KR101616264B1 - Circuit and Method for Generating Control Signal for Static RAM, and Static RAM Comprising the same Circuit - Google Patents
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Abstract
정적 램(SRAM)용 제어신호 생성회로 및 그 방법과, 그 생성회로를 구비한 정적 램이 개시된다. 본 발명의 제어신호 생성회로는 상기 램의 셀 어레이 중에서 선택되는 적어도 하나의 셀 칼럼을 추적셀 칼럼으로 이용한다. 따라서 별도의 복제 또는 더미 워드라인을 구비할 필요가 없다. 본 발명의 제어신호 생성회로는 워드라인 중 하나가 논리 하이로 구동되어 쓰기 동작이 개시될 때, 추적셀 칼럼의 비트라인에서의 전압 변동을 트래킹하여 트래킹 신호(TRKBL)를 생성하고, 그 트래킹 신호를 이용하여 읽기 또는 쓰기 동작에 필요한 타이밍을 제어할 수 있다. A control signal generation circuit for a static random access memory (SRAM), a method thereof, and a static RAM having the generation circuit are disclosed. The control signal generation circuit of the present invention uses at least one cell column selected from the cell arrays of the ram as a tracking cell column. Therefore, it is not necessary to have a separate duplicate or dummy word line. The control signal generation circuit of the present invention is configured such that when one of the word lines is driven to a logic high to start a write operation, the voltage variation in the bit line of the tracking cell column is tracked to generate the tracking signal TRKBL, The timing required for the read or write operation can be controlled.
Description
본 발명은 복제된 워드라인에 의해 동작하는 실제 메모리 셀을 일부 수정한 복제 셀 또는 더미 셀을 사용하지 않고, 원래 워드라인에 의해 동작하는 실제의 메모리 셀을 사용하여 비트라인 또는 비트라인바에서의 전압 변동을 추적함으로써 각종 제어신호를 생성하는 정적 램용 제어신호 생성회로 및 그 방법과, 그 생성회로를 구비한 정적 램 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention is not limited to the use of actual memory cells that are operated by the original word lines, rather than replicate cells or dummy cells that partially modify the actual memory cells operating by the replicated word lines, A control signal generation circuit for a static RAM that generates various control signals by tracking a voltage variation, a static RAM and a method therefor.
임베디드 메모리에 대한 고속 억세스와 저전력에 요구는 계속 커지고 있다. 정적 램(SRAM: Static Random Access Memory)(이하 'SRAM'이라 함)의 디자인에서도 마찬가지다. SRAM에서 고속 억세스와 저전력 처리는 읽기 동작에서 센스 앰프(Sense Amplifier)를 동작시키는 센스앰프인에이블(SAE: Sense Amp. Enable) 신호의 정확한 타이밍과도 관련되고, 쓰기과정에서 라이트 드라이버(Write Driver)의 정확한 동작 타이밍에도 관련된다. The demand for high-speed access to embedded memory and low power consumption continues to grow. The same is true for the design of static random access memory (SRAM) (hereinafter referred to as "SRAM"). The high-speed access and low-power processing in the SRAM is also related to the precise timing of the sense amplifier enable (SAE) signal for operating the sense amplifier in the read operation, As shown in FIG.
메모리 읽기(Reading) 과정에서, 만약 비트라인이 충분히 성숙하기 전에 센스 앰프(Sense Amplifier)가 너무 일찍 인에이블(Enable)되면 비트라인 페어(Bit Line Pair)의 차 전압(Differential Voltage)이 불충분하게 되고, 센스 앰프는 해당 셀에 저장된 데이터 값을 정확하게 읽어오지 못할 수 있다. 따라서 센스앰프인에이블 신호는 두 개 비트 라인의 차 전압이 센스 앰프의 오프셋 전압보다 더 커진 상태에서 제공되어야 한다. In the memory reading process, if the sense amplifier is enabled too early before the bit line is fully matured, the differential voltage of the bit line pair becomes insufficient , The sense amplifier may not be able to accurately read the data value stored in the corresponding cell. Therefore, the sense amplifier enable signal must be provided in such a state that the difference voltage between the two bit lines is larger than the offset voltage of the sense amplifier.
