KR102504288B1

KR102504288B1 - Memory Device including dynamic voltage and frequency scaling switch and Operating Method thereof

Info

Publication number: KR102504288B1
Application number: KR1020180079958A
Authority: KR
Inventors: 김영화; 오태영; 장진훈; 하경수
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2023-02-28
Also published as: KR102477269B1; KR20190010437A; SG10201806186UA; KR20190010390A; SG10201804015PA; KR20190010442A; SG10201806160YA

Abstract

DVFS 스위치를 포함하는 메모리 장치 및 그 동작방법이 개시된다. 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 메모리 장치는, 제1 전원전압을 스위칭하여 제1 파워 레일의 공통 노드로 상기 제1 전원전압을 전달하는 제1 스위치와, 제2 전원전압을 스위칭하여 상기 공통 노드로 상기 제2 전원전압을 전달하는 제2 스위치와, 상기 메모리 장치의 초기 구동 시 상기 제1 스위치를 제어하기 위한 제1 제어신호를 생성하는 제어 로직 및 상기 제1 스위치에 대응하여 배치되고, 상기 제1 제어신호를 마스킹한 제1 마스킹 제어신호를 상기 제1 스위치로 제공함으로써, 상기 제1 스위치가 상기 메모리 장치의 초기 구동 구간 중 적어도 일부의 구간에서 턴 온 상태를 유지하도록 스위칭을 제어하는 마스킹 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.A memory device including a DVFS switch and an operating method thereof are disclosed. According to one aspect of the technical concept of the present disclosure, a memory device includes a first switch for switching a first power voltage and transmitting the first power voltage to a common node of a first power rail, and switching a second power voltage to transfer the first power voltage to a common node of a first power rail. A second switch transmitting the second power supply voltage to a common node, a control logic generating a first control signal for controlling the first switch when the memory device is initially driven, and a control logic disposed corresponding to the first switch, , By providing a first masking control signal obtained by masking the first control signal to the first switch, the first switch controls switching so that the first switch maintains a turn-on state in at least a part of the initial drive section of the memory device. It is characterized in that it is provided with a masking circuit to.

Description

Memory device including dynamic voltage/frequency scaling (DVFS) switch and operating method thereof

본 개시의 기술적 사상은 메모리 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 DVFS 스위치를 포함하는 메모리 장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.The technical idea of the present disclosure relates to a memory device, and more particularly, to a memory device including a DVFS switch and an operation method thereof.

고성능 전자 시스템에 널리 사용되고 있는 반도체 메모리 장치(semiconductor memory device)는 그 용량 및 속도가 증가하고 있다. 반도체 메모리 장치의 일 예로서 DRAM(Dynamic Random Access Memory)은 휘발성 메모리(volatile-memory)로서, 커패시터에 저장되어 있는 전하(charge)에 의해 데이터를 판정하는 메모리이다. Semiconductor memory devices, which are widely used in high-performance electronic systems, are increasing in capacity and speed. As an example of a semiconductor memory device, a dynamic random access memory (DRAM) is a volatile-memory, and is a memory that determines data based on a charge stored in a capacitor.

DRAM 은 다양한 종류의 전원전압들을 이용하여 그 내부 동작을 수행할 수 있으며, 또한 DVFS(dynamic voltage and frequency scaling) 기술이 적용됨에 따라 DRAM 의 다양한 동작 모드들에서 상기 전원전압들과 동작 주파수가 제어될 수 있다. 또한, 전원전압 관리를 위해 DRAM 은 다수의 파워 레일들과 이에 연결된 스위치들을 포함할 수 있으며, 스위치들의 연결 구조에 따라 적어도 두 개의 전원전압들이 연결되는 공통 노드(또는, 단락(short) 노드)가 존재할 수 있다. 이 때, DRAM 의 초기 구동시 전원전압의 레벨이 안정화되기 전에 스위칭의 오동작이 발생될 수 있으며, 또한 피크(peak) 전류가 상기 공통 노드로 흐름에 의해 소자 손상의 가능성이 있는 문제가 있다.DRAM can perform its internal operation using various types of power supply voltages, and as DVFS (dynamic voltage and frequency scaling) technology is applied, the power supply voltages and operating frequencies can be controlled in various operating modes of DRAM. can In addition, to manage the power supply voltage, the DRAM may include a plurality of power rails and switches connected thereto, and a common node (or short node) to which at least two power supply voltages are connected according to the connection structure of the switches is can exist At this time, when the DRAM is initially driven, a switching malfunction may occur before the level of the power supply voltage is stabilized, and there is a possibility of device damage due to a peak current flowing to the common node.

본 발명의 기술적 사상이 해결하려는 과제는, 메모리 장치의 초기 동작시 피크 전류나 역전류의 발생으로 인한 성능 저하 및 회로 손상 가능성을 감소할 수 있는 메모리 장치 및 그 동작방법을 제공하는 데 있다.An object to be solved by the technical idea of the present invention is to provide a memory device capable of reducing the possibility of performance degradation and circuit damage due to peak current or reverse current occurring during initial operation of the memory device and its operating method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 메모리 장치는, 제1 전원전압을 스위칭하여 제1 파워 레일의 공통 노드로 상기 제1 전원전압을 전달하는 제1 스위치와, 제2 전원전압을 스위칭하여 상기 공통 노드로 상기 제2 전원전압을 전달하는 제2 스위치와, 상기 메모리 장치의 초기 구동 시 상기 제1 스위치를 제어하기 위한 제1 제어신호를 생성하는 제어 로직 및 상기 제1 스위치에 대응하여 배치되고, 상기 제1 제어신호를 마스킹한 제1 마스킹 제어신호를 상기 제1 스위치로 제공함으로써, 상기 제1 스위치가 상기 메모리 장치의 초기 구동 구간 중 적어도 일부의 구간에서 턴 온 상태를 유지하도록 스위칭을 제어하는 마스킹 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a memory device according to one aspect of the technical idea of the present disclosure includes a first switch for switching a first power voltage and transferring the first power voltage to a common node of a first power rail; , a second switch for switching a second power supply voltage and transmitting the second power supply voltage to the common node, and a control logic for generating a first control signal for controlling the first switch when the memory device is initially driven; and It is arranged to correspond to the first switch and provides a first masking control signal obtained by masking the first control signal to the first switch, so that the first switch operates in at least a part of the initial driving period of the memory device. It is characterized by having a masking circuit that controls switching to maintain a turned-on state.

한편, 본 개시의 기술적 사상의 다른 일측면에 따른 메모리 장치는 LPDDR 스펙에 따른 제1 전원전압(VDD1), 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신하고, 상기 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 전달하는 제1 파워 레일과 DVFS 기능에 따른 적어도 두 개의 전원전압을 전달하는 제2 파워 레일 사이에 연결되는 제1 DVFS 스위치와, 상기 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 전달하는 제3 파워 레일과 상기 제2 파워 레일 사이에 연결되는 제2 DVFS 스위치 및 상기 메모리 장치의 초기 구동 구간에서 상기 제1 DVFS 스위치를 제어하기 위한 제1 DVFS 제어신호를 수신하고, 상기 제1 DVFS 제어신호를 마스킹하여 상기 초기 구동 구간에서 상기 제1 DVFS 스위치를 턴 온 시키기 위한 제1 마스킹 DVFS 제어신호를 상기 제1 DVFS 스위치로 제공하는 마스킹 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a memory device according to another aspect of the technical idea of the present disclosure receives a first power supply voltage VDD1, a second high power supply voltage VDD2H, and a second low power supply voltage VDD2L according to the LPDDR specification, and A first DVFS switch connected between a first power rail transmitting a second high power supply voltage VDD2H and a second power rail transmitting at least two power supply voltages according to a DVFS function, and the second low power supply voltage VDD2L ) and a second DVFS switch connected between the second power rail and a first DVFS control signal for controlling the first DVFS switch in an initial driving period of the memory device, the and a masking circuit providing a first masking DVFS control signal for turning on the first DVFS switch in the initial driving period by masking the first DVFS control signal to the first DVFS switch.

한편, 본 개시의 기술적 사상의 일측면에 따른 메모리 장치의 동작방법에 있어서, 메모리 장치는 LPDDR 스펙에 따른 제1 전원전압(VDD1), 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신하고, 상기 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 제1 파워 레일로 전달하는 제1 DVFS 스위치와 상기 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 상기 제1 파워 레일로 전달하는 제2 DVFS 스위치를 포함하며, 상기 메모리 장치의 초기 구동 구간에서 상기 제1 DVFS 스위치를 제어하기 위한 제1 DVFS 제어신호를 생성하는 단계와, 상기 초기 구동 구간에서 제1 DVFS 제어신호를 마스킹하는 데 이용되는 제1 내부 제어신호를 생성하는 단계와, 상기 제1 DVFS 제어신호와 상기 제1 내부 제어신호를 연산함에 의해 제1 로직 상태를 일정하게 유지하는 제1 마스킹 DVFS 제어신호를 생성하는 단계 및 상기 제1 마스킹 DVFS 제어신호에 응답하여 상기 초기 구동 구간에서 상기 제1 DVFS 스위치의 턴 온 상태를 유지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, in the operating method of a memory device according to one aspect of the technical idea of the present disclosure, the memory device includes a first power supply voltage (VDD1), a second high power supply voltage (VDD2H) and a second low power supply voltage (VDD1) according to LPDDR specifications. A first DVFS switch that receives the VDD2L and transfers the second high power supply voltage VDD2H to a first power rail, and a second DVFS switch that transfers the second low power supply voltage VDD2L to the first power rail. Including, generating a first DVFS control signal for controlling the first DVFS switch in an initial driving period of the memory device, and a first used to mask the first DVFS control signal in the initial driving period Generating an internal control signal, generating a first masking DVFS control signal for maintaining a first logic state constant by calculating the first DVFS control signal and the first internal control signal, and the first masking and maintaining a turn-on state of the first DVFS switch in the initial driving period in response to a DVFS control signal.

본 발명의 기술적 사상의 메모리 장치 및 그 동작방법에 따르면, 메모리 장치의 초기 구동 구간에서 DVFS 스위치의 스위칭에 기인한 피크 전류를 감소시킴과 함께, DVFS 스위치의 불안정 상태에 따른 역전류 발생 가능성을 감소함으로써, 누설 전류를 감소함과 함께 소자 손상 가능성을 감소할 수 있으며, 또한 전원 단락을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the memory device and its operating method of the technical idea of the present invention, the peak current due to the switching of the DVFS switch in the initial driving period of the memory device is reduced, and the possibility of reverse current generation due to the unstable state of the DVFS switch is reduced. By doing so, it is possible to reduce the possibility of device damage as well as to reduce the leakage current, and also has an effect of preventing a power supply short circuit.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 DRAM 내에 배치되는 파워 레일(power rail)의 예를 나타내는 도면이다.
도 3a,b는 DVFS 기술에 따른 스위칭 동작의 일 예를 나타내는 회로도이다.
도 4는 메모리 장치에서 DVFS 스위치들에 의해 피크 전류가 발생되는 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치의 일 구현 예를 나타내는 회로도 및 그 동작 파형도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치의 동작방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 본 발명의 변형 가능한 실시예에 따른 DRAM을 나타내는 회로도이다.
도 10a,b는 DVFS 스위치 내에서 발생되는 역전류 현상의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 13a,b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 역전류(Irev) 발생을 감소하는 예를 나타내는 도면들이다.
도 14는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치의 일 구현 예를 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 다른 예시적인 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a memory system including a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of a power rail disposed in a DRAM.
3a and b are circuit diagrams illustrating an example of a switching operation according to the DVFS technology.
4 is a diagram illustrating an example in which peak current is generated by DVFS switches in a memory device.
5 is a block diagram showing the configuration of a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 and 7 are circuit diagrams and operation waveform diagrams illustrating an implementation example of a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of operating a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
9 is a circuit diagram illustrating a DRAM according to a deformable embodiment of the present invention.
10a and b are diagrams illustrating an example of a reverse current phenomenon generated in a DVFS switch.
11 to 13a and b are diagrams illustrating examples of reducing generation of reverse current Irev according to exemplary embodiments of the present invention.
14 is a block diagram illustrating an implementation example of a memory device according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
15 is a block diagram illustrating another exemplary memory system of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치를 포함하는 메모리 시스템(10)을 나타내는 블록도이다. 하기의 실시예들에서는, 메모리 시스템(10)에 포함되는 메모리 장치로서 휘발성 메모리에 해당하는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)이 예시되나, 본 발명의 실시예들은 이에 국한될 필요는 없다. 예컨대, 메모리 장치는 다른 종류의 휘발성 메모리에 적용될 수 있으며, 또는 본 발명의 실시예들에 따른 메모리 장치는 저항성 메모리 장치나 플래시 메모리 장치 등 불휘발성 메모리에 적용될 수도 있을 것이다. 1 is a block diagram illustrating a memory system 10 including a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. In the following embodiments, a dynamic random access memory (DRAM) corresponding to a volatile memory is exemplified as a memory device included in the memory system 10, but embodiments of the present invention are not limited thereto. For example, the memory device may be applied to a different type of volatile memory, or the memory device according to embodiments of the present invention may be applied to a nonvolatile memory such as a resistive memory device or a flash memory device.

