KR102444946B1 - 반도체장치 - Google Patents
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Abstract
반도체장치는 동작오프셋신호와 동작온도코드를 비교하여 중단신호를 생성하는 중단신호생성회로; 상기 중단신호에 응답하여 생성되는 동작클럭에 동기하여 센싱온도신호로부터 출력온도신호를 생성하는 온도신호출력회로; 및 상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대응되는 온도차코드를 생성하고, 상기 온도차코드를 토대로 상기 동작온도코드를 생성하는 온도코드처리회로를 포함한다.
Description
본 발명은 온도신호를 생성할 수 있는 반도체장치 및 반도체시스템에 관한 것이다.
반도체장치는 하나의 트랜지스터와 하나의 스토리지 커패시터로 구성된 메모리셀을 다수개 포함하고, 메모리셀의 데이터 리텐션(retention) 특성은 온도에 따라서도 매우 민감하게 나타난다. 따라서, 반도체장치의 내부온도의 변화에 따라서 반도체시스템 내에 있는 회로 블럭들의 동작조건을 조절할 필요가 생길 수 있다. 반도체시스템의 내부온도 변화에 따른 동작조건 조절에는 DTSR(Digital Temperature Sensor Regulator), ATSR(Analog Temp Sensor Regulator) 및 DTCSR(Digital Temperature Compensated Self Refresh) 등의 온도센서 등이 사용될 수 있다.
본 발명은 오프셋(offset) 정보를 반영한 온도신호를 생성할 수 있는 반도체장치 및 반도체시스템을 제공한다.
이를 위해 본 발명은 동작오프셋신호와 동작온도코드를 비교하여 중단신호를 생성하는 중단신호생성회로; 상기 중단신호에 응답하여 생성되는 동작클럭에 동기하여 센싱온도신호로부터 출력온도신호를 생성하는 온도신호출력회로; 및 상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대응되는 온도차코드를 생성하고, 상기 온도차코드를 토대로 상기 동작온도코드를 생성하는 온도코드처리회로를 포함하는 반도체장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 리셋펄스가 생성되는 경우 동작클럭에 동기하여 센싱온도신호로부터 출력온도신호를 생성하고, 상기 리셋펄스가 생성된 후 상기 리셋펄스가 생성되지 않는 경우 가변온도신호로부터 상기 출력온도신호를 생성하며, 상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대한 기설정된 연산동작을 수행하여 상기 가변온도신호를 생성하는 온도신호출력회로; 상기 출력온도신호에 대응하는 내부온도별 온도차를 합산하여 동작온도코드를 생성하는 온도코드처리회로; 및 상기 동작온도코드에 응답하여 상기 동작클럭의 생성을 제어하기 위한 중단신호를 생성하는 중단신호생성회로를 포함하는 반도체장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명은 오프셋신호와 합산온도코드를 비교하여 중단신호를 생성하는 중단신호생성회로; 상기 중단신호에 응답하여 생성되는 동작클럭에 동기하여 센싱온도신호로부터 출력온도신호를 생성하는 온도신호출력회로; 및 상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대응되는 온도차코드를 생성하고, 상기 온도차코드를 토대로 상기 합산온도코드를 생성하는 온도코드처리회로를 포함하는 반도체장치를 제공한다.
본 발명에 의하면 오프셋 정보를 반영한 출력온도신호를 생성하여 내부동작을 제어함으로써, 센싱온도와 반도체장치의 내부온도 간의 온도편차에 따라 내부동작 수행 시 오동작이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 오프셋 정보를 가변하여 셀프리프레쉬 주기 등의 내부동작을 제어할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 의하면 센싱온도신호가 업데이트되는 경우 리셋펄스를 발생함으로써, 출력온도신호를 센싱온도신호로 업데이트한 후 오프셋 정보를 반영할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 동작클럭생성회로의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 리셋펄스생성회로의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 온도신호출력회로의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5는 도 4에 도시된 온도신호출력회로에 포함된 선택출력기의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 6은 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 온도코드처리회로의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 블럭도이다.
도 7은 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 중단신호생성회로의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 8은 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 오프셋신호입력회로의 동작을 설명하기 위한 표이다.
도 9는 도 2에 도시된 동작클럭생성회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 10 내지 도 12는 중단신호 생성 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 14는 도 13에 도시된 반도체장치에 포함된 온도코드처리회로의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 블럭도이다.
도 15 내지 도 17은 도 13 및 도 14에 도시된 반도체장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 18은 도 1 또는 도 13에 도시된 반도체장치가 적용된 반도체시스템의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 도면이다.
도 19는 도 1 및 도 13에 도시된 반도체장치들 중 적어도 하나가 적용된 전자시스템의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 동작클럭생성회로의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 리셋펄스생성회로의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 온도신호출력회로의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5는 도 4에 도시된 온도신호출력회로에 포함된 선택출력기의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 6은 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 온도코드처리회로의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 블럭도이다.
도 7은 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 중단신호생성회로의 일 실시예에 따른 회로도이다.
도 8은 도 1에 도시된 반도체장치에 포함된 오프셋신호입력회로의 동작을 설명하기 위한 표이다.
도 9는 도 2에 도시된 동작클럭생성회로의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 10 내지 도 12는 중단신호 생성 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 14는 도 13에 도시된 반도체장치에 포함된 온도코드처리회로의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 블럭도이다.
도 15 내지 도 17은 도 13 및 도 14에 도시된 반도체장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 18은 도 1 또는 도 13에 도시된 반도체장치가 적용된 반도체시스템의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 도면이다.
도 19는 도 1 및 도 13에 도시된 반도체장치들 중 적어도 하나가 적용된 전자시스템의 일 실시예에 따른 구성을 도시한 도면이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체장치는 오프셋신호입력회로(1), 동작클럭생성회로(2), 리셋펄스생성회로(3), 온도신호출력회로(4), 온도코드처리회로(5) 및 중단신호생성회로(6)를 포함할 수 있다.
오프셋신호입력회로(1)는 오프셋신호(OFFS<2:1>)에 응답하여 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)를 생성할 수 있다. 오프셋신호입력회로(1)는 오프셋신호(OFFS<2:1>)를 디코딩하여 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)를 생성하는 디코더로 구현할 수 있다. 오프셋신호(OFFS<2:1>)는 반도체장치 외부에서 인가된 신호로 설정되나 실시예에 따라서는 반도체장치 내부에서 생성되는 신호로 설정될 수도 있다. 오프셋신호(OFFS<2:1>)는 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차에 대한 오프셋(offset) 정보를 포함한다. 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합은 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합에 따라 결정될 수 있다.
