JP2001126480A - 半導体集積回路、半導体集積回路の制御方法、および可変遅延回路 - Google Patents
半導体集積回路、半導体集積回路の制御方法、および可変遅延回路Info
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- JP2001126480A JP2001126480A JP31003699A JP31003699A JP2001126480A JP 2001126480 A JP2001126480 A JP 2001126480A JP 31003699 A JP31003699 A JP 31003699A JP 31003699 A JP31003699 A JP 31003699A JP 2001126480 A JP2001126480 A JP 2001126480A
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Abstract
路に関し、クロック信号の周波数にかかわりなくデータ
のバス占有率を向上することを目的とする。 【解決手段】 ワード線に接続された複数のメモリセル
MC、行制御回路1、列制御回路3、コマンド制御回路
2、およびタイミング調整回路4を備えている。コマン
ド制御回路2は、クロック信号に同期して列動作コマン
ドを受け、列制御回路3を動作させる。列制御回路3
は、タイミング調整回路4の制御を受け、列動作コマン
ドの受け付けから所定の遅延時間後に動作を開始する。
そして、ワード線の活性化により選択されたメモリセル
MCの読み出し動作等が実行される。列制御回路3の動作
を遅らせることで、クロック信号の周期に依存すること
なく、内部回路の動作タイミングに応じた最適のタイミ
ングでメモリセルMCの読み出し動作または書き込み動作
を実行できる。
Description
た半導体集積回路に関し、特に、クロック信号の周波数
にかかわりなくデータのバス占有率を向上できる半導体
集積回路および半導体集積回路の制御方法に関する。ま
た、本発明は、遅延時間を所定の値に設定可能な可変遅
延回路に関する。
達により高速化の一途をたどっている。特に、マイクロ
コンピュータ等のロジックLSIの動作周波数は、年々向
上しており、DRAM等のメモリLSIの動作周波数との格差
はますます大きくなっている。この格差を縮小するため
に、EDO DRAM(Extended Data Output DRAM)、SDRAM
(Synchronous DRAM)、DDR SDRAM(Double Data Rate
Synchronous DRAM)、Direct RDRAM(Rambus DRAM)等
の高速DRAMが開発されている。
続されるメモリセルを順次にアクセスすることで、これ
等メモリセルに対するデータを高速に読み出し、書き込
むことを可能にしている。そして、最高動作周波数が10
0MHzを超えるDRAMが開発されている。上記高速DRAMは、
パーソナルコンピュータおよびワークステーションの主
記憶向けに多用されている。
速DRAMは、パーソナルコンピュータ、ワークステーショ
ンだけではなく、マイクロコンピュータ応用製品等の部
品としても使用される。その場合、動作周波数は、各製
品の仕様に応じて決められる。このため、このような用
途に使用される高速DRAMの動作周波数は、最高動作周波
数が133MHzの場合、例えば、50MHzあるいは75MHzの場合
がある。
数で上記高速DRAMを動作した場合、以下の不具合が生じ
る。図31(a)は、CLK信号の周期が20ns(50MHz)の
場合における読み出しタイミングを示している。例え
ば、SDRAMは、ロウアドレス系の回路を活性化させるア
クティブコマンドACTVを受け付けた後、コラムアドレス
系の回路を活性化させる読み出しコマンドRDを受け付け
ることで、読み出し動作を実行する。なお、以降の説明
では、各コマンドをACTVコマンド、RDコマンド等のよう
に称する。
y time)の最小時間は、18nsにされている。tRCDは、AC
TVコマンドの受け付け後、RDコマンド等のコラム系コマ
ンドを受け付けるまでの時間である。また、tCAC(/CAS
Accesses time from Clock)の最小時間は、14nsにさ
れている。tCACは、コラム系コマンドの受け付け後、読
み出しデータが出力されるまでの時間である。
Cは、SDRAMを正しく動作させるために必要な規定であ
り、各値は、同一の製品であれば動作周波数には依存し
ない。なお、以降の説明では、クロック信号CLKをCLK信
号と称する。
小時間(18ns)は、CLK信号の周期(20ns)より小さ
い。このため、SDRAMは、ACTVコマンドを受け付けたCLK
信号の次のCLK信号の立ち上がりエッジ(20ns)でRDコ
マンドを受け付けることができる。tRCDは、実際には20
nsになる。また、tCACの最小時間(14ns)は、CLK信号
の周期(20ns)より小さい。このため、SDRAMは、RDコ
マンドを受け付けたCLK信号の立ち上がりエッジからtCA
C(14ns)後に読み出しデータQA0を出力する。この結
果、ACTVコマンドの受け付けから読み出しデータQA0の
出力までのアクセス時間tRAC(/RAS Access time from
Clock)は、34ns(tCLK+tCAC)になる。
3ns(約75MHz)の場合における読み出しタイミングを示
している。ここで、tAC(Access time from Clock)の
最大時間は、6nsにされている。tACは、クロック信号CL
Kの立ち上がりエッジから読み出しデータを出力するま
での時間である。
小時間(18ns)は、CLK信号の周期(13ns)より大きく
なる。このため、SDRAMは、ACTVコマンドの受け付け
後、2番目CLK信号の立ち上がりエッジ(26ns)でRDコ
マンドを受け付ける。tRCDは、実際には26nsになる。ま
た、tCACの最小時間(14ns)は、CLK信号の周期(13n
s)より大きい。このため、SDRAMは、RDコマンドを受け
付けたCLK信号の次のCLK信号の立ち上がりエッジからtA
C(6ns)後に読み出しデータQA0を出力する。この結
果、アクセス時間tRACは、45ns(3・tCLK+tAC)にな
る。
K信号の周波数が高い方が、アクセス時間tRACが長くな
ってしまう。すなわち、CLK信号の周波数が高い方がデ
ータのバス占有率が低くなるという問題があった。ここ
で、バス占有率は、所定の期間において有効なデータが
データバス上に伝達されている比率である。このため、
バス占有率が低いと、システム全体の性能が低下してし
まう。
が20ns(50MHz)の場合におけるACTVコマンド後のプリ
チャージ動作を示している。プリチャージ動作は、ビッ
ト線を所定の電位にチャージし、ロウアドレス系の回路
を非活性化する動作である。このSDRAMでは、tRAS(/RA
S active time)の最小時間は、24nsにされている。tRA
Sは、ACTVコマンドの受け付け後、プリチャージコマン
ドPREを受け付けるまでの時間である。
時間は、10nsにされている。tRPは、PREコマンドを受け
付け後、次のACTVコマンドを受け付けるまでの時間であ
る。tRAS、tRP、図32(b)に示すtDPLは、SDRAMを正
しく動作させるために必要な規定であり、各値は、同一
の製品であれば動作周波数には依存しない。50MHzでSDR
AMを動作させる場合、tRASの最小時間(24ns)は、CLK
信号の周期(20ns)より大きくなる。このため、SDRAM
は、ACTVコマンドの受け付け後、2番目CLK信号の立ち
上がりエッジ(40ns)でPREコマンドを受け付ける。tRA
Sは、実際には40nsになる。また、SDRAMは、PREコマン
ドの受け付け後、tRP(10ns)の期間内にプリチャージ
動作を実行する。このため、ACTVコマンドの受け付けか
ら次のACTVコマンドの受け付けまでのサイクル時間tRC
(/RAS Cycle time)は、60ns(3・tCLK)になる。
の周期が20ns(50MHz)の場合におけるプリチャージ動
作を伴う書き込み動作を示している。ここで、WRAコマ
ンド(WRite with Auto-precharge)は、書き込み動作
の後、SDRAMに自動的にプリチャージ動作を実行させる
コマンドである。tRCDの最小時間は、通常の読み出しコ
マンドRD(図31)および書き込みコマンドWR(図示せ
ず)と同じ18nsにされている。tDPL(Data-in to Prech
arge Lead time)の最小時間は、10nsにされている。tD
PLは、書き込みデータの受け付け後、プリチャージコマ
ンドPREを受け付けるまでの時間である。
(a)と同様に、tRCDの最小時間(18ns)は、CLK信号
の周期(20ns)より小さい。このため、SDRAMは、ACTV
コマンドを受け付けたCLK信号の次のCLK信号の立ち上が
りエッジ(20ns)でWRAコマンドを受け付けることがで
きる。SDRAMは、WRAコマンドと同時に書き込みデータ
(図示せず)を取り込み、取り込んだデータをtDPLの期
間内にメモリセル書き込む。この後、SDRAMは、tRPの期
間内にプリチャージ動作を実行する。tDPLとtRPの合計
は20nsであり、CLK信号の1周期と同一である。このた
め、WRAコマンドを受け付けたCLK信号の次のCLK信号の
立ち上がりエッジ(40ns)で、次のACTVコマンドを受け
付けることができる。したがって、ACTVコマンドの受け
付けから次のACTVコマンドの受け付けまでのサイクル時
間tRC(/RAS Cycle time)は、40ns(2・tCLK)になる。
ャージ動作を単独で実行するより、書き込み動作ととも
にプリチャージ動作を実行する方が短くなる。すなわ
ち、複雑な動作の方が高速になるという問題があった。
図33は、SDRAMのプリチャージ動作の別のタイミング
を示している。図33(a)は、クロック信号CLKの周
期が13ns(75MHz)の場合におけるACTVコマンド後のプ
リチャージ動作を示している。
小時間(24ns)は、CLK信号の周期(13ns)より大きく
なる。このため、SDRAMは、ACTVコマンドの受け付け
後、2番目CLK信号の立ち上がりエッジ(26ns)でPREコ
マンドを受け付ける。tRASは、実際には26nsになる。ま
た、SDRAMは、PREコマンドの受け付け後、tRP(10ns)
の期間内にプリチャージ動作を実行する。このため、AC
TVコマンドの受け付けから次のACTVコマンドの受け付け
までのサイクル時間tRC(/RAS Cycle time)は、39ns
(3・tCLK)になる。
の周期が13ns(75MHz)の場合におけるプリチャージ動
作を伴う書き込み動作を示している。75MHzでSDRAMを動
作させる場合、tRCDの最小時間(18ns)は、CLK信号の
周期(13ns)より大きい。このため、SDRAMは、ACTVコ
マンドの受け付け後、2番目のCLK信号の立ち上がりエ
ッジ(26ns)でWRAコマンドを受け付ける。また、SDRAM
は、WRAコマンドと同時に書き込みデータ(図示せず)
を取り込み、取り込んだデータをtDPLの期間内にメモリ
セル書き込む。この後、SDRAMは、tRPの期間内にプリチ
ャージ動作を実行する。tDPLとtRPの合計は20nsであ
