 있다.By providing such a signal PSM, when the power saving function is to be stopped, the clock control units 211A to 2N1A can be stopped and the semiconductor device can be operated.

도 9는 본 실시형태에 있어서의 클록 제어부의 회로도이다. p형 MOS 트랜지스터(310)와 n형 MOS 트랜지스터(320, 390, 340)가 직렬로 접속되고, p형 MOS 트랜지스터(310)와 n형 MOS 트랜지스터(340)의 게이트에는 펄스 클록(PCK)이 공급된다. 그리고, n형 MOS 트랜지스터(390)의 게이트에는 선택 신호(SLT), n형 MOS 트랜지스터(320)의 게이트에는 전력 절약 모드 신호(PSM)가 공급된다. p형 MOS 트랜지스터(310)와 n형 MOS 트랜지스터(320) 사이의 노드(370)에는 NAND 게이트(350)가 접속되고, 다른 한쪽의 입력에는 전력 절약 모드 신호(PSM)가 공급되고 있다. NAND 게이트(350)의 출력은 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)가 된다. 또한, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)의 래치를 위한 인버터(360)가 접속되고, 그 입력은 NAND 게이트(350)의 출력에, 출력은 노드(370)에 접속되어 있다.9 is a circuit diagram of a clock control unit in the present embodiment. The p-type MOS transistor 310 and the n-type MOS transistors 320, 390, and 340 are connected in series, and a pulse clock PCK is supplied to the gates of the p-type MOS transistor 310 and the n-type MOS transistor 340. do. The selection signal SLT is supplied to the gate of the n-type MOS transistor 390, and the power saving mode signal PSM is supplied to the gate of the n-type MOS transistor 320. The NAND gate 350 is connected to the node 370 between the p-type MOS transistor 310 and the n-type MOS transistor 320, and the power saving mode signal PSM is supplied to the other input. The output of the NAND gate 350 becomes a control clock enable signal CCEN. In addition, an inverter 360 for latching the control clock enable signal CCEN is connected, the input of which is connected to the output of the NAND gate 350, and the output of which is connected to the node 370.

전력 절약 모드 신호(PSM)가 공급되고 있는 경우에는, NAND 게이트(350)의 한쪽 입력에는 H 레벨이 공급되고, NAND 게이트(350)는 인버터와 동일하게 된다. 또한, n형 MOS 트랜지스터(320)의 게이트에도 H 레벨이 공급되고, n형 MOS 트랜지스터(320)는 도통하며, 본 실시형태에 있어서의 클록 제어부는 도 6에 도시한 제2 실시형태에 있어서의 클록 제어부와 동일하게 된다.When the power saving mode signal PSM is supplied, the H level is supplied to one input of the NAND gate 350, and the NAND gate 350 becomes the same as the inverter. In addition, the H level is also supplied to the gate of the n-type MOS transistor 320, the n-type MOS transistor 320 is turned on, and the clock control unit in this embodiment is the second embodiment shown in FIG. It becomes the same as a clock control part.

한편, 전력 절약 모드 신호(PSM)가 공급되고 있지 않는 경우에는, n형 MOS 트랜지스터(320)는 도통하지 않기 때문에, 노드(370)는 디스차지될 수 없다. 또한, NAND 게이트(350)의 한쪽 입력은 L 레벨이 되고, 출력인 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 H 레벨이 된다.On the other hand, when the power saving mode signal PSM is not being supplied, the node 370 cannot be discharged because the n-type MOS transistor 320 is not conducting. In addition, one input of the NAND gate 350 is at the L level, and the control clock enable signal CCEN as the output is at the H level.

이와 같이, 본 실시형태에 있어서는 전력 절약 모드 신호(PSM)가 공급되고 있는 경우에는, 반도체 장치는 제2 실시형태와 마찬가지로 동작한다. 그리고, 전력 절약 모드 신호(PSM)가 공급되고 있지 않는 경우에는 선택 신호(SLT)의 공급 유무에 관계없이, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)가 출력되고, 제어 클록(CCK)이 생성된다.As described above, in the present embodiment, when the power saving mode signal PSM is supplied, the semiconductor device operates similarly to the second embodiment. When the power saving mode signal PSM is not supplied, the control clock enable signal CCEN is output and the control clock CCK is generated regardless of whether the selection signal SLT is supplied.

이와 같이 하여, 전력 절약화 기능을 정지하고자 하는 경우에 있어서, 클록 제어부(211A~2N1A)를 정지하고, 반도체 장치는 동작시킬 수 있다. 반도체 장치가 불안정한 동작을 행하였을 때에는 클록 제어부를 정지하여 반도체 장치를 동작시킴으로써, 문제가 클록 제어부에 있는지 혹은 반도체 장치 이외의 부분에 있는지를 조사하는 것이 가능하다.In this way, when the power saving function is to be stopped, the clock control units 211A to 2N1A are stopped to operate the semiconductor device. When the semiconductor device performs an unstable operation, by stopping the clock control unit to operate the semiconductor device, it is possible to investigate whether the problem is in the clock control unit or in a part other than the semiconductor device.