동작클럭생성회로(2)는 중단신호(STOP)에 응답하여 클럭(CLK)으로부터 동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)을 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 동작클럭생성회로(2)는 중단신호(STOP)가 디스에이블된 상태에서 클럭(CLK)을 버퍼링하여 동작클럭(CLK_O)을 생성하고, 동작클럭(CLK_O)을 기설정된 구간만큼 지연시켜 지연동작클럭(CLK_OD)을 생성할 수 있다. 동작클럭생성회로(2)의 보다 구체적인 구성 및 동작은 도 2를 참고하여 후술한다.
리셋펄스생성회로(3)는 업데이트신호(UPD_P) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<1>)에 응답하여 리셋펄스(RSTP)를 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 리셋펄스생성회로(3)는 업데이트신호(UPD_P) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<1>) 중 적어도 하나가 인에이블되는 경우 인에이블되는 리셋펄스(RSTP)를 생성할 수 있다. 업데이트신호(UPD_P)는 기설정된 업데이트구간이 경과되는 시점마다 인에이블되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 업데이트신호(UPD_P)는 동작클럭(CLK_O)의 주기가 0.5μsec인 상태에서 8msec마다 인에이블되도록 설정될 수 있다. 동작오프셋신호(OFFS_D<1>)는 반도체장치의 내부온도와 센싱온도 사이에 온도편차가 없는 경우 인에이블되도록 설정될 수 있다. 실시예에 따라서 리셋펄스생성회로(3)는 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)에 응답하여 리셋펄스(RSTP)를 생성하도록 구현될 수도 있다. 리셋펄스생성회로(3)의 보다 구체적인 구성 및 동작은 도 3을 참고하여 후술한다.
온도신호출력회로(4)는 리셋펄스(RSTP), 동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)에 응답하여 센싱온도신호(TS<3:1>)를 입력받아 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 출력할 수 있다. 온도신호출력회로(4)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되어 생성되는 경우 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 센싱온도신호(TS<3:1>)를 버퍼링하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)로 출력할 수 있다. 온도신호출력회로(4)는 리셋펄스(RSTP)가 생성되지 않는 상태에서 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 대해 기설정된 연산 동작을 수행하고, 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도신호출력회로(4)는 리셋펄스(RSTP)가 생성되지 않는 상태에서 지연동작클럭(CLK_OD)에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 카운팅하여 출력할 수 있다. 온도신호출력회로(4)의 보다 구체적인 구성 및 동작은 도 4 및 도 5를 참고하여 후술한다.
온도코드처리회로(5)는 동작클럭(CLK_O)에 응답하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)로부터 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)를 생성할 수 있다. 온도코드처리회로(5)는 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 입력되는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 대응되는 내부온도별 온도차정보를 합산하여 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)를 생성할 수 있다. 온도코드처리회로(5)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되는 경우 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)를 초기화할 수 있다. 온도코드처리회로(5)의 보다 구체적인 구성 및 동작은 도 6을 참고하여 후술한다.
중단신호생성회로(6)는 동작온도코드(TCD_OP<8:1>), 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>) 및 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 응답하여 중단신호(STOP)를 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 중단신호생성회로(6)는 동작온도코드(TCD_OP<8:1>) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)가 서로 대응되는 신호인 경우 인에이블되는 중단신호(STOP)를 생성할 수 있다. 한편, 중단신호생성회로(6)는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)가 더 이상 연산 동작을 수행할 수 없는 기설정된 논리레벨조합을 갖는 경우 인에이블되는 중단신호(STOP)를 생성할 수 있다. 중단신호생성회로(6)의 보다 구체적인 구성 및 동작은 도 7을 참고하여 후술한다.
도 2를 참고하면 동작클럭생성회로(2)는 클럭합성부(21) 및 지연기(22)를 포함할 수 있다.
클럭합성부(21)는 중단신호(STOP)에 응답하여 클럭(CLK)으로부터 동작클럭(CLK_O)을 생성할 수 있다. 클럭합성부(21)는 중단신호(STOP)가 로직로우레벨로 디스에이블되는 경우 클럭(CLK)을 버퍼링하여 동작클럭(CLK_O)을 생성한다. 클럭합성부(21)는 중단신호(STOP)가 로직하이레벨로 인에이블되는 경우 클럭(CLK)에 관계없이 로직로우레벨의 동작클럭(CLK_O)을 생성한다.
지연기(22)는 동작클럭(CLK_O)을 기설정된 지연구간만큼 지연시켜 지연동작클럭(CLK_OD)을 생성할 수 있다. 지연기(22)의 지연구간은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
이상 정리하면 동작클럭생성회로(2)는 중단신호(STOP)가 디스에이블된 상태에서 클럭(CLK)을 버퍼링하여 동작클럭(CLK_O)을 생성하고, 동작클럭(CLK_O)을 기설정된 구간만큼 지연시켜 지연동작클럭(CLK_OD)을 생성한다.
도 3을 참고하면 리셋펄스생성회로(3)는 신호합성부(31) 및 지연기(32)를 포함할 수 있다.
신호합성부(31)는 업데이트신호(UPD_P) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<1>)를 입력받아 논리합 연산 동작을 수행할 수 있다. 신호합성부(31)는 업데이트신호(UPD_P) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<1>) 중 적어도 하나가 로직하이레벨인 경우 로직하이레벨의 신호를 출력할 수 있다. 본 실시예에서 업데이트신호(UPD_P) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<1>)는 로직하이레벨로 인에이블되는 것으로 가정하였으나 실시예에 따라서 로직로우레벨로 인에이블되도록 설정될 수도 있다.
지연기(32)는 신호합성부(31)의 출력신호를 기설정된 지연구간만큼 지연시켜 리셋펄스(RSTP)로 출력할 수 있다. 지연기(32)는 신호합성부(31)의 출력신호가 로직하이레벨일 때 로직하이레벨로 인에이블되는 리셋펄스(RSTP)를 생성할 수 있다.
리셋펄스생성회로(3)는 업데이트신호(UPD_P) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<1>) 중 적어도 하나가 인에이블되는 경우 인에이블되는 리셋펄스(RSTP)를 생성할 수 있다. 업데이트신호(UPD_P)는 동작클럭(CLK_O)의 주기가 0.5μsec인 상태에서 8msec마다 인에이블되도록 설정될 수 있고, 동작오프셋신호(OFFS_D<1>)는 반도체장치의 내부온도와 센싱온도 사이에 온도편차가 없는 경우 인에이블되도록 설정될 수 있다.