り、CLK信号の1周期より大きい。このため、WRAコマン
ドを受け付けた後、2番目のCLK信号の立ち上がりエッ
ジ(52ns)で、次のACTVコマンドを受け付けることがで
きる。したがって、ACTVコマンドの受け付けから次のAC
TVコマンドの受け付けまでのサイクル時間tRC(/RAS Cy
cle time)は、52ns(4・tCLK)になる。
ングでは、CLK信号の周波数が高い方が、書き込み動作
が遅くなるという問題があった。この結果、書き込み動
作においても、CLK信号の周波数が高い方がバス占有率
が低くなる。また、周波数が高いときの動作タイミング
(図33)では、書き込み動作とともにプリチャージ動
作を実行するサイクル時間tRCの方が、プリチャージ動
作を単独で実行するサイクル時間tRCより長くなる。こ
れは、周波数が低いときの動作タイミング(図32)と
は逆である。すなわち、各動作に必要なサイクル時間tR
Cは、周波数の高低に依存していない。このため、マイ
クロコンピュータ応用製品等に搭載されるこの種の高速
DRAMを、その最高動作周波数より低い周波数で動作させ
る際、タイミング設計を行いにくいという問題があっ
た。
タのバス占有率を向上できる半導体集積回路および半導
体集積回路の制御方法を提供することにある。本発明の
別の目的は、所定の遅延時間を設定可能な可変遅延回路
を提供することにある。
請求項4に記載の発明の基本原理を示すブロック図であ
る。
接続された複数のメモリセルMC、行制御回路1、列制御
回路3、コマンド制御回路2、およびタイミング調整回
路4を備えている。この半導体集積回路では、メモリセ
ルMCの読み出し動作または書き込み動作を実行する場
合、まず、行制御回路1が動作し、所定のワード線が活
性化される。次に、コマンド制御回路2は、クロック信
号に同期して列動作コマンドを受け、列制御回路3を動
作させる。ここで、タイミング調整回路4は、列動作コ
マンドの受け付けから列制御回路3の動作を開始するま
での遅延時間を可変にする機能を有している。列制御回
路3は、タイミング調整回路4の制御を受け、列動作コ
マンドの受け付けから所定の遅延時間後に動作を開始す
る。そして、ワード線の活性化により選択されたメモリ
セルMCの読み出し動作または書き込み動作が実行され
る。
ることで、クロック信号の周期に依存することなく、内
部回路の動作タイミングに応じた最適のタイミングでメ
モリセルMCの読み出し動作または書き込み動作を実行で
きる。この結果、単位時間あたりのコマンド受け付け回
数が増大し、読み出しデータおよび書き込みデータのバ
ス占有率を向上できる。
最適のタイミングで列制御回路3が動作するため、読み
出しサイクル時間および書き込みサイクル時間を短縮で
きる。請求項2の半導体集積回路では、タイミング調整
回路4は、レイテンシに応じて所定の遅延時間を設定す
る。ここで、レイテンシは、列動作コマンドの受け付け
から読み出し動作または書き込み動作を実行するまでの
クロック数であり、使用するクロック信号の周波数に応
じて設定される。このため、列制御回路3は、クロック
信号の周波数に応じて、最適のタイミングで読み出し動
作および書き込み動作を実行できる。
シに応じて遅延時間を変更すればよく、簡単な遅延回路
等で構成される。請求項3の半導体集積回路は、ビット
線に接続された複数のメモリセル、プリチャージ回路
5、コマンド制御回路2、およびタイミング調整回路4
を備えている。
の電位にするプリチャージ動作を実行する場合、まず、
コマンド制御回路2は、クロック信号に同期してプリチ
ャージコマンドを受け、プリチャージ回路5を動作させ
る。ここで、タイミング調整回路4は、プリチャージコ
マンドの受け付けからプリチャージ回路5の動作を開始
するまでの遅延時間を可変にする機能を有している。プ
リチャージ回路5は、タイミング調整回路4の制御を受
け、プリチャージコマンドの受け付けから所定の遅延時
間後に動作を開始する。そして、プリチャージ動作を実
行される。
遅らせることで、クロック信号の周期に依存することな
く、内部回路の動作タイミングに応じた最適のタイミン
グでプリチャージ動作を実行できる。この結果、単位時
間あたりのコマンド受け付け回数を増大できる。しがた
って、読み出しデータおよび書き込みデータのバス占有
率を向上することが可能になる。
最適のタイミングでプリチャージ回路5が動作するた
め、プリチャージサイクル時間を短縮できる。請求項4
の半導体集積回路の制御方法では、メモリセルMCの読み
出し動作または書き込み動作を実行する場合、まず、行
制御回路1が動作し、所定のワード線が活性化される。
次に、クロック信号に同期して列動作コマンドを受け、
列制御回路3が動作する。ここで、列動作コマンドの受
け付けから列制御回路3の動作を開始するまでの遅延時
間は可変にされている。このため、列動作コマンドの受
け付けから所定の遅延時間後に、列制御回路3の動作が
開始される。そして、ワード線の活性化により選択され
たメモリセルMCの読み出し動作または書き込み動作が実
行される。
ることで、クロック信号の周期に依存することなく、内
部回路の動作タイミングに応じた最適のタイミングでメ
モリセルMCの読み出し動作または書き込み動作を実行で
きる。この結果、単位時間あたりのコマンド受け付け回
数が増大し、読み出しデータおよび書き込みデータのバ
ス占有率を向上できる。
最適のタイミングで列制御回路3が動作するため、読み
出し動作および書き込み動作を高速に実行できる。図2
は、請求項5に記載の発明の基本原理を示すブロック図
である。請求項5の可変遅延回路は、第1遅延回路6、
第2遅延回路7、検出回路8、および選択回路9を備え
ている。
を縦続接続して構成されており、入力信号を初段で受け
ている。第2遅延回路7は、第1遅延段6aと同一の複
数の第2遅延段7aを縦続接続して構成されており、第
1タイミング信号を初段で受けている。検出回路8は、
第2タイミング信号を受け、各第2遅延段7aから出力
される遅延タイミング信号のうち、第2タイミング信号
の遷移エッジに隣接する遷移エッジを有する遅延タイミ
ング信号を求める。
イミング信号を出力する第2遅延段に対応する第1遅延
段から出力される遅延信号を選択する。この結果、入力
信号を、第1タイミング信号の遷移エッジから第2タイ
ミング信号の遷移エッジまでの時間だけ遅らせることが
できる。また、必要に応じて検出回路8を動作すること
で、入力信号の遅延時間を調整できる。すなわち、検出
回路8による検出頻度を外部から制御することで消費電
力を低減できる。
用いて説明する。なお、各図面において太線で示した信
号線は、複数本で構成されていることを示している。ま
た、太線が接続された回路の一部は、複数の要素で構成
されている。図3は、本発明の半導体集積回路および半
導体集積回路の制御方法の第1の実施形態を示してい
る。この実施形態は、請求項1ないし請求項4に対応し
ている。
ン基板上に、CMOSプロセス技術を使用して、SDRAMとし
て形成されている。半導体集積回路は、入出力制御部1
0、チップ制御部12、およびメモリコア部14を備え
ている。入出力制御部10は、複数の入力バッファ16
a、16b、16c、およびラッチ18a、18bを備
えている。
を受け、受けた信号を内部コマンド信号ICMDとして出力
している。入力バッファ16bは、外部からクロック信
号CLKを受け、受けた信号を内部クロック信号ICLKとし
て出力している。入力バッファ16cは、アドレス信号
ADを受け、受けた信号を内部アドレス信号IADとして出
力している。
同期して内部コマンド信号ICMDを取り込み、取り込んだ
信号を、ラッチコマンド信号LCMDとして出力している。
ラッチ18bは、内部クロック信号ICLKに同期して内部
アドレス信号IADを取り込み、取り込んだ信号を、ラッ
チアドレス信号LADとして出力している。なお、以降の
説明では、“コマンド信号CMD”を“CMD信号”、“クロ
ック信号CLK”を“CLK信号”というように、各信号名を
略して表すことがある。
0、タイミング調整回路22、タイミング制御回路2
4、RASラッチ26、CASラッチ28、バーストラッチ3
0、バーストアドレス発生器32、プリデコーダ34、
36、バースト制御回路38、タイミング調整回路4
0、42、およびタイミング制御回路44を備えてい
る。コマンドデコーダ20は、図1に示したコマンド制
御回路2に対応している。RASラッチ26、プリデコー
ダ34、およびタイミング制御回路24は、図1に示し
た行制御回路1に対応している。CASラッチ28、バー
ストラッチ30、バーストアドレス発生器32、プリデ
コーダ36、およびタイミング制御回路44は、図1に
示した列制御回路3に対応している。
信号LCMDを受け、コマンドを解読し、チップの基本動作
を制御するコマンド信号ACT、RW、PCH等を生成してい
る。ここで、ACT信号は、ワード線を活性化するためのC
MD信号が供給されたときに生成される。RW信号は、読み
出し動作および書き込み動作に対応するCMD信号が供給
されたときに生成される。RW信号は、図1に示した列動
作コマンドに対応する信号である。PCH信号は、プリチ
ャージ動作に対応するCMD信号が供給されたときに生成
される。PCH信号は、図1に示したプリチャージコマン
ドに対応する信号である。
号CLおよびPCH信号を受け、このPCH信号をレイテンシ信
号CLに応じて遅延させ、遅延プリチャージ信号PCHDとし
て出力している。ここで、レイテンシ信号CLは、モード
レジスタ(図示せず)等に設定されるCASレイテンシの
値に対応している。CASレイテンシは、読み出しコマン
ドを受けてから読み出しデータを出力するまでのCLK信
号のクロック数である。この実施形態では、50MHzのCLK
信号を使用するときにCASレイテンシは“1”に設定さ
れ、このときCL信号はLレベルになる。また、75MHzのC
LK信号を使用するときにCASレイテンシは“2”に設定
され、このときCL信号はHレベルになる。
びタイミング制御回路44からのオートプリチャージ信
号APCHを受け、行アドレス系の回路を制御する行タイミ
ング信号RTIM1、RTIM2を出力している。
D信号のうち行アドレス信号を取り込み、取り込んだ信
号を行アドレス信号RASADとして出力している。CASラッ
チ28は、タイミング調整回路40からのタイミング信
号EXTPZに同期してLAD信号を取り込み、取り込んだ信号
を列アドレス信号CASADとして出力している。
路42からのタイミング信号INTPZに同期してバースト
アドレスBADを取り込み、取り込んだ信号をCASAD信号と
して出力している。バーストアドレス発生器32は、CA
SAD信号を受け、受けたアドレス信号を1増加し、BAD信
号として出力している。
デコード信号を生成し、このデコード信号を、メモリコ
ア部14の行デコーダ48に出力している。プリデコー
ダ36は、CASAD信号を受けてデコード信号を生成し、
このデコード信号を、メモリコア部14の列デコーダ5
2に出力している。バースト制御回路38は、ICLK信号
に同期してRW信号を取り込み、バースト制御信号BCNを
出力している。
RW信号を受け、このRW信号をCL信号に応じて遅延させ、
タイミング信号EXTPZとして出力している。タイミング
調整回路42は、CL信号およびBCN信号を受け、このBCN
信号をCL信号に応じて遅延させ、タイミング信号INTPZ
