JP2008210436A - Semiconductor memory device equipped with internal clock generating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体記憶装置に係り、特に外部クロックに同期した内部クロックを発生する内部クロック発生回路を備えた半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device including an internal clock generation circuit that generates an internal clock synchronized with an external clock.
近年半導体記憶装置は、ますます記憶容量の大容量化とアクセスの高速化が進展している。この高速アクセス実現のために半導体記憶装置は、外部クロックに同期させたクロック同期方式が採用されている。例えば代表的な半導体記憶装置であるダイナミックランダムアクセスメモリ(以下、DRAM)においては、シンクロナスDRAM(以下、SDRAM)や、ダブルデータレートDRAM(以下、DDR−DRAM)方式が採用されている。 In recent years, semiconductor memory devices have been increasing in storage capacity and access speed. In order to realize this high-speed access, the semiconductor memory device employs a clock synchronization method synchronized with an external clock. For example, in a dynamic random access memory (hereinafter referred to as DRAM) which is a typical semiconductor memory device, a synchronous DRAM (hereinafter referred to as SDRAM) or a double data rate DRAM (hereinafter referred to as DDR-DRAM) system is adopted.
SDRAMやDDR−DRAMにおいては、入力される外部クロックに同期して、半導体記憶装置の内部回路を動作させている。例えば外部からのコマンド信号、アドレス信号の取り込みや、データ入出力のタイミングを制御している。特にデータは外部のシステムクロックにより書き込みデータの入力と、読み出しデータの出力の両方が制御される。また外部クロックの1サイクルにつきSDRAMは1個のデータ、DDR−DRAMは2個のデータを入出力するように高速動作が要求される。これらの理由からデータ入出力のタイミング調整として、内部クロック発生回路により発生させた外部クロックに同期した内部クロックが使用されている。 In SDRAM and DDR-DRAM, an internal circuit of a semiconductor memory device is operated in synchronization with an input external clock. For example, it takes in command signals and address signals from outside and controls the timing of data input / output. In particular, for data, both input of write data and output of read data are controlled by an external system clock. Further, high-speed operation is required so that one data is input / output to the SDRAM and two data is input / output to the DDR-DRAM per cycle of the external clock. For these reasons, an internal clock synchronized with an external clock generated by an internal clock generation circuit is used for timing adjustment of data input / output.
一方コマンド信号、アドレス信号の取り込みは、外部クロックがそのまま使用されている。コマンド信号、アドレス信号は、外部クロックの1〜数サイクル毎に入力されること。さらに一度取り込んだ後は半導体記憶装置内部のみに使用されることから、外部クロックがそのまま使用されている。しかし、半導体記憶装置は記憶容量の大容量化とアクセスの高速化とともに、さらにユーザーからのカスタマイズ化として信号入力パッド位置の制限を厳しく要求されることがある。すなわちユーザー要求により外部クロックの入力パッド位置が、他のコマンド信号入力パッド位置と離れて配置されることがある。入力パッド位置が異なることから半導体記憶回路内部の配線遅延差が顕著となり、外部クロックとの同期、高速アクセスが難しくなる。その結果クロック同期方式のDRAMが誤動作を起こす危険性も増えてきている。 On the other hand, the external clock is used as it is for taking in the command signal and address signal. The command signal and address signal should be input every one to several cycles of the external clock. Further, after being once taken in, the external clock is used as it is because it is used only inside the semiconductor memory device. However, the semiconductor memory device may be required to strictly limit the position of the signal input pad as the storage capacity is increased and the access speed is increased, and the user is further customized. That is, the input pad position of the external clock may be arranged apart from other command signal input pad positions according to a user request. Since the input pad position is different, the wiring delay difference inside the semiconductor memory circuit becomes remarkable, and synchronization with an external clock and high-speed access become difficult. As a result, the risk of malfunction of the clock synchronous DRAM has increased.
従来の同期方式のDRAMにおけるこれらの問題点について、図11、12を参照して説明する。図11には従来の半導体記憶装置の概略チップレイアウト、図12にはそのタイミングチャートを示す。特に、ユーザーからの要求により各種コマンド信号の入力パッドと外部クロックCKの入力パッドの位置が離れた場合には、この問題が顕著となる。入力パッドには、外部接続用のパッドと入力初段回路が含まれているものとする。 These problems in the conventional synchronous DRAM will be described with reference to FIGS. FIG. 11 shows a schematic chip layout of a conventional semiconductor memory device, and FIG. 12 shows a timing chart thereof. In particular, when the position of the input pad for various command signals and the input pad for the external clock CK are separated due to a request from the user, this problem becomes significant. The input pad includes an external connection pad and an input first stage circuit.