그렇다고, 센스 앰프가 과도하게 지연되어 인에이블되면, 억세스 타임이 길어질 뿐만 아니라, 비트라인에서의 전압 차가 불필요하게 커짐으로써 불필요한 전력 소모가 커지게 된다. 억세스 타임을 생각하면 센스 앰프가 최대한 일찍 인에이블되는 것이 좋지만, 앞서 언급한 것처럼 너무 일찍 인에이블되는 것도 바람직하지 않다. 이처럼, 센스앰프인에이블 신호의 정확한 타이밍은 메모리의 성능뿐만 아니라 전력 소모에도 결정적인 영향을 준다. However, if the sense amplifier is excessively delayed and enabled, not only the access time is prolonged but also the voltage difference in the bit line becomes unnecessarily large, thereby unnecessary power consumption becomes large. Considering the access time, it is good that the sense amplifier is enabled as soon as possible, but it is not desirable to enable it too early, as mentioned above. As such, the precise timing of the sense amplifier enable signal has a decisive influence on not only memory performance but also power consumption.
센스앰프인에이블 신호의 정확성을 높이기 위한 방법 중에서, 종래에 주목 받고 있는 기술이 '복제 비트라인(RBL: Replica Bitline)' 또는 '더미 비트라인(DBL: Dummy Bitline)'을 이용하는 '복제 비트라인 트래킹 방법'이다. 이 방법에서는 메모리 동작의 변동(Variation) 부분을 트래킹하기 위한 복제 칼럼(Column) 또는 더미 칼럼을 셀 어레이(Array)에 추가하는데, 그 복제 칼럼의 비트라인을 '복제 비트라인(RBL)'이라 한다. Of the methods for increasing the accuracy of the sense amplifier enable signal, a technique that has been attracting attention in the past is the 'replica bit line tracking (RBL) using a replica bit line (RBL)' or a 'dummy bit line Method '. In this method, a replica column or a dummy column for tracking the Variation part of the memory operation is added to the cell array, and the bit line of the replica column is referred to as a 'replica bit line (RBL)' .
복제 비트라인(RBL)이 원래의 비트라인(BL)의 전압 변이를 그대로 추적하기 위하여, 복제 칼럼내의 특정 복제 셀을 별도의 제어신호(예컨대, 별도의 더미 워드라인)으로 활성화한다. 트래킹에 참여하는 복제 셀은 원래 메모리 셀을 일부 수정하여 사용하며, 동일한 조건에서 동작하기 때문에 소위 프로세스-전압-온도 변동(Process Voltage Temperature Variation)에 불구하고 정확한 센스앰프인에이블 신호를 생성할 수 있는 것으로 여겨진다. 한편 별도의 더미 워드라인을 사용해야 하기 때문에, 복제 칼럼 내의 트래킹에 참여하는 복제 셀을 제외한 나머지 복제 셀이 트래킹과 무관하게 되고 제조과정에서도 별도의 리-라우팅(Re-Routing) 공정을 통해 형성한다. The specific replica cell in the replica column is activated with a separate control signal (e.g., a separate dummy word line) so that the replica bit line RBL tracks the voltage variation of the original bit line BL as it is. Since the replica cell participating in tracking uses the original memory cell in some modification and operates under the same conditions, it is possible to generate an accurate sense amplifier enable signal despite the so-called process voltage-temperature variation ≪ / RTI > On the other hand, since a separate dummy word line must be used, the remaining replica cells other than the replica cells participating in tracking in the replica column are independent of tracking and are formed through a separate re-routing process in the manufacturing process.
예컨대, 대한민국 공개특허 제2310-0127276호(발명의 명칭: 고성능 메모리 컴파일러들에서의 향상된 비트라인 트래킹)에는 더미 비트라인을 사용하여 트래킹하는 방법이 개시되어 있다. For example, Korean Patent Publication No. 2310-0127276 (entitled " Enhanced Bit Line Tracking in High Performance Memory Compilers ") discloses a method of tracking using dummy bit lines.
