KR20170080403A - Integrated circuit including embedded memory device for performing dual-transient word line assist using triple power source and device having same - Google Patents
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Abstract
집적 회로가 게시된다. 상기 집적 회로는 워드 라인, 비트 라인 쌍, 및 상기 워드 라인과 상기 비트 라인 쌍에 접속된 저장 셀을 포함하는 임베디드 메모리 장치; 동작 제어 신호에 응답하여 스위치 신호들을 생성하는 타이밍 제어 회로; 및 서로 다른 레벨을 갖는 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 수신하고, 상기 스위치 신호들에 응답하여 상기 제1전압, 상기 제2전압, 및 상기 제3전압 중에서 어느 하나를 상기 워드 라인으로 공급하는 스위치 회로를 포함한다.The integrated circuit is posted. The integrated circuit comprising: an embedded memory device including a word line, a bit line pair, and a storage cell connected to the word line and the bit line pair; A timing control circuit for generating switch signals in response to an operation control signal; And a second voltage, a second voltage, and a third voltage having different levels, and responsive to the switch signals, to receive either the first voltage, the second voltage, And a switch circuit for supplying the signal to the line.
Description
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 집적 회로에 관한 것으로, 특히 트리플 파워 소스를 이용한 듀얼-트렌지언트 워드 라인 어시스트를 수행할 수 있는 임베디드 메모리 장치를 포함하는 집적 회로와 상기 집적 회로를 포함하는 장치에 관한 것이다.An embodiment according to the inventive concept relates to an integrated circuit, and more particularly to an integrated circuit including an embedded memory device capable of performing dual-transition wordline assist using a triple power source and a device including the integrated circuit .
저전력-고효율의 애플리케이션 프로세서(application processor(AP))를 만들기 위해서는 SRAM(static random access memory)의 최저 전압을 낮추는 것이 중요하다. 그러나 반도체 회로의 집적도는 최신 공정으로 갈수록 더욱 미세화되어 상기 반도체 회로에서 기생(parasitic) 성분이 증가하는 추세이다. SRAM으로 공급되는 공급 전압이 점점 스케일 다운(scale down)되고 있으므로, 양질의 SRAM을 설계하기 어려워지고 있다. 또한, FinFET의 양자화 폭(quantized width) 공정 특성으로 인해, 최적의 성능을 가지는 SRAM의 비트셀(bitcell)에 대한 개발이 힘들어 졌다.To create a low-power, high-efficiency application processor (AP), it is important to lower the lowest voltage of static random access memory (SRAM). However, the degree of integration of the semiconductor circuit is becoming finer as the process progresses, and the parasitic component of the semiconductor circuit is increasing. The supply voltage supplied to the SRAM gradually scales down, making it difficult to design a high quality SRAM. In addition, due to the quantized width process characteristics of FinFET, development of bit cells of SRAM with optimal performance has been difficult.
이러한 이유로 인해 저전력-고효율 SRAM 설계 시, 어시스트(assist) 회로의 설계는 필수적인 요소이다.For this reason, the design of the assist circuit is essential when designing a low-power-high-efficiency SRAM.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 워드 라인 전압 레벨을 낮추어 리드 안정성(read stability)을 개선하는 워드 라인 언더-드라이빙(word line under-driving(WLUD)) 스킴(scheme)과 워드 라인 전압 레벨을 높여 라이트 능력(write ability)을 개선하는 워드 라인 오버-드라이빙(word line over-driving(WLOD)) 스킴을 하나의 클락 사이클(clock cycle) 내에서 연이어 수행할 수 있고, 트리플 파워 소스를 이용한 듀얼-트렌지언트 워드 라인 어시스트를 수행할 수 있는 집적 회로와 상기 집적 회로를 포함하는 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a word line under-driving (WLUD) scheme that lowers a word line voltage level to improve read stability, The word line over-driving (WLOD) scheme, which improves the write ability, can be performed in succession within one clock cycle, and a dual- An integrated circuit capable of performing a range word line assist, and an apparatus including the integrated circuit.
본 발명의 실시 예에 따른, 워드 라인, 비트 라인 쌍, 및 상기 워드 라인과 상기 비트 라인 쌍에 연결된 저장 셀을 포함하는 메모리 셀이 임베디드된 집적 회로는 동작 제어 신호에 응답하여 스위치 신호들을 생성하는 타이밍 제어 회로; 서로 다른 레벨을 갖는 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 수신하고, 상기 스위치 신호들에 응답하여 상기 제1전압, 상기 제2전압, 및 상기 제3전압 중에서 어느 하나의 전압을 출력하는 스위치 회로; 및 상기 워드 라인에 접속된 출력 단자를 포함하고, 상기 스위치 회로로부터 출력된 상기 어느 하나의 전압을 동작 전압으로 사용하는 드라이버를 포함한다.An integrated circuit in which a memory cell including a word line, a bit line pair, and a storage cell coupled to the word line and the bit line pair, according to an embodiment of the present invention, A timing control circuit; A first voltage, a second voltage, and a third voltage having different levels and outputting any one of the first voltage, the second voltage, and the third voltage in response to the switch signals ; And a driver that includes an output terminal connected to the word line and uses the one of the voltages output from the switch circuit as an operation voltage.
상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 정상 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제1전압을 상기 드라이버로 공급한다. 상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 어시스트 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제2전압을 상기 드라이버로 공급한 후 상기 제3전압을 상기 드라이버로 공급하고, 상기 제1전압은 상기 제2전압보다 높고 상기 제3전압보다 낮다.The switch circuit supplies the first voltage to the driver in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates normal operation. Wherein the switch circuit supplies the second voltage to the driver in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates an assist operation, Wherein the first voltage is higher than the second voltage and lower than the third voltage.
상기 제2전압과 상기 제3전압은 내부 클락 신호의 한 사이클 내에 상기 워드 라인으로 연이어 공급된다. 상기 제2전압은 리드-어시스트를 위한 전압이고, 상기 제3전압은 라이트-어시스트를 위한 전압이다.The second voltage and the third voltage are successively supplied to the word line within one cycle of an internal clock signal. The second voltage is a voltage for read-assist, and the third voltage is a voltage for write-assist.
상기 스위치 회로는 상기 스위치 신호들 중에서 제1스위치 신호에 응답하여 상기 제1전압을 상기 드라이버의 상기 동작 전압으로 출력하는 제1스위치; 상기 스위치 신호들 중에서 제2스위치 신호에 응답하여 상기 제2전압을 상기 드라이버의 상기 동작 전압으로 출력하는 제2스위치; 및 상기 스위치 신호들 중에서 제3스위치 신호에 응답하여 상기 제3전압을 상기 드라이버의 상기 동작 전압으로 출력하는 제3스위치를 포함한다.The switch circuit including a first switch responsive to a first switch signal among the switch signals for outputting the first voltage to the operating voltage of the driver; A second switch for outputting the second voltage to the operating voltage of the driver in response to a second switch signal among the switch signals; And a third switch for outputting the third voltage to the operating voltage of the driver in response to a third switch signal among the switch signals.