도 10은 RAM 메모리 시스템을 전력 절약화하기 위한 동적 회로 시스템이다. 이 RAM 메모리 시스템은 어드레스 프리 디코더(100)와 복수의 메모리 블록(000~022), OR 회로(143)로 구성되어 있다. 예컨대, 메모리 블록(011)에는 펄스 클록 생성 회로(180)와 클록 제어부(110), 클록 생성부(111~114), 메모리 셀군(150)이 설치되어 있다. 클록 제어부(110)는 도 9의 클록 제어부와 마찬가지의 구성이다. 또한, 클록 생성부(111~114)는 도 6의 클록 생성부와 마찬가지의 구성이 거나 혹은 도 6의 클록 생성부의 출력 단자의 전단에 지연 회로를 부가하여, 각각 생성하는 제어 클록(C1~C4)의 타이밍을 어긋나게 하도록 한 것이다. 또한, 메모리 블록에는 메모리 셀군(150)에 데이터의 기록, 판독을 행하기 위한 로우 디코더(121), 로우 드라이버(122), 칼럼 디코더(131), 칼럼 드라이버(132), 데이터 출력용 OR 회로군(141), 칼럼 선택용 OR 회로(142)가 설치되어 있다. 로우 디코더(121), 로우 드라이버(122), 칼럼 디코더(131), 칼럼 드라이버(132), OR 회로군(141), OR 회로(142)는 모두 동적 회로로 구성되어 있다.10 is a dynamic circuit system for power saving of a RAM memory system. This RAM memory system is composed of an address free decoder 100, a plurality of memory blocks (000 to 022), and an OR circuit 143. For example, the pulse block generator 180, the clock controller 110, the clock generators 111 to 114, and the memory cell group 150 are provided in the memory block 011. The clock control unit 110 has the same configuration as the clock control unit of FIG. 9. The clock generators 111 to 114 have the same configuration as that of the clock generator of FIG. 6 or control clocks C1 to C4 that are generated by adding a delay circuit to the front end of the output terminal of the clock generator of FIG. 6. ) Is to shift the timing. In addition, the memory block includes a row decoder 121, a row driver 122, a column decoder 131, a column driver 132, and an OR circuit group for data output for writing and reading data to the memory cell group 150. 141, an OR circuit 142 for selecting a column is provided. The row decoder 121, the row driver 122, the column decoder 131, the column driver 132, the OR circuit group 141, and the OR circuit 142 are all composed of dynamic circuits.

도 11은 본 실시형태에 있어서의 타이밍 차트이다. 위상 PH1과 위상 PH2는 선택되었을 때의 타이밍 차트를 나타내고, 위상 PH3과 위상 PH4는 선택되었을 때의 타이밍 차트를 나타내고 있다.11 is a timing chart in the present embodiment. Phase PH1 and phase PH2 represent timing charts when selected, and phase PH3 and phase PH4 represent timing charts when selected.

블록 선택 신호(SLT)가 공급된 경우의 동작을 도 11의 위상 PH1과 위상 PH2를 이용하여 설명한다. 짧은 펄스 폭의 펄스 클록(PCK)의 L 레벨에 의해, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 L 레벨로 리셋된다. 그 후, 펄스 클록(PCK)의 H 레벨로의 전환과 블록 선택 신호(SLT)의 공급에 의해, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 H 레벨이 된다. 그리고, 위상 PH2의 펄스 클록(PCK)의 L 레벨의 입력에 의해, 다시 제어 클록(CCEN)은 L 레벨로 리셋된다.The operation when the block selection signal SLT is supplied will be described using the phase PH1 and the phase PH2 of FIG. By the L level of the pulse clock PCK of short pulse width, the control clock enable signal CCEN is reset to the L level. Thereafter, the control clock enable signal CCEN becomes H level by switching the pulse clock PCK to the H level and supplying the block select signal SLT. And the control clock CCEN is reset to L level by input of the L level of the pulse clock PCK of phase PH2 again.

제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 반전된 시스템 클록(SCK)과 함께 클록 생성부(111~114)의 NAND 게이트(620)에 입력한다(도 6 참조). 따라서, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)가 H 레벨인 경우, 인버터(610)와 NAND 게이트(620)에서 지연된 시스템 클록(SCK)이 제어 클록(C1)으로서 출력된다. 제어 클록(C2~C4)은 제어 클 록(C1)을 더욱 지연시킨 것이다.The control clock enable signal CCEN is input to the NAND gates 620 of the clock generators 111 to 114 together with the inverted system clock SCK (see FIG. 6). Therefore, when the control clock enable signal CCEN is at the H level, the system clock SCK delayed by the inverter 610 and the NAND gate 620 is output as the control clock C1. The control clocks C2 to C4 further delay the control clock C1.

반대로, 블록 선택 신호(SLT)가 공급되지 않은 경우의 동작을, 도 11의 위상 PH3과 위상 PH4를 이용하여 설명한다. 짧은 펄스 폭의 펄스 클록(PCK)의 L 레벨에 의해 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 L 레벨로 리셋된다. 그 후, 펄스 클록(PCK)은 H 레벨로 전환되지만, 블록 선택 신호(SLT)는 공급되지 않는다. 이 때문에, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 H 레벨이 되지 않고, L 레벨로 유지된다.On the contrary, the operation when the block selection signal SLT is not supplied will be described using the phase PH3 and the phase PH4 of FIG. The control clock enable signal CCEN is reset to the L level by the L level of the pulse clock PCK having a short pulse width. Thereafter, the pulse clock PCK is switched to the H level, but the block select signal SLT is not supplied. For this reason, the control clock enable signal CCEN does not become H level but is maintained at L level.

