JP3549751B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置に関し、入力回路の低消費電力化を行う半導体集積回路装置に関する。
近年、CPUの高速化に伴いデータ転送レートは年々向上しており、これに対応するためにデータバス幅は広がる傾向にあり、入力回路の数が増加している。このため、低消費電力化を行うためには、動作が不必要な入力回路はできるだけ電力を消費しないようにする必要がある。
【0002】
【従来の技術】
図1,図2は従来の半導体集積回路装置の各例のブロック図を示す。これらの回路はシンクロナスDRAMの入力部を示している。図1において、外部端子よりクロックCLK、クロックイネーブル/CKE、チップセレクト/CEの各信号がクロック発生回路10,入力バッファ12,14それぞれに供給され、外部端子よりコマンド、アドレス、データの各信号が入力回路16,18,20それぞれに供給される。クロックイネーブル/CKEをローレベルとすると、クロック発生回路10がクロックCLKを取り込み、ここで発生された内部クロックCLKが入力バッファ14,入力回路16,18,20それぞれに供給され、これにより各回路が活性化される。
【0003】
クロック発生回路10内のタイミング調整部は、例えばDLL(Delay Locked Loop)回路である。また、入力回路16から出力されるコマンドがコマンドデコーダ22に供給される。
図2(A)においては、入力バッファ14及び入力回路16,18,20それぞれを構成する入力バッファが、図2(B)に示すように入力インタフェイス部22と同期部23から構成され、この入力インタフェイス部22に入力バッファ12からクロックイネーブル/CKEを供給して活性化の制御を行っている。
【0004】
上記の従来装置における読み出し動作時の信号タイミングチャートを図3に示し、書き込み動作時の信号タイミングチャートを図4に示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置では、図3,図4のクロックイネーブル/CKEがローレベルの期間で入力回路16,18,20が活性化され、実際にはチップセレクト/CSがローレベルの期間だけ入力回路16,18,20を活性化すればいいにも拘わらず、活性化期間が長くなり入力回路16,18,20で不必要な電力が消費されるという問題があった。
【0006】
また、従来装置では、入力回路16,18,20の活性化とクロック発生回路10の活性化を同時に行っている。出力回路を活性化する等のためにクロック発生回路10を活性化させる必要がある場合、コマンド、アドレス、データの各入力信号を取り込まない場合にもクロック発生回路10を活性化させる必要があり、このようなとき入力回路16,18,20も活性化してしまうため、入力回路16,18,20で不必要な電力が消費されるという問題があった。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の入力回路での不必要な電力消費を防止して消費電力を低減する半導体集積回路装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、外部からのパワーダウンを指示する信号に基づきパワーダウン制御信号を発生するパワーダウン発生回路と、
外部クロックを取り込み内部クロックを発生し、前記パワーダウン制御信号に基づき非活性化されるクロック発生回路と、
外部からのチップセレクト信号に基づき前記内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で切り換えてイネーブルを指示する入力イネーブル信号を発生し、前記パワーダウン制御信号に基づき非活性化されるチップセレクト回路と、
前記入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき、前記内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して外部からの入力信号を前記内部クロックに同期して取り込む入力回路とを有する。
【0009】
このように、入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき、外部からの入力信号を内部クロックに同期して取り込むため、パワーダウン制御信号がパワーオンを指示する期間においても、入力イネーブル信号により入力回路を非活性化して電力消費を低減することができ、また、入力回路は、内部クロックの一方のエッジに同期して入力信号を取り込み、チップセレクト回路は、他方のエッジから一方のエッジの間で入力イネーブル信号を切り換えるため、入力回路が入力信号を取り込む直前に余裕をもって入力イネーブル信号を選択状態(活性化)とすることができる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記入力回路は、前記内部クロックと前記入力イネーブル信号とから前記入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記内部クロックを入力用内部クロックとして発生する入力用内部クロック発生部を有する。
【0011】
このように、入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき内部クロックを入力用内部クロックとして発生することにより、入力回路は、内部クロックの一方のエッジに同期して入力信号を取り込むことができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の半導体集積回路装置において、