として出力している。ここで、EXTPZ信号は、外部から
供給されるコマンド信号に基づいて生成され、INTPZ信
号は、内部で生成されるバースト制御信号BCNに基づい
て生成される。
号EXTPZ、INTPZを受け、オートプリチャージ信号APCHお
よび列タイミング信号CTIM1を出力している。メモリコ
ア部14は、複数のメモリセルMCを有するメモリセル部
46、行デコーダ48、センスアンプ50、および列デ
コーダ52を備えている。また、メモリコア部14は、
図示しないビット線およびプリチャージ回路を有してい
る。
デコーダ34からのプリデコード信号を受け、メモリセ
ルに接続されたワード線(図示せず)を活性化する機能
を有している。列デコーダ52は、CTIM1信号およびプ
リデコーダ36からのプリデコード信号を受け、ビット
線に接続されたコラムスイッチ(図示せず)を制御する
機能を有している。センスアンプ50は、メモリセルMC
からビット線を介して伝達されるデータを増幅し、増幅
した信号を出力回路に出力している。
詳細を示している。タイミング調整回路22は、遅延回
路54、56と組み合わせ回路58とで構成されてい
る。遅延回路54は、縦属接続された6つのインバータ
54aの間に4つのCR時定数回路54bを配置して構成
されている。遅延回路56は、縦属接続された4つのイ
ンバータ56aの間に2つのCR時定数回路56bを配置
して構成されている。CR時定数回路54b、56bは、
例えば、拡散抵抗とnMOSのソースとドレインとを接地線
VSSに接続したMOS容量とで構成されている。遅延回路5
4、56は、ともにPCH信号を受け、遅延した信号を組
み合わせ回路58に出力している。
び遅延回路56の出力をそれぞれ接続する2入力のNAND
ゲート58a、58bと、NANDゲート58a、58bの
出力の論理和をPCH2信号として出力する2入力のNANDゲ
ート58cと、インバータ58dとで構成されている。
NANDゲート58aには、インバータ58dを介してCL信
号の反転論理が供給されている。NANDゲート58bに
は、CL信号が供給されている。
のときに、受けたPCH信号を遅延回路54で遅延させPCH
2信号として出力し、CL信号がHレベルのときに、受け
たPCH信号を遅延回路56で遅延させPCH2信号として出
力する回路である。この実施形態では、PCH2信号は、CL
信号がLレベルのときにPCH信号に対して4ns遅延し、C
L信号がHレベルのときにPCH信号に対して2ns遅延す
る。
回路の詳細を示している。タイミング調整回路40、4
2は、遅延回路60と組み合わせ回路58とで構成され
ている。遅延回路60は、縦属接続された偶数個のイン
バータ60aの間に複数のCR時定数回路60bを配置し
ている。CR時定数回路60bは、例えば、拡散抵抗とnM
OSのソースとドレインとを接地線VSSに接続したMOS容量
とで構成されている。遅延回路60は、PCH信号を受
け、遅延した信号を組み合わせ回路58に出力してい
る。
がLレベルのときに、受けたPCH信号を遅延せずにPCH2
信号として出力し、CL信号がHレベルのときに、受けた
PCH信号を遅延回路60で遅延させPCH2信号として出力
する回路である。この実施形態では、タイミング調整回
路40、42は、CL信号がHレベルのとき、EXTPZ信号
(またはINTPZ信号)は、RW信号(またはBCN信号)に対
して5ns遅延する。
する。図6は、CLK信号の周期が20ns(50MHz)の場合に
おけるSDRAMの読み出し動作およびプリチャージ動作を
示している。なお、この実施形態では、外部仕様である
tRCDEXの最小時間は、13nsにされ、内部仕様であるtRCD
INの最小時間は、18nsにされている。ここで、外部仕様
は、SDRAMを使用するユーザが守らなくてはならない値
であり、内部仕様は、チップの実力値である。また、tC
ACの最小時間、tRPの最小時間は、それぞれ従来と同一
の14ns、10nsにされている。また、50MHzの場合、CASレ
イテンシは、”1”であるため、CL信号はLレベルにさ
れている。
は、CLK信号(ICLK信号)の立ち上がりエッジに同期し
て、ACTVコマンド、行アドレス信号AD(AR0)をそれぞ
れ取り込み、ラッチコマンド信号LCMD、ラッチアドレス
信号LADとして出力する(図6(a))。コマンドデコーダ
20は、LCMD信号を受けて、PCH信号を活性化する。そ
して、タイミング制御回路24、RASラッチ26、プリ
デコーダ34が動作し、行デコーダが活性化される。
周期(tCK=20ns)より小さい。このため、SDRAMは、ACT
Vコマンドを受け付けたCLK信号の次のCLK信号の立ち上
がりエッジ(20ns)でRDコマンドを受け付けることがで
きる。ラッチ18a、18bは、CLK信号(ICLK信号)
の立ち上がりエッジ(20ns)に同期して、RDコマンド、
列アドレス信号AD(AC0)をそれぞれ取り込み、ラッチ
コマンド信号LCMD、ラッチアドレス信号LADとして出力
する(図6(b))。コマンドデコーダ20は、RDコマン
ドを受けて、RW信号を活性化する(図6(c))。
RW信号を受け、受けた信号を遅延せずにEXTPZ信号とし
て出力する(図6(d))。図3に示したCASラッチ28
は、EXTPZ信号に同期してLAD信号を取り込み、取り込ん
だ信号をCASAD信号として出力する(図6(e))。そし
て、タイミング制御回路44、プリデコーダ36が動作
し、列デコーダが活性化される。この後、メモリセルMC
から読み出されたデータは、センスアンプ50で増幅さ
れ、出力回路を介してデータ入出力端子DQから読み出し
データDOUT0として出力される(図6(f))。この結果、
ACTVコマンドの受け付けから読み出しデータDOUT0の出
力までのアクセス時間tRACは、従来と同じ34ns(tCLK+
tCAC)になる。
信号の立ち上がりエッジ(40ns)に同期してPREコマン
ドを取り込む。コマンドデコーダ20は、PREコマンド
を受けて、PCH信号を活性化する(図6(g))。図4に示
したタイミング調整回路22は、PCH信号を4ns遅延さ
せPCH2信号として出力する(図6(h))。タイミング制
御回路24は、PCH2信号を受け、プリチャージ動作を制
御する。プリチャージ動作は、tRP(10ns)の期間内に
実行される。このため、SDRAMは、次のCLK信号の立ち上
がりエッジ(60ns)に同期して次のACTVコマンドを取り
込むことができる。
場合におけるSDRAMの読み出し動作およびプリチャージ
動作を示している。tRCDEXの最小時間(13ns)、tRCDIN
の最小時間(18ns)、tRPの最小時間(10ns)は図6と
同一である。また、tACの最大時間は、6nsにされてい
る。75MHzの場合、CASレイテンシは、”2”であるた
め、CL信号はHレベルにされている。
ンドを受け、図3に示した行デコーダ48を活性化す
る。tRCDEXの最小時間(13ns)は、CLK信号の周期(13n
s)と同じである。このため、SDRAMは、ACTVコマンドを
受け付けたCLK信号の次のCLK信号の立ち上がりエッジ
(13ns)でRDコマンドを受け付けることができる。
ドを受けRW信号を活性化する(図7(a))。図5に示し
たタイミング調整回路40は、RW信号を受け、受けた信
号を5ns遅延させEXTPZ信号として出力する(図7
(b))。タイミング調整回路40によりEXTPZ信号を5ns
の遅延させることで、CLK信号の1周期(tCK=13ns)よ
り大きいtRCDIN(18ns)を満足できる。この後、図6と
同様に、読み出しデータDOUT0が出力される(図7
(c))。
み出しデータDOUT0の出力までのアクセス時間tRACは、
従来より13ns早い32ns(tCLK+tCAC)になる。tRACが短
縮されるため、データのバス占有率が大幅に向上する。
すなわち、SDRAMを使用するシステムの性能が向上す
る。また、SDRAMは、次のCLK信号の立ち上がりエッジ
(26ns)に同期してPREコマンドを受け、PCH信号を活性
化する(図7(d))。
PCH信号を2ns遅延させPCH2信号として出力する(図7
(e))。タイミング制御回路24は、PCH2信号を受け、
プリチャージ動作を制御する。プリチャージ動作は、tR
P(10ns)の期間内に実行される。このため、SDRAMは、
次のCLK信号の立ち上がりエッジ(39ns)に同期して次
のACTVコマンドを受けることができる。
る理由については、図8および図12で説明する。図8
は、CLK信号の周期が20ns(50MHz)の場合におけるSDRA
Mのプリチャージ動作を示している。なお、この実施形
態では、外部仕様であるtRASEXの最小時間は、20nsにさ
れ、内部仕様であるtRASINの最小時間は、24nsにされて
いる。
ンドを受け、図3に示した行デコーダ48を活性化す
る。tRASEXの最小時間(20ns)は、CLK信号の周期(20n
s)と同じである。このため、SDRAMは、ACTVコマンドを
受け付けたCLK信号の次のCLK信号の立ち上がりエッジ
(20ns)でPREコマンドを受け付けることができる。
ンドを受け、PCH信号を活性化する(図8(a))。図4に
示したタイミング調整回路22は、PCH信号を受け、受
けた信号を4ns遅延させPCH2信号として出力する(図8
(b))。タイミング調整回路22によりPCH2信号を4ns
の遅延させることで、CLK信号の1周期(tCK=20ns)よ
り大きいtRASIN(24ns)を満足できる。この後、図6と
同様に、タイミング制御回路24は、PCH2信号を受け、
プリチャージ動作を制御する。プリチャージ動作は、tR
P(10ns)の期間内に実行される。このため、SDRAMは、
次のCLK信号の立ち上がりエッジ(40ns)に同期して次
のACTVコマンドを受けることができる。
のACTVコマンドの受け付けまでのサイクル時間tRCは、
従来より1クロック分少ない40ns(2・tCLK)になる。図
9は、CLK信号の周期が13ns(75MHz)の場合におけるSD
RAMのプリチャージ動作を示している。なお、tRASEXお
よびtRASINの最小時間は、図8と同様にぞれぞれ20nsお
よび24nsにされている。
ンドを受け、図3に示した行デコーダ48を活性化す
る。tRASEXの最小時間(20ns)は、CLK信号の2周期(2
6ns)より小さい。このため、SDRAMは、ACTVコマンドを
受け付けたCLK信号から2番目のCLK信号の立ち上がりエ
ッジ(26ns)でPREコマンドを受け付けることができ
る。
ドを受け、PCH信号を活性化する(図9(a))。図4に示
したタイミング調整回路22は、PCH信号を2ns遅延させ
PCH2信号として出力する(図9(b))。このため、PCH2
信号の活性化タイミングは、tRASIN(24ns)を満足す
る。この後、図6と同様に、タイミング制御回路24
は、PCH2信号を受け、プリチャージ動作を制御する。プ
リチャージ動作は、tRP(10ns)の期間内に実行され
る。プリチャージ動作は、次のCLK信号の立ち上がりエ
ッジ(39ns)までに完了する。このため、SDRAMは、次
のCLK信号の立ち上がりエッジ(39ns)に同期して次のA
CTVコマンドを受けることができる。
のACTVコマンドの受け付けまでのサイクル時間tRC(/RA