상기 스위치 회로는 상기 동작 제어 신호와 내부 클락 신호에 응답하여 리드 어시스트 신호를 생성하는 리드 어시스트 신호 생성기; 상기 리드 어시스트 신호를 이용하여 라이트 어시스트 신호를 생성하는 라이트 어시스트 신호 생성기; 상기 리드 어시스트 신호와 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제1스위치 신호를 생성하는 제1스위치 신호 생성기; 상기 동작 제어 신호, 상기 리드 어시스트 신호, 및 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제2스위치 신호를 생성하는 제2스위치 신호 생성기; 및 상기 동작 제어 신호와 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제3스위치 신호를 생성하는 제3스위치 신호 생성기를 더 포함한다.Wherein the switch circuit comprises: a read assist signal generator for generating a read assist signal in response to the operation control signal and the internal clock signal; A write assist signal generator for generating a write assist signal using the read assist signal; A first switch signal generator for generating the first switch signal using the read assist signal and the write assist signal; A second switch signal generator for generating the second switch signal using the operation control signal, the read assist signal, and the write assist signal; And a third switch signal generator for generating the third switch signal using the operation control signal and the write assist signal.
본 발명의 실시 예에 따른 집적 회로는 워드 라인, 비트 라인 쌍, 및 상기 워드 라인과 상기 비트 라인 쌍에 접속된 저장 셀을 포함하는 임베디드 메모리 장치; 동작 제어 신호에 응답하여 스위치 신호들을 생성하는 타이밍 제어 회로; 및 서로 다른 레벨을 갖는 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 수신하고, 상기 스위치 신호들에 응답하여 상기 제1전압, 상기 제2전압, 및 상기 제3전압 중에서 어느 하나를 상기 워드 라인으로 공급하는 스위치 회로를 포함한다.An integrated circuit according to an embodiment of the present invention includes an embedded memory device including a word line, a bit line pair, and a storage cell connected to the word line and the bit line pair; A timing control circuit for generating switch signals in response to an operation control signal; And a second voltage, a second voltage, and a third voltage having different levels, and responsive to the switch signals, to receive either the first voltage, the second voltage, And a switch circuit for supplying the signal to the line.
상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 정상 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제1전압을 상기 워드 라인으로 공급하고, 상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 어시스트 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제2전압을 상기 워드 라인으로 공급한 후 상기 제3전압을 상기 워드 라인으로 연이어 공급하고, 상기 제1전압은 상기 제2전압보다 높고 상기 제3전압보다 낮다.Wherein the switch circuit supplies the first voltage to the word line in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates normal operation, In response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates an assist operation, supplying the second voltage to the word line and subsequently supplying the third voltage to the word line , The first voltage is higher than the second voltage and lower than the third voltage.
상기 타이밍 제어 회로는 상기 제2전압과 상기 제3전압이 상기 워드 라인으로 공급되는 시간을 조절하기 위해 상기 스위치 신호들 중에서 적어도 하나의 천이 타이밍을 제어한다.The timing control circuit controls the timing of transition of at least one of the switch signals to adjust the time at which the second voltage and the third voltage are supplied to the word line.
상기 제1전압과 상기 제2전압의 차이와 상기 제1전압과 상기 제3전압의 차이는 서로 다르다. 상기 제1전압과 상기 제3전압의 차이는 상기 제1전압과 상기 제2전압의 차이보다 크다. 상기 임베디드 메모리 장치는 FinFET-기반 SRAM이다.The difference between the first voltage and the second voltage and the difference between the first voltage and the third voltage are different from each other. The difference between the first voltage and the third voltage is greater than the difference between the first voltage and the second voltage. The embedded memory device is a FinFET-based SRAM.
상기 스위치 회로는 접지와 전압 공급 단자 사이에 연결되고, 상기 워드 라인에 연결된 출력 단자를 포함하는 인버터; 상기 스위치 신호들 중에서 제1스위치 신호에 응답하여 상기 제1전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제1스위치; 상기 스위치 신호들 중에서 제2스위치 신호에 응답하여 상기 제2전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제2스위치; 및 상기 스위치 신호들 중에서 제3스위치 신호에 응답하여 상기 제3전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제3스위치를 포함한다.The switch circuit comprising: an inverter coupled between a ground and a voltage supply terminal, the inverter including an output terminal coupled to the word line; A first switch for supplying the first voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a first switch signal among the switch signals; A second switch for supplying the second voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a second switch signal among the switch signals; And a third switch for supplying the third voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a third switch signal among the switch signals.
본 발명의 실시 예에 따른 모바일 장치는 애플리케이션 프로세서; 및 상기 애플리케이션 프로세서로 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 공급하는 전력 관리 IC를 포함한다. 상기 애플리케이션 프로세서는 워드 라인, 비트 라인 쌍, 및 상기 워드 라인과 상기 비트 라인 쌍에 접속된 저장 셀을 포함하는 임베디드 메모리 장치; 동작 제어 신호에 응답하여 스위치 신호들을 생성하는 타이밍 제어 회로; 및 서로 다른 레벨을 갖는 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 수신하고, 상기 스위치 신호들에 응답하여 상기 제1전압, 상기 제2전압, 및 상기 제3전압 중에서 어느 하나를 상기 워드 라인으로 공급하는 스위치 회로를 포함한다.A mobile device according to an embodiment of the present invention includes an application processor; And a power management IC for supplying a first voltage, a second voltage, and a third voltage to the application processor. The application processor comprising: an embedded memory device including a word line, a bit line pair, and a storage cell connected to the word line and the bit line pair; A timing control circuit for generating switch signals in response to an operation control signal; And a second voltage, a second voltage, and a third voltage having different levels, and responsive to the switch signals, to receive either the first voltage, the second voltage, And a switch circuit for supplying the signal to the line.
본 발명의 실시 예에 따른 집적 회로에 임베드된 메모리 장치는 상기 임베드된 메모리 장치의 워드 라인의 전압 레벨을 낮추어 리드 안정성(read stability)을 개선하는 워드 라인 언더-드라이빙(word line under-driving(WLUD)) 스킴(scheme)과 상기 워드 라인의 전압 레벨을 높여 라이트 능력(write ability)을 개선하는 워드 라인 오버-드라이빙(word line over-driving(WLOD)) 스킴을 하나의 클락 사이클 (clock cycle) 내에서 연이어 수행할 수 있는 효과가 있다.A memory device embedded in an integrated circuit according to an embodiment of the present invention includes word line under-driving (WLUD) that lowers the voltage level of the word line of the embedded memory device to improve read stability ) Scheme and a word line over-driving (WLOD) scheme that improves the write ability by raising the voltage level of the word line to one clock cycle There is an effect that can be carried out successively.
상기 임베드된 메모리 장치는 트리플 파워 소스들(또는 전압들)을 사용하고, 상기 트리플 파워 소스들 중에서 하나의 파워 소스는 상기 메모리 장치의 저장 셀을 위해 사용될 수 있고 상기 트리플 파워 소스들 중에서 나머지 두 개의 파워 소스들은 주변 회로를 위해 사용될 수 있다.The embedded memory device uses triple power sources (or voltages), and one of the triple power sources can be used for the storage cell of the memory device and the remaining two of the triple power sources Power sources can be used for peripheral circuits.