前記入力回路は、前記入力イネーブル信号により活性化され、前記外部からの入力信号を供給される非同期の入力インタフェース部を有する。
【0012】
このように、外部からの入力信号を供給される非同期の入力インタフェース部は、入力イネーブル信号により活性化されるため、非活性化時に入力インタフェース部での電力消費を低減することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記クロック発生回路は、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生し、
前記入力回路は、前記第1,第2内部クロックそれぞれに同期して前記入力信号を取り込む第1,第2入力バッファを有し、
前記チップセレクト回路は、外部からのチップセレクト信号に基づき前記第1、第2入力バッファそれぞれを活性化する第1,第2入力イネーブル信号を発生する。
【0013】
このように、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生し、外部からのチップセレクト信号に基づき第1、第2入力バッファそれぞれを活性化する第1,第2入力イネーブル信号を発生し、第1,第2内部クロックそれぞれに同期して入力信号を取り込むため、外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を低くすることができる。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記第1入力バッファは、前記第1入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき前記第1内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して前記入力信号を取り込み、
前記第2入力バッファは、前記第2入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき前記第2内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して前記入力信号を取り込み、
前記チップセレクト回路は、前記第1内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で前記第1入力イネーブル信号を切り換えてイネーブルを指示し、
前記チップセレクト回路は、前記第2内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で前記第2入力イネーブル信号を切り換えてイネーブルを指示する。
【0015】
このため、外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を低くした場合に、入力回路が入力信号を取り込む直前に余裕をもって入力イネーブル信号を選択状態(活性化)とすることができる。
請求項6に記載の発明は、請求項5記載の半導体集積回路装置において、
前記第1入力バッファは、前記第1内部クロックと前記第1入力イネーブル信号とから前記第1入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記第1内部クロックを第1入力用内部クロックとして発生し、
前記第2入力バッファは、前記第2内部クロックと前記第2入力イネーブル信号とから前記第2入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記第2内部クロックを第2入力用内部クロックとして発生する。
【0016】
このため、外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を低くした場合に、入力回路は、内部クロックの一方のエッジに同期して入力信号を取り込むことができる。
請求項7に記載の発明は、請求項5または6記載の半導体集積回路装置において、
前記第1,第2入力バッファそれぞれは、前記第1,第2入力イネーブル信号それぞれにより活性化され、前記外部からの入力信号を供給される非同期の入力インタフェース部を有する。
【0017】
このため、外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を低くした場合に、非活性化時に入力インタフェース部での電力消費を低減することができる。
請求項8に記載の発明は、請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記クロック発生回路は、外部クロックを分周して前記所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生する分周器を有する。
【0018】
これにより、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生することができる。
請求項9に記載の発明は、請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記クロック発生回路は、外部から供給される相補クロックを前記第1,第2内部クロックとして出力する。
【0019】
これにより、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生することができる。
請求項10に記載の発明は、請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記クロック発生回路は、外部クロックを180度シフトして前記第1,第2内部クロックとして出力する。
