KR20100065446A - Refresh cycle settlement method of dynamic random access memory and the dynamic random access memory - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 결정 방법 및 그 동작 메모리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining a refresh cycle of a dynamic memory device and an operating memory device thereof.
동적 메모리 장치의 메모리 셀은 스위치 역할을 하는 트랜지스터와 데이터를 저장하는 커패시터로 구성된다. 그런데, MOS 트랜지스터의 PN접합 등에서 누설 전류가 발생하여, 커패시터에 저장된 초기의 데이터가 소멸될 수 있다. 따라서, 동적 메모리 장치는 데이터가 소멸되기 전에 메모리 셀 내에 데이터를 재충전하는 리프레쉬(refresh) 동작이 요구된다. The memory cell of a dynamic memory device is composed of a transistor serving as a switch and a capacitor for storing data. However, leakage current may be generated at the PN junction of the MOS transistor, and the like, and initial data stored in the capacitor may be lost. Therefore, the dynamic memory device requires a refresh operation to recharge the data in the memory cell before the data is destroyed.
이러한 리프레쉬 동작에는 오토 리프레쉬(auto refresh)와 셀프 리프레쉬(self refresh) 등이 있다. 특히, 셀프 리프레쉬(self refresh)는 리프레쉬 지시 신호에 응답하여 자체적으로 내부 어드레스를 순차적으로 변화시키면서 리프레쉬를 수행하는 것을 의미한다. Such refresh operations include auto refresh, self refresh, and the like. In particular, self refresh means performing refresh while sequentially changing an internal address in response to the refresh indication signal.
그런데, 셀프 리프레쉬는 내부에서 정한 주기에 따라 반복하게 되는데, 이와 같은 재충전 주기를 리프레쉬 주기(tREF)라 한다. 리프레쉬 주기는 데이터의 소멸 시간에 의해 결정되는데, 데이터 소멸 시간은 PVT(Process, Voltage, Temperature) 변화에 따라 일정하지 않다. However, the self refresh is repeated according to a cycle determined internally. Such a recharge cycle is called a refresh cycle tREF. The refresh period is determined by the data decay time. The data decay time is not constant according to the PVT (Process, Voltage, Temperature) change.
뿐만 아니라, 동적 메모리 장치는 리프레쉬 동작을 수행하기 때문에, SRAM(Static RAM)이나 플래시 메모리에 비해 대기전력 소모가 크다. 따라서, 대기전력 소모를 최소화하기 위한 방법이 강구되어 왔는데, 가장 효과적인 방법은 리프레쉬 주기를 가능한 길게 하는 것이다.In addition, since the dynamic memory device performs a refresh operation, standby power consumption is greater than that of static RAM (SRAM) or flash memory. Therefore, a method for minimizing standby power consumption has been devised. The most effective method is to make the refresh period as long as possible.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전력 소모가 줄어든 동적 메모리 장치의 주기 결정 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method of determining a period of a dynamic memory device with reduced power consumption.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 전력 소모가 줄어든 동적 메모리 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a dynamic memory device with reduced power consumption.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 결정 방법의 일 태양은 셀프 리프레쉬의 제1 내지 제n(단, n은 1보다 같거나 큰 자연수) 주기 동안, 적어도 하나의 모니터링 비트를 선정하고, 셀프 리프레쉬의 제n+1 내지 제m(단, m은 n+1보다 같거나 큰 자연수) 주기 동안, 적어도 하나의 모니터링 비트의 에러 여부를 검출하고, 적어도 하나의 모니터링 비트의 에러 여부에 따라 셀프 리프레쉬의 제m+1 주기를 조절하는 것을 포함한다.One aspect of the refresh cycle determination method of the dynamic memory device of the present invention for achieving the above technical problem is at least one monitoring bit during the first to nth (where n is a natural number equal to or greater than 1) of the self refresh. Is selected, and detects whether at least one monitoring bit is in error during the n + 1 to mth (where m is a natural number equal to or greater than n + 1) period of the self-refresh, and at least one monitoring bit is in error. And adjusting the m + 1th period of self refresh according to whether or not.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 동적 메모리 장치의 다른 태양은 셀프 리프레쉬 기간동안, 적어도 하나의 모니터링 비트를 선정하고 선정된 적어도 하나의 모니터링 비트의 에러 여부를 검출하는 ECC 엔진, 선정된 적어도 하나의 모니터링 비트의 모니터링 어드레스를 저장하는 모니터링 어드레스 저장부, 및 모 니터링 비트의 에러 여부에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 조절한다.Another aspect of the dynamic memory device of the present invention for achieving the above technical problem is an ECC engine for selecting at least one monitoring bit and detecting whether the selected at least one monitoring bit is error during a self refresh period, at least one selected The monitoring address storage unit for storing the monitoring address of the monitoring bit of the control bit, and adjusts the self-refresh cycle according to whether or not the monitoring bit.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. When an element is referred to as being "connected to" or "coupled to" with another element, it may be directly connected to or coupled with another element or through another element in between. This includes all cases. On the other hand, when one device is referred to as "directly connected to" or "directly coupled to" with another device indicates that no other device is intervened. Like reference numerals refer to like elements throughout. “And / or” includes each and all combinations of one or more of the items mentioned.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, these elements, components and / or sections are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Therefore, the first device, the first component, or the first section mentioned below may be a second device, a second component, or a second section within the technical spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 메모리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a dynamic memory device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 메모리 장치(1)는 메모리 어레이(10), ECC 엔진(Error Correction Code engine)(20), 모니터링 어드레스 저장부(30), 리프레쉬 주기 결정 회로(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a
