JP4707204B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体記憶装置に関し、特に外部から供給されるクロックに同期して動作する半導体記憶装置に関する。
従来、DRAM等の半導体記憶装置は大容量化を目指して研究開発されてきたが、近年、CPUやマイクロプロセッサの高速化に伴い、データ転送レートの向上が求められている。この要求に応える半導体記憶装置として、例えばSDRAM(Synchronous DRAM)、FCRAM(Fast CycleRAM)、DDR−SDRAM(Double−Data−Rate−SDRAM)等が提案され、実用化されている。このうちDDR−SDRAMは、クロックの立上がりと立下りの両方のエッジを利用することで、2倍のデータ転送レートを実現するものである。また、DDR−SDRAMはデータストローブ信号を用いて、データを確定するためのマージンを確保している。
【0002】
【従来の技術】
図1は、CPU等のコントローラ100とDDR−SDRAM(以下、単にメモリという)200を有するシステムを示すブロック図である。また、図2はこのシステムの動作を示すタイミング図である。
コントローラ100とメモリ200は、図示しないクロックジェネレータからディファレンシャル形式のクロックCLK、/CLKを受けて動作する。コントローラ100とメモリ200間のデータDQは、データストローブ信号DQSと共に転送される。メモリ200は、データストローブ信号DQSを入出力する1つのDQS端子を具備している。コントローラ100はメモリ200にコマンドCMDを出力して、データの読み出し(出力)及び書き込み(入力)をメモリ200に指示する。なお、コントローラ100がメモリ200に出力するアドレス信号は、後述する発明か解決しようとする課題と直接関係していないので、図1では省略してある。
【0003】
図2を参照して、データの読み出し及び書き込み動作を説明する。コントローラ100は、メモリ200に読み出しコマンドRDAaを送る。メモリ200は、クロックCLKの立ち上がり(図2の“0”のタイミング)に同期してコマンドRDAaを取り込む。また、メモリ200、“2”のタイミング、つまり読み出しコマンドRADaを受けてから2サイクル後に、データストローブ信号DQSをローレベルLからハイレベルHに立ち上げる。コントローラ100とメモリ200はデータストローブ信号DQSをデータの入出力動作に共通に使用しているため、データがメモリ200から読み出される1サイクル前の期間において、データストローブ信号DQSはローレベルLになっている必要がある。この期間はプリアンブル期間と呼ばれる。メモリ200は読み出しデータをデータバスに出力する際、データストローブ信号DQSをローレベルLからハイレベルHに変化させる。これにより、メモリ200は、データストローブ信号DQSの立ち上がりに同期して読み出しデータQa1をデータバスに出力する。メモリ200は、データストローブ信号DQSを立ち上げた後、読み出しデータのビット数分だけ、データストローブ信号DQSをハイレベルHとローレベルLに交互に切り替える。そして、メモリ200はデータストローブ信号DQSの立ち上がり及び立ち下がりに同期して順番にデータQa1、Qa2、Qa1、Qa2をデータバスに出力する。読み出しデータを出力した後、メモリ200はデータストローブ信号DQSの信号線をハイインピーダンスHi−Zに設定する。これにより、メモリ200が出力するデータストローブ信号DQSがコントローラ100が出力するデータストローブ信号DQSを干渉することを防止することができる。コントローラ100は、データストローブ信号DQSの立ち上がり及び立ち下がりエッジから所定時間だけ遅延させた内部信号を作成して、読み出しデータを取り込む。
【0004】
次に、コントローラ100は書き込みコマンドWRAbをメモリ200に出力し、書き込みデータDb1、Db2、Db1、Db2をメモリ200に出力する。コントローラ100は、データストローブ信号DQSをローレベルLに設定してプリアンブル期間を設定した後、ハイレベルHとローレベルLに交互に切り替える。メモリ200はデータストローブ信号DQSの立ち上がりと立ち下がりに同期して書き込みデータを取り込む。そして、コントローラ100はデータストローブ信号DQSをローレベルLに設定する。
【0005】
なお、図2中、CL=2はコラムレイテンシーが2であることを示し、WL=1はライトレイテンシーが1であることを示している。また、図2の場合は入出力共通の構成であるが、書き込み用データバスと読み出し用のデータバスを別々に設けても良い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の半導体記憶装置は以下の問題点を有する。