これにより、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生することができる。
【0020】
これにより、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
図5は本発明の半導体集積回路装置の第1実施例のブロック図を示す。この回路はシンクロナスDRAMの入力部を示している。同図中、外部端子30,32,34よりクロックCLK、パワーダウン信号PD、チップセレクト/CSの各信号がクロック発生回路36,パワーダウン回路38、チップセレクト回路40それぞれに供給され、外部端子42よりコマンド、アドレス、データ等のNビットの信号が入力回路44に供給される。
【0022】
クロック発生回路36は非同期型の入力バッファ50とタイミング調整部51とから構成されている。入力バッファ50は、パワーダウン回路38から供給されるパワーダウン制御信号がローレベルのとき非活性状態、ハイレベルのとき活性状態となる。タイミング調整部51は、例えばDLL(Delay Locked Loop)回路である。このクロック発生回路36で入力バッファ50の動作時に外部クロックCLKに基づいて生成された内部クロックCLKが各回路に供給される。
【0023】
パワーダウン回路38は、同期型の入力バッファ54と非同期型の入力バッファ56とパワーダウン制御部58及びインバータ60で構成されている。外部端子32よりのパワーダウン信号PDがローレベルでパワーダウンを指示するときはパワーダウン制御部58のハイレベル出力をインバータ60で反転して供給されている消費電力の小さい非同期型の入力バッファ56が活性状態とされており、消費電力の大きい同期型の入力バッファ54はパワーダウン制御部58のハイレベル出力(パワーダウン制御信号)によって非活性状態とされている。ここで、パワーダウン信号PDがハイレベルとなってパワーオンを指示すると、入力バッファ56の出力によってパワーダウン制御部58出力がローレベルとなり、消費電力の小さい非同期型の入力バッファ56が非活性状態となり、消費電力の大きい同期型の入力バッファ54が活性状態となる。このパワーダウン制御部58出力がパワーダウン制御信号として各回路に供給される。
【0024】
チップセレクト回路40は、非同期型の入力バッファ62と入力回路制御部64とで構成されている。チップセレクト/CSを供給される入力バッファ62はパワーダウン回路38よりのパワーダウン制御信号を供給されており、入力回路制御部64はパワーオン時に入力バッファ62よりのチップセレクト/CSに従って、内部クロックCLKの立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとの間で切り換えてハイレベルでイネーブルを指示する入力イネーブル信号を生成し、入力回路44に供給する。
【0025】
入力回路44はN個の同期型の入力バッファ45から構成されている。これらの入力バッファ45にはパワーダウン回路38よりのパワーダウン制御信号と、チップセレクト回路40よりの入力イネーブル信号が供給されており、パワーダウン制御信号のローレベル時、かつ、入力イネーブル信号のハイレベル時に活性状態となり、外部端子42より供給される信号を後続の内部回路(図示せず)に供給する。
【0026】
図6に本発明装置における読み出し動作時の信号タイミングチャートを示し、図7に書き込み動作時の信号タイミングチャートを示す。ここで、入力回路制御部64は内部クロックCLKの立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとの間で切り換えてハイレベルでイネーブルを指示する入力イネーブル信号を生成しているため、入力回路44が信号を取り込むタイミングの直前に所定の時間的余裕(1クロックサイクル以下でよい)をもって入力イネーブル信号をイネーブルにすることができ、入力回路44が活性状態でいる期間を削減し、入力回路44の消費電力を大幅に削減できる。
【0027】
また、入力回路44への内部クロックの供給/停止を頻繁に行った場合にも、入力回路44に欠けた波形の内部クロックが供給されるのを防止する。入力回路44にインタフェース用の非同期回路部がある場合は、この非同期回路部にも入力イネーブル信号を供給して活性化制御を行い、不要な電力消費を削減する。
図8は本発明の半導体集積回路装置の第2実施例のブロック図を示す。この回路はシンクロナスDRAMの入力部を示している。この実施例は外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を1/2に低くする場合の実施例である。デバイス内部の動作周波数を低く抑えたままで外部のデータ転送レートを上げることができる。同図中、図5と同一部分には同一符号を付す。図8において、外部端子30,32,34よりクロックCLK、パワーダウン信号PD、チップセレクト/CSの各信号がクロック発生回路36,パワーダウン回路38、チップセレクト回路40それぞれに供給され、外部端子42よりコマンド、アドレス、データ等のNビットの信号が入力回路44に供給される。
【0028】
クロック発生回路36は非同期型の入力バッファ50と分周器52とタイミング調整部53とから構成されている。入力バッファ50は、パワーダウン回路38から供給されるパワーダウン制御信号がローレベルのとき非活性状態、ハイレベルのとき活性状態となる。分周器52は外部クロックを1/2分周し、180度位相のずれたクロックを生成する。タイミング調整部53は、例えばDLL(Delay Locked Loop)回路であり、180度位相のずれた内部クロックCLK−0,CLK−180(第1,第2内部クロック)を出力する。このクロック発生回路36で入力バッファ50の動作時に外部クロックCLKに基づいて生成された内部クロックCLK−0,CLK−180が各回路に供給される。