하나의 파워 소스 또는 듀얼-파워 소스들을 사용하는 종래의 메모리 장치는 추가적인 레벨 쉬프터(level shifter)를 필요로 하나, 트리플 파워 소스들을 사용하는 상기 임베드된 메모리 장치는 종래의 메모리 장치와 달리 추가적인 레벨 쉬프터를 포함하지 않아도 된다. 즉, 상기 임베드된 메모리 장치는 전력 관리 IC로부터 출력된 트리플 파워 소스들을 상기 임베드된 메모리 장치에 포함된 메모리 셀들의 파워 소스들로 그대로 활용할 수 있다. 따라서, 상기 임베드된 메모리 장치는 추가적인 레벨 쉬프터에 대한 오버헤드(overhead)를 줄일 수 있다.Conventional memory devices that use one power source or dual-power sources require an additional level shifter, but the embedded memory device using triple power sources, unlike conventional memory devices, . That is, the embedded memory device can utilize the triple power sources output from the power management IC as power sources of the memory cells included in the embedded memory device. Thus, the embedded memory device can reduce the overhead for additional level shifters.
상기 임베드된 메모리 장치는, 듀얼-트렌지언트 워드 라인 어시스트를 수행하는 동작 모드 동안, 하나의 클락 사이클 동안 처음에는 워드 라인으로 WLUD 스킴을 위한 전압을 공급하고, 일정 시간이 지난 후 상기 워드 라인으로 WLOD 스킴을 위한 전압을 자동으로 공급할 수 있는 효과가 있다.The embedded memory device supplies a voltage for a WLUD scheme to a word line first during one clock cycle during an operating mode to perform a dual-transition word line assist, It is possible to automatically supply the voltage for the WLOD scheme.
처음에는 WLUD 스킴을 위한 전압이 워드 라인으로 공급됨에 따라 하브-셀렉티드 셀들의 리드 안정성(read stability)이 증가하고, 일정 시간이 지난 후 WLOD 스킴을 위한 전압이 상기 워드 라인으로 공급됨에 따라 라이트 능력도 증가한다.Initially, the read stability of the hub-selected cells increases as the voltage for the WLUD scheme is supplied to the word line, and after a certain time the voltage for the WLOD scheme is supplied to the word line, .
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 임베드된 메모리 장치의 블록도를 개념적으로 나타낸다.
도 2는 트리플 파워 소스를 이용한 듀얼-트렌지언트 워드 라인 어시스트를 제어하는 제어 회로, 및 워드 라인을 포함하는 메모리 셀을 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 제어 회로의 회로도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 제어 회로의 동작을 설명하는 타이밍 도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제어 회로의 동작을 설명하는 플로우 차트이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 임베드된 메모리 장치에서 사용되는 트리플-파워 소스들을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 임베드된 메모리 장치를 포함하는 집적 회로를 포함하는 모바일 장치의 블록도이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the present invention, a detailed description of each drawing is provided.
Figure 1 conceptually illustrates a block diagram of an embedded memory device in accordance with an embodiment of the present invention.
2 shows a control circuit for controlling a dual-transition word line assist using a triple power source, and a memory cell including a word line.
Fig. 3 shows a circuit diagram of the control circuit shown in Fig. 2. Fig.
4 is a timing chart for explaining the operation of the control circuit shown in Fig.
5 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit shown in Fig.
Figure 6 shows triple-power sources used in an embedded memory device according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a mobile device including an integrated circuit including an embedded memory device in accordance with an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 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 herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, 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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 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 interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached hereto.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 임베드된 메모리 장치의 블록도를 개념적으로 나타낸다. 도 1을 참조하면, 집적 회로(integrated circuit(IC))에 임베드된 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 로우 디코더(120), 컬럼 디코더(125), 선택 회로 블록(130), 리드/라이트 제어 회로(135), 감지 증폭기(140), 및 라이트 드라이버(150)를 포함할 수 있다.Figure 1 conceptually illustrates a block diagram of an embedded memory device in accordance with an embodiment of the present invention. 1, a
집적 회로(IC)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-programmable gate array), 시스템 온 칩(system on chip(SoC)), LSI (Large-scale integration), 프로세서, AP, 또는 모바일 AP를 포함할 수 있다.An integrated circuit (IC) is an application specific integrated circuit (ASIC), a field-programmable gate array (FPGA), a system-on-chip (SoC), a large-scale integration (LSI), a processor, . ≪ / RTI >
메모리 셀 어레이(110)는 복수의 워드 라인들(WL1-WLX; X는 3 이상의 자연수), 복수의 비트 라인 쌍들(1BL-YBL; Y는 2 이상의 자연수), 및 각각이 대응되는 워드 라인과 대응되는 비트 라인 쌍에 연결된 복수의 메모리 셀들(115)을 포함할 수 있다. 비트 라인 쌍(1BL)은 상보 비트 라인들(BL1과 /BL1)로 정의되고, 비트 라인 쌍 (YBL)은 상보 비트 라인들(BLY과 /BLY)로 정의된다. 메모리 셀 어레이(110)는 FinFET-기반 SRAM 장치일 수 있다.The