메모리 어레이(10)는 2차원적(예를 들어, 매트릭스 형태)으로 배열된 다수의 메모리 셀을 포함한다. 도 1의 메모리 어레이(10)는 하나의 메모리 뱅크만을 예를 들어 도시하였으나, 다수의 메모리 뱅크를 포함할 수 있다. 메모리 어레이(10)의 로우 방향의 메모리 셀은 워드 라인과 전기적으로 연결되고, 컬럼 방향의 메모리 셀은 비트 라인(또는 상보 비트 라인)과 전기적으로 연결된다. The
또한, 로우 디코더(12)는 메모리 어레이(10)에 대응하여 배치되고, 로우 어드레스 신호의 디코딩 결과에 따라 메모리 어레이(10)의 워드 라인을 선택한다. 센스 앰프/기입 드라이버(sense amplifier and write driver)(14)는 독출 동작시에는 비트 라인쌍과 각각 연결된 데이터 라인쌍의 전위차를 증폭하여 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽어내고, 기입 동작시에는 소정 데이터를 데이터 라인쌍 및 비트 라인쌍을 통해서 전달하여 메모리 셀에 저장시킨다. 컬럼 디코더(16)는 메모리 어레이(10)에 대응하여 배치되고, 컬럼 어드레스 신호의 디코딩 결과에 따라 독출되거나 기입될 메모리 셀을 선택한다.In addition, the
그런데, 본 발명의 동적 메모리 장치(1)는 메모리 어레이(10) 내에 저장된 데이터에 발생된 에러를 검출(detection)하고, 이를 수정(correction)할 수 있다. However, the
전술하였듯이, 동적 메모리 장치(1)는 리프레쉬 동작을 소정 시간 이상 하지 않을 경우, 메모리 셀의 커패시터에 저장된 데이터가 소멸될 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 대기전력 소모를 감소시키기 위해서는 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 증가시켜야 한다. 따라서, 본 발명에서는 셀프 리프레쉬 주기(tREF) 동안 에러 검출 및 수정 스킴(error detection and correction scheme)을 이용하여, 대기전력 소모를 감소시키면서도 메모리 셀의 커패시터에 저장된 데이터를 손상시키지 않을 수 있다. 즉, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 증가시켜 대기전력 소모를 감소시키고, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)가 증가됨에 따라 발생될 수 있는 데이터의 손상은 에러 검출 및 수정 스킴을 이용하여 원상 복구시킨다.As described above, when the
한편, 에러를 검출하고 수정하기 위해서는 저장된 데이터에 대한 여분의 정보(extra information)이 필요하다. 즉, 메모리 어레이(10)에는 다수의 데이터 비트(bit)와, 데이터 비트에 대한 여분의 정보에 해당하는 ECC(Error Correction Code) 비트가 저장된다. 예를 들어, 메모리 어레이(10)에는 8비트의 데이터 비트마다, 1비트의 ECC 비트가 추가되어 저장될 수 있다.On the other hand, extra information about the stored data is needed to detect and correct errors. That is, the
이러한 ECC 비트는 특정한 형태의 코드로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, ECC 비트는 해밍 코드(hamming code), 허프만 코드(Huffman code), 패러티 코드(parity bit), 터보 코드(turbo code), 순회 코드(cyclic code), 저밀도 패러티 체크 코드(low-density parity-check code), 리드-뮐러 코드(Reed-Muller code), 리드-솔로몬 에러 수정 코드(Reed-Solomon error correction code) 등 어떤 형태의 코딩 방식을 이용하여 생성된 것이라도 무관하다.These ECC bits are not limited to a particular type of code. For example, the ECC bits may be Hamming code, Huffman code, parity bit, turbo code, cyclic code, low density parity check code (low-density). It may be generated using any form of coding such as parity-check code, Reed-Muller code, or Reed-Solomon error correction code.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서 ECC 엔진(20)은 메모리 어레이(10)가 셀프 리프레쉬 동작을 하기 전에, 메모리 어레이(10)에 저장된 데이터 비트를 이용하여 데이터 비트에 대응되는 ECC 비트를 생성하고, 메모리 어레이(10) 내의 소정 영역에 ECC 비트를 저장시킨다. 또한, ECC 엔진(20)은 셀프 리프레쉬 동작 동안에, 데이터 비트와, 데이터 비트에 대응하는 ECC 비트를 이용하여 데이터 비트에 에러가 발생되었는지 여부를 검출한다. 또한, ECC 엔진(20)은 셀프 리프레쉬 동작 동안 및/또는 셀프 리프레쉬 동작 종료시, 데이터 비트에 발생된 에러를 수정한다.Therefore, in one embodiment of the present invention, the
한편, 본 발명의 동적 메모리 장치(1)는 셀프 리프레쉬 모드 중에 메모리 어레이(10) 내에 저장된 데이터 비트와 ECC 비트를 이용하여, 셀프 리프레쉬 주기를 조절시킬 수 있다. 특히, 메모리 어레이(10) 내에 저장된 모든 데이터 비트에 에러가 발생되었는지 여부를 검출하지 않고, 일부의 데이터 비트에만 에러가 발생되었는지 여부를 검출하여 그 결과에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 조절한다. 모든 데이터 비트에 에러가 발생되었는지 여부를 검출할 경우, 소모 전력이 크기 때문이다. 이하에서, 메모리 어레이(10) 내에서 선택된 데이터 비트 및 ECC 비트를 모니터링 비트(monitoring bit)라 명한다. Meanwhile, the
이러한 모니터링 비트는 미리 테스트(test)를 통해서 선정하여, 선정된 모니터링 비트의 어드레스를 모니터링 어드레스 저장부(30)에 저장해 놓는다. 모니터링 비트는 포즈 리프레쉬(pause refresh) 특성도(도 6 참조)에서의 테일 비트(tail-bits) 영역에서 선정될 수 있다. 도 6에서, x축은 포즈 시간(pause-time), y축은 정규화된 누적에러비트수를 의미한다. 테일 비트 영역은 예측되는 포즈 시간(도면 부호 a(점선) 참조)에 비해 먼저 에러가 발생하는 영역이다. 즉, 테일 비트 영역의 비트는 정상 비트(normal bits) 영역의 비트에 비해서, PVT(Process Voltage Temperature) 변화에 따라 누설 전류가 쉽게 발생된다. 따라서, 테일 비트 영역의 비트만을 모니터링함으로써, 전체 비트의 특성을 판단할 수 있다. The monitoring bit is selected through a test in advance, and the address of the selected monitoring bit is stored in the monitoring
또한, 선별된 모니터링 비트는 테일 비트 영역 내에서 다수개 선정할 수 있으며, 예를 들어, 제1 모니터링 비트는 에러가 발생하고, 제2 모니터링 비트는 에러가 발생하지 않도록 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 조절할 수 있다. 본 발명에서와 같이 테일 비트 영역 내에서 별도의 모니터링을 하지 않을 경우에는, 테일 비트 영역 내의 비트는 에러가 나기 쉽기 때문에, 테일 비트 영역 내의 모든 비트들이 에러가 나지 않도록 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 충분히 크게 해야 한다. 하지만, 본 발명에서는 많은 전력을 소비하지 않는 범위 내에서 소정 개수의 데이터 비트는 ECC 비트를 이용하여 수정함으로써, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 키울 수 있다.In addition, a plurality of selected monitoring bits may be selected within the tail bit region. For example, the first monitoring bit may have an error, and the second monitoring bit may have a self refresh period tREF to prevent an error. I can regulate it. When no separate monitoring is performed in the tail bit region as in the present invention, the bits in the tail bit region tend to be errored, so that the self refresh period tREF is sufficient to prevent all the bits in the tail bit region from being errored. It should be loud. However, in the present invention, a predetermined number of data bits may be modified using ECC bits within a range that does not consume much power, thereby increasing the self refresh period tREF.
특히 테일 비트 영역 내에서 가장 누설되기 쉬운 비트(most leaky bit)(bit(0))와, 가장 누설되지 않는 비트(least leaky bit)(bit(n))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가장 누설되기 쉬운 비트(bit(0))는 에러가 발생하도록 하고, 가장 누설되지 않는 비트(bit(n))는 에러가 발생되지 않도록 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 조절할 수 있다. 자세한 셀프 리프레쉬 주기(tREF) 조절 방법은 도 4, 도 5를 참조하여 후술한다.In particular, it may include the most leaky bit (bit (0)) and the least leaky bit (bit (n)) in the tail bit region. For example, the bit most prone to leak bit (0) may cause an error, and the least bit bit (n) may adjust the self refresh period tREF so that no error occurs. A detailed method of adjusting the self refresh period tREF will be described later with reference to FIGS. 4 and 5.