제어 클록 인에이블 신호(CCEN)는 반전된 시스템 클록(SCK)과 함께 클록 생성부(111~114)의 NAND 게이트(620)에 입력한다(도 6 참조). 따라서, 제어 클록 인에이블 신호(CCEN)가 L 레벨인 경우, 시스템 클록(SCK)의 상태에 관계없이, 제어 클록(C1)은 H 레벨로 유지된다. 제어 클록(C2~C4)은 제어 클록(C1)을 더욱 지연시킨 것이기 때문에, 마찬가지로 H 레벨로 유지된다.The control clock enable signal CCEN is input to the NAND gates 620 of the clock generators 111 to 114 together with the inverted system clock SCK (see FIG. 6). Therefore, when the control clock enable signal CCEN is at the L level, the control clock C1 is maintained at the H level regardless of the state of the system clock SCK. Since the control clocks C2 to C4 delay the control clock C1 further, they are maintained at the H level.

이와 같이, 제어 클록(C1~C4)은 블록 선택 신호(SLT)가 공급되지 않은 경우, H 레벨로 유지되고, 정지 상태가 된다.In this way, the control clocks C1 to C4 are maintained at the H level when the block selection signal SLT is not supplied, and the control clocks C1 to C4 are stopped.

선택된 메모리 블록의 동적 회로군은 제어 클록(C1~C4)이 공급됨으로써, 소정의 기능을 실행하는 동작을 행한다. 그 때에, 프리차지와 디스차지를 반복하여 전력을 소비한다. 그러나, 선택되지 않은 메모리 블록 내의 동적 회로군에는 제어 클록(C1~C4)이 공급되지 않기 때문에 소정의 기능을 실행하는 동작을 행하지 않으며 전력은 소비되지 않는다.The dynamic circuit group of the selected memory block is supplied with the control clocks C1 to C4 to perform an operation of executing a predetermined function. At that time, precharge and discharge are repeatedly consumed. However, since the control clocks C1 to C4 are not supplied to the dynamic circuit group in the unselected memory block, no operation for executing a predetermined function is performed and power is not consumed.

도 12는 로우 디코더(121)와 로우 드라이버(122)의 회로도이다. 또한, 도 13은 로우 디코드의 전단 회로를 도시하는 도면이다. 선택된 메모리 블록에 있어서, 로우 디코더(121)는 클록 생성부(111)에서 생성된 제어 클록(C1)에 동기하여 동작하고, 판독하는 메모리 셀의 워드선(WL)을 선택한다. 도 13에 도시하는 인버터와 AND 회로로 이루어지는 프리 디코더가 8 비트의 어드레스 신호 A 중 2 비트의 어드레스 신호에 대하여 프리 디코드 신호를 생성한다. 도 13에 있어서, 어드레스 신호 A[7]과 A[6]로부터 프리 디코드 신호 PD76[3]~PD76[0]가 생성되고, 어드레스 신호 A[5]와 A[4], A[3]과 A[2], A[1]과 A[0]로부터도 마찬가지로 프리 디코드 신호 PD54[3]~PD54[0], PD32[3]~PD32[0], PD10[3]~PD10[0]가 생성된다. 이들의 프리 디코드 신호는 각 로우 디코더의 n형 MOS 트랜지스터(810~813)에 입력한다. 입력한 신호가 모두 H 레벨인 경우에, 그 로우 디코더에 접속되는 워드선(WL)이 선택된다. 도 12로 되돌아가, 제어 클록(C1)의 L 레벨의 입력에 의해 노드(850)가 프리차지되고, 로우 디코더(121)의 출력(z)이 L 레벨로 리셋된다. 그 후, 로우 디코더(121)의 n형 MOS 트랜지스터(810~813)가 모두 H 레벨의 신호를 수신하면, 노드(850)가 디스차지된다. 이것에 의해, 로우 디코더(121)의 출력(z)이 H 레벨이 된다. 한편, 로우 드라이버(122)는 제어 클록(C1)보다도 지연된 제어 클록(C2)의 L 레벨 펄스의 입력에 의해 리셋되고, 그 후 로우 디코더(121)의 출력(z) H 레벨의 입력에 응답하여 n형 MOS 트랜지스터(920)는 도통하고, 노드(950)가 디스차지된다. 이것에 의해, 워드선(WL)이 H 레벨로 드라이브된다.12 is a circuit diagram of the row decoder 121 and the row driver 122. FIG. 13 is a diagram showing a low-definition front end circuit. In the selected memory block, the row decoder 121 operates in synchronization with the control clock C1 generated by the clock generator 111 and selects the word line WL of the memory cell to be read. A predecoder composed of an inverter and an AND circuit shown in FIG. 13 generates a predecode signal with respect to an address signal of two bits of the eight-bit address signal A. FIG. In Fig. 13, predecode signals PD76 [3] to PD76 [0] are generated from address signals A [7] and A [6], and address signals A [5] and A [4], A [3] and Similarly, the predecode signals PD54 [3] to PD54 [0], PD32 [3] to PD32 [0], and PD10 [3] to PD10 [0] from A [2], A [1] and A [0]. Is generated. These predecode signals are input to the n-type MOS transistors 810 to 813 of each row decoder. When the input signals are all at the H level, the word line WL connected to the row decoder is selected. 12, the node 850 is precharged by the input of the L level of the control clock C1, and the output z of the row decoder 121 is reset to the L level. After that, when all of the n-type MOS transistors 810 to 813 of the row decoder 121 receive the H level signal, the node 850 is discharged. As a result, the output z of the row decoder 121 becomes H level. On the other hand, the row driver 122 is reset by the input of the L level pulse of the control clock C2 delayed from the control clock C1, and then in response to the input of the output z H level of the row decoder 121. The n-type MOS transistor 920 conducts, and the node 950 is discharged. As a result, the word line WL is driven to the H level.

