JP2008112565A - 電子装置及びダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ - Google Patents

電子装置及びダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ Download PDF

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Abstract

【課題】半導体記憶装置を備える電子装置であって、ストローブ周期が短くなっても、データのやりとりを確実に行うことができるようにした電子装置を提供する。
【解決手段】ストローブ信号として相補ストローブ信号QSOUT、/QSOUT、QSIN、/QSINを使用し、相補ストローブ信号QSOUT、/QSOUT、QSIN、/QSINの立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なる場合であっても、ストローブの確定時間を一定時間とし、データDQOUT、DQINの確定時間を一定とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体記憶装置を備える電子装置、及び、ダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリに関する。
図15は従来の電子装置の一例の一部分を示す回路図である。図15中、1はクロック信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して動作する従来のダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(以下、DDR−SDRAMという)の一例であり、この電子装置は、同一構成の複数のDDR−SDRAMと、これら複数のDDR−SDRAMをコントロールするコントロールチップとを備えているものである。
また、2は正相クロック信号CLKを伝送する正相クロック信号線、3は正相クロック信号CLKと逆相関係にある逆相クロック信号/CLKを伝送する逆相クロック信号線、4はコマンド信号を伝送するコマンドバス、5はロウアドレス信号及びコラムアドレス信号を伝送するアドレスバス、6はデータを伝送するデータバスである。
また、7はDDR−SDRAM1等のDDR−SDRAMから出力データDQOUTと共に出力される出力データDQOUTの取り込みタイミングを知らせる出力ストローブ信号QSOUTをコントロールチップに伝送し、コントロールチップから入力データDQINと共に出力される入力データDQINの取り込みタイミングを知らせる入力ストローブ信号QSINをDDR−SDRAM1等のDDR−SDRAMに伝送するストローブ信号線である。
図16はDDR−SDRAM1の要部を示す回路図であり、図16中、9はコマンドバス4を伝送されてくるコマンド信号を入力するためのコマンドバッファ、10はコマンドバッファ9から出力されるコマンド信号をデコードするコマンドデコーダ、11はコマンドデコーダ10から出力されるコマンドデコード信号を入力してコマンドの内容に従って内部回路を制御するコントローラである。
また、12はアドレスバス5を伝送されてくるロウアドレス信号及びコラムアドレス信号を入力するためのアドレスバッファ、13−1、13−mはアドレスバッファ12から出力されるロウアドレス信号及びコラムアドレス信号をラッチするアドレスラッチである。
また、14−1、14−mはバンクであり、バンク14−1において、15−1はメモリセルが配列されたメモリセルアレイ、16−1はアドレスラッチ14−1にラッチされたロウアドレス信号をデコードしてワード線の選択を行うロウデコーダである。
また、17−1は選択されたワード線によって選択されたメモリセルから読み出されたデータを増幅するセンスアンプが配列されたセンスアンプ列、18−1はアドレスラッチ13−1にラッチされたコラムアドレス信号をデコードしてコラムの選択を行うコラムデコーダである。
また、バンク14−mにおいて、15−mはメモリセルが配列されたメモリセルアレイ、16−mはアドレスラッチ13−mにラッチされたロウアドレス信号をデコードしてワード線の選択を行うロウデコーダである。
また、17−mは選択されたワード線によって選択されたメモリセルから読み出されたデータを増幅するセンスアンプが配列されたセンスアンプ列、18−mはアドレスラッチ13−mにラッチされたコラムアドレス信号をデコードしてコラムの選択を行うコラムデコーダである。
また、19−1はバンク14−1からコアデータバスCDB1に出力されたリードデータを増幅するデータバスバッファ、20−1はコアデータバスCDB1にライトデータを出力するためのライトバッファである。
また、19−mはバンク14−mからコアデータバスCDBmに出力されたリードデータを増幅するデータバスバッファ、20−mはコアデータバスCDBmにライトデータを出力するためのライトバッファである。
また、DBは周辺データバス、21は出力データDQOUTを外部に出力するためのデータ出力バッファ、22は外部から並列Nビット構成の入力データDQINを入力するためのデータ入力バッファである。
また、23は出力ストローブ信号QSOUTを出力するストローブ出力バッファ、24は入力ストローブ信号QSINを入力して入力データDQINの取り込みタイミングを制御するストローブ入力バッファである。
図17はDDR−SDRAM1からのデータ出力時における相補クロック信号CLK、/CLKと、出力ストローブ信号QSOUTと、出力データDQOUTとの関係を示す波形図である。
図17中、tCKQSはクロック信号CLKと逆相クロック信号/CLKとのクロスポイントからのQSアクセス時間(QS Access Time from CLK//CLK)、tQSPREはQSプリアンブル時間(QS Preamble Time)、tQSPSTはQSポストアンブル時間(QS Postamble Time)である。
また、tQSQはストローブ信号QSからの出力データ・スキュー(Data Output Skew from QS)、tACはクロック信号CLKと逆相クロック信号/CLKとのクロスポイントからのデータ・アクセス時間(Data Access Time from CLK//CLK)、tDVは出力データ確定時間(Data Output Valid Time)である。
図18はDDR−SDRAM1へのデータ入力時における相補クロック信号CLK、/CLKと、入力ストローブ信号QSINと、入力データDQINとの関係を示す波形図である。