메모리 시스템(10)은 DRAM(100)과 파워 관리 집적 회로(power management integrated circuit(PMIC), 101)를 포함할 수 있으며, DRAM(100)은 PMIC(101)로부터 하나 이상의 전압(또는, 전원전압)들을 수신할 수 있다. DRAM(100)은 다양한 종류로 정의된 스펙에 따라 구동될 수 있으며, 일 예로서 LPDDR(Low Power Double Data Rate) 스펙에 따라 구동될 수 있다.The memory system 10 may include a DRAM 100 and a power management integrated circuit (PMIC) 101, and the DRAM 100 receives one or more voltages (or power supply voltages) from the PMIC 101. ) can be received. The DRAM 100 may be driven according to specifications defined in various types, and as an example, may be driven according to Low Power Double Data Rate (LPDDR) specifications.

DRAM(100)은 PMIC(101)로부터 다양한 레벨들의 전원전압들을 수신할 수 있으며, 도 1에는 그 일 예로서 LPDDR 스펙에서 정의된 제1 전원전압(VDD1), 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)이 도시된다. 일 예로서, 제1 전원전압(VDD1)은 가장 높은 레벨을 가지고, 제2 하이 전원전압(VDD2H)은 그 다음으로 높은 레벨을 가지며, 제2 로우 전원전압(VDD2L)은 가장 낮은 레벨을 가질 수 있다. 상기 용어는 임의적으로 정의될 수 있으며, 일 예로서, 가장 높은 레벨을 갖는 전압(VDD1)이 제2 전원전압으로 지칭되고, 그 다음으로 높은 레벨을 갖는 전압(VDD2H)이 제1 하이 전원전압으로 지칭되며, 가장 낮은 레벨을 전압(VDD2L)이 제1 로우 전원전압으로 지칭될 수도 있다.The DRAM 100 may receive power supply voltages of various levels from the PMIC 101, and in FIG. A second low power supply voltage VDD2L is shown. As an example, the first power supply voltage VDD1 may have the highest level, the second high power supply voltage VDD2H may have the next highest level, and the second low power supply voltage VDD2L may have the lowest level. there is. The term may be arbitrarily defined, and as an example, the voltage VDD1 having the highest level is referred to as the second power supply voltage, and the voltage VDD2H having the next highest level is referred to as the first high power supply voltage. Also, the lowest level voltage VDD2L may be referred to as the first low power supply voltage.

DRAM(100)은 다양한 종류의 반도체 메모리 장치에 해당할 수 있으며, 일 실시예에 따라 DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), LPDDR(Low Power Double Data Rate) SDRAM, GDDR(Graphics Double Data Rate) SDRAM, RDRAM(Rambus Dynamic Random Access Memory) 등에 해당할 수 있다. 또한, DRAM(100)은 다양한 종류의 스펙(spec)에 따른 통신을 수행할 수 있으며, 일 예로서 DRAM(100)은 LPDDR5를 포함하는 LPDDR 스펙에 따른 통신을 수행할 수 있다.The DRAM 100 may correspond to various types of semiconductor memory devices, and according to an embodiment, DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory), LPDDR (Low Power Double Data Rate) SDRAM, GDDR (Graphics Double Data Rate) may correspond to SDRAM, RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory), and the like. In addition, the DRAM 100 may perform communication according to various types of specifications, and as an example, the DRAM 100 may perform communication according to the LPDDR specification including LPDDR5.

본 발명의 예시적인 실시예에 따라, DRAM(100)은 제어 로직(110), 파워 레일/컨트롤 스위치 블록(120) 및 내부 회로 블록(130)을 포함할 수 있다. 내부 회로 블록(130)은 메모리 동작과 관련하여 다양한 종류의 회로들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 도 1에는 도시되지 않았으나 DRAM(100)은 다수의 DRAM 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이를 포함할 수 있으며, 또한 메모리 셀 어레이를 구동하기 위한 다양한 종류의 회로 블록들을 포함하는 페리(peri) 회로를 포함할 수 있다. 또한, 일 예로서, 상기 내부 회로 블록(130)는 메모리 셀 어레이와 페리(peri) 회로를 구성하는 다수의 회로 블록들 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, DRAM 100 may include control logic 110 , power rail/control switch block 120 and internal circuit block 130 . The internal circuit block 130 may include various types of circuits in relation to memory operations. As an example, although not shown in FIG. 1 , the DRAM 100 may include a memory cell array including a plurality of DRAM cells, and may include various types of circuit blocks for driving the memory cell array. ) circuit. Also, as an example, the internal circuit block 130 may include at least some of a plurality of circuit blocks constituting a memory cell array and a peri circuit.

일 실시예에 따라, 메모리 동작에 이용되는 다양한 회로 블록들이 DRAM(100)에 구비되고, 각 회로 블록이 이용하는 전원전압의 특성에 따라 일부의 회로 블록들은 적어도 두 개 이상의 전원전압들을 선택적으로 수신할 수 있다. 예컨대, DRAM(100)에는 DVFS(dynamic voltage and frequency scaling) 기술이 적용될 수 있으며, 상기 DVFS 기술에 기반하여 DRAM(100)의 동작 모드에 따라 상대적으로 높은 레벨을 갖는 전원전압이 특정한 회로 블록으로 제공되거나, 또는 상대적으로 낮은 레벨을 갖는 전원전압이 특정한 회로 블록으로 제공될 수 있다. 이하에서는, 상기 DVFS 기술이 적용됨에 따라, 내부 회로 블록(130)이 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 선택적으로 수신하는 회로 블록들을 포함하는 것으로 가정된다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정될 필요가 없으며, 상기 DVFS 기술이 적용됨에 따라 DRAM(100) 내에서 이용되는 전원전압들 중 다른 종류의 두 개 이상의 전원전압들이 내부 회로 블록(130)으로 제공될 수도 있을 것이다.According to an embodiment, various circuit blocks used for memory operations are provided in the DRAM 100, and some circuit blocks selectively receive at least two or more power voltages according to characteristics of power voltages used by each circuit block. can For example, dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) technology may be applied to the DRAM 100, and based on the DVFS technology, a power supply voltage having a relatively high level is provided to a specific circuit block according to an operation mode of the DRAM 100. Alternatively, a power supply voltage having a relatively low level may be provided to a specific circuit block. Hereinafter, as the DVFS technology is applied, it is assumed that the internal circuit block 130 includes circuit blocks selectively receiving the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L. However, the embodiment of the present invention need not be limited thereto, and as the DVFS technology is applied, two or more power voltages of different types among power voltages used in the DRAM 100 are transmitted to the internal circuit block 130. may be provided.

일 실시예에 따라, DRAM(100)은 동작 성능을 조절하기 위해 내부 회로 블록(130)로 제공되는 클록 신호의 주파수를 조절하거나, 또한 내부 회로 블록(130)로 제공되는 전원전압의 레벨을 변경할 수 있다. 일 예로서, DRAM(100)이 로우 파워 모드(또는, 저성능 동작 모드나 저속 동작 모드 등)로 진입하는 경우, 제2 로우 전원전압(VDD2L)이 내부 회로 블록(130)으로 제공될 수 있다. 반면에, DRAM(100)이 노멀 파워 모드(또는, 고성능 동작 모드나 고속 동작 모드 등)로 진입하는 경우, 제2 하이 전원전압(VDD2H)이 내부 회로 블록(130)으로 제공될 수 있다. According to an embodiment, the DRAM 100 adjusts the frequency of a clock signal provided to the internal circuit block 130 or changes the level of a power supply voltage supplied to the internal circuit block 130 to adjust operating performance. can As an example, when the DRAM 100 enters a low power mode (or low performance operation mode or low speed operation mode), the second low power supply voltage VDD2L may be provided to the internal circuit block 130. . On the other hand, when the DRAM 100 enters the normal power mode (or high performance operation mode or high speed operation mode), the second high power supply voltage VDD2H may be provided to the internal circuit block 130 .

일 실시예에 따라, 파워 레일/컨트롤 스위치 블록(120)은 전원전압들을 전달하기 위한 다수의 파워 레일(power rail)들을 포함하고, 또한 다수의 파워 레일들 사이에서 전원전압들을 전달하기 위한 스위치들(예컨대, 컨트롤 스위치들)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 다수의 파워 레일들은 상기 제1 전원전압(VDD1), 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)들을 전달하기 위한 다수의 파워 레일들을 포함하고, 컨트롤 스위치 블록은 내부 회로 블록(130)으로 전원전압들을 제공하기 위해 다수의 파워 레일들 사이에 배치되는 스위치들을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the power rail/control switch block 120 includes a plurality of power rails for transferring power voltages, and also switches for transferring power voltages between the plurality of power rails. (eg, control switches). As an example, the plurality of power rails include a plurality of power rails for transferring the first power supply voltage VDD1 , the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L, and the control switch block may include switches disposed between a plurality of power rails to provide power voltages to the internal circuit block 130 .

상기 스위치들은 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 특정한 파워 레일(예컨대, 제1 파워 레일)로 전달하기 위한 제1 DVFS 스위치와, 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 상기 제1 파워 레일로 전달하기 위한 제2 DVFS 스위치를 포함할 수 있다. 내부 회로 블록(130)은 제1 파워 레일을 통해 전원전압을 수신할 수 있으며, 일 예로서 노멀 파워 모드에서 제1 DVFS 스위치가 턴 온됨에 따라 제1 파워 레일로부터 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 수신하고, 또한 로우 파워 모드에서 제2 DVFS 스위치가 턴 온됨에 따라 제1 파워 레일로부터 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신할 수 있다.The switches include a first DVFS switch for transferring the second high power supply voltage VDD2H to a specific power rail (eg, the first power rail) and transferring the second low power supply voltage VDD2L to the first power rail. It may include a second DVFS switch for The internal circuit block 130 may receive the power supply voltage through the first power rail. As an example, when the first DVFS switch is turned on in the normal power mode, the second high power supply voltage VDD2H is generated from the first power rail. In addition, as the second DVFS switch is turned on in the low power mode, the second low power supply voltage VDD2L may be received from the first power rail.

일 구현 예로서, 제1 DVFS 스위치와 제2 DVFS 스위치는 제1 파워 레일의 공통 노드(예컨대, 단락 노드)에 연결될 수 있다. 이 때, DRAM(100)의 초기 구동 시 DRAM(100) 으로 제공되는(또는, DRAM(100) 내에서 이용되는) 전원전압의 파워가 상승하는 구간(예컨대, 파워 업 구간)이 존재하고, 상기 파워 업 구간에서 제1 DVFS 스위치와 제2 DVFS 스위치를 제어하기 위한 제어신호의 레벨이 불안정한 상태를 가질 수 있다. 이 때, DVFS 스위치들이 모두 턴 오프된 상태에서, 파워의 레벨이 모두 상승한 이후에 상기 DVFS 스위치들이 턴 온되는 경우에는, 제1 파워 레일의 공통 노드에 존재하는 커패시턴스 성분(예컨대, 기생 커패시턴스 성분)에 급격하게 큰 전류(예컨대, 피크 전류)가 흐르게 되며, 이로 인해 전력 소모가 증가하거나 소자 손상이 발생될 가능성이 있다. 또한, 파워의 레벨이 DVFS 스위치들의 문턱전압보다 작은 상황에서 DVFS 스위치들의 온/오프 상태가 미지 상태(unknown state)에 해당하고, DVFS 스위치들의 오동작에 따라 파워 단락(power-short)의 위험이 발생될 수 있다. As an implementation example, the first DVFS switch and the second DVFS switch can be connected to a common node (eg shorting node) of the first power rail. At this time, when the DRAM 100 is initially driven, there is a period (eg, a power-up period) in which the power of the power supply voltage supplied to the DRAM 100 (or used within the DRAM 100) increases, and the In the power-up period, the level of the control signal for controlling the first DVFS switch and the second DVFS switch may have an unstable state. In this case, when the DVFS switches are turned on after all the power levels are increased in a state in which all the DVFS switches are turned off, a capacitance component (eg, a parasitic capacitance component) present at the common node of the first power rail A large current (eg, peak current) rapidly flows into the device, which may increase power consumption or cause damage to the device. In addition, in a situation where the power level is lower than the threshold voltage of the DVFS switches, the on/off state of the DVFS switches corresponds to an unknown state, and there is a risk of power-short due to malfunction of the DVFS switches. It can be.