도 1을 참조하면, 이 발명의 메모리에는 원래 메모리 셀(114)에 더하여, 더미 비트라인(DBL)에 연결되는 더미 칼럼이 더 포함되어 있고, 별도의 제어신호인 더미 워드라인(DWL)과, 더미 워드라인(DWL)과 더미 비트라인(DBL)에 의해 동작하는 더미 풀 다운 디바이스(Dummy Pull-down Device)(116)도 제공된다. 더미 풀 다운 디바이스(116)는 원래 메모리 셀(114)과 동일하게 동작하도록 설계된 복제 셀이다. Referring to FIG. 1, the memory of the present invention further includes a dummy column connected to the dummy bit line DBL in addition to the
읽기 과정에서, 워드라인 중 하나가 활성화될 때 더미 워드라인(DWL)도 활성화됨으로써 해당 풀 다운 디바이스(116)가 활성화되고, 프리차지된 더미 비트라인(DBL)의 전압이 풀 다운 디바이스(116)를 통해 방전한다. 더미 비트라인(DBL)의 전압이 기 설정된 임계전압 이하로 떨어진 시점에서 다시 소정의 게이트 지연(Gate Delay)을 더한 시점에, 제어모듈(120)이 센스앰프인에이블 신호를 생성한다. 이때 더미 비트라인을 위한 기 설정된 임계전압은 센스 앰프(130)의 오프셋 전압보다 낮게 설계하고 게이트 지연을 조절하여, 정확한 센스인에이블 신호가 생성되는 구조이다. The dummy word line DWL is also activated when one of the word lines is activated so that the corresponding pull down
그러나, 제조공정상의 이유 등으로, 비트라인(BL)과 더미비트라인(DBL)에서의 전압은 실제로 동일하게 변동되지 않고 그 게이트 지연을 맞추는 것도 어렵기 때문에 여전히 센스앰프인에이블 신호의 정확한 타이밍을 트래킹하는 것은 불가능하다. 한편, 도 1의 발명에서는 이러한 점을 해소하기 위하여, 더미 워드라인을 실제 워드라인보다 먼저 인에이블시키는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 이 방법에서도 별도의 더미 워드라인에 의해 동작하는 별도의 더미 풀 다운 디바이스가 사용된다는 점은 동일하다. However, since the voltage at the bit line BL and the voltage at the dummy bit line DBL do not actually vary equally and it is difficult to match the gate delay for reasons such as the manufacturing process, the accurate timing of the sense amplifier enable signal Tracking is impossible. Meanwhile, in order to solve this problem, the invention of FIG. 1 suggests a method of enabling a dummy word line before an actual word line. However, the same is true for this method, in which a separate dummy pull-down device is used which is operated by a separate dummy word line.
고집적화 되는 최근의 SRAM 제조방식 중에 더미 비트라인(DBL), 더미 워드라인(DWL), 더미 셀을 포함하는 트래킹 구성들은 리-라우팅 공정에 의해 형성되기 때문에, 더미 셀의 형태가 원래 메모리 셀과 달라질 수 있다. 따라서 복제 비트라인 방식에 의할 경우, '더미 비트라인(DBL)'이 원래 비트라인(BL)을 실질적으로 복제하지 못할 수 있다는 문제는 항상 존재한다. Since the tracking arrangements including the dummy bit line (DBL), the dummy word line (DWL), and the dummy cell are formed by the re-routing process among the recent high-integration SRAM fabrication methods, the shape of the dummy cell is different from that of the original memory cell . Therefore, in the case of the duplicate bit line scheme, there is always a problem that the dummy bit line DBL may not be able to substantially replicate the original bit line BL.
한편, 쓰기 동작은, 비트라인과 비트라인바가 프리차지된 상태에서, 행 디코더가 데이터를 쓸 셀에 배치된 워드라인을 동작시키고, 라이트 드라이버가 해당 셀에 저장할 데이터에 따른 논리 값을 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)에 구동한다. 칼럼 디코더에 의해 데이터라인(DL) 및 데이터라인바(DLB)와 연결된 비트라인 및 비트라인바의 전압도 논리 하이 또는 논리 로우가 되어서, 셀 내부 노드 전압을 바꾸면서 쓰기 과정이 수행된다. 쓰기 동작은 워드라인이 다시 논리 로우가 되면서 종료된다. On the other hand, in the write operation, in a state in which the bit line and the bit line bar are precharged, the row decoder operates the word line arranged in the cell in which the data is written, and the write driver supplies the logical value according to the data to be stored in the cell to the data line DL and the data line bar DLB. The voltages of the bit lines and the bit line bars connected to the data line DL and the data line bar DLB are also made logic high or logic low by the column decoder so that the write process is performed while changing the internal node voltage. The write operation ends with the word line again being a logic low.
읽기 동작에서 센스앰프인에이블 신호의 정확한 타이밍을 위하여 셀 동작을 트래킹하는 각종 방식이 제시된 것과 달리, 쓰기과정의 타이밍 제어를 위한 트래킹 방식에 대하여는 적절히 제시된 바가 없다.
Various methods for tracking the cell operation for precise timing of the sense amplifier enable signal in the read operation are presented, but the tracking method for timing control of the write process is not adequately presented.
