TWI726775B - Memory apparatus and method of input and output buffer control thereof - Google Patents
Memory apparatus and method of input and output buffer control thereof Download PDFInfo
- Publication number
- TWI726775B TWI726775B TW109124875A TW109124875A TWI726775B TW I726775 B TWI726775 B TW I726775B TW 109124875 A TW109124875 A TW 109124875A TW 109124875 A TW109124875 A TW 109124875A TW I726775 B TWI726775 B TW I726775B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- circuit
- coupled
- input
- voltage
- control signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Dram (AREA)
Abstract
Description
本發明是有關於一種半導體電路,且特別是有關於一種記憶體裝置及其輸入輸出緩衝控制方法。 The present invention relates to a semiconductor circuit, and more particularly to a memory device and its input and output buffer control method.
近年來,低腳位數記憶體(low pin count memory,LPC memory)已廣泛運用於物聯網(Internet of Things,IOT)與可穿戴裝置。然而,由於需要操作在較高的時脈頻率下,低腳位數記憶體的輸入輸出電路(IO circuit)需要消耗大量電流。此外,習知技術中存取時間與時脈頻率無關,且電流驅動力控制未取決於操作模式和時脈頻率,導致電池壽命縮短。 In recent years, low pin count memory (LPC memory) has been widely used in Internet of Things (IOT) and wearable devices. However, due to the need to operate at a higher clock frequency, the input-output circuit (IO circuit) of the low-pin-number memory needs to consume a large amount of current. In addition, in the prior art, the access time has nothing to do with the clock frequency, and the current driving force control does not depend on the operation mode and the clock frequency, resulting in shortened battery life.
有鑑於此,本發明提供一種記憶體裝置及其輸入輸出緩衝控制方法,用以依據電源電壓與時脈頻率產生暫存器設定碼,並依據暫存器設定碼致能輸入輸出電路中的高速模式電路或慢速模式電路,以動態調整輸入輸出電路的存取時間,從而提供節電控制,並延長電池壽命。 In view of this, the present invention provides a memory device and its input/output buffer control method, which is used to generate a register setting code according to the power supply voltage and clock frequency, and to enable high speed in the input/output circuit according to the register setting code. Mode circuit or slow mode circuit to dynamically adjust the access time of the input and output circuits to provide power saving control and extend battery life.
本發明的實施例提供一種記憶體裝置。記憶體裝置包括 虛擬靜態隨機存取記憶體與控制器。虛擬靜態隨機存取記憶體包括具有高速模式電路與慢速模式電路的輸入輸出電路。控制器耦接虛擬靜態隨機存取記憶體,控制器依據記憶體裝置的操作模式而調整電源電壓與時脈頻率,並基於經調整電源電壓與經調整時脈頻率而產生暫存器設定碼。其中虛擬靜態隨機存取記憶體依據暫存器設定碼而致能高速模式電路以及慢速模式電路中的一者,並禁能高速模式電路以及慢速模式電路中的另一者。 The embodiment of the present invention provides a memory device. The memory device includes Virtual static random access memory and controller. The virtual static random access memory includes an input and output circuit with a high-speed mode circuit and a slow-mode circuit. The controller is coupled to the virtual static random access memory. The controller adjusts the power supply voltage and the clock frequency according to the operation mode of the memory device, and generates a register setting code based on the adjusted power supply voltage and the adjusted clock frequency. The virtual static random access memory enables one of the high-speed mode circuit and the slow mode circuit according to the register setting code, and disables the other of the high-speed mode circuit and the slow mode circuit.
本發明的實施例提供一種輸入輸出緩衝控制方法,適用於記憶體裝置,記憶體裝置包括虛擬靜態隨機存取記憶體與控制器。虛擬靜態隨機存取記憶體包括具有高速模式電路與慢速模式電路的輸入輸出電路。輸入輸出緩衝控制方法包括依據所述記憶體裝置的操作模式而調整電源電壓與時脈頻率。基於經調整電源電壓與經調整時脈頻率而產生暫存器設定碼。依據暫存器設定碼而致能高速模式電路以及慢速模式電路中的一者,並禁能高速模式電路以及慢速模式電路中的另一者。 The embodiment of the present invention provides an input and output buffer control method, which is suitable for a memory device, and the memory device includes a virtual static random access memory and a controller. The virtual static random access memory includes an input and output circuit with a high-speed mode circuit and a slow-mode circuit. The input and output buffer control method includes adjusting the power supply voltage and the clock frequency according to the operation mode of the memory device. The register setting code is generated based on the adjusted power supply voltage and the adjusted clock frequency. According to the register setting code, one of the high-speed mode circuit and the slow mode circuit is enabled, and the other of the high-speed mode circuit and the slow mode circuit is disabled.