図18中、tDHはストローブ信号QSからの入力データ・セットアップ時間( Data Input set up time from QS)、tDSはストローブ信号QSからの入力データ・ホールド時間(Data Input hold time from QS)である。
この電子装置は、データバス6と同じ環境を持ったストローブ信号線7を設け、DDR−SDRAMから出力データDQOUTと共に出力ストローブ信号QSOUTを伝送し、出力ストローブ信号QSOUTから見た出力データDQOUTの確定時間を一定とし、コントロールチップによる出力データDQOUT の受け取りの容易化を図ると共に、コントロールチップから入力データDQINと共に入力ストローブ信号QSINを伝送し、入力ストローブ信号QSINから見た入力データDQINの確定時間を一定とし、DDR−SDRAMによる入力データDQINの受け取りの容易化を図るというものである。
特開平7−244985号公報
しかし、ストローブ信号QSOUT、QSINの立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なると、ストローブ周期が一定とならず、このため、データDQOUT、DQINの確定時間が一定とならず、データDQOUT、DQINの取り込みのタイミングが取りにくく、ストローブ周期が短くなると、たとえば、ストローブ周期が4ns以下となると、データDQOUT、DQINのやりとりが不確実になるおそれがあるという問題点があった。
本発明は、かかる点に鑑み、半導体記憶装置を有する電子装置であって、ストローブ周期が短くなっても、データのやりとりを確実に行うことができるようにした電子装置、及び、このような電子装置に使用することができるDDR−SDRAMを提供することを目的とする。
本発明の電子装置は、半導体記憶装置と、コントローラチップと、正相クロック信号を伝送する正相クロック信号線と、該正相クロック信号と逆相関係にある逆相クロック信号を伝送する逆相クロック信号線と、該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、コマンド信号を伝送するコマンドバスと、該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、ロウアドレス信号及びコラムアドレス信号を伝送するアドレスバスと、該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、データを伝送するデータバスと、該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、正相ストローブ信号を伝送する正相ストローブ信号線と、該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、逆相ストローブ信号を伝送する逆相ストローブ信号線とから構成される電子装置であり、該半導体記憶装置は、前記正相クロック信号と前記逆相クロック信号を受け、前記正相クロック信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して動作するDDR−SDRAMであって、前記コントローラチップから前記コマンドバスを介して入力されるコマンド信号をデコードし、リードモードかライトモードかを決定するコマンドデコーダと、各々メモリセルアレイを含んでいる複数バンクと、該リードモード時に、該複数バンクのうち選択されたバンクから読み出された複数個のパラレルデータをシリアルデータに変換するパラレル/シリアル変換回路と、該リードモード時に、該パラレル/シリアル変換回路からのシリアルデータを受け、リードデータとして前記データバスを介して前記コントローラチップへ出力するデータ出力バッファと、該リードモード時に、正相出力ストローブ信号と該正相出力ストローブ信号と逆相関係にある逆相出力ストローブ信号とのクロスポイントが該リードデータのエッジポイントに同期するように該正相出力ストローブ信号と該逆相出力ストローブ信号を前記正相ストローブ信号線及び前記逆相ストローブ信号線を介して前記コントローラチップへ出力するストローブ出力バッファと、該ライトモード時に、シリアルに入力される複数個のライトデータを前記データバスを介して前記コントローラチップから入力するデータ入力バッファと、該ライトモード時に、正相入力ストローブ信号と該正相入力ストローブ信号と逆相関係にある逆相入力ストローブ信号とのクロスポイントが該ライトデータのセンタポイントに同期するように該正相入力ストローブ信号と該逆相入力ストローブ信号が、前記正相ストローブ信号線及び前記逆相ストローブ信号線を介して前記コントローラチップから入力されるストローブ入力バッファと、該ライトモード時に、該データ入力バッファからのシリアルデータをパラレルデータに変換し、該複数バンクのうち選択されたバンクに該パラレルデータを転送するシリアル/パラレル変換回路と、を有するDDR−SDRAMであるというものである。
本発明のDDR−SDRAMは、正相クロック信号と該正相クロック信号と逆相関係にある逆相クロック信号を受け、正相クロック信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して動作するDDR−SDRAMであって、外部から入力されるコマンド信号をデコードし、リードモードかライトモードかを決定するコマンドデコーダと、各々メモリセルアレイを含んでいる複数バンクと、該リードモード時に、該複数バンクのうち選択されたバンクから読み出された複数個のパラレルデータをシリアルデータに変換するパラレル/シリアル変換回路と、該リードモード時に、該パラレル/シリアル変換回路からのシリアルデータを受け、リードデータとして外部へ出力するデータ出力バッファと、該リードモード時に、正相出力ストローブ信号と該正相出力ストローブ信号と逆相関係にある逆相出力ストローブ信号とのクロスポイントが該リードデータのエッジポイントに同期するように該正相出力ストローブ信号と該逆相出力ストローブ信号を出力するストローブ出力バッファと、該ライトモード時に、シリアルに入力される複数個のライトデータを外部から入力するデータ入力バッファと、該ライトモード時に、正相入力ストローブ信号と該正相入力ストローブ信号と逆相関係にある逆相入力ストローブ信号とのクロスポイントが該ライトデータのセンタポイントに同期するように該正相入力ストローブ信号と該逆相入力ストローブ信号が入力されるストローブ入力バッファと、該ライトモード時に、該データ入力バッファからのシリアルデータをパラレルデータに変換し、該複数バンクのうち選択されたバンクに該パラレルデータを転送するシリアル/パラレル変換回路と、を有するものである。