【0029】
パワーダウン回路38は、同期型の入力バッファ54,55と非同期型の入力バッファ56とパワーダウン制御部59及びインバータ60で構成されている。同期型の入力バッファ54には内部クロックCLK−0が供給され、同期型の入力バッファ55には内部クロックCLK−180が供給されている。外部端子32よりのパワーダウン信号PDがローレベルでパワーダウンを指示するときはパワーダウン制御部59のハイレベル出力をインバータ60で反転して供給されている消費電力の小さい非同期型の入力バッファ56が活性状態とされており、消費電力の大きい同期型の入力バッファ54,55はパワーダウン制御部59のハイレベル出力(パワーダウン制御信号)によって非活性状態とされている。ここで、パワーダウン信号PDがハイレベルとなってパワーオンを指示すると、入力バッファ56の出力によってパワーダウン制御部58出力がローレベルとなり、消費電力の小さい非同期型の入力バッファ56が非活性状態となり、消費電力の大きい同期型の入力バッファ54,55が活性状態となる。このパワーダウン制御部59出力がパワーダウン制御信号として各回路に供給される。
【0030】
チップセレクト回路40は、非同期型の入力バッファ62と内部クロックCLK−0が供給されている入力回路制御部64と内部クロックCLK−180が供給されている入力回路制御部65とで構成されている。チップセレクト/CSを供給される入力バッファ62はパワーダウン回路38よりのパワーダウン制御信号を供給されており、入力回路制御部64はパワーオン時に入力バッファ62よりのチップセレクト/CSに従って、内部クロックCLK−0の立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとの間で切り換えてハイレベルでイネーブルを指示する入力イネーブル−0信号(第1入力イネーブル信号)を生成し、入力回路44の入力バッファ45に供給する。入力回路制御部65はパワーオン時に入力バッファ62よりのチップセレクト/CSに従って、内部クロックCLK−180の立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとの間で切り換えてハイレベルでイネーブルを指示する入力イネーブル信号−180(第2入力イネーブル信号)を生成し、入力回路44の入力バッファ46に供給する。
【0031】
入力回路44は2・N個の非同期型の入力バッファ45,46から構成されている。入力バッファ45にはパワーダウン制御信号と内部クロックCLK−0と入力イネーブル信号−0が供給され、入力バッファ46にはパワーダウン制御信号と内部クロックCLK−180と入力イネーブル信号−180が供給され、これらの入力バッファ45,46はパワーダウン制御信号のローレベル時、かつ、入力イネーブル信号のハイレベル時に活性状態となり、外部端子42より供給される信号を後続の内部回路(図示せず)に供給する。
【0032】
図9に本発明装置における読み出し動作時の信号タイミングチャートを示し、図10に書き込み動作時の信号タイミングチャートを示す。ここで、入力回路制御部66は内部クロックCLKの立ち下がりエッジと立ち上がりエッジとの間で切り換えてハイレベルでイネーブルを指示する入力イネーブル信号を生成しているため、入力回路44が信号を取り込むタイミングの直前に所定の時間的余裕(1クロックサイクル以下でよい)をもって入力イネーブル信号をイネーブルにすることができ、入力回路44が活性状態でいる期間を削減し、入力回路44の消費電力を大幅に削減できる。
【0033】
ここで、クロック発生回路36は、外部端子30に供給される図11(A)に示す外部クロック(高速クロック)の立ち上がりを分周する他に、図11(B)に示す位相の180度ずれた相補クロックを外部から供給され、これを内部クロックCLK−0,CLK−180として出力しても良く、また、図11(C)に示す外部クロック(低速クロック)をシフトして内部クロックCLK−0,CLK−180として出力しても良い。
【0034】
次に、パワーダウン回路38及びチップセレクト回路40について、図12のブロック図及び回路図と図13の信号タイミングチャートを用いて説明する。図12(A)に示すパワーダウン制御部59は、NAND回路70,71とインバータ72から構成され、NAND回路70には入力バッファ54,55それぞれの出力N1,N2とNAND回路71出力(パワーダウン制御信号)が供給され、NAND回路71には入力バッファ56の出力N3をインバータ72で反転した信号とNAND回路7Oの出力信号N4(パワーダウン制御信号の反転信号)が供給される。NAND回路7O出力N4はパワーダウン制御信号の反転信号であるため、インバータ60は使用されない。
【0035】
図13に示すように、パワーダウン信号PDがハイレベルのときは入力バッファ54,55が活性化されており、パワーダウン信号PDが立ち下がると内部クロックCLK−0に同期して信号N1が立ち下がり、パワーダウン制御信号PD1がローレベルとなる。このパワーダウンの指示により、入力バッファ54,55が非活性となり、入力バッファ56が活性化され、クロック発生回路36の入力バッファ50も非活性となる。
【0036】
この後、パワーダウン信号PDが立ち上がると信号N3が立ち上がり、パワーダウン制御信号PD1がハイレベルとなる。このパワーオンの指示により、クロック発生回路36の入力バッファ50及び入力バッファ54,55が活性化され、内部クロックCLK−0,CLK−180に同期して信号N1,N2が立ち上がる。
