KR20140124713A - Clock synchronization circuit and semiconductor memory device comprising thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 반도체 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지연 고정 루프를 포함하는 클럭 동기화 회로 및 이를 구비하는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor circuit, and more particularly, to a clock synchronization circuit including a delay locked loop and a semiconductor memory device having the same.
반도체 메모리 장치 등과 같이 고주파로 동작하는 반도체 장치는 고주파수 동작 성능의 저하를 방지하기 위하여 내부 클럭의 위상을 외부 클럭의 위상에 동기시키는 회로가 요구되며, 이를 위해 일반적으로 지연 고정 루프 회로가 사용된다. 지연 고정 루프는 외부 클럭을 지연시켜 내부 클럭을 생성하며, 생성되는 외부 클럭을 피드백하여, 지연 시간을 조절함으로써 내부 클럭과의 위상 차이를 좁히는 지연 고정 동작을 수행한다. A semiconductor device that operates at a high frequency such as a semiconductor memory device requires a circuit for synchronizing the phase of the internal clock with the phase of the external clock in order to prevent deterioration of high frequency operation performance, and a delay locked loop circuit is generally used for this purpose. The delay locked loop generates an internal clock by delaying the external clock, feeds back the generated external clock, and adjusts the delay time to perform a delay fixing operation to narrow the phase difference from the internal clock.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 지연 고정 루프의 소비 전류를 감소시키는 클럭 동기화 장치 및 그 방법을 제공는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a clock synchronization apparatus and a method thereof for reducing a consumption current of a delay locked loop.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 클럭 동기화 장치는, 입력 클럭을 지연시켜 출력 클럭을 생성하고, 지연 고정 동작을 수행하여 상기 입력 클럭과 상기 출력 클럭을 락킹(locking)하는 지연 고정 루프; 및 상기 지연 고정 루프의 락킹 상태가 지속되는지를 판단하여 상기 지연 고정 동작을 종료시키는 지연 고정 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a clock synchronization apparatus including: a delay unit that delays an input clock to generate an output clock, performs a delay fixing operation, and locks the input clock and the output clock, Fixed loop; And a delay fixing control unit for determining whether the locked state of the delay locked loop is maintained and terminating the delay locked operation.
일 실시예에 있어서, 상기 지연 고정 제어부는, 상기 락킹 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 지연 고정 종료 신호를 발생하고, 상기 지연 고정 종료 신호에 응답하여, 상기 지연 고정 루프의 지연 고정 동작 및 상기 지연 고정 제어부의 동작이 종료될 수 있다.In one embodiment, the delay locked control section generates a delay locked end signal when the locked state continues for a predetermined time or more, and in response to the delay locked end signal, The operation of the fixed control section can be terminated.
일 실시예에 있어서, 상기 소정 시간은, 외부로부터 인가되는 세팅 신호 또는 상기 락킹 상태에서의 상기 입력 클럭과 출력 클럭의 위상차이에 기초하여 내부적으로 세팅될 수 있다.In one embodiment, the predetermined time may be internally set based on a setting signal applied from the outside or a phase difference between the input clock and the output clock in the locked state.
일 실시예에 있어서, 상기 지연 고정 제어부는, 상기 지연 고정 루프가 락킹 되었는지를 판단하여 지연 고정 신호를 출력하는 고정 검출부; 및 상기 지연 고정 신호를 기초로 상기 락킹 상태가 지속되는 시간을 카운트하여, 카운팅 값이 소정의 값 이상이면, 지연 고정 종료 신호를 출력하는 카운터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the delay fixing control unit includes: a fixed detector for determining whether the delay locked loop is locked and outputting a delay locked signal; And a counter for counting a time during which the locking state is maintained based on the delay locked signal and outputting a delay locked state signal when the counted value is equal to or greater than a predetermined value.
일 실시예에 있어서, 상기 카운터는, 상기 지연 고정 신호가 제1 논리 레벨이면, 상기 입력 클럭을 카운팅 하고, 상기 지연 고정 신호가 제2 논리 레벨이면, 리셋될 수 있다.In one embodiment, the counter counts the input clock if the delay locked signal is at a first logic level, and may be reset if the delay locked signal is at a second logical level.
일 실시예에 있어서, 상기 지연 고정 루프는, 상기 입력 클럭과 상기 출력 클럭의 위상차에 기초하여 업-다운 신호를 생성하는 위상 검출부; 상기 업-다운 신호에 응답하여, 상기 출력 클럭의 지연 시간을 조절하는 지연 제어신호를 출력하는 지연 제어부; 및 상기 지연 제어 신호에 응답하여 상기 입력 클럭을 지연시켜 상기 출력 클럭을 생성하는 생성하는 지연 라인을 포함할 수 있다.In one embodiment, the delay locked loop includes: a phase detector for generating an up-down signal based on a phase difference between the input clock and the output clock; A delay control unit responsive to the up-down signal for outputting a delay control signal for adjusting a delay time of the output clock; And a delay line for generating the output clock by delaying the input clock in response to the delay control signal.
일 실시예에 있어서, 상기 고정 검출부는, 상기 업-다운 신호를 수신하고, 상기 업-다운 신호의 업 신호 또는 다운 신호의 반복 횟수에 기초하여 락킹 여부를 판단할 수 있다.In one embodiment, the fixed detector may receive the up-down signal and determine whether it is locked based on the number of repetitions of the up signal or the down signal of the up-down signal.
일 실시예에 있어서, 상기 고정 검출부는, 상기 입력 클럭 및 상기 출력 클럭의 위상 차이에 기초하여 락킹 여부를 판단할 수 있다.In one embodiment, the fixed detector may determine whether or not to lock based on a phase difference between the input clock and the output clock.
일 실시예에 있어서, 상기 고정 검출부는, 상기 지연 제어신호의 변화값에 기초하여 락킹 여부를 판단할 수 있다. In one embodiment, the fixed detector may determine whether or not to lock based on a change value of the delay control signal.
일 실시예에 있어서, 상기 지연 고정 루프는, 상기 입력 클럭을 버퍼링하여, 지연 제어부 및 상기 고정 검출부의 기본 클럭으로 제공되는 제1 클럭을 생성하는 제1 클럭 버퍼; 상기 입력 클럭을 버퍼링하여, 상기 지연 라인의 기본 클럭으로 제공되는 제2 클럭을 생성하는 제2 클럭 버퍼; 상기 지연 라인의 출력 클럭을 버퍼링하여, 상기 위상 검출부에 제공되는 제3 클럭을 생성하는 제3 클럭 버퍼; 및 상기 지연 라인의 출력 클럭을 버퍼링하여, 상기 제3 클럭과 동일한 위상을 갖는 상기 출력 클럭을 생성하는 제4 클럭 버퍼를 더 포함하고, 상기 지연 고정 종료 신호에 응답하여 상기 제1 클럭 버퍼와 상기 제3 클럭 버퍼의의 동작이 중단될 수 있다.In one embodiment, the delay locked loop includes: a first clock buffer for buffering the input clock to generate a delay clock and a first clock provided as a base clock of the fixed detector; A second clock buffer for buffering the input clock to generate a second clock provided as a base clock of the delay line; A third clock buffer for buffering an output clock of the delay line to generate a third clock provided to the phase detector; And a fourth clock buffer for buffering the output clock of the delay line and generating the output clock having the same phase as the third clock, The operation of the third clock buffer may be interrupted.
일 실시예에 있어서, 상기 지연 고정 루푸는, 상기 지연 라의 출력 클럭을 버퍼링하여, 상기 위상 검출부, 상기 지연 제어부 및 상기 고정 검출부의 기본 클럭으로 제공되는 제1 클럭을 생성하는 제1 클럭 버퍼; 및 상기 지연 라인의 출력 클럭을 버퍼링하여, 상기 출력 클럭으로 제공되는 제2 클럭을 생성하는 제2 클럭 버퍼를 더 포함하고, 상기 지연 고정 종료 신호에 응답하여 상기 제1 클럭 버퍼의 동작이 중단될 수 있다.In one embodiment, the delay locked loop includes: a first clock buffer for buffering an output clock of the delay line to generate a first clock provided as a base clock of the phase detector, the delay controller, and the fixed detector; And a second clock buffer for buffering the output clock of the delay line and generating a second clock provided by the output clock, wherein the operation of the first clock buffer is stopped in response to the delay lock end signal .
일 실시예에 있어서, 상기 클럭 동기화 회로는, 외부 장치에 동기되어 데이터를 입력 또는 출력하는 반도체 장치에 적용되고, 상기 반도체 장치의 동작 상태가 변화되면, 상기 지연 고정 루프의 지연 고정 동작이 수행될 수 있다.In one embodiment, the clock synchronization circuit is applied to a semiconductor device that inputs or outputs data in synchronization with an external device, and when the operation state of the semiconductor device changes, a delay locked operation of the delay locked loop is performed .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 복수의 메모리 셀을 포함하는 반도체 메모리 장치는, 입력 클럭을 지연시켜 출력 클럭을 생성하고, 지연 고정 동작을 수행하여 상기 입력 클럭과 상기 출력 클럭을 락킹(locking)하는 지연 고정 루프; 상기 지연 고정 루프의 락킹 상태의 지속 여부를 판단하여 상기 지연 고정 동작을 종료시키기 위한 지연고정 제어부; 및 상기 출력 클럭에 기초하여, 상기 복수의 메모리 셀 어레이에 저장된 데이터를 출력하는 데이터 출력부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device including a plurality of memory cells, the method comprising: delaying an input clock to generate an output clock; A delay locked loop for locking the receiver; A delay fixing control unit for determining whether the locked state of the delay locked loop is maintained or not and terminating the delay locked operation; And a data output unit for outputting data stored in the plurality of memory cell arrays based on the output clock.
일 실시예에 있어서, 상기 지연 고정 제어부는, 상기 지연 고정 루프가 락킹되었는지를 판단하여 지연 고정 신호를 출력하는 고정 검출부; 및 상기 지연 고정 신호에 기초하여 상기 락킹 상태가 지속되는 시간을 카운트하여 지연 고정 종료 신호를 발생하는 카운터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the delay fixing control unit includes: a fixed detector for determining whether the delay locked loop is locked and outputting a delay locked signal; And a counter for counting a time period during which the locking state is maintained based on the delay locked signal to generate a delay locked state signal.
일 실시예에 있어서, 상기 지연 고정 루프 및 상기 지연 고정 제어부는, 상기 반도체 메모리 장치의 동작 상태가 변화되면, 리셋되어 재동작할 수 있다.In one embodiment, the delay locked loop and the delay locked controller can be reset and restarted when the operating state of the semiconductor memory device is changed.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 메모리 셀은, DRAM 셀을 포함할 수 있다.In one embodiment, the plurality of memory cells may comprise DRAM cells.