도 4를 참고하면 온도신호출력회로(4)는 선택출력기(41) 및 연산기(42)를 포함할 수 있다.
선택출력기(41)는 리셋펄스(RSTP) 및 지연동작클럭(CLK_OD)에 응답하여 가변온도신호(T_VA<3:1>) 및 센싱온도신호(TS<3:1>)를 입력받아 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 출력할 수 있다. 선택출력기(41)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되는 경우 센싱온도신호(TS<3:1>)를 출력온도신호(T_OUT<3:1>)로 선택하여 지연동작클럭(CLK_OD)에 동기하여 출력할 수 있다. 선택출력기(41)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블된 후 리셋펄스(RSTP)가 디스에이블되는 경우 지연동작클럭(CLK_OD)에 동기하여 가변온도신호(T_VA<3:1>)를 출력온도신호(T_OUT<3:1>)로 선택하여 출력할 수 있다. 이때, 가변온도신호(T_VA<3:1>)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블될 때 연산기(42)에서 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 대한 기설정된 연산 동작 결과 생성될 수 있다.
연산기(42)는 동작클럭(CLK_O)에 응답하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 대한 기설정된 연산 동작을 수행하여 가변온도신호(T_VA<3:1>)를 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 연산기(42)는 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 대한 연산 동작을 수행하여 가변온도신호(T_VA<3:1>)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 연산기(42)는 동작클럭(CLK_O)의 라이징에지에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 1 비트만큼 다운카운팅하여 가변온도신호(T_VA<3:1>)를 생성할 수 있다. 연산기(42)가 수행하는 연산 동작은 실시예에 따라서 다르게 설정할 수도 있다.
도 5를 참고하면 선택출력기(41)는 선택입력버퍼(411) 및 출력래치(412)를 포함할 수 있다.
선택입력버퍼(411)는 전달게이트들(T41, T42)을 포함하여 리셋펄스(RSTP), 반전리셋펄스(RSTPB), 지연동작클럭(CLK_OD) 및 반전지연동작클럭(CLK_ODB)에 응답하여 가변온도신호(T_VA<3:1>) 또는 센싱온도신호(TS<3:1>)를 노드(nd41)로 출력할 수 있다. 반전리셋펄스(RSTPB)는 리셋펄스(RSTP)를 반전 버퍼링하여 생성되는 신호이다. 선택입력버퍼(411)는 리셋펄스(RSTP)가 로직하이레벨로 인에이블되는 경우 턴온되는 전달게이트(T41)를 통해 센싱온도신호(TS<3:1>)를 반전버퍼링하여 노드(nd41)로 출력할 수 있다. 선택입력버퍼(411)는 리셋펄스(RSTP)가 로직로우레벨로 디스에이블되는 경우 턴온되는 전달게이트(T42)를 통해 지연동작클럭(CLK_OD) 및 반전지연동작클럭(CLK_ODB)에 동기하여 가변온도신호(T_VA<3:1>)를 반전버퍼링하여 노드(nd41)로 출력할 수 있다. 반전지연동작클럭(CLK_ODB)은 지연동작클럭(CLK_OD)을 반전 버퍼링하여 생성되는 신호이다.
출력래치(412)는 래치들(413, 415) 및 버퍼(414)를 포함하고, 지연동작클럭(CLK_OD) 및 반전지연동작클럭(CLK_ODB)에 응답하여 노드(nd41)의 신호로부터 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 생성할 수 있다. 버퍼(414)는 지연동작클럭(CLK_OD) 및 반전지연동작클럭(CLK_ODB)에 응답하여 래치(413)의 출력신호를 버퍼링하는 동작을 수행한다. 좀 더 구체적으로, 출력래치(412)는 지연동작클럭(CLK_OD)의 폴링에지에 동기하여 노드(nd41)의 신호를 반전 버퍼링하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)로 출력할 수 있다.
도 6을 참고하면 온도코드처리회로(5)는 제1 디코더(51), 온도차코드생성기(52), 코드합산기(53) 및 제2 디코더(54)를 포함할 수 있다.
제1 디코더(51)는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 디코딩하여 온도디코딩코드(T_DEC<8:1>)를 생성할 수 있다. 온도디코딩코드(T_DEC<8:1>)의 논리레벨조합은 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리조합에 따라 결정될 수 있다. 온도디코딩코드(T_DEC<8:1>)의 논리레벨조합마다 대응되는 반도체장치의 내부온도들은 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
온도차코드생성기(52)는 온도디코딩코드(T_DEC<8:1>)에 응답하여 온도차코드(T_DIF<2:1>)를 생성할 수 있다. 온도차코드생성기(52)는 온도디코딩코드(T_DEC<8:1>)의 논리레벨조합에 대응되는 반도체장치의 내부온도별 온도차정보를 포함하는 온도차코드(T_DIF<2:1>)를 생성할 수 있다.
코드합산기(53)는 동작클럭(CLK_O)에 응답하여 온도차코드(T_DIF<2:1>)를 합산하여 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 코드합산기(53)는 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 입력되는 온도차코드(T_DIF<2:1>)를 순차적으로 합산하여 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 생성할 수 있다. 코드합산기(53)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되는 경우 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 초기화할 수 있다. 합산온도코드(T_SUM<3:1>)가 초기화되었을 때 갖는 논리레벨조합은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
제2 디코더(54)는 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 디코딩하여 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)를 생성할 수 있다. 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합은 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리조합에 따라 결정될 수 있다.
도 7을 참고하면 중단신호생성회로(6)는 감지신호생성기(61), 감지신호합성기(62), 오버플로우감지기(63) 및 중단신호출력기(64)를 포함할 수 있다.