[관련 기술 문헌][Related Technical Literature]
1. 대한민국 공개특허 제2310-0127276호 (발명의 명칭: 고성능 메모리 컴파일러들에서의 향상된 비트라인 트래킹)
1. Korean Patent Publication No. 2310-0127276 (entitled Improved Bit Line Tracking in High Performance Memory Compilers)
본 발명의 목적은, 복제된 워드라인에 의해 동작하는 복제 셀 또는 더미 셀을 사용하지 않고, 원래 워드라인에 의해 동작하는 실제의 메모리 셀을 사용하여 비트라인 또는 비트라인바에서의 전압 변동을 추적함으로써 제어신호를 생성하는 정적 램용 제어신호 생성회로 및 그 방법을 제공함에 있다.
It is an object of the present invention to track voltage fluctuations in a bit line or a bit line bar using actual memory cells operated by original word lines without using duplicate cells or dummy cells operated by replicated word lines Thereby generating a control signal, and a method thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정적 램(SRAM)용 제어신호 생성회로는, 상기 램의 셀 어레이 중에서 선택되는 셀 칼럼(이하, 제1 추적셀 칼럼)을 그대로 이용한다. 제1 추적셀 칼럼은 상기 셀 어레이를 위한 복수 개의 워드라인에 의해 억세스된다. In order to achieve the above object, a control signal generation circuit for a static random access memory (SRAM) according to the present invention uses a cell column (hereinafter referred to as a first tracking cell column) selected from among the cell arrays of the RAM. A first tracking cell column is accessed by a plurality of word lines for the cell array.
이에 따라, 본 발명의 제어신호 생성회로는 상기 제1 추적셀 칼럼에 배치된 제1 비트라인 페어 중에서 선택된 하나의 비트라인과, 라이트 트래킹(Write Tracking)부와, 트래킹신호 생성부와, 제어신호생성부를 포함한다. Accordingly, the control signal generation circuit of the present invention includes one bit line selected from the first bit line pairs arranged in the first tracking cell column, a write tracking section, a tracking signal generation section, And a generating unit.
라이트 트래킹부는 공통 노드에서 상기 선택된 비트라인과 연결되며, 상기 복수 개의 워드라인 중 하나의 워드라인이 동작하면서 개시된 쓰기 동작 중에 데이터라인 및 데이터라인바에 데이터가 쓰이면 동작하여 상기 노드 전압을 그라운드로 떨어뜨린다. The write tracking unit is connected to the selected bit line at a common node and operates when one of the plurality of word lines operates and data is written to the data line and the data line bar during the write operation initiated to drop the node voltage to ground .
트래킹 신호 생성부는 상기 노드의 전압이 기 설정된 기준전압 이하가 되면 트래킹 신호를 생성한다. 실시 예에 따라, 트래킹신호 생성부는 상기 기준 전압을 로직 문턱전압으로 가지도록 설계될 수 있다. The tracking signal generator generates a tracking signal when the voltage of the node becomes lower than a predetermined reference voltage. According to an embodiment, the tracking signal generator may be designed to have the reference voltage at a logic threshold voltage.
제어신호생성부는 상기 트래킹 신호를 이용하여 상기 동작 중인 워드라인의 동작을 종료시키는 제어신호를 행 디코더에 제공한다. 이로써, 쓰기 동작이 종료된다. The control signal generation unit provides the row decoder with a control signal for terminating the operation of the word line being operated using the tracking signal. This completes the write operation.
실시 예에 따라, 제어신호 생성회로는 적어도 하나의 다른 추적셀 칼럼을 더 이용할 수 있다. 이 경우, 다른 추적셀 칼럼에 배치된 다른 비트라인 페어 중에서 선택된 비트라인이 상기 노드에 연결된다. 이 경우, 제어신호 생성회로는 상기 제1 비트라인 페어와 다른 비트라인 페어의 상기 선택된 비트라인들과 상기 노드간의 연결을 개별적으로 단속(斷續)하는 패스 게이트 회로부를 더 포함함으로써, 제1 추적셀 칼럼의 불량 등에 대처할 수 있다.According to an embodiment, the control signal generation circuit may further utilize at least one other tracking cell column. In this case, a bit line selected from the other bit line pairs arranged in the other tracking cell columns is connected to the node. In this case, the control signal generation circuit further includes a pass gate circuit section for interrupting the connection between the selected bit lines and the node separately from the first bit line pair, It is possible to cope with defective cell column and the like.