S Cycle time)は、タイミング調整回路22を付加した
にもかかわらず従来と同じ39ns(3・tCLK)になる。図1
0は、CLK信号の周期が20ns(50MHz)の場合におけるSD
RAMのプリチャージ動作を伴う書き込み動作を示してい
る。この実施形態では、tDPLの最小時間は、10nsにされ
ている。なお、tDPLは、CLK信号の立ち上がりエッジか
らの規定であり、EXTPZ信号の立ち上がりエッジから実
力値であるtDPLINは、7nsになる。図10では、tDPLIN
を用いて説明する。
ンドを受け、図3に示した行デコーダ48を活性化す
る。tRCDEXの最小時間(18ns)は、CLK信号の周期(tCK
=20ns)より小さい。このため、SDRAMは、ACTVコマンド
を受け付けたCLK信号の次のCLK信号の立ち上がりエッジ
(20ns)でWRAコマンドを受け付けることができる。
立ち上がりエッジ(20ns)に同期して、WRAコマンド、
書き込みアドレス(AC0)および書き込みデータ(DIN
0)を取り込む。コマンドデコーダ20は、WRAコマンド
を受けて、RW信号を活性化する(図10(a))。図5に
示したタイミング調整回路40は、RW信号を遅延せずに
EXTPZ信号として出力する(図10(b))。図3に示した
CASラッチ28は、EXTPZ信号に同期してLAD信号を取り
込み、取り込んだ信号をCASAD信号として出力する(図
10(c))。そして、タイミング制御回路44、プリデ
コーダ36が動作し、列デコーダが活性化される。この
後、メモリセルMCに書き込みデータDIN0が書き込まれ
る。
ッジからtDPLIN(7ns)の後に、プリチャージ動作を開
始する。プリチャージ動作は、tRP(10ns)の期間内に
実行される。このため、SDRAMは、次のCLK信号の立ち上
がりエッジ(40ns)に同期して次のACTVコマンドを取り
込むことができる。この結果、ACTVコマンドの受け付け
から次のACTVコマンドの受け付けまでのサイクル時間tR
Cは、従来と同じ40ns(2・tCLK)になる。
の場合におけるSDRAMのプリチャージ動作を伴う書き込
み動作を示している。まず、図6と同様に、SDRAMは、A
CTVコマンドを受け、図3に示した行デコーダ48を活
性化する。
周期(13ns)と同じである。このため、SDRAMは、ACTV
コマンドを受け付けたCLK信号の次のCLK信号の立ち上が
りエッジ(13ns)でWRAコマンドを受け付けることがで
きる。そして図10と同様に、SDRAMは、CLK信号(ICLK
信号)の立ち上がりエッジ(13ns)に同期して、WRAコ
マンド、書き込みアドレス(AC0)および書き込みデー
タ(DIN0)を取り込む。SDRAMは、WRAコマンドを受けRW
信号を活性化する(図11(a))。
RW信号を受け、受けた信号を5ns遅延させEXTPZ信号と
して出力する(図11(b))。タイミング調整回路40
によりEXTPZ信号を5nsの遅延させることで、図7と同
様に、tRCDIN(18ns)を満足できる。この後、図10と
同様に、タイミング制御回路44、プリデコーダ36が
動作し、列デコーダが活性化され、メモリセルMCに書き
込みデータDIN0が書き込まれる。
ッジからtDPLIN(7ns)の後に、プリチャージ動作を開
始する。プリチャージ動作は、tRP(10ns)の期間内に
実行される。このため、SDRAMは、次のCLK信号の立ち上
がりエッジ(39ns)に同期して次のACTVコマンドを取り
込むことができる。この結果、ACTVコマンドの受け付け
から次のACTVコマンドの受け付けまでのサイクル時間tR
Cは、従来より1クロック分少ない39ns(3・tCLK)にな
る。
RAMを使用するシステムの性能が向上する。図12は、C
LK信号の周期が13ns(75MHz)の場合におけるSDRAMの書
き込み動作およびプリチャージ動作を示している。3番
目のCLK信号(26ns)の立ち上がりエッジまでは、図1
1のタイミングと同一であるため、説明を省略する。
ns)に同期してPREコマンドを受け、PCH信号を活性化す
る(図12(a))。図4に示したタイミング調整回路2
2は、PCH信号を受け、受けた信号を2ns遅延させPCH2
信号として出力する(図12(b))。タイミング調整回
路40によりPCH2信号を2ns遅延させることで、tDPLIN
(7ns)を満足できる(図12(c))。
信号を受け、プリチャージ動作を制御する。プリチャー
ジ動作は、tRP(10ns)の期間内に実行される。このた
め、SDRAMは、次のCLK信号の立ち上がりエッジ(39ns)
に同期して次のACTVコマンドを受けることができる。す
なわち、サイクル時間tRCは、図11と同じ39ns(3・tCL
K)になる。
の場合におけるSDRAMのバースト読み出し動作を示して
いる。EXTPZ信号が活性化されるまでは、図7のタイミ
ングと同一であるため、説明を省略する。図3に示した
バースト制御回路38は、RW信号のHレベルを受け、読
み出しデータを連続して出力する回数であるバースト長
に対応する時間だけ活性化される。なお、バースト長
は、予めモードレジスタ等(図示せず)に設定される。
この例では、バースト長は“2”に設定されている。そ
して、バースト制御回路38は、CLK信号に同期して、
バースト長より1少ない回数だけバースト制御信号BCN
を活性化する(図13(a))。
に同期してLAD信号を取り込み、取り込んだ信号をCASAD
信号として出力する(図13(b))。そして、タイミン
グ制御回路44、プリデコーダ36が動作し、列デコー
ダが活性化される。この後、メモリセルMCから読み出さ
れたデータは、センスアンプ50で増幅され、読み出し
データDOUT0として出力される(図13(c))。
器32は、CASAD信号(AC0)を受け、受けたアドレス信
号を1増加し、バンクアドレス信号BAD(AC1)として出
力する(図13(d))。タイミング調整回路42は、BCN
信号を受け、受けた信号を5ns遅延させINTPZ信号とし
て出力する(図13(e))。バーストラッチ30は、INT
PZ信号に同期してBAD信号を取り込み、CASAD信号(AC
1)として出力する(図13(f))。
受け、タイミング信号CTIM1を出力する。そして、CASAD
信号(AC1)に対応する列デコーダが活性化され、メモ
リセルMCから読み出されたデータは、読み出しデータDO
UT1として出力される(図13(g))。また、SDRAMは、R
Dコマンドから2番目のCLK信号の立ち上がりエッジ(39
ns)に同期して、PREコマンドを受け付けプリチャージ
動作を実行する。また、次のCLK信号の立ち上がりエッ
ジ(52ns)に同期して、次のACTVコマンドを受け付け
る。なお、PREコマンドによる各回路の動作タイミング
は、図7と同一であるため説明を省略する。
体集積回路の制御方法では、列アドレス系のコマンド
(RD、WRA)を受けてから列アドレス系回路の動作を開
始するまでの遅延時間を、タイミング調整回路40、4
2により制御した。また、プリチャージコマンド(PR
E)を受けてからプリチャージ動作を開始するまでの遅
延時間を、タイミング調整回路22により制御した。こ
のため、クロック同期式のSDRAM等において、クロック
信号の周期に依存することなく、内部回路の動作タイミ
ングに応じた最適のタイミングで読み出し動作、書き込
み動作、またはプリチャージを実行できる。この結果、
単位時間あたりのコマンド受け付け回数が増大し、読み
出しデータおよび書き込みデータのバス占有率を向上で
きる。
タイミングで列アドレス系回路が動作するため、読み出
しサイクル時間、書き込みサイクル時間、およびプリチ
ャージサイクル時間を短縮できる。また、タイミング調
整回路22、40、42は、レイテンシに応じて遅延時
間を変更した。このため、遅延時間を使用するクロック
信号の周波数に応じて最適のタイミングで読み出し動作
および書き込み動作を実行できる。タイミング調整回路
22、40、42は、簡単な遅延回路で構成できる。
56を形成したので、遅延回路54、56を切り替える
だけで、容易に所定の遅延時間を設定できる。同様に、
タイミング調整回路40、42に遅延回路60を形成し
たので、遅延回路60の使用の有無により、容易に所定
の遅延時間を設定できる。図14は、本発明の半導体集
積回路および半導体集積回路の制御方法の第2の実施形
態を示している。この実施形態は、請求項1ないし請求
項4に対応している。なお、第1の実施形態で説明した
回路と同一の回路については、同一の符号を付し、これ
等の回路については、詳細な説明を省略する。
第1の実施形態のチップ制御部12のタイミング調整回
路40、42およびバースト制御回路38の代わりに、
タイミング調整回路64、ラッチ66、バースト制御回
路68を有している。それ以外の構成は、第1の実施形
態と同一である。タイミング調整回路64は、CL信号お
よびICLK信号を受け、このICLK信号をCL信号に応じて遅
延させ、遅延内部クロック信号ICLKDとして出力してい
る。
号を取り込み、取り込んだ信号をEXTPZ信号として出力
している。バースト制御回路68は、EXTPZ信号のHレ
ベルを受けて活性化され、バースト長より1少ない回数
だけICLKD信号をINTPZ信号として出力する回路である。
次に、第2の実施形態におけるSDRAMの動作について説
明する。
の場合におけるSDRAMのバースト読み出しのタイミング
を示している。tRCDEXの最小時間(13ns)等のタイミン
グ仕様は、第1の実施形態と同一である。また、75MHz
の場合、CASレイテンシは、“2”であるため、CL信号
はHレベルにされている。まず、SDRAMは、ACTVコマン
ドを受け、図14に示した行デコーダ48を活性化す
る。タイミング調整回路64は、CLK信号(ICLK信号)
を約5ns遅延させ、ICLKD信号として出力する(図15
(a))。
を活性化する(図15(b))。ラッチ66は、ICLKD信号
の立ち上がりエッジに同期してRW信号を取り込み、取り
込んだ信号をEXTPZ信号として約半クロックの期間出力
する(図15(c))。このように、タイミング調整回路
64によりICLKD信号をCLK信号に対して約5ns遅延させ
ることで、CLK信号の1周期(tCK=13ns)より大きいtRC
DIN(18ns)を満足できる。この後、第1の実施形態の
図6と同様に、読み出しデータDOUT0が出力される(図
15(d))。
レベルにより活性化され、バースト長より1少ない回数
だけICLKD信号をINTPZ信号として出力する。この例で
は、バースト長は“2”に設定されているため、INTPZ
信号は、1回活性化される(図15(e))。この後、バ
ーストラッチ30およびバーストアドレス発生器32が
動作し、図13と同一のタイミングでバースト読み出し
が実行される(図15(f))。
LK信号の立ち上がりエッジ(39ns)に同期して、PREコ
マンドを受けプリチャージ動作を実行する。また、次の
CLK信号の立ち上がりエッジ(52ns)に同期して、次のA
CTVコマンドを受け付ける。なお、PREコマンドによる各
回路の動作タイミングは、図7と同一であるため説明を
省略する。
実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、こ
の実施形態では、コマンド信号RWを遅延内部クロック信
号ICLKDに同期して取り込むラッチ66を備えた。EXTPZ
