TW479260B - DDR DRAM data coherence scheme - Google Patents

Description

A7 B7 五、發明說明（/ ) 發明背景： 發明之技術領域： 本發明是有關於一種半導體之記憶體，尤指一種關於 雙倍資料速度動態隨機存取記憶體之資料同調方法。 相關先前技術說明： 雙倍資料速度動態隨機存取3己憶體(double data mte DRAM ; DDRDRAM)中的資料係在一時脈的兩端讀出與寫 入雙倍資料速度動態隨機存取記憶體，為維持資料同調， 必須確定寫入及讀出一記憶胞事實上是在相同的儲存記憶 胞中執行。雙倍資料速度動態隨機存取記憶體的資料組 (burst)讀取動作在輸出端資料出現在非行位址選通信號 (column address strobe)延遲之後需要一起始位址與一資料 組長度’為確定讀出同調’必須知道NOT行位址選通信號 延遲是整數或非整數，以便了解若資料的第一部份在時脈 的正緣或負緣被讀出。當寫入資料時，並沒有Ν〇τ行位址 選通信號延遲，起始位址是奇數或偶數對於查找儲存資料 的記憶胞是重要的。 在美國專利第5,9〇U〇9號中揭露一種同步動態隨機存 取 5己丨思體（synchronous dynamic random access memory ; SDRAM)電路，能夠非同步地且不受時脈限制地提供讀出及 寫入動作的控制。在美國專利第5,892,73〇號中，Sat〇等人 2 五、發明說明（〇?) 揭露了 -種同步動態隨機存取記憶體能夠以管道線 (pipe_赋或者預取(prefetch)模式工作，其允許多種資料 寫入模式在-晶片上執行。在美國專利第5,402,388號中， WOJClckl等人揭露—鋪由調整對應於系統時脈之行位址 選通信號時序輕同步__存取魏體之延遲的方 法。 發明之簡要說明： 同 本發明係朗彡断_正軸貞賴供在爆衝模式 下之雙倍資料速度_隨機存取記髓_出及寫入的資 個調。該資料組可叹任何長度，其起始㈣由偶數或 可數位址寫人或讀出。如果起始位址為偶數，則資料組之 後續的f料從—奇數位址寫人或讀出，如果起始位址為奇 數，則貝科組之後續的資料從一偶數位址寫入或讀出 鮮詩，，基钱入供電，心― 址選通信號延遲以決定在讀出命令設定之後—二 料的時脈週期數目。—位侧被用來· BLSA，H 赫貧料時，該行位址_賴延遲是時脈_的整^ 非整數必須考慮行位址選齡觀遲與起始位址以維持3 x 297 公 t ) 479260 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（， 信號延遲為時脈週期的非整數時 BLSA與偶數扯从的 間，在可數 脈。睥罝接地對應-輸出選通器之時 m 可脈的正緣被用來對應輪出撰福一7 ^ 口士 么 粑掏出砥通态之偶數位址資料， 喊的負緣被用來對應輪出 、 ,pJiA/ 、的又可放位址貧料。當資 科、、且起始位址為偶數而行位 ^ 、 非或者當資料組起始位址為奇數而行位址選通 延遲為時脈週期的整數，在偶數 的貧料藉由以時脈 負緣為基準的電料段連接讀岐·，並且在奇數 BLSA㈣料藉由以雜正緣絲準的·手奴接 出選通器。 在一寫入動作中，行位址選通信號延遲並不是一個因 I ’唯-的標準是連接該資料組資料至適當的位址位置。 對於-寫入動作而言，資料組資料位元係由資料要求選通 信號(dataquery strobe ; DQS)選通進入暫存器，一資料要求 選通信號正緣選通資料進入暫存器reg一dqs』，一負資料要 求選通信號選逋資料進入皙存器reg—Qqs—n。如果資料資料 組起始位址為偶數，選通進入暫存器reg—dqsj)的資料被連 接至一偶數BLSA(BLSA一E)，選通進入暫存器reg一邮―n的 資料被連接至一奇數BLSA(BLSA一0)。如果資料組起始位 址為奇數，選通進入暫存器reg-dqs_p的資料被連接至一奇 數BLSA一0，選通進入暫存器reg—_dqS—n的資料被連接至一 偶數 BLSAJE。 lil I -II- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： . 太紙張尺麿镝用中岡國玄標準（CNQ A4親·格（210 X 297公蝥） 479260 出或寫入 A7 五、發明說明（+ ) ^料同調係藉由在寫人動作後接著讀取相同記憶跑 目1^貧料來保證，當資料組起始位址為偶數時且在該輪出 之第位疋係來自—偶數儲存位址時，同調存在。連續的 或者插入的資料資料組均能夠使用本發明之方法以同調讀 圖式之簡要說明： 本發明將伴隨著以下之圖式作-描述，其中： 第1 a圖為一方塊圖，顯示讀取一雙倍資料速度動態 隨機存取記憶體之連接。 〜 第1b圖列出連接位元線感測放大器資料至一 出選通器之情況。 、 、 第2 a圖為一方塊圖，顯示寫入一雙倍資料速度動熊 隨機存取記憶體之連接。 〜 μ 2 b圖列出連接資料進入位元線感測放大器資料之 情況。 、 第3圖顯示讀取雙倍簡速肋騎機存取記之 時序圖。 〜 第4圖顯示寫入雙倍資料速度動態隨機存取 時序圖。 ^肢乂 第5 ®係由雙倍資料速度祕隨機存取記憶體讀取資 蹲亚維持資料同料之方法的流程圖。 ---7---7*----!裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印剩衣