감지신호생성기(61)는 동작온도코드(TCD_OP<1:8>) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)에 응답하여 제1 감지신호(DET1), 제2 감지신호(DET2) 및 제3 감지신호(DET3)를 생성할 수 있다. 감지신호생성기(61)는 동작오프셋신호(OFFS_D<2>)가 로직하이레벨로 인에이블된 상태에서 동작온도코드(TCD_OP<3>) 또는 동작온도코드(TCD_OP<4>)가 로직하이레벨로 인에이블되는 경우 로직하이레벨로 인에이블되는 제1 감지신호(DET1)를 생성할 수 있다. 감지신호생성기(61)는 동작오프셋신호(OFFS_D<3>)가 로직하이레벨로 인에이블된 상태에서 동작온도코드(TCD_OP<5>) 또는 동작온도코드(TCD_OP<6>)가 로직하이레벨로 인에이블되는 경우 로직하이레벨로 인에이블되는 제2 감지신호(DET2)를 생성할 수 있다. 감지신호생성기(61)는 동작오프셋신호(OFFS_D<4>)가 로직하이레벨로 인에이블된 상태에서 동작온도코드(TCD_OP<7>) 또는 동작온도코드(TCD_OP<8>)가 로직하이레벨로 인에이블되는 경우 로직하이레벨로 인에이블되는 제3 감지신호(DET3)를 생성할 수 있다. 실시예에 따라서 제1 감지신호(DET1), 제2 감지신호(DET2) 및 제3 감지신호(DET3)가 로직로우레벨로 인에이블되도록 설정될 수도 있다.
감지신호합성기(62)는 제1 감지신호(DET1), 제2 감지신호(DET2) 및 제3 감지신호(DET3)를 합성하여 합성감지신호(DET_SB)를 생성할 수 있다. 감지신호합성기(62)는 제1 감지신호(DET1), 제2 감지신호(DET2) 및 제3 감지신호(DET3) 중 적어도 하나가 로직하이레벨로 인에이블되는 경우 로직로우레벨로 인에이블되는 합성감지신호(DET_SB)를 생성할 수 있다. 실시예에 따라서 합성감지신호(DET_SB)가 로직하이레벨로 인에이블되도록 설정될 수도 있다.
오버플로우감지기(63)는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합을 감지하여 오버플로우신호(OFB)를 생성할 수 있다. 오버플로우감지기(63)는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)가 순차적으로 다운(down) 카운팅되어 '000'의 논리레벨조합을 갖는 경우 로직로우레벨로 인에이블되는 오버플로우신호(OFB)를 생성할 수 있다. 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합이 '000'이라 함은 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 포함된 모든 비트들이 로직로우레벨로 설정됨을 의미한다. 오버플로우신호(OFB)를 인에이블시키기 위한 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
중단신호출력기(64)는 동작클럭(CLK_O), 반전동작클럭(CLK_OB) 및 반전리셋펄스(RSTPB)에 응답하여 합성감지신호(DET_SB) 및 오버플로우신호(OFB)를 입력받아 중단신호(STOP)를 생성할 수 있다. 중단신호출력기(64)는 로직로우레벨로 인에이블되는 반전리셋펄스(RSTPB)가 입력되는 경우 노드(nd61)를 전원전압(VDD)에 의해 로직하이레벨로 초기화할 수 있다. 중단신호출력기(64)는 합성감지신호(DET_SB) 또는 오버플로우신호(OFB)가 로직로우레벨로 인에이블되면 동작클럭(CLK_O) 및 반전동작클럭(CLK_OB)에 동기하여 로직하이레벨로 인에이블되는 중단신호(STOP)를 생성할 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이 구성된 반도체장치의 동작을 도 8 내지 도 12를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.
반도체장치에 포함된 온도센서(미도시)에 의해 센싱된 센싱온도와 실제 내부온도 사이에 온도편차가 있는 경우 오프셋신호(OFFS<2:1>)가 입력된다. 오프셋신호(OFFS<2:1>)는 반도체장치 외부에서 인가된 신호로 설정되나 실시예에 따라서는 반도체장치 내부에서 생성되는 신호로 설정될 수도 있다. 오프셋신호(OFFS<2:1>)는 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차에 대한 오프셋(offset) 정보를 포함한다. 도 8를 참고하면 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합이 '00'인 경우 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차(즉 오프셋 값)가 없고, 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합이 '01', '10', '11'인 경우 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차가 각각 '20℃', '40℃', '60℃'로 설정됨을 확인할 수 있다. 여기서, 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합이 '01'이라 함은 오프셋신호의 제1 비트(OFFS<1>)가 로직하이레벨이고, 오프셋신호의 제2 비트(OFFS<2>)가 로직로우레벨임을 의미한다.
동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)는 오프셋신호(OFFS<2:1>)를 디코딩하여 생성된다. 도 8을 참고하면 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합에 따른 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합을 확인할 수 있다. 즉, 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합이 '00', '01', '10', '11'일 때 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합은 각각 '0001', '0010', '0100', '1000'을 갖는다. 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합이 '0001'이라 함은 동작오프셋신호의 제1 비트(OFFS_D<1>)가 로직하이레벨이고, 동작오프셋신호의 제2 내지 제4 비트(OFFS_D<4:2>)가 로직로우레벨임을 의미한다.
동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)은 중단신호(STOP)가 디스에이블된 상태에서 클럭(CLK)으로부터 생성된다. 도 9를 참고하면 중단신호(STOP)가 로직로우레벨로 디스에이블된 구간(T11~T12) 동안 생성되는 동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)을 확인할 수 있다. 동작클럭(CLK_O)은 중단신호(STOP)가 로직로우레벨로 디스에이블된 구간(T11~T12) 동안 클럭(CLK)을 버퍼링하여 생성되고, 지연동작클럭(CLK_OD)은 동작클럭(CLK_O)을 기설정된 지연구간(td)만큼 지연시켜 생성된다.
리셋펄스(RSTP)가 인에이블되어 생성되는 경우 동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)에 동기하여 센싱온도신호(TS<3:1>)가 버퍼링되어 출력온도신호(T_OUT<3:1>)로 출력된다. 리셋펄스(RSTP)가 디스에이블되어 생성되는 경우 동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 대한 카운팅동작이 수행된다. 본 실시예에서 출력온도신호(T_OUT<3:1>)는 동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)에 동기하여 1비트씩 다운(down) 카운팅되어 생성되도록 설정된다.
출력온도신호(T_OUT<3:1>)는 중단신호(STOP)가 인에이블될 때까지 1비트씩 다운(down) 카운팅된다. 중단신호(STOP)는 동작온도코드(TCD_OP<8:1>) 및 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)가 서로 대응되는 신호인 경우 인에블된다. 중단신호(STOP)가 인에이블되는 동작을 도 10 내지 도 12를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.