예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 메모리 셀(115), 예컨대 SRAM 메모리 셀은 6개의 MOSFET들을 포함할 수 있다. 메모리 셀(115)에서 각 비트는 2개의 크로스-커플된 인버터들(115-2와 115-3)을 형성하는 4개의 MOSFET들에 저장될 수 있다. 2개의 크로스-커플된 인버터들(115-2와 115-3)에 의해 형성된 저장 셀은 0과 1을 나타내기 위해 사용되는 2개의 안정된 상태들을 갖는다. 2개의 액세스 MOSFET들(115-1과 115-4)은, 리드 동작과 라이트 동작 동안, 저장 셀에 대한 액세스를 제어할 수 있다. 메모리 셀(115)은 6T 비트 셀로 불릴 수 있다. 다른 실시 예들에 따라, 메모리 셀(115)은 K-개의 MOSFET들을 이용하여 구현될 수 있고, 상기 K는 4 또는 8일 수 있고, 다른 자연수일 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, one
로우 디코더(120)는 n비트-입력 어드레스들(ADD)을 디코드하고, 디코드 결과에 따라 복수의 워드 라인들(WL1-WLX) 중에서 어느 하나를 선택하는 동작을 수행할 수 있다.The
컬럼 디코더(125)는 m-비트 입력 어드레스들(ADD)을 디코드하고, 디코드 결과에 따라 복수의 비트 라인 쌍들(1BL-YBL) 중에서 어느 하나의 쌍을 선택하는 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 복수의 메모리 셀들(115) 중에서 어느 하나의 메모리 셀은 로우 디코더(120)의 동작과 컬럼 디코더(125)의 동작에 따라 선택될 수 있다.The
선택 회로 블록(130)은 복수의 전송 회로들(130-1과 130-Y)을 포함하고, 각 전송 회로(130-1과 130-Y)는, 컬럼 디코더(125)의 디코들 결과에 따라, 각 비트 라인 쌍과 감지 증폭기(140) 사이의 연결 또는 각 비트 라인 쌍과 라이트 드라이버 (150) 사이의 연결을 제어할 수 있다.The
리드/라이트 제어 회로(135)는 리드 동작을 위한 리드 명령(RD)에 응답하여 감지 증폭기 인에이블 신호(SEN)를 생성할 수 있다. 리드/라이트 제어 회로(135)는 라이트 동작을 위한 라이트 명령(WD)에 응답하여 드라이버 인에이블 신호(WEN)를 생성할 수 있다.The read /
리드 동작 동안, 감지 증폭기(140)는 감지 증폭기 인에이블 신호(SEN)에 응답하여 인에이블되고, 인에이블된 감지 증폭기(140)는 선택된 전송 회로를 통해 선택된 비트 라인 쌍으로부터 출력된 데이터를 감지하여 증폭하고, 출력 데이터 (DOUT)을 생성할 수 있다.During the read operation, the
라이트 동작 동안, 라이트 드라이버(150)는 드라이버 인에이블 신호(WEN)에 응답하여 인에이블되고, 인에이블된 라이트 드라이버(150)는 입력 데이터(DIN)를 선택된 전송 회로를 통해 선택된 비트 라인 쌍으로 전송할 수 있다.During a write operation, the
도 2는 트리플 파워 소스를 이용한 듀얼-트렌지언트 워드 라인 어시스트를 제어하는 제어 회로, 및 워드 라인을 포함하는 메모리 셀을 나타낸다. 도 2에는 제1전압(VDD), 제2전압(VDDUD), 및 제3전압(VDDOD) 중에서 어느 하나를 워드 라인 (WL1)으로 공급하는 제어 회로(121)가 로우 디코더(120) 내부에 구현된 실시 예가 도시되어 있으나, 실시 예들에 따라 제어 회로(121)는 로우 디코더(120) 외부에 구현될 수 있다.2 shows a control circuit for controlling a dual-transition word line assist using a triple power source, and a memory cell including a word line. 2, the
제어 회로(121)는 타이밍 제어 회로(210)와 스위치 회로(230)를 포함할 수 있다. 타이밍 제어 회로(210)는 동작 제어 신호(WRA)에 응답하여 스위치 제어 신호들(CT1, CT2, 및 CT3)을 생성할 수 있다. 동작 제어 신호(WRA)는 정상(normal) 동작 또는 어시스트(assist) 동작을 지시할 수 있다.The
스위치 회로(230)는 서로 다른 레벨을 갖는 제1전압(VDD), 제2전압(VDDUD), 및 제3전압(VDDOD)을 수신하고, 스위치 제어 신호들(CT1, CT2, 및 CT3)에 응답하여 제1전압(VDD), 제2전압(VDDUD), 및 제3전압(VDDOD) 중에서 어느 하나의 전압을 워드 라인(WL1)으로 출력할 수 있다. 예컨대, 제1전압(VDD)은 2개의 크로스-커플된 인버터들(115-2와 115-3)에 의해 형성된 저장 셀의 동작 전압으로 공급될 수 있다.The
정상 동작 동안(예컨대, 라이트 어시스트 또는 리드 어시스트가 없는 동작), 정상 전압인 제1전압(VDD)이 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 공급될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 어시스트 동작, 즉 듀얼-트렌지언트 워드 라인(dual-transient word line(DTWL) 어시스트 동작이 수행되면, 초기에 제2전압 (VDDUD)이 워드 라인(WL1)으로 공급되고, 일정 시간이 지난 후 제3전압(VDDOD)이 워드 라인(WL1)으로 연이어 자동으로 공급될 수 있다.A first voltage VDD that is a steady voltage may be supplied to the word line WL1 of the
예컨대, 제2전압(VDDUD)과 제3전압(VDDOD)은 외부 클락 신호 또는 상기 외부 클락 신호에 기초하여 생성된 내부 클락 신호의 한 사이클 동안 해당 워드 라인으로 연이어 공급될 수 있다. 실시 예들에 따라, 상기 외부 클락 신호의 주파수와 상기 내부 클락 신호의 주파수는 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다. 타이밍 컨트롤러(210)는 DTWL 컨트롤러를 의미할 수 있다.For example, the second voltage VDDUD and the third voltage VDDOD may be successively supplied to the corresponding word line for one cycle of an external clock signal or an internal clock signal generated based on the external clock signal. According to embodiments, the frequency of the external clock signal and the frequency of the internal clock signal may be the same or different from each other. The
도 3은 도 2에 도시된 제어 회로의 회로도를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 제어 회로의 동작을 설명하는 타이밍 도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 타이밍 제어 회로(210)는 펄스 생성기(212)와 복수의 스위치 신호 생성기들(220, 222, 및 224)을 포함할 수 있다.Fig. 3 shows a circuit diagram of the control circuit shown in Fig. 2, and Fig. 4 is a timing diagram illustrating the operation of the control circuit shown in Fig. Referring to FIGS. 2 and 3, the
펄스 생성기(212)는 워드라인 인에이블 신호 생성기(214), 리드 어시스트 신호 생성기(216), 및 라이트 어시스트 신호 생성기(218)를 포함할 수 있다.The
워드라인 인에이블 신호 생성기(214)는, 동작 제어 신호(WRA)에 응답하여, 도 4에 도시된 파형을 갖는 워드라인 인에이블 신호(WLE)를 신호를 생성할 수 있다.The word line enable
리드 어시스트 신호 생성기(216)는 내부 클락 신호(ICK)에 응답하여 도 4에 예시적으로 도시된 파형을 갖는 워드라인 리드 어시스트 신호(WLRA)를 생성하고, 라이트 어시스트 신호 생성기(218)는 워드 라인 리드 어시스트 신호(WLRA)를 이용하여 도 4에 예시적으로 도시된 파형을 갖는 워드 라인 라이트 어시스트 신호 (WLWA)를 생성할 수 있다.The read
제1스위치 신호 생성기(220)는 워드 라인 리드 어시스트 신호(WLRA)와 워드 라인 라이트 어시스트 신호(WLWA)를 이용하여 제1스위치 신호(CT1)를 생성할 수 있다.The first
제2스위치 신호 생성기(222)는 동작 제어 신호(WRA), 워드 라인 리드 어시스트 신호(WLRA), 및 워드 라인 라이트 어시스트 신호(WLWA)를 이용하여 제2스위치 신호(CT2)를 생성할 수 있다.The second
제3스위치 신호 생성기(220)는 동작 제어 신호(WRA)와 워드 라인 라이트 어시스트 신호(WLWA)를 이용하여 제3스위치 신호(CT3)를 생성할 수 있다.The third
예컨대, 각 스위치 신호 생성기(220, 222, 및 224)는 NAND 게이트로 구현될 수 있으나, 각 스위치 신호 생성기(220, 222, 및 224)의 구조는 도 4에 도시된 워드 라인(WL1)으로 공급되는 워드 라인 전압(VWL)의 파형에 적합하게 다양한 형태로 변경될 수 있다.For example, each
