KR20060084630A - Semiconductor memory device having dynamic dq width control for current reduction - Google Patents
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Abstract
DQ 수 선택 신호를 반도체 메모리 장치 외부에서 입력받아, DQ 수 선택 신호에 따라 대응되는 센스 앰프만을 활성화하여 데이터의 판독/기록시의 전류 소모를 줄일 수 있는 반도체 메모리 장치가 개시된다.Disclosed is a semiconductor memory device capable of receiving a DQ number selection signal from an outside of a semiconductor memory device and activating only a corresponding sense amplifier according to the DQ number selection signal to reduce current consumption of data read / write.
DQ 수 선택 신호DQ can select signal
Description
도 1은 종래의 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리의 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a device of a semiconductor memory having a conventional DQ number control method.
도 2는 IO width 별 서브 칼럼 어드레스 맵을 나타낸다.2 shows a sub-column address map for each IO width.
도 3은 본 발명에 따른 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치의 일 실시예를 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating an embodiment of a semiconductor memory device having a DQ number control scheme according to the present invention.
도 4은 본 발명에 따른 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치의 다른 실시예를 나타낸 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating another embodiment of a semiconductor memory device having a DQ number control scheme according to the present invention.
도 5은 본 발명에 따른 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating still another embodiment of a semiconductor memory device having a DQ number control scheme according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 블록도이다. 6 is a block diagram illustrating still another embodiment of a semiconductor memory device having a DQ number control scheme according to the present invention.
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 데이터의 기록 및 판독시 다수개의 IO를 각 DQ 별로 온/오프 할 수 있는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 메모리 장치에서 동작의 특성 효율을 증가시키는 것과 전류 소모를 감소시키는 것은 보편화된 추세이다 특히 저전력 장치에 대한 중요성이 증가하면서 반도체 메모리 장치에서 데이터의 판독/기록 동작의 전류 소모를 줄이는 것 또한 중요하다.Increasing the characteristic efficiency of the operation in semiconductor memory devices and reducing the current consumption is a common trend. In particular, as the importance for low power devices increases, it is also important to reduce the current consumption of data read / write operations in the semiconductor memory device. .
메모리 셀 데이터를 기록/판독하기 위해서는 많은 전류가 소모되는 데, 특히 다수개의 IO를 갖는 구조의 반도체 메모리 장치라면 훨씬 많은 전류 소모가 발생된다. In order to write / read the memory cell data, a large amount of current is consumed. In particular, a semiconductor memory device having a plurality of IOs generates much more current.
이러한 전류의 소모를 줄이기 위해, 다수개의 IO를 각 DQ 별로 제어하여 대응되는 센스 앰프를 온/오프하도록 하는 기술이 개발되어 왔다. In order to reduce the current consumption, a technique of controlling a plurality of IOs for each DQ to turn on / off a corresponding sense amplifier has been developed.
도 1은 종래의 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리의 장치의 구성 및 데이터의 경로를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a device of a semiconductor memory having a conventional DQ number control method and a data path.
도 1을 참조하면, 종래의 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(101), 메모리 셀(101)에 연결된 칼럼 디코더(102) 및 로우 디코더(103), 메모리 셀(101)에서 입/출력되는 데이터를 증폭하고 구동하기 위한 센스 앰프 회로부(104), 입출력 버퍼(105), 데이터 입출력 핀(106)을 포함한다. 또한, 반도체 메모리 장치(100)는 어드레스 신호를 입력받는 어드레스 입력회로(107), 어드레스 입력회로(107)에서 출력된 칼럼 어드레스를 입력받고 메모리 셀(101)의 칼럼 어드레스를 선택하기 위한 칼럼 어드레스 선택 회로(108), 어드레스 입력회로(107)에서 출력된 로우 어드레스를 입력받고 메모리 셀(101)의 로우 어드레스를 선택하기 위한 로우 어드레스 선택 회로(109) 및 DQ 수 선택 신호 생성 회로(110)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
DQ 수 선택 신호 생성 회로(110)는 DQ 수에 따라서 활성화되는 센스 앰프의 수를 제어하는 DQ 수 선택 신호를 생성한다. The DQ number selection
도 1에서 억세스된 메모리 셀의 데이터는 전하가 IO 라인에 실리거나 IO 라인 전하가 비트 라인에 실리게 된다. 전자의 경우는 메모리 셀(101)의 데이터를 판독하는 동작이며, 후자의 경우는 메모리 셀(101)에 데이터를 기록하는 동작이다. 이 동작이 셀 데이터를 기록/판독하는 칼럼 동작이다. CSL(column selection line)이 인에이블되기 전에는 IO 라인은 VCC 레벨로 프리차지 되어 있다가 CSL 이 인에이블되면 IO 프리차지 동작은 중지되고 기록/판독 동작이 일어난다.In the memory cell data accessed in FIG. 1, the charge is carried on the IO line or the IO line charge is carried on the bit line. In the former case, the data is read from the
판독 동작에서는 비트 라인과 IO 라인이 전하 쉐어링(charge sharing)이 일어난 다음 IO 센싱 인에이블 신호(IOSE_EN) 가 로직 하이가 되어 전압차에 의해 판독 데이터가 출력된다.In the read operation, after charge sharing occurs between the bit line and the IO line, the IO sensing enable signal IOSE_EN becomes logic high and the read data is output by the voltage difference.