479260 A7 B7_ 五、發明說明（f ) 第6圖係寫入資料至雙倍資料速度動態隨機存取記憶 體並維持貧料同料之方法的流程圖。 圖號說明： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 偶數BLSA 11 奇數BLSA 1 2 狀況A 13 狀況B 3 0 貢料進入 3 2 暫存器reg_dqsjp 3 3 暫存器reg_dqs_n 3 8 BLSA 3 9 BLSA 3 4 暫存器 3 5 暫存器 14 暫存器 15 暫存器 16 時脈正緣 17 時脈負緣 18 資料輸出選通器 19 輸出 5 0 奇數BLSA 5 1 時脈週期 -----I--^----裝---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 479260 A7 B7 五、發明說明（ 5 2 偶數 5 4 奇數 5 6 時脈週期 5 7 奇數 5 8 時脈負緣 5 9 偶數 60 時脈正緣 7 0 解除選通器 71資料要求選通信f虎正 7 2 偶數 7 3 奇數BLSA 74 奇數 7 5 偶數BLSA 7 6 資料同調 ;號 經¾部智慧財產局員工消費合作社印製 較佳實施例之詳細說明： 第1 a KL、員示靖取一雙倍資料速度動態隨機存取記憶 體之方塊圖/在偶數BLSA1 0與奇數BLSA1丄的資料連 曰存1 4 1 5，其係對應時脈正緣1 6與時脈負 緣17在第1b圖所示之狀況a 12與狀況β13，資 料連接至資料暫存器14與15，在正緣資料暫存器' ---Μ---V----·-壯衣--------訂---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 479260 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 的資料係對應資料輸出選通器(喊ιρ1叫工8之時脈正缘 i 6。在資料暫存器丨5的資料係對麟料輸出選通 益18之時脈負緣i 7。該資料在時脈正緣及負緣對應輪 出19 ’直到在資料爆度長度的資料被轉移。資料組的長 度可以不受限制’其起始位址可以是偶數或奇數。 從-雙倍資料速度動態隨機存取記憶體讀取資料係根 據在電腦供間麵(縣輸，& I嫩定之行位址 選通信號延遲。第i b圖即顯示行位址選通信號延遲為整 數及非整數時脈週期時，由雙倍資料速度動態隨機存取記 憶體讀取資料所需的情況。當資料組起始位址為偶數，行 位址選通信號延遲為整數時，狀況A1 2被用來連接偶數位 址BLSA1 〇與奇數位址BLSA1 1的資料經由暫存器η 5連接至輸出選通器！ 8，其中偶數位址的資料使用 時脈正緣1 6 ’奇數紐的資料使科脈貞緣1 7。當資 料組起始位址為奇數，行位址選通信號延遲為非整數時， 狀况A1 2被用來連接奇數位址BLSA1 i與偶數值址 =SA 1 Q的資料經由暫存H i 4及丨5連接至輸出選通 為18，其中偶數位址的資料使用時脈正緣i 6，奇數位 址的資料使用時脈負緣17。 *繼續參照第la圖及第11〇圖，當資料組起始位址為 奇數，行位址選通信號延遲為整數，狀況b i 3使用時脈 負緣1 7連接偶數位址BLSA1 〇的資料經時脈負緣暫存 ---^ ·! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) tr· 峰 1 11 規格（210 X 297公驁） 479260 五、發明說明（f ) f 1 5至輸_器1 8，以及使用時脈正緣1 6連接奇 益位址见从11的資料經時脈負緣暫存器14至輪出選 通器18。當資料組起始位址A ^ 浐A非敕截0士卜主 止為偶數，行位址選通信號延 "為非正糾4心使科脈負緣1 7連接偶數位址 BLSA1 ◦的資料經時脈負緣暫存器15至輸出選通哭工 8;以及使用時脈正緣16連接奇數位址BLSA i 經時脈正緣暫存器14至輸出選通器18。 、 >考第2 a ® ’ 寫人資料至雙倍資料速度動態隨 機存取記憶體之方塊圖。其十在寫入資料組資料時沒有包 含行位址選通信號延遲，只有起始位址被需來連接輸 入資料至適當的BLSA 3 8或3 9。資料進入30 一正緣 資料選it_(DQS—P)選通進入整數reg—邮』3 2，以及 一負緣資料選通信號(DQS—N)選通進入整數吨_⑽ 3。如第二b圖所示’當資料組起始位址為偶數位址時， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用情況c，資料要求選通信號正緣暫存器34的偶數資 料被連接至偶數位址BLSA3 8，而來自資料要求選通信號 負緣暫存益3 5的奇數資料被連接至奇數位址BLSA3 9。當資料組起始信號位址為奇數，使用情況D，資料要 求遥通“號正緣暫存器3 4的資料被連接至奇數位址 BLSA3 9，而資料要求選通信號負緣暫存器3 5的資料被 連接至偶數位址BLSA3 8。 參考第3圖，顯示雙倍資料速度動態隨機存取記憶體 9 A7 B7 五、發明說明（ ===其在—時脈的的上升_-讀 址廷通信號延遲是時脈週期的非整數， :=三圖所示為u個時脈週期，資料組起始位址的第— ^ 在第二時脈觸的負緣，資料龍組的後續 j在母個雜正軸時脈負緣㈣地出現，直到資料电 長度結束。如果行他選難號㈣是時 例如圖中所示的2個時脈週期，資料組起始位址的第一資 =係出現在第三時脈週_正緣，資料組的後續資料 ^個時脈負緣與時脈正緣交出現，直職料組長度 八中也可以要求較第三圖所示實施例大的整數與 非整數行位址選通信號延遲 /参閱第4ffl，顯示寫人資料組資料至雙倍資料速度 動態隨機存取記憶體之時序圖’寫入命令係辦脈週期的 上升緣進行’資料組的第一資料D1〇在資料要求選通信號 壯升緣被寫入，資料組的下—個資料D1?)在資料要求選 通信號的貞緣被寫人’龍_料在體^求選通信號交 替的正緣及負緣繼續依序地寫人雙倍龍速度動態隨機存 取記憶體，直到資料組長度結束。 士料五圖中顧示從雙倍資料速度動態隨機存取記憶體 5貝出貝料的-種同調方法，偶數位址的資料連接至偶數 BLSA，奇數位址的資料連接至奇數肥八5 〇。如果行位 址選通信號延遲是時脈週期5 i的整數，f料組起始位址 10 A7 A7