본 발명의 일 실시예에 따른 동적 메모리 장치(1)는 이러한 모니터링 비트의 어드레스(MA)를 저장하기 위해 모니터링 어드레스 저장부(30)를 포함한다. 모니터링 어드레스 저장부(30)는 비휘발성 형태(nonvolatile type)로 저장될 수 있고, 예를 들어 퓨즈(fuse)를 이용하여 어드레스를 저장할 수 있다.The
또한, 동적 메모리 장치(1)는 리프레쉬 주기 결정 회로(40)를 구비하여, ECC 엔진(20)이 검출한 모니터링 비트의 에러 여부를 이용하여 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 조절한다. In addition, the
구체적으로 리프레쉬 주기 결정 회로(40)의 동작을 설명하면, 리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 리프레쉬 진입 감지 회로(50)로부터 리프레쉬 지시 신호(PRFH)를 제공받아 인에이블될 수 있다. 즉, 리프레쉬 진입 감지 회로(50)는 셀프 리프레쉬 모드로의 진입을 감지하여, 리프레쉬 지시 신호(PRFH)를 발생한다. 다수의 제어 신호(/CS, /CAS, /RAS, /WE, CKE, CLK)의 조합에 의해 지정된 명령을 통해서 셀프 리프레쉬 진입을 감지하고, 하이 레벨의 리프레쉬 진입 지시 신호(PRFH)를 제공한다. 구체적으로 예를 들면, 칩 선택 신호(/CS), 칼럼 어드레스 스트로브 신호(/CAS), 및 로우 어드레스 스트로브 신호(/RAS), 클럭 인에이블 신호(CKE)가 로우 레벨이고 기입 인에이블 신호(/WE)가 하이 레벨이 되면, 리프레쉬 지시 신호(PRFH)가 하이 레벨이 된다. 한편, 클락 인에이블 신호(CKE)가 하이 레벨이 되면, 리프레쉬 지시 신호(PRFH)는 로우 레벨이 되어 셀프 리프레쉬가 종료됨을 나타낸다.Specifically, the operation of the refresh
리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 ECC 엔진(20)이 메모리 어레이(10) 내의 데이터 비트를 이용하여, 데이터 비트에 대응되는 ECC 비트를 생성하도록 한다.The refresh
리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 초기 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 설정하고, 이에 대응하는 리프레쉬 주기 결정 신호(CRFH)를 내부 어드레스 발생기(60)에 제공한다. 내부 어드레스 발생기(60)는 셀프 리프레쉬 동작에서 일정 동작 주기마다 펄스를 발생하고, 그 펄스에 응답하여 순차적으로 증가하는 카운팅 어드레스를 발생한다. 그리고, 카운팅 어드레스의 조합은 지정되는 로우 어드레스(RA1~RAn)를 순차적으로 변화시킨다. 여기서, 상기 동작 주기는 리프레쉬 주기 결정 신호(CRFH)에 대응하여 변경될 수 있다.The refresh
또한, 리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 소정 시간(△t)마다 타이밍 신호(TS)를 모니터링 어드레스 저장부(30)에 제공한다. 모니터링 어드레스 저장부(30)는 타 이밍 신호(TS)에 응답하여 모니터링 어드레스(MA)를 로우 디코더(12) 및 컬럼 디코더(16)에 제공한다. 센스 앰프/기입 드라이버(14)는 모니터링 어드레스(MA)에 해당하는 모니터링 비트를 ECC 엔진(20)에 제공하고, ECC 엔진(20)은 모니터링 비트의 에러 발생 여부를 검출한다.In addition, the refresh
여기서, 리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 ECC 엔진(20)의 검출 결과에 따라 조절된 리프레쉬 주기 결정 신호(CRFH)를 내부 어드레스 발생기(60)에 제공하여, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 조절하게 된다. 상기 소정 시간(△t)마다 타이밍 신호(TS)가 모니터링 어드레스 저장부(30)에 제공되므로, 소정 시간(△t)마다 셀프 리프레쉬 주기(tREF)가 조절되게 된다. Here, the refresh
도 2는 도 1의 리프레쉬 주기 결정 회로와 ECC 엔진을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating the refresh cycle determination circuit and the ECC engine of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 ECC_연산부(42)와 타이머(44)를 포함하고, ECC 엔진(20)은 ECC_인코딩/디코딩부(22)와 ECC_수정부(24)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the refresh
ECC_연산부(42)는 리프레쉬 지시 신호(PRFH)를 제공받아, ECC_인코딩/디코딩부(22)이 메모리 어레이(10) 내의 데이터 비트를 이용하여, 데이터 비트에 대응되는 ECC 비트를 생성하도록 한다. 센스 앰프/기입 드라이버(14)는 생성된 ECC 비트를 메모리 어레이(10) 내에 기입한다.The
이어서, ECC_연산부(42)는 초기 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 설정하고, 이에 대응하는 리프레쉬 주기 결정 신호(CRFH)를 내부 어드레스 발생기(60)에 제공한다. Subsequently, the
또한, ECC_연산부(42)는 타이머(44)에 전타이밍 신호(PTS)를 타이머(44)에 제공한다. 타이머(44)는 전타이밍 신호(TS)에 응답하여 소정 시간(△t)마다 타이밍 신호(TS)를 모니터링 어드레스 저장부(30)에 제공한다. 여기서, 소정 시간(△t)은 일정하게 정해진 값은 아니며, 온도나 어플리케이션(application)에 따라 다를 수 있다. In addition, the
따라서, 소정 시간(△t)마다 메모리 어레이(10) 내의 모니터링 비트가 센스 앰프/기입 드라이버(14)를 통해서 읽혀진다. ECC_인코딩/디코딩부(22)는 읽혀진 모니터링 비트에 에러가 발생되었는지 여부를 검출한다. ECC_연산부(42)는 ECC_인코딩/디코딩부(22)에서의 검출 결과를 분석하여 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 조절하는 리프레쉬 주기 결정 신호(CRFH)를 다시 내부 어드레스 발생기(60)에 제공한다.Therefore, the monitoring bits in the
한편, 셀프 리프레쉬 퇴장을 감지하면, ECC_연산부(42)는 ECC 엔진(20)으로 하여금 메모리 어레이(10)내에서 발생된 에러를 수정하게 한다. 따라서, ECC_인코딩/디코딩부(22)는 메모리 어레이(10) 내의 데이터 비트 및 ECC 비트를 읽어내어 에러 여부를 검출한다. ECC_수정부(24)는 ECC 비트를 이용하여 데이터 비트를 수정한다. 그 후, 센스 앰프/기입 드라이버(14)는 수정된 데이터 비트를 재기입한다.On the other hand, upon detecting the self refresh exit, the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치를 설명하기 위한 회로도이다. 도 1와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.3 is a circuit diagram illustrating a dynamic memory device according to another embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for constituent elements that are substantially the same as in FIG. 1, and a detailed description of the corresponding constituent elements will be omitted.
도 3를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치(2)가 일 실시예와 다른 점은 모니터링 어드레스 저장부(32)로 ROM(Read Only Memory)을 이 용했다는 점이다. 따라서, 리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 소정 컨트롤 핀(71)을 통해서 타이밍 신호(TS)를 모니터링 어드레스 저장부(30)에 제공하고, 모니터링 어드레스 저장부(30)는 소정 어드레스 핀(72)을 통해서 모니터링 어드레스(MA)를 로우 디코더(12)와 컬럼 디코더(16)에 제공한다.Referring to FIG. 3, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4는 선정된 모니터링 비트가 2개인 경우를 예를 들어 설명한다.4 is a flowchart illustrating a method of determining a refresh period of a dynamic memory device according to an embodiment of the present invention. 4 illustrates an example of two selected monitoring bits.
