JP3868126B2 - 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、外部クロック信号に同期した内部クロック信号を生成するDLL回路を有する集積回路装置に関し、特に、DLL回路がオーバーフローした状態でパワーダウンモードに移行する際に、オーバーフローしていない場合と同様のタイミングで、内部クロック信号を内部回路に供給する集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)の一種にシンクロナスDRAM(SDRAM)がある。SDRAMは、システム側から与えられるコマンド、データ、アドレス等の入出力信号を、システム側から与えられる外部クロック信号に同期して内部回路に供給または出力するものであり高速動作が可能である。
【0003】
この場合、外部クロック信号の動作周波数が200MHz以上の高速動作領域になると、外部クロック信号と入出力信号の同期をとることが最重要課題となり、ディレー・ロックド・ループ(Delay Locked Loop、以下単にDLL)回路が必要となる。DLL回路は可変遅延回路を備え、可変遅延回路の遅延時間を外部クロック信号に合わせて最適値に設定することにより、内部クロック信号の位相を外部クロック信号と所定の関係にする。例えば、DLL回路は、内部クロック信号を外部クロック信号から360度遅れた位相に調整する。
【0004】
可変遅延回路は一定の遅延素子を直列に接続した構造になっており、遅延量調節可能な範囲が決まっている。従って、外部クロック信号の周波数が低すぎるとその周期が長くなり、遅延量が可変遅延回路の調節範囲を越えオーバーフローしてしまう。なお、オーバーフローとは、可変遅延回路の遅延段数を使い切り、DLL回路の遅延時間が最大に達して、外部クロック信号と内部クロック信号との位相同期がとれなくなる状態をいう。
【0005】
但し、外部クロック信号の周波数が低い場合は、外部クロック信号と入出力信号のタイミングにも余裕が確保できるため、DLL回路によるクロックの位相調整は必要ない。このため、DLL回路がオーバーフローしない状態ではDLL回路で調整した内部クロック信号を内部回路に供給し、DLL回路がオーバーフローした場合に入力バッファで取り込んだ外部クロック信号を、そのまま内部回路に供給するようにしている。
【0006】
一方、クロック信号の高速化はSDRAMの書き込みや読み出し等の頻度を増加させ、SDRAMの消費電力の増大を招いている。そこで、アクセスが行われない場合にSDRAMの内部動作を停止させるパワーダウンモードを設け、パワーダウンモード時は、外部クロック信号を取り込む入力バッファを停止させ、不要な内部動作を停止させている。
【0007】
図10は、従来の集積回路装置の入力部分の構成図である。集積回路装置は、上位システムから外部クロック信号E−CLKとクロックイネーブル信号CKEとが供給され、コマンドラッチ回路121等の入力回路に内部クロック信号I−CLKを出力する。
【0008】
外部クロック信号E−CLKは、入力バッファ110を通過してクロック信号CLK1となり、CKEコマンドラッチ回路113とインバータ119とNAND回路116とに供給される。一方、クロックイネーブル信号CKEは、入力バッファ111を通過してクロックイネーブル信号CKE0となり、CKEコマンドラッチ回路113とスイッチS0とに供給される。
【0009】
CKEコマンドラッチ回路113は、クロックイネーブル信号CKE0をクロック信号CLK1の立ち上がりのタイミングでラッチし、クロックイネーブル信号CKE1を生成する。スイッチS0は、クロック信号CLK1がインバータ119を介して入力されるため、クロック信号CLK1がLレベルのときオンとなる。ラッチ回路118は、スイッチS0がオンの時にクロックイネーブル信号CKE0をラッチして内部クロック制御信号ICCSを生成し、NAND回路116に出力する。
【0010】
NAND回路116は、内部クロック制御信号ICCSがHレベルの時にクロック信号CLK1を通過させ、内部クロック制御信号ICCSがLレベルの時にクロック信号CLK1の通過を阻止する。NAND回路116の出力信号は、インバータ117で反転されてクロック信号CLK2となり、DLL回路120に供給される。
【0011】
DLL回路120は、内部に入力信号の遅延時間を可変する可変遅延回路を有し、外部クロック信号E−CLKに位相同期した遅延クロック信号DLL−CLKを生成する。また、DLL回路120は、外部クロック信号E−CLKの周波数が低く、可変遅延回路で調節可能な範囲を越えると、オーバーフロー信号OVFLを出力する。
【0012】
クロック信号CLK2はスイッチS1のc端子に入力され、遅延クロック信号DLL−CLKはスイッチS1のd端子に入力される。スイッチS1は、オーバーフロー信号OVFLにより制御され、オーバーフロー信号OVFLがHレベルの時c端子に接続され、オーバーフロー信号OVFLがLレベルの時d端子に接続される。即ち、DLL回路120がオーバーフローとなり、オーバーフロー信号OVFLがHレベルとなると、スイッチS1はd端子からc端子に切り替わり、クロック信号CLK2をそのまま内部クロック信号I−CLKとして出力する。
【0013】
内部クロック信号I−CLKは、例えばコマンドラッチ回路121に供給され、コマンドラッチ回路121は、上位システムから供給されるコマンド入力信号COM−INを内部クロック信号I−CLKに同期して取り込んで、コマンド出力信号COM−OUTをコマンドデコーダ等に出力する。
【0014】