도 1에 도시된 종래의 반도체 메모리 장치(100)의 DQ 수 선택 신호 생성회로(110)는 MRS(mode register set)로 구성된다. 즉, 내부 제어 신호를 통해 DQ 수 선택 신호가 생성되어 칼럼 디코더(102), 로우 디코더(103) 및 센스 앰브 회로부(104)로 출력되고, 다수개의 IO 라인을 각 DQ 별로 온/오프 시킬 수 있다.The DQ number selection
하지만, 종래의 반도체 메모리 장치(100)의 DQ 수 선택 신호는 MRS를 통해 내부에서 발생하기 때문에 웨이퍼 상태에서의 테스트 등에서는 이용하기 불편하다. 따라서, DQ 수 선택 신호를 외부에서 인가할 수 있도록 하는 반도체 메모리 장치의 필요성이 존재한다.However, since the DQ number selection signal of the conventional
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 데이터의 기록/판독시 각 DQ 별로 필요한 센스 앰프 및 IO 라인만을 활성화하여 전류 소모를 줄일 수 있는 반도체 메모리 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a semiconductor memory device capable of reducing current consumption by activating only a sense amplifier and an IO line required for each DQ when writing and reading data.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, DQ 수 선택 신호를 외부에서 직접 입력할 수 있는 반도체 메모리 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of directly inputting a DQ number selection signal from the outside.
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 특징에 의하면, 반도체 메모리 장치는, 메모리 셀로부터 데이터를 전송받고 전송하기 위한 비트선에 접속되어 DQ 수 선택 신호에 따른 수만큼 활성화되는 복수의 센스 앰프, 어드레스 신호 및 상기 DQ 수 선택 신호를 입력받고, 입력받은 상기 DQ 수 선택 신호를 상기 복수의 센스 앰프, 칼럼 디코더 및 로우 디코더로 출력하기 위한 어드레스 및 DQ 수 선택신호 입력부, 상기 메모리 셀의 칼럼 어드레스를 선택할 수 있는 칼럼 어드레스 선택 회로, 및 상기 메모리 셀의 로우 어드레스를 선택할 수 있는 로우 어드레스 선택 회로를 포함하며, 상기 칼럼 어드레스 선택 회로 및 로우 어드레스 선택 회로는 상기 어드레스 및 DQ 수 선택 신호 입력부에서 출력되는 어드레스 신호에 응답하여 상기 칼럼 어드레스 및 로우 어드레스를 선택한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, according to a feature of the present invention, a semiconductor memory device is connected to a bit line for receiving and transmitting data from a memory cell is activated by the number according to the DQ number selection signal An address and a DQ number selection signal input unit for receiving a plurality of sense amplifiers, address signals and the DQ number selection signals, and outputting the received DQ number selection signals to the plurality of sense amplifiers, column decoders and row decoders, the memory A column address selection circuit capable of selecting a column address of a cell, and a row address selection circuit capable of selecting a row address of the memory cell, wherein the column address selection circuit and the row address selection circuit comprise the address and the DQ number selection signal. The column in response to an address signal output from an input unit It selects the dress and the row address.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 반도체 메모리 장치는, 메모리 셀로부터 데 이터를 전송받고 전송하기 위한 비트선에 접속되어 DQ 수 선택 신호에 따른 수만큼 활성화되는 복수의 센스 앰프, 상기 DQ 수 선택 신호를 입력받고 상기 DQ수 선택 신호를 상기 복수의 센스 앰프, 로우 디코더 및 칼럼 디코더로 출력하는 외부 PAD, 어드레스를 입력받기 위한 어드레스 입력부, 상기 메모리 셀의 칼럼 어드레스를 선택할 수 있는 칼럼 어드레스 선택 회로, 및 상기 메모리 셀의 로우 어드레스를 선택할 수 있는 로우 어드레스 선택 회로를 포함하며, 상기 칼럼 어드레스 선택 회로 및 로우 어드레스 선택 회로는 상기 어드레스 및 DQ 수 선택 신호 입력부에서 출력되는 어드레스 신호에 응답하여 상기 칼럼 어드레스 및 로우 어드레스를 선택한다.According to another aspect of the present invention, a semiconductor memory device includes a plurality of sense amplifiers connected to a bit line for receiving and transmitting data from a memory cell and activated by the number according to the DQ number selection signal, and the DQ number selection signal. An external PAD that is input and outputs the DQ number selection signal to the plurality of sense amplifiers, row decoders and column decoders, an address input unit for receiving an address, a column address selection circuit for selecting a column address of the memory cell, and the And a row address selection circuit capable of selecting a row address of a memory cell, wherein the column address selection circuit and the row address selection circuit comprise the column address and the row address in response to an address signal output from the address and the DQ number selection signal input unit. Select.