구체적인 예로서, 상기 트래킹신호 생성부는, 게이트 단자에 상기 노드가 연결되고 상기 기준전압에서 턴온 되는 풀업 PMOS 트랜지스터와, 상기 PMOS 트랜지스터의 드레인 단자의 출력을 반전시켜 상기 트래킹 신호를 출력하는 인버터를 구비하여 구현될 수 있다. As a specific example, the tracking signal generating unit may include a pull-up PMOS transistor having the gate connected to the node and turned on at the reference voltage, and an inverter for inverting the output of the drain terminal of the PMOS transistor to output the tracking signal Can be implemented.
상기 라이트 트래킹부는, 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터를 포함한다. 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터는 그 게이트 단자로 상기 데이터라인 및 데이터라인바를 각각 입력받아 스위칭됨으로써, 상기 데이터라인 및 데이터라인바가 구동하면 둘 중 하나가 턴 온(Turn On) 된다. NMOS 트랜지스터는 그 게이트 단자가 상기 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 같이 연결되고 소오스 단자가 그라운드에 연결되고 드레인 단자가 상기 노드에 연결됨으로써, 상기 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터 중 턴온된 트랜지스터에 의해 턴온되어 상기 노드의 방전 경로를 제공한다.The light tracking unit includes two pull-up PMOS transistors and an NMOS transistor. The two pull-up PMOS transistors are switched by receiving the data line and the data line bar respectively to the gate terminal thereof, so that when the data line and the data line bar are driven, either one of them is turned on. The NMOS transistor has its gate terminal connected to the drain terminal of the two pull-up PMOS transistors, the source terminal connected to the ground, and the drain terminal connected to the node, thereby turning on the transistor of the two pull-up PMOS transistors And provides the discharge path of the node.
본 발명의 범위는 이상의 제어신호 생성회로를 구비한 정적 램에도 적용된다. The scope of the present invention is also applied to a static RAM having the control signal generating circuit described above.
본 발명의 방법은 정적 램(SRAM)용 제어신호 생성방법에 미친다. 본 발명의 제어신호 생성방법은, 상기 램의 복수 개의 워드라인 중 하나의 워드라인이 동작하여 쓰기 동작을 개시하는 제1 단계; 데이터라인 및 데이터라인바에 데이터가 쓰이면 동작하여 제1 추적셀 칼럼에 배치된 제1 비트라인 페어 중에서 선택된 하나의 비트라인의 전압을 그라운드로 떨어뜨리는 제2 단계; 상기 전압이 기 설정된 기준전압 이하가 되는 시점에서 트래킹 신호를 생성하는 제3 단계; 및 상기 트래킹 신호를 이용하여 상기 동작 중인 워드라인의 동작을 종료시키는 제어신호를 행 디코더에 제공함으로써, 쓰기 동작이 종료되도록 하는 제4 단계를 포함한다.
The method of the present invention is directed to a method of generating a control signal for static random access memory (SRAM). A control signal generating method of the present invention includes: a first step of starting a write operation by operating one of a plurality of word lines of the RAM; A second step of operating the data line and the data line bar to drop the voltage of one bit line selected from the first bit line pairs disposed in the first tracking cell column to ground when the data is used in the data line and the data line bar; A third step of generating a tracking signal when the voltage becomes lower than a preset reference voltage; And a fourth step of terminating the write operation by providing a row decoder with a control signal for terminating the operation of the word line being operated using the tracking signal.
본 발명에 따른 정적 램용 제어신호 생성회로는 상기 램의 원래 셀 어레이 중에서 선택되는 셀 칼럼을 그대로 이용한다. 따라서 별도의 복제 또는 더미 워드라인을 구비할 필요가 없다. The static-RAM control-signal generating circuit according to the present invention uses the cell column selected from the original cell array of the RAM as it is. Therefore, it is not necessary to have a separate duplicate or dummy word line.
특정 워드라인이 어썰트될 때 억세스되는 셀에 의한 비트라인의 전압변동을 이용하므로, 셀의 위치에 따른 변동을 그대로 인식할 수 있어서 센스앰프인에이블 신호가 프로세서-전압-온도 변동에 영향이 적다. Since the voltage variation of the bit line due to the cell being accessed is used when a specific word line is asserted, the variation according to the position of the cell can be recognized as it is, so that the sense amplifier enable signal has little influence on the processor-voltage-temperature fluctuation.
본 발명의 제어신호 생성회로는 복수 개의 셀 칼럼을 이용할 수 있어서, 센스앰프인에이블 신호의 생성시점을 자유롭게 조정할 수 있다.
The control signal generation circuit of the present invention can use a plurality of cell columns, thereby freely adjusting the generation timing of the sense amplifier enable signal.