도 2와 도 3을 참조하면, 스위치 회로(230)는 제1스위치(231), 제2스위치 (233), 제3스위치(235), NAND 게이트(237), 및 인버터(239)를 포함할 수 있다.2 and 3, the
비록, 도 2와 도 3에서 인버터(239)는 스위치 회로(230) 내부에 구현되나 인버터(239)는 스위치 회로(230) 외부에 구현될 수 있다. 인버터(239)는 워드 라인 (WL1)을 구동하는 드라이버를 의미할 수 있다.Although the
트리플 파워 소스들(또는 전압들; VDD, VDDUD, 및 VDDOD)은 스위치 회로 (230)로 공급된다. 제1스위치(231)는 제1스위치 신호(CT1)에 응답하여 제1전압 (VDD)을 인버터(239)의 전압 노드(VT)로의 공급을 제어한다. 제2스위치(233)는 제2스위치 신호(CT2)에 응답하여 제2전압(VDDUD)을 인버터(239)의 전압 노드(VT)로의 공급을 제어한다. 제3스위치(235)는 제3스위치 신호(CT3)에 응답하여 제3전압 (VDDOD)을 인버터(239)의 전압 노드(VT)로의 공급을 제어한다. 각 스위치(231, 233, 및 235)는 P-타입 MOSFET으로 구현될 수 있다.The triple power sources (or voltages VDD, VDDUD, and VDDOD) are supplied to the
NAND 게이트(237)는 프리 워드 라인 신호(PRE_WL)와 워드 라인 인에이블 신호(WLE)를 NAND 연산하고, 연산 결과를 인버터(239)로 출력한다.The
인버터(239)는 워드 라인(WL1)에 연결된 출력 단자(OT)를 포함하고, 각 스위치(231, 233, 및 235)의 출력 단자에 연결된 전압 노드(VT)를 포함한다. 따라서, 인버터(239)는 전압 노드(VT)로 공급되는 전압(VDD, VDDUD, 또는 VDDOD) 또는 접지 전압(VSS)을 출력 단자(OT)를 통해 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 공급할 수 있다. 예컨대, NAND 게이트(237)의 출력 신호가 하이 레벨(또는 1)일 때, 워드 라인(WL1)의 워드 라인 전압(VWL)은 접지 전압(VSS)이고, NAND 게이트(237)의 출력 신호가 로우 레벨(또는 0)일 때, 워드 라인(WL1)의 워드 라인 전압(VWL)은 전압 노드(VT)로 공급되는 전압(VDD, VDDUD, 또는 VDDOD)이다.The
도 5는 도 3에 도시된 제어 회로의 동작을 설명하는 플로우 차트이다. 제어 회로(121)의 동작은 도 3부터 도 5를 참조하여 설명된다.5 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit shown in Fig. The operation of the
집적 회로에 임베드된 메모리 장치(100)의 동작 모드가 정상 동작 모드 (NORMAL OPERATION 또는 NO_ASSIST)일 때(S110의 NO), 즉, 동작 제어 신호(WRA)가 로우 레벨일 때, 워드 라인 리드 어시스트 신호(WLRA)와 워드 라인 라이트 어시스트 신호(WLWA)는 모두 하이 레벨이다.When the operation mode of the
제1스위치 신호 생성기(220)가 로우 레벨을 갖는 제1스위치 신호(CT1)를 출력하고, 제2스위치 신호 생성기(222)는 하이 레벨을 갖는 제2스위치 신호(CT2)를 출력하고, 제3스위치 신호 생성기(224)는 하이 레벨을 갖는 제3스위치 신호(CT3)를 출력한다. 제1스위치(231) 만이 로우 레벨을 갖는 제1스위치 신호(CT1)에 응답하여 턴-온 되므로, 제1전압(VDD)은 인버터(239)의 전압 노드(VT)로 공급된다.The first
워드 라인 인에이블 신호(WLE)와 프리 워드 라인 신호(PRE_WL) 모두가 하이 레벨일 때, NAND 게이트(237)는 로우 레벨을 갖는 출력 신호를 출력한다. 따라서, 인버터(239)는 제1전압(VDD)을 워드 라인(WL1)으로 공급한다. 그러나 워드 라인 인에이블 신호(WLE)와 프리 워드 라인 신호(PRE_WL) 모두가 하이 레벨이 아닐 때, NAND 게이트(237)는 하이 레벨을 갖는 출력 신호를 출력한다. 따라서, 인버터(239)는 접지 전압(VSS)을 워드 라인(WL1)으로 공급한다.When both the word line enable signal WLE and the pre-word line signal PRE_WL are at a high level, the
집적 회로에 임베드된 메모리 장치(100)의 동작 모드가 어시스트 동작 모드 (ASSIST OPERATION 또는 ASSIST)일 때(S110의 YES), 즉, 동작 제어 신호(WRA)가 하이 레벨일 때, 워드 라인 인에이블 신호(WLE)는 하이 레벨로 천이한다. 따라서 NAND 게이트(237)는 로우 레벨을 갖는 출력 신호를 인버터(239)의 입력 단자로 출력한다.When the operation mode of the
어시스트 동작 모드(ASSIST OPERATION 또는 ASSIST)의 초기 시간(ITC) 동안, 즉 리드 어시스트(RA)를 위한 시간 동안(S110의 YES), 워드 라인 리드 어시스트 신호(WLRA)는 로우 레벨이고 워드 라인 라이트 어시스트 신호(WLWA)는 하이 레벨이다.During the initial time ITC of the assist operation mode (ASSIST OPERATION or ASSIST), i.e., for the time for the read assist RA (YES in S110), the word line read assist signal WLRA is low level and the word line write assist signal (WLWA) is at a high level.
워드 라인 리드 어시스트 신호(WLRA)가 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이함에 따라 제2전압(VDDUD)이 인버터(239)의 전압 노드(VT)로 공급된다. 워드 라인 인에이블 신호(WLE)와 프리 워드 라인 신호(PRE_WL) 모두가 하이 레벨일 때, NAND 게이트(237)는 로우 레벨을 갖는 출력 신호를 출력한다. 따라서, 인버터(239)는 로우 레벨을 갖는 입력 신호에 응답하여 제2전압(VDDUD)을 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 공급한다(S120). 제2전압(VDDUD)은 리드 어시스트(RA)를 위해 워드 라인(WL1)으로 공급된다. 제1전압(VDD)과 제2전압(VDDUD)의 차이는 dv1이다.The second voltage VDDUD is supplied to the voltage node VT of the
제어 회로(121)는 워드 라인 언더-드라이빙(word line under-driving(WLUD)) 스킴을 위해 제1전압(VDD)보다 낮은 제2전압(VDDUD)을 워드 라인(WL1)으로 공급한다(S120).The
예컨대, 초기 시간(ITC) 동안 어시스트 동작 모드(ASSIST OPERATION 또는 ASSIST)일 때, 제1스위치 신호 생성기(220)는 하이 레벨을 갖는 제1스위치 신호 (CT1)를 출력하고, 제2스위치 신호 생성기(222)는 로우 레벨을 갖는 제2스위치 신호(CT2)를 출력하고, 제3스위치 신호 생성기(224)는 하이 레벨을 갖는 제3스위치 신호(CT3)를 출력한다. 초기 시간(ITC) 동안에, 각 스위치(231과 235)는 하이 레벨을 갖는 각 스위치 신호(CT1과 CT3)에 응답하여 턴-오프 되고, 제2스위치(233)만이 로우 레벨을 갖는 제2스위치 신호(CT2)에 응답하여 턴-온 된다. 따라서 인버터 (239)는, 로우 레벨을 갖는 입력 신호에 응답하여, 전압 노드(VT)로 공급되는 제2전압(VDDUD)을 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 공급한다.For example, in the assist operation mode (ASSIST OPERATION or ASSIST) during the initial time ITC, the first
라이트 어시스트 신호 생성기(218)는, 일정 시간, 즉 초기 시간(ITC)이 지나면, 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이하는 워드 라인 라이트 어시스트 신호(WLWA)를 생성한다(S130의 YES). 라이트 어시스트 신호 생성기(218)는 내부-타이밍-제어 회로를 의미할 수 있다. 상기 내부-타이밍-제어 회로는, SRAM 매크로(macro) 내에서 리드 어시스트와 라이트 어시스트를 위해 모든 메모리 셀들이 테스트된 후, 설정될 수 있다.The write
상기 내부-타이밍-제어 회로에 의해 결정된 지연(예컨대, 타이밍 스팬 (timing span); ITC)이 지난 후, 라이트 어시스트(WA)를 위해 워드 라인 라이트 어시스트 신호(WLWA)는 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이한다(S130).After a delay (e.g., a timing span; ITC) determined by the internal-timing-control circuit has elapsed, the word line write assertion signal WLWA for the write assertion WA transitions from high level to low level (S130).