이 때, 선택되지 않은 메모리 블록에서는 로우 디코더(121)와 로우 드라이버(122)에 제어 클록(C1과 C2)은 공급되지 않는다. 따라서, 동적 회로의 로우 디코더(121)와 로우 드라이버(122)는 프리차지를 행하지 않으며 소비 전력을 억제한다.At this time, the control clocks C1 and C2 are not supplied to the row decoder 121 and the row driver 122 in the unselected memory block. Therefore, the row decoder 121 and the row driver 122 of the dynamic circuit do not precharge and suppress power consumption.

칼럼 디코더(131)와 칼럼 드라이버(132)도 도 12와 마찬가지의 구성을 하고 있다. 칼럼 디코더(131)는 클록 생성부(111)에서 생성된 제어 클록(C1)에 동기하여 동작하고, 판독하는 메모리 셀의 칼럼을 선택한다. 칼럼 드라이버(132)는 클록 생성부(112)에서 생성된 제어 클록(C2)에 동기하여 동작하고, 칼럼 디코더(131)가 선택한 칼럼에 칼럼 선택 신호(CSL)를 공급한다.The column decoder 131 and the column driver 132 also have the same configuration as in FIG. 12. The column decoder 131 operates in synchronization with the control clock C1 generated by the clock generator 111 and selects a column of a memory cell to be read. The column driver 132 operates in synchronization with the control clock C2 generated by the clock generator 112, and supplies the column select signal CSL to the column selected by the column decoder 131.

이 때에, 선택되지 않은 메모리 블록에서는 칼럼 디코더(131)와 칼럼 드라이버(132)에 제어 클록(C1과 C2)은 공급되지 않는다. 따라서, 칼럼 디코더(131)와 칼럼 드라이버(132)는 프리차지를 행하지 않으며 소비 전력을 억제한다.At this time, the control clocks C1 and C2 are not supplied to the column decoder 131 and the column driver 132 in the unselected memory block. Therefore, the column decoder 131 and the column driver 132 do not precharge and suppress power consumption.

도 14는 제4 실시형태에 있어서의 메모리 시스템의 출력부 구성을 도시하는 도면이다. 도 14에는 메모리 셀군(150) 중 하나의 칼럼(CL1)과, 그것에 대응하는 OR 회로군(141) 및 OR 회로(142)가 표시된다.FIG. 14 is a diagram showing an output unit configuration of the memory system according to the fourth embodiment. In FIG. 14, one column CL1 of the memory cell group 150, an OR circuit group 141, and an OR circuit 142 corresponding to the column CL1 are shown.

여기서는 1 사이클에 1회의 기록이나 판독을 행하는 1 RW 타입의 SRAM을 예로 들어 설명한다. 단, 이외에도 1 사이클에 2회의 기록이나 판독을 행하는 2 RW, 1 사이클에 2회의 기록과 2회의 판독을 행하는 2R2W 등의 멀티포트(SRAM) 내지 레지스터 파일, 또한 DRAM, FRAM 등의 메모리 시스템에도 적응 가능하다. 메모리 셀군의 칼럼(CL1)은 비트선쌍(BLx, BLy)과 워드선(WL00~WL15)과의 교차 위치에, 인버터를 교차 접속시킨 메모리 셀(MC00~MC15)을 갖는다. 메모리 셀(MC00)은 인버터를 구성하는 p형 트랜지스터(p1, p2)와 n형 트랜지스터(n3, n4)와, 워드선(WL00)에 의해 개방되는 n형 게이트 트랜지스터(n5, n6)를 갖는다. 다른 메모리 셀도 마찬가지의 구성으로 되어 있다. 그리고, 비트선쌍(BLx, BLy)은 8개의 메모리 셀(MC00~MC07, MC08~MC15)로 이루어지는 메모리 셀 세트(SET0, SET1)로 분할되어 있다. 그리고, 한쪽의 비트선(BLy)이 2개씩 OR 회로군(141)의 OR 회로(721)에 접속된다.Here, an explanation will be given taking an example of an SRAM of one RW type which writes or reads once per cycle. However, it is also adapted to multiport (SRAM) to register files such as 2 RW for writing and reading twice in one cycle, 2R2W for writing and reading twice in one cycle, and also to memory systems such as DRAM and FRAM. It is possible. The column CL1 of the memory cell group includes the memory cells MC00 to MC15 having the inverters connected to each other at the intersections of the bit line pairs BLx and BLy and the word lines WL00 to WL15. The memory cell MC00 includes p-type transistors p1 and p2, n-type transistors n3 and n4 constituting an inverter, and n-type gate transistors n5 and n6 opened by the word line WL00. Other memory cells have the same configuration. The bit line pairs BLx and BLy are divided into memory cell sets SET0 and SET1 consisting of eight memory cells MC00 to MC07 and MC08 to MC15. One bit line BLy is connected to the OR circuit 721 of the OR circuit group 141.