일 실시예에 있어서, 상기 출력 클럭은, 데이터 스트로브 신호일 수 있다.In one embodiment, the output clock may be a data strobe signal.
본 발명의 기술적 사상에 의하면 지연 고정 루프의 입력 클럭과 출력 클럭이 락킹 상태가 일정 시간 지속되면 지연 고정 동작을 종료함으로써 소비 전류가 감소되는 효과가 있다. According to the technical idea of the present invention, when the input clock and the output clock of the delay locked loop are maintained in the locked state for a predetermined time, the delay locked operation is terminated, thereby reducing the consumption current.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭 동기화 회로를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 클럭 동기화 회로의 일 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 클럭 동기화 회로의 동작에 따른 입력 클럭과 출력 클럭의 타이밍도이다.
도 4는 도 2의 지연 고정 제어부의 타이밍도이다.
도 5는 도 2의 클럭 동기화 회로의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 9의 클럭 동기화 회로의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 12의 반도체 장치에서의 클럭 동기화 회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭 동기화 회로에서 출력 클럭이 반도체 메모리 장치의 데이터 스트로브 신호인 경우를 나타내는 블록도이다.
도 14b는 도 14a의 반도체 메모리 장치의 타이밍도이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭 동기화 회로가 메모리 장치에 적용되는 구현예들을 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 17은 도 16의 반도체 메모리 장치가 적용된 메모리 시스템의 일 구현예를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 메모리 시스템을 장착하는 컴퓨팅 시스템을 나타내는 블록도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A brief description of each drawing is provided to more fully understand the drawings recited in the description of the invention.
1 is a block diagram schematically illustrating a clock synchronization circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating one implementation of the clock synchronization circuit of FIG.
3 is a timing diagram of an input clock and an output clock according to the operation of the clock synchronization circuit of FIG.
4 is a timing diagram of the delay locked control section of Fig.
5 is a flow chart illustrating the operation of the clock synchronization circuit of FIG.
6 is a block diagram illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG.
7 is a block diagram illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG.
8A and 8B are block diagrams illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG.
9 is a block diagram illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG.
10 is a flowchart for explaining the operation of the clock synchronization circuit of FIG.
11 is a block diagram illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG.
12 is a block diagram schematically showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
13 is a timing chart showing the operation of the clock synchronization circuit in the semiconductor device of Fig.
14A is a block diagram showing a case where an output clock is a data strobe signal of a semiconductor memory device in a clock synchronization circuit according to an embodiment of the present invention.
14B is a timing diagram of the semiconductor memory device of FIG. 14A.
15A and 15B are block diagrams showing implementations in which a clock synchronization circuit according to an embodiment of the present invention is applied to a memory device.
16 is a block diagram schematically illustrating a memory device according to an embodiment of the present invention.
17 is a diagram showing an embodiment of a memory system to which the semiconductor memory device of FIG. 16 is applied.
18 is a block diagram illustrating a computing system incorporating a memory system in accordance with one embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated and described in detail in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged or reduced from the actual dimensions for the sake of clarity of the present invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be construed to have meanings consistent with the contextual meanings of the related art and are not to be construed as ideal or overly formal meanings as are expressly defined in the present application .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭 동기화 회로를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 클럭 동기화 회로(100)는 입력 클럭(CLK_IN)을 기초로, 입력 클럭(CLK_IN)에 동기된 출력 클럭(CLK_OUT)을 생성하여 출력하는 회로로서, 지연 고정 루프(110) 및 지연 고정 제어부(120)을 포함한다.1 is a block diagram schematically illustrating a clock synchronization circuit according to an embodiment of the present invention. 1, the
지연 고정 루프(110)는 입력 클럭(CLK_IN)을 지연시켜 출력 클럭(CLK_OUT)을 생성한다. 지연 고정 루프(Delay locked loop, DLL)(110)는 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)의 위상 차이가 소정 값 이내가 되는 락킹(locking) 상태가 되도록 지연 고정 동작을 수행할 수 있다. 지연 고정 동작은 생성된 출력 클럭(CLK_OUT)을 피드백하여 입력 클럭(CLK_IN)과 비교하고, 지연 시간을 조절함으로써, 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)의 위상 차이가 소정 값 이내가 되도록 제어하는 동작을 의미하며, DLL 업데이트라고 하기도 한다. 이하에서는, 지연 고정 동작과 DLL 업데이트라는 용어를 함께 사용하기로 한다. The delay locked
지연 고정 제어부(120)는 지연 고정 루프(110)의 락킹 상태를 판단하고, 락킹 상태가 소정의 시간 이상 지속되면 지연 고정 루프(110)의 지연 고정 동작을 종료시킨다. 나아가, 지연 고정 제어부(120)의 동작 또한 종료될 수 있다. 지연 고정 동작이 종료되므로 지연 고정 루프(110)는 지연 고정 동작의 종료 이전에 설정된 지연 시간을 유지한다. 상기 소정 시간은 상기 출력 클럭(CLK_OUT)이 사용되는 환경이 충분히 안정되었다고 예상되는 시간으로서, 외부로부터 인가되는 세팅 신호에 기초하여 세팅되거나 또는 락킹 상태에서의 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)의 위상 차이에 기초하여 내부적으로 세팅될 수 있다. 소정의 시간은, 지연 고정 루프의 동작의 안정성을 위하여 특정 환경, 예컨대, 전압과 온도에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 소정의 시간은 입력 클럭(CLK_IN)의 수십 내지 수백 싸이클의 시간(tCLK)으로 세팅될 수 있다. The delay
이상에서 같이, 본 발명의 실시예에 따른 클럭 동기화 회로(100)는 지연 고정 루프(110)의 락킹 상태가 소정의 시간 이상 유지되면, 지연 고정 동작을 종료한다. 충분한 시간 이상 락킹 상태를 유지하는 환경이라면 갑자기 입력 클럭(CLK_IN) 또는 출력 클럭(CLK_OUT)이 변화될 확률이 낮다. 이러한 상황에서 계속하여 지연 고정 동작을 수행하면 불필요하게 전류를 소비하게된다. 따라서, 지연 고정 동작을 종료함으로써, 소비전류를 감소시킬 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에 따른 클럭 동기화 회로에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. As described above, the
도 2는 도 1의 클럭 동기화 회로의 일 구현예를 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 2의 클럭 동기화 회로의 동작에 따른 입력 클럭과 출력 클럭의 타이밍도이고, 도 4는 도 2의 지연 고정 제어부의 타이밍도이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the clock synchronization circuit of FIG. 1, FIG. 3 is a timing diagram of an input clock and an output clock according to the operation of the clock synchronization circuit of FIG. 2, Fig.
도 2를 참조하면, 클럭 동기화 회로(100a)는 지연 고정 루프(110) 및 지연 고정 제어부(120a)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the
지연 고정 루프(110)는 위상 검출부(113), 지연 제어부(112) 및 지연 라인(111)을 포함할 수 있다. 위상 검출부(113)는 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 비교하여 위상 차이를 검출하고, 상기 위상 차이를 지연 제어부(112)에 제공할 수 있다. 위상 차이는 업-다운 신호(Up/Dn)로서 출력될 수 있다. 예를 들어 위상 차이는 출력 클록(CLK_OUT)의 라이징 에지 또는 폴링 에지에서 입력 클록(CLK_IN)을 래치한 결과 값일 수 있다. 예컨대, 출력 클록(CLK_OUT)의 라이징 에지에서 입력 클록(CLK_IN)을 래치한 결과값이 제1 논리 레벨, 예컨대 로직 하이일 경우, 이는 출력 클록(CLK_OUT)의 위상이 입력 클럭(CLK_IN)의 위상보다 느림을 의미하며 출력 클록(CLK_OUT)의 위상을 앞당기라는 의미의 다운 신호(Dn)로서 출력될 수 있다. 또한, 출력 클록(CLK_OUT)의 라이징 에지에서 입력 클록(CLK_IN)을 래치한 결과값이 제2 논리 레벨, 예컨대 로직 로우일 경우, 이는 출력 클록(CLK_OUT)의 위상이 입력 클럭(CLK_IN)의 위상보다 빠름을 의미하며 출력 클록(CLK_OUT)의 위상을 늦춘라는 의미의 업 신호(Up)로서 출력될 수 있다.