本発明の電子装置によれば、出力ストローブ信号として相補出力ストローブ信号を使用するとしているので、相補出力ストローブ信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なる場合であっても、相補出力ストローブ信号の周期(相補出力ストローブ信号のクロスポイント間の時間)は一定となる。したがって、出力データの確定時間(確定幅)を一定とすることができる。
また、入力ストローブ信号として相補入力ストローブ信号を使用するとしているので、相補入力ストローブ信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なる場合であっても、相補入力ストローブ信号の周期(相補入力ストローブ信号のクロスポイント間の時間)は一定となる。したがって、入力データの確定時間(確定幅)を一定とすることができる。
このように、本発明の電子装置によれば、ストローブ信号として、相補ストローブ信号を使用するとしたことにより、相補ストローブ信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なる場合であっても、ストローブ周期を一定とし、データの確定時間を一定とすることができるので、ストローブ周期が短くなっても、データのやりとりを確実に行うことができる。
本発明のDDR−SDRAMによれば、ストローブ出力バッファとして、相補出力ストローブ信号を出力するストローブ出力バッファを有すると共に、ストローブ入力バッファとして、相補入力ストローブ信号を入力して入力データの取り込みを制御するストローブ入力バッファを有しているので、本発明の電子装置に使用することができる。
このように、本発明のDDR−SDRAMによれば、ストローブ信号として、相補ストローブ信号を使用するとしたことにより、相補ストローブ信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なる場合であっても、ストローブ周期を一定とし、データの確定時間を一定とすることができるので、ストローブ周期が短くなっても、データのやりとりを確実に行うことができる。
以下、図1〜図14を参照して、本発明の電子装置の一実施形態及び本発明のDDR−SDRAMの一実施形態について説明する。
図1は本発明の電子装置の一実施形態の一部分を示すブロック回路図である。図1中、26はDDR−SDRAMの一種であるファースト・サイクル・ランダム・アクセス・メモリ(以下、FCRAMという)であり、本発明のDDR−SDRAMの一実施形態である。本発明の電子装置の一実施形態は、同一構成の複数のFCRAMと、これら複数のFCRAMをコントロールするコントロールチップとを備えているものである。
また、27は正相クロック信号CLKを伝送する正相クロック信号線、28は正相クロック信号CLKと逆相関係にある逆相クロック信号/CLKを伝送する逆相クロック信号線、29はコマンド信号を伝送するコマンドバス、30はロウアドレス信号及びコラムアドレス信号を伝送するアドレスバス、31はデータを伝送するデータバスである。
また、32はFCRAM26等から出力データDQOUTと共に出力される出力データDQOUTの取り込みタイミングを知らせる正相出力ストローブ信号QSOUTをコントロールチップに伝送し、コントロールチップから入力データDQINと共に出力される入力データDQINの取り込みタイミングを知らせる正相入力ストローブ信号QSINをFCRAM26等に伝送する正相ストローブ信号線である。
また、33はFCRAM26等から出力される正相出力ストローブ信号QSOUTと逆相関係にある逆相出力ストローブ信号/QSOUTをコントロールチップに伝送し、コントロールチップから出力される正相入力ストローブ信号QSINと逆相関係にある逆相入力ストローブ信号/QSINをFCRAM26等に伝送する逆相ストローブ信号線である。
図2はFCRAM26の要部を示す回路図であり、図2中、35はコマンドバス29を伝送されてくるコマンド信号を入力するためのコマンドバッファ、36はコマンドバッファ35から出力されるコマンド信号をデコードするコマンドデコーダである。
また、37はアドレスバス30を伝送されてくるロウアドレス信号及びコラムアドレス信号を入力するためのアドレスバッファ、38−1、38−mはアドレスバッファ37から出力されるロウアドレス信号及びコラムアドレス信号をラッチするアドレスラッチである。
また、39−1、39−mはバンクであり、バンク39−1において、40−1はメモリセルが配列されたメモリセルアレイ、41−1はアドレスラッチ38−1にラッチされたロウアドレス信号をデコードしてワード線の選択を行うロウデコーダである。
また、42−1は選択されたワード線によって選択されたメモリセルから読み出されたデータを増幅するセンスアンプが配列されたセンスアンプ列、43−1はアドレスラッチ38−1にラッチされたコラムアドレス信号をデコードしてコラムの選択を行うコラムデコーダである。
また、44−1はコマンドデコーダ36から出力されるコマンドデコード信号を入力してコマンドの内容に従ってコラムデコーダ43−1やセンスアンプ列42−1等を制御するアクティブ・プリコントローラである。
また、バンク39−mにおいて、40−mはメモリセルが配列されたメモリセルアレイ、41−mはアドレスラッチ38−mにラッチされたロウアドレス信号をデコードしてワード線の選択を行うロウデコーダである。
また、42−mは選択されたワード線によって選択されたメモリセルから読み出されたデータを増幅するセンスアンプが配列されたセンスアンプ列、43−mはアドレスラッチ38−mにラッチされたコラムアドレス信号をデコードしてコラムの選択を行うコラムデコーダである。
また、44−mはコマンドデコーダ36から出力されるコマンドデコード信号を入力してコマンドの内容に従ってコラムデコーダ43−mやセンスアンプ列42−m等を制御するアクティブ・プリコントローラである。
なお、FCRAM26は、例えば、バースト長を複数に設定することができ、このようにされた場合には、リード時、選択されたバンクから複数個のデータが並列して読み出されるように動作し、ライト時、複数個のパラレルデータを選択されたバンクに書き込むことができるように構成されているものである。
また、45−1はバンク39−1からコアデータバスCDB1に出力されたリードデータを増幅するデータバスバッファ、46−1はコアデータバスCDB1にライトデータを出力するためのライトバッファである。