이 OR 회로(721)는 전술한 동적 회로와 마찬가지로, 제어 클록(C2)에 의해 제어되는 리셋 트랜지스터(p21)와, 인버터(731)와, 래치용 트랜지스터(p22)를 갖고, 그것에 접속된 메모리 셀의 트랜지스터(n4, n6, n14, n16)와 함께 동적 OR 회로를 구성한다. 즉, OR 회로(721)는 메모리 셀 세트(SET0, SET1)의 셀 트랜지스터와 함께 OR 회로를 구성하고, OR 회로(722, 72N)는 도시하지 않은 2개의 메모리 셀 세트의 셀 트랜지스터와 함께 각각 OR 회로를 구성한다.This OR circuit 721 has a reset transistor p21 controlled by the control clock C2, an inverter 731, and a latch transistor p22, like the dynamic circuit described above, and is connected to it. Together with transistors n4, n6, n14, n16 constitute a dynamic OR circuit. That is, the OR circuit 721 constitutes an OR circuit together with the cell transistors of the memory cell sets SET0 and SET1, and the OR circuits 722 and 72N respectively OR together with the cell transistors of two memory cell sets not shown. Configure the circuit.

이 OR 회로(721)에서는 제어 클록(C2)의 L 레벨 펄스에 응답하여 노드(N21)가 H 레벨로 리셋된다. 그리고, 선택된 워드선에 대응하는 메모리 셀의 상태에 따라 노드(N21)가 L 레벨이 되거나 또는 H 레벨로 유지된다. 여기서는 예로서 리드 동작에 대해서 설명한다. 이 경우, 임시로 워드선(WL00)이 선택되고, 트랜지스터(n6)가 도통하였다고 하면, 메모리 셀(MC00)의 트랜지스터(n4)가 OR 회로(721)에 접속되고, 메모리 셀(MC00) 내의 노드(N1)를 입력으로 하는 OR 회로가 된다. 그 때, 다른 워드선은 모두 L 레벨이기 때문에, 게이트 트랜지스터가 도통하지 않고, OR 회로(721)의 노드(N21)의 디스차지 동작에의 영향은 없다. 그리고, 임시로 노드(N1)를 L 레벨로 하면, 트랜지스터(n4)는 비도통 상태이기 때문에, OR 회로(721) 내의 노드(N21)는 H 레벨을 유지한다. 한편, 노드(N1)를 H 레벨로 하면, 트랜지스터(n4)는 도통 상태에 있으며, OR 회로(721)의 노드(N21)는 L 레벨이 되고, OR 회 로(721)는 H 레벨의 출력(z1)을 출력한다. 또한, 동일한 칼럼(CL1)의 비트선에 접속되는 OR 회로(722, 72N)는 대응하는 워드선이 L 레벨인 상태이기 때문에, 이들의 출력(z2~zN)은 모두 L 레벨 상태가 된다.In this OR circuit 721, the node N21 is reset to the H level in response to the L level pulse of the control clock C2. The node N21 becomes L level or is maintained at H level according to the state of the memory cell corresponding to the selected word line. Here, the read operation will be described as an example. In this case, if the word line WL00 is temporarily selected and the transistor n6 conducts, the transistor n4 of the memory cell MC00 is connected to the OR circuit 721, and the node in the memory cell MC00 is connected. It becomes an OR circuit which takes (N1) as an input. At that time, since all other word lines are at the L level, the gate transistor does not conduct, and there is no influence on the discharge operation of the node N21 of the OR circuit 721. When the node N1 is temporarily set to the L level, the transistor n4 is in a non-conductive state, so the node N21 in the OR circuit 721 maintains the H level. On the other hand, when the node N1 is at the H level, the transistor n4 is in a conductive state, the node N21 of the OR circuit 721 is at the L level, and the OR circuit 721 is at the H level output ( z1) is output. Further, the OR circuits 722 and 72N connected to the bit lines of the same column CL1 are in the state where the corresponding word lines are at the L level, and therefore, these outputs z2 to zN are all in the L level state.

이와 같이 OR 회로군(141)은 메모리 셀의 트랜지스터와 함께 OR 회로를 구성하고, 선택된 메모리 셀의 상태를 출력(z1~zN)에 고속으로 출력한다.As described above, the OR circuit group 141 forms an OR circuit together with the transistors of the memory cell, and outputs the state of the selected memory cell to the outputs z1 to zN at high speed.

다음에, OR 회로(142)에는 제어 클록(C2)에 덧붙여, 전단의 OR 회로군(141)으로부터의 출력(z1~zN)과, 칼럼 선택 신호(CSL)가 공급된다. 칼럼 선택 신호(CSL1)는 트랜지스터(n31, n33, n35)에 공급되고, 전단의 OR 회로군(141)의 출력(z1~zN)은 트랜지스터(n32, n34, n36)에 공급된다. 마찬가지로, OR 회로(142)는 다른 칼럼으로부터의 마찬가지의 신호가 공급되는 트랜지스터(n41~n46)를 갖는다. 그리고, H 레벨의 칼럼 선택 신호(CSL)가 공급되는 트랜지스터군이 OR 회로로서 동작한다. 이 OR 회로(142)도 제어 클록(C2)의 L 레벨 펄스에 의해 리셋되고, 전단의 OR 회로군의 출력에 따라 노드(31)가 제어된다.Next, in addition to the control clock C2, the OR circuit 142 is supplied with the outputs z1 to zN and the column select signal CSL from the OR circuit group 141 in the previous stage. The column select signal CSL1 is supplied to the transistors n31, n33 and n35, and the outputs z1 to zN of the OR circuit group 141 at the front end are supplied to the transistors n32, n34 and n36. Similarly, the OR circuit 142 has transistors n41 to n46 to which the same signal from another column is supplied. The transistor group supplied with the H level column select signal CSL operates as an OR circuit. The OR circuit 142 is also reset by the L level pulse of the control clock C2, and the node 31 is controlled in accordance with the output of the OR circuit group in the previous stage.

