KR20130111028A - 반도체모듈 - Google Patents

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Abstract

반도체모듈은 반도체칩들이 함께 동작하는 단위인 랭크 수에 따라 레벨이 설정되는 제1 정보신호를 저장하는 모드레지스터; 및 상기 제1 정보신호에 응답하여 ODT 회로를 활성화시키기 위한 내부제어신호를 생성하는 ODT 제어부를 포함하되, 상기 내부제어신호는 상기 리드동작에서만 디스에이블되거나 상기 라이트동작에서만 인에이블되도록 설정된다.

Description

반도체모듈{SEMICONDUCTOR MODULE}
본 발명은 반도체모듈에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 내부적으로 ODT 회로의 활성화를 제어할 수 있도록 한 반도체모듈에 관한 것이다.
일반적으로 반도체모듈은 다수의 반도체칩들을 포함한다. 반도체모듈에 포함된 반도체칩들이 함께 동작하는 단위를 랭크(rank)라고 지칭하는 데, 랭크의 수에 따라 싱글랭크 반도체모듈과 N랭크 반도체모듈(여기서, N은 2이상의 자연수)로 구분될 수 있다. 싱글랭크 반도체모듈에서는 내부의 반도체칩들이 함께 동작하고, N랭크 반도체모듈에서는 내부의 반도체칩들이 N 개의 그룹으로 구분되어 그룹별로 함께 동작한다.
한편, 반도체모듈의 수신단 또는 송신단에는 전송 채널의 특성 임피던스와 동일한 저항값을 가지는 터미네이션 저항이 연결된다. 터미네이션 저항은 수신단 또는 송신단의 임피던스와 전송 채널의 특성 임피던스를 매칭시켜, 전송 채널을 통하여 전송되는 신호들의 반사를 억제한다. 종래의 터미네이션 저항은 반도체칩의 외부에 설치되었으나, 최근에는 터미네이션 저항이 반도체모듈의 내부에 설치되는 형태의 ODT(On Die Termination)회로가 주로 사용되고 있다. 일반적으로 ODT 회로는 ODT 패드를 통해 입력되는 제어신호에 의해 활성화가 제어된다.
그런데, ODT 회로의 활성화를 제어하는 제어신호를 외부에서 입력받기 위해서는 반도체모듈에 제어신호가 입력되는 입력핀(INPUT PIN)이 필요하다. 반도체모듈에서 입력핀(INPUT PIN)의 수가 증가할수록 패키지 비용이 증가하므로, 입력핀(INPUT PIN)을 사용하지 않고 내부적으로 ODT 회로의 활성화를 제어하는 기술에 대한 개발이 요청되고 있다.
본 발명은 내부적으로 반도체모듈의 랭크 수에 따라 ODT 회로의 활성화를 다양하게 제어할 수 있도록 한 반도체모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명은 반도체칩들이 함께 동작하는 단위인 랭크 수에 따라 레벨이 설정되는 제1 정보신호를 저장하는 모드레지스터; 및 상기 제1 정보신호에 응답하여 ODT 회로를 활성화시키기 위한 내부제어신호를 생성하는 ODT 제어부를 포함하되, 상기 내부제어신호는 상기 리드동작에서만 디스에이블되거나 상기 라이트동작에서만 인에이블되도록 설정되는 반도체모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은 내부어드레스로부터 제1 및 제2 정보신호를 추출하여 저장하는 모드레지스터; 상기 제2 정보신호에 응답하여 ODT 패드를 통해 입력되는 외부제어신호를 수신하는 제어신호수신부; 및 상기 제1 및 제2 정보신호에 응답하여 내부제어신호를 생성하고, 상기 내부제어신호 또는 상기 외부제어신호로부터 ODT 회로를 활성화시키는 ODT 인에이블신호를 생성하는 ODT 제어부를 포함하는 반도체모듈을 제공한다.
본 발명에 의하면 내부적으로 ODT 회로의 활성화를 제어할 수 있도록 함으로써, 반도체모듈의 입력핀 수를 감소시킬 수 있어 패키징 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 반도체모듈의 랭크 수에 따라 ODT 회로의 활성화를 다양하게 제어할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어신호생성회로를 포함하는 반도체모듈의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어신호생성회로에 포함된 ODT 제어부의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 3은 반도체모듈의 랭크를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어신호생성회로를 포함하는 반도체모듈의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 반도체모듈은 제어신호생성회로(1), ODT 패드(2) 및 ODT 회로(3)로 구성된다. 제어신호생성회로(1)는 입력버퍼(11), 커맨드디코더(12), 모드레지스터(13), 제어신호수신부(14) 및 ODT 제어부(15)로 구성된다.