また、45−mはバンク39−mからコアデータバスCDBmに出力されたリードデータを増幅するデータバスバッファ、46−mはコアデータバスCDBmにライトデータを出力するためのライトバッファである。
また、47は選択されたバンクに対応するデータバスバッファから伝送されてくるパラレルデータをシリアル化するパラレル/シリアル変換回路、48はパラレル/シリアル変換回路47から出力されるシリアル化された並列Nビット構成の出力データDQOUT1〜DQOUTNを外部に出力するためのデータ出力バッファである。
また、49は外部から並列Nビット構成の入力データDQIN1〜DQINNを入力するためのデータ入力バッファ、50はデータ入力バッファ49から出力される並列Nビット構成の入力データDQIN1〜DQINNのそれぞれをパラレル化するシリアル/パラレル変換回路である。
また、51は正相出力ストローブ信号QSOUTを正相ストローブ信号線32に出力し、逆相出力ストローブ信号/QSOUTを逆相ストローブ信号線33に出力するストローブ出力バッファである。
また、52は正相ストローブ信号線32を伝送されてくる正相入力ストローブ信号QSIN及び逆相ストローブ信号線33を伝送されてくる逆相入力ストローブ信号/QSINを入力するストローブ入力バッファである。
図3はデータ出力バッファ48及びストローブ出力バッファ51の構成を示す回路図である。図3中、mCLKは内部クロック、DEはデータイネーブル信号、mDQOUT1、mDQOUT2、mDQOUTNは内部出力データ、mQSOUTは内部出力ストローブ信号である。
また、データ出力バッファ48において、54、55は内部クロック信号mCLKにオン、オフが制御されるnMOSトランジスタ、56は内部クロック信号mCLKを反転するインバータ、57、58はインバータ56の出力によりオン、オフが制御されるpMOSトランジスタである。
また、59はデータイネーブル信号DEをラッチするインバータ60、61からなるラッチ回路、62はラッチ回路59の出力をラッチするインバータ63、64からなるラッチ回路である。
また、65−1は内部出力データmDQOUT1とラッチ回路62の出力とをNAND処理するNAND回路、65−2は内部出力データmDQOUT2とラッチ回路62の出力とをNAND処理するNAND回路、65−Nは内部出力データmDQOUTNとラッチ回路62の出力とをNAND処理するNAND回路である。
また、66−1、66−2、66−Nは、それぞれ、NAND回路65−1、65−2、65−Nの出力を反転増幅して出力データDQOUT1、DQOUT2、DQOUTNを出力するスリーステートインバータである。
また、ストローブ出力バッファ51において、67は内部出力ストローブ信号mQSOUTとデータイネーブル信号DEとをNAND処理するNAND回路、68は内部出力ストローブ信号mQSOUTを反転するインバータ、69はインバータ68の出力とデータイネーブル信号DEとをNAND処理するNAND回路である。
また、70はNAND回路67の出力を反転増幅して正相出力ストローブ信号QSOUTを出力するスリーステートインバータ、71はNAND回路69の出力を反転増幅して逆相出力ストローブ信号/QSOUTを出力するスリーステートインバータである。
このように構成されたデータ出力バッファ48及びストローブ出力バッファ51においては、データイネーブル信号DE=Hレベルとなり、内部クロックmCLK=Hレベルとなると、ストローブ出力バッファ51においては、NAND回路67、69が活性化され、内部出力ストローブ信号mQSOUTに対応した相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTが出力される。
また、データ出力バッファ48においては、ラッチ回路59の出力=Lレベル、ラッチ回路62の出力=Hレベルとなり、NAND回路65−1〜65−Nが活性化され、内部出力データmDQOUT1〜mDQOUTNに対応した出力データDQOUT1〜DQOUTNが出力されることになる。
図4はデータ入力バッファ49及びストローブ入力バッファ52の構成を示す回路図である。図4中、ストローブ入力バッファ52において、73、74はストローブクロックQS−CLKを生成するための差動アンプであり、差動アンプ73は、正相入力端子に正相入力ストローブ信号QSINが入力され、逆相入力端子に逆相入力ストローブ信号/QSINが入力され、差動アンプ74は、正相入力端子に逆相入力ストローブ信号/QSINが入力され、逆相入力端子に正相入力ストローブ信号QSINが入力される。
また、データ入力バッファ49において、75−1、75−2、75−Nはストローブ入力バッファ52から出力されるストローブクロックQS−CLKに同期して、それぞれ、入力データDQIN1、DQIN2、DQINNをラッチするシンクロナス・フリップフロップ回路(SFF)である。
図5はFCRAM26からのデータ出力時における相補クロック信号CLK、/CLKと、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTと、連続2ビットの出力データDQOUT=RD1、RD2との関係を示す波形図である。
即ち、本発明の電子装置の一実施形態においては、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTの周期の開始を示す相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTの先頭のクロスポイントの前の一定時間をプリアンブル時間tQSPREとされる。
そして、プリアンブル時間tQSPREにおいては、正相出力ストローブ信号QSOUT=Lレベル、逆相出力ストローブ信号/QSOUT=Hレベルとされ、このレベルは、リードコマンドRD−CMDをトリガーとしてセットされる。
このように、プリアンブル時間tQSPREにおいては、正相出力ストローブ信号QSOUT=Lレベル、逆相出力ストローブ信号/QSOUT=Hレベルとすることにより、正相出力ストローブ信号QSOUT及び逆相出力ストローブ信号/QSOUTを受ける回路が差動アンプの場合、内部レベルを決定させ、出力データDQOUTを受信可能状態とさせることができる。
また、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTの周期の終了を示す相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTのクロスポイントの後の一定時間をポストアンブル時間tQSPSTとされ、この時間、正相出力ストローブ信号QSOUT及び逆相出力ストローブ信号/QSOUTは、レベルを異にする状態とされる。