基於上述,在本發明的實施例中,所述記憶體裝置及其輸入輸出緩衝控制方法用以依據操作模式調整電源電壓與時脈頻率,藉由經調整的電源電壓與時脈頻率產生暫存器設定碼,並依據暫存器設定碼致能輸入輸出電路中的高速模式電路或慢速模式電路,以動態調整輸入輸出電路的存取時間,從而提供節電控制,並延長電池壽命。 Based on the above, in an embodiment of the present invention, the memory device and its input/output buffer control method are used to adjust the power supply voltage and clock frequency according to the operation mode, and generate temporary storage by the adjusted power supply voltage and clock frequency And enable the high-speed mode circuit or the slow mode circuit in the input/output circuit according to the register setting code to dynamically adjust the access time of the input/output circuit, thereby providing power saving control and extending battery life.
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。 In order to make the above-mentioned features and advantages of the present invention more comprehensible, the following specific embodiments are described in detail in conjunction with the accompanying drawings.
10:記憶體裝置 10: Memory device
110:虛擬靜態隨機存取記憶體 110: Virtual Static Random Access Memory
120:控制器 120: Controller
130:輸入輸出電路 130: Input and output circuit
140:高速模式電路 140: High-speed mode circuit
150:慢速模式電路 150: Slow mode circuit
160:輸入接收器 160: input receiver
170:微處理器 170: Microprocessor
180:電源管理電路 180: power management circuit
190:電源電路 190: Power supply circuit
210:命令解碼器 210: Command decoder
220:記憶體陣列 220: memory array
230:位址閂鎖與解碼電路 230: Address latch and decoding circuit
240:資料路徑 240: data path
250_1、250_N:陣列 250_1, 250_N: array
260_1、260_N-1:感測放大器 260_1, 260_N-1: sense amplifier
270:X解碼器 270: X decoder
280:Y解碼器/第二感測放大器 280: Y decoder/second sense amplifier
500、510、520:晶片外驅動器 500, 510, 520: off-chip drivers
530、550:晶片外驅動器控制電路 530, 550: off-chip driver control circuit
540、560:輸出級 540, 560: output stage
NOT1、NOT2、NOT3:反相器 NOT1, NOT2, NOT3: inverter
DA:差動放大器 DA: Differential amplifier
RS:串聯電阻 RS: series resistance
NAND1:反及閘 NAND1: reverse and gate
AS:位址空間位元 AS: address space bit
CK、CK#:差動時脈訊號 CK, CK#: differential clock signal
CR[15]:操作模式 CR[15]: Operation mode
CR[7:4]:延遲計數 CR[7:4]: Delay count
CS#:晶片選擇訊號 CS#: Chip selection signal
CTLPWR:電源管理控制信號 CTLPWR: power management control signal
CTLVDDQ:電源控制訊號 CTLVDDQ: power control signal
CTLRX:輸入控制訊號 CTLRX: Input control signal
CTLRXB:反相輸入控制訊號 CTLRXB: Inverting input control signal
CTLTX:傳輸控制訊號 CTLTX: Transmission control signal
DQ:資料總線 DQ: data bus
DATA_IN:輸入資料 DATA_IN: input data
DATA_OUT:輸出資料 DATA_OUT: output data
RWDS:讀寫資料選通訊號 RWDS: select communication number for reading and writing data
GND:接地電壓 GND: Ground voltage
N1、N2、N3:節點電壓 N1, N2, N3: node voltage
VDDQ:電源電壓 VDDQ: power supply voltage
VIN:輸入訊號 VIN: Input signal
VN:高速模式電壓 VN: High-speed mode voltage
VOUT:輸出訊號 VOUT: output signal
VREF:參考電壓 VREF: Reference voltage
VS:慢速模式電壓 VS: Slow mode voltage
MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MN1、MN2、MN3、MN4、MN5:電晶體 MP1, MP2, MP3, MP4, MP5, MN1, MN2, MN3, MN4, MN5: Transistor
SW1、SW2、SW3、SW4、SW5:開關 SW1, SW2, SW3, SW4, SW5: switch
S310、311、S312、S313、S314、S315、S320、321、S322、S323、S324、S325、S610、S620、S630、S640、S710、S720、S730:步驟 S310, 311, S312, S313, S314, S315, S320, 321, S322, S323, S324, S325, S610, S620, S630, S640, S710, S720, S730: steps
圖1是本發明一實施例的記憶體裝置的示意圖。 FIG. 1 is a schematic diagram of a memory device according to an embodiment of the invention.
圖2是本發明一實施例的虛擬靜態隨機存取記憶體的電路方塊圖。 FIG. 2 is a circuit block diagram of a virtual static random access memory according to an embodiment of the invention.