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 반도체 메모리 장치는, 메모리 셀로부터 데이터를 전송받고 전송하기 위한 비트선에 접속되어 DQ 수 선택 신호에 따른 수만큼 활성화되는 복수의 센스 앰프, 상기 DQ 수 선택 신호를 입력받아, 상기 DQ 수 선택 신호를 상기 복수의 센스 앰프, 로우 디코더 및 칼럼 디코더로 출력하는 다수개의 DQ 수 선택 신호 입출력 핀, 어드레스를 입력받기 위한 어드레스 입력부, 상기 메모리 셀의 칼럼 어드레스를 선택할 수 있는 칼럼 어드레스 선택 회로, 및 상기 메모리 셀의 로우 어드레스를 선택할 수 있는 로우 어드레스 선택 회로를 포함하며, 상기 칼럼 어드레스 선택 회로 및 로우 어드레스 선택 회로는 상기 어드레스 및 DQ 수 선택 신호 입력부에서 출력되는 어드레스 신호에 응답하여 상기 칼럼 어드레스 및 로우 어드레스를 선택한다.According to still another aspect of the present invention, a semiconductor memory device includes a plurality of sense amplifiers connected to bit lines for receiving and transmitting data from a memory cell and activated as many as the number of DQ number selection signals and the DQ number selection signals. A plurality of DQ number selection signal input / output pins for receiving the input and outputting the DQ number selection signal to the plurality of sense amplifiers, row decoders, and column decoders, an address input unit for receiving an address, and a column address of the memory cell can be selected. A column address selection circuit and a row address selection circuit capable of selecting a row address of the memory cell, wherein the column address selection circuit and the row address selection circuit respond to an address signal output from the address and DQ number selection signal input unit. Select the column address and the row address Choose.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 반도체 메모리 장치는, 메모리 셀로부터 데이터를 전송받고 전송하기 위한 비트선에 접속되어 DQ 수 선택 신호에 따른 수만 큼 활성화되는 복수의 센스 앰프, DQ 수 선택 제어 신호를 입력받는 DQ 수 선택 제어 신호 입출력 핀, 상기 DQ 수 선택 제어 신호에 응답하여 상기 DQ 수 선택 신호를 생성하고, 생성된 상기 DQ 수 선택 신호를 상기 복수의 센스 앰프, 로우 디코더 및 칼럼 디코더로 출력하는 DQ 수 선택 신호 생성부, 어드레스를 입력받기 위한 어드레스 입력부, 상기 메모리 셀의 칼럼 어드레스를 선택할 수 있는 칼럼 어드레스 선택 회로, 및 상기 메모리 셀의 로우 어드레스를 선택할 수 있는 로우 어드레스 선택 회로를 포함하며, 상기 칼럼 어드레스 선택 회로 및 로우 어드레스 선택 회로는 상기 어드레스 및 DQ 수 선택 신호 입력부에서 출력되는 어드레스 신호에 응답하여 상기 칼럼 어드레스 및 로우 어드레스를 선택한다.According to still another aspect of the present invention, a semiconductor memory device includes a plurality of sense amplifiers and DQ number selection control signals connected to bit lines for receiving and transmitting data from memory cells and activated as many as DQ number selection signals. Generating the DQ number selection signal in response to the received DQ number selection control signal input / output pin and the DQ number selection control signal and outputting the generated DQ number selection signal to the plurality of sense amplifiers, row decoders and column decoders A DQ number selection signal generation unit, an address input unit for receiving an address, a column address selection circuit for selecting a column address of the memory cell, and a row address selection circuit for selecting a row address of the memory cell, A column address selection circuit and a row address selection circuit are used for the address and DQ repair. In response to the address signal output from the signal input unit selects the column address and row address.