The delay locked
지연 제어부(112)는 위상 검출부(113)로부터의 업-다운 신호(Up/Dn)에 응답하여, 출력 클럭(CLK_OUT)의 지연 시간을 조절하기 위한 지연 제어 신호(CON_dly)를 생성하여 출력한다. 지연 제어 신호(CON_dly)는 n 비트의 코드 신호일 수 있다. 상기 위상 검출부(113)로부터 업 신호(Up)가 수신된 경우, 지연 제어 신호(CON_dly)의 값이 증가되고 다운 신호(Dn)가 수신될 경우, 지연 제어 신호(CON_dly)의 값이 감소될 수 있다. 예를 들어, 지연 제어 신호(CON_dly)가 4 비트로 이루어진 지연 제어 코드일 경우, 그 값이 '0 0 0 0'일 경우에는 입력 클럭(CLK_IN)을 전혀 지연시키지 않고 출력 클럭(CLK_OUT)으로서 출력하고, 값이 '0 0 0 1', '0 0 1 0', '0 0 1 1', ... 식으로 증가할수록 입력 클럭(CLK_IN)을 더 많이 지연시켜 출력하도록 설정할 수 있다. 이때, 초기값은 '0 1 1 0'과 같이 중간이 되는 값일 수 있으며, 위상 검출부(113)로부터 업 신호(Up)가 수신될 때마다, 차례로 값이 증가하고, 다운 신호(Up)가 수신될 때마다 차례로 값이 감소될 수 있다. The
지연 라인(111)은 입력 클럭(CLK_IN)을 지연시켜 출력한다. 지연 라인(111)에서 출력된 클럭은 출력 클럭(CLK_OUT)일 수 있다. 이때, 지연 시간은 지연 제어 신호(CON_dly)에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 지연 제어 신호(CON_dly)의 값의 변화에 따라, 지연 시간이 증가하거나 감소될 수 있다. 상술한 바와 같이, 지연 제어 신호(CON_dly)가 n 비트의 코드 신호이고, 상기 코드 값이 증가될수록 지연 시간이 증가되고, 상기 코드 값이 감소될수록 지연 시간이 감소될 수 있다. The
도 2에 도시된 바와 같이, 위상 검출부(113), 지연 제어부(112) 및 지연 라인(111)은 피드백 회로를 형성하고, 출력 클럭(CLK_OUT)을 피드백하여 입력 클럭(CLK_IN)과 비교한 결과에 따라 지연 시간을 조절함으로써, 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 락킹(Locking)할 수 있다. 도 3을 참조하면, 락킹 되지 않은 상태(Unlock)에서의 출력 클럭(CLK_OUT)은 입력 클럭(CLK_IN)보다 지연되며, 이때의 지연(Dint)은 클럭 동기화 회로(100) 또는 클럭 동기화 회로(100)가 사용되는 집적 회로(미도시)의 내부 요소, 예컨대 출력 클럭(CLK_OUT)의 부하 등에 의하여 발생할 수 있다. 지연 고정 루프(110)는 지연 고정 동작을 수행하여, 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 락킹할 수 있다. 지연 고정 루프(110)는 출력 클럭(CLK_OUT)을 더 지연시켜, 출력 클럭(CLK_OUT)을 입력 클럭(CLK_IN)에 대하여 동기화 시킬 수 있다. 이때, 지연 고정 루프(110)에 의하여 발생하는 지연 시간(Ddll)은 한 싸이클(1 tCLK) 이내일 수 있으며, 이에 따라, 출력 클럭(CLK_OUT)이 입력 클럭(CLK_IN)에 대하여 한 싸이클(1 tCLK) 지연되어 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)이 동기될 수 있다.2, the
다시 도 2를 참조하면, 지연 고정 제어부(120a)는 고정 검출부(122a) 및 카운터(121)를 포함하며, 지연 고정 루프(110)의 락킹 상태를 판단하고, 락킹 상태가 소정 시간 이상 지속되면 지연 고정 루프(110)의 지연 고정 동작을 종료시킨다. 2, the delay-fixed
고정 검출부(122a)는 지연 고정 루프가 락킹 되었는지를 판단하여 지연 고정 신호(DLS)를 출력한다. 고정 검출부(122a)는 상기 업-다운 신호를 수신하고, 상기 업-다운 신호의 업 신호(Up) 또는 다운 신호(Dn)의 반복 횟수에 기초하여 락킹 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 고정 검출부(122a)는 업 신호(Up) 또는 다운 신호(Up)가 일정 횟수 이상 연속해서 반복되지 않으면, 락킹되었다고 판단하여 지연 고정 신호(DLS)를 제1 논리 레벨, 예컨대 로직 하이로 출력하고, 반대로 업 신호(Up) 또는 다운 신호(Up)가 일정 횟수 이상 연속해서 반복되면, 락킹되지 않았다고 판단하여 지연 고정 신호(DLS)를 제2 논리 레벨, 예컨대 로직 로우로 출력할 수 있다. The fixed
카운터(121)는 지연 고정 신호(DLS)를 기초로 락킹 상태가 지속되는 시간을 카운트하여, 카운팅 값이 소정의 값 이상이면, 즉 락킹 상태가 일정 시간 유지되면, 지연 고정 종료 신호(Disable)을 출력한다. 예를 들어, 지연 고정 신호(DLS)가 제1 논리 레벨이면, 카운터(121)는 입력 클럭(CLK_IN)을 카운팅하고, 카운팅 값이 소정의 값 이상이면 지연 고정 종료 신호(Disable)을 출력할 수 있다. 이때, 지연 고정 신호(DLS)가 제2 논리 레벨이면, 카운터(121)는 리셋될 수 있다. The
도 4를 참조하여 보다 자세하게 설명하면 다음과 같다. 도 4에 도시된 바와 같이 입력 클럭(CLK_IN)이 인가되고, 고정 검출부(122a)로부터 출력되는 지연 고정 신호(DLS)가 제1 논리 레벨, 예컨대 로직 하이이면, 카운터(121)는 입력 클럭(CLK_IN)을 카운팅할 수 있다. 도시된 바와 같이, 입력 클럭(CLK_IN)의 라이징 에지(또는 폴링 에지)마다 값을 카운팅할 수 있다. 이때, 지연 고정 신호(DLS)가 제2 논리 레벨, 예컨대 로직 로우가되면, 카운터(121)는 리셋되고, 카운팅 동작을 멈춘다. 지연 고정 신호(DLS)가 다시 로직 하이가 되면, 카운터(121)는 카운팅을 다시 시작할 수 있다. 지연 고정 신호(DLS)가 로직 하이를 유지하고, 카운팅 값이 소정 값, 예컨대 300 이상이 되면, 카운터(121)는 지연 고정 종료 신호(Disable)를 제1 논리 레벨로서 출력할 수 있다. 지연 고정 종료 신호(Disable)는 지연 고정 루프(110)로 제공되어, DLL 업데이트를 종료시킬 수 있다. 도시된 바와 같이 지연 고정 종료 신호(Disable)가 출력되기 전, 예컨데 로직 로우일 때는 DLL 업데이트가 계속 수행되며, 지연 고정 종료 신호(Disable)가 발생하면, 예컨대 제1 논리 레벨이 되면 DLL 업데이트가 종료될 수 있다. 지연 고정 종료 신호(Disable)가 수신되면 지연 고정 루프(110)의 위상 검출부(113) 및 지연 제어부(112)는 동작을 멈추고, 지연 라인(111)의 지연 시간은 지연 고정 동작이 종료되기 전, 즉 DLL 업데이트가 종료되기 전의 지연 시간을 유지하게 된다. 더 나아가 지연 고정 종료 신호(Disable)가 출력되면, 지연 제어부(120)의 고정 검출부(122a) 및 카운터(121) 또한 동작을 멈출 수 있다. 이에 따라, 지연 라인(111)을 제외한 클럭 동기화 회로의 대부분의 구성의 동작이 중지되므로 소비 전류가 감소될 수 있다. Referring to FIG. 4, a more detailed description will be given below. 4, when the input clock CLK_IN is applied and the delay locked signal DLS output from the fixed
도 5는 도 2의 클럭 동기화 회로의 동작을 나타내는 흐름도이다. 5 is a flow chart illustrating the operation of the clock synchronization circuit of FIG.
도 5를 참조하면, 우선, 지연 고정 루프(110)는 업데이트를 시작한다(S110). 다음으로 지연 고정 루프(110)가 락킹 되었는지를 판단한다(S120). 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 고정 검출부(122a)가 락킹 여부를 판단하여 지연 고정 신호(DLS)를 출력할 수 있다. 이때, 지연 고정 루프(110)가 락킹되지 않았으면, 계속하여 지연 고정 루프(110)를 업데이트하고, 락킹 되었는지를 판단하는 과정을 반복한다. Referring to FIG. 5, first, the delay locked
지연 고정 루프(110)가 락킹되면, 소정의 시간동안 락킹 상태가 유지되는지 판단한다(S130). 예를 들어, 고정 검출부(122a)로부터 출력되는 지연 고정 신호(DLS)가 제1 논리 레벨이면 카운터(121)가 카운팅을 수행하고, 지연 고정 신호(DLS)가 제2 논리 레벨이 되면 카운터(121)가 리셋 됨으로써, 소정 시간동안 락킹 상태가 유지되는지 판단할 수 있다. 락킹 상태가 소정 시간동안 유지되지 못하면, 다시 DLL 업데이트 및 락킹 여부를 판단하는 과정을 반복한다. 이후, 소정의 시간동안 락킹 상태가 유지되었다고 판단되면, 지연 고정 루프(110)의 업데이트를 중지한다. 예를들어, 카운터(121)의 카운팅 값이 소정 값 이상이 되면 카운터(121)는 지연 고정 종료 신호(Disable) 신호를 출력하고, 상기 지연 고정 종료 신호(Disable)에 응답하여 지연 고정 루프(110)가 업데이트, 즉 지연 고정 동작을 종료하고, 지연 고정 제어부(120a) 또한 동작을 종료할 수 있다. When the delay locked
한편, 상술한 클럭 동기화 회로의 전체 동작, 또는 DLL 업데이트 시작(S110)은 클럭 동기화 회로가 적용되는 반도체 장치의 동작 상태(또는 동작 모드)가 변할때마다 수행될 수 있다. 예를 들어, 클럭 동기화 회로를 포함하는 DRAM 메모리 장치의 경우, Idle 상태, 엑티브-프리차지 상태, 파워다운 상태 등과 같이, 동작 상태가 구분될 수 있는데, 상기 동작 상태가 변하면, 지연 시간 변화에 따른 DLL 업데이트가 필요하다. 따라서, 클럭 동기화 회로는 DLL 업데이트가 종료된 이후에도, DRAM 메모리 장치의 동작 상태가 변하면, 다시 DLL 업데이트를 수행하여 지연 고정 루프를 락킹할 수 있다. 이후, 락킹이 소정시간 이상 지속되는지 판단하고(S120, S130), DLL 업데이트를 종료하는 단계(S140)는 반도체 장치의 동작 상태에 따라 선택적으로 또는 전체 동작 상태에 대하여 수행될 수 있다. On the other hand, the overall operation of the above-described clock synchronization circuit, or the start of the DLL update (S110), can be performed each time the operation state (or operation mode) of the semiconductor device to which the clock synchronization circuit is applied is changed. For example, in the case of a DRAM memory device including a clock synchronization circuit, an operation state can be distinguished, such as an idle state, an active-precharge state, a power-down state, and the like. DLL update is required. Therefore, even after the DLL update is completed, the clock synchronization circuit can perform the DLL update again to lock the delay locked loop when the operation state of the DRAM memory device changes. Thereafter, it is determined whether the locking is continued for a predetermined time or longer (S120, S130), and the step of terminating the DLL update (S140) may be performed selectively or in accordance with the entire operation state according to the operation state of the semiconductor device.