圖3A是本發明一實施例的命令位址位元的判斷流程圖。 FIG. 3A is a flowchart of determining a command address bit according to an embodiment of the present invention.
圖3B是本發明一實施例的命令位址位元的判斷流程圖。 FIG. 3B is a flow chart of judging command address bits according to an embodiment of the present invention.
圖4是本發明一實施例的位址閂鎖解碼電路的電路方塊圖。 4 is a circuit block diagram of an address latch decoding circuit according to an embodiment of the present invention.
圖5是本發明一實施例的頁面存取序列的時序圖。 FIG. 5 is a timing diagram of a page access sequence according to an embodiment of the invention.
圖6是本發明一實施例的連續讀寫方法的流程圖。 Fig. 6 is a flowchart of a continuous reading and writing method according to an embodiment of the present invention.
圖7是本發明一實施例的輸入輸出緩衝控制方法的流程圖。 Fig. 7 is a flowchart of an input/output buffer control method according to an embodiment of the present invention.
參照圖1,記憶體裝置10可以包括虛擬靜態隨機存取記憶體110與控制器120。虛擬靜態隨機存取記憶體110包括輸入輸出電路130。輸入輸出電路130包括高速模式電路140與慢速模式電路150。控制器120耦接至虛擬靜態隨機存取記憶體110。
1, the
在不同的實施例中,記憶體裝置10可以是是八進位快閃記憶體(Octal Flash memory)、鐵電隨機存取記憶體(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、電子抹除式可複寫唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)或其他記憶體。
In different embodiments, the
參照圖2,虛擬靜態隨機存取記憶體110包括輸入輸出電路130、命令解碼器210、記憶體陣列220。輸入輸出電路130耦
接至命令解碼器210,用以作為虛擬靜態隨機存取記憶體110內部電路與外部電路的輸入輸出介面。進一步說,輸入輸出電路130包括輸入接收器160,輸入接收器160包括高速模式電路140與慢速模式電路150。命令解碼器210耦接在輸入輸出電路130與記憶體陣列220之間,命令解碼器210用以解碼從控制器120所接收到的暫存器設定碼CR,並產生輸入控制訊號CTLRX與傳輸控制訊號CTLTX。記憶體陣列220由多個儲存單元組成,並且對由微處理器170指定的儲存單元執行資料寫入或讀取控制。在一實施例中,虛擬靜態隨機存取記憶體110可以由一個動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)作為核心以及由靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory,SRAM)作為介面所組成。在一實施例中,虛擬靜態隨機存取記憶體110還可以包括其他裝置,例如是位址閂鎖與解碼電路(address latch and decode circuit)230與資料路徑(data path)240,但不限於此。在一實施例中,記憶體陣列220包括陣列250_1、感測放大器260_1...感測放大器260_N-1與陣列250_N、X解碼器270以及Y解碼器/第二感測放大器280。
2, the virtual static
參照圖2,控制器120包括微處理器170、電源管理電路180與電源電路190。
2, the
微處理器170耦接虛擬靜態隨機存取記憶體110,微處理器170提供差動時脈訊號CK、差動時脈訊號CK#與晶片選擇訊號CS#至虛擬靜態隨機存取記憶體110,虛擬靜態隨機存取記憶體110與微處理器170之間還具有雙向流通的資料總線DQ與讀寫資
料選通訊號RWDS。關於差動時脈訊號CK、差動時脈訊號CK#的時脈頻率調整,具體來說,微處理器170依據記憶體裝置10的操作模式而產生電源管理控制信號CTLPWR並調整時脈頻率,例如指向低功耗模式時由頻率400MHz調整為133MHz。且微處理器170依據時脈頻率的變化而產生相應的命令位址位元CA與暫存器設定碼CR。依照設計需求,微處理器170可以是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU),或是其他可程式化之微處理器(Microprocessor)、數位信號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)或其他類似元件或上述元件的組合。