【0037】
チップセレクト回路40の入力回路制御部64,65は、図12(B)に示すように、内部クロックCLK−0,CLK180がローレベル時にチップセレクト/CSを通過させるインバータ74を持つトランスミッションゲート75と、トランスミッションゲート75を通過して供給される信号をラッチするインバータ76,77のラッチループと、ラッチされた信号を出力するインバータ78とから構成されている。これによって、チップセレクト/CSを内部クロックCLK−0,CLK180それぞれに同期して出力する。
【0038】
図14は、入力回路44の同期型の入力バッファ45及び入力バッファ54,55の第1実施例の回路図を示す。同図中、NANDゲート81とインバータ82からなる入力用内部クロック発生器80は内部クロックCLKと入力イネーブル信号を供給され、入力イネーブル信号のハイレベル時に内部クロックCLKを入力用内部クロックとして出力する。
【0039】
インバータ85,86とNANDゲート87は入力用内部クロックの立ち上がりエッジからパルス拡張し、NチャネルMOSトランジスタN3,N6,N9をオンする時間を作っている。PチャネルMOSトランジスタP1.P2とNチャネルMOSトランジスタN1〜N6で構成される差動回路は、上記NANDゲート87出力パルスのハイレベル時に入力信号Ainを基準電圧Vrefと比較して差動出力する。PチャネルMOSトランジスタP3.P4とNチャネルMOSトランジスタN7〜N9で構成される2つのインバータによるラッチループは上記差動回路出力をラッチして、PチャネルMOSトランジスタP5.P6とNチャネルMOSトランジスタN10,N11とインバータ88,89で構成されたトライステート出力部に供給され、信号線90,91より信号A,反転信号/Aが出力される。信号線90,91間にはインバータ92,93のラッチループが接続されている。
【0040】
図15(A)は、入力回路44の同期型の入力バッファ45及び入力バッファ54,55が入力インタフェース部を持つ構成の第2実施例の回路図を示す。入力インタフェース部は動作周波数を高くするために、外部から供給する入力信号の振幅を狭くする場合に必要となり、図14と同一部分には同一符号を付す。図15(A)において、入力インタフェース部95は、差動回路を構成するNチャネルMOSトランジスタN20,21に電源を供給するカレントミラー構成のPチャネルMOSトランジスタP20,21に活性化状態で直流電流が流れるため、入力インタフェース部95を非活性にする場合には入力イネーブル信号をPチャネルMOSトランジスタP22,23とNチャネルMOSトランジスタN22に供給してこの回路の電源を遮断している。入力インタフェース部95は、入力イネーブル信号がハイレベル時に入力信号Ainを差動回路で基準電圧Vrefと比較し、比較結果をインバータ96を通して、同期部97のMOSトランジスタN1のゲートに供給すると共に、同期部97内のインバータ98で反転してMOSトランジスタN4のゲートに供給する。
【0041】
NANDゲート81とインバータ82からなる入力用内部クロック発生器80は内部クロックCLKと入力イネーブル信号を供給され、入力イネーブル信号のハイレベル時に内部クロックCLKを入力用内部クロックとして出力する。
インバータ85,86とNANDゲート87は入力用内部クロックの立ち上がりエッジからパルス拡張し、NチャネルMOSトランジスタN3,N6,N9をオンする時間を作っている。PチャネルMOSトランジスタP1.P2とNチャネルMOSトランジスタN1〜N6で構成される差動回路は、上記NANDゲート87出力パルスのハイレベル時に入力信号を反転入力信号と比較して差動出力する。PチャネルMOSトランジスタP3.P4とNチャネルMOSトランジスタN7〜N9で構成される2つのインバータによるラッチループは上記差動回路出力をラッチして、PチャネルMOSトランジスタP5.P6とNチャネルMOSトランジスタN10,N11とインバータ88,89で構成されたトライステート出力部に供給され、信号線90,91より信号A,反転信号/Aが出力される。信号線90,91間にはインバータ92,93のラッチループが接続されている。
【0042】
上記の図14,図15(A)は図5の構成の場合の実施例であるが、図8の実施例の場合の入力インタフェース部を持つ構成の入力バッファ45,46,54,55の一実施例のブロック図を図15(B)に示す。図15(B)において、入力インタフェース部95には、入力イネーブル信号−0,−180がNOAゲート100及びインバータ102を通してイネーブル信号として供給される。この入力インタフェース部95でイネーブル信号のハイレベル時に入力信号が取り込まれて同期部97,99に供給される。同期部97,99は同一構成であり、同期部97にはイネーブル信号−0と内部クロックCLK−0が供給され、同期部99にはイネーブル信号−180と内部クロックCLK−180が供給されており、その動作は図15(A)と同一である。そして、同期部97より内部クロックCLK−0に同期した入力信号Aが出力され、同期部99より内部クロックCLK−180に同期した反転入力信号/Aが出力される。
【0043】
次に、非同期型の入力バッファ50,56,62の一実施例のブロック図を図16(A),(B)に示す。図16(A)は非活性時の出力がローレベルになるタイプ、図16(B)は非活性時の出力がハイレベルになるタイプである。