一方、クロックイネーブル信号CKEはスモールバッファ112にも入力され、クロックイネーブル信号CKE2となってパワーダウン制御回路114に供給される。パワーダウン制御回路114は、クロックイネーブル信号CKE1、CKE2に応答して、パワーダウン制御信号PD1を入力バッファ110及び111に出力し、パワーダウン制御信号PD2をスモールバッファ112に出力する。
【0015】
図11は、従来の集積回路装置のタイムチャートである。タイムチャートにより集積回路装置の内部信号について説明する。外部クロック信号E−CLKは、入力バッファ110の遅延時間だけ遅れてクロック信号CLK1となる。通常モードでは、前述のように、DLL回路120が非オーバーフローの場合は、内部クロック信号I−CLKとして遅延クロック信号DLL−CLKが出力され、DLL回路120がオーバーフローの場合は、内部クロック信号I−CLKとしてクロック信号CLK2が出力される。
【0016】
次に、通常モードからパワーダウンモードに移行するパワーダウンエントリー時の動作について説明する。上位システムから供給されるクロックイネーブル信号CKEがLレベルになるとパワーダウンモードに移行する。クロックイネーブル信号CKEがLレベルになると、入力バッファ111の遅延時間後にクロックイネーブル信号CKE0がLレベルになる。クロックイネーブル信号CKE0は、クロック信号CLK1がLレベルの時にスイッチ0を通過してラッチ回路118でラッチされ、内部クロック制御信号ICCSをLレベルとする。内部クロック制御信号ICCSのLレベル信号は、NAND回路116に入力され、クロック信号CLK2の出力を停止させる。
【0017】
この場合、DLL回路120が非オーバーフローの場合は、スイッチS1はd端子に接続され、内部クロック信号I−CLKとして遅延クロック信号DLL−CLKが出力される。このため、内部クロック信号I−CLKは、クロック信号CLK2の停止から1周期遅れて停止する。一方、DLL回路120がオーバーフローしている場合は、スイッチS1はc端子に接続されているため、内部クロック信号I−CLKは、クロック信号CLK2と同じタイミングで停止する。
【0018】
一方、クロックイネーブル信号CKE0のLレベル信号は、クロック信号CLK1の立ち上がりエッジのタイミングでCKEコマンドラッチ回路113にラッチされ、クロックイネーブル信号CKE1がLレベルになる。クロックイネーブル信号CKE1のLレベル信号に応答して、パワーダウン制御回路114はパワーダウン制御信号PD1をLレベルにし、入力バッファ110を非活性化し、クロック信号CLK1を停止させる。また、パワーダウン制御回路114は、パワーダウン制御信号PD2をHレベルとしてスモールバッファ112を活性化する。活性化されたスモールバッファ112は、クロックイネーブル信号CKEの変化を監視する。
【0019】
次にパワーダウンモードから通常モードに復帰するパワーダウンイグジット時の動作について説明する。上位システムから供給されるクロックイネーブル信号CKEがHレベルになると通常モードに復帰する。クロックイネーブル信号CKEがHレベルとなると、パワーダウンモードで活性状態を維持しているスモールバッファ112の遅延時間後に、クロックイネーブル信号CKE2がHレベルになる。クロックイネーブル信号CKE2がHレベルになると、パワーダウン制御回路114は、パワーダウン制御信号PD1をHレベルにし、入力バッファ110及び111を活性化させる。
【0020】
入力バッファ110及び111が活性化すると、外部クロック信号E−CLKとクロックイネーブル信号CKEはそれぞれ入力バッファ110、111を通過し、クロック信号CLK1、クロックイネーブル信号CKE0となる。クロックイネーブル信号CKE0のHレベル信号は、クロック信号CLK1がLレベルの時にスイッチS0を通過してラッチ回路118でラッチされ、内部クロック制御信号ICCSはHレベルになる。内部クロック制御信号ICCSのHレベル信号は、NAND回路116に入力され、クロック信号CLK2の出力を開始させる。
【0021】
この場合、DLL回路120が非オーバーフローの場合は、スイッチS1はd端子に接続され、内部クロック信号I−CLKとして遅延クロック信号DLL−CLKが出力される。このため、内部クロック信号I−CLKは、クロック信号CLK2の出力から1周期遅れて出力される。一方、DLL回路120がオーバーフローの場合は、スイッチS1はc端子に接続されているため、内部クロック信号I−CLKは、クロック信号CLK2と同じタイミングで出力される。
【0022】
一方、クロックイネーブル信号CKE0のHレベル信号は、CKEコマンドラッチ回路113によってクロック信号CLK1の立ち上がりエッジのタイミングでラッチされ、クロックイネーブル信号CKE1はHレベルになる。クロックイネーブル信号CKE1のHレベル信号は、パワーダウン制御信号PD2をLレベルにし、スモールバッファ112を非活性状態に戻す。このためクロックイネーブル信号CKE2はLレベルに戻る。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
図11に示すように、パワーダウンエントリー時において、DLL回路120がオーバーフローしている時は、非オーバーフロー時と比較して1クロック前に内部クロック信号I−CLKの出力が停止する。また、パワーダウンイグジット時において、オーバーフロー時は、非オーバーフロー時と比較して1クロック前に内部クロック信号I−CLKの出力が開始される。このため、集積回路装置の内部回路の動作タイミングが、クロックイネーブル信号CKEに対して、オーバーフロー時には非オーバーフロー時より1クロック早まってしまう。
【0024】