五、發明說明（卩） 是偶數5 2，則偶數BLSA對應時脈正緣連接 奇數BLSA職咖貞鱗接騎翻。如奸位址麵 信號延遲找脈週期5 1的整數且資料组起始位為奇數5 4，則偶數BLSA對應時脈負緣連接至暫存器，奇數舰 對應時脈正緣連接至暫存器。如果行位址選通信號延遲是 時脈週期5 6的非整數轉料組起始位址為奇數5 7，則 :黯對應時脈正輯接至伽，並骑數腿 對應時脈負緣58連接至暫存器。如果行位址選通信號延 遲是時脈職5 6 _整數且㈣_純址為偶數5 9 ’則偶數BLSA制時脈負緣連接至暫存器，奇數腿 _械錢6 〇連驗倾胃。Μ暫辆之資料進入 選通器以產生資料組資料之—輸出係與該資料組資料的寫 入同調。 在第八圖中顯不-種寫入資料至一雙倍資料速度動態 隨機存取記憶體的_方法，射倾組資連接至- =示，UQ ’貝科位元細—資料要求選通信號正緣 廷通及-資料要求選通信號負緣選通信號了丄選通。 =貝料組起始位址為偶數7 2，以資料要求選通信號正 緣選通的暫存n資料鶴接至爐blsa碰資料要求選 通=號負緣選通的暫存器資缝連接至奇數blsa7 3。如 $貝料轉始位址為奇數7 4，被資料要求選通信號正緣 選通的暫存器資料被連接至奇數则八，而被資料要求選通 i張尺度 7 V 11 --------訂·--------« (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 297公釐） 479260 A7 _________________ 五、發明說明（（I) 信號負緣選通的暫存器資料被連接至偶數BLSA7 5，資料 組資料係以資料同調7 6儲存至雙倍資料速度動態隨機存 取記憶體。 惟，以上所述僅係本發明較佳之實施例，熟習該項技 術者能夠了解許多型式及細節上的改變是可能的，但並未 脫離本發明之精神及範圍。 ---.-----Ί--^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 _公楚^