図16(A)において、入力インタフェース部95は、差動回路を構成するNチャネルMOSトランジスタN30,31に電源を供給するカレントミラー構成のPチャネルMOSトランジスタP30,31に活性化状態で直流電流が流れるため、入力インタフェース部95を非活性にする場合には活性化信号(入力バッファ50,62の場合はパワーダウン制御信号、入力バッファ56の場合は反転パワーダウン制御信号)をPチャネルMOSトランジスタP32,33とNチャネルMOSトランジスタN32に供給してこの回路の電源を遮断している。入力インタフェース部95は、入力イネーブル信号がハイレベル時に入力信号Ainを差動回路で基準電圧Vrefと比較し、比較結果をMOSトランジスタN30のソースから取り出し、インバータ110を通して出力する。
【0044】
図16(B)においては、入力信号Ainを差動回路で基準電圧Vrefと比較し、比較結果をMOSトランジスタN30のソースから取り出してNANDゲート112に供給し、ここで活性化信号とNAND演算した結果を出力する。
図17は本発明の半導体集積回路装置の第3実施例のブロック図を示す。図17において、図8と同一部分には同一符号を付す。この第3実施例において、第2実施例と異なる部分は、入力回路44の非同期型の入力バッファ45,46に内蔵していた入力用内部クロック発生器80を取り出して、入力バッファ45,46とは別に入力用内部クロック発生器120を設けた点である。
【0045】
図17において、入力用内部クロック発生器120は、ANDゲート122,124から構成されている。ANDゲート122は、内部クロックCLK−0と入力イネーブル信号−0を供給され、入力イネーブル信号−0のハイレベル時に内部クロックCLK−0を入力用内部クロックとして入力バッファ45に供給する。ANDゲート124は、内部クロックCLK−180と入力イネーブル信号−180を供給され、入力イネーブル信号−180のハイレベル時に内部クロックCLK−180を入力用内部クロックとして入力バッファ46に供給する。この実施例では入力信号のビット数分の入力バッファ45,46それぞれに、入力用内部クロック発生器80を設ける必要がないため、回路規模を小さくすることができる。
【0046】
以上の説明では、本発明の半導体集積回路装置をSDRAMとして説明したが、本発明はSDRAMに限らず、外部から入力される信号に同期して出力信号が出力される半導体集積回路装置であれば、どのようなものにも適用可能である。
【0047】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1に記載の発明は、外部からのパワーダウンを指示する信号に基づきパワーダウン制御信号を発生するパワーダウン発生回路と、
外部クロックを取り込み内部クロックを発生し、前記パワーダウン制御信号に基づき非活性化されるクロック発生回路と、
外部からのチップセレクト信号に基づき前記内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で切り換えてイネーブルを指示する入力イネーブル信号を発生し、前記パワーダウン制御信号に基づき非活性化されるチップセレクト回路と、
前記入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき、前記内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して外部からの入力信号を前記内部クロックに同期して取り込む入力回路とを有する。
【0048】
このように、入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき、外部からの入力信号を内部クロックに同期して取り込むため、パワーダウン制御信号がパワーオンを指示する期間においても、入力イネーブル信号により入力回路を非活性化して電力消費を低減することができ、また、入力回路は、内部クロックの一方のエッジに同期して入力信号を取り込み、チップセレクト回路は、他方のエッジから一方のエッジの間で入力イネーブル信号を切り換えるため、入力回路が入力信号を取り込む直前に余裕をもって入力イネーブル信号を選択状態(活性化)とすることができる。
【0049】
請求項2に記載の発明では、入力回路は、前記内部クロックと前記入力イネーブル信号とから前記入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記内部クロックを入力用内部クロックとして発生する入力用内部クロック発生部を有する。
【0050】
このように、内部クロックと入力イネーブル信号とから入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき内部クロックを入力用内部クロックとして発生することにより、入力回路は、内部クロックの一方のエッジに同期して入力信号を取り込むことができる。
請求項3に記載の発明では、入力回路は、前記入力イネーブル信号により活性化され、前記外部からの入力信号を供給される非同期の入力インタフェース部を有する。
【0051】
このように、外部からの入力信号を供給される非同期の入力インタフェース部は、入力イネーブル信号により活性化されるため、非活性化時に入力インタフェース部での電力消費を低減することができる。
請求項4に記載の発明では、クロック発生回路は、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生し、
前記入力回路は、前記第1,第2内部クロックそれぞれに同期して前記入力信号を取り込む第1,第2入力バッファを有し、
前記チップセレクト回路は、外部からのチップセレクト信号に基づき前記第1、第2入力バッファそれぞれを活性化する第1,第2入力イネーブル信号を発生する。
【0052】