一方、SDRAM等のパワーダウンモードにおいては、内部メモリを自動的にリフレッシュするセルフリフレッシュモードが存在する。この場合、上位システムは、クロックイネーブル信号CKEをLレベルにすると共に、セルフリフレッシュコマンドをコマンドラッチ回路121に供給する。コマンドラッチ回路121は、セルフリフレッシュコマンドを内部クロック信号I−CLKに同期して取り込んで、コマンド出力信号COM−OUTをコマンドデコーダに出力する。
【0025】
この場合、パワーダウンエントリー時にDLL回路120がオーバーフローしている場合は、非オーバーフロー時と比較して1クロック前に内部クロック信号I−CLKの出力が停止してしまう。このため、コマンドラッチ回路121は、セルフリフレッシュコマンド(COM−IN)を取り込むことができない。
【0026】
そこで、本発明は、DLL回路がオーバーフローしている場合であっても、非オーバーフロー時と同様のタイミングで、内部回路に内部クロック信号を供給することができる集積回路装置を提供することを目的とする。
【0027】
また、本発明は、DLL回路がオーバーフローしている場合のパワーダウンエントリー時において、セルフリフレッシュコマンドを取り込むことができる内部クロック信号を、コマンドラッチ回路に供給することができる集積回路装置を提供することを目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、DLL回路がオーバーフローしている場合の内部クロック信号の出力タイミングを、非オーバーフロー時の内部クロック信号の出力タイミングに合わせる。本発明によれば、集積回路装置の内部回路の動作タイミングは、DLL回路のオーバーフロー時にも非オーバーフロー時と同じになる。従って、パワーダウンエントリー時において、DLL回路がオーバーフローしている場合でも、非オーバーフロー時と同様に内部クロック信号が出力されるので、コマンドラッチ回路は、セルフリフレッシュコマンドを取り込むことができる。
【0029】
また、上記の目的は、外部クロック信号から第1のクロック信号を生成するクロック入力バッファと、クロックイネーブル信号を前記第1のクロック信号の第1のエッジのタイミングで取り込む第1のラッチ回路と、前記クロックイネーブル信号を前記第1のクロック信号の第1とは異なる第2のエッジのタイミングで取り込む第2のラッチ回路と、前記第2のラッチ回路の出力信号に応答して、前記第1のクロック信号を通過又は阻止するゲート回路と、前記ゲート回路の出力信号を遅らせて、前記外部クロック信号と所定の位相関係を有する遅延クロック信号を生成するDLL回路と、前記DLL回路がオーバーフローしていない第1の状態では、前記遅延クロック信号を内部クロック信号として選択し、前記DLL回路がオーバーフローしている第2の状態では、前記ゲート回路の出力信号を内部クロック信号として選択して内部回路に供給する第1のスイッチ回路とを有する集積回路装置において、
前記第1の状態では、前記クロックイネーブル信号を選択し、前記第2の状態では、前記第1のラッチ回路の出力信号を選択して前記第2のラッチ回路に供給する第2のスイッチ回路を有することを特徴とする集積回路装置を提供することにより達成される。
【0030】
本発明によれば、クロックイネーブル信号を第1のクロック信号の第1のエッジのタイミングで取り込む第1のラッチ回路と、クロックイネーブル信号を第1のクロック信号の第1とは異なる第2のエッジのタイミングで取り込む第2のラッチ回路と、DLL回路がオーバーフローしている場合は、第1のラッチ回路の出力信号を選択して第2のラッチ回路に出力する第2のスイッチ回路を有するので、内部クロック信号は、DLL回路がオーバーフローしている場合に、第1のクロック信号を第2のラッチ回路でラッチしたタイミングで出力が制御される。
【0031】
従って、DLL回路がオーバーフローしている場合であっても、非オーバーフロー時と同様のタイミングで、内部回路に内部クロック信号を供給することができ、DLL回路がオーバーフローしている場合のパワーダウンエントリー時において、コマンドラッチ回路はセルフリフレッシュコマンドを取り込むことができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に従って説明する。しかしながら、かかる実施の形態が本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【0033】
図1は、本発明の実施の形態の集積回路装置の使用状態を示す説明図である。CPU100は、バス104及びメモリコントローラ101を介して、メモリ10〜40にアクセスする。メモリコントローラ101は、各メモリ10〜40に外部クロック信号E−CLKを供給すると共に、各メモリ10〜40を通常モード又はパワーダウンモードに制御するためのクロックイネーブル信号CKE10〜40を出力する。メモリ10〜40は、クロックイネーブル信号CKE10〜40がHレベルの時通常モードとなり、クロックイネーブル信号CKE10〜40がLレベルの時パワーダウンモードとなる。
【0034】
メモリ10〜40は、例えばSDRAM等の集積回路装置でそれぞれ同様の構成を有する。メモリ10内の入力回路102は、外部クロック信号E−CLKを取り込み、クロック信号CLK1を内部クロック発生回路15に出力する。内部クロック発生回路15は、クロック信号CLK2をスイッチS1のc端子及びDLL回路20に出力する。DLL回路20は、外部クロック信号E−CLKと位相同期した遅延クロック信号DLL−CLKを生成し、スイッチS1のd端子に出力する。
【0035】