도 1은 종래기술인 대한민국 공개특허 제2310-0127276호의 도 1,
도 2는 본 발명의 제어신호 생성회로를 구비한 정적 램(SRAM)의 개념도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이트 트래킹부의 회로도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트래킹신호 생성부의 회로도,
도 5는 도 2의 생성회로의 동작 설명에 제공되는 타이밍도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 트래킹신호 생성부의 회로도, 및
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제어신호 생성회로를 구비한 정적 램의 개념도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of the prior art shown in FIGS. 1 and 2 of Korean Patent Publication No. 2310-0127276,
2 is a conceptual diagram of a static random access memory (SRAM) having a control signal generating circuit according to the present invention,
3 is a circuit diagram of a light tracking unit according to an embodiment of the present invention,
4 is a circuit diagram of a tracking signal generating unit according to an embodiment of the present invention,
5 is a timing diagram provided in an operation description of the generator circuit of FIG. 2,
6 is a circuit diagram of a tracking signal generating unit according to another embodiment of the present invention, and
7 is a conceptual diagram of a static RAM having a control signal generation circuit according to another embodiment of the present invention.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 2를 참조하면, 본 발명의 정적 램(200)은 통상의 m×n 행렬의 셀 어레이(10), 행 디코더(Row Decoder)(20), 칼럼 디코더(Column Decoder)(30), 센스앰프(Sense Amp)(50) 및 라이트 드리이버(Write Driver)(70)를 구비한다. 본 발명의 정적 램(200)은 통상의 정적 램과 동일하게 동작한다. 2, the
이에 더하여, 본 발명의 정적 램(200)은 제어신호 생성회로를 구비하여, 쓰기 동작에 관련된 타이밍 제어를 수행한다. 제어신호 생성회로는, 종래에 센스앰프인에이블 신호 생성을 위한 트래킹 처럼 별도의 더미(Dummy) 워드라인 또는 복제(Replica) 워드라인을 사용하지 않고, 원래 워드라인에 의해 동작하는 실제의 메모리 셀을 사용하여 비트라인(또는 비트라인바)에서의 전압 변동을 추적함으로써 제어신호를 생성한다. 이를 위해, 제어신호 생성회로는 적어도 하나의 추적셀 칼럼과, 적어도 하나의 추적셀 칼럼에 배치된 적어도 하나의 비트라인 페어(Bit Line Pair)를 포함할 수 있다. In addition, the
이하에서는, 셀 어레이(10)가 m×n의 행렬 구조를 가지는 경우, 제어신호 생성회로에 포함된 적어도 하나의 추적셀 칼럼이 n개의 셀 칼럼 중에서 선택된 것으로 표현하지만, 표현 방식에 따라 m×n 의 셀 어레이에 포함되지 않고 추가적으로 배치된 셀 칼럼일 수도 있다. Hereinafter, when the
도 2의 예는 하나의 추적셀 칼럼을 포함한 예로서, 제어신호 생성회로는 제1 추적셀 칼럼(210)과 제1 추적셀 칼럼(210)에 배치된 제1 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1)를 구비한다. 이에 더하여, 제어신호 생성회로는 프리차저(Precharger)(230), 트래킹신호 생성부(250), 라이트 트래킹부(Write Tracking)(270) 및 제어신호생성부(290)를 포함한다. 2, the control signal generating circuit includes a first
제1 추적셀 칼럼(210)은 정적 램(200)의 셀 어레이(10) 중에서 선택되어, 정적 램(200)의 동작 상의 변동(Variation) 부분을 추적한다. 제1 추적셀 칼럼(210)은 제조공정상 셀 어레이(10)의 다른 셀 칼럼의 제조와 동일한 공정에서 동일한 방법으로 동시에 생성되기 때문에, 셀 어레이(10)가 m×n의 행렬 구조를 가지는 경우 제1 추적셀 칼럼(210)은 추적셀(210a 내지 210m)을 포함하는 m 개의 추적셀을 포함한다. The first