第1に、データの入出力動作はデータストローブ信号DQSを共用しているため、前述したプリアンブル期間が必要である。このプリアンブル期間は、コントローラ100もメモリ200もデータバスにデータを出力することができない。つまり、プリアンブル期間はデータバスの空白期間となってしまい、高速動作の障害となる。
【0007】
第2に、前述したように、メモリ200が出力するデータストローブ信号DQSは、データの読み出し終了後にデータストローブ信号線をハイインピーダンスHi−Zに設定しなければならない。よって、メモリ200はデータストローブ信号線をハイインピーダンスHi−Zに設定するための制御回路が必要である。
第3に、データストローブ信号DQSは単相信号なので、ハイレベル期間とローレベル期間とが必ずしも同一の長さにはならない。よって、データの確定幅(確定期間)が異なってしまう。図3は、この問題点を図示するものである。データストローブ信号DQSのローレベル期間はハイレベル期間よりも長い。データストローブ信号DQSは基準電圧(しきい値電圧)Vrefと比較され、ハイレベルHとローレベルLを識別する。図3中、tQSPはデータストローブ信号DQSのパルス幅、tQSQはデータストローブ信号DQSからのデータアクセス時間、tDVはデータ確定幅、tACCはクロックCLKからのデータアクセス時間、tHZはハイインピーダンス状態の出力時間、tCKQSはクロックからデータストローブ信号DQSまでのアクセス時間を示している。データストローブ信号DQSのローレベル期間はハイレベル期間よりも長いので、データ確定幅tDVが異なっている。
【0008】
従って、本発明は、新たなデータ転送方法を用いることによって上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、外部から供給されるクロックに同期して動作する半導体記憶装置において、外部から供給される前記クロックから入力側内部クロックを生成する第1の回路を設け、前記第1の回路は、前記クロックをバッファリングするバッファ回路であり、前記クロック及び前記第1の回路が出力する前記入力側内部クロックはそれぞれ相補信号であり、前記クロックと基準電圧との交点が入力データ、コマンド及びアドレスのセットアップ時間とホールド時間を定める規定点として定義されており、外部から供給される前記クロックからデータ出力用の出力ストローブ信号を生成して外部に出力する第2の回路を設け、前記クロック及び前記第2の回路が出力する前記出力ストローブ信号はそれぞれ相補信号であって、該出力ストローブ信号のクロスポイントが出力データの確定期間を定める規定点として定義されている半導体記憶装置である。入力データ、コマンド及びアドレスのセットアップ時間とホールド時間を全て、前記クロックと基準電圧との交点を規定点として定義しているため、クロック周波数が高くなっても、また温度条件や電源電圧が変動してもセットアップ時間とホールド時間が変動することはない。また、第2の回路が出力する出力ストローブ信号のクロスポイントが出力データの確定期間を定める規定点として定義されているので、当該半導体装置や伝送系において温度条件や電源電圧等が変化しても、この出力ストローブ信号のハイレベル期間とローレベル期間が変動することはない。よって、出力データ(読み出しデータ)を受け取る側のデバイス(例えば、コントローラ)は、この出力ストローブ信号を用いて出力データを安定して取り込むことができる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記第1の回路が前記クロックと出力ストローブ信号とを所定の位相差に維持するDLL回路を具備する半導体記憶装置である。温度条件や電源電圧等が変化しても位相差を予め所定の位相差に維持できるので、出力データ(読み出しデータ)を受け取る側のデバイス(例えば、コントローラ)はこの位相差を効率的に検出でき、出力ストローブ信号を用いて出力データを安定して取り込むことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図4は、本発明の原理を示すブロック図である。本発明では、従来の単相のデータストローブ信号DQSに代えて、クロックCLK、/CLK並びに出力ストローブ信号QCLK、/QCLKを用いる。出力ストローブ信号QCLK、/QCLKは例えば、メモリ210内でコントローラ110から転送されたクロックCLK、/CLKをバッファリングすることで生成する。
【0016】