도 6은 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다. 도 6은 도 2의 클럭 동기화 회로의 변형된 실시예를 도시한다.6 is a block diagram illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG. Figure 6 shows a modified embodiment of the clock synchronization circuit of Figure 2;
도 6을 참조하면, 클럭 동기화 회로(100b)는 지연 고정 루프(110) 및 지연 고정 제어부(120b)를 포함하며, 지연 고정 루프(110)는 지연 라인(111), 지연 제어부(112) 및 위상 검출부(113)를 포함하고, 지연 고정 제어부(120b)는 고정 검출부(122b) 및 카운터(121)를 포함할 수 있다. 도 6의 클럭 동기화 회로 구성 요소 및 그 동작은 도 2의 클럭 동기화 회로의 구성 요소 및 동작과 유사하다. 다만, 고정 검출부(122b)의 동작에 있어서, 도 2와 차이가 있다. 도 2에서 고정 검출부(122a)는 위상 검출부(113)으로부터 출력되는 업-다운 신호(Up/Dn)에 기초하여 지연 고정 루프(110)가 락킹 되었는지를 판단하였다. 그러나, 본 실시예에서의 고정 검출부(122b)는 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 수신하고, 두 클럭(CLK_IN, CLK_OUT)을 비교하여 락킹 여부를 판단할 수 있다. 고정 검출부(122b)는 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)의 위상 차이가 미리 설정된 임계값 이하일 경우, 락킹 상태라고 판단할 수 있다. 이외의 다른 구성요소의 동작 및 클럭 동기화 회로의 동작은 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일한바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 6, the
도 7은 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다. 도 7은 도 2의 클럭 동기화 회로의 변형된 실시예를 도시한다.7 is a block diagram illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG. Figure 7 shows a modified embodiment of the clock synchronization circuit of Figure 2;
도 7을 참조하면, 클럭 동기화 회로(100c)는 지연 고정 루프(110) 및 지연 고정 제어부(120c)를 포함하며, 지연 고정 루프(110)는 지연 라인(111), 지연 제어부(112) 및 위상 검출부(113)를 포함하고, 지연 고정 제어부(120c)는 고정 검출부(122c) 및 카운터(121)를 포함할 수 있다. 도 7의 클럭 동기화 회로 구성 요소 및 그 동작은 도 2 및 도 6의 클럭 동기화 회로의 구성 요소 및 동작과 유사하다. 다만, 고정 검출부(122c)의 동작에 있어서, 차이가 있다. 본 실시예에서의 고정 검출부(122c)는 지연 제어부(112)에서 생성하는 지연 제어신호(CON_dly)에 기초하여 락킹 여부를 판단할 수 있다. 고정 검출부(122c)는 지연 제어신호(CON_dly)의 데이터 값의 변화 방향에 따라 락킹 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 지연 제어신호(CON_dly)의 데이터 값이 증가하거나 감소한다면 계속하여 지연 시간의 변화가 요구되는 상황이므로 락킹 상태가 아니라고 판단하고, 지연 제어신호(CON_dly)의 데이터 값이 증가와 감소를 반복하거나 또는 지연 제어신호(CON_dly)의 데이터 값의 변화가 없다면, 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)의 위상차가 적어 지연 시간의 변화가 요구되는 상황이 아니므로 락킹 상태라고 판단할 수 있다. 이상에서와 같이 본 실시예에서 고정 검출부(122c)는 지연 제어신호(CON_dly)를 기초로 락킹 여부를 판단할 수 있다. 이밖의 다른 구성요소의 동작 및 클럭 동기화 회로의 동작은 도 2를 참조하여 설명한 것과 동일한바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.7, the
도 8a 및 도 8b는 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다.도 8a 및 도 8b를 참조하면, 클럭 버퍼들(114, 115, 116, 117, 118, 119)을 구비하고, 지연 고정 루프(110d, 110d')의 락킹 상태가 소정의 시간 이상 유지되면, 상기 버퍼링에 이용되는 클럭 버퍼들(114, 115, 116, 117, 118, 119) 중 적어도 하나의 동작을 종료시킴으로써, 지연 고정 동작을 종료할 수 있다. 8A and 8B are block diagrams illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG. 1. Referring to FIGS. 8A and 8B, the clock buffers 114, 115, 116, 117, 118, , The operation of at least one of the clock buffers 114, 115, 116, 117, 118, and 119 used for the buffering is terminated when the locked state of the delay locked
우선, 도 8a를 참조하면, 클럭 동기화 회로(100d)는 지연 고정 루프(110d) 및 지연 고정 제어부(120d)를 포함한다. First, referring to Fig. 8A, the
지연 고정 루프(110d)는 지연 라인(111), 지연 제어부(112), 위상 검출부(113), 제1 내지 제4 클럭 버퍼(114, 115, 116, 117)를 포함하고, 입력 클럭(CLK_IN)을 지연시켜 출력 클럭(CLK_OUT)을 생성하며, 지연 고정 동작을 수행하여, 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 락킹할 수 있다. The delay locked
지연 고정 루프(110d)의 동작은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 지연 고정 루프(110)의 동작과 유사하다. 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 지연 고정 루프(110d)는 입력 클럭(CLK_IN)을 지연시켜, 출력 클럭(CLK_OUT)을 생성하고, 지연 고정 동작을 수행하여 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 락킹한다. 그리고, 지연 고정 제어부(120d)로부터 지연 고정 종료 신호(Disable)가 인가되면 지연 고정 동작을 종료한다. The operation of the delay locked
다만, 본 실시예의 지연 고정 루프(110d)는 입력 클럭(CLK_IN)을 버퍼링하는 제1 클럭 버퍼(114) 및 제2 클럭 버퍼(115), 지연 라인(111)의 출력, 즉 지연 클럭(CLK_dly)을 버퍼링하는 제3 클럭 버퍼(116) 및 제4 클럭 버퍼(117)를 더 포함하고, 입력 클럭(CLK_IN)을 버퍼링하여 생성된 제1 클럭(CLK1)과제2 클럭(CLK2), 및 지연 클럭(CLK_dly)을 버퍼링하여 생성된 제3 클럭(CLK3)을 이용하여 동작할 수 있다. 이때, 제3 클럭 버퍼(116)와 제4 클럭 버퍼(117)는 위상 지연 특성이 동일하다고 가정할 수 있다. 이에 따라, 제3 클럭 버퍼(116)와 제4 클럭 버퍼(117)가 각각 지연 클럭(CLK_dly)의 출력을 버퍼링하여 출력한 제3 클럭(CLK3) 및 출력 클럭(CLK_OUT)은 실질적으로 위상이 동일할 수 있다. 지연 고정 제어부(120d)로부터 지연 고정 종료 신호(Disable)가 수신되면, 제1 클럭 버퍼(114) 와 제3 클럭 버퍼(116)가 동작을 종료하고, 이에 따라 제1 클럭(CLK1)과 제3 클럭(CLK3)을 생성하지 않음으로써, 지연 고정 동작이 종료될 수 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The delay locked
제1 클럭 버퍼(114)는 입력 클럭(CLK_IN)을 버퍼링하여 제1 클럭(CLK1)을 생성하고, 제2 클럭 버퍼(115)는 입력 클럭(CLK_IN)을 버퍼링하여 제2 클럭(CLK2)을 생성한다. The
제1 클럭(CLK1)은 지연 제어부(112)에 제공되고, 또한 지연 고정 제어부(120d)의 카운터(121d)에 제공될 수 있다. 제1 클럭 버퍼(114)는 지연 고정 종료 신호(Disable)에 응답하여 동작이 종료될 수 있다. 이에 따라 제1 클럭(CLK1)이 생성되지 않는다. The first clock CLK1 may be provided to the
제2 클럭(CLK2)은 지연 라인(111)에 제공될 수 있다. 지연 라인(111)은 제2 클럭(CLK2)을 지연시켜 지연 클럭(CLK_dly)을 생성할 수 있다. The second clock CLK2 may be provided to the
제3 클럭 버퍼(116)는 지연 라인(111)로부터 출력된 지연 클럭(CLK_dly)을 버퍼링하여 제3 클럭(CLK3)을 생성하고, 제4 클럭 버퍼(114)도 지연 클럭(CLK_dly)을 버퍼링하여 출력 클럭(CLK_OUT)을 생성한다. 상술한 바와 같이, 제3 클럭 버퍼(116)와 제4 클럭 버퍼(117)는 동일한 위상 특성을 갖거나 또는 동일한 버퍼일 수 있다. 이에 따라 제3 클럭(CLK3)과 출력 클럭(CLK_OUT)은 실질적으로 위상이 동일할 수 있다.The
제3 클럭(CLK3)은 위상 검출부(113)에 제공될 수 있다. 제3 클럭 버퍼(116)는 지연 고정 종료 신호(Disable)에 응답하여 동작이 종료될 수 있다. 이에 따라 제3 클럭(CLK3)이 생성되지 않는다.The third clock CLK3 may be provided to the
위상 검출부(113)는 제3 클럭(CLK1)과 입력 클럭(CLK_IN)의 위상차이를 비교하여 그 결과를 업-다운 신호(Up/Dn)로서 발생한다.The