Claims (1)

1. 申請專利範圍 1 種資料讀取電料允許雙倍轉速度_隨機存取 5己憶體之資料同調，其包括： a. 以一時脈的兩緣讀取之儲存資料； b. 在供電m〇s(絲輪入細线)权之行位 址選通信號延遲； · C·該行位址麵信艇紗定該時脈之—緣被用來讀 取該儲存資料的第一資料； g d. 存資料藉由行位址選通信號週觸取至偶數與 可數位元線感測放大器； e. 藉由該位元線感測放大器讀取之資料組織成時脈正 緣貧料與時脈負緣資料； ί _脈正緣資_時脈正緣對應—選通器之輸出； 以及 §·該時脈負緣資料以時脈負緣對應該選通器之輪出。 !^翻顧第1撕狀資·取電路，其中當 貝料組触她為縣且該雜址選通 時脈週期的整數，或者該資料組起始位址為奇數2 仃位址廷通信號延遲非為時脈週期的整數時，來自偶 數位址的資料被組織成時脈正緣資料，來自奇數位址 的貧料被組織成時脈負緣資料。 如申請專利範圍第1項所述之資料讀取電路，其中當 請 閱 讀 背' ιέ 之 注， 事 項 再

   頁 訂 φί 經濟部智恙財—負工消費合作社印繁 3 、.—、::1尺度適用中國國家標孽 (css ) A規格（ Μ〇X 297公釐 4

   申請專利範圍 二資料組域恤騎數，贿位 =_r:或者當該資料組起 X仃位址k通k遽延遲非為時脈週期的整， 數位址的資料独織成貞時脈猶倾，奇數位址 的貧料被组織成正時脈端緣資料。 •請專利範圍第【項所述之資料讀取電路，其中當 Γ資料組位址為偶數，且該選通器之輸出的第二位I 係來自-偶數儲存位址時，資料同調存在 •如欠申請專利範圍第4項所述之資料讀取電路，其令該 貧料同調_於任何資料組長度的連續或者插 料爆衝。 .1資料寫人電路以允許雙倍倾速度_隨機存取 °己~•思體之資料同調，其包括： a·於時脈正緣使用一正緣資料選通信號以及於一時 脈負緣使用一負緣資料選通信號選通之資料； b.寫入偶數位址及奇數位址位元線感測放大器之資 料；以及 ' c•資料爆衝之起始位址決定哪些選通的資料連接至 该偶數位址位元線感測放大器，哪些選通的資料連 接至奇數位址位元線感測放大器。 卜申請專利範圍第6項所述之資料寫入電路，其中當 4賓料爆衝起始位址為偶數時，該正緣資料選通传號 ^¾1T------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本f) 7 ·