예시적인 실시예에 따라, DRAM(100)의 초기 구동 구간에서 제어 로직(110)은 제1 DVFS 스위치와 제2 DVFS 스위치를 제어하기 위한 제어신호들(Ctrl_DVFS1, Ctrl_DVFS2)을 파워 레일/컨트롤 스위치 블록(120)으로 제공할 수 있다. 또한, 제1 DVFS 스위치 및 제2 DVFS 스위치 중 적어도 하나에 대응하여 마스킹 회로(121)가 배치되고, 마스킹 회로(121)는 DRAM(100)의 초기 구동 구간에서 제1 DVFS 스위치 및 제2 DVFS 스위치 중 적어도 하나의 스위칭 상태(턴 온 또는 턴 오프 상태)를 제어하기 위한 신호 처리 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따라, 마스킹 회로(121)에 의해 제어신호들(Ctrl_DVFS1, Ctrl_DVFS2)의 상태에 무관하게 제1 및 제2 DVFS 스위치의 스위칭 상태가 제어될 수 있다. 즉, 마스킹 회로(121)는 상기 제어신호들(Ctrl_DVFS1, Ctrl_DVFS2)을 마스킹하는 것으로 정의될 수 있으며, 또한 마스킹 회로(121)는 마스킹된 제어신호를 출력하는 것으로 정의될 수 있을 것이다.According to an exemplary embodiment, in the initial driving period of the DRAM 100, the control logic 110 transmits control signals (Ctrl_DVFS1, Ctrl_DVFS2) for controlling the first DVFS switch and the second DVFS switch to the power rail/control switch block. (120). In addition, a masking circuit 121 is disposed to correspond to at least one of the first DVFS switch and the second DVFS switch, and the masking circuit 121 includes the first DVFS switch and the second DVFS switch in the initial driving period of the DRAM 100. A signal processing operation for controlling at least one switching state (turn on state or turn off state) of the above may be performed. According to an embodiment, switching states of the first and second DVFS switches may be controlled by the masking circuit 121 regardless of states of the control signals Ctrl_DVFS1 and Ctrl_DVFS2. That is, the masking circuit 121 may be defined as masking the control signals Ctrl_DVFS1 and Ctrl_DVFS2, and the masking circuit 121 may be defined as outputting the masked control signal.

일 예로서, 마스킹 회로(121)가 제1 DVFS 스위치에 대응하여 배치되는 경우, 마스킹 회로(121)는 제어 로직(110)으로부터 제1 제어신호(Ctrl_DVFS1)를 수신하고, 이에 대한 마스킹 처리를 위한 하나 이상의 연산을 수행하여 제1 마스킹 제어신호를 생성하며, 상기 생성된 제1 마스킹 제어신호를 제1 DVFS 스위치의 제어에 이용할 수 있다. As an example, when the masking circuit 121 is disposed to correspond to the first DVFS switch, the masking circuit 121 receives the first control signal Ctrl_DVFS1 from the control logic 110 and performs masking processing thereon. One or more operations may be performed to generate a first masking control signal, and the generated first masking control signal may be used to control the first DVFS switch.

일 동작 예로서, 전술한 제1 파워 레일의 공통 노드에 급격하게 큰 피크 전류가 흐르는 것을 감소 또는 방지하기 위해, 마스킹 회로(121)는 상기 DRAM(100)의 초기 구동 구간에서 제1 DVFS 스위치 및 제2 DVFS 스위치 중 적어도 하나를 턴 온 상태로 유지시키는 제어 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, DRAM(100)의 초기 구동 구간에서 제1 마스킹 제어신호는 제1 DVFS 스위치가 턴 온되도록 하는 로직 상태를 유지할 수 있다. 즉, 초기 구동 구간 동안 제1 및 제2 DVFS 스위치들이 모두 턴 오프된 상태에서, 상기 초기 구동 구간 이후에 DVFS 스위치가 턴 온됨에 따라 피크 전류가 발생되는 상황을 방지함으로써, 상기 피크 전류에 의한 소자 손상 등의 문제가 개선될 수 있다.As an example of operation, in order to reduce or prevent an abruptly large peak current from flowing to the common node of the first power rail described above, the masking circuit 121 may include a first DVFS switch and a first DVFS switch in the initial driving period of the DRAM 100 A control operation of maintaining at least one of the second DVFS switches in a turned-on state may be performed. For example, in the initial driving period of the DRAM 100, the first masking control signal may maintain a logic state for turning on the first DVFS switch. That is, in a state in which both the first and second DVFS switches are turned off during the initial driving period, a situation in which a peak current is generated as the DVFS switch is turned on after the initial driving period is prevented, thereby preventing a device caused by the peak current. Problems such as damage can be improved.

한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, DRAM(100)은 다른 특성들에 따라 전원전압을 수신하는 또 다른 회로 블록들을 더 포함할 수도 있을 것이다. 일 예로서, 전술한 전원전압들 중 제1 전원전압(VDD1)만을 이용하는 회로 블록들, 제2 하이 전원전압(VDD2H)만을 이용하는 회로 블록들, 제2 로우 전원전압(VDD2L)만을 이용하는 회로 블록들이 DRAM(100)에 더 구비될 수도 있을 것이다.Meanwhile, although not shown in FIG. 1 , the DRAM 100 may further include other circuit blocks that receive power voltage according to other characteristics. As an example, among the aforementioned power supply voltages, circuit blocks using only the first power supply voltage VDD1, circuit blocks using only the second high power supply voltage VDD2H, and circuit blocks using only the second low power supply voltage VDD2L are It may be further provided in the DRAM 100.

도 2는 DRAM 내에 배치되는 파워 레일(power rail)의 예를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating an example of a power rail disposed in a DRAM.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전술한 각종 전원전압들은 DRAM(100) 내의 파워 레일들에 의해 전달될 수 있다. 일 예로서, 도 2에서는 외부로부터 제공되는 전원전압을 전달하기 위한 파워 레일들로서, 제1 전원전압(VDD1)을 전달하는 VDD1 파워 레일, 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 전달하는 VDD2H 파워 레일, 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 전달하는 VDD2L 파워 레일이 예시된다. 또한, 도 2에는 DRAM(100) 내부의 각종 회로 블록들로 전원전압을 전달하기 위한 파워 레일들로서, 제1 내부 전압(VINT)을 전달하는 VINT 파워 레일, 제2 내부 전압(VPWR_INT)을 전달하는 VPWR_INT 파워 레일, 제3 내부 전압(VPWR_2H)을 전달하는 VPWR_2H 파워 레일이 예시된다. 상기 VINT 파워 레일, VPWR_INT 파워 레일 및 VPWR_2H 파워 레일 등은 DRAM(100) 내부의 각종 회로 블록들로 전원전압을 전달하기 위해 배치되는 측면에서 내부 파워 레일로 지칭될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 , the various power voltages described above may be delivered by power rails in the DRAM 100 . As an example, in FIG. 2 , as power rails for transmitting a power supply voltage provided from the outside, a VDD1 power rail transmitting a first power voltage VDD1, a VDD2H power rail transmitting a second high power voltage VDD2H, A VDD2L power rail delivering the second low power supply voltage VDD2L is exemplified. In addition, in FIG. 2 , as power rails for transmitting power voltage to various circuit blocks inside the DRAM 100, a VINT power rail delivering a first internal voltage VINT and a VINT power rail delivering a second internal voltage VPWR_INT A VPWR_INT power rail and a VPWR_2H power rail delivering a third internal voltage (VPWR_2H) are exemplified. The VINT power rail, the VPWR_INT power rail, and the VPWR_2H power rail may be referred to as internal power rails in terms of being arranged to transfer power voltage to various circuit blocks inside the DRAM 100 .

VINT 파워 레일은 DVFS 기술이 적용된 제1 내부 전압(VINT)을 전달하며, DVFS 스위칭에 따라 제1 내부 전압(VINT)은 제2 하이 전원전압(VDD2H) 또는 제2 로우 전원전압(VDD2L)에 상응할 수 있다. 또한, 제2 내부 전압(VPWR_INT)은 상기 DVFS 및 파워 게이팅 기술이 적용된 전원전압에 해당하고, 제2 내부 전압(VPWR_INT)은 파워 게이팅 스위치에 의해 VPWR_INT 파워 레일로 전달된 상기 제1 내부 전압(VINT)에 상응할 수 있다.The VINT power rail delivers the first internal voltage (VINT) to which DVFS technology is applied, and according to DVFS switching, the first internal voltage (VINT) corresponds to the second high power supply voltage (VDD2H) or the second low power supply voltage (VDD2L) can do. In addition, the second internal voltage VPWR_INT corresponds to the power supply voltage to which the DVFS and power gating techniques are applied, and the second internal voltage VPWR_INT is the first internal voltage VINT transferred to the power rail VPWR_INT by the power gating switch. ) can correspond to

DRAM(100) 내의 각종 회로 블록들은 VINT 파워 레일에 연결되어 제2 하이 전원전압(VDD2H) 또는 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신하거나, 또는 VPWR_INT 파워 레일에 연결되어 파워 게이팅이 적용된 제2 하이 전원전압(VDD2H) 또는 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신할 수 있다. 또한, VPWR_2H 파워 레일은 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 전용으로 이용하는 DRAM(100) 내의 일부의 회로 블록을 위해 배치될 수 있으며, 일 예로서 VPWR_2H 파워 레일은 파워 게이팅 스위치를 통해 VDD2H 파워 레일에 연결될 수 있다. Various circuit blocks in the DRAM 100 are connected to the VINT power rail to receive the second high power supply voltage VDD2H or the second low power supply voltage VDD2L, or to the VPWR_INT power rail to receive the second high power gating applied. The power supply voltage VDD2H or the second low power supply voltage VDD2L may be received. In addition, the VPWR_2H power rail may be arranged for some circuit blocks in the DRAM 100 that exclusively use the second high power supply voltage VDD2H. As an example, the VPWR_2H power rail is connected to the VDD2H power rail through a power gating switch. can be connected

이외에도, DRAM(100) 내의 회로 블록들은 전술한 다수의 파워 레일들 및 이에 연결된 스위치들을 통해 전원전압들을 수신하며, 일부의 회로 블록들은 제1 전원전압(VDD1)만을 고정적으로 수신하고, 다른 일부의 회로 블록들은 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 고정적으로 수신할 수도 있을 것이다.In addition, the circuit blocks in the DRAM 100 receive power voltages through the aforementioned plurality of power rails and switches connected thereto, and some circuit blocks receive only the first power voltage VDD1 fixedly, while some of the other circuit blocks receive only the first power voltage VDD1. The circuit blocks may also receive the second low power supply voltage VDD2L in a fixed manner.

도 3a,b는 DVFS 기술에 따른 스위칭 동작의 일 예를 나타내는 회로도이다.3a and b are circuit diagrams illustrating an example of a switching operation according to the DVFS technology.

도 3a를 참조하면, 메모리 장치는 VDD2H 파워 레일에 연결된 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)와 VDD2L 파워 레일에 연결된 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1) 및 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)는 VINT 파워 레일의 일 노드에 연결될 수 있다. 또한, 회로 블록이 VINT 파워 레일에 연결되어 다양한 종류의 전원전압들을 수신할 수 있으며, 일 예로서 메모리 장치의 동작 모드에 따라 제2 하이 전원전압(VDD2H) 또는 제2 로우 전원전압(VDD2L)이 선택적으로 회로 블록으로 제공될 수 있다. 즉, 메모리 장치의 정상적인 동작에서는 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)와 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)는 서로 교번하게 스위칭될 수 있다.Referring to FIG. 3A , the memory device may include a first DVFS switch (SW_DVFS1) connected to a VDD2H power rail and a second DVFS switch (SW_DVFS2) connected to a VDD2L power rail. 2 DVFS switches (SW_DVFS2) can be connected to one node of the VINT power rail. In addition, the circuit block may be connected to the VINT power rail to receive various types of power supply voltages. For example, the second high power supply voltage VDD2H or the second low power supply voltage VDD2L may be received according to the operation mode of the memory device. Optionally, it can be provided as a circuit block. That is, during normal operation of the memory device, the first DVFS switch SW_DVFS1 and the second DVFS switch SW_DVFS2 may be alternately switched.

한편, 도 3b를 참조하면, 메모리 장치는 VDD2H 파워 레일에 연결된 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)와 VDD2L 파워 레일에 연결된 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)를 포함할 수 있으며, 또한 VINT 파워 레일과 VPWR_INT 파워 레일 사이에 연결된 파워 게이팅 스위치(SW_PG)를 더 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)는 스위칭 동작에 기반하여 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 VINT 파워 레일로 제공하고, 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)는 스위칭 동작에 기반하여 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 VINT 파워 레일로 제공할 수 있다. 또한, 파워 게이팅 스위치(SW_PG)는 VINT 파워 레일에 인가된 전원전압을 VPWR_INT 파워 레일로 전달하거나, 또는 전원전압의 전달을 차단할 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 3B , the memory device may include a first DVFS switch (SW_DVFS1) connected to a VDD2H power rail and a second DVFS switch (SW_DVFS2) connected to a VDD2L power rail, and also a VINT power rail and a VPWR_INT power rail. A power gating switch SW_PG connected therebetween may be further included. As described above, the first DVFS switch SW_DVFS1 provides the second high supply voltage VDD2H to the VINT power rail based on the switching operation, and the second DVFS switch SW_DVFS2 provides the second low voltage based on the switching operation. The supply voltage (VDD2L) can be provided to the VINT power rail. In addition, the power gating switch SW_PG may transfer the power supply voltage applied to the VINT power rail to the VPWR_INT power rail or block the transfer of the power supply voltage.