워드 라인 라이트 어시스트 신호(WLWA)가 하이 레벨로부터 로우 레벨로 천이함에 따라 제3전압(VDDOD)이 인버터(239)의 전압 노드(VT)로 공급된다. 워드 라인 인에이블 신호(WLE)와 프리 워드 라인 신호(PRE_WL) 모두가 하이 레벨일 때, NAND 게이트(237)는 로우 레벨을 갖는 출력 신호를 출력한다. 따라서, 인버터(239)는 로우 레벨을 갖는 입력 신호에 응답하여 제3전압(VDDOD)을 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 공급한다(S140). 제3전압(VDDOD)은 라이트 어시스트(WA)를 위해 워드 라인(WL1)으로 공급된다. 제3전압(VDDOD)과 제1전압(VDD)의 차이는 dv2이다. 상기 dv1과 상기 dv2는 서로 다를 수 있고, 상기 dv2는 상기 dv1보다 클 수 있다.The third voltage VDDOD is supplied to the voltage node VT of the
제어 회로(121)는 워드 라인 오버-드라이빙(word line over-driving(WLOD)) 스킴을 위해 제1전압(VDD)보다 높은 제3전압(VDDOD)을 워드 라인(WL1)으로 공급한다(S140).The
예컨대, 라이트 어시스트(WA) 동안에, 제1스위치 신호 생성기(220)는 하이 레벨을 갖는 제1스위치 신호(CT1)를 출력하고, 제2스위치 신호 생성기(222)는 하이 레벨을 갖는 제2스위치 신호(CT2)를 출력하고, 제3스위치 신호 생성기(224)는 로우 레벨을 갖는 제3스위치 신호(CT3)를 출력한다. 라이트 어시스트(WA) 동안에, 각 스위치(231과 233)는 하이 레벨을 갖는 각 스위치 신호(CT1과 CT2)에 응답하여 턴-오프 되고, 제3스위치(235)만이 로우 레벨을 갖는 제3스위치 신호(CT3)에 응답하여 턴-온 된다. 따라서 인버터(239)는, 로우 레벨을 갖는 입력 신호에 응답하여, 전압 노드(VT)로 공급되는 제3전압(VDDOD)을 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 공급한다.For example, during the write assist WA, the first
본 발명의 실시 예에 따른 임베드된 메모리 장치, 예컨대 SRAM은 제3개의 전압들, 즉, 제1전압(VDD), 제2전압(VDDUD=VDD-dv1), 및 제3전압(VDDOD=VDD+dv2)을 필요로 한다.An embedded memory device, e.g., an SRAM, according to an embodiment of the present invention includes a third voltage (VDDD = VDD-dv1), a third voltage (VDDOD = VDD- dv2).
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 임베드된 메모리 장치에서 사용되는 트리플-파워 소스들을 나타낸다. 임베드된 메모리 장치(100)는 트리플 파워 소스들 (Cell_pw=VDD1, Pe_pw1=VDDUD, 및 Pe_pw2=VDDOD)를 사용할 수 있다.Figure 6 shows triple-power sources used in an embedded memory device according to an embodiment of the present invention. The embedded
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 임베드된 메모리 장치를 포함하는 집적 회로를 포함하는 모바일 장치의 블록도이다. 도 1부터 도 7을 참조하면, 모바일 장치 (300)는 임베드된 메모리 장치(100)를 포함하는 집적 회로(310)와 전력 관리 IC(330)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 집적 회로(310)는 SoC, ASIC, FPGA, SoC, LSI, 프로세서, AP, 또는 모바일 AP를 포함할 수 있다.7 is a block diagram of a mobile device including an integrated circuit including an embedded memory device in accordance with an embodiment of the present invention. 1 through 7, a
모바일 장치(300)는 랩탑 컴퓨터, 이동 전화기, 스마트폰, 태블릿 PC, PDA(personal digital assistant), EDA(enterprise digital assistant), 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오카메라, PMP(portable multimedia player), PND(personal navigation device 또는 portable navigation device), 휴대용 게임 콘솔(handheld game console), 모바일 인터넷 장치(mobile internet device(MID)), 웨어러블 컴퓨터, 사물 인터넷(Internet of Things(IoT)) 장치, 만물 인터넷(Internet of Everything(IoE)) 장치, 드론(drone), 또는 e-북(e-book)으로 구현될 수 있다.The
트리플 파워 소스들(VDD, VDDUD, 및 VDDOD)을 사용하는 임베드된 메모리 장치(100)는 전력 관리 IC(330)로부터 트리플 파워 소스들(VDD, VDDUD, 및 VDDOD)을 사용하므로 추가적인 회로(예컨대, 메모리 장치가 하나의 파워 소스 또는 듀얼 파워 소스들을 사용할 때 상기 메모리 장치 내에는 레벨 쉬프터(level shifter)와 같은 추가적인 회로가 구현되어야 함)를 필요로 하지 않으므로 상기 추가적인 회로 오버헤드를 줄일 수 있다. 또한, 집적 회로(310)가 복수의 임베드된 메모리 장치들을 포함하더라도 상기 복수의 임베드된 메모리 장치들은 전력 관리 IC(330)로부터 공급되는 트리플 파워 소스들(VDD, VDDUD, 및 VDDOD)을 공통으로 사용할 수 있다.The embedded
도 1부터 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 외부 클락 신호 또는 상기 외부 클락 신호에 관련된 내부 클락 신호(ICK)의 하나의 싸이클 내에 제2전압(VDDUD)과 제3전압(VDDOD)이 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 연이어 공급됨에 따라, 디스터브 마진(disturb margin), 예컨대 하프-셀렉티드 셀들(half-selected cells)의 홀드 마진(hold margin)이 개선되고, 라이트 능력(write ability)도 개선되는 효과가 있다. 예컨대, 제어 회로(121)는 리드 어시스트 및 라이트 어시스트 회로의 기능을 수행할 수 있다.The second voltage VDDUD and the third voltage VDDOD are stored in one cycle of the external clock signal or the internal clock signal ICK related to the external clock signal as described with reference to FIGS. 115 are successively supplied to the word line WL1 to improve the disturb margin such as the hold margin of the half-selected cells and the write ability, Is also improved. For example, the
본 발명의 실시 예에 따른 임베드된 메모리 장치(예컨대, SRAM)는 종래의 메모리 장치(예컨대, SRAM)와 달리 트리플 파워 소스들(트리플 파워들 또는 3개의 전압들)을 이용할 수 있다. 상기 임베드된 SRAM에 구현된 제어 회로(121)는 정상 동작 동안에는 제1전압(VDD)을 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 공급하고, 리드 어시스트(RA)와 라이트 어시스트(WA) 모두를 위한 DTWL 어시스트 동작 동안에는 제2전압(VDDUD)과 제3전압(VDDOD)을 메모리 셀(115)의 워드 라인(WL1)으로 하나의 클락 사이클 동안 연이어 공급한다. 따라서 리드 어시스트(RA)와 라이트 어시스트 (WA)가 동시에 구현될 수 있다.An embedded memory device (e.g., SRAM) in accordance with embodiments of the present invention may utilize triple power sources (triple powers or three voltages), unlike conventional memory devices (e.g., SRAM). The
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100: 집적 회로에 임베드된 메모리 장치
121: 제어 회로
210: 타이밍 제어 회로
230: 스위치 회로
231: 제1스위치
233: 제2스위치
235: 제3스위치
212: 펄스 생성기
214: 워드라인 인에이블 신호 생성기
216: 리드 어시스트 신호 생성기
218: 라이트 어시스트 신호 생성기 또는 내부-타이밍-제어 회로
310: 집적 회로
330: 전력 관리 IC
VDD: 제1전압
VDDUD: 제2전압
VDDOD: 제3전압100: a memory device embedded in an integrated circuit
121: Control circuit
210: Timing control circuit
230: Switch circuit
231: first switch
233: second switch
235: third switch
212: Pulse generator
214: Word line enable signal generator
216: a lead assist signal generator
218: Light assist signal generator or internal-timing-control circuit
310: Integrated Circuit
330: Power Management IC
VDD: first voltage
VDDUD: second voltage
VDDOD: third voltage
Claims (20)
동작 제어 신호에 응답하여 스위치 신호들을 생성하는 타이밍 제어 회로;
서로 다른 레벨을 갖는 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 수신하고, 상기 스위치 신호들에 응답하여 상기 제1전압, 상기 제2전압, 및 상기 제3전압 중에서 어느 하나의 전압을 출력하는 스위치 회로; 및
상기 워드 라인에 접속된 출력 단자를 포함하고, 상기 스위치 회로로부터 출력된 상기 어느 하나의 전압을 동작 전압으로 사용하는 드라이버를 포함하는 집적회로.1. An integrated circuit embedded with a memory cell comprising a word line, a bit line pair, and a storage cell coupled to the word line and the bit line pair,
A timing control circuit for generating switch signals in response to an operation control signal;
A first voltage, a second voltage, and a third voltage having different levels and outputting any one of the first voltage, the second voltage, and the third voltage in response to the switch signals ; And
And an output terminal connected to the word line, wherein the driver uses any one of the voltages output from the switch circuit as an operation voltage.