임시로 칼럼(CL1)이 선택되어 있다고 하면, 칼럼 선택 신호(CSL1)가 H 레벨이 되고, 트랜지스터(n31, n33, n35)가 도통 상태가 되며, 칼럼 선택 신호(CSL2)가 L 레벨이 되고, 트랜지스터(n41, n43, n45)가 비도통 상태가 된다. 그 결과, OR 회로(142)는 OR 회로군(141)으로부터의 출력(z1~zN)을 입력으로 하는 OR 회로를 구성한다. 그리고, 그 출력(z1~zN) 중 어느 하나가 H 레벨인 경우에, 노드(N31)가 L 레벨이 되고, 그 출력(z10)이 H 레벨이 된다. 전술한 바와 같이, 선택된 워드선에 대응하는 메모리 셀의 상태에 따라 출력(z1~zN) 중 어느 하나가 H 레벨 또는 L 레벨 이 되고, 선택되지 않은 워드선에 대응하는 출력(z1~zN)은 모두 L 레벨이 되기 때문에, OR 회로(142)는 선택된 워드선과 선택된 칼럼에 대응하는 메모리 셀의 상태를 그 출력(z10)으로서 출력한다.If the column CL1 is temporarily selected, the column select signal CSL1 becomes H level, the transistors n31, n33, n35 become conductive, and the column select signal CSL2 becomes L level, The transistors n41, n43, n45 are in a non-conductive state. As a result, the OR circuit 142 constitutes an OR circuit which takes in the outputs z1 to zN from the OR circuit group 141. And when any one of the outputs z1-zN is H level, the node N31 will become L level, and the output z10 will be H level. As described above, according to the state of the memory cell corresponding to the selected word line, any one of the outputs z1 to zN becomes H level or L level, and the outputs z1 to zN corresponding to the unselected word lines are Since both are at the L level, the OR circuit 142 outputs as its output z10 the states of the memory cells corresponding to the selected word line and the selected column.

이와 같이, OR 회로(142)는 칼럼 선택 기능에 덧붙여, 전단의 OR 회로군(141)의 출력 논리 OR를 구하는 기능을 갖는다. 그리고, OR 회로(142)의 후단에는 이 OR 회로(142)와 마찬가지의 OR 회로(143)가 설치되고, 그곳으로부터 최종 출력 데이터(z)가 출력된다. 최종단의 OR 회로(143)는 복수의 메모리 블록의 출력 데이터의 논리 OR를 구하여, 선택된 메모리 블록 내의 선택된 메모리 셀의 데이터를 출력한다.In this manner, the OR circuit 142 has a function of obtaining an output logic OR of the OR circuit group 141 in the previous stage in addition to the column selection function. An OR circuit 143 similar to the OR circuit 142 is provided at the rear end of the OR circuit 142, and the final output data z is output therefrom. The OR circuit 143 of the last stage obtains a logical OR of output data of the plurality of memory blocks, and outputs data of selected memory cells in the selected memory block.

또한, OR 회로군(141)과 OR 회로(142)는 동적 회로로 구성되어 있기 때문에 고속 동작이 가능하다. 그리고, 선택된 메모리 블록 내의 OR 회로군(141)과 OR 회로(142)는 제어 클록(C2)에 동기하여 동작하고, 프리차지와 디스차지를 반복하며, 전력을 소비한다. 그러나, 선택되지 않은 메모리 블록에 있어서는 OR 회로군(141)과 OR 회로(142)에는 제어 클록(C2)은 공급되지 않는다. 따라서, OR 회로군(141)과 OR 회로(142)는 프리차지를 행하지 않으며 소비 전력을 억제한다.In addition, since the OR circuit group 141 and the OR circuit 142 are constituted by dynamic circuits, high-speed operation is possible. The OR circuit group 141 and the OR circuit 142 in the selected memory block operate in synchronization with the control clock C2, repeat precharge and discharge, and consume power. However, in the unselected memory block, the control clock C2 is not supplied to the OR circuit group 141 and the OR circuit 142. Therefore, the OR circuit group 141 and the OR circuit 142 do not precharge and suppress power consumption.

이와 같이 하여, 본 실시형태에 의한 RAM 메모리 시스템은 판독하거나 혹은 기록하는 메모리 블록을 선택하고, 그 중에 있는 동적 회로에만 동작시켜 프리차지와 디스차지를 행하는 동적 회로를 한정함으로써, 소비 전력을 억제할 수 있다. 따라서, 고속 동작이 가능한 동적 회로를 이용하고, 또한 소비 전력의 저감이 가능한 반도체 장치를 제공할 수 있다.In this manner, the RAM memory system according to the present embodiment selects a memory block to be read or written, and operates only to the dynamic circuit therein to limit the dynamic circuit for precharging and discharging, thereby reducing power consumption. Can be. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device which uses a dynamic circuit capable of high speed operation and which can reduce power consumption.

도 15는 제4 실시형태의 메모리 시스템의 사이클 타임, 액세스 타임, 소비 전력의 개선을 도시하는 도표이다. 이 표에는 정적 회로로 구성된 메모리 시스템 A와 전술한 동적 회로로 구성된 메모리 시스템 B, C에 대응하는 사이클 타임과 액세스 타임과 소비 전력이 표시된다. 메모리 시스템 B는 전력 절약 모드 신호(PSM)가 L 레벨에 의해 동적 회로의 전력 절약화 기능을 비활성으로 한 경우이며, 메모리 시스템 C는 전력 절약 모드 신호(PSM)가 H 레벨에 의해 전력 절약화 기능을 활성화한 경우이다.FIG. 15 is a chart showing improvement in cycle time, access time, and power consumption of the memory system of the fourth embodiment. This table shows the cycle time, access time and power consumption corresponding to memory system A composed of static circuits and memory systems B and C composed of dynamic circuits described above. Memory system B is when the power saving mode signal (PSM) disables the power saving function of the dynamic circuit by the L level, and memory system C is the power saving mode signal (PSM) by the H level. Is enabled.