図5は、図4に示すシステムの動作を示すタイミング図である。コントローラ110は読み出しコマンドRDAaをメモリ210に出力する。図2を参照して前述したように、従来のメモリ100はデータストローブ信号DQSをコマンド受信から2サイクル後にローレベルLからハイレベルHに立ち上げていた。これに対し、本発明ではディファレンシャル・クロックである出力ストローブ信号QCLK、/QCLKとともに読み出しデータQa1,Qa2、Qa1、Qa2をコントローラ110に転送する。コントローラ110は、自らが出力したクロックCLK、/CLKと出力ストローブ信号QCLK、/QCLKとの位相差を検出し、メモリ210からの読み出しデータを取り込むタイミングを知る。
【0017】
図6は、上記の位相差検出を説明するための図である。コントローラ110は内部に、位相差検出回路112を具備している。位相差検出回路112は、コントローラが出力するクロックCLKと、メモリ210内のインバータで構成されるバッファ回路212でクロックCLKをバッファリングすることで生成され、転送された出力ストローブ信号/QCLKとの位相を比較する。位相差φを検出するために、クロックCLKよりも高い周波数の内部クロックを用いる。つまり、クロックCLKの立ち上がりエッジに同期して内部クロックのカウントを開始し、出力ストローブ信号/QCLKの立ち上がりエッジでカウントを停止し、そのカウント数で位相差φを検出する。位相差φが検出できれば、読み出しデータDQを入力回路114に取り込むタイミングを制御することができる。なお、メモリ210から読み出されるデータはクロックCLK及びその反転クロックで制御されるアナログスイッチ216及びラッチ214を介して、データバスDQに出力される。また、図示を省略してあるが、メモリ210はクロック/CLKを反転して/QCLKを出力するバッファも具備している。
【0018】
図5に戻り、コントローラ110は読み出しコマンドRDAaの次にメモリ210に書き込みコマンドWRAbを出力する。メモリ210は書き込みデータDb1、Db2、Db1、Db2とクロックCLK、/CLKのみをコントローラ110から受けるだけで、従来用いられているデータストローブ信号DQSが存在しない。しかしならが、ライトレイテンシーWLは1と予め分かっているので、メモリ210は書き込みコマンドWRAbを受けてから最初の書き込みデータDb1が到着するタイミングを予測することができる。つまり、メモリ210はコントローラ110からのクロックCLK、/CLKを、書き込みデータのストローブとして使用する。つまり、書き込みデータ、アドレス及びコマンドを全て、クロックCLK、/CLKを用いてメモリ210を取り込むことになる。これにより、従来用いられていたデータストローブ信号DQSを省略することができる。
【0019】
このように、本発明はメモリ210が出力するストローブ信号をディファレンシャルな出力ストローブ信号QCLK、/QCLKとし、コントローラ110はストローブ信号を出力しない構成である。出力ストローブ信号QCLK、/QCLKはクロックCLK、/CLKが供給されている限り、常時メモリ210から出力されている出力専用のストローブ信号である。よって、従来のようにハイインピーダンス制御を行う必要がないので、メモリ210はハイインピーダンス制御のための回路を持たない。また、従来のようにデータストローブ信号DQSの干渉という問題点もないので、プリアンブル期間を設ける必要がない。更に、出力ストローブ信号QCLK、/QCLKはディファレンシャル形式なので、図7に示すように、そのクロスポイントVqxをタイミング規定点とすれば、たとえ出力ストローブ信号QCLK、/QCLKのハイレベル期間とローレベル期間が異なったとしても、データ確定幅tDVは常に一定である。よって、コントローラ110は容易に読み出しデータを取り込むことができる。なお、図8は、出力ストローブ信号QCLK、/QCLKのハイレベル期間とローレベル期間が等しい場合を示す。
【0020】
図9は、メモリ210の書き込み動作における各信号の仕様を示す図である。便宜上、書き込みコマンドとと最初の書き込みデータとを同一時間軸上に図示してある。図中、tSIは入力セットアップ時間、tHIは入力ホールド時間、tDSはデータ入力セットアップ時間、tDHはデータ入力ホールド時間である。
本発明におけるメモリ210の書き込み動作は、前述したように、コントローラ110からのクロックCLK、/CLKを、書き込みデータ、アドレス(ADD)、コマンド(CMD)のストローブとして使用する点に加え、上記入力セットアップ時間tSI、入力ホールド時間tHI、データ入力セットアップ時間tDS、及びデータ入力ホールド時間tDHを設定するための規定点を基準電圧Vrefとしたことを特徴としている。
【0021】