상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 정상 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제1전압을 상기 드라이버로 공급하고,
상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 어시스트 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제2전압을 상기 드라이버로 공급한 후 상기 제3전압을 상기 드라이버로 공급하고,
상기 제1전압은 상기 제2전압보다 높고 상기 제3전압보다 낮은 집적 회로.The method according to claim 1,
Wherein the switch circuit supplies the first voltage to the driver in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates normal operation,
Wherein the switch circuit supplies the second voltage to the driver in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates an assist operation, Lt; / RTI >
Wherein the first voltage is higher than the second voltage and lower than the third voltage.
상기 제2전압과 상기 제3전압은 내부 클락 신호의 한 사이클 내에 상기 워드 라인으로 연이어 공급되는 집적 회로.3. The method of claim 2,
Wherein the second voltage and the third voltage are serially supplied to the word line within one cycle of an internal clock signal.
상기 제2전압은 리드-어시스트를 위한 전압이고,
상기 제3전압은 라이트-어시스트를 위한 전압인 집적 회로.The method of claim 3,
The second voltage is a voltage for lead-assist,
Wherein the third voltage is a voltage for write-assist.
상기 스위치 신호들 중에서 제1스위치 신호에 응답하여 상기 제1전압을 상기 드라이버의 상기 동작 전압으로 출력하는 제1스위치;
상기 스위치 신호들 중에서 제2스위치 신호에 응답하여 상기 제2전압을 상기 드라이버의 상기 동작 전압으로 출력하는 제2스위치; 및
상기 스위치 신호들 중에서 제3스위치 신호에 응답하여 상기 제3전압을 상기 드라이버의 상기 동작 전압으로 출력하는 제3스위치를 포함하는 집적 회로.The semiconductor integrated circuit according to claim 3,
A first switch for outputting the first voltage to the operating voltage of the driver in response to a first switch signal among the switch signals;
A second switch for outputting the second voltage to the operating voltage of the driver in response to a second switch signal among the switch signals; And
And a third switch responsive to a third switch signal among the switch signals for outputting the third voltage to the operating voltage of the driver.
상기 동작 제어 신호와 내부 클락 신호에 응답하여 리드 어시스트 신호를 생성하는 리드 어시스트 신호 생성기;
상기 리드 어시스트 신호를 이용하여 라이트 어시스트 신호를 생성하는 라이트 어시스트 신호 생성기;
상기 리드 어시스트 신호와 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제1스위치 신호를 생성하는 제1스위치 신호 생성기;
상기 동작 제어 신호, 상기 리드 어시스트 신호, 및 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제2스위치 신호를 생성하는 제2스위치 신호 생성기; 및
상기 동작 제어 신호, 및 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제3스위치 신호를 생성하는 제3스위치 신호 생성기를 더 포함하는 집적 회로.6. The semiconductor memory device according to claim 5,
A read assist signal generator for generating a read assist signal in response to the operation control signal and the internal clock signal;
A write assist signal generator for generating a write assist signal using the read assist signal;
A first switch signal generator for generating the first switch signal using the read assist signal and the write assist signal;
A second switch signal generator for generating the second switch signal using the operation control signal, the read assist signal, and the write assist signal; And
And a third switch signal generator for generating the third switch signal using the operation control signal and the write assist signal.
동작 제어 신호에 응답하여 스위치 신호들을 생성하는 타이밍 제어 회로; 및
서로 다른 레벨을 갖는 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 수신하고, 상기 스위치 신호들에 응답하여 상기 제1전압, 상기 제2전압, 및 상기 제3전압 중에서 어느 하나를 상기 워드 라인으로 공급하는 스위치 회로를 포함하는 집적 회로.An embedded memory device including a word line, a bit line pair, and a storage cell connected to the word line and the bit line pair;
A timing control circuit for generating switch signals in response to an operation control signal; And
A first voltage, a second voltage, and a third voltage having different levels, and responsive to the switch signals, to supply either the first voltage, the second voltage, And a switch circuit for supplying the switch circuit to the switch circuit.
상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 정상 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제1전압을 상기 워드 라인으로 공급하고,
상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 어시스트 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제2전압을 상기 워드 라인으로 공급한 후 상기 제3전압을 상기 워드 라인으로 공급하고,
상기 제1전압은 상기 제2전압보다 높고 상기 제3전압보다 낮은 집적 회로.8. The method of claim 7,
Wherein the switch circuit supplies the first voltage to the word line in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates normal operation,
Wherein the switch circuit supplies the second voltage to the word line in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates an assist operation, Word line,
Wherein the first voltage is higher than the second voltage and lower than the third voltage.
상기 제2전압과 상기 제3전압은 내부 클락 신호의 하나의 사이클 내에 상기 워드 라인으로 공급되는 집적 회로.9. The method of claim 8,
Wherein the second voltage and the third voltage are supplied to the word line within one cycle of an internal clock signal.
상기 제2전압은 리드-어시스트를 위한 전압이고,
상기 제3전압은 라이트-어시스트를 위한 전압인 집적 회로.10. The method of claim 9,
The second voltage is a voltage for lead-assist,
Wherein the third voltage is a voltage for write-assist.