The
電源管理電路180耦接微處理器170,電源管理電路180依據電源管理控制訊號CTLPWR產生電源控制訊號CTLVDDQ。舉例來說,當微處理器170指示進入低功耗模式時,則微處理器170發送高邏輯準位的電源管理控制訊號CTLPWR至電源管理電路180。接著,電源管理電路180依據高邏輯準位的電源管理控制訊號CTLPWR而發送低邏輯準位的電源控制訊號CTLVDDQ至電源電路190。
The
電源電路190耦接虛擬靜態隨機存取記憶體110、微處理器170以及電源管理電路180。電源電路190依據電源控制訊號CTLVDDQ產生電源電壓VDDQ並提供至微處理器170與虛擬靜態隨機存取記憶體110。承上例,當電源電路190接收低邏輯準位的電源控制訊號CTLVDDQ時,電源電路190增加電源電壓VDDQ
並提供至微處理器170與虛擬靜態隨機存取記憶體110,例如將電源電壓VDDQ由1.2V升高為1.8V。
The
相反地,當微處理器170指示進入高速模式時,則微處理器170發送低邏輯準位的電源管理控制訊號CTLPWR至電源管理電路180。接著,電源管理電路180依據低邏輯準位的電源管理控制訊號CTLPWR而發送高邏輯準位的電源控制訊號CTLVDDQ至電源電路190。當電源電路190接收高邏輯準位的電源控制訊號CTLVDDQ時,電源電路190提高電源電壓VDDQ並提供至微處理器170與虛擬靜態隨機存取記憶體110,例如將電源電壓VDDQ由1.8V降低為1.2V。
Conversely, when the
參照圖3A,於步驟S310中,記憶體裝置10開始存取。接著,於步驟S311中,虛擬靜態隨機存取記憶體110中的命令解碼器210依據命令位址位元CA中的位址空間位元AS判斷存取為記憶體存取(AS=0)或暫存器存取(AS=1),當為記憶體存取時(AS=0),進入步驟S312,當為暫存器存取時(AS=1),進入步驟S313。在步驟S312中,記憶體裝置10進行對記憶體陣列220進行陣列存取。在步驟S313中,記憶體裝置10對命令解碼器210進行暫存器存取,並對命令解碼器210所儲存暫存器設定碼CR中的操作模式CR[15]進行判斷。當模式設定CR[15]為0b時,進入步驟S314。當模式設定CR[15]為1b時,進入步驟S315。關於暫存器設定碼CR中模式設定CR[15]的詳細內容,請參考表一。
3A, in step S310, the
【表一】
於步驟S314,表示判斷輸入輸出電路130將操作於慢速模式,命令解碼器210輸出低邏輯準位的輸入控制訊號CTLRX(即CTLRX=L)與低邏輯準位的傳輸控制訊號CTLTX(即CTLTX=L)。於步驟S315,表示判斷輸入輸出電路130將操作於高速模式,命令解碼器210輸出高邏輯準位的輸入控制訊號CTLRX(即CTLRX=H)與高邏輯準位的傳輸控制訊號CTLTX(即CTLTX=H)。
In step S314, it is judged that the input/
參照圖3B,於步驟S320中,記憶體裝置10開始存取。接著,於步驟S321中,虛擬靜態隨機存取記憶體110中的命令解
碼器210依據命令位址位元CA中的位址空間位元AS判斷存取為記憶體存取(AS=0)或暫存器存取(AS=1),當為記憶體存取時(AS=0),進入步驟S322,當為暫存器存取時(AS=1),進入步驟S323。在步驟S322中,記憶體裝置10進行對記憶體陣列220進行陣列存取。在步驟S323中,記憶體裝置10對命令解碼器210進行暫存器存取,並對命令解碼器210所儲存暫存器設定碼CR中的延遲計數CR[7:4]進行判斷。當延遲計數CR[7:4]為5、6、7、8個時脈時,進入步驟S324。當延遲計數CR[7:4]為12、14、16個時脈時,進入步驟S325。關於暫存器設定碼CR中延遲計數CR[7:4]的詳細內容,請參考表一。於步驟S324,表示判斷輸入輸出電路130將操作於慢速模式,命令解碼器210輸出低邏輯準位的輸入控制訊號CTLRX(即CTLRX=L)與低邏輯準位的傳輸控制訊號CTLTX(即CTLTX=L)。於步驟S325,表示判斷輸入輸出電路130將操作於高速模式,命令解碼器210輸出高邏輯準位的輸入控制訊號CTLRX(即CTLRX=H)與高邏輯準位的傳輸控制訊號CTLTX(即CTLTX=H)。
Referring to FIG. 3B, in step S320, the
參照圖2、圖3A、圖3B與表一,當微處理器170指示進入低功耗模式時,微處理器170將時脈頻率降低,例如由頻率400MHz調整為133MHz。接著微處理器170根據頻率的變化(如表一)產生命令位址位元CA與暫存器設定碼CR。其中命令位址位元CA至少包括位址空間位元AS,暫存器設定碼CR至少包括模式設定CR[15]與延遲計數CR[7:4]。虛擬靜態隨機存取記憶體110
接收命令位址位元CA,依據命令位址位元CA與暫存器設定碼CR來致能高速模式電路140或慢速模式電路150。