도 1 및 도 4를 참조하면, 우선, 모니터링 비트를 선정하여, 모니터링 어드레스(MA)를 모니터링 어드레스 저장부(30)에 저장한다(S105). 구체적으로, 모니터링 비트는 포즈 리프레쉬(pause refresh) 특성도에서의 테일 비트(tail-bits) 영역에서 선정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 선정된 모니터링 비트는 테일 비트 영역 내에서 가장 누설되기 쉬운 비트(most leaky bit)(bit(0))와, 가장 누설되지 않는 비트(least leaky bit)(bit(1))를 선정하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.1 and 4, first, the monitoring bit is selected, and the monitoring address MA is stored in the monitoring address storage 30 (S105). In detail, the monitoring bit may be selected in a tail bit region in a pause refresh characteristic diagram. In one embodiment of the present invention, the selected monitoring bit includes the most leaky bit (bit (0)) and the least leaky bit (bit (1)) in the tail bit region. ), But is not limited thereto.
이어서, 셀프 리프레쉬 모드 진입 여부를 감지한다(S110). 구체적으로, 리프레쉬 진입 감지 회로(50)는 다수의 제어 신호(/CS, /CAS, /RAS, /WE, CKE, CLK)의 조합에 의해 지정된 명령을 통해서 셀프 리프레쉬 모드로의 진입을 감지하여, 리프레쉬 지시 신호(PRFH)를 리프레쉬 주기 결정 회로(40)에 제공한다.Subsequently, it is detected whether to enter the self refresh mode (S110). Specifically, the refresh
이어서, 셀프 리프레쉬 모드에 진입하면, ECC(Error correction code) 비트를 생성한다(S120). 구체적으로, 리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 ECC 엔진(20)이 메모리 어레이(10) 내의 데이터 비트를 이용하여, 데이터 비트에 대응되는 ECC 비 트를 생성하도록 한다.Subsequently, when entering the self refresh mode, an error correction code (ECC) bit is generated (S120). Specifically, the refresh
이어서, 초기 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 설정한다(S130). 구체적으로, 리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 초기 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 설정하고, 이에 대응하는 리프레쉬 주기 결정 신호(CRFH)를 내부 어드레스 발생기(60)에 제공한다. 내부 어드레스 발생기(60)는 일정 동작 주기마다 로우 어드레스(RA1~RAn)를 순차적으로 변화시킴으로써, 셀프 리프레쉬가 진행된다.Next, an initial self refresh period tREF is set (S130). In detail, the refresh
이어서, 모니터링 비트 bit(1)이 정상인지 여부를 검토한다(S140). 구체적으로, bit(1)에 에러가 발생될 경우 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 감소시킨다(S142). bit(1)은 bit(0)에 비해 상대적으로 누설되지 않는 비트임에도 불구하고 에러가 발생하였으므로, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 감소시킴으로써 에러 발생을 줄이도록 한다. Subsequently, whether the
셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 감소시킨 후 다시 모니터링 비트 bit(1)이 정상인지 여부를 검토하여 정상일 경우, 모니터링 비트 bit(0)이 정상인지 여부를 검토한다(S150). 구체적으로, bit(0)이 정상일 경우 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 증가시킨다(S154). bit(0)은 bit(1)에 비해 상대적으로 누설되기 쉬운 비트임에도 불구하고 정상이므로(즉, bit(0), bit(1)이 모두 정상이기 때문에), 셀프 리프레쉬 주기(tREF)가 너무 짧다고 판단되기 때문에 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 증가시킨다.After reducing the self-refresh cycle tREF, it is again checked whether the
만약, 모니터링 비트 bit(0)에서 에러가 발생된 경우에는 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 고정시킨다(S156). 즉, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 tREF(0)<tREF<tREF(1)로 결정한다. 여기서, tREF(1), tREF(0)은 각각 bit(1), bit(0)에서 에러가 발생될 정도의 셀프 리프레쉬 주기를 의미한다. 셀프 리프레쉬 주기(tREF)가 결정되면, 리프레쉬 주기 결정 회로(40)는 리프레쉬 결정 신호(CRFH)를 내부 어드레스 발생기(60)에 제공하여 결정된 셀프 리프레쉬 주기(tREF)에 맞추어 셀프 리프레쉬 동작을 진행한다.If an error occurs in the monitoring bit bit (0), the self refresh period tREF is fixed (S156). That is, the self refresh period tREF is determined as tREF (0) <tREF <tREF (1). Here, tREF (1) and tREF (0) mean a self refresh period in which an error occurs in bit (1) and bit (0), respectively. When the self refresh period tREF is determined, the refresh
이어서, 소정 시간(△t)을 대기한다(S160). 여기서, 소정 시간(△t)은 일정하게 정해진 값은 아니며, 온도나 어플리케이션(application)에 따라 다를 수 있다. Next, the predetermined time (Δt) is waited (S160). Here, the predetermined time Δt is not a predetermined value and may vary depending on a temperature or an application.
이어서, 셀프 리프레쉬 모드가 퇴장되는지 여부를 검토한다(S170). 구체적으로 예를 들면, 클락 인에이블 신호(CKE)가 하이 레벨이 되면, 리프레쉬 지시 신호(PRFH)는 로우 레벨이 되어 셀프 리프레쉬가 종료됨을 나타낸다. Next, it is examined whether the self refresh mode is exited (S170). Specifically, for example, when the clock enable signal CKE is at the high level, the refresh indication signal PRFH is at the low level, indicating that self refresh is terminated.
이어서, 셀프 리프레쉬 모드 퇴장 전에 데이터를 수정한다(S180). 구체적으로, ECC 엔진(20)은 메모리 어레이(10) 내의 ECC 비트를 이용하여 데이터 비트를 수정한다.Next, the data is corrected before exiting the self refresh mode (S180). Specifically, the
이와 같이, 소정 시간(△t)마다 미리 정해진 다수의 모니터링 비트의 에러 여부를 검토하여 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 조절함으로써, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)가 PVT 변화에 능동적으로 변화될 수 있다. 또한, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 최대한 길게 가져갈 수 있으므로, 동적 메모리 장치(1)의 대기전력 소모가 최소화된다. As described above, the self refresh period tREF may be actively changed in response to the PVT change by adjusting the self refresh period tREF by examining whether a plurality of predetermined monitoring bits have an error every predetermined time Δt. In addition, since the self refresh period tREF can be taken as long as possible, standby power consumption of the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해 서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.5 is a flowchart illustrating a method of determining a refresh period of a dynamic memory device according to another exemplary embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the components substantially the same as in FIG. 4, and detailed descriptions of the components will be omitted.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 결정 방법은, 선정된 모니터링 비트가 다수 개인 경우를 설명한다.1 and 5, a method of determining a refresh period of a dynamic memory device according to another embodiment of the present invention will be described in the case where a plurality of selected monitoring bits are provided.
우선 모니터링 비트를 선정하여, 모니터링 어드레스(MA)를 모니터링 어드레스 저장부(30)에 저장한다(S105). 여기서, 테일 비트 영역에서 다수의 모니터링 비트를 선정하고, 선정된 다수의 모니터링 비트를 누설되기 쉬운 순으로 bit(0), bit(1), …, bit(n)으로 명한다.First, the monitoring bit is selected and the monitoring address MA is stored in the monitoring address storage unit 30 (S105). Here, the plurality of monitoring bits are selected in the tail bit area, and the selected plurality of monitoring bits are in the order of easy leakage. , bit (n).