   六'申請專利範圍 選通之資料被連接至該偶數位址位元線感測放大器， "亥負緣資料選通信號選通之資料被連接至該奇數位址 位元線感測放大器。 8如申晴專利範圍第6項所述之資料寫入電路，其中當 邊資料爆衝起始位址為奇數時，該正緣資料選通信號 選通之資料被連接至該奇數位址位元線感測放大器， 该負緣資料選通信號選通之資料被連接至該偶數位址 位元線感測放大器。 9如申請專利範圍第Θ項所述之資料寫入電路，其中同 凋適用於任何資料組長度的連續或者插入型的資料爆 衝。 1〇 ·如申請專利範圍第6項所述之資料寫入電路，其中 係藉由在寫入後讀取相同記憶胞的相同資料以保證 資料同調。 11.一種雙倍資料速度動態隨機存取記憶體之讀取方 法，包括下列步驟： 經濟部智总財.4¾¾工消费合作社印製 a·連接儲存在記憶體的資料，其中偶數儲存位址的 • 資料連接至一偶數位元線感測放大器，奇數儲存 位址的資料連接至一奇數位元線感測放大器； b·當一資料組起始位址為偶數而行位址選通信號延 遲為時脈週期的整數時，或者當該資料組起始位 址為可數而行位址選通信號延遲為時脈週期的非 公董)---- Α8 Β8 — C8 "~ -~ — D8 ~、申請專利範圍 ~一~~- 正放日可’連接來自偶數位元線感測放大器的資料 至一正緣資料暫存器，以及連接來自奇數位元線 感測放大器的資料至一負緣資料暫存器； ^ 4為料組起始位址為奇數而行位址選通信號延 遲為時脈週期的整數，或者當該資料組起始位址 為偶數而行位址選通信號延遲為時脈週期的非整 數日可’連接偶數位元線感測放大器的資料至一負 緣資料暫存器，以及連接奇數位元線感測放大器 的資料至一正緣資料暫存器； d·使ΰ亥正％資料暫存器進入一選通器之資料對應時 脈正緣，使該負緣資料暫存器進入該選通器之資 料對應時脈負緣；以及 e，在該選通器之輸出產生一資料輸出。 12如申請專利範圍第11項所述之方法，其中連接來 自該偶數與奇數位元線感測放大器係與該資料組起 始位址與該行位址選通信號延遲有關，以維持資料同 調。 13 ·如申請專利範圍第i丄項所述之方法，其中該方法 適用於任何資料組長度的連續或者插入型資料爆衝。 14 ·如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該行位 址選通信號延遲係在供電期間由基本輸入輪出系統 °又疋’邊延遲決定在讀取命令被設定之後讀取第一資 (請先閱讀背面之注意事項-^填寫本頁) 裝 、17 經濟部智忽財4局3(工闭費合作社印货 ~----~ 絰濟部智慧財凌^:只工消費合作社印災 479260 as Β8 C8 "" _____________ 六、申請專利範圍 ^ ^— 料的時脈週期數目。 15.-種寫人雙倍資料速度動態隨機存取記憶體之方 法，包括下列步驟： a.連接欲寫入記憶體的資料組資料至一解除選通 ES · OU ^ b·以資料魏選通信號正緣選通雜位元以連接該 資料位元至一資料要求選通信號正緣暫存器； c. 以資料要⑽通信號負緣選通資料位元以連接該 資料位元至一資料要求選通信號負緣暫存器； d. 當該資料組資料起始位址為偶數，連接該資料要 求選通信號正緣暫钟的簡至—偶數位元線感 測放大器以及連接來自該雜縣·信號負緣 暫存器的資料至-奇數位元線感測放大器； e. 當該資料組資料起始位址鱗數，連接來自該資 料要求選通信號正緣暫存器的資料至一奇數位元 線感測放大|§，以及連接來自該資料要求選通信 就貞緣暫存器的資料至—偶數位元線感測放大 器；以及 f·儲存該資料組資料至記憶體。 1 6 ·如申請專利麵第1 5項所述之方法，其中該方法 適用於任何H喊度喊觀麵人娜料爆衝。 1 7 · ”請專利範卿1 5項所述之方法，其中該偶數

   479260 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 與奇數位元線感測放大器係以位元開關選擇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1T 經濟部智慧財是^ρ、工消費合作社印製 夂紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210xi$7公釐）