Referring to FIG. 2, FIG. 3A, FIG. 3B and Table 1, when the
因此,參照圖1、圖2、圖3A、圖3B與表一,控制器120可以依據記憶體裝置10的操作模式而調整電源電壓VDDQ與差動時脈訊號CK、差動時脈訊號CK#的時脈頻率,並產生與經調整的電源電壓VDDQ與經調整的時脈頻率相對應的暫存器設定碼CR。接著,虛擬靜態隨機存取記憶體110可以依據暫存器設定碼CR而致能高速模式電路140以及慢速模式電路150中的一者,並禁能高速模式電路140以及慢速模式電路150中的另一者。更進一步說,虛擬靜態隨機存取記憶體110是依據輸入控制訊號CTLRX而致能所述高速模式電路140以及慢速模式電路150中的一者,並禁能高速模式電路140以及慢速模式電路150中的另一者。
Therefore, referring to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3A, FIG. 3B, and Table 1, the
詳細而言,當虛擬靜態隨機存取記憶體110依據暫存器設定碼CR判斷所述輸入輸出電路130被設定為高速模式時(即CTLRX=H),致能高速模式電路140並禁能所述慢速模式電路150。當虛擬靜態隨機存取記憶體110依據暫存器設定碼CR判斷輸入輸出電路130被設定為慢速模式時(即CTLRX=L),致能慢速模式電路150並禁能高速模式電路140。
In detail, when the virtual static
關於圖4,輸入接收器160包括反相器NOT1、高速模式電路140、慢速模式電路150以及反及閘NAND1。反相器NOT1接收並反相輸入控制訊號CTLRX以產生反相輸入控制訊號
CTLRXB。高速模式電路140耦接至反相器NOT1,高速模式電路140接收反相輸入控制訊號CTLRXB與輸入訊號VIN,以產生高速模式電壓VN。慢速模式電路150,耦接至反相器NOT1,配置為接收反相輸入控制訊號CTLRXB與輸入訊號VIN,以產生慢速模式電壓VS。反及閘NAND1耦接高速模式電路140與慢速模式電路150,反及閘NAND1對高速模式電壓VN以及慢速模式電壓VS進行反及運算以產生輸出訊號VOUT。當判斷輸入輸出電路130將操作於高速模式時,反相輸入控制訊號CTLRXB致能高速模式電路140並禁能慢速模式電路150。當判斷輸入輸出電路130將操作於慢速模式時,反相輸入控制訊號CTLRXB禁能高速模式電路140並致能慢速模式電路150。
With respect to FIG. 4, the
高速模式電路140包括反相器NOT2、開關SW1、差動放大器DA、串聯電阻RS、開關SW2與開關SW3。反相器NOT2耦接至反相器NOT1,反相器NOT2接收反相輸入控制訊號CTLRXB,以產生節點電壓N1。第一開關SW1的第一端耦接至電源電壓VDDQ,第一開關SW1的控制端耦接至節點電壓N1,第一開關SW1的第二端耦接至高速模式電壓VN。差動放大器DA包括電晶體NM1、電晶體NM2以及電流鏡負載,電流鏡負載包括電晶體PM1與電晶體PM2。電晶體NM1的第一端耦接至高速模式電壓VN,電晶體NM1的控制端耦接至輸入訊號VIN,電晶體NM1的第二端耦接至節點電壓N2。電晶體NM2的第一端耦接至節點電壓N3,電晶體NM2的控制端接收由串聯電阻RS經分壓產
生的參考電壓VREF,電晶體NM2的第二端耦接至節點電壓N2。電晶體PM1的第一端耦接至電源電壓VDDQ,電晶體PM1的控制端耦接至節點電壓N3,電晶體PM1的第二端耦接至高速模式電壓VN。電晶體PM2的第一端耦接至電源電壓VDDQ,電晶體PM2的控制端耦接至節點電壓N3,電晶體PM2的第二端耦接至節點電壓N3。串聯電阻RS包括第一電阻R1與第二電阻R2,串聯電組RS藉由第一電阻R1與第二電阻R2進行分壓操作以產生參考電壓VREF。串聯電阻RS的第一端耦接至電源電壓VDDQ,串聯電阻RS的第二端耦接至開關SW3,串聯電阻RS的分壓端耦接至電晶體NM2的控制端。第一電阻R1耦接在電源電壓VDDQ與參考電壓VREF之間,第二電阻R2耦接在參考電壓VREF與開關SW3之間。開關SW2的第一端耦接至差動放大器DA中的節點電壓N2,開關SW2的控制端耦接至節點電壓N1,開關SW2的第二端耦接至接地電壓GND。開關SW3的第一端耦接至第二電阻R2,開關SW3的控制端耦接至節點電壓N1,開關SW3的第二端耦接至接地電壓GND。
The high-
具體而言,當輸入控制訊號CTLRX為高邏輯準位(即CTLRX=H)時,由於反相輸入控制訊號CTLRXB為低邏輯準位(即CTLRXB=L),高速模式電路140中的節點電壓N1為高邏輯準位,從而開關SW1不導通,而開關SW2與開關SW3導通至接地電壓GND,因此串聯電阻RS得以對電源電壓VDDQ進行分壓而產生參考電壓VREF,且差動放大器DA藉由比較輸入訊號VIN與參
考電壓VREF以產生高速模式電壓VN。相對地,由於輸入控制訊號CTLRX為高邏輯準位(即CTLRX=H),反相輸入控制訊號CTLRXB為低邏輯準位(即CTLRXB=L),慢速模式電路150中的開關SW4不導通而開關SW5導通,使得慢速模式電壓VS固定為高邏輯準位。因此,在當輸入控制訊號CTLRX為高邏輯準位(即CTLRX=H)時,高速模式電路140接收輸入訊號VIN而產生高速模式電壓VN,反及閘NAND1對藉由輸入訊號VIN所產生的高速模式電壓VN與固定為高邏輯準位的慢速模式電壓VS進行反及(NAND)運算,而產生輸出訊號VOUT。