図11に示すチップレイアウトでは、外部クロックCKの入力パッド12の位置と、各種コマンド信号COM(WEB、CASB、RASB、CSB、CKE)の入力パッド12の配置位置とが離れている。そのためコマンドデコーダ10は各種コマンド信号COMの入力パッド12の近傍に配置される。その結果外部クロックCKの入力パッド12からコマンドデコーダ10までの配線が長くなり、その配線遅延時間が大きくなる。この遅延時間が大きな外部クロックCKに同期させるためには、他のコマンド信号COMを遅延させ、タイミングを調整する必要がある。このように各種内部信号に余分な遅延調整が必要となり、DRAMアクセスが遅れてしまう事になる。
In the chip layout shown in FIG. 11, the position of the
図12には、外部クロックCK(@入力パッド)と、コマンド信号COM(@入力パッド)、外部クロックCK(@コマンドデコーダ)及び内部コマンド信号INTCOMのタイミングチャートを示す。外部クロックCKの入力パッドの配置位置はコマンドデコーダ10の位置から離れていることからコマンドデコーダ10に入力されるタイミングが遅れる。以下の説明においては遅延時間が大きい信号について、例えば入力パッドでの外部クロックについては外部クロックCK(@入力パッド)、コマンドデコーダでの外部クロックについては外部クロックCK(@コマンドデコーダ)として識別することとする。
FIG. 12 shows a timing chart of the external clock CK (@ input pad), the command signal COM (@ input pad), the external clock CK (@ command decoder), and the internal command signal INTCOM. Since the position of the input pad for the external clock CK is far from the position of the
外部クロックCK(@入力パッド)とコマンド信号COM(@入力パッド)は、ほぼ同時に入力パッド12に入力される。しかし外部クロックCK(@コマンドデコーダ)が遅れることからコマンドデコーダ10におけるコマンド信号COMの取り込みが遅れる。そのためコマンドデコーダ10からの内部コマンド信号INTCOMは遅れて発生される。その結果DRAMアクセスが遅れる。このように外部クロックCKがDRAMチップ内の配置場所により遅延時間が異なり、他のコマンド信号COMとの遅延調整が必要となりDRAMアクセスが遅れてしまうという問題がある。
The external clock CK (@ input pad) and the command signal COM (@ input pad) are input to the
内部クロック発生回路に関する先行特許文献として下記文献がある。特許文献1(特開2005−332548)には、DLL回路は位相検出器と、遅延ライン制御器と、遅延ラインと、制御信号により遅延時間が制御可能な複製遅延モデルとを備えている。このDLL回路により内部クロックを発生する技術が開示されている。特許文献2(特開2002−100982)には、基準クロックに対し帰還クロックのエッジを検出する位相比較器を備えたDLL回路により内部クロックを発生する技術が開示されている。 The following patent documents are related to the internal clock generation circuit. In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-332548), the DLL circuit includes a phase detector, a delay line controller, a delay line, and a replication delay model whose delay time can be controlled by a control signal. A technique for generating an internal clock using this DLL circuit is disclosed. Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-1000098) discloses a technique for generating an internal clock by a DLL circuit including a phase comparator that detects an edge of a feedback clock with respect to a reference clock.
特許文献3(特開2005−318520)には、クロックとその反転クロックからデューティサイクルを較正するデューティサイクル較正(Duty Cycle Correction、以下DCCと記す)回路が開示されている。特許文献4(特開平8−213885)には、基準クロックと同じ周期でデューティサイクルが異なる内部クロックを発生する技術が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-318520 discloses a duty cycle calibration (Duty Cycle Correction, hereinafter referred to as DCC) circuit that calibrates a duty cycle from a clock and its inverted clock. Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-21385) discloses a technique for generating an internal clock having the same cycle as that of a reference clock but having a different duty cycle.
上記したように外部クロックとコマンド信号の入力パッド位置によりコマンドデコーダまでのそれぞれの遅延時間が異なる。そのために外部クロックとコマンド信号とのタイミング調整が必要になり、SDRAMの高速アクセスが困難になるという問題がある。本発明の目的はこれらの課題に鑑み、コマンド信号の取り込みに最適な内部クロックを発生するクロック発生回路を備えた半導体記憶装置を提供することにある。 As described above, the delay time to the command decoder differs depending on the input pad position of the external clock and the command signal. For this reason, it is necessary to adjust the timing of the external clock and the command signal, which makes it difficult to access the SDRAM at high speed. In view of these problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device including a clock generation circuit that generates an internal clock optimal for taking in a command signal.