このように、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生し、外部からのチップセレクト信号に基づき第1、第2入力バッファそれぞれを活性化する第1,第2入力イネーブル信号を発生し、第1,第2内部クロックそれぞれに同期して入力信号を取り込むため、外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を低くすることができる。
【0053】
請求項5に記載の発明では、第1入力バッファは、前記第1入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき前記第1内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して前記入力信号を取り込み、
前記第2入力バッファは、前記第2入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき前記第2内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して前記入力信号を取り込み、
前記チップセレクト回路は、前記第1内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で前記第1入力イネーブル信号を切り換えてイネーブルを指示し、
前記チップセレクト回路は、前記第2内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で前記第2入力イネーブル信号を切り換えてイネーブルを指示する。
【0054】
このため、外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を低くした場合に、入力回路が入力信号を取り込む直前に余裕をもって入力イネーブル信号を選択状態(活性化)とすることができる。
請求項6に記載の発明では、第1入力バッファは、前記第1内部クロックと前記第1入力イネーブル信号とから前記第1入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記第1内部クロックを第1入力用内部クロックとして発生し、
前記第2入力バッファは、前記第2内部クロックと前記第2入力イネーブル信号とから前記第2入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記第2内部クロックを第2入力用内部クロックとして発生する。
【0055】
このため、外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を低くした場合に、入力回路は、内部クロックの一方のエッジに同期して入力信号を取り込むことができる。
請求項7に記載の発明では、第1,第2入力バッファそれぞれは、前記第1,第2入力イネーブル信号それぞれにより活性化され、前記外部からの入力信号を供給される非同期の入力インタフェース部を有する。
【0056】
このため、外部クロック周波数に対し内部クロック周波数を低くした場合に、非活性化時に入力インタフェース部での電力消費を低減することができる。
請求項8に記載の発明では、クロック発生回路は、外部クロックを分周して前記所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生する分周器を有する。
これにより、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生することができる。
【0057】
請求項9に記載の発明では、クロック発生回路は、外部から供給される相補クロックを前記第1,第2内部クロックとして出力する。
これにより、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生することができる。
請求項10に記載の発明は、クロック発生回路は、外部クロックを180度シフトして前記第1,第2内部クロックとして出力する。
これにより、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生することができる。
【0058】
これにより、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の半導体集積回路装置の一例のブロック図である。
【図2】従来の半導体集積回路装置の他の一例のブロック図である。
【図3】従来装置における読み出し動作時の信号タイミングチャートである。
【図4】従来装置における書き込み動作時の信号タイミングチャートである。
【図5】本発明の半導体集積回路装置の第1実施例のブロック図である。
【図6】本発明装置における読み出し動作時の信号タイミングチャートである。
【図7】本発明装置における書き込み動作時の信号タイミングチャートである。
【図8】本発明の半導体集積回路装置の第2実施例のブロック図である。
【図9】本発明装置における読み出し動作時の信号タイミングチャートである。
【図10】本発明装置における書き込み動作時の信号タイミングチャートである。
【図11】内部クロックの発生方法を説明するための信号波形図である。
【図12】パワーダウン回路38及びチップセレクト回路40のブロック図である。
【図13】図12の動作を説明用の信号タイミングチャートである。
【図14】同期型の入力バッファの第1実施例の回路図である。
【図15】入力バッファの各実施例の回路図,ブロック図である。
【図16】遅延制御回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図17】本発明の半導体集積回路装置の第3実施例のブロック図である。