Specifically, when the input control signal CTLRX is at a high logic level (ie CTLRX=H), since the inverting input control signal CTLRXB is at a low logic level (ie CTLRXB=L), the node voltage N1 in the high-
慢速模式電路150包括反相器NOT3、開關SW4與開關SW5。反相器NOT3的第一端耦接至電源電壓VDDQ,反相器NOT3的輸入端耦接至輸入訊號VIN,反相器NOT3的輸出端耦接至所述慢速模式電壓VS。反相器NOT3由電晶體PM3與電晶體NM3組成。開關SW4的第一端耦接至所述反相器NOT3的第二端,開關SW4的控制端接收反相輸入控制訊號CTLRXB,開關SW4的第二端耦接至接地電壓GND。開關SW5的第一端耦接至電源電壓VDDQ,開關SW5的控制端接收反相輸入控制訊號CTLRXB,開關SW5的第二端耦接至慢速模式電壓VS。
The
具體而言,當輸入控制訊號CTLRX為低邏輯準位(即CTLRX=L)時,由於反相輸入控制訊號CTLRXB為高邏輯準位(即CTLRXB=H),高速模式電路140中的節點電壓N1為低邏輯準位,從而開關SW1導通而使高速模式電壓VN固定為高邏輯準位,而
開關SW2與開關SW3不導通,串聯電阻RS無法對電源電壓VDDQ進行分壓而產生參考電壓VREF。相對地,由於輸入控制訊號CTLRX為低邏輯準位(即CTLRX=L),反相輸入控制訊號CTLRXB為高邏輯準位(即CTLRXB=H),慢速模式電路150中的開關SW4導通而開關SW5不導通,使得反相器NOT3對輸入訊號VIN進行反相而輸出慢速模式電壓VS。因此,在當輸入控制訊號CTLRX為低邏輯準位(即CTLRX=L)時,慢速模式電路150接收輸入訊號VIN而產生慢速模式電壓VS,反及閘NAND1對固定為高邏輯準位的高速模式電壓VN與藉由輸入訊號VIN產生的慢速模式電壓VS進行反及(NAND)運算,而產生輸出訊號VOUT。
Specifically, when the input control signal CTLRX is at a low logic level (ie CTLRX=L), since the inverting input control signal CTLRXB is at a high logic level (ie CTLRXB=H), the node voltage N1 in the high-
必須說明的是,在慢速模式(即CTLRX=L)中慢速模式電路150被致能,相較於高速模式(即CTLRX=H)中高速模式電路140被致能,慢速模式中慢速模式電路150中的輸入訊號VIN相較於高速模式中高速模式電路140多經過了一個反相器的延遲(即反相器NOT3)。必須說明的是,本實施例僅為示例,本發明不限制產生延遲的反相器個數。因此在慢速模式(即CTLRX=L)下,儘管輸入接收器160的輸入輸出反應相對較慢,但是消耗電流小於高速模式電路140中的消耗電流,從而可以延長電池壽命。
It must be noted that the
參照圖5,記憶體裝置10更包括晶片外驅動器(Off-Chip Driver,OCD)500,晶片外驅動器500至少配置在輸入輸出電路130中,並且包括資料選通訊號DQS(未繪示)與資料總線DQ。晶片外驅動器500包括第一晶片外驅動器510、第二晶片外驅動器520,
晶片外驅動器500用以依據傳輸控制訊號CTLTX而對輸入資料DATA_IN進行緩衝,以產生輸出資料DATA_OUT。第一晶片外驅動器510接收輸入控制訊號CTLRX,第一晶片外驅動器510依據傳輸控制訊號CTLTX而被致能或禁能。第二晶片外驅動器520配置為常時操作,晶片外驅動器500用以依據傳輸控制訊號CTLTX,而動態調整由輸入資料DATA_IN緩衝至輸出資料DATA_OUT的電流驅動力,進而將調整電流驅動力後之輸出資料DATA_OUT提供至資料總線DQ。
5, the
詳細來說,第一晶片外驅動器510包括晶片外驅動器控制電路530與輸出級540。晶片外驅動器控制電路530接收傳輸控制訊號CTLTX與輸入資料DATA_IN,晶片外驅動器控制電路530依據傳輸控制訊號CTLTX而被致能或禁能,用以調整提供至輸出級540的電壓。輸出級540包括電晶體PM4與電晶體NM4,用以依據晶片外驅動器控制電路530所提供的電壓產生輸出資料DATA_OUT。另一方面,第二晶片外驅動器520包括晶片外驅動器控制電路550與輸出級560。晶片外驅動器控制電路550接收輸入資料DATA_IN,用以調整提供至輸出級540的電壓。輸出級560包括電晶體PM5與電晶體NM5,用以依據晶片外驅動器控制電路550所提供的電壓產生輸出資料DATA_OUT。
In detail, the first off-