일 실시예에 따라, 메모리 장치 내에 포함되는 다수의 회로 블록들 중 일부는 DVFS가 적용된 VINT 파워 레일에 연결되고, 다른 일부는 DVFS 및 파워 게이팅이 적용된 VPWR_INT 파워 레일에 연결될 수 있다. 일 예로서, VINT 파워 레일에 연결되는 회로 블록은 메모리 장치의 동작 모드에 따라 제2 하이 전원전압(VDD2H) 또는 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 상시적으로 수신할 수 있다. 반면에, VPWR_INT 파워 레일에 연결되는 회로 블록은 제2 하이 전원전압(VDD2H) 또는 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신하되, 메모리 장치의 다른 특정한 모드에서 파워 게이팅 스위치(SW_PG)가 턴 오프됨에 따라 전원전압의 제공이 차단될 수 있다.According to an embodiment, some of circuit blocks included in the memory device may be connected to a VINT power rail to which DVFS is applied, and other parts may be connected to a VPWR_INT power rail to which DVFS and power gating are applied. As an example, a circuit block connected to the VINT power rail may constantly receive the second high power supply voltage VDD2H or the second low power supply voltage VDD2L according to the operation mode of the memory device. On the other hand, the circuit block connected to the VPWR_INT power rail receives the second high power supply voltage VDD2H or the second low power supply voltage VDD2L, but the power gating switch SW_PG is turned off in another specific mode of the memory device. Accordingly, supply of the power supply voltage may be blocked.

도 4는 메모리 장치에서 DVFS 스위치들에 의해 피크 전류가 발생되는 예를 나타내는 도면이다. 도 4에서는 DVFS 스위치들이 로직 하이의 제어신호에 의해 턴 온되고, 메모리 장치의 초기 구동 시 DVFS 스위치들을 제어하기 위한 제어신호들이 로직 로우 상태로 설정되는 경우가 가정된다.4 is a diagram illustrating an example in which peak current is generated by DVFS switches in a memory device. In FIG. 4 , it is assumed that the DVFS switches are turned on by a logic high control signal and control signals for controlling the DVFS switches are set to a logic low state when the memory device is initially driven.

도 4를 참조하면, 메모리 장치의 초기 구동 시 파워 업 구간이 존재하고, 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)의 레벨이 상승할 수 있다. 이 때, 상기 메모리 장치의 초기 구동 구간에서 제1 및 제2 DVFS 스위치들(SW_DVFS1, SW_DVFS2)이 턴 오프 상태를 유지하고, 초기화 구간이 종료된 이후(또는, 파워가 모두 상승된 이후)에는 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)가 턴 온되도록 설정됨에 따라 제2 하이 전원전압(VDD2H)에 의해 전술한 공통 노드에 연결된 커패시턴스 성분(Cpar)으로 전류(I_VDD)가 흐를 수 있다. 즉, 제2 하이 전원전압(VDD2H)에 의해 커패시턴스 성분(Cpar)에 전하가 급격하게 주입되고, 이와 같은 과정에서 발생되는 피크 전류에 의해 메모리 장치의 소자 손상 가능성이 발생될 수 있다.Referring to FIG. 4 , when the memory device is initially driven, a power-up period exists, and the levels of the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L may rise. At this time, the first and second DVFS switches (SW_DVFS1, SW_DVFS2) remain turned off during the initial driving period of the memory device, and after the initialization period ends (or after the power is all increased), the second DVFS switch is turned off. As the 1 DVFS switch SW_DVFS1 is set to be turned on, current I_VDD may flow to the capacitance component Cpar connected to the above-described common node by the second high power supply voltage VDD2H. That is, charges are rapidly injected into the capacitance component Cpar by the second high power supply voltage VDD2H, and a peak current generated during this process may cause damage to the device of the memory device.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5에 도시된 전원전압들(VDD_A, VDD_B)은 전술한 실시예에서의 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)에 한정될 필요 없이, DVFS 기능에 적용 가능한 다른 다양한 종류의 전원전압이 적용되어도 무방할 것이다.5 is a block diagram showing the configuration of a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. The power supply voltages VDD_A and VDD_B shown in FIG. 5 do not need to be limited to the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L in the above-described embodiment, and various other power supply voltages applicable to the DVFS function. It will be okay even if a power supply voltage of the same type is applied.

메모리 장치(200)는 다양한 종류의 전원전압들을 스위칭하는 스위치들을 포함하고, 도 5에서는 제1 전원전압(VDD_A)에 연결되는 제1 스위치(SW_A)와 제2 전원전압(VDD_B)에 연결되는 제2 스위치(SW_B)를 포함하는 예가 도시된다. 또한, 제1 스위치(SW_A) 및 제2 스위치(SW_B)의 일 노드는 적어도 두 개의 전원전압을 전달하는 파워 레일에 연결될 수 있다. 전술한 실시예에 따라, 제1 전원전압(VDD_A) 및 제2 전원전압(VDD_B)이 DVFS 기술에 관련된 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)인 경우, 상기 파워 레일은 VINT 파워 레일 또는 VPWR_INT 파워 레일일 수 있다.The memory device 200 includes switches that switch various types of power voltages, and in FIG. 5 , a first switch SW_A connected to the first power voltage VDD_A and a second switch SW_A connected to the second power voltage VDD_B. An example including 2 switches (SW_B) is shown. Also, one node of the first switch SW_A and the second switch SW_B may be connected to a power rail delivering at least two power voltages. According to the above-described embodiment, when the first power supply voltage VDD_A and the second power supply voltage VDD_B are the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L related to the DVFS technology, the power rail can be a VINT power rail or a VPWR_INT power rail.

제어 로직(210)은 메모리 장치의 초기 구동 시 제1 스위치(SW_A)를 제어하기 위한 제1 제어신호(VswH)와 제2 스위치(SW_B)를 제어하기 위한 제2 제어신호(VswL)를 생성할 수 있다. 일 예로서, 제어 로직(210)은 메모리 장치의 초기화 동작을 나타내는 초기화 정보(Info_ini)에 기반하여 상기 제1 제어신호(VswH) 및 제2 제어신호(VswL)를 생성할 수 있다. 초기화 정보(Info_ini)는 메모리 장치(200) 내부에서 생성되거나, 또는 메모리 장치(200)를 제어하는 컨트롤러(미도시)로부터 제공된 신호로부터 생성될 수 있다.When the memory device is initially driven, the control logic 210 generates a first control signal VswH for controlling the first switch SW_A and a second control signal VswL for controlling the second switch SW_B. can As an example, the control logic 210 may generate the first control signal VswH and the second control signal VswL based on initialization information Info_ini indicating an initialization operation of the memory device. The initialization information Info_ini may be generated inside the memory device 200 or generated from a signal provided from a controller (not shown) that controls the memory device 200 .

본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 마스킹 회로(220)는 제1 제어신호(VswH) 및 제2 제어신호(VswL)를 수신하고, 이에 대한 마스킹 처리를 수행할 수 있다. 일 예로서, 마스킹 회로(220)가 제1 스위치(SW_A)의 스위칭 상태를 제어할 때, 마스킹 회로(220)는 상기 제1 제어신호(VswH)를 마스킹한 제1 마스킹 제어신호(VswH_M)를 생성하고 이를 제1 스위치(SW_A)로 제공할 수 있다. 반면에, 마스킹 회로(220)가 제2 제어신호(VswL)에 대한 마스킹 처리를 수행할 때, 마스킹 회로(220)는 상기 제2 제어신호(VswL)를 마스킹한 제2 마스킹 제어신호(VswL_M)를 생성하고 이를 제2 스위치(SW_B)로 제공할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the masking circuit 220 may receive the first control signal VswH and the second control signal VswL and perform a masking process on them. As an example, when the masking circuit 220 controls the switching state of the first switch SW_A, the masking circuit 220 generates a first masking control signal VswH_M obtained by masking the first control signal VswH. It can be generated and provided to the first switch (SW_A). On the other hand, when the masking circuit 220 performs a masking process on the second control signal VswL, the masking circuit 220 masks the second control signal VswL to obtain a second masking control signal VswL_M may be generated and provided to the second switch SW_B.

도 5에 도시된 구성에서, 상기 메모리 장치(200)의 초기 구동 구간 동안 제1 스위치(SW_A)는 제1 마스킹 제어신호(VswH_M)에 의해 턴 온 상태를 유지할 수 있다. 즉, 메모리 장치(200)의 초기 구동 구간에서 제2 스위치(SW_B)의 턴 온/턴 오프 상태와 무관하게 제1 스위치(SW_A)는 턴 온 상태를 유지하고, 이에 따라 파워 레일의 일 노드에 연결된 커패시턴스 성분에 전하가 유입될 수 있다. 또한, 초기 구동 구간이 지난 후 스위칭 컨트롤 동작을 통해 제1 스위치(SW_A)가 턴 온 상태를 유지하고 제2 스위치(SW_B)가 턴 오프 상태를 갖는 경우, 상기 커패시턴스 성분에 이미 유입된 전하가 존재하고, 이에 따라 상기 커패시턴스 성분으로의 급격한 전하 유입에 기인하여 발생될 수 있는 피크 전류를 감소시키거나 제거할 수 있다.In the configuration shown in FIG. 5 , during the initial driving period of the memory device 200 , the first switch SW_A may be turned on by the first masking control signal VswH_M. That is, in the initial driving period of the memory device 200, the first switch SW_A maintains a turned-on state regardless of the turn-on/turn-off state of the second switch SW_B, and thus a node of the power rail Charges may flow into the connected capacitance component. In addition, when the first switch SW_A remains turned on and the second switch SW_B remains turned off through a switching control operation after the initial driving period, charges have already flowed into the capacitance component. And, accordingly, the peak current that may be generated due to the rapid inflow of charges into the capacitance component can be reduced or eliminated.

도 6 및 도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치의 일 구현 예를 나타내는 회로도 및 그 동작 파형도이다. 도 6 및 도 7에서는 DVFS 기술에 따른 DVFS 스위치들이 예시되며, 상기 DVFS 스위치들은 PMOS 트랜지스터로 구현됨에 따라 각각 로직 로우의 제어신호에 의해 턴 온되는 예가 도시된다. 또한, DVFS 스위치들에 의해 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)이 스위칭되는 예가 도시되며, DVFS 스위치가 전원전압에 연결된다 함은 DVFS 스위치가 전원전압을 연결하는 파워 레일에 연결되는 것으로 이해될 수 있을 것이다.6 and 7 are circuit diagrams and operation waveform diagrams illustrating an implementation example of a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. 6 and 7 illustrate DVFS switches according to the DVFS technology, and as the DVFS switches are implemented with PMOS transistors, an example in which each is turned on by a control signal of a logic low is shown. Also, an example in which the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L are switched by the DVFS switches is shown, and that the DVFS switch is connected to the power supply voltage means that the DVFS switch connects the power supply voltage It will be understood that it is connected to the rail.

도 6을 참조하면, 메모리 장치(300)는 제2 하이 전원전압(VDD2H)에 연결된 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)와 제2 로우 전원전압(VDD2L)에 연결된 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)를 포함할 수 있으며, 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1) 및 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2) 각각은 VINT 파워 레일에 연결될 수 있다. 또한, 메모리 장치(300)는 전술한 실시예에 따른 마스킹 회로(310)를 더 포함할 수 있으며, 도 6에서는 마스킹 회로(310)가 제1 제어신호(Ctrl_DVFS1)에 대한 마스킹 처리를 위한 연산을 수행하는 예가 도시된다. 일 구현 예로서, 마스킹 회로(310)는 NAND 게이트(NAND) 및 하나 이상의 인버터(Inv1, Inv2)를 포함할 수 있으며, NAND 게이트(NAND)의 출력이 노드 a를 통해 제1 인버터(Inv1)로 제공되고, 제1 인버터(Inv1)의 출력이 제2 인버터(Inv2)로 제공되며, 제1 인버터(Inv1)의 출력은 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)를 제어하기 위한 제1 마스크 제어신호(Ctrl_DVFS1_M)에 해당할 수 있다. 또한, 제1 마스크 제어신호(Ctrl_DVFS1_M)를 반전한 제2 인버터(Inv2)의 출력은 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)를 제어하기 위한 제2 제어신호(Ctrl_DVFS2)에 해당할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the memory device 300 may include a first DVFS switch SW_DVFS1 connected to the second high power supply voltage VDD2H and a second DVFS switch SW_DVFS2 connected to the second low power supply voltage VDD2L. and each of the first DVFS switch SW_DVFS1 and the second DVFS switch SW_DVFS2 may be connected to the VINT power rail. In addition, the memory device 300 may further include the masking circuit 310 according to the above-described embodiment, and in FIG. 6 , the masking circuit 310 performs an operation for masking the first control signal Ctrl_DVFS1. An example of doing this is shown. As an implementation example, the masking circuit 310 may include a NAND gate (NAND) and one or more inverters (Inv1 and Inv2), and an output of the NAND gate (NAND) is connected to a first inverter (Inv1) through a node a. The output of the first inverter Inv1 is provided to the second inverter Inv2, and the output of the first inverter Inv1 generates the first mask control signal Ctrl_DVFS1_M for controlling the first DVFS switch SW_DVFS1. may correspond to Also, the output of the second inverter Inv2 obtained by inverting the first mask control signal Ctrl_DVFS1_M may correspond to the second control signal Ctrl_DVFS2 for controlling the second DVFS switch SW_DVFS2.