지연 제어부(112)는 업-다운 신호(Up/Dn)에 따라 지연 라인(111)의 지연시간을 조절하는 지연 제어신호(CON_dly)를 발생한다. 이때, 지연 제어부(112)는 제1 클럭(CLK1)을 기초로 동작할 수 있다. 예를 들어, 지연 제어 신호(CON_dly)가 변화될 때, 지연 제어 신호(CON_dly)의 데이터값은 제1 클럭(CLK1)의 라이징 에지 또는 폴링 에지에서 출력될 수 있다. The
지연 라인(111)은 제2 클럭(CLK2)을 지연시켜 상기 지연 클럭(CLK_dly)을 생성하며, 이때, 지연 제어신호(CON_dly)에 응답하여 지연 시간이 조절될 수 있다. The
지연 고정 제어부(120d)는 고정 검출부(122d) 및 카운터(121d)를 포함하며, 지연 고정 루프(110d)의 락킹 상태를 판단하고, 락킹 상태가 소정 시간 이상 지속되면 지연 고정 루프(110d)의 지연 고정 동작을 종료시킨다. The delay fixing
고정 검출부(122d)는 지연 고정 루프(110d)가 락킹 되었는지를 판단하여 지연 고정 신호(DLS)를 출력한다. 고정 검출부(122d)는 위상 검출부(113)로부터 업-다운 신호(Up/Dn)를 수신하고, 상기 업-다운 신호(Up/Dn)의 업 신호(Up) 또는 다운 신호(Dn)의 반복 횟수에 기초하여 락킹 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 고정 검출부(122d)는 업 신호(Up) 또는 다운 신호(Up)가 일정 횟수 이상 반복되지 않으면, 락킹되었다고 판단하여 지연 고정 신호(DLS)를 제1 논리 레벨, 예컨대 로직 하이로 출력하고, 반대로 업 신호(Up) 또는 다운 신호(Up)가 일정 횟수 이상 반복되면, 락킹되지 않았다고 판단하여 지연 고정 신호(DLS)를 제2 논리 레벨, 예컨대 로직 로우로 출력할 수 있다. The fixed
카운터(121d)는 제1 클럭 버퍼(114)로부터 제1 클럭(CLK1)을 제공받고, 지연 고정 신호(DLS) 및 상태 시작 신호(ST)에 응답하여 동작할 수 있다. 카운터(121d)는 지연 고정 루프(110d)의 락킹 상태가 소정 시간 이상 지연되면 지연 고정 종료 신호(Disable)를 출력한다. 카운터(121d)는 지연 고정 신호(DLS)가 제1 논리 레벨이면, 제1 클럭(CLK1)을 카운팅하고 카운팅 값에 따라 지연 고정 루프(110d)가 락킹 상태를 유지하는 시간을 판단할 수 있다. 지연 고정 신호(DLS)가 제2 논리 레벨이면, 카운터(121)는 리셋되어 카운팅 동작을 멈추고, 이후, 지연 고정 신호(DLS)가 제1 논리 레벨이 되면 다시 카운팅을 시작할 수 있다. 카운터(121d)는 카운팅 값이 소정의 값 이상이면, 즉 락킹 상태가 일정 시간 유지되면, 지연 고정 종료 신호(Disable)을 출력한다. The
상술한 바와 같이, 제1 클럭 버퍼(114)와 제3 클럭 버퍼(CLK3)는 지연 고정 종료 신호(Disable)에 응답하여 동작이 종료된다. 따라서, 지연 고정 종료 신호(Disable)가 발생하면, 제1 클럭(CLK1)과 제3 클럭(CLK3)이 생성되지 않는다. 제1 클럭(CLK1)과 제3 클럭(CLK3)이 생성되지 않으면, 제1 클럭(CLK1)을 이용하는 지연 제어부(112)및 카운터(121d)의검출부(122d)의 동작이 중지되고 제3 클럭(CLK3)을 이용하는 위상 검출부(113)의 동작이 중지되어 소비 전류가 감소될 수 있다. As described above, the operations of the
이때, 지연 제어부(112)로부터 출력되는 지연 제어신호(CON_dly)는 그 값이 유지되어 지연 라인(111)에 인가되고, 지연 라인(111)은 제2 클럭(CLK2)을 기초로 동작하므로, 기존의 지연 시간을 유지한 상태에서 출력 클럭(CLK_OUT)을 생성한다. Since the delay control signal CON_dly output from the
한편, 외부 장치, 예컨데 시스템 제어부(미도시)로부터 상태 전환 신호(ST)가 인가되면, 카운터(121d)가 리셋된다. 카운터(121d)가 리셋됨에 따라 지연 고정 종료 신호(Disable)의 발생이 중단된다. 지연 고정 종료 신호(Disable)의 발생이 중단된다는 것은 지연 고정 종료 신호(Disable)가 제2 논리 레벨, 예컨대 로직 로우임을 의미한다. 이에 따라, 제 1 클럭 버퍼(114)가 동작하여 제1 클럭 신호(CLK1)을 생성하며, 지연 고정 루프(110d)는 지연 고정 동작을 수행하고, 지연 고정 검출부(120d) 또한 동작할 수 있다. On the other hand, when the status change signal ST is applied from an external device, for example, a system control unit (not shown), the
도 8b는 도 8a의 변형예를 나타낸다. 도 8b 또한, 도 8a에 유사하게, 클럭 버퍼(118, 119)를 구비하고, 락킹 상태가 소정의 시간동안 지속되면, 상기 클럭 버퍼(118, 119) 중 적어도 하나의 동작이 종료됨으로써, 락킹 동작을 종료할 수 있다. Fig. 8B shows a modification of Fig. 8A. 8A, similarly to FIG. 8A, a
도 8b를 참조하면, 클럭 동기화 회로(100d')는 지연 고정 루프(110d') 및 지연 고정 제어부(120d')를 포함한다. Referring to FIG. 8B, the
지연 고정 루프(110d')는 지연 라인(111), 지연 제어부(112), 위상 검출부(113), 제1 및 제2 클럭 버퍼(118, 119)를 포함하고, 입력 클럭(CLK_IN)을 지연시켜 출력 클럭(CLK_OUT)을 생성하며, 지연 고정 동작을 수행하여, 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 락킹할 수 있다.The delay locked
지연 고정 제어부(120d')는 고정 검출부(122d) 및 카운터(121d)를 포함하며, 지연 고정 루프(110d')의 락킹 상태를 판단하고, 락킹 상태가 소정 시간 이상 지속되면 지연 고정 루프(110d')의 지연 고정 동작을 종료시킨다.The delay fixing
지연 고정 루프(110d')와 지연 고정 제어부(120d')의 동작은 도 8a의 지연 고정루프(110d)와 지연 고정 제어부(120d)의 동작과 유사하다. 도 8a에서는 입력 클럭(CLK_IN)이 제1 및 제2 클럭 버퍼(114, 115)에서 버퍼링되고, 출력된 제1 클럭(CLK1, CLK2)가 클럭 동기화 회로(100d')의 동작에 이용되었다. 그러나, 도 8b의 지연 고정 루프(110d')에서는, 입력 클럭(CLK_IN)이 버퍼링 없이, 지연 라인(111)에 인가되고, 지연 라인(111)에서 지연되어 출력된 지연 클럭(CLK_dly)이 버퍼링되어 이용된다. 도시된 바와 같이, 제1 클럭 버퍼(118) 및 제2 클럭 버퍼(119)는 지연 클럭(CLK_dly)을 각각 버퍼링하여 제1 클럭(CLK1) 및 출력 클럭(CLK_OUT)을 출력한다. 이때, 제1 클럭 버퍼(118)와 제2 클럭 버퍼(119)는 동일한 위상 특성을 갖거나 또는 동일한 버퍼일 수 있다. 이에 따라 제1 클럭(CLK1)과 출력 클럭(CLK_OUT)은 실질적으로 위상이 동일할 수 있다.The operations of the delay locked
제1 클럭(CLK1)은 위상 검출부(113), 지연 제어부(112) 및 카운터(121d)에 인가된다. 이에 따라, 제1 클럭(CLK1)은 지연 고정루프(110d')에서의 위상 검출 동작 및 지연 제어 동작에 이용되고, 지연 고정 제어부(120d')에서의 락킹 상태 판단 동작에 이용될 수 있다. The first clock CLK1 is applied to the
지연 고정 제어부(120d')로부터 지연 고정 종료 신호(Disable)가 수신되면, 제1 클럭 버퍼 (118)가 동작을 종료하고, 이에 따라 제1 클럭(CLK1) 을 생성하지 않는다. 따라서, 제1 클럭(CLK1)을 이용하는 지연 위상 감지부(113), 제어부(112), 카운터(121d') 및 고정 검출부(122d)의 동작이 중지되고 제3 클럭(CLK3)을 이용하는 위상 검출부(113)의 동작이 중지되어 소비 전류가 감소될 수 있다. 이상에서와 같이 본 실시예의 클럭 동기화 회로(100d)는 지연 라인(111)과 다른 회로들(112, 113, 120d, 120d')에 사용되는 기준 클럭을 분리하고, 지연 종료 신호가 발생하면 다른 회로들(112, 113, 120d, 120d')에 사용되는 기준 클럭, 예컨데 제1 클럭(CLK1)과 제3 클럭(CLK3) 의 발생을 중단하여, 지연 고정 동작을 중단할 수 있다. When the delay fixing termination signal (Disable) is received from the delay fixing
한편, 본 실시예에서는 회로들(111, 112, 113, 121d, 122d)에 사용되는 기준 클럭을 분리하고, 선택적으로 기준 클럭의 발생을 종료시키기 위하여 클럭 버퍼(114, 115, 116, 117, 118, 119)를 사용하였다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않는다. 클럭 버퍼(114, 115, 116, 117, 118, 119)는 스위치, 트랜스미션 게이트 등 입력 신호를 전송하고, 제어 신호에 응답하여 온/오프 될 수 있는 다른 수단으로 대체될 수 있다. In this embodiment, the clock buffers 114, 115, 116, 117 and 118 (not shown) are used to separate the reference clocks used for the
또한, 고정 검출부(122d, 122d')는 상술한 바와 같이 위상 검출부(113)로부터의 업-다운 신호(Up/Dn)을 기초로 락킹 여부를 판단하는 것뿐만이 아니라, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 클럭을 직접 비교하여 락킹 여부를 판단하거나, 또는 지연 제어신호(CON_dly)를 기초로 락킹 여부를 판단하도록 변형 가능하다.
The fixed
도 9는 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다.9 is a block diagram illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG.