제1 추적셀 칼럼(210)의 각 추적셀(210a 내지 210m)은 셀 어레이(10)를 위한 원래의 워드라인(WL0 내지 WLm)에 의해 억세스되어 동작하므로, 추적에 사용되는 추적셀(예컨대, 210k)은 현재 쓰기 동작이 이루어지는 셀(11k)과 동일한 행에 속하게 되어 해당 셀(11k)의 추적이 더욱 실제적이 된다. 예를 들어, 추적셀(210k)과 트래킹신호 생성부(250) 사이의 거리와 실제 동작 중인 셀(11k)과 라이트 드리이버(70) 사이의 거리가 거의 동일하게 되어 동작의 변동 추적이 더욱 실제적이고 효과적으로 이루어진다. Each of the
제1 추적셀 칼럼(210)에 배치된 제1 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1)는 칼럼 디코더(30)에 연결되지 않는다. 프리차저(230)를 거쳐 트래킹신호 생성부(250)에 연결된다. The first bit line pairs BL-T1 and BLB-T1 arranged in the first
다만, 제1 추적셀 칼럼(210)의 제1 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1) 중에서 '선택된 비트라인' 하나만 아래에서 설명하는 트래킹신호 생성부(250)를 중심으로 이루어지는 트래킹 신호 생성에 기여하며, 그것은 제1 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1) 중 어느 비트라인이어도 무방하다. 그에 따라, 트래킹신호 생성부(250)의 트래킹에 참여하지 않는 나머지 하나는 항상 논리 하이 상태로 구동된다. 도 2는 제1 비트라인(BL-T1)이 트래킹신호 생성부(250)에 연결된 예를 도시하고 있다. However, only one 'selected bit line' among the first bit line pairs (BL-T1 and BLB-T1) of the first
프리차저(230)는 초기화 신호에 따라 제1 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1)를 프리차지한다. 다만, 제1 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1) 중 '선택된 비트라인'은 초기화 신호에 연동하여 프리차지되지만, 나머지 하나의 비트라인은 항상 논리 하이로 유지된다. 예컨대, 도 2에서처럼, 제1 비트라인(BL-T1)이 선택된 경우, 제1 비트라인바(BLB-T1)는 초기화 신호와 연동시키지 않고 항상 논리 하이(High)로 구동한다. The
여기서, 초기화 신호는 소위 균등화신호(BLEQ) 등이 사용될 수 있다. 균등화 신호(BLEQ)를 사용함에 따라, 셀 어레이(10)의 일반 셀 칼럼(11)이 프리차지되는 동작과 동일하게 제1 비트라인(BL-T1)이 프리차지된다. Here, the initialization signal may be a so-called equalization signal (BLEQ) or the like. The first bit line BL-T1 is precharged in the same manner as the
도 2의 예에서, 프리차저(230)는 균등화신호(BLEQ)를 반전시키는 제1 인버터(231)와, 제1 비트라인(BL-T1)에 연결된 PMOS 트랜지스터(233)와, 제1 비트라인바(BLB-T1)에 연결되는 PMOS 트랜지스터(235)를 포함한다. PMOS 트랜지스터(233)의 게이트(Gate)에 제1 인버터(231)의 출력이 연결되고, 소오스(Source) 단자에는 전원전압 Vdd가 인가되며, 드레인(Drain) 단자에는 제1 비트라인(BL-T1)이 커플링되어, 균등화신호(BLEQ)가 논리 하이일 때만 제1 비트라인(BL-T1)이 논리 하이로 프리차지된다. PMOS 트랜지스터(235)의 게이트에는 전원전압 Vss(Vss << Vdd, Vss는 일반적으로 그라운드)가 연결되고, 소오스 단자에는 전원전압 Vdd가 인가되며, 드레인 단자에는 제1 비트라인바(BLB-T1)가 커플링되어, 제1 비트라인바(BLB-T1)는 항상 논리 하이로 프리차지된다. 2, the
라이트 트래킹부(270)는 노드(a)에 연결되며, 쓰기 동작 중에 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)에 데이터가 써지면 노드(a)의 전압을 그라운드로 떨어뜨린다. 이러한 동작은 일반 셀(11a, 11k, 11m)에 대한 쓰기 동작 중에 비트라인(BL-i) 또는 비트라인바(BLB-i)에서의 전압 변동을 재현한다. The
도 3에 도시된 예를 참조하면, 라이트 트래킹부(270)는 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터(301, 303), 두 개의 NMOS 트랜지스터(305, 307)를 구비한다. PMOS 트랜지스터(301, 303)는 각각의 게이트 단자에 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)를 입력받아 스위칭 동작을 수행하며, 각각의 드레인 단자는 공통으로 NMOS 트랜지스터(305)의 게이트에 연결된다. NMOS 트랜지스터(305)의 소오스 단자는 전원전압 Vss에 연결되고 드레인 단자는 노드(a)에 연결되어서, 노드(a)을 위한 방전 경로를 제공한다. NMOS 트랜지스터(307)는 그 드레인 단자가 PMOS 트랜지스터(301, 303)의 드레인 단자에 연결되고 그 소오스 단자가 전원전압 Vss에 연결된 상태에서, 게이트 단자로 균등화신호(BLEQ)를 제공받아 스위칭된다. 3, the