이어서, 셀프 리프레쉬 모드 진입 여부를 감지한다(S110), ECC 비트를 생성한다(S120). 초기 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 설정한다(S130).Subsequently, it is detected whether to enter the self refresh mode (S110), and generates an ECC bit (S120). The initial self refresh period tREF is set (S130).
이어서, 모니터링 비트 bit(n)이 정상인지 여부를 검토한다(S240). bit(n)에 에러가 발생될 경우, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 감소시킨다(S242). Subsequently, whether the monitoring bit bit (n) is normal is examined (S240). If an error occurs in bit (n), the self refresh period tREF is reduced (S242).
bit(n)이 정상일 경우, i=n-1을 대입한다(S244). If bit (n) is normal, i = n-1 is substituted (S244).
이어서, bit(i)가 정상인지(즉, bit(n-1)이 정상인지) 여부를 검토한다(S250). bit(n-1)이 정상일 경우, i=0인지 확인한다(S251). 즉, 더 이상 모니터링할 비트가 있는지 여부를 판단한다. 모니터링할 비트가 남아있는 경우에는 i=i-1을 수행하여(S252), bit(i)가 정상인지(즉, bit(n-2)가 정상인지) 여부를 검토한다(S250). Subsequently, whether bit (i) is normal (that is, whether bit (n-1) is normal) is examined (S250). If bit (n-1) is normal, it is checked whether i = 0 (S251). That is, it is determined whether there are any more bits to monitor. If the bit to be monitored remains i = i-1 (S252), it is checked whether bit (i) is normal (that is, bit (n-2) is normal) (S250).
이와 같이 방식으로 검토할 때, 모든 모니터링 비트 bit(0), bit(1), …, bit(n) 가 정상일 경우에 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 증가시킨다(S254).When reviewed in this manner, all monitoring bits bit (0), bit (1),... If the bit (n) is normal, the self refresh period tREF is increased (S254).
한편, 이와 같은 방식으로 검토하던 중, bit(i)에 에러가 발생할 경우 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 고정시킨다(S256). 즉, 셀프 리프레쉬 주기(tREF)를 tREF(i)<tREF<tREF(i+1)로 결정한다. 여기서, tREF(i+1), tREF(i)은 각각 bit(i+1), bit(i)에서 에러가 발생될 정도의 셀프 리프레쉬 주기를 의미한다.On the other hand, while examining in this manner, if an error occurs in bit (i), the self refresh period (tREF) is fixed (S256). That is, the self refresh period tREF is determined as tREF (i) <tREF <tREF (i + 1). Here, tREF (i + 1) and tREF (i) denote self-refresh cycles such that an error occurs in bit (i + 1) and bit (i), respectively.
이어서, 소정 시간(△t)을 대기한다(S160). 셀프 리프레쉬 모드가 퇴장되는지 여부를 검토한다(S170). 셀프 리프레쉬 모드 퇴장 전에 데이터를 수정한다(S180).Next, the predetermined time (Δt) is waited (S160). It is examined whether the self refresh mode is exited (S170). The data is corrected before exiting the self refresh mode (S180).
본 발명의 다른 실시예에서는 테일 비트 영역에서 선정된 다수의 모니터링 비트의 에러 발생 여부를 판단하되, 누설되지 않는 순으로 에러 발생 여부를 판단하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 누설되기 쉬운 순으로 에러 발생 여부를 판단할 수 있고, 랜덤하게 선택하여 에러 발생 여부를 판단할 수 있다. 또한, 누설되지 않는 순서와 누설되기 쉬운 순서를 이용하여 에러 발생 여부를 판단할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, it is determined whether an error occurs in the plurality of monitoring bits selected in the tail bit area, but whether or not an error occurs in the order of not leaking is not limited thereto. That is, it is possible to determine whether an error occurs in the order of easy leakage, and it is possible to determine whether an error occurs by selecting randomly. In addition, whether or not an error occurs may be determined using an order of not leaking and an order of leaking easily.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 조절 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for describing a refresh period adjusting method of a dynamic memory device according to another exemplary embodiment.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 모니터링 비트를 선정하는 것은 셀프 리프레쉬 기간동안 이루어진다. Referring to FIG. 7, in another embodiment of the present invention, selecting at least one monitoring bit is made during the self refresh period.
반면, 본 발명의 일 실시예(도 1 참조)에서, 모니터링 비트의 선정은 미리 테스트(test)를 통해서 선정되고, 선정된 모니터링 비트의 어드레스는 비휘발성 형 태(nonvolatile type)의 모니터링 어드레스 저장부(30)에 저장된다.On the other hand, in an embodiment of the present invention (see FIG. 1), the selection of the monitoring bit is selected through a test in advance, and the address of the selected monitoring bit is a nonvolatile type monitoring address storage unit. 30 is stored.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 셀프 리프레쉬 기간에 진입하면, 먼저, 셀프 리프레쉬의 처음 몇 주기동안(예를 들어, SR1~SR4), 적어도 하나의 모니터링 비트를 선정한다(I 단계). I 단계는 ASM(Auto Sampling Mode) 단계라고 부른다. 1개의 주기 동안에는, 메모리 어레이의 모든 워드 라인이 셀프 리프레쉬를 순차적으로 수행한다. In another embodiment of the present invention, upon entering the self refresh period, first, at least one monitoring bit is selected during the first few periods of the self refresh (eg, SR1 to SR4) (step I). Step I is called Auto Sampling Mode (ASM). During one period, all word lines of the memory array perform self refresh sequentially.
구체적으로 설명하면, 셀프 리프레쉬의 제1 주기(SR1) 동안, 메모리 어레이에 저장된 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 이용하여 상기 데이터 비트의 에러 여부를 검토한다. 예를 들어, 메모리 어레이로부터 리드한 데이터 비트를 ECC 비트를 이용하여 보정한다. 보정된 데이터 비트가 보정전의(즉, 원래 리드된) 데이터 비트와 동일하다면, 리드한 데이터 비트는 정상일 수 있다. 반면, 보정된 데이터 비트가 보정전의 데이터 비트와 다르다면, 리드한 데이터 비트는 에러로 판단될 수 있다. 후술하겠으나, 이러한 에러 데이터 비트는 라이트백 동작을 통해서 수정될 수 있다. 제1 주기(SR1)의 길이는 가장 짧을 수 있다(즉, 도 7에서 T0임). Specifically, during the first period SR1 of the self refresh, the data bit stored in the memory array and the ECC bit corresponding thereto are examined to determine whether the data bit is in error. For example, data bits read from the memory array are corrected using ECC bits. If the corrected data bits are the same as the pre-corrected (ie, originally read) data bits, then the read data bits may be normal. On the other hand, if the corrected data bit is different from the data bit before correction, the read data bit may be determined as an error. As will be described later, these error data bits may be modified through a writeback operation. The length of the first period SR1 may be the shortest (that is, T0 in FIG. 7).
데이터 비트의 에러가 발생되지 않은 경우라면, 제2 주기(SR2)를 T1으로 증가시킨다. 다시, 제2 주기(SR2)동안, 메모리 어레이에 저장된 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 이용하여 상기 데이터 비트의 에러 여부를 검토한다. 셀프 리프레쉬의 제2 주기(SR2)는 제1 주기(SR1)보다 증가되었기 때문에, 데이터 비트의 에러가 발생될 가능성이 높아진다.If an error of the data bit does not occur, the second period SR2 is increased to T1. Again, during the second period SR2, the data bits stored in the memory array and the corresponding ECC bits are examined for error of the data bits. Since the second period SR2 of the self refresh is increased than the first period SR1, the possibility of an error in the data bit is increased.