ここで、まず、コントローラ110からのクロックCLK、/CLKを書き込みデータ、アドレス、コマンドのストローブとして使用する意義について説明する。従来技術では、書き込みデータはデータストローブ信号DQSに同期してメモリに書き込まれ、アドレスとコマンドはクロックCLK、/CLKに同期してメモリに取り込まれていた。従って、書き込み動作の開始はクロックがトリガーとなるのに対し、書き込みデータの取り込みはデータストローブ信号DQSがトリガーとなる。よって、クロックCLK、/CLKとデータストローブ信号DQSとのずれ(クロック線とデータストローブ信号線との負荷の違いに起因する)がそれ程大きくないうちは、書き込み動作の一環としてメモリのコア回路にデータを書き込みにいくタイミングとデータが揃うタイミングが大きくずれることはなく同期がとれている。しかしながら、動作周波数が高くなり、クロック周波数が高くなると、クロックCLK、/CLKからデータストローブ信号DQSまでのずれ時間がクロックCLK、/CLKの1クロック分と比較して相対的に大きくなり、極端な例として、1クロック分よりも大きくなる場合もある。書き込み動作の高速化にともない、クロックCLK、/CLKとデータストローブ信号DQSのずれに起因した書き込み動作と書き込みデータの受信タイミングとのずれが書き込み動作そのものを阻害し、書き込み動作の妨げとなっている。
【0022】
これに対し、本発明では書き込みデータ、アドレス及びコマンドの全てに対し、クロックCLK、/CLKをストローブとして用いているため、上記のような問題点はない。
また、前述した入力セットアップ時間tSI、入力ホールド時間tHI、データ入力セットアップ時間tDS、及びデータ入力ホールド時間tDHを設定するための規定点を基準電圧Vrefとした意義について説明する。従来技術では、アドレス及びコマンドはクロックCLK、/CLKのクロスポイントを規定点とし、書き込みデータはデータストローブ信号DQSを規定点である基準電圧Vrefと比較する。温度条件や電源電圧条件が変化すると、上記2つの規定点も変化するが変化の仕方がことなる。この点を見込んで、従来はセットアップ時間とホールド時間を余分に設定しておく必要があった。
【0023】
これに対し、本発明では図9に示すように、クロックCLK又は/CLKの立ち上がりと基準電圧Vrefとの交点を規定点とし、書き込みデータ、アドレス及びコマンドを受信すること(つまり、上記交点をセットアップ時間とホールド時間を定める規定する)としているため、従来のようにセットアップ時間とホールド時間を余分に設定しておく必要がない。本発明では、tSI=tHI=tDS=tDHとすることも可能である。
【0024】
図10はメモリ210の読み出し動作を示す図で、(A)よりも(B)に示す読み出し動作が高速である場合を示している。図10から分かるように、クロックCLK、/CLKの周波数が高くなっても、データ確定幅(確定期間)はクロックの周波数が高くなった分だけ単に狭くなっているだけで、安定していることが分かる。
【0025】
図11はメモリ210の書き込み動作を示す図で、(A)よりも(B)に示す書き込み動作が高速であることを示している。図11から分かるように、クロックCLK、/CLKの周波数が高くなっても、データ確定幅はクロックの周波数が高くなった分だけ単に狭くなっているだけで、安定していることが分かる。
図6に示した構成では、クロックCLKをバッファ回路212で単純にバッファリングして出力ストローブ信号/QCLKを生成している。図示していないが、クロック/CLKも同様にバッファリングして出力ストローブ信号QCLKを生成している。このような単純なバッファリングでは、温度条件や電源電圧条件の変動があると、図6に示す位相差φの検出に長い時間を要する場合が生じる。従って、位相差φの検出は温度条件や電源電圧条件の変動を見込んで設計する必要がある。例えば、位相差検出回路112は多くの内部クロックをカウントできるように設計する必要がある。
【0026】
この点を改善する構成を図12に示す。図12に示すメモリ220は、クロックCLKから出力ストローブ信号/QCLKを生成するのにDLL(Delayed Lock Loop)回路を用いている。このDLL回路はインバータ222、224、232、遅延回路226、遅延制御器228及び位相比較器230で構成されている。クロックCLKはインバータ222、224、遅延回路226、及びインバータ232を通り、出力ストローブ信号/QCLKとしてコントローラ110に出力される。位相比較器230はクロックCLKの位相と出力ストローブ信号/QCLKの位相を比較して位相差を検出し、遅延制御器228を制御する。遅延制御器228は、この位相差が常に一定になるように遅延回路226の遅延量を可変する。この結果、出力ストローブ信号/QCLKの位相はは、温度条件や電源電圧条件の変動があっても、クロックCLKの位相と常に一定の位相差を持つように制御される。よって、コントローラ110の位相差検出は容易になる。