信号およびINTPZ信号は、ICLKD信号に同期して生成され
るため、そのタイミングのずれは最小限になる。したが
って、行アドレス系回路のタイミング精度を向上でき
る。
信号およびINTPZ信号を生成するための遅延要素として
共用できるため、回路規模を小さくできる。図16は、
本発明の半導体集積回路、半導体集積回路の制御方法の
第3の実施形態、および可変遅延回路の一実施形態を示
している。この実施形態は、請求項1、請求項3ないし
請求項5に対応している。なお、第1の実施形態で説明
した回路と同一の回路については、同一の符号を付し、
これ等の回路については、詳細な説明を省略する。
第1の実施形態のチップ制御部12と相違している。入
力制御部12およびメモリコア部14は、第1の実施形
態と同一である。チップ制御部70は、コマンドデコー
ダ20、RAS制御部72、CAS制御部74、タイミング制
御回路76、78、RASラッチ26、CASラッチ28、バ
ーストラッチ30、バーストアドレス発生器32、プリ
デコーダ34、36、およびタイミング制御回路82、
44を備えている。
からのコマンド信号PCH、タイミング制御回路76から
の行タイミング信号RTIM3、およびタイミング制御回路
78からの行タイミング信号RTIM5を受け、タイミング
制御回路76に遅延プリチャージ信号PCHD2を出力して
いる。CAS制御部74は、ICLK信号、コマンドデコーダ
20からのRW信号、タイミング制御回路82からのタイ
ミング信号CLKA、およびタイミング制御回路76からの
行タイミング信号RTIM4を受け、タイミング信号EXTPZ、
INTPZを出力している。
ージ信号PCHDおよびオートプリチャージ信号APCHを受
け、行アドレス系の回路を制御する行タイミング信号RT
IM1、RTIM2、RTIM3、RTIM4を出力している。ここで、RT
IM3信号は、内部回路の実力値であるtRASINの時間経過
後にLレベルに変化するタイミング信号である。RTIM4
は、内部回路の実力値であるtRCDINの時間経過後にLレ
ベルに変化するタイミング信号である。タイミング制御
回路78は、RTIM4信号を受け、受けた信号をtDPLに対
応する時間だけ遅延させ、タイミング信号RTIM5として
出力している。
T信号、CL信号を受け、タイミング信号CLKA、CLKB、CLK
Dを出力している。RAS制御部72は、ラッチ86、パル
ス生成回路88、タイミング調整回路90、スイッチSW
1、ANDゲート72a、ORゲート72b、72cを有して
いる。ラッチ86は、PCH信号を取り込み、取り込んだ
信号をラッチコマンド信号LPCHとして出力している。ラ
ッチ86に取り込まれた信号は、リセット端子RSTにAND
ゲート72aからの遅延コマンド信号PCHDA(Hレベ
ル)を受けたときにリセットされる。
下がりエッジを受けてHパルス信号PLS2を出力する回路
である。タイミング調整回路90は、PCH2信号、CLKD信
号、およびRTIM6信号を受け、遅延コマンド信号PCHDBを
出力している。スイッチSW1は、RTIM6信号がHレベルの
ときにPCH2信号を接地レベルにし、RTIM6信号がLレベ
ルのときにPCH信号をPCH2信号として伝達する機能を有
している。スイッチSW1は、例えば、RTIM6信号をゲート
で受けるCMOS伝達ゲートで形成されている。
との論理積を遅延コマンド信号PCHDAとして出力してい
る。ORゲート72bは、PCHDA信号とPCHDB信号との論理
和を遅延プリチャージ信号PCHDとして出力している。OR
ゲート72cは、RTIM3信号とRTIM5信号との論理積をRT
IM6信号として出力している。
8、ラッチ92、パルス生成回路94、タイミング調整
回路96、98、スイッチSW2、ANDゲート74a、74
b、およびORゲート74cを有している。バースト制御
回路38は、ICLK信号に同期してRW信号を取り込み、バ
ースト制御信号BCNを出力している。
み、取り込んだ信号をラッチコマンド信号LRWとして出
力している。ラッチ92に取り込まれた信号は、リセッ
ト端子RSTにHレベルのEXTPZ信号を受けたときにリセッ
トされる。パルス生成回路94は、RTIM4信号の立ち下
がりエッジを受けてHパルス信号PLS1を出力する回路で
ある。
RW2、CLKA信号、およびRTIM4信号を受け、タイミング信
号EXTPBZを出力している。タイミング調整回路98は、
バースト制御信号BCN、タイミング信号CLKA、および行
タイミング信号RTIM1を受け、タイミング信号INTPZを出
力している。スイッチSW2は、CLKC信号がHレベルのと
きにRW2信号を接地レベルにし、CLKC信号がLレベルの
ときにRW信号をRW2信号として伝達する機能を有してい
る。スイッチSW2は、例えば、CLKC信号をゲートで受け
るCMOS伝達ゲートで形成されている。
の論理積をRW1信号として出力している。ORゲート72
cは、ANDゲート74bの出力信号およびEXPTBZ信号を
受け、EXTPZ信号を出力している。図17は、タイミン
グ制御回路82の詳細を示している。タイミング制御回
路82は、縦続接続されたDフリップフロップ回路82
a、82b、82c、2つのインバータを縦続接続した
インバータ列82d、ORゲート82e、82f、および
セレクタ82gで構成されている。
CLK信号に同期してACT信号を取り込み、コマンド信号AC
T2として出力している。次段のDフリップフロップ回路
82bは、ICLK信号に同期してACT2信号を取り込み、コ
マンド信号ACT3として出力している。最終段のDフリッ
プフロップ回路82cは、ICLK信号に同期してACT3信号
を取り込みコマンド信号ACT4として出力している。
受けた信号をCLKC信号として出力している。ORゲート8
2eは、ACT2信号とACT3信号との論理和をCLKA信号とし
て出力している。ORゲート82fは、ACT3信号とACT4信
号との論理和をタイミング信号CLKD0として出力してい
る。セレクタ82gは、CL信号がLレベルのときにCLKA
信号をCLKD信号として出力し、CL信号がHレベルのとき
にCLKD0信号をCLKD信号として出力する回路である。
タイミングを示している。まず、SDRAMは、ICLK信号の
立ち上がりエッジに同期して、ACTVコマンドを取り込
み、ACT信号を活性化する(図18(a))。Dフリップフ
ロップ回路82aは、ICLK信号の立ち上がりエッジに同
期して、ACT信号を取り込み、ACT2信号を活性化する
(図18(a))。また、ACT2信号の活性化により、CLKC
信号およびCLKA信号が活性化される(図18(c),
(d))。
号の活性化により、CLKD信号が活性化される(図18
(e))。Dフリップフロップ回路82bは、ICLK信号の立
ち上がりエッジに同期して、ACT2信号を取り込み、ACT3
信号を活性化する(図18(f))。ここで、CL信号がH
レベルの場合、ACT3信号の活性化により、CLKD信号が活
性化される(図18(g))。
号の立ち上がりエッジに同期して、ACT3信号を取り込
み、ACT4信号を出力する(図18(h))。CLKC信号は、A
CTVコマンドの次のCLK信号の立ち上がりエッジからほぼ
1クロックの期間活性化され、CLKA信号は、ACTVコマン
ドの次のCLK信号の立ち上がりエッジからほぼ2クロッ
クの期間活性化される。また、CLKD信号は、CL信号のレ
ベルに応じて、ACTVコマンドの次のCLK信号の立ち上が
りエッジまたはACTVコマンド後の2番目のCLK信号の立
ち上がりエッジからほぼ2クロックの期間活性化され
る。
6、98の詳細を示している。タイミング調整回路9
0、96、98は、同一の回路であるため、ここでは、
タイミング調整回路96について説明する。なお、タイ
ミング調整回路90、98の各端子に接続される信号名
を括弧内に示している。また、リセット信号/RESETは、
図16には示していないが、タイミング調整回路90、
96、98の動作前に活性化される信号である。
た複数の遅延設定部100と、各遅延設定部100の出
力信号OUTを受けるNORゲート102とで構成されてい
る。遅延設定部100は、遅延回路100a、100
b、NANDゲート100c、フリップフロップ回路100
d、NANDゲート100e、およびNORゲート100fで
構成されている。ここで、遅延設定部100は、図2に
示した第2遅延回路7および第1遅延回路6に対応して
いる。遅延回路100a、遅延回路100bは、図2に
示した第2遅延段7a、第1遅延段6aにそれぞれ対応
している。NANDゲート100cおよびフリップフロップ
回路100dは、図2に示した検出回路8に対応してい
る。NANDゲート100eおよびNORゲート100fは、
図2に示した選択回路9に対応している。
された2つのインバータの間にCR時定数回路を配置して
いる。CR時定数回路は、例えば、拡散抵抗とnMOSのソー
スとドレインとを接地線VSSに接続したMOS容量とで構成
されている。遅延回路100a、100bは、同一の回
路である。
cでRTIM4信号を受けている。遅延回路100aは、CLK
A信号を受け、遅延した信号をNANDゲート100cおよ
び次段の遅延設定部100に出力している。遅延回路1
00bは、RW2信号を受け、遅延した信号をNORゲート1
00fおよび次段の遅延設定部100に出力している。
フリップフロップ回路100dは、一方の入力で/RESET
信号を受け、他方の入力でNANDゲート100cの出力を
受けている。また、フリップフロップ回路100dは、
/RESET信号を受ける側の出力を前段のNANDゲート100
eの入力に接続し、NANDゲート100cの出力を受ける
側の出力を、自身のNANDゲート100eの入力に接続し
ている。
ロップ回路100dの出力および次段のフリップフロッ
プ回路100dの出力を受けている。NORゲート100
fは、OUT信号を出力している。図20は、タイミング
調整回路96の伝搬遅延時間の設定動作を示している。
なお、タイミング調整回路90、98も同一のタイミン
グで動作する。
SET信号を活性化する。各遅延設定回路100のフリッ
プフロップ回路100dは、/RESET信号を受けてリセッ
トされる。各NANDゲート100eの出力は、フリップフ
ロップ回路100dのLレベルおよび次段のフリップフ
ロップ回路100dのHレベルを受けHレベルに変化す
る(図20(a))。
ドレス系回路の動作を開始する。ACTVコマンド後のICLK
信号に同期してCLKA信号が活性化される(図20
(b))。各遅延回路100aはCLKA信号を受け、遅延し
た信号をNANDゲート100cおよび次段の遅延回路10
0aに順次に伝達する(図20(c))。NANDゲート10
0cは、RTIM4信号がHレベルの間、遅延回路100c
から受けた信号を反転し、フリップフロップ回路100
dに出力する。
ート100cのLレベルを受けセットされる。このセッ
トにより、フリップフロップ回路100dは、自身のNA
NDゲート100eにHレベルを出力し、前段の遅延設定
回路100のNANDゲート100eにLレベルを出力する
(図20(d))。NANDゲート100eは、自身のフリッ
プフロップ回路100dからのHレベルおよび次段のフ
リップフロップ回路100dからのLレベルを受け、L
パルス信号を順次に出力する(図20(e))。