소정 데이터 비트의 에러가 발생될 때까지, 셀프 리프레쉬의 주기의 길이를 증가시킨다. 예를 들어, 제3 주기(SR3)에서는 T1에서 T2로 증가되고, 제4 주기(SR4)에서는 T2에서 T3으로 증가된다. 도 7에서는 제4 주기(SR4)에서, 에러가 발생된 것을 도시하였다.The length of the period of self refresh is increased until an error of a predetermined data bit occurs. For example, the third period SR3 increases from T1 to T2 and the fourth period SR4 increases from T2 to T3. In FIG. 7, an error occurs in the fourth period SR4.
소정 데이터 비트의 에러가 발생된 경우, 에러가 발생된 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 모니터링 비트로 정의하고, 모니터링 비트의 어드레스를 모니터링 어드레스 저장부(도 8의 330)에 저장한다. When an error of a predetermined data bit occurs, the data bit in which the error occurs and the ECC bit corresponding thereto are defined as monitoring bits, and the address of the monitoring bit is stored in the monitoring
여기서, 제4 주기(SR4)에서 메모리 어레이 내의 에러가 발생된 모든 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 모니터링 비트로 정의하지 않아도 무방하다. 즉, 일부만 모니터링 비트로 정의할 수 있다. 예를 들어, 먼저 에러가 발생된 데이터 비트 몇 개만을 모니터링 비트로 정의할 수 있다. 왜냐하면, 먼저 에러가 발생된 데이터 비트는 동적 메모리 장치 내에서 데이터 유지(data retention) 특성이 나쁜 부분에 해당할 가능성이 높기 때문이다. Here, it is not necessary to define all the data bits having an error in the memory array and the corresponding ECC bits as the monitoring bits in the fourth period SR4. That is, only a part can be defined as a monitoring bit. For example, only a few bits of an errored data may be defined as monitoring bits. This is because, first, an errored data bit is likely to correspond to a bad data retention characteristic in the dynamic memory device.
한편, 도 7에서는 제1 주기(SR1) 내지 제3 주기(SR3)동안 모니터링 비트를 선정하지 못하고, 주기의 길이를 계속 증가시키는 것을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 주기(SR1)에서 바로 에러가 발생된 데이터 비트를 검출될 경우에는, 제1 주기(SR1)만 수행함으로써 모니터링 비트를 선정할 수 있다.In FIG. 7, the monitoring bit is not selected during the first to third cycles SR1 to SR3, and the length of the cycle is continuously increased, but the present invention is not limited thereto. For example, when detecting a data bit in which an error occurs immediately in the first period SR1, the monitoring bit may be selected by performing only the first period SR1.
이어서, I 단계(ASM 단계) 후 진행되는 셀프 리프레쉬의 제5 내지 제10 주기(SR5~SR10)에서는, 셀프 리프레쉬 동안에 선정된 모니터링 비트의 에러 여부만을 검출한다(II 단계).Subsequently, in the fifth to tenth cycles SR5 to SR10 of the self refresh performed after the I stage (ASM stage), only the monitoring bit selected during the self refresh is detected (step II).
구체적으로, 메모리 어레이 내에 저장된 모든 데이터 비트에 에러가 발생되었는지 여부를 검출하지 않고, 일부의 데이터 비트에만 에러가 발생되었는지 여부를 검출하여 그 결과에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 조절한다. 모든 데이터 비트에 에러가 발생되었는지 여부를 검출할 경우, 소모 전력이 크기 때문이다.Specifically, instead of detecting whether an error occurs in all data bits stored in the memory array, whether or not an error occurs in only a part of the data bits is detected and the self refresh period is adjusted according to the result. This is because the power consumption is large when detecting whether an error has occurred in all data bits.
이어서, 선정된 모니터링 비트의 에러 여부에 따라, 셀프 리프레쉬의 제11 주기(SR11)의 길이를 조절할 수 있다(III 단계).Subsequently, the length of the eleventh period SR11 of the self refresh may be adjusted according to whether the selected monitoring bit is in error (step III).
예를 들어, 제5 내지 제10 주기(SR5~SR10) 동안 계속적으로 모니터링 비트에 에러가 발생하면, 셀프 리프레쉬 주기가 올바르지 않다고 판단한다. 따라서, 제11 주기(SR11)의 길이는 줄어들게 된다. 도 7에서는 제11 주기(SR11)가 T2로 줄어든 것을 도시하였다.For example, if an error occurs in the monitoring bit continuously during the fifth to tenth periods SR5 to SR10, it is determined that the self refresh period is not correct. Therefore, the length of the eleventh period SR11 is reduced. In FIG. 7, the eleventh period SR11 is reduced to T2.
도시하지는 않았으나 반대로, 제5 내지 제10 주기(SR5~SR10) 동안 계속적으로 모니터링 비트에 에러가 발생하지 않는다면, 셀프 리프레쉬 주기를 더 늘릴 수 있다고 판단한다. 따라서, 제11 주기(SR11)의 길이는 더 늘어나게 된다.Although not illustrated, on the contrary, if no error occurs in the monitoring bit continuously during the fifth to tenth periods SR5 to SR10, the self refresh period may be further increased. Therefore, the length of the eleventh period SR11 is further increased.
한편, 도 7에서는 6개의 주기(SR5~SR10)동안 모니터링 비트에 에러가 계속 발생하였는지를 검토하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 1개의 주기동안만 검토할 수도 있고, 7개 이상의 주기동안 모니터링 비트에 에러가 계속 발생하는지를 검토할 수도 있다. Meanwhile, although FIG. 7 examines whether an error continues to occur in the monitoring bit for six cycles SR5 to SR10, the present invention is not limited thereto. For example, it may be possible to examine only one period, or to check if the error continues to occur in the monitoring bit for seven or more periods.
전술하였던, 제1 내지 제n(단, n은 1보다 같거나 큰 자연수) 주기 동안, 적어도 하나의 모니터링 비트를 선정하는 것을 정리하면 다음과 같다. As described above, selecting at least one monitoring bit during the first through nth cycles, where n is a natural number greater than or equal to 1, is as follows.
먼저, n이 2보다 큰 자연수일 때, 셀프 리프레쉬의 제a(단, a는 1보다 같거 나 크고 n보다 작은 자연수) 주기동안, 메모리 어레이에 저장된 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 이용하여 상기 데이터 비트의 에러 여부를 검토한다. First, when n is a natural number greater than 2, the data bit stored in the memory array and the corresponding ECC bit are stored during a period of self-refresh a (where a is a natural number greater than or equal to 1 and less than n). Check the data bit for errors.