本願は上記した課題を解決するため、基本的には下記に記載される技術を採用するものである。またその技術趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できる応用技術も、本願に含まれることは言うまでもない。 In order to solve the above-described problems, the present application basically employs the techniques described below. Needless to say, application techniques that can be variously changed without departing from the technical scope of the present invention are also included in the present application.
本発明の半導体記憶装置は、コマンドデコーダに入力されるクロックを発生する内部クロック発生回路を備え、前記内部クロック発生回路は前記コマンドデコーダにおいて外部クロックに同期するように内部クロックを発生し、前記内部クロック発生回路からの内部クロックを入力された前記コマンドデコーダは、外部クロックに同期した内部コマンド信号を出力することを特徴とする。 The semiconductor memory device of the present invention includes an internal clock generation circuit that generates a clock input to a command decoder, and the internal clock generation circuit generates an internal clock in synchronization with an external clock in the command decoder, and The command decoder to which the internal clock from the clock generation circuit is input outputs an internal command signal synchronized with the external clock.
本発明の半導体記憶装置の前記内部クロック発生回路は、外部クロックと帰還クロックとを入力され、その2つのクロックの位相を比較する位相検知回路と、遅延制御回路により遅延時間が制御される遅延回路と、前記内部クロック発生回路から前記コマンドデコーダまでの遅延時間を有する複製回路から構成され、前記位相検知回路からの位相比較結果により前記遅延制御回路は遅延量を決定し、前記遅延回路は入力された外部クロックを前記遅延制御回路からの制御信号により所望の時間だけ遅延させた内部クロックとし、前記コマンドデコーダと前記複製回路に出力し、前記複製回路は帰還クロックを前記位相検知回路に出力することを特徴とする。 The internal clock generation circuit of the semiconductor memory device of the present invention has an external clock and a feedback clock as input, a phase detection circuit for comparing the phases of the two clocks, and a delay circuit whose delay time is controlled by a delay control circuit And a replica circuit having a delay time from the internal clock generation circuit to the command decoder, the delay control circuit determines a delay amount based on a phase comparison result from the phase detection circuit, and the delay circuit is input The external clock is an internal clock delayed by a desired time by a control signal from the delay control circuit, and is output to the command decoder and the replication circuit, and the replication circuit outputs a feedback clock to the phase detection circuit. It is characterized by.
本発明の半導体記憶装置においては、前記内部クロック発生回路から出力される内部クロックは分岐され、さらにデータ制御回路にも出力され、前記内部クロック発生回路から前記データ制御回路までの遅延時間は、前記内部クロック発生回路から前記コマンドデコーダまでの遅延時間に等しいことを特徴とする。 In the semiconductor memory device of the present invention, the internal clock output from the internal clock generation circuit is branched and further output to the data control circuit, and the delay time from the internal clock generation circuit to the data control circuit is The delay time is equal to the delay time from the internal clock generation circuit to the command decoder.
本発明の半導体記憶装置の前記内部クロック発生回路は、さらにデューティサイクル較正判定回路を備え、前記内部クロックのデューティサイクルを較正することを特徴とする。 The internal clock generation circuit of the semiconductor memory device of the present invention further includes a duty cycle calibration determination circuit, and calibrates the duty cycle of the internal clock.
本発明の半導体記憶装置の前記デューティサイクル較正判定回路は、前記帰還クロックを入力され、デューティサイクルを較正するための制御信号を前記遅延制御回路に出力することを特徴とする。 The duty cycle calibration determination circuit of the semiconductor memory device according to the present invention is characterized in that the feedback clock is input and a control signal for calibrating the duty cycle is output to the delay control circuit.
本発明の半導体記憶装置の前記位相検知回路は、入力される外部クロックと帰還クロックのrise側もしくはfall側の片方の位相を比較し、その位相比較結果を前記遅延制御回路に出力し、前記遅延制御回路は前記位相比較結果によりrise側もしくはfall側の片方の位相が合うように遅延量を設定し、残り片方のfall側もしくはrise側は前記デューティサイクル較正判定回路からの制御信号により遅延量を設定することでデューティサイクルを較正することを特徴とする。 The phase detection circuit of the semiconductor memory device of the present invention compares the phase of one of the rising side or the falling side of the input external clock and the feedback clock, and outputs the phase comparison result to the delay control circuit. The control circuit sets a delay amount so that one of the rise side and the fall side is in phase according to the phase comparison result, and the remaining one of the fall side or rise side sets the delay amount by a control signal from the duty cycle calibration determination circuit. The duty cycle is calibrated by setting.