도 6에서는 마스킹 회로(310)가 제2 제어신호(Ctrl_DVFS2)를 제공하는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시예는 이에 국한될 필요가 없다. 일 예로서, 마스킹 회로(310)는 제1 제어신호(Ctrl_DVFS1)를 마스킹하고, 제2 제어신호(Ctrl_DVFS2)는 메모리 장치(300) 내의 제어 로직(미도시)에 의해 별개로 생성될 수도 있을 것이다. 또한, 마스킹 회로(310)는 NAND 게이트(NAND) 및 제1 인버터(Inv1)만을 포함하는 것으로 정의될 수도 있을 것이다.Although the masking circuit 310 is illustrated as providing the second control signal Ctrl_DVFS2 in FIG. 6 , embodiments of the present invention need not be limited thereto. As an example, the masking circuit 310 may mask the first control signal Ctrl_DVFS1, and the second control signal Ctrl_DVFS2 may be separately generated by a control logic (not shown) in the memory device 300. . Also, the masking circuit 310 may be defined as including only the NAND gate NAND and the first inverter Inv1.

일 동작 예에 따라, NAND 게이트(NAND)는 메모리 장치(300) 내의 제어 로직(미도시)에 의해 생성된 제1 제어신호(Ctrl_DVFS1)와 소정의 내부 제어신호(evcch)를 수신하고, 이에 대한 NAND 연산 결과를 출력할 수 있다. 또한, 제1 인버터(Inv1)는 NAND 게이트(NAND)로부터의 연산 결과를 반전하여 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)의 게이트 전극으로 제공할 수 있으며, 또한 제2 인버터(Inv2)는 제1 인버터(Inv1)로부터의 출력을 반전하여 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)의 게이트 전극으로 제공할 수 있다.According to an operation example, the NAND gate NAND receives a first control signal Ctrl_DVFS1 generated by a control logic (not shown) in the memory device 300 and a predetermined internal control signal evcch, and NAND operation results can be output. In addition, the first inverter Inv1 may invert an operation result from the NAND gate NAND and provide it to the gate electrode of the first DVFS switch SW_DVFS1, and the second inverter Inv2 may invert the operation result from the first inverter Inv1. ) may be inverted and provided to the gate electrode of the second DVFS switch SW_DVFS2.

도 6에 도시된 메모리 장치(300)의 일 동작 예를 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. An operation example of the memory device 300 shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. 7 as follows.

메모리 장치(300) 내의 제어 로직(미도시)은 도 5에 도시된 초기화 정보(Info_ini)에 기반하여 메모리 장치(300)의 초기 구동 구간에서 내부 제어신호(evcch)를 생성할 수 있으며, 상기 내부 제어신호(evcch)는 초기 구동 구간에서 로직 로우 상태를 가질 수 있다. 또한, 제어 로직은 제1 제어신호(Ctrl_DVFS1)을 생성할 수 있으며, 메모리 장치(300)의 초기 구동 구간에서 파워가 안정적인 레벨을 갖지 않음에 따라 제1 제어신호(Ctrl_DVFS1)는 불안정한 파형을 가질 수 있다.The control logic (not shown) in the memory device 300 may generate an internal control signal evcch in the initial driving period of the memory device 300 based on the initialization information Info_ini shown in FIG. The control signal evcch may have a logic low state in an initial driving period. Also, the control logic may generate the first control signal Ctrl_DVFS1, and since the power does not have a stable level in the initial driving period of the memory device 300, the first control signal Ctrl_DVFS1 may have an unstable waveform. there is.

내부 제어신호(evcch)는 다양한 방식에 따라 생성될 수 있으며, 상기한 바와 같이 내부 제어신호(evcch)는 초기 구동 구간에서 소정의 로직 상태를 유지할 수 있다. 예컨대, 초기화 정보(Info_ini)가 상기 초기 구동 구간에서 소정의 로직 상태를 유지하는 경우에는, 내부 제어신호(evcch)는 초기화 정보(Info_ini)에 상응할 수도 있다. 이외에도, 내부 제어신호(evcch)는 상기 초기 구동 구간에 관련된 다른 종류의 정보들에 기반하여 생성될 수도 있으며, 일 예로서 메모리 컨트롤러 및/또는 메모리 장치 내에서 생성되는 각종 정보에 기반하여 생성될 수도 있을 것이다.The internal control signal evcch may be generated according to various methods, and as described above, the internal control signal evcch may maintain a predetermined logic state in the initial driving period. For example, when the initialization information Info_ini maintains a predetermined logic state in the initial driving period, the internal control signal evcch may correspond to the initialization information Info_ini. In addition, the internal control signal evcch may be generated based on other types of information related to the initial driving period, and as an example, may be generated based on various information generated in a memory controller and/or a memory device. There will be.

NAND 게이트(NAND)가 로직 로우 상태의 내부 제어신호(evcch)를 수신함에 따라, NAND 게이트(NAND)의 출력은 제1 제어신호(Ctrl_DVFS1)에 무관하게 로직 하이 상태를 가질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, NAND 게이트(NAND)의 출력이 인가되는 노드 a는 로직 하이 상태를 가지나, 메모리 장치(300)의 초기 구동 구간에서 파워가 상승중인 상태에 있으므로, 노드 a의 전압 또한 그 레벨이 정상 상태로 상승하는 파형을 가질 수 있다. 즉, NAND 게이트(NAND)의 출력에 연결되는 노드 a에는 도 7에 도시된 바와 같은 파형의 전압이 인가될 수 있다.As the NAND gate NAND receives the internal control signal evcch in a logic low state, the output of the NAND gate NAND may have a logic high state regardless of the first control signal Ctrl_DVFS1. As shown in FIG. 7 , node a to which the output of the NAND gate (NAND) is applied has a logic high state, but since the power is increasing in the initial driving period of the memory device 300, the voltage of node a is also It may have a waveform whose level rises to a steady state. That is, the voltage of the waveform shown in FIG. 7 may be applied to the node a connected to the output of the NAND gate NAND.

한편, 제1 인버터(Inv1)는 로직 하이에 해당하는 NAND 게이트(NAND)의 출력을 반전하고, 이에 따라 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)로 제공되는 제1 마스크 제어신호(Ctrl_DVFS1_M)는 로직 로우 상태를 가질 수 있다. 또한, 메모리 장치(300)의 초기 구동 구간 동안 내부 제어신호(evcch)가 로직 로우 상태를 유지함에 따라, 상기 제1 마스크 제어신호(Ctrl_DVFS1_M)는 로직 로우 상태를 유지할 수 있으며, 제1 마스크 제어신호(Ctrl_DVFS1_M)에 응답하여 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)가 턴 온 상태를 유지할 수 있다. 반면에, 제1 마스크 제어신호(Ctrl_DVFS1_M)를 반전한 신호가 제2 제어신호(Ctrl_DVFS2)로서 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)로 제공될 수 있으며, 제2 제어신호(Ctrl_DVFS2)의 전압 레벨 상태에 따라 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)는 턴 온 되거나 또는 턴 오프될 수 있다.Meanwhile, the first inverter (Inv1) inverts the output of the NAND gate (NAND) corresponding to the logic high level, and accordingly, the first mask control signal (Ctrl_DVFS1_M) provided to the first DVFS switch (SW_DVFS1) sets the logic low state. can have In addition, as the internal control signal evcch maintains a logic low state during the initial driving period of the memory device 300, the first mask control signal Ctrl_DVFS1_M may maintain a logic low state, and the first mask control signal In response to (Ctrl_DVFS1_M), the first DVFS switch SW_DVFS1 may maintain a turned-on state. On the other hand, a signal obtained by inverting the first mask control signal Ctrl_DVFS1_M may be provided as the second control signal Ctrl_DVFS2 to the second DVFS switch SW_DVFS2, depending on the voltage level of the second control signal Ctrl_DVFS2. The second DVFS switch SW_DVFS2 may be turned on or turned off.

이후, 초기 구동 구간이 종료되고 메모리 장치(300)의 파워가 정상 상태로 안정화됨에 따라, 메모리 장치(300)의 일반 모드에서 상기 내부 제어신호(evcch)는 로직 하이 상태로 변동되고, 또한 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)와 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)는 서로 교번하게 스위칭될 수 있다. 일 예로서, 제1 제어신호(Ctrl_DVFS1)는 로직 로우 상태를 유지함에 따라, 제1 마스크 제어신호(Ctrl_DVFS1_M)는 로직 로우 상태를 유지하고 이에 응답하여 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)는 턴 온 상태를 유지할 수 있다. 반면에, 제2 제어신호(Ctrl_DVFS2)는 로직 하이 상태를 유지함에 따라 이에 응답하여 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)는 턴 오프 상태를 유지할 수 있다.Thereafter, as the initial driving period ends and the power of the memory device 300 is stabilized in a normal state, the internal control signal evcch changes to a logic high state in the normal mode of the memory device 300, and also the first The DVFS switch SW_DVFS1 and the second DVFS switch SW_DVFS2 may be alternately switched. As an example, as the first control signal Ctrl_DVFS1 maintains a logic low state, the first mask control signal Ctrl_DVFS1_M maintains a logic low state, and in response to this, the first DVFS switch SW_DVFS1 turns on. can keep On the other hand, as the second control signal Ctrl_DVFS2 maintains a logic high state, the second DVFS switch SW_DVFS2 may maintain a turned-off state in response thereto.

상기와 같은 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에 따르면, 메모리 장치(300)의 초기 구동 구간에서 어느 하나의 스위치(예컨대, 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1))가 턴 온 상태를 유지하고, 이에 따라 VINT 파워 레일의 일 노드를 제2 하이 전원전압(VDD2H)에 해당하는 레벨로 차징(charging)할 수 있다. 따라서, 초기 구동 구간이 종료된 후, 레벨이 충분히 상승된 전원전압이 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1) 또는 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)에 의해 스위칭 되더라도, 전술한 순간적인 전류 상승을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 소자들의 손상이 방지될 수 있다. According to the embodiments shown in FIGS. 6 and 7 as described above, in the initial driving period of the memory device 300, one switch (eg, the first DVFS switch SW_DVFS1) maintains a turned-on state, and thus Accordingly, one node of the VINT power rail may be charged to a level corresponding to the second high power supply voltage VDD2H. Therefore, even if the power supply voltage whose level is sufficiently raised is switched by the first DVFS switch (SW_DVFS1) or the second DVFS switch (SW_DVFS2) after the initial driving period is finished, the aforementioned instantaneous current rise can be reduced, Accordingly, damage to the elements can be prevented.

한편, 도 6에서는 마스킹 회로(310)의 일 구현 예로서 하나의 NAND 게이트(NAND)와 두 개의 인버터들(Inv1, Inv2)이 예시되었으나, 본 발명의 실시예들은 이에 국한될 필요가 없다. 예컨대, 다양한 종류의 로직 소자들을 이용하여 마스킹 회로(310)가 구현될 수도 있을 것이며, 다양한 내부 제어신호들과 함께 마스킹 회로(310) 내의 로직 소자들을 이용함으로써 메모리 장치(300)의 초기 구동 구간에서 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1) 및 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2) 중 적어도 하나가 턴 온 상태를 유지하도록 메모리 장치(300)가 구현될 수도 있을 것이다.Meanwhile, in FIG. 6, one NAND gate (NAND) and two inverters (Inv1, Inv2) are exemplified as an implementation example of the masking circuit 310, but embodiments of the present invention need not be limited thereto. For example, the masking circuit 310 may be implemented using various types of logic elements, and by using logic elements within the masking circuit 310 together with various internal control signals, in the initial driving period of the memory device 300 The memory device 300 may be implemented such that at least one of the first DVFS switch SW_DVFS1 and the second DVFS switch SW_DVFS2 maintains a turned-on state.

도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치의 동작방법을 나타내는 플로우차트이다. 도 8에서는 제1 DVFS 스위치 및 제2 DVFS 스위치가 예시되며, 제1 DVFS 스위치는 제1 전원전압에 연결되고 제2 DVFS 스위치는 제2 전원전압에 연결되는 것으로 가정된다.8 is a flowchart illustrating a method of operating a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 8 , a first DVFS switch and a second DVFS switch are exemplified, and it is assumed that the first DVFS switch is connected to the first power voltage and the second DVFS switch is connected to the second power voltage.