본 발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the advantages of the operability of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 2는 IO width 별 서브 칼럼 어드레스 맵을 나타낸다.2 shows a sub-column address map for each IO width.
즉, 도 2는 IO width 가 X1, X2, X4, X8, 및 X16인 경우에, 서브 칼럼 어드레스 맵을 나타낸다. 도 2를 참조하면, X16인 경우에는 16개의 DQ 모두 인에이블 되어야 하지만, X8인 경우는 1/2의 DQ만 인에이블되면 충분하면, X4인 경우에는 1/4의 DQ만이 인에이블 되고, X2의 경우에는 1/8의 DQ만이 인에이블되고, X1의 경 우에는 하나의 DQ만이 인에이블되면 충분하다.That is, FIG. 2 shows a sub column address map when the IO width is X1, X2, X4, X8, and X16. Referring to FIG. 2, in case of X16, all 16 DQs should be enabled. However, in case of X8, only 1/2 of the DQs are sufficient, and in case of X4, only 1/4 of the DQs are enabled. In the case of, only 1/8 DQ is enabled, and in case of X1, only one DQ is enabled.
즉, X8의 경우 2DQ를 1개의 DQ로 통합해서 데이터를 출력하고, X4의 경우는 4DQ를 1개의 DQ로 통합해서 데이터를 출력하며, X2의 경우는 8DQ를 1개의 DQ로 통합하고, X1의 경우는 16DQ를 1개의 DQ로 통합해서 데이터를 출력할 수 있다. 이러한 제어 방식을 이용하면, 산술적으로 1/16 ~ 1/2 까지의 전류 및 전력의 감소를 가져올 수 있다.In other words, in case of X8, data is output by integrating 2DQ into one DQ, and in case of X4, data is output by integrating 4DQ into one DQ, and in case of X2, 8DQ is integrated into one DQ. In this case, data can be output by combining 16DQ into one DQ. Using this control scheme, arithmetic can result in a reduction of current and power from 1/16 to 1/2.
도 3은 본 발명에 따른 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치의 일 실시예를 나타낸 블록도이다. 3 is a block diagram illustrating an embodiment of a semiconductor memory device having a DQ number control scheme according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(300)는, 메모리 셀 어레이(301), 칼럼 디코더(302), 로우 디코더(303), 메모리 셀로부터 데이터를 전송받고 전송하기 위한 비트선에 접속되어 DQ 수 선택 신호에 따른 수만큼 활성화되는 복수의 센스 앰프로 구성된 센스 앰프 회로부(304), 입출력 버퍼(305), 및 데이터 입출력 핀(306)을 포함하고, 또한, 어드레스 신호 및 DQ 수 선택 신호를 입력받고, 입력받은 상기 DQ 수 선택 신호를 칼럼 디코더(302), 로우 디코더(303), 및 센스 앰프 회로부(304)로 출력하기 위한 어드레스 및 DQ 수 선택신호 입력 회로(307), 메모리 셀(01)의 칼럼 어드레스를 선택할 수 있는 칼럼 어드레스 선택 회로(308), 메모리 셀(301)의 로우 어드레스를 선택할 수 있는 로우 어드레스 선택 회로(309)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a
칼럼 어드레스 선택 회로(308) 및 로우 어드레스 선택 회로(309)는 어드레스 및 DQ 수 선택 신호 입력회로(307)에서 출력되는 어드레스 신호에 응답하여 칼럼 어드레스 및 로우 어드레스를 선택한다.The column
도 3의 반도체 메모리 장치(300)는 DQ 수 선택 신호를 외부에서 어드레스 입력 회로(307)에 함께 인가하도록 구성되어, DQ 수 선택 신호 생성 회로를 사용하지 않고, 외부에서 DQ 수 선택 신호를 어드레스와 함께 처리할 수 있는 효과를 얻게 된다. 또한, 도 1에 도시된 반도체 메모리 장치(100)에 비해 회로의 스킴(scheme)을 좀 더 간단하게 구성할 수 있는 장점이 있다.The
도 3을 참조하여, 구체적인 동작 방법을 설명하면, 만일 외부에서 1/2에 해당하는 DQ 수를 선택하라는 DQ 수 선택 신호가 입력되면, DQ 수 선택 신호 및 어드레스 입력 회로(307)는 DQ 수 선택 신호를 센스 앰프 회로부(304)로 출력하여 상기 DQ 수에 대응되는 센스 앰프만이 할성화된다. 즉, 선택된 칼럼 블록(또는 로우 블록) 중에서 전체의 1/2의 센스 앰프만이 활성화되어 나머지 센스 앰프의 전류 소모를 방지할 수 있다.Referring to FIG. 3, a detailed operation method will be described. If an external DQ number selection signal is input to select a DQ number corresponding to 1/2 from the outside, the DQ number selection signal and the