정적 회로에 의한 메모리 시스템 A의 사이클 타임, 액세스 타임, 소비 전력을 「1」로 하면, 메모리 시스템 B, C는 모두 사이클 타임, 액세스 타임이 「0.74」 「0.80」으로 개선되어 있다. 한편, 메모리 시스템 B는 모든 동적 회로를 동작시키고 있기 때문에 소비 전력이 「1.37」로 증대하고 있지만, 메모리 시스템 C에서는 동적 회로를 부분적으로만 동작시키기 때문에 소비 전력은 「0.64」로 대폭 개선되어 있다. 즉, 본 실시형태에 대응하는 메모리 시스템 C에서는 동작 속도와 소비 전력 모두가 개선되어 있다.When the cycle time, access time and power consumption of the memory system A by the static circuit are set to "1", the cycle time and access time of the memory systems B and C are all improved to "0.74" and "0.80". On the other hand, the power consumption increases to "1.37" because the memory system B operates all the dynamic circuits, but the power consumption is greatly improved to "0.64" because the memory system C only partially operates the dynamic circuits. That is, in the memory system C corresponding to the present embodiment, both the operation speed and the power consumption are improved.

[발명의 효과][Effects of the Invention]

본 발명의 반도체 장치는 어떤 클록 사이클로 동작시키는 동적 회로를 선택하고, 프리차지와 디스차지를 행하는 동적 회로를 한정함으로써, 동적 회로를 사용한 반도체 장치의 소비 전력을 억제할 수 있다.The semiconductor device of the present invention can suppress the power consumption of the semiconductor device using the dynamic circuit by selecting a dynamic circuit for operating at a certain clock cycle and defining a dynamic circuit for precharging and discharging.

본 발명에 의하면, 동적 회로를 이용한 반도체 장치의 소비 전력을 억제할 수 있다. 그 결과, 정적 회로에 의해 실현되었던 반도체 장치에 동적 회로가 적용되어 고속화가 가능해진다. 또한, 이미 동적 회로가 적용되었던 반도체 장치에 있어서는 탑재하는 배터리 용량의 대형화를 회피할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, power consumption of a semiconductor device using a dynamic circuit can be suppressed. As a result, a dynamic circuit is applied to the semiconductor device realized by the static circuit, thereby enabling high speed. In addition, in a semiconductor device to which a dynamic circuit has already been applied, there is an advantage that it is possible to avoid an increase in the capacity of a battery to be mounted.

Claims (6)