도 8을 참조하면, 메모리 장치의 초기화 동작이 수행됨에 따라 초기 구동 구간에서 전원전압의 파워가 상승되고(S11), 상기 초기 구동 구간에서 제1 전원전압에 연결된 제1 DVFS 스위치를 제어하기 위한 제1 DVFS 제어신호가 생성될 수 있다(S12). 이와 함께, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 마스킹 처리를 위하여, 제1 로직 상태를 갖는 내부 제어신호가 생성될 수 있다(S13). 상기 내부 제어신호는 초기 구동 구간의 적어도 일부에서 상기 제1 로직 상태를 유지할 수 있으며, 또한 제1 로직 상태는 마스킹 처리에 이용되는 로직 회로의 종류나 제1 DVFS 스위치의 종류 등에 기반하여 로직 하이 또는 로직 로우 상태에 해당할 수 있다.Referring to FIG. 8 , as the initialization operation of the memory device is performed, the power of the power supply voltage is increased in the initial driving period (S11), and the first DVFS switch connected to the first power voltage is controlled in the initial driving period. 1 DVFS control signal may be generated (S12). In addition, for masking processing according to exemplary embodiments of the present invention, an internal control signal having a first logic state may be generated (S13). The internal control signal may maintain the first logic state during at least a part of an initial driving period, and the first logic state may be a logic high or a logic high level based on a type of a logic circuit used for masking processing or a type of a first DVFS switch. This may correspond to a logic low state.

또한, 마스킹 처리를 위한 연산이 수행될 수 있으며, 일 예로서 제1 DVFS 제어신호와 내부 제어신호를 이용한 연산을 수행함으로써 제1 마스킹 제어신호가 생성될 수 있다(S14). 상기 제1 마스킹 제어신호의 로직 상태는 제1 DVFS 스위치를 턴 온 시키기 위한 상태를 가질 수 있으며, 이에 따라 상기 초기 구동 구간의 적어도 일부의 구간 동안 제1 DVFS 스위치는 제1 마스킹 제어신호에 응답하여 턴 온될 수 있다(S15). 이 때, 제2 전원전압에 연결된 제2 DVFS 스위치를 제어하기 위한 제2 DVFS 제어신호는 메모리 장치 내의 제어 로직에 의해 생성되거나, 또는 상기 제1 DVFS 제어신호를 이용하여 생성될 수 있으며, 제2 DVFS 스위치는 상기 초기 구동 구간에서 턴 오프될 수 있다.Also, an operation for masking processing may be performed, and as an example, a first masking control signal may be generated by performing an operation using the first DVFS control signal and the internal control signal (S14). The logic state of the first masking control signal may have a state for turning on the first DVFS switch, and accordingly, during at least a portion of the initial drive section, the first DVFS switch responds to the first masking control signal. It can be turned on (S15). In this case, the second DVFS control signal for controlling the second DVFS switch connected to the second power supply voltage may be generated by a control logic in the memory device or may be generated using the first DVFS control signal, and The DVFS switch may be turned off during the initial driving period.

이후, 메모리 장치의 초기화 동작이 종료될 수 있으며(S16), 메모리 장치의 일반 모드에서 제1 마스킹 제어신호는 제1 DVFS 제어신호와 동일한 로직 상태를 가질 수 있다. 또한, 메모리 장치의 일반 모드에서 제1 DVFS 스위치와 제2 DVFS 스위치는 교번하게 스위칭될 수 있다(S17). 앞선 실시예에서 설명된 바와 같이, 메모리 장치의 초기 구동 구간에서 제1 DVFS 스위치가 턴 온됨에 따라, 제1 DVFS 스위치와 제2 DVFS 스위치에 공통하게 연결된 파워 레일의 공통 노드에 존재하는 커패시턴스 성분이 차징되고, 이에 따라 일반 모드에서 DVFS 스위치의 스위칭에 기인하는 피크 전류가 감소 또는 제거될 수 있다.Thereafter, the initialization operation of the memory device may end (S16), and the first masking control signal may have the same logic state as the first DVFS control signal in the normal mode of the memory device. Also, in the normal mode of the memory device, the first DVFS switch and the second DVFS switch may be alternately switched (S17). As described in the previous embodiment, as the first DVFS switch is turned on during the initial driving period of the memory device, a capacitance component present at a common node of a power rail commonly connected to the first DVFS switch and the second DVFS switch is charged, and thus the peak current due to switching of the DVFS switch in normal mode can be reduced or eliminated.

도 9는 본 발명의 변형 가능한 실시예에 따른 DRAM을 나타내는 회로도이다. 도 9에 도시된 구성들을 설명함에 있어서, 도 6에서와 동일한 구성에 대해서는 그 동작 또한 동일 또는 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략된다.9 is a circuit diagram illustrating a DRAM according to a deformable embodiment of the present invention. In describing the components shown in FIG. 9, since the operation of the same components as those in FIG. 6 is the same or similar, a detailed description thereof will be omitted.

도 9를 참조하면, 메모리 장치(400)는 제1 및 제2 DVFS 스위치들(SW_DVFS1, SW_DVFS2)을 포함하고, 또한 전술한 실시예들에 따른 마스킹 회로(410)를 더 포함할 수 있다. 상기 마스킹 회로(410)의 일 구현 예로서, 마스킹 회로(410)가 NAND 게이트(NAND)와 하나 이상의 인버터들(Inv1, Inv2)을 포함하는 예가 도시된다.Referring to FIG. 9 , the memory device 400 may include first and second DVFS switches SW_DVFS1 and SW_DVFS2 and may further include a masking circuit 410 according to the above-described embodiments. As an implementation example of the masking circuit 410, an example in which the masking circuit 410 includes a NAND gate (NAND) and one or more inverters Inv1 and Inv2 is shown.

일 실시예에 따라, 제1 및 제2 DVFS 스위치들(SW_DVFS1, SW_DVFS2) 각각은 MOS 트랜지스터(예컨대, PMOS 트랜지스터)로 구현될 수 있으며, 각각의 MOS 트랜지스터의 벌크(bulk)로는 소정의 전원전압이 인가될 수 있다. 예컨대, 도 9에는 제1 및 제2 DVFS 스위치들(SW_DVFS1, SW_DVFS2) 각각의 벌크(bulk)로 제2 하이 전원전압(VDD2H)이 인가될 수 있다.According to an embodiment, each of the first and second DVFS switches SW_DVFS1 and SW_DVFS2 may be implemented as a MOS transistor (eg, a PMOS transistor), and a predetermined power voltage is applied to the bulk of each MOS transistor. may be authorized. For example, in FIG. 9 , the second high power supply voltage VDD2H may be applied to the bulk of each of the first and second DVFS switches SW_DVFS1 and SW_DVFS2.

메모리 장치(400)의 초기화 동작 시 파워 업 구간이 존재하고, 또한 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 메모리 장치(400)의 초기 구동 구간에서 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)가 턴 온될 수 있다. 이에 따라, 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)의 턴 온으로 인해 VINT 파워 레일의 공통 노드(C)의 전압은 제2 하이 전원전압(VDD2H)으로 상승될 수 있다. During the initialization operation of the memory device 400, a power-up period exists, and according to an exemplary embodiment of the present invention, the first DVFS switch SW_DVFS1 may be turned on during the initial driving period of the memory device 400. Accordingly, when the first DVFS switch SW_DVFS1 is turned on, the voltage of the common node C of the VINT power rail may rise to the second high power supply voltage VDD2H.

이 때, 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)의 일 전극은 상기 공통 노드(C)에 연결되고, 이에 따라 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)의 공통 노드(C)에 연결된 전극의 전압이 벌크(bulk) 전압보다 커지는 경우가 발생될 수 있다. 이 경우, 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)의 벌크(bulk)를 통한 역전류가 발생되고, 이로 인한 전류 누설 및 소자 손상 가능성이 발생된다. 반면에, 본 실시예에 따르면 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)의 벌크(bulk)로 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1)에 연결된 제2 하이 전원전압(VDD2H)이 제공되며, 이에 따라 상기 역전류 발생 가능성을 감소시킬 수 있다.At this time, one electrode of the second DVFS switch SW_DVFS2 is connected to the common node C, and accordingly, the voltage of the electrode connected to the common node C of the second DVFS switch SW_DVFS2 is a bulk voltage. A larger case may occur. In this case, reverse current is generated through the bulk of the second DVFS switch (SW_DVFS2), resulting in current leakage and possibility of device damage. On the other hand, according to the present embodiment, the second high power voltage VDD2H connected to the first DVFS switch SW_DVFS1 is provided as a bulk of the second DVFS switch SW_DVFS2, thereby reducing the possibility of occurrence of the reverse current. can reduce

한편, 도 9에서는 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)의 벌크(bulk)로 제2 하이 전원전압(VDD2H)이 제공되는 예가 도시되었으나 본 발명의 실시예는 이에 국한될 필요가 없다. 일 예로서, 전술한 실시예에서 설명된 제2 하이 전원전압(VDD2H)보다 큰 레벨을 갖는 제1 전원전압(VDD1)이 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2)의 벌크(bulk)로 제공되도록 회로가 구현될 수도 있을 것이다.Meanwhile, although FIG. 9 shows an example in which the second high power supply voltage VDD2H is provided as the bulk of the second DVFS switch SW_DVFS2, the exemplary embodiment of the present invention does not need to be limited thereto. As an example, a circuit is implemented such that the first power supply voltage VDD1 having a higher level than the second high power supply voltage VDD2H described in the above-described embodiment is provided to the bulk of the second DVFS switch SW_DVFS2. It could be.

한편, 도 10a,b는 DVFS 스위치 내에서 발생되는 역전류 현상의 일 예를 나타내는 도면이다. 이하의 실시예들에서 도시된 도면의 구성들 중 전술한 실시예들에서 설명된 것과 동일한 구성에 대해서는 구체적인 설명이 생략된다.Meanwhile, FIGS. 10A and 10B are diagrams illustrating an example of a reverse current phenomenon generated in the DVFS switch. Among the configurations of the drawings shown in the following embodiments, detailed descriptions of the same configurations as those described in the foregoing embodiments are omitted.

도 10a,b를 참조하면, 제1 DVFS 스위치(SW_DVFS1) 및 제2 DVFS 스위치(SW_DVFS2) 각각은 PMOS 트랜지스터로 구현될 수 있으며, 각 DVFS 스위치의 벌크(bulk)에는 제2 하이 전원전압(VDD2H)이 인가될 수 있다. 그리고, 메모리 장치의 초기화 동작시, 파워 업 구간에서 제2 로우 전원전압(VDD2L)의 레벨이 제2 하이 전원전압(VDD2H)의 레벨보다 큰 현상이 발생될 수 있으며, 이 경우 도 10a에 도시된 바와 같은 역전류(Irev)가 발생될 수 있다.Referring to FIGS. 10A and 10B, each of the first DVFS switch SW_DVFS1 and the second DVFS switch SW_DVFS2 may be implemented as a PMOS transistor, and a second high power supply voltage VDD2H is applied to the bulk of each DVFS switch. this may be authorized. Also, during the initialization operation of the memory device, a phenomenon in which the level of the second low power supply voltage VDD2L is greater than the level of the second high power supply voltage VDD2H may occur in the power-up period. In this case, the phenomenon shown in FIG. 10A may occur. A reverse current Irev such as may be generated.

도 11 내지 도 13a,b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따라 역전류(Irev) 발생을 감소하는 예를 나타낸다. 이하에서, 메모리 장치는 DRAM에 해당하는 것으로 예시된다.11 to 13a and b show examples of reducing reverse current (Irev) generation according to exemplary embodiments of the present invention. Hereinafter, the memory device is illustrated as corresponding to DRAM.

도 11을 참조하면, DRAM과 PMIC의 파워 제공 타이밍의 일 예가 도시되고, PMIC로부터 DRAM으로 제공되는 각종 전원전압들의 수신 타이밍이 제어될 수 있다. 일 예로, DRAM은 PMIC로부터 전술한 제1 전원전압(VDD1), 제2 하이 전원전압(VDD2H), 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신할 수 있으며, 또한 일 예로서 DRAM은 PMIC로부터 VDDQ 전압을 더 수신하는 예가 도시된다. 상기 VDDQ 전압은 DRAM 내에서 다양한 용도로 이용될 수 있으며, 일 예로서 VDDQ 전압은 데이터의 입력 및/또는 출력 동작에 이용될 수 있다.Referring to FIG. 11 , an example of power supply timing between DRAM and PMIC is shown, and reception timing of various power supply voltages provided from PMIC to DRAM can be controlled. For example, the DRAM may receive the aforementioned first power supply voltage VDD1, second high power supply voltage VDD2H, and second low power supply voltage VDD2L from the PMIC, and as an example, the DRAM may receive the VDDQ voltage from the PMIC. An example of further receiving is shown. The VDDQ voltage may be used for various purposes within the DRAM, and as an example, the VDDQ voltage may be used for data input and/or output operations.