입력버퍼(11)는 외부에서 입력되는 커맨드 및 어드레스(CMD/ADD)를 버퍼링하여 내부커맨드(ICMD) 및 내부어드레스(IADD)를 생성한다. 내부어드레스(IADD)에는 제1 정보신호(OP<1>) 및 제2 정보신호(OP<2>)가 포함된다. 여기서, 제1 정보신호(OP<1>)는 반도체칩들이 함께 동작하는 단위인 랭크 수에 따라 레벨이 설정된다. 예를 들어, 제1 정보신호(OP<1>)는 싱글랭크 반도체모듈에서는 로직로우레벨, N랭크 반도체모듈(N은 2이상의 자연수)에서는 로직하이레벨로 설정될 수 있다. 또한, 제2 정보신호(OP<2>)는 ODT 패드(2)를 통해 외부로부터 입력되는 외부제어신호(CTRL_EX)의 수신 여부를 제어하기 위해 레벨이 설정된다. 예를 들어, 제2 정보신호(OP<2>)는 외부제어신호(CTRL_EX)를 수신하는 경우에는 로직하이레벨, 외부제어신호(CTRL_EX)의 수신을 차단하는 경우에는 로직로우레벨로 설정될 수 있다.
커맨드디코더(12)는 내부커맨드(ICMD)를 디코딩하여 라이트인에이블신호(WT_EN) 및 리드인에이블신호(RD_EN)를 생성한다. 라이트인에이블신호(WT_EN)는 라이트동작에서 로직하이레벨로 인에이블되고, 리드인에이블신호(RD_EN)는 리드동작에서 로직하이레벨로 인에이블되도록 설정할 수 있다.
모드레지스터(13)는 내부어드레스(IADD)에 포함된 제1 정보신호(OP<1>) 및 제2 정보신호(OP<2>)를 추출하여 저장한다. 모드레지스터(13)에 저장된 제1 정보신호(OP<1>) 및 제2 정보신호(OP<2>)는 제어신호수신부(14) 및 ODT 제어부(15)에 전달된다.
제어신호수신부(14)는 제2 정보신호(OP<2>)에 응답하여 ODT 패드(2)를 통해 외부로부터 입력되는 외부제어신호(CTRL_EX)의 수신 여부를 제어한다. 예를 들어, 제2 정보신호(OP<2>)가 로직하이레벨인 경우 외부제어신호(CTRL_EX)를 수신하고, 로직로우레벨인 경우에는 외부제어신호(CTRL_EX)의 수신을 차단한다.
ODT 제어부(15)는 제1 정보신호(OP<1>) 및 제2 정보신호(OP<2>)에 응답하여 라이트인에이블신호(WT_EN), 리드인에이블신호(RD_EN) 및 외부제어신호(CTRL_EX)로부터 ODT회로(3)를 활성화시키는 ODT 인에이블신호(ODT_EN)를 생성한다. ODT 제어부(15)의 구성 및 동작을 도 2를 참고하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, ODT 제어부(15)는 내부제어신호생성부(151) 및 선택전달부(152)로 구성된다.
내부제어신호생성부(151)는 제1 정보신호(OP<1>) 및 제2 정보신호(OP<2>)에 응답하여 라이트인에이블신호(WT_EN) 및 리드인에이블신호(RD_EN)로 부터 내부제어신호(CTRL_IN)를 생성한다. 좀 더 구체적으로, 내부제어신호생성부(151)는 제2 정보신호(OP<2>)가 로직로우레벨인 상태에서 제1 정보신호(OP<1>)가 로직하이레벨인 경우 라이트동작에서만 로직로우레벨로 인에이블되는 내부제어신호(CTRL_IN)를 생성한다. 한편, 내부제어신호생성부(151)는 제2 정보신호(OP<2>)가 로직로우레벨인 상태에서 제1 정보신호(OP<1>)가 로직로우레벨인 경우 리드동작에서만 로직하이레벨로 디스에이블되는 내부제어신호(CTRL_IN)를 생성한다.
선택전달부(152)는 제2 정보신호(OP<2>)에 응답하여 내부제어신호(CTRL_IN) 또는 외부제어신호(CTRL_EX)를 버퍼링하여 ODT 인에이블신호(ODT_EN)를 생성한다. 좀 더 구체적으로, 선택전달부(152)는 제2 정보신호(OP<2>)가 로직하이레벨인 상태에서 로직하이레벨로 디스에이블된 내부제어신호(CTRL_IN)에 응답하여 로직하이레벨로 인에이블된 외부제어신호(CTRL_EX)를 버퍼링하여 로직하이레벨로 인에이블된 ODT 인에이블신호(ODT_EN)를 생성한다. 한편, 선택전달부(152)는 제2 정보신호(OP<2>)가 로직로우레벨인 상태에서 로직하이레벨로 디스에이블된 반전외부제어신호(CTRL_EX)에 따라 로직로우레벨로 디스에이블된 내부제어신호(CTRL_IN)를 버퍼링하여 로직하이레벨로 인에이블된 ODT 인에이블신호(ODT_EN)를 생성한다.