スイッチS1は、DLL回路20が非オーバーフローの場合はd端子に接続され、遅延クロック信号DLL−CLKを内部クロック信号I−CLKとしてコマンドラッチ回路21に出力する。一方、スイッチS1は、DLL回路20がオーバーフローの場合はc端子に接続され、クロック信号CLK2を内部クロック信号I−CLKとしてコマンドラッチ回路21に出力する。コマンドラッチ回路21は、上位システムから供給されるコマンド入力信号COM−INを内部クロック信号I−CLKでラッチし、コマンド出力信号COM−OUTを内部回路に出力する。
【0036】
一方、クロックイネーブル信号CKE10は、メモリ10の入力回路102に入力される。入力回路102は、クロックイネーブル信号CKE10がLレベルになるとクロック信号CLK1の出力を停止し、クロック信号CLK2の出力を停止させる。このため、DLL回路20及びコマンドラッチ回路21等は動作を停止し、メモリ10はパワーダウンモードに移行する。
【0037】
クロックイネーブル信号CKE10がHレベルになると、クロック信号CLK1の出力が開始され通常モードとなるが、本実施の形態の集積回路装置では、DLL回路20がオーバーフローしている場合でも、パワーダウンモードに移行する時及び通常モードに復帰する時に、内部クロック信号I−CLKが非オーバーフロー時と同じタイミングで停止又は出力されるので、コマンドラッチ回路21がセルフリフレッシュコマンド等のコマンド入力信号COM−INを取り込めないという誤動作を防止することができる。
【0038】
図2は、本発明の実施の形態の集積回路装置の構成図である。本実施の形態の集積回路装置は、上位システムから外部クロック信号E−CLKとクロックイネーブル信号CKEとが供給され、内部クロック信号I−CLKをコマンドラッチ回路21に出力する。
【0039】
外部クロック信号E−CLKは入力バッファ10に入力されて波形整形され、クロック信号CLK1となって第1のラッチ回路であるCKEコマンドラッチ回路13、インバータ19及びNAND回路16に供給される。一方、クロックイネーブル信号CKEは入力バッファ11に入力されて波形整形され、クロックイネーブル信号CKE0となってCKEコマンドラッチ回路13、スイッチS2のb端子に供給される。
【0040】
CKEコマンドラッチ回路13は、クロックイネーブル信号CKE0をクロック信号CLK1の立ち上がりのタイミングでラッチし、クロックイネーブル信号CKE1を生成し、スイッチS2のa端子に供給する。スイッチS2は、DLL回路20のオーバーフロー信号OVFLにより制御され、オーバーフロー信号OVFLがHレベルのときa端子に接続され、オーバーフロー信号OVFLがLレベルのときb端子に接続される。
【0041】
スイッチS0は、インバータ19の出力信号がHレベルの時オンとなり、スイッチS2の出力信号N1を第2のラッチ回路であるラッチ回路18に通過させる。ラッチ回路18は、スイッチS0の出力信号N2をラッチして内部クロック制御信号ICCSを生成し、NAND回路16に出力する。
【0042】
NAND回路16は、内部クロック制御信号ICCSがHレベルの時にクロック信号CLK1を通過させ、内部クロック制御信号ICCSがLレベルの時にクロック信号CLK1の通過を阻止する。NAND回路16の出力信号は、インバータ17で反転されてクロック信号CLK2となり、DLL回路20及びスイッチS1のc端子に出力される。
【0043】
DLL回路20は、外部クロック信号E−CLKに位相同期した遅延クロック信号DLL−CLKを生成する。また、DLL回路20は、外部クロック信号E−CLKの周波数が低く、遅延時間の調節可能な範囲を越えると、オーバーフロー信号OVFLを出力する。
【0044】
クロック信号CLK2はスイッチS1のc端子に入力され、遅延クロック信号DLL−CLKはスイッチS1のd端子に入力される。スイッチS1は、オーバーフロー信号OVFLにより制御され、オーバーフロー信号OVFLがHレベルの時c端子に接続され、オーバーフロー信号OVFLがLレベルの時d端子に接続される。即ち、DLL回路20がオーバーフローとなり、オーバーフロー信号OVFLがHレベルとなると、スイッチS1はd端子からc端子に切り替わり、クロック信号CLK2をそのまま内部クロック信号I−CLKとしてコマンドラッチ回路21に出力する。コマンドラッチ回路21は、上位システムから供給されるコマンド入力信号COM−INを内部クロック信号I−CLKに同期してラッチし、コマンド出力信号COM−OUTをコマンドデコーダ等の内部回路に出力する。
【0045】
一方、クロックイネーブル信号CKEは、スモールバッファ12にも入力され、波形整形されてクロックイネーブル信号CKE2となり、パワーダウン制御回路14に出力される。パワーダウン制御回路14は、クロックイネーブル信号CKE1、CKE2に応答して、パワーダウン制御信号PD1を入力バッファ10及び11に出力し、パワーダウン制御信号PD2をスモールバッファ12に出力する。
【0046】
次に、パワーダウンエントリー時の動作について説明する。クロックイネーブル信号CKEがLレベルになるとパワーダウンモードへの移行が開始される。クロックイネーブル信号CKEがLレベルになると、クロックイネーブル信号CKE0もLレベルになる。また、CKEコマンドラッチ回路13は、クロックイネーブル信号CKE0を、クロック信号CLK1の立ち上がりでラッチするので、クロックイネーブル信号CKE1もLレベルになる。
【0047】