また、正相ストローブ信号線32及び逆相ストローブ信号線33を駆動するFCRAM26のトランジスタは、プリアンブル時間tQSPRE、出力ストローブ確定時間、入力ストローブ信号の周期が継続する期間及びポストアンブル時間tQSPST以外の待機時間の間、オフ状態とされ、正相ストローブ信号線32及び逆相ストローブ信号線33は、フローティング状態とされ、ハイインピーダンス状態(Hi-Z)又はロウインピーダンス状態(Low-Z)とされる。
また、本発明の一実施形態においては、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTのクロスポイントは、出力データDQoutのエッジトリガーポイントを与えるように設定される。
なお、プリアンブル時間 tQSPRE における相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTのレベルは、リードコマンドRD−CMDに対してデータレイテンシーがある場合には、図6に示すように、先頭の出力データDQOUT=RD1の出力時の一定時間前(たとえば、1クロック前あるいは半クロック前)にセットするようにしても良い。
また、相補出力ストローブ信号線と相補入力ストローブ信号線とが別個に設けられている場合においては、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTは、図7に示すように、出力データDQOUTが連続する偶数データの場合、待機時間の間、ポストアンブル時間tQSPSTにおけるレベルと同一、即ち、正相出力ストローブ信号QSOUT=Hレベル、逆相出力ストローブ信号/QSOUT=Lレベルを維持するようにしても、コントローラチップを受信可能状態とすることについて何ら問題は生じない。
また、相補出力ストローブ信号線と相補入力ストローブ信号線とが別個に設けられている場合においては、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTは、図8に示すように、出力データDQOUTが1又は連続する奇数データの場合、待機時間の間、ポストアンブル時間 tQSPST におけるレベルと同一、即ち、正相出力ストローブ信号QSOUT=Hレベル、逆相出力ストローブ信号/QSOUT=Lレベルを維持し、次のリード時におけるプリアンブル時間tQSPREの開始時において、元のレベルに戻すように制御する場合には、コントローラチップを受信可能状態とすることについて何ら問題は生じない。
また、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTのクロスポイントは、図9に示すように、出力データDQOUTのセンタポイントを与えるように設定しても良い。
図10はFCRAM26へのデータ入力時における相補クロック信号CLK、/CLKと、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINと、連続2ビットの入力データDQIN=WD1、WD2との関係を示す波形図である。
即ち、本発明の電子装置の一実施形態においては、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINの周期の開始を示す相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINの先頭のクロスポイントの前の一定時間をプリアンブル時間tQSPREとされる。
そして、プリアンブル時間tQSPREにおいては、正相入力ストローブ信号QSIN=Lレベル、逆相入力ストローブ信号/QSIN=Hレベルとされ、このレベルは、ライトコマンドWR−CMDをトリガーとしてセットされる。
このように、プリアンブル時間tQSPREにおいては、正相入力ストローブ信号QSIN=Lレベル、逆相入力ストローブ信号/QSIN=Hレベルとすることにより、正相入力ストローブ信号QSIN及び逆相入力ストローブ信号/QSINを受ける回路が差動アンプの場合、内部レベルを決定させ、入力データDQINを受信可能状態とさせることができる。
また、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINの周期の終了を示す相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINのクロスポイントの後の一定時間をポストアンブル時間tQSPSTとされ、この時間、正相入力ストローブ信号QSIN及び逆相入力ストローブ信号/QSINは、レベルを異にする状態とされる。
また、正相ストローブ信号線32及び逆相ストローブ信号線33を駆動するコントローラチップのトランジスタは、待機時間の間、オフ状態とされ、正相ストローブ信号線32及び逆相ストローブ信号線33は、フローティング状態とされハイインピーダンス状態(Hi-Z)又はロウインピーダンス状態(Low-Z)とされる。
また、本発明の一実施形態においては、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINのクロスポイントは、入力データDQINのエッジトリガーポイントを与えるように設定される。
なお、プリアンブル時間tQSPREにおける相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINのレベルは、図11に示すように、ライトコマンドWR−CMDに対してデータレイテンシーがある場合には、先頭の入力データDQIN=WD1の出力時の一定時間前にセットするようにしても良い。
また、相補出力ストローブ信号線と相補入力ストローブ信号線とが別個に設けられている場合においては、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINは、図12に示すように、出力データDQINが連続する偶数データの場合、待機時間の間、ポストアンブル時間 tQSPST におけるレベルと同一、即ち、正相入力ストローブ信号QSIN=Lレベル、逆相入力ストローブ信号/QSIN=Hレベルを維持するようにしても、FCRAMを受信可能状態とすることについて何ら問題は生じない。