DRAM과 PMIC 사이에서 전원전압의 송수신 타이밍이 기 설정될 수 있다. 일 예로서, 제2 하이 전원전압(VDD2H)과 제2 로우 전원전압(VDD2L)은 소정의 기 설정된 레벨 차이(Vdiff)를 갖도록 PMIC로부터 DRAM으로 제공되도록 설정될 수 있다. 또한, 일 예로서, 상기와 같은 레벨 차이(Vdiff)를 가지며 제2 하이 전원전압(VDD2H)과 제2 로우 전원전압(VDD2L)이 DRAM으로 제공될 수 있도록, DRAM은 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 수신한 후 소정 시간 이후부터 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신할 수 있다. 상기와 같은 전원전압의 송수신 타이밍은 다양하게 제어될 수 있다. 일 예로서, DRAM과 PMIC를 포함하는 시스템은 DRAM과 PMIC를 제어하기 위한 제어 장치(예컨대, 메모리 컨트롤러 또는 어플리케이션 프로세서)을 더 포함할 수 있으며, 상기 제어 장치가 도 11에 도시된 바에 따라 전원전압이 송수신되도록 PMIC를 제어할 수 있을 것이다.A transmission/reception timing of the power supply voltage between the DRAM and the PMIC may be preset. As an example, the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L may be provided from the PMIC to the DRAM to have a predetermined level difference Vdiff. In addition, as an example, the DRAM has the second high power supply voltage VDD2H so that the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L can be provided to the DRAM with the level difference Vdiff as described above. ), the second low power supply voltage VDD2L may be received after a predetermined time. The transmission/reception timing of the power supply voltage may be controlled in various ways. As an example, the system including the DRAM and the PMIC may further include a control device (eg, a memory controller or an application processor) for controlling the DRAM and the PMIC. It will be possible to control the PMIC so that it is transmitted and received.

도 12a,b는 전술한 역전류를 방지하기 위한 시스템(20)의 일 구현 예를 나타낸다. 도 12a에서는 DRAM이 제2 하이 전원전압(VDD2H) 만을 이용하도록 구현된 예가 도시되며, 이에 따라 DRAM이 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신하는 포트들을 포함하되, PMIC로부터의 제2 하이 전원전압(VDD2H)이 두 포트들을 통해 함께 제공될 수 있다. 즉, 도 12a에 도시된 실시예에서는 DRAM의 초기 구동 구간에서 제2 하이 전원전압(VDD2H)에 대해서만 셋업 과정이 수행될 수 있다. 12a,b show an example implementation of a system 20 for preventing the reverse current described above. 12A shows an example in which the DRAM is implemented to use only the second high power supply voltage VDD2H. Accordingly, the DRAM includes ports for receiving the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L. , the second high power voltage VDD2H from the PMIC may be provided through the two ports. That is, in the embodiment shown in FIG. 12A , the setup process may be performed only for the second high power supply voltage VDD2H in the initial driving period of the DRAM.

도 12b를 참조하면, 도 12a에 도시된 DRAM에서 수신되는 전원전압들의 레벨이 예시되며, 도 12b에 도시된 바와 같이 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 수신하는 포트들로 제공되는 전원전압의 레벨은 서로 동일할 수 있다. 즉, DRAM의 초기 구동 구간에서 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L) 중 어느 하나의 전원전압이 도 10a에 도시된 회로들로 인가될 수 있으며, 이에 따라 제2 로우 전원전압(VDD2L)의 레벨이 제2 하이 전원전압(VDD2H)의 레벨보다 큰 현상에 의해 발생되는 역전류(Irev)가 방지될 수 있다.Referring to FIG. 12B, the levels of power supply voltages received from the DRAM shown in FIG. 12A are exemplified, and as shown in FIG. Levels of power supply voltages provided to the ports may be the same as each other. That is, during the initial driving period of the DRAM, any one of the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L may be applied to the circuits shown in FIG. Reverse current Irev generated when the level of the power supply voltage VDD2L is greater than the level of the second high power supply voltage VDD2H may be prevented.

한편, 도 13a,b에 도시된 시스템(30) 및 파형도를 참조하면, PMIC가 DRAM으로 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 제공하되, PMIC는 LDO 레귤레이터(Low Drop Output Linear Regulator)를 더 구비하고, LDO 레귤레이터는 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 이용하여 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 생성할 수 있으며, 이에 따라 도 13a에 도시된 각종 전원전압들의 파형은 도 13b에 도시된 바에 따른 파형을 가질 수 있다. 이 때, 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)의 셋 업 과정에서 제2 하이 전원전압(VDD2H) 및 제2 로우 전원전압(VDD2L)은 소정의 레벨 차이를 가질 수 있으며, 이를 통해 전술한 역전류(Irev)가 방지될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 전술한 실시예에서와 같이 레벨 차이(Vdiff)를 갖도록 하기 위해 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 늦게 셋업하거나 늦게 DRAM으로 제공할 필요가 없이, 상기 LDO 레귤레이터의 동작에 기반하여 제2 하이 전원전압(VDD2H)과 제2 로우 전원전압(VDD2L)의 레벨을 소정의 차이로 유지시킬 수 있다.On the other hand, referring to the system 30 and waveform diagrams shown in FIGS. 13A and B, the PMIC provides the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L to the DRAM, but the PMIC is an LDO regulator ( Low Drop Output Linear Regulator), and the LDO regulator may generate a second low power supply voltage (VDD2L) using the second high power supply voltage (VDD2H), and accordingly, various power supply voltages shown in FIG. 13A The waveform may have a waveform as shown in FIG. 13B. In this case, during the setup process of the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L, the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L may have a predetermined level difference. Through this, the aforementioned reverse current Irev can be prevented. According to the present embodiment, there is no need to set up the second low power supply voltage VDD2L late or provide it to the DRAM late to have the level difference Vdiff as in the above-described embodiment, based on the operation of the LDO regulator. Thus, the level of the second high power supply voltage VDD2H and the second low power supply voltage VDD2L may be maintained at a predetermined difference.

도 14는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 메모리 장치의 일 구현 예를 나타내는 블록도이다. 도 14에서는 전술한 실시예들에 따른 초기화 동작을 통해 전원전압들(예컨대, VDD2H, VDD2L)이 셋업되고, 메모리 장치(800) 내의 각종 회로 블록으로 전원전압들(예컨대, VDD2H, VDD2L)이 제공되는 예가 도시된다.14 is a block diagram illustrating an implementation example of a memory device according to another exemplary embodiment of the present disclosure. In FIG. 14 , power supply voltages (eg, VDD2H and VDD2L) are set up through an initialization operation according to the above-described embodiments, and the power supply voltages (eg, VDD2H and VDD2L) are provided to various circuit blocks in the memory device 800. An example is shown.

도 14를 참조하면, 메모리 장치(500)는 메모리 셀 어레이(510), 로우 디코더(520), 칼럼 디코더(530) 및 제어 로직(540)을 포함할 수 있다. 또한, 메모리 장치(500)는 제1 전압 영역(550) 및 제2 전압 영역(560)을 더 포함할 수 있으며, 제1 전압 영역(550)은 데이터 패스 영역(또는, DVFS 영역)에 해당하고 하나 이상의 데이터 처리 블록들을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전압 영역(560)은 데이터 패스 영역을 제어하는 하나 이상의 제어 블록들을 포함할 수 있다. 일 예로서, 제1 전압 영역(550)은 데이터에 대한 증폭 동작을 수행하는 입출력 센스앰프(551), 칼럼 디코딩 결과에 따라 데이터를 게이팅하는 입출력 게이팅 회로(552) 및 외부와 데이터를 송수신하는 입출력 버퍼(553)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전압 영역(560)은 제1 전압 영역(550)의 데이터 처리 블록들을 제어하는 제어 블록들을 포함할 수 있으며, 일 예로서 제1 내지 제3 제어 블록들(561 ~ 563)이 예시된다.Referring to FIG. 14 , a memory device 500 may include a memory cell array 510 , a row decoder 520 , a column decoder 530 and a control logic 540 . In addition, the memory device 500 may further include a first voltage area 550 and a second voltage area 560, and the first voltage area 550 corresponds to a data path area (or DVFS area) and It may contain one or more data processing blocks. Also, the second voltage region 560 may include one or more control blocks that control the data path region. As an example, the first voltage region 550 includes an input/output sense amplifier 551 for amplifying data, an input/output gating circuit 552 for gating data according to a column decoding result, and an input/output for transmitting and receiving data to and from the outside. A buffer 553 may be included. In addition, the second voltage region 560 may include control blocks that control the data processing blocks of the first voltage region 550. As an example, the first to third control blocks 561 to 563 are examples. do.

메모리 셀 어레이(510)는 다수의 워드 라인들 및 다수의 비트 라인들에 연결된 메모리 셀들을 포함할 수 있으며, 로우 디코더(520)는 외부로부터의 로우 어드레스에 응답하여 워드 라인들에 대한 선택 동작을 수행할 수 있다. 또한, 칼럼 디코더(530)는 외부로부터의 칼럼 어드레스에 응답하여 비트 라인들에 대한 선택 동작을 수행할 수 있다. 데이터 기록 동작시, 로우 디코더(520) 및 칼럼 디코더(530)의 선택 동작에 기반하여 기록 데이터(DATA)가 메모리 셀 어레이(510)의 선택 메모리 셀로 제공될 수 있다. 또한, 데이터 독출 동작시, 로우 디코더(520) 및 칼럼 디코더(530)의 선택 동작에 기반하여 메모리 셀 어레이(510)로부터 독출된 독출 데이터(DATA)가 메모리 장치(500) 외부로 제공될 수 있다.The memory cell array 510 may include memory cells connected to a plurality of word lines and a plurality of bit lines, and the row decoder 520 selects word lines in response to an external row address. can be done Also, the column decoder 530 may perform a selection operation on bit lines in response to an external column address. During the data write operation, the write data DATA may be provided to the selected memory cell of the memory cell array 510 based on the selection operations of the row decoder 520 and the column decoder 530 . Also, during a data read operation, read data DATA read from the memory cell array 510 based on selection operations of the row decoder 520 and the column decoder 530 may be provided to the outside of the memory device 500. .

제어 로직(540)은 메모리 장치(500) 내부의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 일 예로서, 제어 로직(540)은 커맨드 디코더를 포함할 수 있으며, 메모리 컨트롤러로부터의 커맨드에 응답하여 메모리 장치(500) 내부의 각종 회로 블록들을 제어할 수 있다. 일 예로서, 제어 로직(540)은 제2 전압 영역(560)의 제1 내지 제3 제어 블록들(561 ~ 563)을 제어할 수 있으며, 제1 내지 제3 제어 블록들(561 ~ 563)은 제어 로직(540)의 제어에 기반하여 제1 전압 영역(550) 내의 데이터 처리 블록들을 제어할 수 있다. 일 예로서, 데이터 기록 동작시, 제1 내지 제3 제어 블록들(561 ~ 563)의 제어에 기반하여 기록 데이터(DATA)가 입출력 버퍼(5853), 입출력 게이팅 회로(552) 및 입출력 센스앰프(551)를 통해 메모리 셀 어레이(510)로 제공될 수 있다. 또한, 데이터 독출 동작시, 제1 내지 제3 제어 블록들(561 ~ 563)의 제어에 기반하여 독출 데이터(DATA)가 입출력 센스앰프(551), 입출력 게이팅 회로(552) 및 입출력 버퍼(553)를 통해 외부로 제공될 수 있다.The control logic 540 may control overall internal operations of the memory device 500 . As an example, the control logic 540 may include a command decoder and may control various circuit blocks inside the memory device 500 in response to a command from the memory controller. As an example, the control logic 540 may control the first to third control blocks 561 to 563 of the second voltage region 560, and the first to third control blocks 561 to 563 may control data processing blocks within the first voltage region 550 based on the control of the control logic 540 . As an example, during a data write operation, the write data DATA is output to the input/output buffer 5853, the input/output gating circuit 552, and the input/output sense amplifier ( It may be provided to the memory cell array 510 through 551 . In addition, during a data read operation, the read data DATA is transferred to the input/output sense amplifier 551, the input/output gating circuit 552, and the input/output buffer 553 based on the control of the first to third control blocks 561 to 563. It can be provided externally through

일 예로서, 제1 전압 영역(550)은 전술한 실시예에서의 DVFS 영역에 해당함에 따라 VINT 파워 레일 또는 VPWR_INT 파워 레일에 연결될 수 있으며, 제2 하이 전원전압(VDD2H) 또는 제2 로우 전원전압(VDD2L)이 제1 전압 영역(550)으로 제공될 수 있다. 한편, 상기한 제2 전압 영역(560)은 제2 하이 전원전압(VDD2H)을 고정적으로 수신하는 전압 영역에 해당할 수 있으며, 전술한 실시예에서 VPWR_2H 파워 레일을 통해 전달되는 전원전압이 제2 전압 영역(560) 내의 회로 블록들로 제공될 수 있다. As an example, the first voltage region 550 may be connected to the VINT power rail or the VPWR_INT power rail as it corresponds to the DVFS region in the above-described embodiment, and the second high power supply voltage VDD2H or the second low power supply voltage (VDD2L) may be provided to the first voltage region 550 . Meanwhile, the above-described second voltage region 560 may correspond to a voltage region that receives the second high power voltage VDD2H in a fixed manner. In the above-described embodiment, the power voltage transmitted through the VPWR_2H power rail is may be provided to circuit blocks within the voltage region 560 .