スイッチS2は、DLL回路20が非オーバーフローの時はb端子に接続され、DLL回路20がオーバーフローの時はa端子に接続される。従って、スイッチS2の出力信号N1は、DLL回路20が非オーバーフローの時は、従来と同様にクロックイネーブル信号CKE0となり、DLL回路20がオーバーフローの時は、クロックイネーブル信号CKE1となる。この場合、クロックイネーブル信号CKE1は、クロックイネーブル信号CKE0をクロック信号CLK1の立ち上がりエッジのタイミングでラッチした信号なので、クロックイネーブル信号CKE0からそのタイミングだけ遅れてLレベルになる。
【0048】
スイッチS2の出力信号N1のLレベル信号は、インバータ19の出力信号がHレベル時に導通するスイッチS0を通過して信号N2となり、ラッチ回路18でラッチされて内部クロック制御信号ICCSをLレベルにする。内部クロック制御信号ICCSのLレベル信号はNAND回路16に入力され、クロック信号CLK2の出力を停止させる。
【0049】
このように本実施の形態の集積回路装置では、DLL回路20がオーバーフローの時は、ラッチ回路18は、クロックイネーブル信号CKE1のLレベル信号をラッチするので、内部クロック制御信号ICCSがLレベルになるタイミングが図10に示した従来例より遅れ、DLL回路20が非オーバーフローの時のタイミングと同じになる。
【0050】
一方、クロックイネーブル信号CKE1がLレベルになると、パワーダウン制御回路14はパワーダウン制御信号PD1をLレベルにし、パワーダウン制御信号PD2をHレベルにする。パワーダウン制御信号PD1のLレベル信号は、入力バッファ10及び11を非活性状態とし、パワーダウン制御信号PD2のHレベル信号は、スモールバッファ12を活性状態とする。
【0051】
次に、パワーダウンイグジット時の動作について説明する。クロックイネーブル信号CKEがHレベルになると通常モードに復帰する動作が開始される。パワーダウンイグジット時はスモールバッファ12は活性状態を維持しているため、クロックイネーブル信号CKEがHレベルになると、まずクロックイネーブル信号CKE2がHレベルになる。クロックイネーブル信号CKE2がHレベルになると、パワーダウン制御回路14はパワーダウン制御信号PD1をHレベルにし、入力バッファ10及び11を活性状態とする。入力バッファ11が活性状態となると、クロックイネーブル信号CKEは入力バッファ11を通過し、クロックイネーブル信号CKE0がHレベルになる。また、CKEコマンドラッチ回路13は、クロックイネーブル信号CKE0を、クロック信号CLK1の立ち上がりでラッチするので、クロックイネーブル信号CKE1も遅れてHレベルになる。
【0052】
スイッチS2は、前述のように、DLL回路20が非オーバーフローの時はb端子に接続され、DLL回路20がオーバーフローの時はa端子に接続されている。従って、スイッチS2の出力信号N1は、DLL回路20が非オーバーフローの時は、従来と同様にクロックイネーブル信号CKE0となり、DLL回路20がオーバーフローの時は、クロックイネーブル信号CKE1となる。この場合、クロックイネーブル信号CKE1は、クロックイネーブル信号CKE0からクロック信号CLK1のラッチタイミングだけ遅れてHレベルになる。
【0053】
スイッチS2の出力信号N1は、インバータ19の出力信号がHレベル時に導通するスイッチS0を通過して信号N2となり、ラッチ回路18でラッチされ、内部クロック制御信号ICCSはHレベルになる。内部クロック制御信号ICCSのHレベル信号はNAND回路16に入力され、クロック信号CLK2の出力を再開させる。
【0054】
このように本実施の形態の集積回路装置では、DLL回路20がオーバーフローの時は、ラッチ回路18がクロックイネーブル信号CKE1のHレベル信号をラッチするので、内部クロック制御信号ICCSがHレベルになるタイミングが図10に示した従来例より遅れるが、クロック信号CLK2の出力タイミングは従来例と同じになる。
【0055】
一方、クロックイネーブル信号CKE1がHレベルになると、パワーダウン制御回路14はパワーダウン制御信号PD2をLレベルにする。パワーダウン信号PD2のLレベル信号は、スモールバッファ12を非活性状態として、通常モードに復帰させる。
【0056】
図3は、入力バッファ10の回路例である。入力バッファ10は、外部クロック信号E−CLKとパワーダウン制御信号PD1とが入力され、クロック信号CLK1を出力する。また、入力バッファ10は、P型トランジスタ25、26とN型トランジスタ27、28、29からなる差動回路31と、インバータ30とを有する。
【0057】
入力バッファ10は、パワーダウン制御信号PD1がLレベルの場合は、差動回路31に電流が流れず非活性状態となる。一方、パワーダウン制御信号PD1がHレベルの場合は、差動回路31が活性状態となり、外部クロック信号E−CLKを増幅して波形整形し、クロック信号CLK1を出力する。なお、入力バッファ11及びスモールバッファ12もほぼ同様の構成を有する。
【0058】
図4は、パワーダウン制御回路14の回路例である。パワーダウン制御回路14は、NAND回路32、33とインバータ34とを有し、クロックイネーブル信号CKE1、CKE2が入力され、パワーダウン制御信号PD1、PD2を出力する。
【0059】
通常モードでは、クロックイネーブル信号CKE1がHレベル、クロックイネーブル信号CKE2がLレベルのため、パワーダウン制御回路14は初期状態を維持しており、パワーダウン制御信号PD1がHレベル、パワーダウン制御信号PD2がLレベルである。
【0060】
パワーダウンエントリー時は、クロックイネーブル信号CKE1がHレベルからLレベルになるため、NAND回路32によりパワーダウン制御信号PD2がHレベルになり、NAND回路33によりパワーダウン制御信号PD1がLレベルになる。その結果、入力バッファ10、11が非活性状態、スモールバッファ12が活性状態になる。