도 9를 참조하면, 클럭 동기화 회로(100e)는 지연 고정 루프(110) 및 지연 고정 제어부(120e)를 포함한다. 지연 고정 루프(110)는 도 2의 지연 고정 루프(110)의 동작과 실질적으로 동일한바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Referring to FIG. 9, the
본 실시예에서, 고정 제어부(120e)는 클럭 동기화 회로(100e)가 동작하기 시작한 후, 즉, 지연 고정 루프(110)가 업데이트되기 시작한 후, 일정 시간이 지난 시점에 지연 고정 루프(110)가 락킹 되었는지 판단하여 지연 고정 종료 신호(Disable)을 발생할 수 있다. 이를 위해, 고정 제어부(120e)는 카운터(121e), 고정 검출부(122e) 및 논리 게이트(123)를 포함할 수 있다. In this embodiment, the fixed
고정 검출부(122e)는 락킹 여부를 판단하여 지연 고정 신호(DLS)를 출력한다. 이때, 고정 검출부(122e)는 도시된 바와 같이 위상 검출부(113)로부텅 제공되는 업-다운 신호(Up/Dn)를 기초로 락킹 여부를 판단할 수 있다. 뿐만 아니라, 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 직접 비교하거나 지연 제어신호(CON_dly)의 데이터 값의 변화를 기초로 락킹 여부를 판단할 수도 있다. The fixed
카운터(121e)는 입력 클럭(CLK_IN)을 카운팅하며, 카운팅값이 소정의 값 이상이 되면, 예컨대 미리 세팅된 값 이상이 되면 카운팅 신호(CNT)를 발생할 수 있다.The
논리 게이트(123)는 카운팅 신호(CNT)와 지연 고정 신호(DLS)를 기초로 지연 고정 종료 신호(Disable) 신호를 발생한다. 예컨대, 카운팅 신호(CNT)와 지연 고정 신호(DLS)가 제1 논리 레벨, 예컨대 로직 하이면, 제1 논리 레벨의 지연 고정 종료 신호(Disable)를 발생할 수 있다. 본 실시예에서 논리 게이트(128)는 AND 게이트인 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 카운터(121e)와 고정 검출부(122e)의 동작에 따른 출력 신호들(CNT, DLS)의 논리 레벨을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다. The
예를 들어 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 카운터(121e)가 입력 클럭(CLK_IN)의 300 싸이클(300 tCLK)을 카운팅한 후 카운팅 신호(CNT)를 발생하도록 설정되었다면, 클럭 동기화 회로(100e)가 동작하기 시작한 후 300 싸이클의 시간 이후에 지연 고정 루프(110)가 락킹 되었는지에 따라, 지연 고정 종료 신호(Disable)가 발생될 수 있다. 300 싸이클의 시간이 지난 시점에 지연 고정 루프(110)가 락킹 되었다면, 지연 고정 종료 신호(Disable)가 발생하여, 지연 고정 동작, 즉 DLL업데이트가 종료될 수 있다. 300 싸이클의 시간이 지난 시점에 지연 고정 루프(110)가 락킹되지 않았다면, 지연 고정 루프(110)는 계속하여 지연 고정 동작을 수행하고, 이에 따라 지연 고정 루프(110)가 락킹 되면 지연 고정 동작을 종료하게 된다. For example, the following will be described in more detail. If the
이상에서와 같이, 도 9의 클럭 동기화 회로(100e)는 동작이 시작된 후 소정의 시간까지는 지연 고정 동작, 즉 DLL 업데이트를 수행하고, 상기 소정의 시간 이후에 지연 고정 루프(110)가 락킹되면, 지연 고정 동작을 중단할 수 있다. As described above, the
도 10은 도 9의 클럭 동기화 회로의 동작을 설명하기위한 흐름도이다. 도 10 참조하면, 우선, 지연 고정 루프(110)가 DLL 업데이트를 시작한다(S210). 이후, 소정의 시간 동안 DLL 업데이트가 수행된다(S220). 카운터(121e)의 카운팅 값이 소정의 값 이상이 될때까지 락킹여부에 관계없이 DLL 업데이트가 수행될 수 있다. 10 is a flowchart for explaining the operation of the clock synchronization circuit of FIG. Referring to FIG. 10, the delay locked
소정의 시간 이후에 지연 고정 루프(110)가 락킹 되었는지를 판단한다(S230). 도 10를 참조하여 설명한 바와 같이, 고정 검출부(122e)가 락킹 여부를 판단하여 결과를 지연 고정 신호(DLS)로서 출력할 수 있다. 이때, 지연 고정 루프(110)가 락킹되지 않았으면, 계속하여 지연 고정 루프(110)를 업데이트하고, 락킹 되었는지를 판단하는 과정을 반복한다. It is determined whether the delay locked
지연 고정 루프(110)가 락킹되면, 지연 고정 루프(110)의 업데이트를 중지한다(S240). 예를들어, 소정의 시간 이후에 카운터(121e)가 제1 논리 레벨의 카운팅 신호(CNT)를 출력하고, 지연 고정 루프(110)가 락킹되어 고정 검출부(122e)가 제1 논리 레벨의 지연 고정 신호(DLS)를 출력하면 논리 게이트(123)는 지연 고정 종료 신호(Disable) 신호를 출력할 수 있다. 상기 지연 고정 종료 신호(Disable) 신호에 응답하여 지연 고정 루프(110)가 업데이트, 즉 지연 고정 동작을 종료하고, 지연 고정 제어부(120e) 또한 동작을 종료할 수 있다. When the delay locked
한편, 상술한 클럭 동기화 회로의 전체 동작, 또는 DLL 업데이트 시작(S210)은 상기 클럭 동기화 회로(100e)가 적용되는 반도체 장치의 동작 상태(또는 동작 모드)가 변할때마다 수행될 수 있다. 예를 들어, 클럭 동기화 회로를 포함하는 DRAM 메모리 장치의 경우, Idle 상태, 엑티브-프리차지 상태, 파워다운 상태 등과 같이, 동작 상태가 구분될 수 있는데, 상기 동작 상태가 변하면, 지연 시간 변화에 따른 DLL 업데이트가 필요하다. 따라서, 클럭 동기화 회로는 DLL 업데이트가 종료된 이후에, DRAM 메모리 장치의 동작 상태가 변하면, 다시 DLL 업데이트를 수행하여 지연 고정 루프를 락킹할 수 있다. 이후, 소정의 시간 동안 DLL 업데이트를 수행하고(S220), 이후, 락킹 여부를 판단하여(S230), DLL 업데이트를 종료하는 단계(S240)는 반도체 장치의 동작 상태에 따라 선택적으로 또는 전체 동작 상태에 대하여 수행될 수 있다.
On the other hand, the entire operation of the above-described clock synchronizing circuit, or the start of DLL update (S210), may be performed each time the operating state (or operating mode) of the semiconductor device to which the
도 11은 도 1의 클럭 동기화 회로의 다른 구현예를 나타내는 블록도이다. 도 11은 도 9의 클럭 동기화 회로의 변형된 실시예를 도시한다. 11 is a block diagram illustrating another embodiment of the clock synchronization circuit of FIG. Figure 11 shows a modified embodiment of the clock synchronization circuit of Figure 9;
도 11의 클럭 동기화 회로(100f)의 구성은 도 9의 클럭 동기화 회로(100e)와 유사하다. The configuration of the
다만, 도 11의 카운터(121f)에는 모드 세팅 신호(MS)가 인가되어 제1 모드 또는 제2 모드로 동작할 수 있으며, 고정 검출부(122f)의 지연 고정 신호(DLS)가 논리 게이트(123) 뿐만이 아니라 카운터(121f)에도 인가될 수 있다. The mode setting signal MS may be applied to the counter 121f of FIG. 11 to operate in the first mode or the second mode. The delay locked signal DLS of the fixed
클럭 동기화 회로(100f)는 카운터(121f)에 인가되는 모드 세팅 신호(MS)에 따라 선택적으로 도 2의 클럭 동기화 회로(100a)와 같이 동작하거나, 또는 도 9의 클럭 동기화 회로(100e)와 같이 동작할 수 있다. The
카운터(121f)는 입력 클럭(CLK_IN)을 카운팅 하여 카운팅 값이 소정의 값 이상이 되면, 카운팅 신호(CNT)를 발생할 수 있다. 이때, 모드 세팅 신호(MS)에 응답하여, 카운터(121f)가 제1 모드로 동작할 경우, 카운터(121f)는 지연 고정 신호(DLS)에 관계없이 동작하며, 카운터(121f)가 제2 모드로 동작할 경우, 카운터(121f)는 지연 고정 신호(DLS)에 응답하여 리셋될 수 있다. The
이에 따라 제1 모드일 때는 지연 고정 제어부(120f)가 클럭 동기화 회로(100f)가 동작하기 시작한 후 소정의 시간이 지난 이후에 지연 고정 루프(110)의 락킹 여부를 판단하여 지연 고정 종료 신호(Disable)을 발생하게된다. 제2 모드일 때는 카운터(121f)가 카운팅을 시작한 이후에도 지연 고정 신호(DLS)에 응답하여 리셋될 수 있으므로, 지연 고정 루프(110)의 락킹이 소정의 시간동안 유지되어야 카운터(121f)가 카운팅 신호(CNT)를 발생할 수 있으므로, 지연 고정 제어부(120f)는 락킹 상태가 소정 시간 유지된 후 지연 고정 종료 신호(Disable) 신호를 발생하게 된다. Accordingly, in the first mode, the delay fixing
클럭 동기화 회로(100f)는 다양한 환경 하에서 동작할 수 있다. 예를 들어 전압과 온도의 변화가 심한 환경에서 동작할 수 있고, 전압과 온도의 변화가 심하지 않은 환경에서 동작할 수도 있다. 전압과 온도의 변화가 심하지 않은 환경에서는 지연 고정 루프(110)가 락킹된 이후에 출력 클럭(CLK_OUT)의 위상이 변화될 가능성이 낮다. 따라서, 카운터(121f)를 제1 모드로 동작시켜, 클럭 동기화 회로(100f)가 동작하기 시작한 후 소정의 시간이 지난 이후에 지연 고정 루프(110)의 락킹여부를 판단하고, 지연 고정 루프(100)가 락킹되면 지연 고정 동작이 종료되도록 설정할 수 있다. 또는 클럭 동기화 회로(100f)가 전압과 온도 등의 변화가 심한 환경에서 동작할 경우에는, 카운터(121f)를 제2 모드로 동작시켜, 지연 고정 루프(110)의 락킹 상태가 소정 시간동안 유지되었을 때 지연 고정 동작을 종료시킴으로써, 출력 클럭(CLK_OUT)이 안정화 될 수 있는 시간을 충분히 갖도록 할 수 있다. The
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 12 is a block diagram schematically showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 반도체 장치(1000)는 클럭 동기화 회로(100a) 및 데이터 출력 회로(1100)를 구비할 수 있다. 반도체 장치(1000)는 메모리 외부 장치와 동기되어 데이터를 송수신하는 장치로서, 메모리 장치, 디스플레이 드라이버의 타이밍 컨트롤러 등일 수 있다. 도 12에서 도 2의 클럭 동기화 회로(100a)가 적용되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 반도체 장치(1000)에 구비되는 클럭 동기화 회로는 본 발명의 실시예들 중 하나가 적용될 수 있다.Referring to FIG. 12, the
클럭 동기화 회로(100a)는 입력 클럭(CLK_IN)을 지연시켜 출력 클럭(CLK_OUT)을 출력하며, 지연 고정 동작을 수행하여 입력 클럭(CLK_IN)과 출력 클럭(CLK_OUT)을 락킹한다. 데이터 출력 회로(1100)는 상기 출력 클럭(CLK_OUT)에 동기되어 반도체 장치(1000) 내부의 데이터(DATA)를 외부로 출력할 수 있다. The
도2를 참조하여 설명한 바와 같이 클럭 동기화 장치(100a)는 락킹 상태가 소정 시간동안 지속되면, 지연 고정 동작을 종료한다. 이에 따라, 지연 고정 루프(110)의 위상 검출부(113) 및 지연 제어부(112)가 동작하지 않으며, 지연 고정 제어부(120a) 또한 동작이 중지될 수 있다. As described with reference to FIG. 2, the
한편, 클럭 동기화 장치(100a)는 반도체 장치(1000)의 동작 상태의 변화를 나타내는 상태 시작 신호(ST)를 수신하고, 상태 시작 신호(ST)에 응답하여 리셋될 수 있다. 예를 들어, 상태 시작 신호(ST)는 카운터(121)로 인가되어 카운터를 리셋할 수 있다. 카운터(121)는 소정의 조건을 만족하면, 예를 들어, 지연 고정 루프(110)의 락킹 상태가 소정 시간 지속되면 지연 고정 종료 신호(Disable)을 발생하여 지연 고정 동작을 종료시키는데, 상태 시작 신호(ST)에 응답하여 카운터(121)가 리셋되면, 지연 고정 동작이 다시 시작될 수 있다. On the other hand, the
따라서, 클럭 동기화 장치(100a)는 지연 고정 동작이 종료된 후에도, 반도체 장치(1000)의 동작 상태가 변하면 지연 고정 동작, 즉 DLL 업데이트를 다시 수행할 수 있다. Therefore, the
도 13은 도 12의 반도체 장치에서의 클럭 동기화 회로의 동작을 나타내는 타이밍도이다. 13 is a timing chart showing the operation of the clock synchronization circuit in the semiconductor device of Fig.