本発明の内部クロック発生回路はDLL回路を含んで構成され、コマンドデコーダに入力される内部クロックを発生させる。DLL回路を備えた内部クロック発生回路により外部クロックに同期させるように内部クロックを発生させる。この内部クロックによりコマンドデコーダからの内部コマンド信号を外部クロックに同期させ、最速のタイミングで出力できる。本発明の内部クロック発生回路により、外部クロックに同期した最速の内部コマンド信号が得られ、高速アクセス可能な半導体記憶装置が得られる効果がある。 The internal clock generation circuit according to the present invention includes a DLL circuit and generates an internal clock input to the command decoder. An internal clock is generated by an internal clock generation circuit having a DLL circuit so as to be synchronized with an external clock. With this internal clock, the internal command signal from the command decoder can be synchronized with the external clock and output at the fastest timing. The internal clock generation circuit of the present invention has the advantage that the fastest internal command signal synchronized with the external clock can be obtained and a semiconductor memory device capable of high speed access can be obtained.
本発明の内部クロック発生回路を備えた半導体記憶装置について、以下図面を参照して詳細に説明する。 A semiconductor memory device having an internal clock generation circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の内部クロック発生回路を備えた半導体記憶装置の第1の実施例について、図1〜3を参照して説明する。図1には内部クロック発生回路の全体構成ブロックを示す。図2には半導体記憶装置のチップレイアウトを示す。図3には信号のタイミングチャートを示す。 A first embodiment of a semiconductor memory device having an internal clock generation circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an overall configuration block of an internal clock generation circuit. FIG. 2 shows a chip layout of the semiconductor memory device. FIG. 3 shows a timing chart of signals.
図2に示す半導体記憶装置のチップレイアウトは、外部クロックCKの入力パッド12の配置位置と、各種コマンド信号COMの入力パッド12及びコマンドデコーダの配置位置とが離れている。外部クロックCKの入力パッド12と、コマンドデコーダ10の間に内部クロック発生回路11が配置されている。外部クロックCKは入力初段回路1に入力され、内部クロック発生回路11に出力される。内部クロック発生回路11は、コマンドデコーダ10において外部クロックCKに同期するような内部クロックINTCKを発生させ、コマンドデコーダ10に出力する。コマンドデコーダ10では、入力されたコマンド信号COMを内部クロックINTCKに同期して取り込み、内部コマンド信号INTCOMとしてチップ内の各種回路に出力する。
In the chip layout of the semiconductor memory device shown in FIG. 2, the arrangement position of the
図1に示す内部クロック発生回路11は、位相検知回路3、遅延制御回路4、遅延回路5、複製回路6からなるDLL(Delayed Locked Loop)回路から構成される。ここで複製回路6は、図2のチップレイアウトで示すように内部クロック発生出力回路11からコマンドデコーダ10までの経路Aの複製回路である。この複製回路6は、経路Aの複製であり経路Aと同じ遅延時間をもつことから経路A複製回路6と称する。経路A複製回路6は、コマンドデコーダ10に入力される内部クロックINTCKの位相と同一となる帰還クロックFBCKを出力する。
The internal
位相検知回路3は、帰還クロックFBCKと、入力初段回路1からの外部クロックCKとを入力され、その位相を比較する。この2つのクロック位相が合うように遅延制御回路4にて遅延回路5の遅延量を決定する。位相検知回路3は、帰還クロックFBCKと外部クロックCKの位相を波形立ち上がり(rise)側と立下り(fall)側の両方のエッジを検知する。さらに遅延制御回路4もrise側とfall側の両方の位相が合うようにrise側とfall側それぞれの遅延量を設定する。
The
遅延回路5により入力された外部クロックを所望量だけ遅延させ、内部クロックINTCKを発生させる。内部クロックINTCKはコマンドデコーダ10と、経路A複製回路6に出力される。経路A複製回路6は、コマンドデコーダ10までの遅延時間分を遅延させた帰還クロックを位相検知回路3に出力する。DLL回路は、入力された外部クロックCKと帰還クロックFBCKとの位相を同期させる。このようにすることで、コマンドデコーダ10に入力される内部クロックINTCKは、外部クロックCKと同期する。同期させるべき基準となる外部クロックとは、半導体記憶装置の入力パッドに入力された外部クロック(@入力パッド)である。この基準となる外部クロック(@入力パッド)を単に外部クロックと称することがある。
The external clock input by the