이 때, 데이터 비트의 에러가 발생되지 않은 경우, 셀프 리프레쉬의 제a 주기동안, 메모리 어레이에 저장된 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 이용하여 상기 데이터 비트의 에러 여부를 검토하되, 셀프 리프레쉬의 제a+1 주기는 상기 셀프 리프레쉬의 제a 주기보다 증가된다. 한편, 데이터 비트의 에러가 발생된 경우, 상기 에러가 발생된 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 모니터링 비트로 정의하고, 모니터링 비트의 어드레스를 모니터링 어드레스 저장부에 저장한다.At this time, if an error of the data bit does not occur, during the a period of the self refresh, the data bit stored in the memory array and the ECC bit corresponding thereto are examined to determine whether the data bit is in error. The a + 1 period is increased than the a period of the self refresh. Meanwhile, when an error of the data bit occurs, the data bit in which the error occurs and the ECC bit corresponding thereto are defined as the monitoring bit, and the address of the monitoring bit is stored in the monitoring address storage.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 8은 도 7을 이용하여 설명한 리프레쉬 주기 결정 방법을 구체적으로 구현한 예이다. 도 9는 도 8의 모니터링 어드레스 저장부를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 8의 리프레쉬 주기 결정부를 설명하기 위한 도면이다. 도 1와 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 해당 구성 요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.8 is a block diagram illustrating a dynamic memory device according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is an example specifically implementing the refresh period determination method described with reference to FIG. 7. FIG. 9 is a diagram for describing the monitoring address storage of FIG. 8, and FIG. 10 is a diagram for explaining the refresh period determining unit of FIG. 8. The same reference numerals are used for constituent elements that are substantially the same as in FIG. 1, and a detailed description of the corresponding constituent elements will be omitted.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치(3)는 메모리 어레이(10), ECC 엔진(Error Correction Code engine)(320), 모니터링 어드레스 저장부(330), 리프레쉬 주기 결정 회로(340)를 포함한다. Referring to FIG. 8, the
ECC 엔진(320)은 셀프 리프레쉬 기간동안, (도 7을 이용하여 설명하였듯이) 적어도 하나의 모니터링 비트를 선정하고, 선정된 적어도 하나의 모니터링 비트의 에러 여부를 검출한다. The
구체적으로, ECC 엔진(320)은 셀프 리프레쉬의 제1 내지 제n(단, n은 1보다 같거나 큰 자연수) 주기 동안 적어도 하나의 모니터링 비트를 선정하고, 셀프 리프레쉬의 제n+1 내지 제m(단, m은 n+1보다 같거나 큰 자연수) 주기 동안 적어도 하나의 모니터링 비트의 에러 여부를 검출할 수 있다.Specifically, the
적어도 하나의 모니터링 비트를 선정할 때, 데이터 비트의 에러가 발생되지 않은 경우, 셀프 리프레쉬의 제a+1 주기동안, 메모리 어레이(10)에 저장된 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 이용하여 데이터 비트의 에러 여부를 검토하되, 셀프 리프레쉬의 제a+1 주기는 셀프 리프레쉬의 제a 주기보다 증가된다. 한편, 데이터 비트의 에러가 발생된 경우, 상기 에러가 발생된 데이터 비트와 이에 대응되는 ECC 비트를 모니터링 비트로 정의하고, 모니터링 비트의 어드레스를 모니터링 어드레스 저장부(330)(즉, 모니터링 어드레스 레지스터(332))에 저장한다. When selecting at least one monitoring bit, if an error of the data bit does not occur, the data bit is stored using the data bit stored in the
모니터링 어드레스 저장부(330)는 선정된 적어도 하나의 모니터링 비트의 어드레스를 저장한다. The monitoring
예를 들어, 모니터링 어드레스 저장부(330)는 모니터링 어드레스 레지스터(332)와, 샘플링 플래그 레지스터(334)와, 에러 플래그 레지스터(336)를 포함할 수 있다.For example, the monitoring
다수의 모니터링 어드레스 레지스터(332)는 다수의 모니터링 비트 각각에 대응되는 다수의 모니터링 어드레스를 저장한다.The plurality of monitoring address registers 332 stores a plurality of monitoring addresses corresponding to each of the plurality of monitoring bits.
다수의 샘플링 플래그 레지스터(334)는 각 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 대응되고, 각 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 모니터링 어드레스가 저장되 어 있는지를 나타내는 샘플링 플래그(sampling flag)를 저장한다. 예를 들어, 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 모니터링 어드레스가 저장되어 있는 경우, 샘플링 플래그는 1이고, 그렇지 않은 경우 0일 수 있다. The plurality of sampling flag registers 334 correspond to each
다수의 에러 플래그 레지스터(336)는 각 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 대응되고, 각 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 저장된 모니터링 어드레스에 대응되는 모니터링 비트가 에러인지 여부를 나타내는 에러 플래그(error flag)를 저장한다. 예를 들어, 리프레쉬 주기(예를 들어, SR5) 동안, 저장된 모니터링 어드레스에 대응되는 모니터링 비트가 에러인 경우, 에러 플래그는 1이고, 그렇지 않은 경우 0일 수 있다. The plurality of error flag registers 336 correspond to each
여기서, 도 9에서는 모니터링 어드레스 레지스터(332), 샘플링 플래그 레지스터(334), 에러 플래그 레지스터(336) 각각을 10개씩으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라 10개 이상이 될 수도 있고, 10개 이하일 수도 있다. 또한, 모니터링 어드레스 레지스터(332), 샘플링 플래그 레지스터(334), 에러 플래그 레지스터(336) 각각은 8비트, 1비트, 1비트로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, although each of the
도 1에서, 미리 테스트를 거쳐서 선정된 모니터링 어드레스를 모니터링 어드레스 저장부(30)에 저장하기 때문에, 모니터링 어드레스 저장부(30)는 비휘발성 형태(nonvolatile type)일 수 있다. 반면, 도 8에서는, 셀프 리프레쉬에 들어갈 때(즉, ASM 단계)마다 모니터링 어드레스가 선정되고 선정된 모니터링 어드레스가 저장되기 때문에, 모니터링 어드레스 저장부(330)는 비휘발성 형태로 한정될 필요가 없다. 즉, 휘발성 형태(volatile type)도 가능하다. In FIG. 1, the monitoring
리프레쉬 주기 결정 회로(340)는 모니터링 비트의 에러 여부에 따라 셀프 리프레쉬 주기를 조절한다. The refresh
구체적으로, 리프레쉬 주기 결정 회로(340)는 상기 제n+1 내지 제m(단, m은 n+1보다 같거나 큰 자연수) 주기 동안에 검출된 상기 적어도 하나의 모니터링 비트의 에러에 따라, 셀프 리프레쉬의 제m+1 주기를 조절하는 것을 포함한다. Specifically, the refresh
여기서, 도 10을 참조하면, 리프레쉬 주기 결정 회로(340)는 SR 래치(341), 앤드 게이트(342, 344, 345, 347, 348, 349), 에러 카운터(343), 지연부(346)로 구성될 수 있다. Here, referring to FIG. 10, the refresh
신호를 설명하면 다음과 같다. The signal is explained as follows.
SR_END 신호는 셀프 리프레쉬 종료를 나타내는 신호이고, SRP_END 신호는 셀프 리프레쉬의 주기 종료를 나타내는 신호이다. SRP_END 신호는 예를 들어, 내부 어드레스 발생부(360)에서 제공하는 신호일 수 있다.The SR_END signal is a signal indicating the end of self refresh, and the SRP_END signal is a signal indicating the end of the self refresh cycle. The SRP_END signal may be, for example, a signal provided by the
ER_SUM 신호는 에러 플래그 레지스터(336)에 저장된 에러 플래그들의 OR 조합 신호이다. 즉, 에러 플래그 중 어느 하나만이라고 1인 경우, ER_SUM 신호는 1이 된다. ER 신호는 ECC 엔진(320)이 에러를 발견할 때마다 발생시키는 신호로, 에러가 발생되면 ER 신호는 1이 된다.The ER_SUM signal is an OR combination signal of error flags stored in the
ADDR_MATCH 신호는 현재 셀프 리프레쉬를 수행하고 있는 어드레스와, 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 저장되어 있는 어드레스가 서로 매치되는지를 나타내는 신호이다. 즉, 서로 매치되는 경우, ADDR_MATCH가 1이 된다.The ADDR_MATCH signal is a signal indicating whether an address currently performing self refresh and an address stored in the
ASM 신호는 ASM 동작이 완료되었음(즉, 모니터링 어드레스를 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 저장시킴)을 나타내는 신호이다. ASM 동작이 완료되면 1이 된다.The ASM signal is a signal indicating that the ASM operation is completed (ie, storing the monitoring address in the monitoring address register 332). 1 when the ASM operation completes.