また、相補出力ストローブ信号線と相補入力ストローブ信号線とが別個に設けられている場合においては、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINは、図13に示すように、入力データDQINが1又は連続する奇数データの場合、待機時間の間、ポストアンブル時間 tQSPST におけるレベルと同一、即ち、正相入力ストローブ信号QSIN=Hレベル、逆相入力ストローブ信号/QSIN=Lレベルを維持し、次のリード時におけるプリアンブル時間 tQSPRE の開始時において、元のレベルに戻すように制御する場合には、FCRAMを受信可能状態とすることについて何ら問題は生じない。
また、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINのクロスポイントは、図14に示すように、入力データDQINのセンタポイントを与えるように設定しても良い。
以上のように、本発明の電子装置の一実施形態においては、出力ストローブ信号として、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTを使用するとしているので、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTの立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なる場合であっても、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTの周期(相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTのクロスポイント間の時間)を一定とし、出力データDQOUTの確定時間(確定幅)を一定とすることができる。
また、入力ストローブ信号として、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINを使用するとしたことにより、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINの立ち上がり時間と立ち下がり時間とが異なる場合であっても、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINの周期(相補出力ストローブ信号QSIN、/QSINのクロスポイント間の時間)を一定とし、入力データDQINの確定時間(確定幅)を一定とすることができる。
したがって、本発明の電子装置の一実施形態によれば、ストローブ周期が短くなっても、たとえば、ストローブ周期が4ns以下となっても、データDQOUT、DQINのやりとりを確実に行うことができる。
また、FCRAM26は、選択されたバンクからバースト長に対応するビット長のデータをパラレルに読出し、これをパラレル/シリアル変換回路47に伝送してシリアル化してデータ出力バッファ48に転送するように構成し、リード動作の高速化を図るようにしているが、前述のように、相補出力ストローブ信号QSOUT、/QSOUTの周期を一定とし、出力データDQOUTの確定時間を一定とすることができるので、パラレル/シリアル変換回路47の動作に余裕を持たせることができる。
また、FCRAM26は、データ入力バッファ49の後段にシリアル/パラレル変換回路50を設け、データ入力バッファ49からバースト長に対応するビット長の入力データDQINを順にシリアル/パラレル変換回路50に転送し、これらをパラレル化して選択されたバンクに伝送してパラレルに書込みを行うことができるように構成し、ライト動作の高速化を図るようにしているが、前述のように、相補入力ストローブ信号QSIN、/QSINの周期を一定とし、入力データDQINの確定時間を一定とすることができるので、シリアル/パラレル変換回路50の動作に余裕を持たせることができる。
本発明の電子装置の一実施形態の一部分を示す回路図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)の要部を示す回路図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)が備えるデータ出力バッファ及びストローブ出力バッファの構成を示す回路図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)が備えるデータ入力バッファ及びストローブ入力バッファの構成を示す回路図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)からのデータ出力時における相補クロック信号と、相補出力ストローブ信号と、連続2ビットの出力データとの関係を示す波形図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)からのデータ出力時のプリアンブル時間における相補出力ストローブ信号のレベルのセット方法の他の例を説明するための波形図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)の待機時間における相補出力ストローブ信号のレベル設定方法の他の例を説明するための波形図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)の待機時間における相補出力ストローブ信号のレベル設定方法の更に他の例を説明するための波形図である。 相補出力ストローブ信号のクロスポイントが出力データのセンタポイントを与える場合を示す波形図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)へのデータ入力時における相補クロック信号と、相補入力ストローブ信号と、連続2ビットの入力データとの関係を示す波形図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるFCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)へのデータ入力時のプリアンブル時間における相補入力ストローブ信号のレベルのセット方法の他の例を説明するための波形図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるコントローラチップの待機時間における相補入力ストローブ信号のレベル設定方法の他の例を説明するための波形図である。 本発明の電子装置の一実施形態が備えるコントローラチップの待機時間における相補入力ストローブ信号のレベル設定方法の更に他の例を説明するための波形図である。 相補入力ストローブ信号のクロスポイントが入力データのセンタポイントを与える場合を示す波形図である。 従来の電子装置の一例の一部分を示す回路図である。 図15に示す従来の電子装置が備えるDDR−SDRAMの要部を示す回路図である。 図15に示す従来の電子装置が備えるDDR−SDRAMからのデータ出力時における相補クロック信号と、出力ストローブ信号と、出力データとの関係を示す波形図である。 図15に示す従来の電子装置が備えるDDR−SDRAMへのデータ入力時における相補クロック信号と、入力ストローブ信号と、入力データとの関係を示す波形図である。