복수의 기능 블록과, 상기 복수의 기능 블록 중 동작시키는 기능 블록에 대하여 선택 신호를 공급하는 선택 신호 생성 회로를 포함하고,A selection signal generation circuit for supplying a selection signal to a plurality of functional blocks and a functional block to be operated among the plurality of functional blocks; 상기 복수의 기능 블록은,The plurality of functional blocks, 상기 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 상기 선택 신호가 공급되고 있는 경우에 상기 시스템 클록에 기초하는 제어 클록을 생성하며, 상기 선택 신호가 공급되고 있지 않는 경우에 상기 제어 클록의 생성을 정지하는 클록 생성 유닛과,A clock for supplying the selection signal and a system clock, generating a control clock based on the system clock when the selection signal is being supplied, and stopping generation of the control clock when the selection signal is not being supplied; Generating unit, 전원과 그라운드 사이에, 상기 제어 클록이 게이트에 공급되는 p형 트랜지스터와, 입력 신호가 게이트에 공급되는 n형 트랜지스터가 직렬로 설치되고, 상기 p형 트랜지스터와 상기 n형 트랜지스터 사이의 노드가 상기 제어 클록의 공급에 응답하여 프리차지되며 상기 입력 신호에 따라 디스차지되는 동적 회로를 포함하며,Between a power supply and ground, a p-type transistor in which the control clock is supplied to the gate and an n-type transistor in which an input signal is supplied to the gate are provided in series, and a node between the p-type transistor and the n-type transistor is controlled. A dynamic circuit precharged in response to the supply of the clock and discharged in accordance with the input signal, 상기 클록 생성 유닛은,The clock generation unit, 상기 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 상기 선택 신호의 공급에 응답하여 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 시작하며, 상기 시스템 클록의 1 사이클의 종료에 응답하여 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 종료하는 클록 제어부와,The selection signal and the system clock are supplied, start generation of a control clock enable signal in response to the supply of the selection signal, and end generation of the control clock enable signal in response to the end of one cycle of the system clock. A clock control unit 상기 제어 클록 인에이블 신호와 상기 시스템 클록이 공급되고, 상기 제어 클록 인에이블 신호가 공급되고 있는 동안에는 상기 시스템 클록에 기초하는 상기 제어 클록을 생성하며, 상기 제어 클록 인에이블 신호가 공급되고 있지 않는 동안에는 상기 제어 클록의 생성을 정지하는 클록 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.While the control clock enable signal and the system clock are supplied and the control clock enable signal is being supplied, the control clock based on the system clock is generated, while the control clock enable signal is not being supplied. And a clock generator for stopping generation of the control clock. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 클록 생성 유닛은,The clock generation unit, 전력 절약 모드가 공급되고 있는 경우에, 상기 선택 신호의 공급에 응답하여 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 시작하며, 상기 시스템 클록의 1 사이클의 종료에 따라 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 종료하고, 상기 전력 절약 모드가 공급되고 있지 않는 경우에, 상기 선택 신호의 입력에 관계없이 상기 제어 클록 인에이블 신호를 생성하는 상기 클록 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.When the power saving mode is being supplied, generation of the control clock enable signal is started in response to the supply of the selection signal, and generation of the control clock enable signal is terminated at the end of one cycle of the system clock. And the clock control unit which generates the control clock enable signal regardless of the input of the selection signal when the power saving mode is not supplied. 복수의 메모리 블록과, 상기 복수의 메모리 블록 중 판독 혹은 기록을 행하는 메모리 블록에 대하여 블록 선택 신호를 공급하는 어드레스 프리 디코더를 포함하고,A plurality of memory blocks and an address-free decoder for supplying a block selection signal to a memory block for reading or writing among the plurality of memory blocks; 상기 복수의 메모리 블록은,The plurality of memory blocks, 상기 블록 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 상기 블록 선택 신호가 공급되고 있는 경우에 상기 시스템 클록에 기초하는 제어 클록을 생성하며, 상기 블 록 선택 신호가 공급되고 있지 않는 경우에 상기 제어 클록의 생성을 정지하는 클록 생성 유닛과,The control signal is generated based on the system clock when the block selection signal and the system clock are supplied, and when the block selection signal is not supplied. A clock generation unit that stops 데이터를 유지하는 메모리 셀군과,A memory cell group that holds data; 메모리 셀의 데이터의 워드선을 선택하는 로우 디코더와,A row decoder for selecting word lines of data of the memory cells; 상기 로우 디코더에서 선택된 상기 워드선을 드라이브하는 로우 드라이버와,A row driver for driving the word line selected by the row decoder; 상기 메모리 셀의 칼럼을 선택하는 칼럼 디코더와,A column decoder for selecting a column of the memory cell; 상기 칼럼 디코더에서 선택된 상기 칼럼에 칼럼 선택 신호(CSL)를 공급하는 칼럼 드라이버와,A column driver for supplying a column selection signal (CSL) to the column selected by the column decoder; 상기 메모리 셀군의 상기 비트선을 입력하고 판독 데이터를 출력하는 출력 회로군을 포함하고,An output circuit group for inputting the bit line of the memory cell group and outputting read data; 상기 로우 디코더와 상기 로우 드라이버와 상기 칼럼 디코더와 상기 칼럼 드라이버와 상기 출력 회로군은, 전원과 그라운드 사이에, 상기 제어 클록이 게이트에 공급되는 p형 트랜지스터와, 입력 신호가 게이트에 공급되는 n형 트랜지스터가 직렬로 설치되고, 상기 p형 트랜지스터와 상기 n형 트랜지스터 사이의 노드가 상기 제어 클록의 공급에 응답하여 프리차지되며 상기 입력 신호에 따라 디스차지되는 동적 회로로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.The row decoder, the row driver, the column decoder, the column driver, and the output circuit group include a p-type transistor to which the control clock is supplied to a gate between a power supply and ground, and an n-type to which an input signal is supplied to the gate. And a transistor is provided in series, and a node between the p-type transistor and the n-type transistor is configured as a dynamic circuit which is precharged in response to the supply of the control clock and discharged according to the input signal. Memory. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 클록 생성 유닛은,The clock generation unit, 상기 블록 선택 신호와 시스템 클록이 공급되고, 상기 블록 선택 신호의 공 급에 응답하여 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 시작하며, 상기 시스템 클록의 1 사이클의 종료에 응답하여 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 종료하는 클록 제어부와,The block select signal and the system clock are supplied and start generation of a control clock enable signal in response to the supply of the block select signal, and in response to the end of one cycle of the system clock. A clock control unit which terminates generation; 상기 제어 클록 인에이블 신호와 상기 시스템 클록이 공급되고, 상기 제어 클록 인에이블 신호가 공급되고 있는 동안에는 상기 시스템 클록에 기초하는 상기 제어 클록을 생성하며, 상기 제어 클록 인에이블 신호가 공급되고 있지 않는 동안에는 상기 제어 클록의 생성을 정지하는 클록 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.While the control clock enable signal and the system clock are supplied and the control clock enable signal is being supplied, the control clock based on the system clock is generated, while the control clock enable signal is not being supplied. And a clock generator for stopping the generation of the control clock. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 클록 생성 유닛은,The clock generation unit, 전력 절약 모드 신호가 공급되고 있는 경우에, 상기 블록 선택 신호의 공급에 응답하여 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 시작하며, 상기 시스템 클록의 1 사이클의 종료에 따라 상기 제어 클록 인에이블 신호의 생성을 종료하고, 상기 전력 절약 모드 신호가 공급되고 있지 않는 경우에, 상기 블록 선택 신호의 입력에 관계없이 상기 제어 클록 인에이블 신호를 생성하는 상기 클록 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리.When the power saving mode signal is being supplied, generation of the control clock enable signal is initiated in response to the supply of the block selection signal, and generation of the control clock enable signal upon completion of one cycle of the system clock. And the clock control unit for generating the control clock enable signal regardless of the input of the block selection signal when the power saving mode signal is not supplied.
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