SRP_DCM 신호는 셀프 리프레쉬 주기 감소를 지시하는 신호이고, SRP_ICM 신호는 셀프 리프레쉬 주기 증가를 지시하는 신호이다. SRP_DCM 신호, SRP_ICM 신호는 내부 어드레스 생성부(60)로 전달되어, 셀프 리프레쉬 주기를 조절하게 된다.The SRP_DCM signal is a signal indicating a decrease in the self refresh period, and the SRP_ICM signal is a signal indicating an increase in the self refresh period. The SRP_DCM signal and the SRP_ICM signal are transmitted to the
WRITE 신호는 라이트백(write back)을 지시하는 신호이다. 즉, 에러가 발생된 데이터 비트를, ECC 비트를 이용하여 수정하고, 수정된 데이터를 재기입하는 것을 지시하는 신호이다. REFRESH 신호는 (라이트백 동작없이) 단순히 셀프 리프레시만을 지시하는 신호이고, READ 신호는 ECC 엔진(320)이 모니터링 데이터의 에러 여부를 판단하기 위해서 데이터 리드를 지시하는 신호이다.The WRITE signal is a signal indicating write back. That is, it is a signal which instructs to correct the data bit which an error generate | occur | produced using ECC bit, and to rewrite the corrected data. The REFRESH signal is a signal indicating only self refresh (without writeback operation), and the READ signal is a signal instructing data read in order for the
셀프 리프레쉬의 주기를 증가시키거나, 감소시키는 동작을 설명하면 다음과 같다.An operation of increasing or decreasing the cycle of self refresh is as follows.
셀프 리프레쉬의 주기가 종료되어 SRP_END 신호가 1이 되고, 셀프 리프레쉬의 주기동안 에러가 적어도 하나 발생되어 ER_SUM 신호가 1이 되면, 앤드 게이트(342)의 출력이 1이 된다. 에러 카운터(343)는 앤드 게이트(342)의 출력이 1이 되는 횟수를 카운트한다. 에러 카운터(343)는 카운트한 횟수가 특정값 이상이 되면, SRP_DCM 신호를 인에이블시킨다. 예를 들어, (도 7에서 예시한 것처럼) 6개의 주기동안 에러가 발생하면 SRP_DCM 신호를 인에이블시킬 수 있다. SRP_DCM 신호가 인에이블되었기 때문에, 셀프 리프레쉬 주기는 줄어든다.When the self-refresh cycle ends and the SRP_END signal becomes 1 and at least one error occurs during the self-refresh cycle, the ER_SUM signal becomes 1, and the output of the AND
한편, 셀프 리프레쉬의 주기가 종료되어 SRP_END 신호가 1이 되고, 셀프 리프레쉬의 주기동안 에러가 하나도 발생하지 않아서 ER_SUM 신호가 0이 되면, SRP_ICM 신호가 인에이블된다. 즉, SRP_ICM 신호가 인에이블되었기 때문에, 셀프 리프레쉬 주기는 늘어난다. On the other hand, when the self-refresh cycle ends and the SRP_END signal becomes 1, and no error occurs during the self-refresh cycle, the ER_SUM signal becomes 0, and the SRP_ICM signal is enabled. That is, since the SRP_ICM signal is enabled, the self refresh period is increased.
셀프 리프레쉬의 동작을 조절하는 것을 설명하면 다음과 같다.The following describes how to control the operation of self refresh.
현재 셀프 리프레쉬를 수행하고 있는 어드레스와, 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 저장되어 있는 어드레스가 서로 매치되면, ADDR_MATCH 신호가 1이 된다. 이 경우, READ 신호가 인에이블된다. 따라서, 현재 셀프 리프레쉬를 수행하고 있는 어드레스의 데이터를 리드하고, ECC 엔진(320)은 에러 여부를 판단하게 된다.When the address currently performing self refresh and the address stored in the
현재 셀프 리프레쉬를 수행하고 있는 어드레스와, 모니터링 어드레스 레지스터(332)에 저장되어 있는 어드레스가 서로 매치되지 않으면, ADDR_MATCH 신호가 0이 된다. 이 경우, REFRESH 신호가 인에이블된다. 따라서, ECC 엔진(320)이 에러 여부를 판단하는 동작은 하지 않는다. 단순히, 셀프 리프레쉬를 수행하고 있는 어드레스에 있는 데이터를 리프레쉬할 뿐이다.If the address currently performing the self refresh and the address stored in the
ER 신호가 1이 되면 현재 셀프 리프레쉬가 수행되고 있는 어드레스에 대응되는 데이터 비트에 에러가 발생되었다는 의미이다. 따라서, 지연부(346)에 의해서 소정 시간 지연된 후 WRITE 신호는 인에이블된다. 따라서, 에러가 발생된 데이터 비트에, 수정된 데이터를 라이트백한다.When the ER signal is 1, an error occurs in the data bit corresponding to the address where the self refresh is being performed. Accordingly, the WRITE signal is enabled after a predetermined time delay by the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수 적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. You will understand that. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 메모리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a dynamic memory device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 리프레쉬 주기 결정 회로와 ECC 엔진을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating the refresh cycle determination circuit and the ECC engine of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치를 설명하기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a dynamic memory device according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of determining a refresh period of a dynamic memory device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of determining a refresh period of a dynamic memory device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 포즈 시간에 대한 정규화된 누적에러비트수를 나타낸 포즈 리프레쉬 특성도이다.6 is a pose refresh characteristic diagram showing the normalized cumulative error bit number with respect to the pause time.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치의 리프레쉬 주기 조절 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for describing a refresh period adjusting method of a dynamic memory device according to another exemplary embodiment.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동적 메모리 장치를 설명하기 위한 블록도이다.8 is a block diagram illustrating a dynamic memory device according to another embodiment of the present invention.
도 9는 도 8의 모니터링 어드레스 저장부를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 9 is a diagram for describing a monitoring address storage unit of FIG. 8.
도 10은 도 8의 리프레쉬 주기 결정부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 10 is a diagram for describing the refresh period determiner of FIG. 8.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명) (Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
1-3 : 동적 메모리 장치 10 : 메모리 어레이1-3: Dynamic Memory Device 10: Memory Array
12 : 로우 디코더 14 : 센스 앰프/기입 드라이버12: Low Decoder 14: Sense Amplifier / Write Driver
16 : 컬럼 디코더 20, 320 : ECC 엔진16:
30, 330 : 모니터링 어드레스 저장부30, 330: monitoring address storage unit
40, 340 : 리프레쉬 주기 결정 회로40, 340: refresh cycle determination circuit
50 : 리프레쉬 진입 감지 회로50: refresh ingress detection circuit
60, 360 : 내부 어드레스 발생기60, 360: Internal address generator
Claims (11)
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