【0061】
一方、パワーダウンイグジット時は、クロックイネーブル信号CKE1がLレベルであり、クロックイネーブル信号CKE2がLレベルからHレベルになるため、NAND回路33によってパワーダウン制御信号PD1がHレベルに反転し、パワーダウン制御信号PD2はHレベルのままである。パワーダウン制御信号PD1のHレベルに応答して入力バッファ11が活性化した後、クロックイネーブル信号CKE1もHレベルになると、NAND回路32によりパワーダウン制御信号PD2はLレベルに反転し、通常モードに復帰する。また、パワーダウン制御信号PD2のLレベルにより、スモールバッファ12は非活性状態に戻る。
【0062】
図5は、CKEコマンドラッチ回路13の回路例を示す。CKEコマンドラッチ回路13は、P型トランジスタ40、41、45、46、51、N型トランジスタ42、43、47、48、49、52、インバータ44、50、53、54を有し、クロック信号CLK1の立ち上がりのタイミングでクロックイネーブル信号CKE0をラッチし、クロックイネーブル信号CKE1を出力する。
【0063】
クロック信号CLK1がLレベルの時は、N型トランジスタ49はオフし、P型トランジスタ40、46はオンとなるため、ノードN10、N11は共にHレベルである。このためP型トランジスタ51とN型トランジスタ52は共にオフとなり、ノードN12はハイインピーダンス状態となる。なお、ノードN10、N11は共にHレベルであるため、N型トランジスタ42、47は共にオンとなっている。
【0064】
クロック信号CLK1がHレベルになるとN型トランジスタ49はオンとなる。この時クロックイネーブル信号CKE0がLレベルの場合は、インバータ44によりN型トランジスタ48のゲートがHレベルになるため、N型トランジスタ48がオンしノードN11をLレベルにする。一方、クロックイネーブル信号CKE0がHレベルの場合は、N型トランジスタ43がオンしノードN10をLレベルにする。ノードN10又はN11がLレベルとなると、P型トランジスタ45又は41がオンし、反対側のノードN11又はN10をHレベルに確定する。
【0065】
ノードN10がLレベルでノードN11がHレベルの場合は、P型トランジスタ51はオン、N型トランジスタ52はオフとなり、ノードN12はHレベルになってインバータ53、54によりラッチされる。一方、ノードN10がHレベルでノードN11がLレベルの場合は、P型トランジスタ51はオフ、N型トランジスタ52はオンとなり、ノードN12はLレベルになってインバータ53、54によりラッチされる。ノードN12からクロックイネーブル信号CKE1が出力される。
【0066】
なお、図2のコマンドラッチ回路21も同様の構成を有する。その場合は、クロックイネーブル信号CKE0の代わりにコマンド入力信号COM−INが入力され、クロックイネーブル信号CKE1の代わりにコマンド出力信号COM−OUTが出力される。また、クロック信号CLK1の代わりに内部クロック信号I−CLKが入力される。
【0067】
図6は、スイッチS2の回路例である。スイッチS2は、P型トランジスタ61とN型トランジスタ62によるトランスファーゲート66と、P型トランジスタ64とN型トランジスタ65によるトランスファーゲート67と、インバータ63とを有する。
【0068】
スイッチS2は、クロックイネーブル信号CKE0とクロックイネーブル信号CKE1とオーバーフロー信号OVFLとが入力され、信号N1を出力する。オーバーフロー信号OVFLがLレベルの場合は、トランスファーゲート66が導通するため、端子bに入力されるクロックイネーブル信号CKE0が信号N1として出力される。一方、オーバーフロー信号OVFLがHレベルの場合は、トランスファーゲート67が導通するため、端子aに入力されるクロックイネーブル信号CKE1が信号N1として出力される。なお、図2のスイッチS1もスイッチS2と同様の構成を有する。
【0069】
図7は、スイッチS0とラッチ回路18の回路例である。スイッチS0は、P型トランジスタ76とN型トランジスタ75によるトランスファーゲート74とインバータ73とを有し、ラッチ回路18は、インバータ78、79、80を有する。信号N1はトランスファーゲート74に入力され、クロック信号CLK1の反転信号がHレベルの期間にトランスファーゲート74を通過して信号N2となり、ラッチ回路18でラッチされて内部クロック制御信号ICCSとなる。
【0070】
図8は、本発明の実施の形態の集積回路装置に内蔵されるDLL回路20の構成図である。DLL回路20は同じ遅延特性を有する可変遅延回路90、91を備え、可変遅延回路90の遅延量を最適値に設定することにより、外部から供給される外部クロック信号E−CLKの位相に同期した遅延クロック信号DLL−CLKを生成する。
【0071】
外部から供給される外部クロック信号E−CLKは、図2に示した入力バッファ10等を介してクロック信号CLK2となりDLL回路20に入力される。クロック信号CLK2は、可変遅延回路90、91に供給されると共に、位相比較器93にも供給される。
【0072】
可変遅延回路91から出力されたクロック信号B−CLKは、ダミー入力バッファ92を介して、位相比較器93にクロック信号C−CLKとして供給される。位相比較器93は、クロック信号CLK2とクロック信号C−CLKの位相を比較し、位相比較信号N4を遅延制御回路94に出力する。遅延制御回路94は、可変遅延回路91と可変遅延回路90とにそれぞれ遅延制御信号N5を出力し、クロック信号CLK2とクロック信号C−CLKの位相が一致するように、可変遅延回路90、91の遅延量を制御する。即ち、その遅延量は、外部クロック信号E−CLKの1周期の時間から入力バッファ10等の遅延時間を差し引いた時間である。