次に、図3のタイミングチャートを用いて、第1の実施例の動作について説明する。図3には、外部クロックCK(@入力パッド)、コマンド信号COM(@入力パッド)、内部クロックINTCK(@コマンドデコーダ)、内部コマンド信号INTCOMを示している。コマンドデコーダ10に入力される内部クロックINTCKは外部クロックCK(@入力パッド)と同期している。そのため内部コマンド信号INTCOMも外部クロックCK(@入力パッド)と同期し、遅延することなく最速のタイミングで出力されていることが分かる。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 3 shows an external clock CK (@ input pad), a command signal COM (@ input pad), an internal clock INTCK (@ command decoder), and an internal command signal INTCOM. The internal clock INTCK input to the
このように、外部クロックCKと他のコマンド信号COMの入力パッドの配置位置が離れた場合にも、コマンドデコーダ10に入力される内部クロックINTCKを外部クロックCK(@入力パッド)に同期させることで、最速のタイミングで内部コマンド信号INTCOMを出力できる。最速のタイミングで内部コマンド信号INTCOMを出力することから、高速アクセス可能な半導体記憶装置が得られる。
As described above, even when the positions of the input pads for the external clock CK and the other command signal COM are separated, the internal clock INTCK input to the
本実施例においては、DLL回路から構成された内部クロック発生回路を備え、外部クロックに同期した内部クロックを発生させる。この内部クロックをコマンドデコーダに入力することで、外部クロックに同期した最速のタイミングで内部コマンド信号を出力させる。本実施例によれば、内部コマンド信号を最速のタイミングで出力させ、高速アクセス可能な半導体記憶装置が得られる。 In the present embodiment, an internal clock generation circuit composed of a DLL circuit is provided, and an internal clock synchronized with an external clock is generated. By inputting this internal clock to the command decoder, the internal command signal is output at the fastest timing synchronized with the external clock. According to this embodiment, an internal command signal is output at the fastest timing, and a semiconductor memory device that can be accessed at high speed is obtained.
本発明の第2の実施例について、図4〜6を参照して説明する。図4には内部クロック発生回路の全体構成を示すブロックを示す。図5にはその信号波形のタイミングチャート、図6には従来例におけるタイミングチャートをそれぞれ示す。本実施例は実施例1の改良発明であり、実施例1の内部クロック発生回路にDCC判定回路を追加し、クロックのデューティを調整した実施例である。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the internal clock generation circuit. FIG. 5 shows a timing chart of the signal waveform, and FIG. 6 shows a timing chart in the conventional example. This embodiment is an improvement of the first embodiment, and is an embodiment in which a DCC determination circuit is added to the internal clock generation circuit of the first embodiment and the clock duty is adjusted.
実施例2における半導体記憶装置のチップレイアウトは実施例1(図2)と同じである。外部クロックCKの入力パッド12の位置と、各種コマンド信号COMの入力パッド12及びコマンドデコーダ10の配置位置とが離れている。外部クロックCKの入力パッド12とコマンドデコーダ10の間にDCC判定回路を備えた内部クロック発生回路が挿入されている。ここで入力される外部クロックCKは、デューティずれを有するものである。
The chip layout of the semiconductor memory device in the second embodiment is the same as that in the first embodiment (FIG. 2). The position of the
図6を参照して、内部クロック発生回路がなく、さらに外部クロックがデューティずれを有する場合の問題点を説明する。図6には、外部クロックCK(@入力パッド)と、コマンド信号COM(@入力パッド)、外部クロックCK(@コマンドデコーダ)及び内部コマンド信号INTCOMのタイミングチャートを示す。外部クロックCKの入力パッドの配置位置はコマンドデコーダ10の位置から離れている。そのためコマンドデコーダ10に入力される外部クロックCK(@コマンドデコーダ)は、遅延している。
Referring to FIG. 6, the problem when there is no internal clock generation circuit and the external clock has a duty deviation will be described. FIG. 6 shows a timing chart of the external clock CK (@ input pad), the command signal COM (@ input pad), the external clock CK (@ command decoder), and the internal command signal INTCOM. The position of the input pad for the external clock CK is far from the position of the
さらに外部クロックCK(@入力パッド)は、デューティ(Duty)ずれがある。このようにアクセスの高速化に伴い外部クロックの周波数は高くなると、外部クロックCKのデューティずれが大きくなる。この外部クロックCK(@コマンドデコーダ)を利用してコマンドデコーダ10でコマンド信号COMを取り込んだ場合には、内部コマンド信号INTCOMは遅延時間が大きいとともに、そのパルス幅は入力されたクロックのデューティに応じて変化している。