化する(図20(f))。NANDゲート100cは、RTIM4信
号のLレベルを受け非活性化され、遅延されたCLKA信号
のフリップフロップ回路100dへの伝達を禁止する。
この結果、この時点でNANDゲート100eのLレベルを
受けているNORゲート100fのみが活性化される(図
20(g))。すなわち、CLKA信号とRTIM4信号の遷移エッ
ジの時間差が検出される。検出精度は、1つの遅延回路
100aの伝搬遅延時間以下になる。このため、遅延回
路100aの時定数を小さくすることで検出精度を向上
できる。
れるRW2信号は、n個の遅延回路100bで遅延された
後、NORゲート102からEXTP0Zとして出力される。遅
延回路100a、100bは同一の回路であるため、n
個の遅延回路100bの伝搬遅延時間は、CLKA信号の立
ち上がりエッジからRTIM4信号の立ち上がりエッジまで
の時間と同一になる。
遅延設定回路100(n)に伝達され、n番目のフリップ
フロップ回路100dがセットされた直後にRTIM4信号
がLレベルに変化した場合におけるRW2信号の伝達経路
を示している。このとき、遅延設定回路100(n)のNAN
Dゲート100eの出力のみがLレベルになっており、
各遅延回路100bから出力されるRW2信号の遅延信号
のうち1つが選択されている。
CLKA信号の立ち上がりエッジからRTIM4信号の立ち下が
りエッジまでの時間を測定し、この時間だけRW2信号を
遅らせ、EXTP0Z信号として出力する回路である。RTIM4
信号は、チップの実力値であるtRCDINに対応して出力さ
れる信号である。このため、RW2信号は、電源電圧、温
度等により変動する実際のtRCDINに応じて生成される。
信号の立ち上がりエッジからRTIM6信号の立ち下がりエ
ッジまでの時間を測定し、この時間だけPCH2信号を遅ら
せ、PCHD信号として出力する回路である。タイミング調
整回路98は、CLKA信号の立ち上がりエッジからBCN信
号の立ち下がりエッジまでの時間を測定し、この時間だ
けBCN信号を遅らせ、INTPZ信号として出力する回路であ
る。
する。図21は、CLK信号の周期が13ns(75MHz)の場合
におけるSDRAMのバースト読み出し動作を示している。
ここでは、図16に示したCAS制御部74の動作につい
て詳細に説明する。なお、CLK信号の周期が13nsの場
合、バースト長は“2”に設定される。
16に示した行デコーダ48を活性化する。次に、タイ
ミング制御回路82は、2番目のCLK信号(13ns)に同
期してCLKA信号、CLKC信号を活性化する(図21(a),
(b))。また、SDRAMは、RDコマンドを受けRW信号を活性
化する(図21(c))。スイッチSW2は、CLKC信号がHレ
ベルの期間、接地線VSSに接続されているため、RW2信号
はLレベルを保持する(図21(d))。
よびRTIM4信号のHレベルを受け、RW1信号をHレベルに
する(図21(e))。ラッチ92は、RW1信号を取り込
み、取り込んだ信号をLRW信号として出力する(図21
(f))。
コマンドを受けた後、図20に示したように、CLKA信号
の立ち上がりエッジからRTIM4信号の立ち下がりエッジ
までの時間を測定する(遅延設定)。同時に、タイミン
グ調整回路90、98も同様にして遅延設定を実行す
る。この後、RTIM4信号がLレベルに変化する(図21
(g))。パルス生成回路94は、RTIM4信号のLレベルを
受けてPLS1信号を生成する(図21(h))。ANDゲート7
4bは、LRW信号のHレベルおよびPLS1信号のHレベル
を受け、EXTPAZ信号をHレベルにする(図21(i))。O
Rゲート74cは、EXTPAZ信号をEXTPZ信号として出力す
る(図21(j))。ラッチ92は、EXTPZ信号のHレベル
を受けてリセットされ、LRW信号をLレベルにする(図
21(k))。
の読み出し動作のためのEXTPZ信号は、RTIM4信号から生
成される。次に、バースト制御回路38は、ICLK信号
(26ns)に同期してBCN信号を出力する(図21(l))。
タイミング調整回路98は、BCN信号を所定時間遅延さ
せ、INTPZ信号として出力する(図21(m))。そして、
図13と同様にしてバースト読み出し動作が実行され
る。
てRDコマンドを受け、RW信号を活性化する(図21
(n))。スイッチSW2は、CLKC信号のLレベルを受けてRW
信号をRW2信号として出力する(図21(o))。タイミン
グ調整回路96は、RW2信号を所定時間遅延させ、EXTPB
Z信号として出力する(図21(p))。ORゲート74c
は、EXTPBZ信号をEXTPZ信号として出力する(図21
(q))。そして、読み出し動作が実行される。さらに、
バースト読み出し動作が実行される(図21(r))。
の場合におけるSDRAMのプリチャージ動作を示してい
る。なお、CLK信号の周期が20nsの場合、バースト長は
“1”に設定される。ここでは、図16に示したRAS制
御部72の動作について詳細に説明する。
16に示した行デコーダ48を活性化する。タイミング
制御回路76は、内部回路の実力値であるtRCDIN(この
例では18ns)の時間経過後にRTIM4信号をLレベルに
し、内部回路の実力値であるtRASIN(この例では24ns)
の時間経過後にRTIM3信号をLレベルにする(図22
(a),(b))。タイミング制御回路78は、RTIM4信号およ
びCLKA信号のうち遅い信号からtDPL(10ns)だけ遅延さ
せRTIM5信号として出力する(図22(c))。
との論理和をRTIM6信号として出力する(図22(d))。
すなわち、RTIM6信号は、RTIM3信号およびRTIM5信号の
うち立ち下がりエッジの遅い信号に合わせて出力され
る。一方、タイミング制御回路82は、2番目のCLK信
号(20ns)に同期してCLKA信号、CLKD信号を活性化する
(図22(e))。また、SDRAMは、PREコマンドを受けPCH
信号を活性化する(図22(f))。
0に示したタイミングと同様に、ACTVコマンドを受けた
後、CLKD信号の立ち上がりエッジからRTIM6信号の立ち
下がりエッジまでの時間を測定する(遅延設定)。スイ
ッチSW1は、RTIM6信号がHレベルの期間、接地線VSSに
接続されているため、PCH2信号はLレベルを保持する
(図22(g))。
込んだ信号をLPCH信号として出力する(図22(h))。
パルス生成回路88は、RTIM6信号のLレベルを受けてP
LS2信号を生成する(図22(i))。ANDゲート72a
は、LPCH信号のHレベルおよびPLS2信号のHレベルを受
け、PCHDA信号をHレベルにする(図22(j))。ラッチ
86は、PCHDA信号のHレベルを受けてリセットされ、L
PCH信号をLレベルにする(図22(k))。ORゲート72
cは、PCHDA信号をPCHD信号として出力する(図22
(l))。そして、プリチャージ動作が実行される。
号でPREコマンドを受けた場合、プリチャージ動作を実
行するPCHD信号は、PCHDA信号から生成される。図23
は、CLK信号の周期が20ns(50MHz)の場合におけるSDRA
Mのプリチャージ動作の別の例を示している。図23に
おいても、図16に示したRAS制御部72の動作につい
て詳細に説明する。
けた後、2番目のCLK信号(40ns)にに同期してPREコマ
ンドを受ける。図中の記号(a)-(d)の動作は図21と同
一であるため、説明を省略する。パルス生成回路88
は、RTIM6信号のLレベルを受けてPLS2信号を生成する
(図23(e))。このとき、PREコマンドはSDRAMに供給
されていないため、ラッチ86は、LPCH信号をLレベル
にしている。このため、PCHDA信号は活性化されない
(図23(f),(g))。
ッジ(40ns)に同期してPREコマンドを受け、PCH信号を
活性化する。スイッチSW1は、RTIM6信号のLレベルを受
けてPCH信号をPCH2信号として出力する(図23(h))。
タイミング調整回路90は、PCH2信号を所定時間遅延さ
せ、PCHDB信号として出力する(図23(i))。ORゲート
72bは、PCHDB信号をPCHD信号として出力する(図2
3(j))。そして、プリチャージ動作が実行される。
受けて、LPCH信号をHレベルにするが、PLS2信号が生成
されないため、PCHDA信号は活性化されない(図23
(k))。図24は、CLK信号の周期が13ns(75MHz)の場
合におけるSDRAMの書き込み動作およびプリチャージ動
作を示している。ここでは、図16に示したRAS制御部
72の動作について詳細に説明する。
て、ACTVコマンド、WRコマンド、PREコマンドを順次に
受け取る。また、CLK信号の周期が13ns(75MHz)の場
合、レイテンシは“2”に設定されるため、CLKD信号
は、2番目のCLK信号(26ns)の立ち上がりエッジに同
期してHレベルになる。また、タイミング調整回路90
は、図22と同様にCLKD信号の立ち上がりエッジからRT
IM5信号の立ち下がりエッジまでの時間を測定する(遅
延設定)。
にそれぞれ対応しており、各回路は、図22と同様に動
作する。図25は、CLK信号の周期が13ns(75MHz)の場
合におけるSDRAMのプリチャージ動作の別の例を示して
いる。この例では、SDRAMは、ACTVコマンドを受けた後
3番目のCLK信号(39ns)に同期してPREコマンドを受け
る。図に示した記号(a)-(k)は、図23の記号にそれぞ
れ対応しており、各回路は、図23と同様に動作する。
実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、こ
の実施形態では、タイミング調整回路96、98の遅延
時間を、内部回路の実力値であるtRCDIN後にLレベルに
変化するRTIM4信号を使用して設定した。このため、電
源電圧、温度等により変動する実際の行アドレス系回路
の動作タイミングに応じて遅延時間を設定できる。した
がって、行アドレス系回路の動作タイミングに応じた最
適のタイミングで列アドレス系回路を動作できる。
を設定したので、遅延時間の設定頻度が高くすることが
でき、精度よく列アドレス系回路を動作できる。各タイ
ミング調整回路により2つの信号(例えば、CLKA信号と
RTIM4信号)の遷移エッジの差に対応する時間を求め、
この時間だけ入力信号(例えば、RW2信号)を遅延させ
た。このため、内部回路の動作タイミングの変動を確実
に入力信号の遅延時間に反映できる。また、遅延回路1
00a、100bを同一にしたので、2つの信号の遷移
エッジの差を、容易に入力信号の遅延時間に反映でき
る。
体集積回路の制御方法の第4の実施形態、および可変遅
延回路の一実施形態を示している。この実施形態は、請
求項1、請求項3ないし請求項5に対応している。な
お、第1および第3の実施形態で説明した回路と同一の
回路については、同一の符号を付し、これ等の回路につ
いては、詳細な説明を省略する。
第3の実施形態のCAS制御部74と相違している。それ
以外の構成は、第3の実施形態と同一である。CAS制御
部104は、タイミング調整回路106、パルス生成回
路94、108、ORゲート104a、ラッチ110、お
よびバースト制御回路68を有している。タイミング調
整回路106は、図16に示したタイミング調整回路9
6と同一の回路である。タイミング調整回路106は、