【0027】
図13は、本発明の一実施の形態による半導体記憶装置であるDDR−SDRAMの全体構成を示すブロック図である。図13では、説明の便宜上2バンク構成として図示するが、バンク構成はこれに限られるものではなく、1つであっても良いし、3つ以上であっても良い。
図示するように、DDR−SDRAMは、第1のクロックバッファ1、第2のクロックバッファ31、コマンドデコーダ2、コントロール信号バッファ3、ローアドレスバッファ4、コラムアドレスバッファ5、アドレスラッチ6,7、モードレジスタ8、データレイテンシーカウンタ9、データ変換器10,12、データ入力バッファ11、データ出力バッファ13、バンク(0)用回路14、及びバンク(1)用回路15を含む構成とする。また、バンク(0)用回路14とバンク(1)用回路15との内には、それぞれマトリクス状に配置されたメモリセルを含む複数のメモリブロック、RAS生成ユニット16、PRE(プリチャージ用信号)生成ユニット17、コントロールユニット18、ブロックデコーダ19、プリデコーダ20−1,20−2、ワードデコーダ21、1/4デコーダ22、BLTデコーダ23、S/A(センスアンプ制御信号)生成ユニット24、コラムデコーダ25、コントロールユニット26、リードライトバッファ27、リフレッシュカウンタ28、コア回路29、出力ストローブバッファ32、PD信号ラッチ33を含む。
【0028】
まず、本発明の特徴的な部分について説明し、その後にその他の各部について説明する。
従来のDDR−SDRAMでも用いらているクロックバッファ1に加え、本発明では新たに第2のクロックバッファ31を設けてある。以下、クロックバッファ1を第1のクロックバッファ1という。第1のクロックバッファ1はDLL回路を有し、外部から供給されるクロックCLK、/CLKから入力側内部クロックICLK、/ICLKを生成する。便宜上、図13ではICLKのみを示す。第2のクロックバッファ31は、例えば図12のDLL回路のうちのインバータ222、224、遅延回路226、遅延制御器228及び位相比較器230を具備し、出力ストローブバッファ32は図12のDLL回路のうちのインバータ232を具備する。図13では図面を簡単にするために省略してあるが、インバータ232の出力を第2のクロックバッファ31内の位相比較器230に接続するための信号線が設けられている。遅延回路226の出力信号が出力側内部クロックOCLKとして、第2のクロックバッファ31から出力ストローブバッファ32に供給される。上記の構成が、クロックCLKと/CLKのそれぞれに設けられている。つまり、第2のクロックバッファ31からは出力側内部クロック/OCLKも供給されている。なお、図を簡単にするために、出力側内部クロック/OCLKの図示は省略してある。出力ストローブバッファ32は、第2のクロックバッファ31から供給された出力側内部クロックOCLK、/OCLKを反転して、出力ストローブ信号QCLK、/QCLKを出力する。
【0029】
上記の通り、内部クロックを入力側と出力側とで別々に設けているので、データ入力側のデータ変換器(シリアル−パラレル変換機)10は入力側内部クロックICLK、/ICLKで動作し、データ出力側のデータ変換器(パラレル−シリアル変換器)12は出力側内部クロックICLK、/ICLKで動作する。
第1のクロックバッファ1の規定点は基準電圧Vrefであり(図9参照)、第2のクロックバッファ31の規定点はクロスポイントVxである(図8参照)。
【0030】
次に、DDR−SDRAMの各部について、図14を参照して説明する。図14は、図13に示すDDR−SDRAMの動作を示すタイミング図である。図14中のシンボルは、図13の対応部分の信号波形を示す。
コントロール信号バッファ3は、外部からのローアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WE、及びチップイネーブル信号/CEをラッチし、コマンドデコーダ2に出力する(図14(b))。なお、/は負論理の信号を表し、その他は正論理の信号を表す。
【0031】
コマンドデコーダ2は、コントロール信号バッファ3から供給された信号をデコードして後述するバンク(0)用回路14,バンク(1)用回路15,アドレスラッチ6,7,データレイテンシーカウンタ9等に通知する(図14(f))。ローアドレスバッファ4及びコラムアドレスバッファ5は、外部からのアドレス信号(A0〜An,B0〜Bn;図14(c))を入力され、それぞれアドレスラッチ6,7にアドレス信号を供給する。尚、変数nはメモリ容量に応じた整数とする。
【0032】