또한, 1/4 에 대응되는 DQ 수 선택 신호가 입력되면, 선택된 칼럼 블록 중에서 전체의 1/4의 센스 앰프만이 활성화되며, 1/8에 대응되는 DQ 수 선택 신호가 입력되면, 선택된 칼럼 블록 중에서 전체의 1/8의 센스 앰프만이 활성화된다.In addition, when the DQ number selection signal corresponding to 1/4 is input, only one quarter of the sense amplifiers of the selected column blocks are activated. When the DQ number selection signal corresponding to 1/8 is input, the selected column block is input. Only one eighth of all sense amplifiers are active.
도 4은 본 발명에 따른 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치의 다른 실시예를 나타낸 블록도이다. 4 is a block diagram illustrating another embodiment of a semiconductor memory device having a DQ number control scheme according to the present invention.
도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(400)는, 도 3의 반도체 메모리 장치(300)와 비교하면, DQ 수 선택 신호가 어드레스 입력회로(407)가 아닌 외부 PAD(410)를 통해 집적 입력된다. 즉, 도 4에 도시된 반도체 메모리 장치(400)는 외부 PAD(410)를 통해 직접 DQ 수 선택 신호를 로우 디코더(403) 및 칼럼 디코더(402), 그리고 센스 앰프 회로부(404)에 직접 입력한다.Compared to the
도 4에 도시된 반도체 메모리 장치(400)는 DQ 수 선택 신호를 외부에서 직접 인가할 수 있어, 웨이퍼 상태에서의 테스트 등에 유용하게 사용될 수 있다.The
도 5은 본 발명에 따른 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating still another embodiment of a semiconductor memory device having a DQ number control scheme according to the present invention.
도 5에 도시된 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(500)는, 도 4의 외부 PAD(410) 대신에 DQ 수 선택 신호 입출력 핀(510)을 통해 DQ 수 선택 신호를 입력받는다. 즉, DQ 수 선택 신호 입출력 핀(510)을 다수개 두어 직접 DQ 수 선택 신호를 입력받고, DQ 수 선택 신호를 로우 디코더(503) 및 칼럼 디코더(502), 그리고 센스 앰프 회로부(504)에 인가한다.The
도 6은 본 발명에 따른 DQ 수 제어 방식을 갖는 반도체 메모리 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 블록도이다. 6 is a block diagram illustrating still another embodiment of a semiconductor memory device having a DQ number control scheme according to the present invention.
도 6의 반도체 메모리 장치(600)는 도 5의 반도체 메모리 장치(500)에 DQ 수 선택 신호 생성회로(611)를 더 포함하여, DQ width를 제어한다. The
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 따른 반도체 메모리 장치에 따르면, 데이터의 기록/판독시 각 DQ 별로 필요한 센스 앰프 및 IO 라인만을 활성화하여 전류 소모를 줄일 수 있고, DQ 수 선택 신호를 외부에서 직접 입력할 수도 있게 된다.According to the semiconductor memory device according to the present invention, the current consumption can be reduced by activating only the sense amplifier and the IO line required for each DQ when writing / reading data, and the DQ number selection signal can also be directly input from the outside.
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2005
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Legal Events
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