具體而言,當虛擬靜態隨機存取記憶體110依據暫存器設定碼CR判斷輸入輸出電路130被設定為高速模式時,依據傳輸控制訊號CTLTX致能第一晶片外驅動器510。當虛擬靜態隨機存
取記憶體110依據暫存器設定碼CR判斷輸入輸出電路130被設定為慢速模式時,依據傳輸控制訊號CTLTX禁能第一晶片外驅動器510。由於第二晶片外驅動器520被配至為為常時操作,因此在高速模式下第一晶片外驅動器510與第二晶片外驅動器520皆被致能,而在慢速模式下僅有第二晶片外驅動器520被致能。換句話說,晶片外驅動器500可藉由暫存器設定碼CR調整資料輸入輸出的電流驅動力,以根據高速模式或慢速模式提供最佳DQ總線區動能力。
Specifically, when the virtual static
參照圖2、圖6,讀寫資料選通訊號RWDS用以使微處理器170獲知虛擬靜態隨機存取記憶體110的操作模式的狀態轉變。由於更新電源電壓VDDQ需要過渡時間,在等待該過渡時間時虛擬靜態隨機存取記憶體110可以運用讀寫資料選通訊號RWDS告知微處理器170關於虛擬靜態隨機存取記憶體110的操作模式。具體來說,於步驟S610中,虛擬靜態隨機存取記憶體110開始存取。接著,於步驟S620,判斷電源電壓VDDQ是否已被調整。如果電源電壓VDDQ未被調整時,進入步驟S625。當電源電壓VDDQ已被調整時,進入步驟S630。於步驟S630,控制讀寫資料選通訊號RWDS的邏輯準位。當讀寫資料選通訊號RWDS為低邏輯準位(即RWDS=L)時,進入步驟S640。當讀寫資料選通訊號RWDS為高邏輯準位(即RWDS=H),則重新回到步驟S630,並且變為步驟S650,以通知微處理器170電源電壓VDDQ正在調整。於步驟S640中,告知微處理器170準備接收事務(transaction)
以進行陣列存取。於步驟S650,告知微處理器170目前操作模式正在調整中。
Referring to FIGS. 2 and 6, the communication number RWDS is selected for reading and writing data to enable the
參照圖7,於步驟S710中,控制器120依據所述記憶體裝置10的操作模式而調整電源電壓VDDQ與時脈頻率。接著,於步驟S720,控制器120基於經調整的電源電壓VDDQ與經調整的時脈頻率而產生暫存器設定碼CR。於步驟S730,虛擬靜態隨機存取記憶體110依據暫存器設定碼CR而致能高速模式電路140以及慢速模式電路150中的一者,並禁能高速模式電路140以及慢速模式電路150中的另一者。
Referring to FIG. 7, in step S710, the
綜上所述,在本發明的實施例中,所述記憶體裝置及其輸入輸出緩衝控制方法用以依據操作模式調整電源電壓與時脈頻率,藉由經調整的電源電壓與時脈頻率產生暫存器設定碼,依據暫存器設定碼致能輸入輸出電路中的高速模式電路或慢速模式電路,以動態調整輸入輸出電路的存取時間。並藉由暫存器設定碼調整晶片外驅動器資料的電流驅動力。另外,微處理器可以被通知電源電壓的狀態轉變。本發明藉由操作模式最佳化地控制輸入輸出電路,可實現更快的速度並延長電池壽命。 To sum up, in the embodiment of the present invention, the memory device and its input/output buffer control method are used to adjust the power supply voltage and clock frequency according to the operation mode, and the adjusted power supply voltage and clock frequency are used to generate The register setting code enables the high-speed mode circuit or the slow mode circuit in the input/output circuit according to the register setting code to dynamically adjust the access time of the input/output circuit. And adjust the current driving force of the off-chip driver data through the register setting code. In addition, the microprocessor can be notified of the state transition of the power supply voltage. The present invention optimizes the control of the input and output circuits through the operation mode, which can achieve faster speed and prolong battery life.