도 13을 참조하면, t1 시점에 상태 시작 신호(ST)가 인가되고, 클럭 동기화 회로(100a)의 DLL 업데이트가 수행될 수 있다. 지연 고정 루프(110)가 락킹되면, 고정 검출부(121a)로부터 지연 고정 신호(DLS)가 제1 논리 레벨로 출력된다. 락킹 상태가 소정 시간, 예컨대 300 싸이클 의 시간(300tCLK) 동안 지속되면, 카운터(121)로부터 지연 고정 종료 신호(Disable)가 발생되어(t2 시점) 지연 고정 동작이 종료될 수 있다. Referring to FIG. 13, the state start signal ST is applied at time t1, and the DLL update of the
이후, t3 시점에 상태 시작 신호(ST)가 발생하면, DLL 업데이트가 수행될 수 있다. 도시된 바와 같이, 클럭 동기화 장치(100a)에서 지연 고정 동작이 종료된 이후에도, 반도체 장치(1000)의 동작 상태가 변하면(t3, t5 시점), 상태 시작 신호(ST)가 수신되어, 지연 고정 동작이 수행될 수 있다. Thereafter, when the state start signal ST occurs at time t3, the DLL update can be performed. The state start signal ST is received when the operation state of the
메모리 장치와 같은 반도체 장치는 동작 상태의 변화가 반복적으로 발생하므로, 클럭 동기화 회로(100a)는 주기적으로 DLL 업데이트를 수행하는 것과 같은 효과를 가질수 있다. Since the semiconductor device such as the memory device repeatedly changes the operation state, the
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭 동기화 회로에서 출력 클럭이 반도체 메모리 장치의 데이터 스트로브 신호인 경우를 나타내는 블록도이고, 도 14b는 반도체 메모리 장치의 타이밍도이다. 14A is a block diagram showing a case where an output clock is a data strobe signal of a semiconductor memory device in a clock synchronization circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 14B is a timing diagram of a semiconductor memory device.
도 14a를 참조하면, 메모리 장치(200)와 메모리 컨트롤러(300)는 외부 장치, 예컨대 중앙 처리장치 등과 같은 시스템에서 제공되는 외부 클럭(ECLK)을 기초로 동작할 수 있다. 그리고, 메모리 장치(200)가 메모리 컨트롤러(300)로부터 데이터(DQ)를 수신하거나 또는 메모리 컨트롤러(300)로 데이터(DQ)를 송신할 때, 메모리 장치(200)와 메모리 컨트롤러(300)는 외부 클럭(ECLK)을 기초로 생성되는 별도의 클럭인 데이터 스트로브 신호(DQS)에 동기되어 동작할 수 있다. 데이터 스트로브 신호(DQS)는 외부 클럭(ECLK)를 기초로 메모리 장치(200) 또는 메모리 컨트롤러(300)에서 생성되는 내부 클럭으로서 도 14b에 도시된 바와 같이 내부 회로의 지연 성분(D)에 의하여 외부 클럭(ECLK)과 동기되지 않을 수 있다. 따라서, 메모리 장치(200)는 본 발명의 실시예에 따른 클럭 동기화 회로(100)를 구비하고, 데이터 스트로브 신호(DQS)를 외부 클럭(ECLK)에 동기화 시킬 수 있다. 이때, 외부 클럭(ECLK)은 클럭 동기화 회로(100)의 입력 클럭(CLK_IN)이고, 데이터 스트로브 신호(DQS)는 출력 클럭(CLK_OUT)일 수 있다. 클럭 동기화 회로(100)의 동작에 의하여 스트로브 신호(DQS)가 외부 클럭(ECLK)에 동기화되면, 데이터 스트로브 신호(DQS)의 라이징 에지 또는 상승 에지에서 데이터(DQ)가 출력되거나 수신될 수 있다. Referring to FIG. 14A, the
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭 동기화 회로가 메모리 장치에 적용되는 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 15A and 15B are block diagrams schematically illustrating an example in which a clock synchronization circuit according to an embodiment of the present invention is applied to a memory device.
클럭 동기화 회로(100)는 도 15a에 도시된 바와 같이 메모리 장치(200)의 내부에 장착될 수 있다. 클럭 동기화 회로(100)는 데이터 스트로브 신호(DQS)를 생성하고 메모리 장치(200)는 데이터 스트로브 신호(DQS)에 기초하여 메모리 컨트롤러(300)와 데이터(DQ)를 주고받을 수 있다. The
한편 클럭 동기화 회로(100)는 도 15b에 도시된 바와 같이 메모리 장치(200)가 구비되는 메모리 모듈(400)에 장착될 수 있다. 도 15b에서 메모리 모듈(400)에는 하나의 메모리 장치(200)이 구비되는 것으로 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니다. 메모리 모듈(400)은 복수의 메모리 장치(200)를 구비할 수 있다. 클럭 동기화 회로(100)는 메모리 모듈(400)에 구비되는 메모리 장치(200)에 이용되는 데이터 스트로브 신호(DQS)를 생성할 수 있다. On the other hand, the
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.16 is a block diagram schematically showing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 반도체 메모리 장치는 본 발명의 실시예에 따른 클럭 동기화 회로(100), 메모리 어레이(510), 로우 디코더(520), 컬럼 디코더(530), 입출력 회로(540), 어드레싱 회로(550), 및 제어 회로(560)를 포함할 수 있다.16, a semiconductor memory device includes a
메모리 어레이(510)는 복수의 워드 라인들, 복수의 비트 라인들, 및 상기 복수의 워드 라인들과 상기 복수의 비트 라인들 사이에 접속된 복수의 메모리 셀들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 메모리 셀들 각각의 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 또는 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 셀로 구현될 수 있다.The
또한, 상기 복수의 메모리 셀들 각각은 비휘발성 메모리 셀로 구현될 수도 있다. 상기 비휘발성 메모리 셀은 PRAM(Phase change RAM), NFGM(Nano Floating Gate Memory), PoRAM(Polymer RAM), MRAM(Magnetic RAM), FeRAM(Ferroelectric RAM), RRAM(Resistive RAM), 나노튜브 RRAM(Nanotube RRAM), 홀로크래픽 메모리(holographic memory), 분자 전자 메모리 소자(Molecular Electronics Memory Device), 또는 절연 저항 변화 메모리(Insulator Resistance Change Memory)를 포함할 수 있다. 상기 비휘발성 메모리 셀은 하나의 비트 또는 다수의 비트들을 저장할 수 있다.Also, each of the plurality of memory cells may be implemented as a non-volatile memory cell. The nonvolatile memory cell may be a nonvolatile memory cell such as a PRAM (Phase Change RAM), a Nano Floating Gate Memory (NFGM), a Polymer RAM (PoRAM), a Magnetic RAM (MRAM), a Ferroelectric RAM (FeRAM), a Resistive RAM (RRAM), a Nanotube RRAM (RRAM), a holographic memory, a Molecular Electronics Memory Device, or an Insulator Resistance Change Memory. The non-volatile memory cell may store one bit or a plurality of bits.
로우 디코더(520)는 어드레싱 회로(550)로부터 출력된 로우 어드레스를 수신하고 수신된 로우 어드레스를 디코딩하여 상기 복수의 워드 라인 중에서 어느 하나의 워드 라인을 선택할 수 있다. 컬럼 디코더(530)는 어드레싱 회로(550)로부터 출력된 컬럼 어드레스를 수신하고 수신된 컬럼 어드레스를 디코딩하여 상기 복수의 비트 라인 중에서 어느 하나의 비트 라인을 선택할 수 있다.The
입출력 회로(540)는 로우 디코더(520)와 컬럼 디코더(530)에 의하여 선택된 적어도 하나의 메모리 셀에 데이터를 기입할 수 있다. 또한, 입출력 회로(540)는 로우 디코더(520)와 컬럼 디코더(530)에 의하여 선택된 적어도 하나의 메모리 셀에 저장된 데이터를 독출할 수 있다. The input /
어드레싱 회로(550)는 제어 회로(560)의 제어 하에 로우 어드레스와 컬럼 어드레스를 발생시킬 수 있다. 제어 회로(560)는 기입 동작 또는 독출 동작을 수행하기 위하여 필요한 복수의 제어 신호들에 응답하여 어드레싱 회로(550)의 동작을 제어할 수 있는 복수의 동작 제어 신호들을 발생시킬 수 있다.The addressing
클럭 동기화 회로(100)는 외부 클록(ECLK)에 동기화된 내부 클록(ICLK)을 출력 드라이버(OD1, OD2)에 전달할 수 있다. 이에 따라 제1 출력 드라이버(OD1)는 내부 클록(ICLK)에 응답하여 데이터 신호(DATA)를 제1 패드(DQ)로 전달할 수 있다. 따라서, 데이터의 기입 또는 독출 동작이 내부 클록(ICLK)에 동기화되어 수행될 수 있다. 또한, 제2 출력 드라이버(OD2)는 내부 클록(ICLK)을 제2 패드(DQS)로 전달할 수 있다. 제1 패드(DQ) 및 제2 패드(DQS)는 반도체 메모리 장치가 구현된 반도체 칩의 패드로서, 센터 패드 또는 에지 패드의 형태로 반도체 칩 상에 배열될 수 있다.The
도 17은 도 16의 반도체 메모리 장치가 적용된 메모리 시스템의 일 구현예를 나타내는 도면이다.17 is a diagram showing an embodiment of a memory system to which the semiconductor memory device of FIG. 16 is applied.