도 10을 참고하면 내부온도에 대응하는 출력온도신호(T_OUT<3:1>), 온도디코딩코드(T_DEC<8:1>) 및 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합을 확인할 수 있다. 내부온도 10℃, 30℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 100℃, 120℃에 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합 '111', '110', '101', '100', '011', '010', '001', '000'이 각각 대응된다. 내부온도 10℃, 30℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 100℃, 120℃에 온도디코딩코드(T_DEC<8:1>)의 논리레벨조합 '00000001', '00000010', '00000100', '00001000', '00010000', '00100000', '01000000', '10000000'이 각각 대응된다. 내부온도별 출력온도신호(T_OUT<3:1>) 및 온도디코딩코드(T_DEC<8:1>)의 논리레벨조합은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
도 10을 다시 참고하면 내부온도 10℃, 30℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 100℃에 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합 '10', '10', '01', '01', '01', '10', '10'이 각각 대응된다. 본 실시예에서 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합 '01', '10'은 내부온도와 한단계 높은 내부온도 간의 온도편차가 각각 10℃, 20℃임을 의미한다. 즉, 50℃일 때 한단계 높은 내부온도는 60℃이므로 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합 '01'이고, 30℃일 때 한단계 높은 내부온도는 50℃이므로 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합 '10'이 된다. 내부온도가 120℃일 때는 한단계 높은 내부온도가 없으므로 온도차코드(T_DIF<2:1>)가 설정되지 않는다. 내부온도 별 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
도 11을 참고하면 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합에 대응하는 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합을 확인할 수 있다. 즉, 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합 '000', '001', '010', '011', '100', '101', '110', '111'은 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합 '00000001', '00000010', '00000100', '00001000', '00010000', '00100000', '01000000', '10000000'에 각각 대응된다.
도 11을 참고하면 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합에 대응하는 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합을 확인할 수 있다. 즉, 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합 '00000001', '00000010'은 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합 '0001'에 대응하고, 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합 '00000100', '00001000'은 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합 '0010'에 대응하며, 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합 '00010000', '00100000'은 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합 '0100'에 대응하고, 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합 '01000000', '10000000'은 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합 '1000'에 대응한다. 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합에 대응하는 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
도 10 및 도 11과 같이 설정된 상태에서 중단신호(STOP)의 생성동작을 도 12를 참고하여 살펴보되, 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차(도 8의 "offset")가 40℃로 설정되어 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합이 '0100'임을 가정하여 설명하면 다음과 같다.
T21 시점에서 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되면 출력온도신호(T_OUT<3:1>)는 60℃에 대응되는 논리레벨조합 '100'을 갖는다. 중단신호(STOP)가 로직로우레벨로 디스에이블된 상태에서 T22, T23, T24 시점에서 입력되는 동작클럭(CLK_O)의 펄스에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)는 1 비트씩 다운(down) 카운팅된다. 따라서, 출력온도신호(T_OUT<3:1>)는 T22, T23, T24 시점에서 각각 70℃, 80℃, 100℃에 대응되는 논리레벨조합 '011', '010', '001'을 갖는다.
T21, T22, T23, T24 시점에서 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합에 대응하는 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합은 '01', '01', '10', '10'으로 순차적으로 합산되어 합산온도코드(T_SUM<3:1>)로 생성된다. T24시점에서 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합은 '110'이 되고, 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)는 '01000000'으로 생성된다. 도 11을 참고하면 동작온도코드(TCD_OP<8:1>)의 논리레벨조합 '01000000'은 동작오프셋신호(OFFS_D<4:1>)의 논리레벨조합 '0100'에 대응하므로, 중단신호(STOP)는 로직하이레벨로 인에이블된다. 이때, 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합은 '001'으로 내부온도 100℃에 대응하므로, 센싱온도보다 40℃만큼 증가한 내부온도에 대응하는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)가 생성된다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 반도체장치는 오프셋 정보를 반영한 출력온도신호를 생성하여 내부동작을 제어함으로써, 센싱온도와 반도체장치의 내부온도 간의 온도편차에 따라 내부동작 수행 시 오동작이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 반도체장치는 오프셋 정보를 가변하여 출력온도신호를 변경하여 출력온도신호의 논리레벨조합에 따라 가변하는 셀프리프레쉬 주기 등을 조절할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 반도체장치는 리셋펄스(RSTP)가 발생하는 경우 센싱온도신호를 출력온도신호로 업데이트 한 후 다시 오프셋 정보를 통한 출력온도신호를 생성 동작을 다시 수행하여 센싱온도신호의 업데이트 결과가 반영되지 않는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체장치는 동작클럭생성회로(71), 리셋펄스생성회로(72), 온도신호출력회로(73), 온도코드처리회로(74) 및 중단신호생성회로(75)를 포함할 수 있다.
동작클럭생성회로(71)는 중단신호(STOP)에 응답하여 클럭(CLK)으로부터 동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)을 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 동작클럭생성회로(71)는 중단신호(STOP)가 디스에이블된 상태에서 클럭(CLK)을 버퍼링하여 동작클럭(CLK_O)을 생성하고, 동작클럭(CLK_O)을 기설정된 구간만큼 지연시켜 지연동작클럭(CLK_OD)을 생성할 수 있다. 동작클럭생성회로(71)의 구성 및 동작은 앞서 도 2에서 설명한 동작클럭생성회로(2)와 거의 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
리셋펄스생성회로(72)는 업데이트신호(UPD_P) 및 오프셋신호(OFFS<2:1>)에 응답하여 리셋펄스(RSTP)를 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 리셋펄스생성회로(72)는 업데이트신호(UPD_P)가 인에이블되거나 오프셋신호(OFFS<2:1>)가 기설정된 논리레벨조합인 경우 인에이블되는 리셋펄스(RSTP)를 생성할 수 있다. 업데이트신호(UPD_P)는 기설정된 업데이트구간이 경과되는 시점마다 인에이블되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 업데이트신호(UPD_P)는 동작클럭(CLK_O)의 주기가 0.5μsec인 상태에서 8msec마다 인에이블되도록 설정될 수 있다. 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 기설정된 논리레벨조합은 반도체장치의 내부온도와 센싱온도 사이에 온도편차가 없는 경우의 것으로 설정될 수 있다. 리셋펄스생성회로(72)의 구성 및 동작은 앞서 도 3에서 설명한 리셋펄스생성회로(3)와 거의 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
온도신호출력회로(73)는 리셋펄스(RSTP), 동작클럭(CLK_O) 및 지연동작클럭(CLK_OD)에 응답하여 센싱온도신호(TS<3:1>)를 입력받아 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 출력할 수 있다. 온도신호출력회로(73)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되어 생성되는 경우 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 센싱온도신호(TS<3:1>)를 버퍼링하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)로 출력할 수 있다. 온도신호출력회로(73)는 리셋펄스(RSTP)가 생성되지 않는 상태에서 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 대해 기설정된 연산 동작을 수행하고, 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 온도신호출력회로(73)는 리셋펄스(RSTP)가 생성되지 않는 상태에서 지연동작클럭(CLK_OD)에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 카운팅하여 출력할 수 있다. 온도신호출력회로(73)의 구성 및 동작은 앞서 도 4 및 도 5에서 설명한 온도신호출력회로(4)와 거의 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
온도코드처리회로(74)는 동작클럭(CLK_O)에 응답하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)로부터 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 생성할 수 있다. 온도코드처리회로(74)는 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 입력되는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 대응되는 내부온도별 온도차정보를 합산하여 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 생성할 수 있다. 온도코드처리회로(74)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되는 경우 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 초기화할 수 있다. 온도코드처리회로(74)의 보다 구체적인 구성 및 동작은 도 14를 참고하여 후술한다.