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。 Although the present invention has been disclosed in the above embodiments, it is not intended to limit the present invention. Anyone with ordinary knowledge in the relevant technical field can make some changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. The scope of protection of the present invention shall be determined by the scope of the attached patent application.
10:記憶體裝置 10: Memory device
110:虛擬靜態隨機存取記憶體 110: Virtual Static Random Access Memory
120:控制器 120: Controller
130:輸入輸出電路 130: Input and output circuit
140:高速模式電路 140: High-speed mode circuit
150:慢速模式電路 150: Slow mode circuit
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109124875A TWI726775B (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Memory apparatus and method of input and output buffer control thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109124875A TWI726775B (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Memory apparatus and method of input and output buffer control thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI726775B true TWI726775B (en) | 2021-05-01 |
TW202205272A TW202205272A (en) | 2022-02-01 |
Family
ID=77036529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109124875A TWI726775B (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Memory apparatus and method of input and output buffer control thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI726775B (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6934200B2 (en) * | 2001-03-12 | 2005-08-23 | Indian Institute Of Science | Yield and speed enhancement of semiconductor integrated circuits using post fabrication transistor mismatch compensation circuitry |
US20070121499A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-05-31 | Subhasis Pal | Method of and system for physically distributed, logically shared, and data slice-synchronized shared memory switching |
TWI454900B (en) * | 2007-05-03 | 2014-10-01 | Microchip Tech Inc | Power optimization when using external clock sources |
TW201737089A (en) * | 2014-11-10 | 2017-10-16 | 慧榮科技股份有限公司 | Data storage device and operating method |
US10565048B2 (en) * | 2017-12-01 | 2020-02-18 | Arista Networks, Inc. | Logic buffer for hitless single event upset handling |
-
2020
- 2020-07-23 TW TW109124875A patent/TWI726775B/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6934200B2 (en) * | 2001-03-12 | 2005-08-23 | Indian Institute Of Science | Yield and speed enhancement of semiconductor integrated circuits using post fabrication transistor mismatch compensation circuitry |
US20070121499A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-05-31 | Subhasis Pal | Method of and system for physically distributed, logically shared, and data slice-synchronized shared memory switching |
TWI454900B (en) * | 2007-05-03 | 2014-10-01 | Microchip Tech Inc | Power optimization when using external clock sources |
TW201737089A (en) * | 2014-11-10 | 2017-10-16 | 慧榮科技股份有限公司 | Data storage device and operating method |
US10565048B2 (en) * | 2017-12-01 | 2020-02-18 | Arista Networks, Inc. | Logic buffer for hitless single event upset handling |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202205272A (en) | 2022-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9411391B2 (en) | Multistage low leakage address decoder using multiple power modes | |
TWI779098B (en) | Memory device, system-on-chip device and method of operating memory device | |
KR20190041645A (en) | Memory modules, methods of operating memory modules and test systems of memory modules | |
TWI490867B (en) | Variation-tolerant word-line under-drive scheme for random access memory | |
KR20160056056A (en) | Semiconductor memory device and memory system including the same | |
JP5130792B2 (en) | Semiconductor integrated circuit and system | |
US9830954B2 (en) | Method and system for dynamic power management of memories | |
KR20140076741A (en) | Semiconductor memory devices and memory systems | |
US9053775B2 (en) | Semiconductor device having CAL latency function | |
KR20140076735A (en) | Volatile memory devices and memory systems | |
JP2015050691A (en) | Semiconductor device | |
US6897684B2 (en) | Input buffer circuit and semiconductor memory device | |
JP2012133887A (en) | Column selection signal control device and method for semiconductor memory | |
JP2012239041A (en) | Semiconductor device | |
JP5224040B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP5042448B2 (en) | Semiconductor memory device, integrated circuit device, and memory system | |
TWI726775B (en) | Memory apparatus and method of input and output buffer control thereof | |
JP6974549B1 (en) | Memory device and its input / output buffer control method | |
KR102710720B1 (en) | Memory apparatus and method of input and output buffer control thereof | |
JP2015232772A (en) | Control method for system and system | |
US7400547B2 (en) | Semiconductor integrated circuit with power-reducing standby state | |
CN112992199B (en) | Memory device and memory system having input circuit | |
JP2008176907A (en) | Semiconductor memory device | |
US20240345765A1 (en) | Semiconductor device for generating an internal voltage | |
US11599131B2 (en) | Electronic device performing power switching operation |