도 17을 참조하면, 메모리 시스템(2000)은 메모리 모듈(2100) 및 메모리 콘트롤러(2200)를 포함할 수 있다. 메모리 모듈(2100)은 모듈 보드(Module Board) 상에 적어도 하나 이상의 반도체 메모리 장치(2110)를 장착할 수 있다. 반도체 메모리 장치(2110)는 DRAM 칩으로 구현될 수 있으며, 각각의 반도체 메모리 장치(2110)는 다수 개의 반도체 레이어들을 포함할 수 있다. 반도체 레이어들은 하나 이상의 마스터 칩(2111)과 하나 이상의 슬레이브 칩(2112)을 포함할 수 있다. 반도체 레이어들 사이의 신호의 전달은 관통 실리콘 비아(TSV)를 통하여 수행될 수 있다. 마스터 칩(2111)과 슬레이브 칩(2112)은 메모리 어레이, 저장 유닛 및 리프레쉬 유닛 등을 포함할 수 있다. 또한 마스터 칩(2111)과 슬레이브 칩(2112)은 클럭 동기화 회로(100)을 포함한다. 클럭 동기화 회로(100)는 앞서 설명한 본 발명의 실시예들에 중 하나에 따른 클럭 동기화 회로일 수 있다. 17, the
메모리 모듈(2100)은 시스템 버스를 통해 메모리 콘트롤러(2200)와 통신할 수 있다. 시스템 버스를 통하며 데이터(DQ), 데이터 스트로브(DQS), 커맨드/어드레스(CMD/ADD) 및 클록 신호(CLK) 등이 메모리 모듈(2100)과 메모리 콘트롤러(2200) 사이에서 송수신될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 메모리 시스템을 장착하는 컴퓨팅 시스템을 나타내는 블록도이다. 18 is a block diagram illustrating a computing system incorporating a memory system in accordance with one embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 모바일 기기나 데스크 탑 컴퓨터와 같은 컴퓨팅 시스템(3000)에 본 발명의 반도체 메모리 장치가 램(3400)으로 장착될 수 있다. 램(3200)으로 장착되는 반도체 메모리 장치는 앞서 설명되었던 다수의 실시예들 중 어느 하나가 적용될 수 있다. 예컨대, 램(3400)은 앞선 실시예들 중 반도체 메모리 장치가 적용될 수 있으며, 또는 메모리 모듈 형태로 적용될 수도 있다. 또한, 램(3200)은 반도체 메모리 장치와 메모리 콘트롤러를 포함하는 개념일 수도 있다. Referring to FIG. 18, the semiconductor memory device of the present invention may be mounted as a
본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨팅 시스템(3000)은 중앙처리 장치(3100), 램(3200), 유저 인터페이스(3300)와 불휘발성 메모리(3400)를 포함하며, 이들 구성요소는 각각 버스(3500)에 전기적으로 연결되어 있다. 불휘발성 메모리(3400)는 SSD나 HDD와 같은 대용량 저장 장치가 사용될 수 있다. A
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100: 클럭 동기화 회로 110: 지연 고정 루프
120: 지연 로정 제어부 111:지연 라인
112: 지연 제어부 113: 위상 검출부
121: 카운터 122: 고정 검출부100: clock synchronization circuit 110: delay locked loop
120: delay control unit 111: delay line
112: Delay controller 113: Phase detector
121: counter 122: fixed detector
Claims (10)
상기 지연 고정 루프의 락킹 상태가 지속되는지를 판단하여 상기 지연 고정 동작을 종료시키는 지연 고정 제어부를 포함하는 클럭 동기화 회로.A delay locked loop for delaying an input clock to generate an output clock and performing a delay locked operation to lock the input clock and the output clock; And
And a delay locked controller for determining whether the locked state of the delay locked loop is maintained and terminating the delay locked operation.
상기 락킹 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 지연 고정 종료 신호를 발생하고,
상기 지연 고정 종료 신호에 응답하여, 상기 지연 고정 루프의 지연 고정 동작 및 상기 지연 고정 제어부의 동작이 종료되는 것을 특징으로 하는 클럭 동기화 회로. 2. The apparatus of claim 1,
When the locked state continues for a predetermined time or more, generates a delay lock end signal,
Wherein the delay locked operation of the delay locked loop and the operation of the delay locked control are ended in response to the delay locked end signal.
상기 지연 고정 루프가 락킹 되었는지를 판단하여 지연 고정 신호를 출력하는 고정 검출부; 및
상기 지연 고정 신호를 기초로 상기 락킹 상태가 지속되는 시간을 카운트하여, 카운팅 값이 소정의 값 이상이면, 지연 고정 종료 신호를 출력하는 카운터를 포함하는 클럭 동기화 회로.2. The apparatus of claim 1,
A fixed detector for determining whether the delay locked loop is locked and outputting a delay locked signal; And
And a counter for counting a time when the locked state is maintained based on the delay locked signal and outputting a delay locked state signal when the counted value is equal to or greater than a predetermined value.
상기 지연 고정 신호가 제1 논리 레벨이면, 상기 입력 클럭을 카운팅 하고,
상기 지연 고정 신호가 제2 논리 레벨이면, 리셋되는 것을 특징으로 하는 클럭 동기화 회로. 4. The apparatus of claim 3,
Counts the input clock if the delay locked signal is at a first logic level,
And the reset signal is reset if the delay locked signal is at a second logic level.
상기 입력 클럭과 상기 출력 클럭의 위상차에 기초하여 업-다운 신호를 생성하는 위상 검출부;
상기 업-다운 신호에 응답하여, 상기 출력 클럭의 지연 시간을 조절하는 지연 제어신호를 출력하는 지연 제어부; 및
상기 지연 제어 신호에 응답하여 상기 입력 클럭을 지연시켜 상기 출력 클럭을 생성하는 생성하는 지연 라인을 포함하는 클럭 동기화 회로. 4. The apparatus of claim 3, wherein the delay locked loop comprises:
A phase detector for generating an up-down signal based on a phase difference between the input clock and the output clock;
A delay control unit responsive to the up-down signal for outputting a delay control signal for adjusting a delay time of the output clock; And
And a delay line for generating the output clock by delaying the input clock in response to the delay control signal.
상기 업-다운 신호를 수신하고, 상기 업-다운 신호의 업 신호 또는 다운 신호의 반복 횟수에 기초하여 락킹 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 클럭 동기화 회로.6. The apparatus according to claim 5,
Down signal and determines whether or not the signal is locked based on the number of repetitions of the up signal or the down signal of the up-down signal.
상기 지연 제어신호의 변화값에 기초하여 락킹 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 클럭 동기화 회로.6. The apparatus according to claim 5,
And determines whether or not the clock signal is locked based on the change value of the delay control signal.
상기 입력 클럭을 버퍼링하여, 지연 제어부 및 상기 고정 검출부의 기본 클럭으로 제공되는 제1 클럭을 생성하는 제1 클럭 버퍼; 및
상기 입력 클럭을 버퍼링하여, 상기 지연 라인의 기본 클럭으로 제공되는 제2 클럭을 생성하는 제2 클럭 버퍼를 더 포함하고,
상기 입력 클럭을 버퍼링하여, 상기 지연 라인의 기본 클럭으로 제공되는 제2 클럭을 생성하는 제2 클럭 버퍼를 더 포함하고,
상기 지연 라인의 출력 클럭을 버퍼링하여 상기 위상 검출부에 제공하는 제 3 클럭을 생성하는 제3 클럭 버퍼를 더 포함하고,
상기 제 3 클럭과 동일한 위상을 갖도록 제 3 클럭 버퍼와 동일한 제 4 클럭 버퍼를 더 포함하고,
상기 지연 고정 종료 신호에 응답하여 상기 제1 클럭 버퍼와 상기 제3 클럭 버퍼의 동작이 중단되는 것을 특징으로 하는 클럭 동기화 회로. 6. The apparatus of claim 5, wherein the delay locked loop comprises:
A first clock buffer for buffering the input clock to generate a delay clock and a first clock provided as a base clock of the fixed detector; And
Further comprising a second clock buffer for buffering the input clock to generate a second clock provided as a base clock of the delay line,
Further comprising a second clock buffer for buffering the input clock to generate a second clock provided as a base clock of the delay line,
Further comprising a third clock buffer for buffering the output clock of the delay line and generating a third clock to provide to the phase detector,
And a fourth clock buffer identical to the third clock buffer to have the same phase as the third clock,
And the operation of the first clock buffer and the third clock buffer is stopped in response to the delay lock end signal.
상기 지연 라인 클럭을 버퍼링하여, 상기 위상 검출부, 지연 제어부 및 상기 고정 검출부의 기본 클럭으로 제공되는 제1 클럭을 생성하는 제1 클럭 버퍼; 및
상기 지연 라인 클럭을 버퍼링하여, 출력 클럭(CLK_OUT)으로 제공되는 제2 클럭을 생성하는 제2 클럭 버퍼를 더 포함하고,
상기 지연 고정 종료 신호에 응답하여 상기 제1 클럭 버퍼의 동작이 중단되는 것을 특징으로 하는 클럭 동기화 회로.6. The apparatus of claim 5, wherein the delay locked loop comprises:
A first clock buffer for buffering the delay line clock to generate a first clock provided as a base clock of the phase detector, the delay controller, and the fixed detector; And
Further comprising a second clock buffer for buffering the delay line clock to generate a second clock provided as an output clock CLK_OUT,
And the operation of the first clock buffer is stopped in response to the delay lock end signal.
입력 클럭을 지연시켜 출력 클럭을 생성하고, 지연 고정 동작을 수행하여 상기 입력 클럭과 상기 출력 클럭을 락킹(locking)하는 지연 고정 루프;
상기 지연 고정 루프의 락킹 상태의 지속 여부를 판단하여 상기 지연 고정 동작을 종료시키기 위한 지연고정 제어부; 및
상기 출력 클럭에 기초하여, 상기 복수의 메모리 셀 어레이에 저장된 데이터를 출력하는 데이터 출력부를 포함하고,
상기 지연 고정 루프 및 상기 지연 고정 제어부는, 상기 반도체 메모리 장치의 동작 상태가 변화되면, 리셋되어 재동작하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
1. A semiconductor memory device comprising a plurality of memory cells,
A delay locked loop for delaying an input clock to generate an output clock and performing a delay locked operation to lock the input clock and the output clock;
A delay fixing control unit for determining whether the locked state of the delay locked loop is maintained or not and terminating the delay locked operation; And
And a data output unit for outputting data stored in the plurality of memory cell arrays based on the output clock,
Wherein the delay locked loop and the delay locked control unit are reset and restarted when the operation state of the semiconductor memory device is changed.
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-
2013
- 2013-09-17 KR KR1020130111935A patent/KR102185278B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20020125926A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-09-12 | Josef Schnell | Delay lock loop and update method with limited drift and improved power savings |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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B. Mesgarzadeh 외, "A Low-Power Digital DLL-Based Clock Generator in Open-Loop Mode," IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 44, no. 7, 2009. 07.* * |
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