アドレスラッチ6,7はそれぞれローアドレスとコラムアドレスをラッチし、それぞれをプリでコーダ20−1、20−2に出力する(図14(i))。
モードレジスタ8は、内部に使用するバースト長情報を生成する。前述したように、データの書き込みはクロックCLK、/CLKをストローブとして用いているため、書き込みタイミングを書き込みコマンドを基準として規定する。データレイテンシーカウンタ9は、モードレジスタ8から供給されるバースト長情報に基づいてデータレイテンシーを計時する。データ変換器10は、外部からのシリアルデータをデータ入力バッファ11を介して受け取り、それをパラレルデータに変換してリードライトバッファ27に供給する。また、データ変換器12は、リードライトバッファ27からパラレルデータを受け取り、それをシリアルデータに変換してデータ出力バッファ13を介して外部に出力する。なお、データ変換器10,12は、データレイテンシーカウンタ9から供給される信号に基づいて適切なタイミングで処理を行う。
【0033】
本実施例では、データ入力バッファ11及びデータ出力バッファ13は、入力ピンと出力ピンとが共通であるI/Oコモン形式のインターフェースにより外部と接続されているが、入力ピンと出力ピンとが別々に設けられているI/Oセパレート形式のインターフェースにより外部と接続することも可能である。
次に、ローアドレスバッファ4及びコラムアドレスバッファ5に選択される各バンク内の構成及び機能について説明する。ここでは、図示のバンク(0)用回路14についてのみ説明し、同様の構成を有するバンク(1)用回路15の構成及び機能については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0034】
バンク(0)用回路14において、RAS生成ユニット16は、複数のメモリブロック内の各メモリセルのデータを対応するセンスアンプに読み出すことを指令する信号RASZを生成する(図14(g))。また、PRE生成ユニット17は内部RAS信号である信号RASZを受取ると、所定の時間が経過した後にプリチャージ信号PREを生成する(図14(h))。この内部生成されたプリチャージ信号PREは、外部からプリチャージ信号PREが供給された場合と同様に、RAS生成ユニット16をリセットしてプリチャージ動作を行わせる。この内部生成されたプリチャージ信号PREによるプリチャージ動作が自己プリチャージである。
【0035】
プリデコーダ20−1は、アドレスラッチ6から供給されたローアドレス信号をプリデコードする。プリデコード結果は、ブロックデコーダ19に供給されると共に、ワードデコーダ21,1/4デコーダ22,BLT(ビット線トランスファー)デコーダ23,及びS/A生成ユニット24に供給される。
ブロックデコーダ19は、DDR−SDRAM内に配置された複数のメモリブロックの一つを選択する。この選択されたメモリブロックにおいてのみ、ワードデコーダ21、1/4デコーダ22,BLTデコーダ23,及びS/A生成ユニット24が作動し、コア回路29内でデータをメモリセルから読み出してセンスアンプに格納する。
【0036】
コア回路29は、多数のメモリセルがロー及びコラムに関してアレイ状に配置されたものであり、各コラム毎に図1のセンスアンプが設けられる。上記ローアドレス信号による読み出し動作によって、ローアドレス信号で選択されたワード線に対応する複数のメモリセルのデータが、複数のセンスアンプに格納される(図14(m))。
【0037】
プリデコーダ20−2は、アドレスラッチ7から供給されたコラムアドレス信号をプリデコードする。プリデコード結果は、コラムデコーダ25に供給されると共に、1/4デコーダ22,S/A生成ユニット24,及びコントロール回路26に供給される。コラムデコーダ25は、コラムアドレス信号で指定されるコラムに対してコラム線選択信号CLを供給し(図14(n))、そのコラムのセンスアンプからデータを読み出して、リードライトバッファ27に供給する。
【0038】
ワードデコーダ21は、コントロールユニット18の制御に基づいて、ワード線選択信号を生成する(図14(k))。1/4デコーダ22は、従来からある階層ワードデコード方式において、選択されたメインワードデコーダに従属する4つのサブワードデコーダから、一つのサブワードデコーダを選択するためのデコーダである。BLTデコーダ23は、コントロールユニット18の制御に基づいて、ビット線トランスファー信号を生成する(図14(j))。また、S/A生成ユニット24は、コントロールユニット18の制御に基づいて、センスアンプ駆動信号SA1及びSA2を生成する(図14(l))。
【0039】