중단신호생성회로(75)는 합산온도코드(T_SUM<3:1>), 오프셋신호(OFFS<2:1>) 및 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 응답하여 중단신호(STOP)를 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 중단신호생성회로(75)는 합산온도코드(T_SUM<3:1>) 및 오프셋신호(OFFS<2:1>)가 서로 대응되는 신호인 경우 인에이블되는 중단신호(STOP)를 생성할 수 있다. 한편, 중단신호생성회로(75)는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)가 더 이상 연산 동작을 수행할 수 없는 기설정된 논리레벨조합을 갖는 경우 인에이블되는 중단신호(STOP)를 생성할 수 있다. 중단신호생성회로(75)의 구성 및 동작은 앞서 도 7에서 설명한 중단신호생성회로(6)와 거의 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 14를 참고하면 온도코드처리회로(74)는 온도차코드생성기(741) 및 코드합산기(742)를 포함할 수 있다.
온도차코드생성기(741)는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)에 응답하여 온도차코드(T_DIF<2:1>)를 생성할 수 있다. 온도차코드생성기(741)는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합에 대응되는 반도체장치의 내부온도별 온도차정보를 포함하는 온도차코드(T_DIF<2:1>)를 생성할 수 있다.
코드합산기(742)는 동작클럭(CLK_O)에 응답하여 온도차코드(T_DIF<2:1>)를 합산하여 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 생성할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 코드합산기(742)는 동작클럭(CLK_O)에 동기하여 입력되는 온도차코드(T_DIF<2:1>)를 순차적으로 합산하여 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 생성할 수 있다. 코드합산기(742)는 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되는 경우 합산온도코드(T_SUM<3:1>)를 초기화할 수 있다. 합산온도코드(T_SUM<3:1>)가 초기화되었을 때 갖는 논리레벨조합은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이 구성된 반도체장치에 있어 중단신호(STOP)가 인에이블되는 동작을 도 15 내지 도 17을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.
도 15를 참고하면 내부온도에 대응하는 출력온도신호(T_OUT<3:1>) 및 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합을 확인할 수 있다. 내부온도 10℃, 30℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 100℃, 120℃에 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합 '000', '001', '010', '011', '100', '101', '110', '111'이 각각 대응된다. 내부온도 10℃, 30℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 100℃에 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합 '10', '10', '01', '01', '01', '10', '10'이 각각 대응된다. 본 실시예에서 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합 '01', '10'은 내부온도와 한단계 높은 내부온도 간의 온도편차가 각각 10℃, 20℃임을 의미한다. 즉, 50℃일 때 한단계 높은 내부온도는 60℃이므로 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합 '01'이고, 30℃일 때 한단계 높은 내부온도는 50℃이므로 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합 '10'이 된다. 내부온도가 120℃일 때는 한단계 높은 내부온도가 없으므로 온도차코드(T_DIF<2:1>)가 설정되지 않는다. 내부온도 별 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
도 16을 참고하면 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합에 대응하는 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합을 확인할 수 있다. 즉, 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합 '000', '001'은 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합 '00'에 대응하고, 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합 '010', '011'은 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합 '01'에 대응하며, 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합 '100', '101'은 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합 '10'에 대응하고, 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합 '110', '111'은 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합 '11'에 대응한다. 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합에 대응하는 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합은 실시예에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
도 15 및 도 16과 같이 설정된 상태에서 중단신호(STOP)의 생성동작을 도 17를 참고하여 살펴보되, 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차가 40℃로 설정되어 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합이 '10'임을 가정하여 설명하면 다음과 같다.
T31 시점에서 리셋펄스(RSTP)가 인에이블되면 출력온도신호(T_OUT<3:1>)는 60℃에 대응되는 논리레벨조합 '011'을 갖는다. 중단신호(STOP)가 로직로우레벨로 디스에이블된 상태에서 T32, T33, T34 시점에서 입력되는 동작클럭(CLK_O)의 펄스에 동기하여 출력온도신호(T_OUT<3:1>)는 1 비트씩 업(up) 카운팅된다. 따라서, 출력온도신호(T_OUT<3:1>)는 T32, T33, T34 시점에서 각각 70℃, 80℃, 100℃에 대응되는 논리레벨조합 '100', '101', '110'을 갖는다.
T31, T32, T33, T34 시점에서 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합에 대응하는 온도차코드(T_DIF<2:1>)의 논리레벨조합은 '01', '01', '10', '10'으로 순차적으로 합산되어 합산온도코드(T_SUM<3:1>)로 생성된다. T34시점에서 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합은 '110'이 된다. 합산온도코드(T_SUM<3:1>)의 논리레벨조합 '110'은 오프셋신호(OFFS<2:1>)의 논리레벨조합 '10'에 대응하므로, 중단신호(STOP)는 로직하이레벨로 인에이블된다. 이때, 출력온도신호(T_OUT<3:1>)의 논리레벨조합은 '110'으로 내부온도 100℃에 대응하므로, 센싱온도보다 40℃만큼 증가한 내부온도에 대응하는 출력온도신호(T_OUT<3:1>)가 생성된다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 반도체장치는 오프셋 정보를 반영한 출력온도신호를 생성하여 내부동작을 제어함으로써, 센싱온도와 반도체장치의 내부온도 간의 온도편차에 따라 내부동작 수행 시 오동작이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 반도체장치는 오프셋 정보를 가변하여 출력온도신호를 변경하여 출력온도신호의 논리레벨조합에 따라 가변하는 셀프리프레쉬 주기 등을 조절할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 반도체장치는 리셋펄스(RSTP)가 발생하는 경우 센싱온도신호를 출력온도신호로 업데이트 한 후 다시 오프셋 정보를 통한 출력온도신호를 생성 동작을 다시 수행하여 센싱온도신호의 업데이트 결과가 반영되지 않는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체시스템은 제1 반도체장치(81) 및 제2 반도체장치(82)를 포함할 수 있다.