Further, the external clock CK (@ input pad) has a duty shift. As described above, when the frequency of the external clock increases as the access speed increases, the duty shift of the external clock CK increases. When the command signal COM is taken in by the
このようにデューティがずれている場合には、内部回路においてラッチタイミングのマージンが厳しくなる。また図6と反対にハイレベルがなくなる方向にデューティがずれた場合には、ハイレベルがなくなり最悪の場合はクロックが消失してしまう危険もある。このように高周波で、デューティずれがある場合には、外部クロックに同期させることがさらに難しくなり、半導体記憶装置が誤動作するという問題がある。これらの問題点を解決するために図4に示すDCC判定回路を備えた内部クロック発生回路を採用することができる。 When the duty is shifted as described above, the margin of the latch timing becomes strict in the internal circuit. In contrast to FIG. 6, when the duty is shifted in the direction in which the high level disappears, there is a risk that the high level disappears and the clock is lost in the worst case. Thus, when there is a duty shift at a high frequency, it becomes more difficult to synchronize with an external clock, and the semiconductor memory device malfunctions. In order to solve these problems, an internal clock generation circuit including a DCC determination circuit shown in FIG. 4 can be employed.
図4に内部クロック発生回路の全体構成のブロックを示す。ここでは図1の内部クロック発生回路の構成に加えて、新たにDCC判定回路7が追加されている。DCC判定回路7には、帰還クロックFBCKが入力され、遅延制御信号を遅延制御回路4に出力する。この内部クロック発生回路の基本動作は実施例1と同様であり、追加されたDCC判定回路7につき説明する。
FIG. 4 shows a block diagram of the overall configuration of the internal clock generation circuit. Here, in addition to the configuration of the internal clock generation circuit of FIG. 1, a
位相検知回路3は、外部クロックCKと帰還クロックFBCKとが入力され、2つのクロック波形のrise側もしくはfall側の片方の位相を比較する。その位相比較結果を遅延制御回路4に出力する。遅延制御回路4は、位相検知回路3からの位相比較結果によりrise側もしくはfall側の片方の位相が合うように遅延量を設定する。残り片方のfall側もしくはrise側の遅延量はDCC判定回路7からの遅延制御信号によりクロックのデューティが合うように制御される。これにより、コマンドデコーダ10に外部クロックCKと同期の取れ、尚且つデューティの整えられた内部クロックINTCKを供給する構成となっている。
The
次に、図5のタイミングチャートを用いて、第2の実施例の動作波形について説明する。図5には、外部クロックCK(@入力パッド)、コマンド信号COM(@入力パッド)、内部クロックINTCK(@コマンドデコーダ)、内部コマンド信号INTCOMの波形をそれぞれ示している。外部クロックCK(@入力パッド)は、デューティがずれている状態で入力される。しかし内部クロックINTCKは、外部クロックに同期され、かつデューティの整えられた波形となる。そのため内部コマンド信号INTCOMも、最速のタイミングで、デューティの整えられた波形として出力される。図6の従来例の波形と異なり、DCC判定回路にてデューティが調節された状態で内部クロックが出力されていることから、前述したような半導体記憶装置の誤動作を引き起こす恐れがない。 Next, the operation waveform of the second embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 5 shows waveforms of the external clock CK (@ input pad), the command signal COM (@ input pad), the internal clock INTCK (@ command decoder), and the internal command signal INTCOM. The external clock CK (@ input pad) is input with the duty shifted. However, the internal clock INTCK has a waveform in which the duty is adjusted in synchronization with the external clock. Therefore, the internal command signal INTCOM is also output as a waveform with a fixed duty at the fastest timing. Unlike the waveform of the conventional example of FIG. 6, the internal clock is output with the duty adjusted by the DCC determination circuit, so there is no possibility of causing the malfunction of the semiconductor memory device as described above.