コントロールユニット26は、アドレスラッチ6,7から供給される信号に基づいてリードライトバッファ27を制御して、データの読出し及び書き込みを制御する。書き込みコマンド時、コントロールユニット26はリードライトバッファ27に格納されたデータをコア回路29に供給する。読み出しコマンド時、コントロールユニット26は、データをセンスアンプから読み出してリードライトバッファ27に供給し、その読み出したデータをデータ変換器12に供給する(図14(o))。前述したようにデータ変換器12の動作は、出力側内部クロックOCLKに同期して行われる(図14(p))。
【0040】
図15は、従来のDDL−SDRAMの入出力部を示す図である。従来の構成と図13に示す本発明の実施の形態の構成とは、次の点で相違する。従来はDQSストローブバッファ42を介して、データバスストローブ信号線をハイインピーダンスHi−Zに制御するコントローラ41が必要であった。これに対し、本発明ではそのようなコントローラは必要でない。また、データ変換器10と12は図13のクロックバッファ1からの内部クロックで動作していた。これに対し、データ変換器10と12はそれぞれ異なるクロックOCLK及びICLKで動作する。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部から供給されるクロックデータ出力用の出力ストローブ信号を生成して外部に出力することとしたため、従来必要とされていたプリアンブル期間は不要であり、またストローブ信号線をハイインピーダンスに制御する必要もないという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コントローラとメモリを有する従来のシステムを示すブロック図である。
【図2】図1に示すシステムの動作を示すタイミング図である。
【図3】従来技術の問題点を示すタイミング図である。
【図4】本発明の原理を示すブロック図である。
【図5】本発明の原理を示すタイミング図である。
【図6】メモリ及びコントローラの構成並びにコントローラで行われる位相差検出を説明するための図である。
【図7】図5における構成においてメモリからデータを読み出す出力動作であって、出力ストローブ信号が歪んでいる場合を示すタイミング図である。
【図8】図5における構成においてメモリからデータを読み出す出力動作示すタイミング図である。
【図9】図5における構成においてメモリにデータを書き込む入力動作を示すタイミング図である。
【図10】図5における構成においてメモリからデータを読み出す出力動作であって、クロック周波数が高くなった場合の動作を説明するためのタイミング図である。
【図11】図5における構成においてメモリにデータを書き込む入力動作であって、クロック周波数が高くなった場合の動作を説明するためのタイミング図である。
【図12】DLL回路を用いてクロックCLKから出力ストローブ信号/QCLKを生成する構成を示す図である。
【図13】本発明の一実施の形態による半導体記憶装置の全体構成を示すブロック図である。
【図14】図13に示す半導体記憶装置の動作を示すタイミング図である。
【図15】従来の半導体記憶装置のデータ入出力部分を示すブロック図である。
【符号の説明】
100、110 コントローラ
112 位相差検出回路
114 入力回路
200、210、220 メモリ
212 バッファ(インバータ)
214 ラッチ回路
216 アナログスイッチ
222、224、232 バッファ(インバータ)
226 遅延回路
228 遅延制御器
230 位相比較器
Claims (2)
- 外部から供給されるクロックに同期して動作する半導体記憶装置において、
外部から供給される前記クロックから入力側内部クロックを生成する第1の回路を設け、
前記第1の回路は、前記クロックをバッファリングするバッファ回路であり、
前記クロック及び前記入力側内部クロックはそれぞれ相補信号であり、前記クロックと基準電圧との交点が入力データ、コマンド及びアドレスのセットアップ時間とホールド時間を定める規定点として定義されており、
外部から供給される前記クロックからデータ出力用の出力ストローブ信号を生成して外部に出力する第2の回路を設け、
前記クロック及び前記第2の回路が出力する前記出力ストローブ信号はそれぞれ相補信号であって、該出力ストローブ信号のクロスポイントが出力データの確定期間を定める規定点として定義されていることを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記第2の回路は、前記クロックと出力ストローブ信号とを所定の位相差に維持するDLL回路を具備することを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
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