符号の説明
CLK、/CLK クロック信号
QSOUT、/QSOUT 相補出力ストローブ信号
DSIN、/DSIN 相補入力ストローブ信号
1…DDR−SDRAM
2…正相クロック信号線
3…逆相クロック信号線
4…コマンドバス
5…アドレスバス
6…データバス
7…ストローブ信号線
9…コマンドバッファ
10…コマンドデコーダ
11…コントローラ
12…アドレスバッファ
13−1、13−m…アドレスラッチ
14−1、14−m…バンク
15−1、15−m…メモリセルアレイ
16−1、16−m…ロウデコーダ
17−1、17−m…センスアンプ
18−1、18−m…コラムデコーダ
19−1、19−m…データバスバッファ
20−1、20−m…ライトバッファ
21…データ出力バッファ
22…データ入力バッファ
23…ストローブ出力バッファ
24…ストローブ入力バッファ
26…FCRAM(本発明のDDR−SDRAMの一実施形態)
27…正相クロック信号線
28…逆相クロック信号線
29…コマンドバス
30…アドレスバス
31…データバス
32…正相ストローブ信号線
33…逆相ストローブ信号線
35…コマンドバッファ
36…コマンドデコーダ
37…アドレスバッファ
38−1、38−m…アドレスラッチ
39−1、39−m…バンク
40−1、40−m…メモリセルアレイ
41−1、41−m…ロウデコーダ
42−1、42−m…センスアンプ
43−1、43−m…コラムデコーダ
44−1、44−m…アクティブ・プリコントローラ
45−1、45−m…データバスバッファ
46−1、46−m…ライトバッファ
47…パラレル/シリアル変換回路
48…データ出力バッファ
49…データ入力バッファ
50…シリアル/パラレル変換回路
51…ストローブ出力バッファ
52…ストローブ入力バッファ
54、55…nMOSトランジスタ
56…インバータ
57、58…pMOSトランジスタ
59…ラッチ回路
60、61…インバータ
62…ラッチ回路
63、64…インバータ
65−1、65−2、65−N…NAND回路
66−1、66−2、66−N…スリーステートインバータ
67…NAND回路
68…インバータ
69…NAND回路
70、71…スリーステートインバータ
73、74…差動アンプ
75−1、75−2、75−N…シンクロナス・フリップフロップ回路

Claims (16)

  1. 正相クロック信号と該正相クロック信号と逆相関係にある逆相クロック信号を受け、正相クロック信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して動作するダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリであって、
    外部から入力されるコマンド信号をデコードし、リードモードかライトモードかを決定するコマンドデコーダと、
    各々メモリセルアレイを含んでいる複数バンクと、
    該リードモード時に、該複数バンクのうち選択されたバンクから読み出された複数個のパラレルデータをシリアルデータに変換するパラレル/シリアル変換回路と、
    該リードモード時に、該パラレル/シリアル変換回路からのシリアルデータを受け、リードデータとして外部へ出力するデータ出力バッファと、
    該リードモード時に、正相出力ストローブ信号と該正相出力ストローブ信号と逆相関係にある逆相出力ストローブ信号とのクロスポイントが該リードデータのエッジポイントに同期するように該正相出力ストローブ信号と該逆相出力ストローブ信号を出力するストローブ出力バッファと、
    該ライトモード時に、シリアルに入力される複数個のライトデータを外部から入力するデータ入力バッファと、
    該ライトモード時に、正相入力ストローブ信号と該正相入力ストローブ信号と逆相関係にある逆相入力ストローブ信号とのクロスポイントが該ライトデータのセンタポイントに同期するように該正相入力ストローブ信号と該逆相入力ストローブ信号が入力されるストローブ入力バッファと、
    該ライトモード時に、該データ入力バッファからのシリアルデータをパラレルデータに変換し、該複数バンクのうち選択されたバンクに該パラレルデータを転送するシリアル/パラレル変換回路と、
    を有することを特徴とするダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ。
  2. 前記正相出力ストローブ信号及び前記逆相出力ストローブ信号の開始を示す先頭のクロスポイントの前の一定期間を第1プリアンブル時間とされ、この時間、前記正相出力ストローブ信号はロウレベル、前記逆相出力ストローブ信号はハイレベルであり、
    前記第1プリアンブル時間前において、前記正相出力ストローブ信号及び前記逆相出力ストローブ信号はともに、フローティング状態である
    ことを特徴とする請求項1記載のダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ。
  3. 前記正相入力ストローブ信号及び前記逆相入力ストローブ信号の開始を示す先頭のクロスポイントの前の一定期間を第2プリアンブル時間とされ、この時間、前記正相入力ストローブ信号はロウレベル、前記逆相入力ストローブ信号はハイレベルであり、
    前記第2プリアンブル時間前において、前記正相入力ストローブ信号及び前記逆相入力ストローブ信号はともに、フローティング状態である
    ことを特徴とする請求項1又は2記載のダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ。
  4. 内部クロックに応答してデータイネーブル信号を保持するラッチ回路を更に有し、
    前記データイネーブル信号は、前記ラッチ回路で保持されるとともに、前記データ出力バッファと前記ストローブ出力バッファを活性化する
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ。
  5. 前記ストローブ出力バッファは、1つの内部出力ストローブ信号から前記正相出力ストローブ信号と前記逆相出力ストローブ信号とを生成する
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ。