일 구현 예에 따라, 제1 전압 영역(550)과 제2 전압 영역(560)은 기능적 및 물리적으로 분리될 수 있다. 즉, 회로 블록의 기능에 따라 전술한 바와 같이 전압 영역들의 정의가 가능하고, 제1 전압 영역(550)과 제2 전압 영역(560)은 물리적으로서 웰(well)이 분리될 수 있다. 상기와 같은 영역 분리에 따라 동일한 전압 영역에 포함되는 회로 블록들이 서로 인접하게 형성되고(또는, 동일한 웰에 형성되고), 이에 따라 파워 레일들이 각 전압 영역에 대응하여 최적으로 배치될 수 있다.According to one embodiment, the first voltage region 550 and the second voltage region 560 may be functionally and physically separated. That is, the voltage regions can be defined as described above according to the function of the circuit block, and the first voltage region 550 and the second voltage region 560 can be physically separated from each other. According to the region separation as described above, circuit blocks included in the same voltage region are formed adjacent to each other (or formed in the same well), and thus power rails can be optimally arranged corresponding to each voltage region.

한편, 제어 로직(540)은 전술한 실시예들에 따라 메모리 장치(500) 내에 구비되는 DVFS 스위치들(미도시)을 제어하기 위한 제어신호들을 생성할 수 있으며, 또한 마스킹 처리에 이용되는 하나 이상의 내부 제어신호들을 생성할 수 있다. 또한, DVFS 스위치들(미도시) 중 적어도 하나에 대응하여 마스킹 회로가 배치되고, 전술한 실시예들에 따른 메모리 장치(500)의 초기 구동 구간에서의 마스킹 처리를 통해 피크 전류의 발생 가능성이 감소될 수 있을 것이다.Meanwhile, the control logic 540 may generate control signals for controlling DVFS switches (not shown) included in the memory device 500 according to the above-described embodiments, and may also generate one or more control signals used for masking processing. Internal control signals can be generated. In addition, a masking circuit is disposed corresponding to at least one of the DVFS switches (not shown), and the possibility of peak current generation is reduced through the masking process in the initial driving period of the memory device 500 according to the above-described embodiments. It could be.

도 15는 본 발명의 다른 예시적인 메모리 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 15에서는 어플리케이션 프로세서(Application Processor, 610)와 메모리 장치(620)를 포함하는 데이터 처리 시스템(600)이 도시되며, 어플리케이션 프로세서(610) 내의 메모리 컨트롤 모듈(611)과 메모리 장치(620)가 메모리 시스템을 구성할 수 있다. 또한, 메모리 장치(620)는 메모리 셀 어레이(621), DVFS 스위치 블록(622) 및 제어 로직(623)을 포함할 수 있다. 또한, 데이터 처리 시스템(600)은 PMIC(601)를 더 포함할 수 있다.15 is a block diagram illustrating another exemplary memory system of the present invention. 15 shows a data processing system 600 including an application processor 610 and a memory device 620, and the memory control module 611 and the memory device 620 in the application processor 610 are memory devices. system can be configured. Also, the memory device 620 may include a memory cell array 621 , a DVFS switch block 622 and a control logic 623 . Also, the data processing system 600 may further include a PMIC 601.

어플리케이션 프로세서(610)는 시스템 온 칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다. 시스템 온 칩(SoC)은 소정의 표준 버스 규격을 갖는 프로토콜이 적용된 시스템 버스(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 시스템 버스에 연결되는 각종 IP(Intellectual Property)들을 포함할 수 있다. 시스템 버스의 표준 규격으로서, ARM(Advanced RISC Machine) 사의 AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture) 프로토콜이 적용될 수 있다. AMBA 프로토콜의 버스 타입에는 AHB(Advanced High-Performance Bus), APB(Advanced Peripheral Bus), AXI(Advanced eXtensible Interface), AXI4, ACE(AXI Coherency Extensions) 등이 포함될 수 있다. 이외에도, 소닉사(SONICs Inc.)의 uNetwork 이나 IBM의 CoreConnect, OCP-IP의 오픈 코어 프로토콜(Open Core Protocol) 등 다른 타입의 프로토콜이 적용되어도 무방하다. The application processor 610 may be implemented as a System on Chip (SoC). A system on a chip (SoC) may include a system bus (not shown) to which a protocol having a predetermined standard bus specification is applied, and may include various intellectual properties (IPs) connected to the system bus. As a standard specification of a system bus, an Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA) protocol of Advanced RISC Machine (ARM) may be applied. Bus types of the AMBA protocol may include an Advanced High-Performance Bus (AHB), an Advanced Peripheral Bus (APB), an Advanced eXtensible Interface (AXI), AXI4, and AXI Coherency Extensions (ACE). In addition, other types of protocols such as SONICs Inc.'s uNetwork, IBM's CoreConnect, and OCP-IP's Open Core Protocol may be applied.

메모리 장치(620)는 전술한 실시예에서의 DVFS 기능에 관련된 각종 동작을 수행할 수 있다. 일 예로서, 메모리 장치(620)는 메모리 컨트롤 모듈(611)로부터의 DVFS 커맨드(CMD_DVFS)에 응답하여 내부 스위칭 동작을 수행하고, 이에 따라 메모리 장치(620)에 구비되는 다양한 회로 블록들로 동작 모드에 따라 제2 하이 전원전압(VDD2H) 또는 제2 로우 전원전압(VDD2L)을 선택적으로 제공할 수 있다.The memory device 620 may perform various operations related to the DVFS function in the above-described embodiment. As an example, the memory device 620 performs an internal switching operation in response to a DVFS command (CMD_DVFS) from the memory control module 611, and accordingly, various circuit blocks included in the memory device 620 operate in an operating mode. Accordingly, the second high power supply voltage VDD2H or the second low power supply voltage VDD2L may be selectively provided.

한편, DVFS 스위치 블록(622)은 전술한 실시예들에 따라 DVFS 스위치들을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 DVFS 스위치에 대응하여 배치되는 마스킹 회로를 포함할 수 있다. 메모리 장치(620)의 초기 구동 구간에서 메모리 컨트롤 모듈(611)로부터의 제어에 따라 DVFS 스위치 블록(622)이 제어될 수 있으며, 이에 따라 초기 구동 구간에서 적어도 하나의 DVFS 스위치가 턴 온 상태를 유지하고, 이로 인해 피크 전류의 발생 가능성이 감소될 수 있을 것이다.Meanwhile, the DVFS switch block 622 may include DVFS switches according to the above-described embodiments, and may include a masking circuit arranged to correspond to at least one DVFS switch. During the initial driving period of the memory device 620, the DVFS switch block 622 may be controlled according to the control from the memory control module 611, and accordingly, at least one DVFS switch maintains a turned-on state during the initial driving period. And, as a result, the possibility of peak current generation may be reduced.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As above, exemplary embodiments have been disclosed in the drawings and specifications. Although the embodiments have been described using specific terms in this specification, they are only used for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure, and are not used to limit the scope of the present disclosure described in the claims. . Therefore, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of protection of the present disclosure should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

In the memory device,
a first switch transferring the first power voltage to a common node of a first power rail by switching a first power voltage;
a second switch transferring the second power voltage to the common node by switching the second power voltage;
a control logic generating a first control signal for controlling the first switch when the memory device is initially driven; and
It is arranged to correspond to the first switch and provides a first masking control signal obtained by masking the first control signal to the first switch, so that the first switch operates in at least a part of the initial driving period of the memory device. A memory device comprising a masking circuit that controls switching to maintain a turned-on state.

According to claim 1,
The memory device of claim 1 , wherein the level of the first power voltage is higher than that of the second power voltage.

According to claim 1,
The first power supply voltage is VDD2H defined in the LPDDR (Low Power Double Data Rate) specification, the second power supply voltage is VDD2L defined in the LPDDR specification,
The first switch is a first DVFS switch that switches the VDD2H for a dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) function;
The second switch is a second DVFS switch that switches the VDD2L for the DVFS function.

According to claim 1,
The first switch includes a PMOS transistor, and the first masking control signal is applied to a gate electrode of the PMOS transistor;
The memory device of claim 1 , wherein the first masking control signal maintains a logic low state during the initial driving period.

According to claim 4,
the control logic provides a first internal control signal to the masking circuit, the first internal control signal maintains a logic low state in the initial driving period;
The masking circuit,
NAND gate logic receiving the first internal control signal and the first control signal and generating a first output signal; and
And a first inverter generating a second output signal obtained by inverting the first output signal from the NAND gate logic and providing the second output signal to the first switch as the first masking control signal. memory device.

According to claim 5,
The masking circuit further comprises a second inverter generating a third output signal obtained by inverting the second output signal and providing the third output signal as a second control signal for controlling the second switch characterized memory device.

According to claim 1,
The control logic may further generate a second control signal for controlling the second switch when the memory device is initially driven.

According to claim 1,
Each of the first switch and the second switch includes a PMOS transistor, the first power voltage has a higher level than the second power voltage,
The memory device of claim 1 , wherein the first power supply voltage is applied as a bulk voltage of each of the first switch and the second switch.

According to claim 1,
The memory device receives the first power voltage and the second power voltage from an external power management integrated circuit (PMIC),
The received second power voltage is provided to the memory device after a predetermined delay compared to the first power voltage.

A memory device, wherein the memory device receives a first power supply voltage (VDD1), a second high power supply voltage (VDD2H), and a second low power supply voltage (VDD2L) according to LPDDR (Low Power Double Data Rate) specifications,
a first DVFS switch connected between a first power rail delivering the second high power voltage VDD2H and a second power rail transmitting at least two power voltages according to a dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) function;
a second DVFS switch connected between a third power rail transmitting the second low power voltage VDD2L and the second power rail; and
Receiving a first DVFS control signal for controlling the first DVFS switch in an initial drive period of the memory device, and masking the first DVFS control signal to turn on the first DVFS switch in the initial drive period and a masking circuit for providing a first masking DVFS control signal to the first DVFS switch.

According to claim 10,
and a control logic configured to generate the first DVFS control signal and a first internal control signal used for masking of the first DVFS control signal during an initial driving period of the memory device.

According to claim 11,
The first DVFS switch includes a first MOS transistor, and the second DVFS switch includes a second MOS transistor;
The masking circuit provides the first masking DVFS control signal to a gate electrode of the first MOS transistor.

13. The method of claim 12, wherein the masking circuit
a NAND gate logic that receives the first internal control signal and the first DVFS control signal and performs a NAND operation to generate a first output signal; and
A first inverter generating a second output signal obtained by inverting the first output signal from the NAND gate logic and providing the second output signal to a gate electrode of the first MOS transistor as the first masking DVFS control signal. A memory device comprising a.

According to claim 13,
The masking circuit further comprises a second inverter generating a third output signal obtained by inverting the second output signal and providing the third output signal to a gate electrode of the second MOS transistor as a second DVFS control signal. A memory device characterized in that for doing.

According to claim 13,
The first internal control signal has a waveform maintaining a logic low state in the initial driving period;
The second output signal maintains a logic state for turning on the first MOS transistor in the initial driving period.

According to claim 12,
The memory device of claim 1 , wherein the second high power voltage VDD2H is applied as a bulk voltage of the second MOS transistor.

A method of operating a memory device, wherein the memory device receives a first power supply voltage (VDD1), a second high power supply voltage (VDD2H), and a second low power supply voltage (VDD2L) according to LPDDR (Low Power Double Data Rate) specifications do,
The memory device includes a first dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) switch transferring the second high power supply voltage VDD2H to a first power rail and transferring the second low power supply voltage VDD2L to the first power rail. And a second DVFS switch to
generating a first DVFS control signal for controlling the first DVFS switch in an initial driving period of the memory device;
generating a first internal control signal used to mask the first DVFS control signal in the initial driving period;
generating a first masking DVFS control signal that constantly maintains a first logic state by calculating the first DVFS control signal and the first internal control signal; and
and maintaining a turn-on state of the first DVFS switch in the initial driving period in response to the first masking DVFS control signal.

According to claim 17,
generating a second DVFS control signal for controlling the second DVFS switch; and
and maintaining a turn-off state of the second DVFS switch in response to the second DVFS control signal during the initial driving period.

According to claim 17,
The first DVFS switch and the second DVFS switch each include a PMOS transistor;
Generating the first masking DVFS control signal,
performing a NAND operation on the first internal control signal maintaining the first logic state and the first DVFS control signal during the initial driving period; and
and generating the first masking DVFS control signal maintaining the first logic state by performing an inversion operation on the NAND operation.

According to claim 17,
Injecting charge into a capacitance component existing at one node of the first power rail connected to the first DVFS switch in the initial driving period as the first DVFS switch is maintained in a turned-on state. A method of operating a memory device characterized by