도 3은 반도체모듈의 랭크를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 반도체칩(41~44)을 포함하는 반도체모듈(4)이 싱글랭크(single rank)인 경우 제1 내지 제4 반도체칩(41~44)은 함께 리드동작 및 라이트동작이 수행된다. 한편, 반도체모듈(4)이 듀얼랭크(dual rank)인 경우 제1 내지 제4 반도체칩(41~44)이 두 개의 그룹으로 구분되고, 그룹별로 리드동작 및 라이트동작이 수행된다. 예를 들어, 듀얼랭크에서는 제1 반도체칩(41) 및 제2 반도체칩(42)이 제1 그룹, 제3 반도체칩(43) 및 제4 반도체칩(44)이 제2 그룹으로 구분되고, 제1 그룹의 제1 반도체칩(41) 및 제2 반도체칩(42)의 리드동작 및 라이트동작이 함께 수행되고, 제2 그룹의 제3 반도체칩(43) 및 제4 반도체칩(44)의 리드동작 및 라이트동작이 함께 수행되도록 설정될 수 있다. N랭크 반도체모듈의 경우 반도체모듈에 포함된 반도체칩들이 N개의 그룹으로 구분되고, N개의 그룹별로 리드동작 및 라이트동작이 함께 수행되도록 설정된다.
이상 살펴본 반도체모듈의 동작을 살펴보되, 싱글랭크 반도체모듈과 N랭크 반도체모듈의 경우로 나누어 살펴보면 다음과 같다.
이하, 싱글랭크 반도체모듈에서의 동작을 살펴본다.
우선, ODT 패드(2)를 통해 외부로부터 입력되는 외부제어신호(CTRL_EX)를 수신하는 경우 제2 정보신호(OP<2>)는 로직하이레벨이 된다. 따라서, ODT 인에이블신호(ODT_EN)는 외부제어신호(CTRL_EX)가 버퍼링되어 생성된다.
다음으로, ODT 패드(2)를 통해 외부로부터 입력되는 외부제어신호(CTRL_EX)의 수신을 차단하는 경우 제2 정보신호(OP<2>)는 로직로우레벨이 된다. 이와 같은 상태에서 제1 정보신호(OP<1>)는 싱글랭크 반도체모듈에서 로직로우레벨로 설정되므로, 리드동작에서만 로직하이레벨로 디스에이블되는 내부제어신호(CTRL_IN)를 생성한다. 따라서, ODT 인에이블신호(ODT_EN)는 리드동작에서만 로직로우레벨로 디스에이블된다.
이하, N랭크 반도체모듈에서의 동작을 살펴본다.
우선, ODT 패드(2)를 통해 외부로부터 입력되는 외부제어신호(CTRL_EX)를 수신하는 경우 제2 정보신호(OP<2>)는 로직하이레벨이 된다. 따라서, ODT 인에이블신호(ODT_EN)는 외부제어신호(CTRL_EX)가 버퍼링되어 생성된다.
다음으로, ODT 패드(2)를 통해 외부로부터 입력되는 외부제어신호(CTRL_EX)의 수신을 차단하는 경우 제2 정보신호(OP<2>)는 로직로우레벨이 된다. 이와 같은 상태에서 제1 정보신호(OP<1>)는 N랭크 반도체모듈에서 로직하이레벨로 설정되므로, 라이트동작에서만 로직로우레벨로 인에이블되는 내부제어신호(CTRL_IN)를 생성한다. 따라서, ODT 인에이블신호(ODT_EN)는 라이트동작에서만 로직하이레벨로 인에이블된다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 실시예의 반도체모듈은 ODT 패드(2)를 통해 외부로부터 입력되는 외부제어신호(CTRL_EX)의 수신을 차단하고, 내부적으로 내부제어신호(CTRL_IN)를 생성하여 ODT 회로(3)의 활성화를 제어하는 ODT 인에이블신호(ODT_EN)를 생성할 수 있다. 따라서, 반도체모듈에서 외부제어신호(CTRL_EX)가 입력되는 입력핀을 제거할 수 있어 패키지 비용을 절감할 수 있다.
또한, 반도체모듈의 랭크 수에 따라 ODT 회로(3)의 활성화를 다양하게 제어할 수 있다. 즉, 싱글랭크 반도체모듈에서는 리드동작에서만 ODT 회로(3)가 비활성화되도록 제어하고, N랭크 반도체모듈에서는 라이트동작에서만 ODT 회로(3)가 활성화되도록 제어할 수 있다.