【0073】
可変遅延回路90、91は、多数の遅延素子を直列に接続した構造になっており、遅延制御信号N5により信号が通過する遅延素子の数が制御される。可変遅延回路90、91は、遅延制御信号N5により同じ遅延量を与えるように制御されるため、可変遅延回路90に入力されるクロック信号CLK2は、可変遅延回路90により遅延クロック信号DLL−CLKが外部クロック信号E−CLKの位相と同期する遅延量を与えられてDLL回路20から出力される。
【0074】
なお、可変遅延回路90、91は、遅延素子の数により調節可能な範囲が決まっているため、外部クロック信号E−CLKの周波数が低すぎると調節可能な範囲を外れオーバーフローとなる。オーバーフローになると、遅延制御回路94はオーバーフロー信号OVFLを出力する。上記のDLL回路の詳細は、例えば特開平10−112182(平成10年4月28日公開)に記載されている。
【0075】
図9は、本発明の実施の形態の集積回路装置において、DLL回路20がオーバーフローしている場合のタイムチャートを示す。DLL回路20がオーバーフローしていない場合は、図11に示した従来例と同様であり、図9中には破線で示される。そこで、オーバーフロー時の動作を以下に説明する。
【0076】
外部クロック信号E−CLKは、入力バッファ10の遅延時間だけ遅れてクロック信号CLK1となる。スイッチS1はオーバーフロー時はc端子に接続されているので、通常モードでは、クロック信号CLK1と同位相のクロック信号CLK2がそのまま内部クロック信号I−CLKとしてコマンドラッチ回路21に出力される。
【0077】
パワーダウンエントリー時は、クロックイネーブル信号CKE、CKE0がLレベルになり、クロックイネーブル信号CKE0のLレベルがクロック信号CLK1の立ち上がりエッジのタイミングでCKEコマンドラッチ回路13によりラッチされて、クロックイネーブル信号CKE1もLレベルになる。スイッチS2は、オーバーフロー時はa端子に接続されているので、スイッチS0にはクロックイネーブル信号CKE1が入力される。
【0078】
クロックイネーブル信号CKE1は、クロック信号CLK1がLレベルの時にスイッチS0を通過してラッチ回路18でラッチされ、内部クロック制御信号ICCSをLレベルにする。これによりクロック信号CLK2は出力を停止する。スイッチS1は、オーバーフロー時はc端子に接続されているので、クロック信号CLK2の出力が停止すると、同時に内部クロック信号I−CLKの出力も停止する。
【0079】
このように本実施の形態の集積回路装置は、オーバーフロー時にスイッチS2がa端子に接続されている。このため第2のラッチ回路であるラッチ回路18は、第1のラッチ回路であるCKEコマンドラッチ回路13がクロックイネーブル信号CKE0のLレベル信号をクロック信号CLK1の立ち上がりエッジのタイミングt1でラッチしたクロックイネーブル信号CKE1を、クロック信号CLK1の立ち下がりエッジのタイミングt2でラッチする。従って、内部クロック制御信号ICCSは、オーバーフロー時に、破線で示す非オーバーフロー時のタイミングより遅れてLレベルとなり、クロック信号CLK2の出力を非オーバーフロー時と同じタイミングで停止させる。
【0080】
オーバーフロー時はクロック信号CLK2がそのまま内部クロック信号I−CLKとしてコマンドラッチ回路21に出力されるが、コマンドラッチ回路21は、オーバーフロー時も非オーバーフロー時と同様に、セルフリフレッシュコマンド(COM−IN)を取り込み、コマンド出力信号COM−OUTをコマンドデコーダに出力することができる。
【0081】
一方、クロックイネーブル信号CKE1のLレベル信号は、パワーダウン制御信号PD1をLレベルにし、入力バッファ10及び11を非活性化してクロック信号CLK1を停止させる。また、パワーダウン制御信号PD2をHレベルにしてスモールバッファ12を活性化する。
【0082】
パワーダウンイグジット時は、クロックイネーブル信号CKEがHレベルになり、スモールバッファ12の遅延時間後にクロックイネーブル信号CKE2がHレベルになる。クロックイネーブル信号CKE2がHレベルとなると、パワーダウン制御回路14は、パワーダウン制御信号PD1をHレベルにして入力バッファ10及び11を活性化させる。入力バッファ10及び11が活性化すると、外部クロック信号E−CLKとクロックイネーブル信号CKEは、それぞれ入力バッファ10、11を通過する。
【0083】
クロックイネーブル信号CKE0は、クロック信号CLK1の立ち上がりエッジのタイミングで、CKEコマンドラッチ回路13によりラッチされてクロックイネーブル信号CKE1となる。スイッチS2は、オーバーフロー時はa端子に接続されているので、スイッチS0にはクロックイネーブル信号CKE1が入力される。
【0084】
クロックイネーブル信号CKE1は、クロック信号CLK1がLレベルの時にスイッチ0を通過してラッチ回路18でラッチされ、内部クロック制御信号ICCSをHレベルにする。内部クロック制御信号ICCSのHレベル信号は、NAND回路16に入力され、クロック信号CLK2の出力を開始させる。
【0085】
スイッチS1は、オーバーフロー時はc端子に接続されているので、クロック信号CLK2の出力の開始と同時に内部クロック信号I−CLKの出力も開始され、コマンドラッチ回路21に供給される。
【0086】