제1 반도체장치(81)는 오프셋신호(OFFS<2:1>), 클럭(CLK) 및 업데이트신호(UPD_P)를 제2 반도체장치(82)에 인가한다. 제1 반도체장치(81)는 제2 반도체장치(82)로부터 출력온도신호(T_OUT<3:1>)를 입력받아 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차에 대한 오프셋(offset) 정보를 포함하는 오프셋신호(OFFS<2:1>)를 검증할 수 있다. 제2 반도체장치(82)는 앞서 도 1 내지 도 17에서 도시된 반도체장치들중 어느 하나로 구현될 수 있으므로, 구성 및 동작에 대한 자세한 설명은 생략한다.
앞서, 도 1 내지 도 18에서 살펴본 반도체장치 및 반도체시스템은 메모리시스템, 그래픽시스템, 컴퓨팅시스템 및 모바일시스템 등을 포함하는 전자시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 19를 참고하면 본 발명의 일 실시예에 따른 전자시스템(1000)은 데이터저장부(1001), 메모리컨트롤러(1002), 버퍼메모리(1003) 및 입출력인터페이스(1004)를 포함할 수 있다.
데이터저장부(1001)는 메모리컨트롤러(1002)로부터의 제어신호에 따라 메모리컨트롤러(1002)로부터 인가되는 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 판독하여 메모리컨트롤러(1002)에 출력한다. 데이터저장부(1001)는 도 1 또는 도 13에 도시된 반도체장치를 포함할 수 있다. 한편, 데이터저장부(1001)는 전원이 차단되어도 데이터를 잃지 않고 계속 저장할 수 있는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리는 플래쉬 메모리(Nor Flash Memory, NAND Flash Memory), 상변환 메모리(Phase Change Random Access Memory; PRAM), 저항 메모리(Resistive Random Access Memory;RRAM), 스핀 주입자화반전 메모리(Spin Transfer Torque Random Access Memory; STTRAM), 자기메모리(Magnetic Random Access Memory; MRAM)로 구현될 수 있다.
메모리컨트롤러(1002)는 입출력인터페이스(1004)를 통해 외부기기(호스트 장치)로부터 인가되는 명령어를 디코딩하고 디코딩된 결과에 따라 데이터저장부(1001) 및 버퍼메모리(1003)에 대한 데이터 입출력을 제어한다. 도 19에서는 메모리컨트롤러(1002)가 하나의 블록으로 표시되었으나, 메모리컨트롤러(1002)는 데이터저장부(1001)를 제어하기 위한 컨트롤러와 휘발성 메모리인 버퍼메모리(1003)를 제어하기 위한 컨트롤러가 독립적으로 구성될 수 있다. 메모리컨트롤러(1002)는 도 18에 도시된 제1 반도체장치(81)를 포함할 수 있다.
버퍼메모리(1003)는 메모리컨트롤러(1002)에서 처리할 데이터 즉 데이터저장부(1001)에 입출력되는 데이터를 임시적으로 저장할 수 있다. 버퍼메모리(1003)는 제어신호에 따라 메모리컨트롤러(1002)에서 인가되는 데이터(DATA)를 저장할 수 있다. 버퍼메모리(1003)는 저장된 데이터를 판독하여 메모리컨트롤러(1002)에 출력한다. 버퍼메모리(1003)는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), Moblie DRAM, SRAM(Static Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
입출력인터페이스(1004)는 메모리컨트롤러(1002)와 외부기기(호스트) 사이의 물리적 연결을 제공하여 메모리컨트롤러(1002)가 외부기기로부터 데이터 입출력을 위한 제어신호를 수신하고 외부기기와 데이터를 교환할 수 있도록 해준다. 입출력인터페이스(1004)는 USB, MMC, PCI-E, SAS, SATA, PATA, SCSI, ESDI, 및 IDE 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 하나를 포함할 수 있다.
전자시스템(1000)은 호스트 장치의 보조 기억장치 또는 외부 저장장치로 사용될 수 있다. 전자시스템(1000)은 고상 디스크(Solid State Disk; SSD), USB 메모리(Universal Serial Bus Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등을 포함할 수 있다.
1: 오프셋신호입력회로 2: 동작클럭생성회로
3: 리셋펄스생성회로 4: 온도신호출력회로
5: 온도코드처리회로 6: 중단신호생성회로
21: 클럭합성부 22: 지연기
31: 신호합성부 32: 지연기
41: 선택출력기 42: 연산기
411: 선택입력버퍼 412: 출력래치
51: 제1 디코더 52: 온도차코드생성기
53: 코드합산기 54: 제2 디코더
61: 감지신호생성기 62: 감지신호합성기
63: 오버플로우감지기 64: 중단신호출력기
3: 리셋펄스생성회로 4: 온도신호출력회로
5: 온도코드처리회로 6: 중단신호생성회로
21: 클럭합성부 22: 지연기
31: 신호합성부 32: 지연기
41: 선택출력기 42: 연산기
411: 선택입력버퍼 412: 출력래치
51: 제1 디코더 52: 온도차코드생성기
53: 코드합산기 54: 제2 디코더
61: 감지신호생성기 62: 감지신호합성기
63: 오버플로우감지기 64: 중단신호출력기
Claims (26)
- 동작오프셋신호와 동작온도코드를 비교하여 중단신호를 생성하는 중단신호생성회로;
상기 중단신호에 응답하여 생성되는 동작클럭에 동기하여 센싱온도신호로부터 출력온도신호를 생성하는 온도신호출력회로; 및
상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대응되는 온도차코드를 생성하고, 상기 온도차코드를 토대로 상기 동작온도코드를 생성하는 온도코드처리회로를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 상기 동작오프셋신호는 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차에 대한 오프셋 정보를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 상기 중단신호생성회로는 상기 동작오프셋신호와 상기 동작온도코드가 서로 대응되는 경우 인에이블되는 상기 중단신호를 생성하는 반도체장치.
- ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 상기 중단신호생성회로는
상기 동작오프셋신호와 상기 동작온도코드에 응답하여 감지신호를 생성하는 감지신호생성기;
상기 출력온도신호에 응답하여 오버플로우신호를 생성하는 오버플로우감지기; 및
상기 감지신호 및 상기 오버플로우신호에 응답하여 상기 중단신호를 생성하는 중단신호출력기를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서,
상기 온도신호출력회로는 리셋펄스가 생성되는 경우 상기 동작클럭에 동기하여 상기 센싱온도신호로부터 상기 출력온도신호를 생성하고,
상기 온도신호출력회로는 상기 리셋펄스가 생성된 후 상기 리셋펄스가 생성되지 않는 경우 가변온도신호로부터 상기 출력온도신호를 생성하며,
상기 온도신호출력회로는 상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대한 기설정된 연산동작을 수행하여 상기 가변온도신호를 생성하는 반도체장치.
- ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 5 항에 있어서, 상기 기설정된 연산동작은 상기 출력온도신호를 카운팅하는 동작으로 설정되는 반도체장치.
- ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 상기 온도신호출력회로는
리셋펄스에 응답하여 상기 센싱온도신호 또는 가변온도신호를 상기 출력온도신호로 출력하는 선택출력기; 및
상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대해 기설정된 연산동작을 수행하여 상기 가변온도신호를 생성하는 연산기를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 상기 온도코드처리회로는 상기 출력온도신호에 대응하는 내부온도별 온도차를 합산하여 상기 동작온도코드를 생성하는 반도체장치.
- ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 상기 온도코드처리회로는
상기 출력온도신호를 디코딩하여 온도디코딩코드를 생성하는 제1 디코더;
상기 온도디코딩코드에 대응하는 온도차코드를 생성하는 온도차코드생성기;
상기 동작클럭에 동기하여 상기 온도차코드를 합산하여 합산온도코드를 생성하는 코드합산기; 및
상기 합산온도코드를 디코딩하여 상기 동작온도코드를 생성하는 제2 디코더를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 오프셋신호를 디코딩하여 상기 동작오프셋신호를 생성하는 오프셋신호입력회로를 더 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 상기 중단신호에 응답하여 클럭으로부터 상기 동작클럭을 생성하고, 상기 동작클럭을 기설정된 구간만큼 지연시켜 지연동작클럭을 생성하는 동작클럭생성회로를 더 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 1 항에 있어서, 업데이트신호 및 상기 동작오프셋신호에 응답하여 합산온도코드를 초기화하기 위한 리셋펄스를 생성하는 리셋펄스생성회로를 더 포함하는 반도체장치.
- 리셋펄스가 생성되는 경우 동작클럭에 동기하여 센싱온도신호로부터 출력온도신호를 생성하고, 상기 리셋펄스가 생성된 후 상기 리셋펄스가 생성되지 않는 경우 가변온도신호로부터 상기 출력온도신호를 생성하며, 상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대한 기설정된 연산동작을 수행하여 상기 가변온도신호를 생성하는 온도신호출력회로;
상기 출력온도신호에 대응하는 내부온도별 온도차를 합산하여 동작온도코드를 생성하는 온도코드처리회로; 및
상기 동작온도코드에 응답하여 상기 동작클럭의 생성을 제어하기 위한 중단신호를 생성하는 중단신호생성회로를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서, 상기 기설정된 연산동작은 상기 출력온도신호를 카운팅하는 동작으로 설정되는 반도체장치.
- ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서, 상기 온도신호출력회로는
상기 리셋펄스에 응답하여 상기 센싱온도신호 또는 상기 가변온도신호를 상기 출력온도신호로 출력하는 선택출력기; 및
상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대해 상기 기설정된 연산동작을 수행하여 상기 가변온도신호를 생성하는 연산기를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서, 상기 온도코드처리회로는
상기 출력온도신호를 디코딩하여 온도디코딩코드를 생성하는 제1 디코더;
상기 온도디코딩코드에 대응하는 온도차코드를 생성하는 온도차코드생성기;
상기 동작클럭에 동기하여 상기 온도차코드를 합산하여 합산온도코드를 생성하는 코드합산기; 및
상기 합산온도코드를 디코딩하여 상기 동작온도코드를 생성하는 제2 디코더를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서, 상기 중단신호생성회로는 동작오프셋신호와 상기 동작온도코드가 서로 대응되는 경우 인에이블되는 상기 중단신호를 생성하는 반도체장치.
- ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 17 항에 있어서, 상기 동작오프셋신호는 센싱온도와 상기 내부온도 사이의 온도편차에 대한 오프셋 정보를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 17 항에 있어서, 오프셋신호를 디코딩하여 상기 동작오프셋신호를 생성하는 오프셋신호입력회로를 더 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서, 상기 중단신호생성회로는
동작오프셋신호와 상기 동작온도코드에 응답하여 감지신호를 생성하는 감지신호생성기;
상기 출력온도신호에 응답하여 오버플로우신호를 생성하는 오버플로우감지기; 및
상기 감지신호 및 상기 오버플로우신호에 응답하여 상기 중단신호를 생성하는 중단신호출력기를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서, 상기 중단신호에 응답하여 클럭으로부터 상기 동작클럭을 생성하고, 상기 동작클럭을 기설정된 구간만큼 지연시켜 지연동작클럭을 생성하는 동작클럭생성회로를 더 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 13 항에 있어서, 업데이트신호 및 동작오프셋신호에 응답하여 합산온도코드를 초기화하기 위한 리셋펄스를 생성하는 리셋펄스생성회로를 더 포함하는 반도체장치.
- 오프셋신호와 합산온도코드를 비교하여 중단신호를 생성하는 중단신호생성회로;
상기 중단신호에 응답하여 생성되는 동작클럭에 동기하여 센싱온도신호로부터 출력온도신호를 생성하는 온도신호출력회로; 및
상기 동작클럭에 동기하여 상기 출력온도신호에 대응되는 온도차코드를 생성하고, 상기 온도차코드를 토대로 상기 합산온도코드를 생성하는 온도코드처리회로를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 23 항에 있어서, 상기 오프셋신호는 센싱온도와 내부온도 사이의 온도편차에 대한 오프셋 정보를 포함하는 반도체장치.
- ◈청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 23 항에 있어서, 상기 온도코드처리회로는 상기 출력온도신호에 대응하는 내부온도별 온도차를 합산하여 상기 합산온도코드를 생성하는 반도체장치.
- ◈청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈제 23 항에 있어서, 상기 온도코드처리회로는
상기 출력온도신호에 대응하는 온도차코드를 생성하는 온도차코드생성기; 및
상기 동작클럭에 동기하여 상기 온도차코드를 합산하여 상기 합산온도코드를 생성하는 코드합산기를 포함하는 반도체장치.
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