  6. 前記ストローブ入力バッファは、前記正相入力ストローブ信号と前記逆相入力ストローブ信号とから1つの内部入力ストローブ信号を生成する
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ。
  7. 前記データ入力バッファは前記内部入力ストローブ信号に同期して前記複数個のライトデータをラッチする
    ことを特徴とする請求項6記載のダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ。
  8. 前記リードデータ及び前記ライトデータのデータ数を設定する
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ。
  9. 半導体記憶装置と、
    コントローラチップと、
    正相クロック信号を伝送する正相クロック信号線と、
    該正相クロック信号と逆相関係にある逆相クロック信号を伝送する逆相クロック信号線と、
    該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、コマンド信号を伝送するコマンドバスと、
    該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、ロウアドレス信号及びコラムアドレス信号を伝送するアドレスバスと、
    該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、データを伝送するデータバスと、
    該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、正相ストローブ信号を伝送する正相ストローブ信号線と、
    該半導体記憶装置と該コントローラチップ間において、逆相ストローブ信号を伝送する逆相ストローブ信号線と
    から構成される電子装置であり、
    該半導体記憶装置は、
    前記正相クロック信号と前記逆相クロック信号を受け、前記正相クロック信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに同期して動作するダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリであって、
    前記コントローラチップから前記コマンドバスを介して入力されるコマンド信号をデコードし、リードモードかライトモードかを決定するコマンドデコーダと、
    各々メモリセルアレイを含んでいる複数バンクと、
    該リードモード時に、該複数バンクのうち選択されたバンクから読み出された複数個のパラレルデータをシリアルデータに変換するパラレル/シリアル変換回路と、
    該リードモード時に、該パラレル/シリアル変換回路からのシリアルデータを受け、リードデータとして前記データバスを介して前記コントローラチップへ出力するデータ出力バッファと、
    該リードモード時に、正相出力ストローブ信号と該正相出力ストローブ信号と逆相関係にある逆相出力ストローブ信号とのクロスポイントが該リードデータのエッジポイントに同期するように該正相出力ストローブ信号と該逆相出力ストローブ信号を前記正相ストローブ信号線及び前記逆相ストローブ信号線を介して前記コントローラチップへ出力するストローブ出力バッファと、
    該ライトモード時に、シリアルに入力される複数個のライトデータを前記データバスを介して前記コントローラチップから入力するデータ入力バッファと、
    該ライトモード時に、正相入力ストローブ信号と該正相入力ストローブ信号と逆相関係にある逆相入力ストローブ信号とのクロスポイントが該ライトデータのセンタポイントに同期するように該正相入力ストローブ信号と該逆相入力ストローブ信号が、前記正相ストローブ信号線及び前記逆相ストローブ信号線を介して前記コントローラチップから入力されるストローブ入力バッファと、
    該ライトモード時に、該データ入力バッファからのシリアルデータをパラレルデータに変換し、該複数バンクのうち選択されたバンクに該パラレルデータを転送するシリアル/パラレル変換回路と、
    を有するダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリである
    ことを特徴とする電子装置。
  10. 前記正相出力ストローブ信号及び前記逆相出力ストローブ信号の開始を示す先頭のクロスポイントの前の一定期間をプリアンブル時間とされ、この時間、前記正相出力ストローブ信号はロウレベル、前記逆相出力ストローブ信号はハイレベルであり、
    前記プリアンブル時間前において、前記正相出力ストローブ信号及び前記逆相出力ストローブ信号はともに、フローティング状態である
    ことを特徴とする請求項9記載の電子装置。
  11. 前記正相入力ストローブ信号及び前記逆相入力ストローブ信号の開始を示す先頭のクロスポイントの前の一定期間を第2プリアンブル時間とされ、この時間、前記正相入力ストローブ信号はロウレベル、前記逆相入力ストローブ信号はハイレベルであり、
    前記第2プリアンブル時間前において、前記正相入力ストローブ信号及び前記逆相入力ストローブ信号はともに、フローティング状態である
    ことを特徴とする請求項9又は10記載の電子装置。
  12. 内部クロックに応答してデータイネーブル信号を保持するラッチ回路を更に有し、
    前記データイネーブル信号は、前記ラッチ回路で保持されるとともに、前記データ出力バッファと前記ストローブ出力バッファを活性化する
    ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の電子装置。
  13. 前記ストローブ出力バッファは、1つの内部出力ストローブ信号から前記正相出力ストローブ信号と前記逆相出力ストローブ信号とを生成する
    ことを特徴とする請求項9乃至12のいずれか一項に記載の電子装置。
  14. 前記ストローブ入力バッファは、前記正相入力ストローブ信号と前記逆相入力ストローブ信号とから1つの内部入力ストローブ信号を生成する
    ことを特徴とする請求項9乃至13のいずれか一項に記載の電子装置。
  15. 前記データ入力バッファは前記内部入力ストローブ信号に同期して前記複数個のデータをラッチする
    ことを特徴とする請求項14記載の電子装置。
  16. 前記リードデータ及び前記ライトデータのデータ数を設定する
    ことを特徴とする請求項9乃至15のいずれか一項に記載の電子装置。
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