本実施例においては、DCC判定回路を有するDLL回路から構成された内部クロック発生回路を備え、外部クロックに同期し、かつデューティが調節された内部クロックを発生させる。この内部クロックをコマンドデコーダに入力することで、最速のタイミングで内部コマンド信号を出力させる。本実施例によれば、内部コマンド信号を最速のタイミングで出力させ、高速アクセス可能な半導体記憶装置が得られる。 In this embodiment, an internal clock generation circuit composed of a DLL circuit having a DCC determination circuit is provided, and an internal clock having a duty adjusted in synchronization with an external clock is generated. By inputting this internal clock to the command decoder, the internal command signal is output at the fastest timing. According to this embodiment, an internal command signal is output at the fastest timing, and a semiconductor memory device that can be accessed at high speed is obtained.
本発明の第3の実施例について、図7〜10を参照して説明する。図7には本実施例における半導体記憶装置のチップレイアウトを示す。図8には内部クロック発生回路の全体構成を示すブロックを示す。さらに比較のために図9、10には従来例としてデータストローブ信号DQS用の内部クロック発生回路を備えた半導体記憶回路を示す。図9には半導体記憶装置のチップレイアウト、図10にはデータストローブ信号DQS用の内部クロック発生回路の全体構成ブロックを示す。本実施例は、コマンドデコーダ用とデータ制御回路用の内部クロック発生回路を共用する実施例である。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows a chip layout of the semiconductor memory device in this embodiment. FIG. 8 shows a block diagram showing the overall configuration of the internal clock generation circuit. For comparison, FIGS. 9 and 10 show a semiconductor memory circuit having an internal clock generation circuit for data strobe signal DQS as a conventional example. FIG. 9 shows a chip layout of the semiconductor memory device, and FIG. 10 shows an overall configuration block of an internal clock generation circuit for the data strobe signal DQS. In this embodiment, the internal clock generation circuit for the command decoder and the data control circuit is shared.
最初に従来のデータ制御回路用の内部クロック発生回路について図9、10を参照して説明する。図9の示すように外部クロックCKの入力パッド12の位置と、各種コマンド信号COM(WEB、CASB、RASB、CSB、CKE)の入力パッド12及びコマンドデコーダの配置位置とは離れている。外部クロックCKは、コマンドデコーダ10に対してはそのまま外部クロックCKが入力される。データ制御回路2に対しては内部クロック発生回路11からの内部クロックINTCKが入力される。
First, a conventional internal clock generation circuit for a data control circuit will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9, the position of the
この内部クロック発生回路11は、位相検知回路3、遅延制御回路4、遅延回路5、複製回路6、デューティ補正のためのDCC判定回路7から構成されている。内部クロック発生回路11で発生する内部クロックINTCKは、データ制御回路2において外部クロックCKと同期させる必要がある。そのため内部クロック発生回路11からデータ制御回路2までの経路Bの遅延時間を有する経路Bの複製回路6が採用される。この内部クロック発生回路11を使用することで、データ制御回路2においては外部クロックCKに同期したデータストローブ信号DQSが得られ、高速アクセス可能となる。一方コマンド系は外部クロックCKがそのまま使用されることで、外部クロックCKの入力パッド12からコマンドデコーダ10までの遅延時間だけ遅れたタイミングでコマンドが取り込まれる。そのため高速アクセスができなくなるという問題がある。
The internal
この問題の解決策を実施例3として図7、8に示す。図7の示すように外部クロックCKは、内部クロック発生回路11に入力され、内部クロックINTCKが出力される。内部クロックINTCKはコマンドデコーダ10とデータ制御回路2に出力される。このとき内部クロックINTCKは、内部クロック発生回路11から共通に経路Cを経由し、その後分岐されデータ制御回路2へは経路D、コマンドデコーダ10へは経路D’を経由する。ここで経路Dと経路D’における遅延時間を等しくなるように等長配線する。すなわち内部クロック発生回路11からデータ制御回路2までの遅延時間と、内部クロック発生回路11からコマンドデコーダ10までの遅延時間とを等しくなるように等長配線とする。
A solution to this problem is shown in FIGS. As shown in FIG. 7, the external clock CK is input to the internal
図8に示す内部クロック発生回路11は、位相検知回路3、遅延制御回路4、遅延回路5、複製回路6、デューティ補正のためのDCC判定回路7から構成されている。複製回路6の遅延時間は、経路Cと経路D(=経路D’)の遅延時間の和とする。つまり、データ制御回路2とコマンドデコーダ10に到達する内部クロックは、同じタイミングであり、ともに外部クロックCK(@入力パッド)と同期させることができる。内部クロック発生回路11の動作は、実施例2と同様であることから、その詳細説明は省略する。
The internal
このように複製回路の遅延時間を、経路Cと経路D(=経路D’)の遅延時間の和とすることで、データ制御回路2及びコマンドデコーダ10に共用可能な内部クロック発生回路を構成することができる。内部クロック発生回路11で発生した内部クロックINTCKを供給されたデータ制御回路2及びコマンドデコーダ10は、ともに外部クロックCK(@入力パッド)に同期し、最速のタイミングで動作することができる。そのため高速アクセス可能な半導体記憶装置が得られる。
In this way, by setting the delay time of the replication circuit as the sum of the delay times of the path C and the path D (= path D ′), an internal clock generation circuit that can be shared by the