このように本実施の形態の集積回路装置は、オーバーフロー時のパワーダウンイグジット時において、スイッチS2はa端子に接続されている。このため、第2のラッチ回路であるラッチ回路18は、第1のラッチ回路であるCKEコマンドラッチ回路13がクロックイネーブル信号CKE0のHレベル信号をクロック信号CLK1の立ち上がりエッジのタイミングt3でラッチしたクロックイネーブル信号CKE1を、クロック信号CLK1の立ち下がりエッジのタイミングt4でラッチする。従って、内部クロック制御信号ICCSは、オーバーフロー時に、非オーバーフロー時のタイミングより遅れてHレベルとなるが、クロック信号CLK2の出力は非オーバーフロー時と同じタイミングで開始される。従って、内部クロック信号I−CLKは、非オーバーフロー時よりも1クロック早く開始される。また、オーバーフロー時は、スイッチS1がc端子に接続されているため、クロック信号CLK2がそのまま内部クロック信号I−CLKとして出力される。
【0087】
一方、クロックイネーブル信号CKE1のHレベル信号は、パワーダウン制御信号PD2をLレベルとしてスモールバッファ12を非活性化する。このためクロックイネーブル信号CKE2はLレベルに復帰する。
【0088】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、DLL回路がオーバーフローした場合のパワーダウンエントリー時において、内部クロック信号は、非オーバーフロー時の内部クロック信号と同じタイミングで出力されるため、DLL回路のオーバーフロー、非オーバーフローにかかわらず、常に安定した内部クロック信号を内部回路に供給することができる。
【0089】
また、本発明によれば、DLL回路がオーバーフローしている場合のパワーダウンエントリー時においても、コマンドラッチ回路がセルフリフレッシュコマンドを取り込むことができる内部クロック信号を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の集積回路装置の説明図である。
【図2】本発明の実施の形態の集積回路装置の構成図である。
【図3】入力バッファの回路図である。
【図4】パワーダウン制御回路の回路図である。
【図5】本発明の実施の形態のCKEコマンドラッチ回路の回路図である。
【図6】スイッチS2の回路図である。
【図7】スイッチS0とラッチ回路18の回路図である。
【図8】本発明の実施の形態のDLL回路の構成図である。
【図9】本発明の実施の形態の集積回路装置のタイムチャートである。
【図10】従来の集積回路装置の構成図である。
【図11】従来の集積回路装置のタイムチャートである。
【符号の説明】
10、11 入力バッファ
12 スモールバッファ
13 コマンドラッチ回路
14 パワーダウン制御回路
15 内部クロック発生回路
16 NAND回路
17、19 インバータ
18 ラッチ回路
20 DLL回路
21 コマンドラッチ回路
Claims (6)
- 外部クロック信号から第1のクロック信号を生成するクロック入力バッファと、
クロックイネーブル信号を前記第1のクロック信号の第1のエッジのタイミングで取り込む第1のラッチ回路と、
前記クロックイネーブル信号を前記第1のクロック信号の第1とは異なる第2のエッジのタイミングで取り込む第2のラッチ回路と、
前記第2のラッチ回路の出力信号に応答して、前記第1のクロック信号を通過又は阻止するゲート回路と、
前記ゲート回路の出力信号を遅らせて、前記外部クロック信号と所定の位相関係を有する遅延クロック信号を生成するDLL回路と、
前記DLL回路がオーバーフローしていない第1の状態では、前記遅延クロック信号を内部クロック信号として選択し、前記DLL回路がオーバーフローしている第2の状態では、前記ゲート回路の出力信号を内部クロック信号として選択して内部回路に供給する第1のスイッチ回路とを有する集積回路装置において、前記第1の状態では、前記クロックイネーブル信号を選択し、前記第2の状態では、前記第1のラッチ回路の出力信号を選択して前記第2のラッチ回路に供給する第2のスイッチ回路を有することを特徴とする集積回路装置。 - 請求項1において、
前記クロック入力バッファは、パワーダウンモード時に、前記クロックイネーブル信号に応答して非活性化されることを特徴とする集積回路装置。 - 請求項1において、
前記DLL回路は、オーバーフロー時に、前記第1のスイッチ回路が前記ゲート回路の出力信号を選択し、前記第2のスイッチ回路が前記第1のラッチ回路の出力信号を選択するオーバーフロー信号を出力することを特徴とする集積回路装置。 - 請求項1において、
前記内部回路は、外部から供給されるコマンド信号を前記内部クロック信号に応答して取り込むコマンドラッチ回路を含むことを特徴とする集積回路装置。 - 請求項4において、
前記コマンドラッチ回路は、前記クロックイネーブル信号に応答して通常モードからパワーダウンモードに移行する場合に、セルフリフレッシュコマンドが適宜入力されることを特徴とする集積回路装置。 - 請求項1において、
更に、パワーダウン制御回路と、前記クロックイネーブル信号を取り込むクロックイネーブル入力バッファ及びスモールバッファとを有し、
前記パワーダウン制御回路の第1のパワーダウン制御信号は、前記クロック入力バッファ及び前記クロックイネーブル入力バッファを、通常モード時に活性化すると共にパワーダウンモード時に非活性化し、
前記パワーダウン制御回路の第2のパワーダウン制御信号は、前記スモールバッファを通常モード時に非活性化すると共に、パワーダウンモード時に活性化して前記クロックイネーブル信号を取り込むことを特徴とする集積回路装置。
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