【符号の説明】
36 クロック発生回路
38 パワーダウン回路
40 チップセレクト回路
44 入力回路
45,46,54 同期型の入力バッファ
51 タイミング調整部
56,62 非同期型の入力バッファ
58 パワーダウン制御部
60 インバータ
66 入力回路制御部
Claims (10)
- 外部からのパワーダウンを指示する信号に基づきパワーダウン制御信号を発生するパワーダウン発生回路と、
外部クロックを取り込み内部クロックを発生し、前記パワーダウン制御信号に基づき非活性化されるクロック発生回路と、
外部からのチップセレクト信号に基づき前記内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で切り換えてイネーブルを指示する入力イネーブル信号を発生し、前記パワーダウン制御信号に基づき非活性化されるチップセレクト回路と、
前記入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき、前記内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して外部からの入力信号を前記内部クロックに同期して取り込む入力回路とを
有することを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記入力回路は、前記内部クロックと前記入力イネーブル信号とから前記入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記内部クロックを入力用内部クロックとして発生する入力用内部クロック発生部を有する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項1または2記載の半導体集積回路装置において、
前記入力回路は、前記入力イネーブル信号により活性化され、前記外部からの入力信号を供給される非同期の入力インタフェース部を有する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記クロック発生回路は、所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生し、
前記入力回路は、前記第1,第2内部クロックそれぞれに同期して前記入力信号を取り込む第1,第2入力バッファを有し、
前記チップセレクト回路は、外部からのチップセレクト信号に基づき前記第1、第2入力バッファそれぞれを活性化する第1,第2入力イネーブル信号を発生する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記第1入力バッファは、前記第1入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき前記第1内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して前記入力信号を取り込み、
前記第2入力バッファは、前記第2入力イネーブル信号のイネーブル指示に基づき前記第2内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち一方のエッジに同期して前記入力信号を取り込み、
前記チップセレクト回路は、前記第1内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で前記第1入力イネーブル信号を切り換えてイネーブルを指示し、
前記チップセレクト回路は、前記第2内部クロックの立ち上がり及び立ち下がりのうち他方のエッジから一方のエッジの間で前記第2入力イネーブル信号を切り換えてイネーブルを指示する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項5記載の半導体集積回路装置において、
前記第1入力バッファは、前記第1内部クロックと前記第1入力イネーブル信号とから前記第1入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記第1内部クロックを第1入力用内部クロックとして発生し、
前記第2入力バッファは、前記第2内部クロックと前記第2入力イネーブル信号とから前記第2入力イネーブル信号がイネーブルを指示するとき前記第2内部クロックを第2入力用内部クロックとして発生する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項5または6記載の半導体集積回路装置において、
前記第1,第2入力バッファそれぞれは、前記第1,第2入力イネーブル信号それぞれにより活性化され、前記外部からの入力信号を供給される非同期の入力インタフェース部を有する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記クロック発生回路は、外部クロックを分周して前記所定の位相差を持つ第1,第2内部クロックを発生する分周器を有する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記クロック発生回路は、外部から供給される相補クロックを前記第1,第2内部クロックとして出力する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記クロック発生回路は、外部クロックを180度シフトして前記第1,第2内部クロックとして出力する
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
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