CLKA信号の立ち上がりエッジからRTIM4信号の立ち下が
りエッジまでの時間を測定し、この時間だけICLK信号を
遅らせ、遅延内部クロック信号ICLKDとして出力する回
路である。、パルス生成回路108は、パルス生成回路
94と同一の回路である。パターン生成回路108は、
ICLKD信号の立ち上がりエッジに同期してHパルス信号C
LKPを出力する。ORゲート104aは、PLS1信号とCLKP
信号との論理和をHパルス信号PLS3として出力してい
る。
号を取り込み、取り込んだ信号をEXTPZ信号として出力
している。バースト制御回路88は、第2の実施形態と
同様に、EXTPZ信号のHレベルを受けて活性化され、バ
ースト長より1少ない回数だけICLKD信号をINTPZ信号と
して出力する回路である。
作を示している。まず、図20と同様に、図19に示し
た各遅延設定回路100のフリップフロップ回路100
dは、/RESET信号を受けてリセットされる。遅延回路1
00bは、ICLK信号または前段の遅延回路100bの出
力信号を受け、遅延した信号を出力する(図27
(a))。
てCLKA信号が活性化される(図27(b))。各遅延回路
100aはCLKA信号を受け、遅延した信号をNANDゲート
100cおよび次段の遅延回路100aに順次に伝達す
る(図27(c))。NANDゲート100eは、自身のフリ
ップフロップ回路100dのHレベルおよび次段のフリ
ップフロップ回路100dのLレベルを順次に受け、L
パルス信号を出力する(図27(d))。
遅延回路100bから出力されるICLK信号の遅延信号の
レベルの変化時に、いずれもHレベルになっている。こ
のため、遅延回路100bの出力信号は、NORゲート1
00fを通過できず、ICLKD信号は、Hレベルに保持さ
れる(図27(e))。所定時間の後、RTIM4信号は、Lレ
ベルに変化し、例えば、n番目のNANDゲート100eの
出力がLレベルに固定される(図27(f))。この固定
により、n番目のNORゲート100fが活性化され、遅
延回路100bの出力信号をNORゲート102に伝達す
る。
に設定された遅延時間だけ遅れてICLKD信号として出力
される(図27(g))。図28は、CLK信号の周期が13ns
(75MHz)の場合におけるSDRAMのバースト読み出し動作
を示している。ここでは、図26に示したCAS制御部1
04の動作について詳細に説明する。
26に示した行デコーダ48を活性化する。次に、タイ
ミング制御回路82は、2番目のCLK信号(13ns)に同
期してCLKA信号を活性化する(図28(a))。また、SDR
AMは、RDコマンドを受けRW信号を活性化する(図28
(b))。タイミング調整回路96は、上述したように、C
LKA信号の立ち上がりエッジからRTIM4信号の立ち下がり
エッジまでの時間を測定する(遅延設定)。タイミング
調整回路96は、遅延設定の後、所定の遅延時間だけ遅
れたICLK信号を出力する(図28(c))。
のLレベルを受けてPLS1信号を生成する(図28
(d))。ORゲート104aは、PLS1信号をPLS3信号とし
て出力する(図28(e))。ラッチ110は、PLS3信号
に同期してRW信号のHレベルを取り込み、取り込んだ信
号をEXTPZ信号として約半クロックの期間出力する(図
28(f))。PLS3信号の立ち上がり時にEXTPZ信号はLレ
ベルであるため、バースト制御回路68は、INTPZ信号
のLレベルを保持する(図28(g))。
の読み出し動作が実行される。このように、ACTVコマン
ド後における最初の読み出し動作のためのEXTPZ信号
は、RTIM4信号から生成される。次に、パルス生成回路
104は、ICLKD信号の立ち上がりエッジに同期してCLK
P信号を出力する(図28(h))。ORゲート104aは、
CLKP信号をPLS3信号として出力する(図28(i))。
レベルにより活性化され、バースト長より1少ない回数
だけPLS信号をINTPZ信号として出力する。この例では、
バースト長は“2”に設定されており、INTPZ信号は、
1回活性化される(図28(j))。なお、PLS3信号の立
ち上がり時にRW信号はLレベルであるため、ラッチ11
0は、EXTPZ信号のLレベルを保持する(図28(k))。
そして、INTPZ信号の活性化により、バースト読み出し
動作が実行される。
ジ(39ns)に同期してRDコマンドを受け、RW信号を活性
化する(図28(l))。パルス生成回路104は、CLKP
信号を出力し(図28(m))、ORゲート104aは、PLS
3信号を出力する(図28(n))。
号のHレベルを取り込み、取り込んだ信号をEXTPZ信号
として約半クロックの期間出力する(図28(o))。そ
して、EXTPZ信号の活性化により、読み出し動作が実行
される。このように、2回目以降の読み出し動作のため
のEXTPZ信号は、ICLK信号から生成される。さらに、次
のICLKD信号に同期してINTPZ信号が活性化され、バース
ト読み出し動作が実行される(図28(p))。
も、上述した第2の実施形態および第3の実施形態と同
様の効果を得ることができる。なお、上述した実施形態
では、各タイミング調整回路は、ACTVコマンドを受ける
毎に遅延時間を設定した例について述べた。本発明はか
かる実施形態に限定されるものではない。例えば、電源
立ち上げ時のみ遅延時間を設定してもよく、モードレジ
スタまたは制御端子を使用し、外部からの要求に応じて
遅延時間を設定してもよい。リフレッシュ動作時に遅延
時間を設定してもよい。さらに、内部回路の非活性状態
時にACTVコマンドを受けたときに遅延時間を設定しても
よい。このようにすることで、遅延時間の設定頻度が下
がり、消費電力が低減される。
つのメモリコア部14を有するSDRAMに適用した例につ
いて述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、本発明を複数のメモリコア部14を
有する多バンク構成のSDRAMに適用してもよい。この場
合、例えば、第1の実施形態では、各メモリコア部14
の行アドレス系回路に対応して、タイミング調整回路4
0、42をそれぞれ形成し、EXTPZ信号、INTPZ信号の遅
延時間を制御すればよい。多バンク構成において、回路
規模を低減するためにタイミング調整回路40、42を
1つずつ形成する場合には、遅延時間を次のように設定
すればよい。
定する。(b)外部からの要求に応じて遅延時間を設定
する。外部からの要求の受け付けは、モードレジスタに
所定の値を書き込む、または制御端子に所定の制御信号
を供給することで可能である。モードレジスタを使用す
ることで、必要なときのみ遅延時間を設定できる。制御
端子を使用することで、例えば、電源電圧が変動した際
に直ちに遅延時間を設定できる。
定する。具体的には、リフレッシュコマンドを受けたと
きに遅延時間を設定すればよい。また、電源の立ち上げ
後の最初のリフレッシュコマンドを受けたときのみ、遅
延時間を設定してもよい。上記(a)-(c)は、単独
で適用してもよく、複数合わせて適用してもよい。ま
た、どの形態でも遅延時間の設定頻度が下がるため、消
費電力を低減できる。
たタイミング調整回路90、96、98は、図19に示
した回路に限定されるものではない。タイミング調整回
路の別の例を図29に示す。このタイミング調整回路
は、活性化信号ENAの生成回路112と、縦続接続され
た複数の遅延設定部114とで構成されている。遅延設
定部114は、図19と同一の遅延回路100a、NAND
ゲート100c、フリップフロップ回路100d、およ
び3入力のNANDゲート114a、遅延回路114bで構
成されている。ここで、各遅延回路114bは、図2に
示した第1遅延段6aに対応している。NANDゲート11
4aは、図2に示した選択回路9に対応している。
ゲート、およびAND回路112aを直列に接続してい
る。この生成回路112では、CMOS伝達ゲートは、ICLK
信号のLレベル時にRTIM4信号の反転信号INVを取り込
む。取り込まれたINV信号は、図示しないラッチ回路に
より保持される。そして、INV信号がHレベルの期間、A
ND回路112aの他方の入力から供給されるICLK信号ま
たはRW2信号がイネーブル信号ENAとして出力される。
4aは、イネーブル信号ENA、自身のフリップフロップ
回路100dの出力、および後段のフリップフロップ回
路100dの出力を受けている。遅延回路114bは、
NANDゲートとインバータとの間にCR時定数回路を配置し
ている。NANDゲートの一方の入力は、NANDゲート114
aの出力に接続され、他方の入力は、前段(図の右側)
の遅延回路114bの出力に接続されている。
いないが、図の右側に位置している)の入力は、Hレベ
ルに固定されている。そして、初段の遅延設定部114
の遅延回路114a(図の左側))から、所定時間遅延
した遅延クロック信号CLKDまたはEXTPBZ信号が出力され
ている。括弧内の信号名は、タイミング調整回路96、
98に対応する信号名である。
回路において、ICLK信号を遅延する際のの伝搬遅延時間
の設定動作を示している。ここでは、図20と相違する
タイミングのみ説明する。まず、CMOS伝達ゲートは、IC
LK信号がLレベルの期間RTIM4信号の反転信号INVを保持
する(図30(a))。ICLK信号の立ち上がり時にINV信号
はLレベルであるため、ENA信号はLレベルを保持する
(図30(b))。
号がLレベルに変化し、INV信号がHレベルに変化する
(図30(c))。INV信号のHレベルにより、AND回路11
2aが活性化される。また、AND回路112aが活性化
される前に、図20と同様に伝搬遅延時間が設定される
(図30(d))。AND回路112aは、次のICLK信号の立
ち上がりを受けてENA信号をHレベルにする(図30
(e))。そして、図29に網掛けで示したNANDゲート11
4aのみが活性化され、その出力がLレベルに変化する
(図30(e))。
回路114bが電気的に直列に接続される。ICLK信号
は、その遅延時間の合計だけ遅れてCLKD信号として出力
される(図30(f))。すなわち、伝搬遅延時間が設定さ
れる。
をRW2信号にした場合には、図21に示した(o)、(p)と
同様の波形が得られる。さらに、上述した実施形態で
は、本発明をSDRAMに適用した例について述べた。しか
しながら、本発明はかかる実施形態に限定されるもので
はない。例えば、本発明をクロック信号に同期して動作
するDRAM、SRAM等の半導体メモリに適用してもよい。あ
るいは、DRAMのメモリコアを内蔵したシステムLSIに適
用してもよい。
ロセスは、CMOSプロセスに限られず、Bi-CMOSプロセス
でもよい。以上の実施形態において説明した発明を整理
して以下の項を開示する。 (1)請求項1記載の半導体集積回路において、前記タ
イミング調整回路は、前記所定の遅延時間を設定する遅
延回路を備えたことを特徴とする半導体集積回路。
回路は、例えば複数の遅延回路を切り替えることで、容
易に所定の遅延時間を設定できる。 (2)請求項1記載の半導体集積回路において、前記コ
マンド制御回路で受けた列動作コマンドを、前記タイミ
ング調整回路で遅延させた前記クロック信号でラッチす
るラッチ回路を備えたことを特徴とする半導体集積回
路。
作の開始を、遅延させたクロック信号に同期して遅らせ
るため、列制御回路および他の内部回路の動作を精度よ