1: 제어신호생성회로 2: ODT 패드
3: ODT 회로 11: 입력버퍼
12: 커맨드디코더 13: 모드레지스터
14: 제어신호수신부 15: ODT 제어부
151: 내부제어신호생성부 152: 선택전달부

Claims (15)

  1. 반도체칩들이 함께 동작하는 단위인 랭크 수에 따라 레벨이 설정되는 제1 정보신호를 저장하는 모드레지스터; 및
    상기 제1 정보신호에 응답하여 ODT 회로를 활성화시키기 위한 내부제어신호를 생성하는 ODT 제어부를 포함하되, 상기 내부제어신호는 상기 리드동작에서만 디스에이블되거나 상기 라이트동작에서만 인에이블되도록 설정되는 반도체모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 정보신호는 상기 반도체칩들의 리드동작 및 라이트동작이 함께 수행되는 경우 제1 레벨로 설정되고, 상기 반도체칩들이 적어도 2개의 그룹으로 구분되고 상기 그룹별로 상기 리드동작 및 상기 라이트동작이 함께 수행되는 경우 제2 레벨로 설정되는 반도체모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 내부제어신호는 상기 제1 정보신호가 상기 제1 레벨인 경우 상기 리드동작에서만 디스에이블되고, 상기 제1 정보신호가 상기 제2 레벨인 경우 상기 라이트동작에서만 인에이블되도록 설정되는 반도체모듈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 모드레지스터는 상기 ODT 회로를 활성화시키기 위해 외부에서 입력되는 외부제어신호의 수신 여부에 관한 정보를 포함하는 제2 정보신호를 저장하는 반도체모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 정보신호에 응답하여 상기 외부제어신호를 수신하는 제어신호수신부를 더 포함하는 반도체모듈.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 ODT 제어부는
    상기 제1 및 제2 정보신호에 응답하여 리드인에이블신호 및 라이트인에이블신호로부터 상기 내부제어신호를 생성하는 내부제어신호생성부; 및
    상기 제2 정보신호에 응답하여 상기 내부제어신호 또는 상기 외부제어신호로부터 상기 ODT 회로를 활성화시키는 ODT 인에이블신호를 생성하는 선택전달부를 포함하는 반도체모듈.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 리드인에이블신호는 상기 리드동작에서 인에이블되고, 상기 라이트인에이블신호는 상기 라이트동작에서 인에이블되는 반도체모듈.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 선택전달부는 상기 제2 정보신호가 제1 레벨인 경우 상기 내부제어신호를 버퍼링하여 상기 ODT 인에이블신호로 전달하고, 상기 제2 정보신호가 제2 레벨인 경우 상기 외부제어신호를 버퍼링하여 상기 ODT 인에이블신호로 전달하는 반도체모듈.
  9. 내부어드레스로부터 제1 및 제2 정보신호를 추출하여 저장하는 모드레지스터;
    상기 제2 정보신호에 응답하여 ODT 패드를 통해 입력되는 외부제어신호를 수신하는 제어신호수신부; 및
    상기 제1 및 제2 정보신호에 응답하여 내부제어신호를 생성하고, 상기 내부제어신호 또는 상기 외부제어신호로부터 ODT 회로를 활성화시키는 ODT 인에이블신호를 생성하는 ODT 제어부를 포함하는 반도체모듈.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 정보신호는 리드동작 및 라이트동작이 반도체칩들의 수에 따라 레벨이 설정되는 반도체모듈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제1 정보신호는 상기 반도체칩들의 리드동작 및 라이트동작이 함께 수행되는 경우 제1 레벨로 설정되고, 상기 반도체칩들이 적어도 2개의 그룹으로 구분되고 상기 그룹별로 상기 리드동작 및 상기 라이트동작이 함께 수행되는 경우 제2 레벨로 설정되는 반도체모듈.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 내부제어신호는 상기 제1 정보신호가 상기 제1 레벨인 경우 상기 리드동작에서만 디스에이블되고, 상기 제1 정보신호가 상기 제2 레벨인 경우 상기 라이트동작에서만 인에이블되도록 설정되는 반도체모듈.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 ODT 제어부는
    상기 제1 및 제2 정보신호에 응답하여 리드인에이블신호 및 라이트인에이블신호로부터 상기 내부제어신호를 생성하는 내부제어신호생성부; 및
    상기 제2 정보신호에 응답하여 상기 내부제어신호 또는 상기 외부제어신호로부터 상기 ODT 인에이블신호를 생성하는 선택전달부를 포함하는 반도체모듈.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 리드인에이블신호는 리드동작에서 인에이블되고, 상기 라이트인에이블신호는 라이트동작에서 인에이블되는 반도체모듈.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 선택전달부는 상기 제2 정보신호가 제1 레벨인 경우 상기 내부제어신호를 버퍼링하여 상기 ODT 인에이블신호로 전달하고, 상기 제2 정보신호가 제2 레벨인 경우 상기 외부제어신호를 버퍼링하여 상기 ODT 인에이블신호로 전달하는 반도체모듈.
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