상기 제2전압과 상기 제3전압이 상기 워드 라인으로 공급되는 시간을 조절하기 위해 상기 스위치 신호들 중에서 적어도 하나의 천이 타이밍을 제어하는 집적 회로.11. The timing control circuit according to claim 10,
And controls the timing of transition of at least one of the switch signals to adjust the time that the second voltage and the third voltage are supplied to the word line.
상기 제1전압과 상기 제2전압의 차이와, 상기 제1전압과 상기 제3전압의 차이는 서로 다른 집적 회로.9. The method of claim 8,
Wherein the difference between the first voltage and the second voltage and the difference between the first voltage and the third voltage are different.
상기 제1전압과 상기 제3전압의 차이는 상기 제1전압과 상기 제2전압의 차이보다 큰 집적 회로.9. The method of claim 8,
Wherein the difference between the first voltage and the third voltage is greater than the difference between the first voltage and the second voltage.
상기 임베디드 메모리 장치는 FinFET-기반 SRAM인 집적 회로.8. The method of claim 7,
Wherein the embedded memory device is a FinFET-based SRAM.
접지와 전압 공급 단자 사이에 연결되고, 상기 워드 라인에 연결된 출력 단자를 포함하는 인버터;
상기 스위치 신호들 중에서 제1스위치 신호에 응답하여 상기 제1전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제1스위치;
상기 스위치 신호들 중에서 제2스위치 신호에 응답하여 상기 제2전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제2스위치; 및
상기 스위치 신호들 중에서 제3스위치 신호에 응답하여 상기 제3전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제3스위치를 포함하는 집적 회로.8. The switching circuit according to claim 7,
An inverter coupled between ground and a voltage supply terminal, said inverter comprising an output terminal coupled to said word line;
A first switch for supplying the first voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a first switch signal among the switch signals;
A second switch for supplying the second voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a second switch signal among the switch signals; And
And a third switch for supplying the third voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a third switch signal among the switch signals.
상기 동작 제어 신호와 내부 클락 신호에 응답하여 리드 어시스트 신호를 생성하는 리드 어시스트 신호 생성기;
상기 리드 어시스트 신호를 이용하여 라이트 어시스트 신호를 생성하는 라이트 어시스트 신호 생성기;
상기 리드 어시스트 신호와 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제1스위치 신호를 생성하는 제1스위치 신호 생성기;
상기 동작 제어 신호, 상기 리드 어시스트 신호, 및 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제2스위치 신호를 생성하는 제2스위치 신호 생성기; 및
상기 동작 제어 신호, 및 상기 라이트 어시스트 신호를 이용하여 상기 제3스위치 신호를 생성하는 제3스위치 신호 생성기를 더 포함하는 집적 회로.16. The switch circuit according to claim 15,
A read assist signal generator for generating a read assist signal in response to the operation control signal and the internal clock signal;
A write assist signal generator for generating a write assist signal using the read assist signal;
A first switch signal generator for generating the first switch signal using the read assist signal and the write assist signal;
A second switch signal generator for generating the second switch signal using the operation control signal, the read assist signal, and the write assist signal; And
And a third switch signal generator for generating the third switch signal using the operation control signal and the write assist signal.
상기 애플리케이션 프로세서로 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 공급하는 전력 관리 IC를 포함하고,
상기 애플리케이션 프로세서는,
워드 라인, 비트 라인 쌍, 및 상기 워드 라인과 상기 비트 라인 쌍에 접속된 저장 셀을 포함하는 임베디드 메모리 장치;
동작 제어 신호에 응답하여 스위치 신호들을 생성하는 타이밍 제어 회로; 및
서로 다른 레벨을 갖는 제1전압, 제2전압, 및 제3전압을 수신하고, 상기 스위치 신호들에 응답하여 상기 제1전압, 상기 제2전압, 및 상기 제3전압 중에서 어느 하나를 상기 워드 라인으로 공급하는 스위치 회로를 포함하는 모바일 장치.An application processor; And
And a power management IC for supplying a first voltage, a second voltage, and a third voltage to the application processor,
The application processor,
An embedded memory device including a word line, a bit line pair, and a storage cell connected to the word line and the bit line pair;
A timing control circuit for generating switch signals in response to an operation control signal; And
A first voltage, a second voltage, and a third voltage having different levels, and responsive to the switch signals, to supply either the first voltage, the second voltage, And a switching circuit for supplying the switching circuit to the switching circuit.
상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 정상 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제1전압을 상기 워드 라인으로 공급하고,
상기 스위치 회로는, 상기 동작 제어 신호가 어시스트 동작을 지시할 때 상기 타이밍 제어 회로에 의해 생성된 상기 스위치 신호들에 응답하여, 상기 제2전압을 상기 워드 라인으로 공급한 후 상기 제3전압을 상기 워드 라인으로 연이어 공급하고,
상기 제1전압은 상기 제2전압보다 높고 상기 제3전압보다 낮은 모바일 장치.18. The method of claim 17,
Wherein the switch circuit supplies the first voltage to the word line in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates normal operation,
Wherein the switch circuit supplies the second voltage to the word line in response to the switch signals generated by the timing control circuit when the operation control signal indicates an assist operation, Word lines,
Wherein the first voltage is higher than the second voltage and lower than the third voltage.
상기 제2전압과 상기 제3전압은 내부 클락 신호의 하나의 사이클 내에 상기 워드 라인으로 공급되고,
상기 제2전압은 리드-어시스트를 위한 전압이고,
상기 제3전압은 라이트-어시스트를 위한 전압인 모바일 장치.19. The method of claim 18,
Wherein the second voltage and the third voltage are supplied to the word line in one cycle of an internal clock signal,
The second voltage is a voltage for lead-assist,
Wherein the third voltage is a voltage for write-assist.
접지와 전압 공급 단자 사이에 연결되고, 상기 워드 라인에 연결된 출력 단자를 포함하는 인버터;
상기 스위치 신호들 중에서 제1스위치 신호에 응답하여 상기 제1전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제1스위치;
상기 스위치 신호들 중에서 제2스위치 신호에 응답하여 상기 제2전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제2스위치; 및
상기 스위치 신호들 중에서 제3스위치 신호에 응답하여 상기 제3전압을 상기 인버터의 상기 전압 공급 단자로 공급하는 제3스위치를 포함하는 모바일 장치.20. The method of claim 19,
An inverter coupled between ground and a voltage supply terminal, said inverter comprising an output terminal coupled to said word line;
A first switch for supplying the first voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a first switch signal among the switch signals;
A second switch for supplying the second voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a second switch signal among the switch signals; And
And a third switch for supplying the third voltage to the voltage supply terminal of the inverter in response to a third switch signal among the switch signals.
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US15/361,599 US10020048B2 (en) | 2015-12-30 | 2016-11-28 | Integrated circuit including embedded memory device for performing dual-transient word line assist using triple power source and device having the same |
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KR1020160041388A KR102423288B1 (en) | 2015-12-30 | 2016-04-05 | Integrated circuit including embedded memory device for performing dual-transient word line assist using triple power source and device having same |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
US20100277990A1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Kenkare Prashant U | Integrated circuit having memory repair information storage and method therefor |
US20120307574A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | SRAM READ and WRITE Assist Apparatus |
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2016
- 2016-04-05 KR KR1020160041388A patent/KR102423288B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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US20100277990A1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | Kenkare Prashant U | Integrated circuit having memory repair information storage and method therefor |
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