く制御できる。 (3)請求項1記載の半導体集積回路において、前記タ
イミング調整回路は、前記行制御回路の動作タイミング
に応じて前記遅延時間を設定することを特徴とする半導
体集積回路。
回路は、電源電圧、温度等により変動する実際の行制御
回路の動作タイミングに応じて遅延時間を設定する。こ
のため、行制御回路の動作タイミングに応じた最適のタ
イミングで列制御回路を動作できる。 (4)請求項1記載の半導体集積回路において、前記タ
イミング調整回路は、前記行制御回路の動作毎に、前記
遅延時間を設定することを特徴とする半導体集積回路。
回路は、行制御回路の動作毎に、遅延時間を設定する。
遅延時間の設定頻度が上げることで、精度よく列制御回
路を動作できる。 (5)請求項1記載の半導体集積回路において、前記タ
イミング調整回路は、内部回路の非活性状態時に前記行
制御回路が動作したときに、前記遅延時間を設定するこ
とを特徴とする半導体集積回路。
回路は、内部回路の非活性状態時に行制御回路が動作し
たときに、遅延時間を設定する。このため、遅延時間の
設定頻度が下がり、消費電力を低減できる。 (6)請求項1記載の半導体集積回路において、前記タ
イミング調整回路は、前記メモリセルをリフレッシュす
るリフレッシュコマンドを受けたときに、前記遅延時間
を設定することを特徴とする半導体集積回路。
回路は、メモリセルをリフレッシュするリフレッシュコ
マンドを受けたときに、遅延時間を設定する。このた
め、遅延時間の設定頻度を適度に下げることができ、消
費電力を低減できる。 (7)上記(6)項記載の半導体集積回路において、前
記タイミング調整回路は、電源の立ち上げ後の最初の前
記リフレッシュコマンドを受けたときに、前記遅延時間
を設定することを特徴とする半導体集積回路。
回路は、電源の立ち上げ後の最初のリフレッシュコマン
ドを受けたときに、遅延時間を設定する。このため、遅
延時間の設定頻度が下がり、消費電力を低減できる。 (8)請求項1記載の半導体集積回路において、前記タ
イミング調整回路は、外部から前記遅延時間の調整要求
を受けたときに、前記遅延時間を設定することを特徴と
する半導体集積回路。
回路は、外部から遅延時間の調整要求を受けたときに、
遅延時間を設定する。このため、遅延時間の変更を電源
電圧等の外部環境の変化に合わせて変更できる。この結
果、必要なときのみ遅延時間を設定できる。 (9)請求項1記載の半導体集積回路において、外部か
ら動作モードを設定するモードレジスタを備え、前記タ
イミング調整回路は、モードレジスタに設定される値に
応じて前記遅延時間を設定することを特徴とする半導体
集積回路。
ドを設定するモードレジスタを備えている。タイミング
調整回路は、モードレジスタに設定される値に応じて前
記遅延時間を設定する。モードレジスタを使用すること
で、必要なときのみ遅延時間を設定できる。 (10)請求項1記載の半導体集積回路において、外部
からの制御信号を受ける制御端子を備え、前記タイミン
グ調整回路は、前記制御端子に供給される前記制御信号
に応じて前記遅延時間を設定することを特徴とする半導
体集積回路。
回路は、制御端子に供給される制御信号に応じて遅延時
間を設定する。このため、例えば、電源電圧が変動した
際に直ちに遅延時間を設定できる。 (11)請求項3記載の半導体集積回路において、前記
タイミング調整回路は、動作コマンドの受け付けから読
み出し動作または書き込み動作を実行するまでのクロッ
ク数であるレイテンシに応じて所定の前記遅延時間を設
定することを特徴とする半導体集積回路。
回路は、レイテンシに応じて所定の遅延時間を設定す
る。レイテンシは、使用するクロック信号の周波数に応
じて設定されため、プリチャージ回路は、クロック信号
の周波数に応じて、最適のタイミングでプリチャージ動
作を実行できる。 (12)上記(11)項記載の半導体集積回路におい
て、前記タイミング調整回路は、前記所定の遅延時間を
設定する遅延回路を備えたことを特徴とする半導体集積
回路。
回路は、例えば複数の遅延回路を切り替えることで、容
易に所定の遅延時間を設定できる。 (13)上記(11)項記載の半導体集積回路におい
て、前記コマンド制御回路で受けたプリチャージコマン
ドを、前記タイミング調整回路で遅延させた前記クロッ
ク信号でラッチするラッチ回路を備えたことを特徴とす
る半導体集積回路。
作の開始を、遅延させたクロック信号に同期して遅らせ
るため、プリチャージ動作を精度よく制御できる。 (14)上記(11)項記載の半導体集積回路におい
て、所定の前記ワード線を活性化する行制御回路を備
え、前記タイミング調整回路は、前記行制御回路の動作
タイミングに応じて前記遅延時間を設定することを特徴
とする半導体集積回路。
回路は、電源電圧、温度等により変動する実際の行制御
回路の動作タイミングに応じて遅延時間を設定する。こ
のため、行制御回路の動作タイミングに応じた最適のタ
イミングでプリチャージ回路を動作できる。 (15)ビット線に接続された複数のメモリセルと、前
記ビット線を所定の電位にするプリチャージ回路とを備
え、前記プリチャージ回路を制御するプリチャージコマ
ンドをクロック信号に同期して受けてから前記プリチャ
ージ回路の動作を開始するまでの遅延時間を可変にする
ことを特徴とする半導体集積回路の制御方法。
の電位にするプリチャージ動作を実行する場合、クロッ
ク信号に同期してプリチャージコマンドを受け、プリチ
ャージ回路が動作する。ここで、プリチャージコマンド
の受け付けからプリチャージ回路の動作を開始するまで
の遅延時間は可変にされている。このため、プリチャー
ジコマンドの受け付けから所定の遅延時間後に、プリチ
ャージ回路の動作が開始される。そして、プリチャージ
動作が実行される。
らせることで、クロック信号の周期に依存することな
く、内部回路の動作タイミングに応じた最適のタイミン
グでプリチャージ動作を実行できる。この結果、単位時
間あたりのコマンド受け付け回数を増大できる。しがた
って、読み出しデータおよび書き込みデータのバス占有
率を向上することが可能になる。
が、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過
ぎない。本発明はこれに限定されるものではなく、本発
明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかであ
る。
4の半導体集積回路の制御方法では、クロック信号の周
期に依存することなく、内部回路の動作タイミングに応
じた最適のタイミングでメモリセルの読み出し動作また
は書き込み動作を実行できる。この結果、単位時間あた
りのコマンド受け付け回数が増大し、読み出しデータお
よび書き込みデータのバス占有率を向上できる。
最適のタイミングで列制御回路が動作するため、読み出
し動作および書き込み動作を高速に実行できる。請求項
2の半導体集積回路では、クロック信号の周波数に応じ
て、最適のタイミングで読み出し動作および書き込み動
作を実行できる。
の動作タイミングに応じた最適のタイミングでプリチャ
ージ動作を実行でき、単位時間あたりのコマンド受け付
け回数を増大できる。また、内部回路の動作タイミング
に応じた最適のタイミングでプリチャージ回路が動作す
るため、プリチャージ動作を高速に実行できる。
を、第1タイミング信号の遷移エッジから第2タイミン
グ信号の遷移エッジまでの時間だけ遅らせることができ
る。検出回路による検出頻度を外部から制御することで
消費電力を低減できる。
理を示すブロック図である。
ク図である。
法の第1の実施形態を示すブロック図である。
る。
ある。
およびプリチャージ動作を示すタイミング図である。
およびプリチャージ動作の別の例を示すタイミング図で
ある。
動作を示すタイミング図である。
動作の別の例を示すタイミング図である。
ジ動作を伴う書き込み動作を示すタイミング図である。
ジ動作を伴う書き込み動作の別の例を示すタイミング図
である。
作およびプリチャージ動作を示すタイミング図である。
み出し動作を示すタイミング図である。
方法の第2の実施形態を示すブロック図である。
み出し動作を示すタイミング図である。
方法の第3の実施形態および可変遅延回路の一実施形態
を示すブロック図である。
ある。
イミング図である。
ある。
イミング図である。
み出し動作を示すタイミング図である。
ジ動作を示すタイミング図である。
ジ動作の別の例を示すタイミング図である。
作およびプリチャージ動作を示すタイミング図である。
ジ動作の別の例を示すタイミング図である。
方法の第4の実施形態および可変遅延回路の一実施形態
を示すブロック図である。
イミング図である。
み出し動作を示すタイミング図である。
ある。
イミング図である。
グ図である。
ミング図である。
示すタイミング図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 ワード線に接続された複数のメモリセル
と、 所定の前記ワード線を活性化する行制御回路と、 前記ワード線の活性化により選択された前記メモリセル
の読み出し動作または書き込み動作を実行する列制御回
路と、 クロック信号に同期して列動作コマンドを受け、前記列
制御回路を制御するコマンド制御回路と、 前記列動作コマンドの受け付けから前記列制御回路の動
作を開始するまでの遅延時間を可変にするタイミング調
整回路とを備えたことを特徴とする半導体集積回路。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路におい
て、 前記タイミング調整回路は、列動作コマンドの受け付け
から読み出し動作または書き込み動作を実行するまでの
クロック数であるレイテンシに応じて所定の前記遅延時
間を設定することを特徴とする半導体集積回路。 - 【請求項3】 ビット線に接続された複数のメモリセル
と、 前記ビット線を所定の電位にするプリチャージ回路と、 クロック信号に同期してプリチャージコマンドを受け、
前記プリチャージ回路を制御するコマンド制御回路と、 前記プリチャージコマンドの受け付けから前記プリチャ
ージ回路の動作を開始するまでの遅延時間を可変にする
タイミング調整回路とを備えたことを特徴とする半導体
集積回路。 - 【請求項4】 ワード線に接続された複数のメモリセル
と、 所定の前記ワード線を活性化する行制御回路と、 前記ワード線の活性化により選択された前記メモリセル
の読み出し動作または書き込み動作を実行する列制御回
路とを備え、 列制御回路を制御する列動作コマンドをクロック信号に
同期して受けてから前記列制御回路の動作を開始するま
での遅延時間を可変にすることを特徴とする半導体集積
回路の制御方法。 - 【請求項5】 複数の第1遅延段が縦続接続され、入力
信号を初段で受ける第1遅延回路と、 前記第1遅延段と同一の複数の第2遅延段が縦続接続さ
れ、第1タイミング信号を初段で受ける第2遅延回路
と、 第2タイミング信号を受け、前記各第2遅延段から出力
される遅延タイミング信号のうち、該第2タイミング信
号の遷移エッジに隣接する遷移エッジを有する前記遅延
タイミング信号を求める検出回路と、 前記検出回路が求めた前記遅延タイミング信号を出力す
る前記第2遅延段に対応する前記第1遅延段から出力さ
れる遅延信号を選択する選択回路とを備えたことを特徴
とする可変遅延回路。
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