上記した実施例の他に、その応用実施例がある。例えば半導体記憶装置がスタンバイ状態で、オートリフレッシュ動作をしていない期間には、内部クロック発生回路の動作もスタンバイ状態とすることができる。この場合には、DLL回路の遅延調整が完了した時点でロック信号を発生させる。このロック信号とオートリフレッシュ期間信号等を論理処理することで、内部クロック発生回路の動作もスタンバイ状態とし、内部クロックの発生を短期間だけ停止することができる。このスタンバイ状態では、その前の状態を維持させ、復帰後直ちに内部クロックを発生できるように設定する。このようにスタンバイ状態とすることで半導体記憶装置の低消費電力化が図れる。 In addition to the embodiments described above, there are application examples. For example, during a period in which the semiconductor memory device is in a standby state and no auto-refresh operation is performed, the operation of the internal clock generation circuit can also be in a standby state. In this case, the lock signal is generated when the delay adjustment of the DLL circuit is completed. By logically processing the lock signal, the auto-refresh period signal, and the like, the operation of the internal clock generation circuit is also set in the standby state, and the generation of the internal clock can be stopped for a short period. In this standby state, the previous state is maintained, and an internal clock can be generated immediately after returning. By setting the standby state in this way, the power consumption of the semiconductor memory device can be reduced.
本発明の半導体記憶装置はDLL回路を使用した内部クロック発生回路を備える。内部クロック発生回路において発生した内部クロックをコマンドデコーダへ供給する。内部クロック発生回路からの内部クロックを入力されたコマンドデコーダは、外部クロックに同期した最速のタイミングで内部コマンド信号を出力できる。そのために高速アクセス可能な半導体記憶装置が得られる。これらの内部クロック発生回路はコマンドデコーダ用とデータ制御回路用とを共用とし、1つの内部クロック発生回路からコマンドデコーダ及びデータ制御回路へ供給することもできる。さらに内部クロック発生回路にDCC判定回路を備えクロックのデューティを調整することで、コマンドのラッチマージン等の動作マージンが確保でき、高速アクセス可能な半導体記憶装置が得られる。 The semiconductor memory device of the present invention includes an internal clock generation circuit using a DLL circuit. The internal clock generated in the internal clock generation circuit is supplied to the command decoder. The command decoder to which the internal clock from the internal clock generation circuit is input can output the internal command signal at the fastest timing synchronized with the external clock. Therefore, a semiconductor memory device that can be accessed at high speed is obtained. These internal clock generation circuits can be commonly used for the command decoder and the data control circuit, and can be supplied from one internal clock generation circuit to the command decoder and the data control circuit. Further, by providing a DCC determination circuit in the internal clock generation circuit and adjusting the duty of the clock, an operation margin such as a command latch margin can be secured, and a semiconductor memory device capable of high-speed access can be obtained.
以上実施例に基づき本発明を具体的に説明したが、本発明は上述の実施例に制限されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができ、これらの変更例も本願に含まれることはいうまでもない。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say, this is also included in the present application.
本発明の利用分野として、SDRAM、DDR−DRAM等の同期式ダイナミックランダムアクセスメモリにおいて好適に利用できる。 As a field of application of the present invention, it can be suitably used in synchronous dynamic random access memories such as SDRAM and DDR-DRAM.
1 入力初段回路
2 データ制御回路
3 位相検知回路
4 遅延制御回路
5 遅延回路
6 複製回路
7 DCC判定回路
10 コマンドデコーダ
11 内部クロック発生回路
12 入力パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007044998A JP2008210436A (en) | 2007-02-26 | 2007-02-26 | Semiconductor memory device equipped with internal clock generating circuit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9559710B2 (en) | 2014-06-24 | 2017-01-31 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor device including oscillator |
US9590606B2 (en) | 2013-06-27 | 2017-03-07 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor device having duty correction circuit |
-
2007
- 2007-02-26 JP JP2007044998A patent/JP2008210436A/en not_active Withdrawn
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