쓰기 동작 중에, 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)에 데이터가 써질 때, 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB) 중 하나에는 논리 하이가 다른 하나에는 논리 로우 값이 기록된다. 따라서, 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터(301, 303) 중 하나는 턴 온되면서 NMOS 트랜지스터(305)의 논리 하이의 값을 제공하여, NMOS 트랜지스터(305)가 턴 온되면서 노드(a)을 위한 방전 경로를 제공한다. During a write operation, when data is written to the data line DL and the data line bar DLB, one of the data line DL and the data line bar DLB is written with a logic high value and the other with a logic low value. Thus, one of the two pull-up
이때, NMOS 트랜지스터(307)는 쓰기 동작 중에 균등화신호(BLEQ)가 논리 로우가 되므로 턴 오프 상태를 유지한다. 쓰기 동작이 종료되어 균등화신호(BLEQ)가 논리 하이가 되면 NMOS 트랜지스터(307)는 다시 턴 온되어 NMOS 트랜지스터(305)를 턴 오프시킴으로써 노드(a)을 위한 방전 경로를 차단한다.At this time, the
트래킹신호 생성부(250)는 노드(a)를 통해 앞서의 '선택된 비트라인'과 연결되며, 쓰기 동작 중에 워드라인이 동작하고 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)에 데이터가 구동될 때 노드(a)에서의 전압 변동을 트래킹한다. The
도 2의 예에서, 트래킹신호 생성부(250)는 노드(a)를 통해 제1 비트라인(BL-T1)과 연결되며, 쓰기 동작 중에 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)에 데이터가 구동될 때 프리차지된 제1 비트라인(BL-T1)과 연결된 노드(a)에서의 전압 변동을 트래킹한다. In the example of FIG. 2, the
구체적인 방법으로, 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)에 데이터가 구동되면, 라이트 트래킹부(270)에 의해 제1 비트라인(BL-T1)의 전압이 그라운드까지 떨어지게 되는데, 트래킹신호 생성부(250)는 제1 비트라인(BL-T1)의 전압이 기 설정된 기준 전압까지 떨어지면 트래킹 신호(TRKBL)를 생성한다. 여기서의 기준 전압은 통상의 PMOS 또는 NMOS 트랜지스터의 문턱전압 등을 이용하여 구현할 수 있으며, 쓰기 과정에서 트래킹 신호(TRKBL) 생성시점이 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1)의 전압차 목표치에 도달하는 시점이도록 설계되어야 하는 것이 바람직하다. Specifically, when data is driven on the data line DL and the data line bar DLB, the voltage of the first bit line BL-T1 falls to the ground by the
트래킹신호 생성부(250)는 생성한 트래킹 신호(TRKBL)를 제어신호생성부(270)에게 제공한다.The
도 4에는 기본적인 트래킹신호 생성부(250)의 구조를 보인다. 도 4의 예를 참조하면, 트래킹신호 생성부(250)는 풀업 PMOS 트랜지스터(401)를 구비한다. 풀업 PMOS 트랜지스터(401)의 게이트에는 노드(a)를 통해 '선택된 비트라인' 즉, 제1 비트라인(BL-T1)이 연결되고, 드레인 단자는 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)를 출력한다. 이때, 트래킹신호 생성부(250)가 추적하는 기준 전압은 PMOS 트랜지스터(401)의 문턱전압이 된다. 예를 들어, 비트라인의 전압차 목표치가 300㎷인 경우, PMOS 트랜지스터(401)의 문턱전압은 Vdd-300㎷ 가 되는 것이 바람직하다. FIG. 4 shows the structure of a basic
트래킹신호 생성부(250)는 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)를 구동하기 위하여 제2 인버터(403)와 NMOS 트랜지스터(405a)를 포함할 수 있다. NPOS 트랜지스터(405a)는 게이트 단자로 입력되는 초기화 신호(예를 들어, BLEQ)에 의해 제어된다. 제2 인버터(403)는 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)를 반전시켜 트래킹 신호(TRKBL)을 최종 출력한다. The
제어신호생성부(290)는 트래킹 신호(TRKBL)를 이용하여 쓰기 동작의 타이밍 제어에 관한 제어신호를 생성한다. 쓰기동작 중에, 제어신호생성부(290)는 트래킹 신호(TRKBL)를 이용하여 동작 중인 워드라인의 동작을 종료시키는 제어신호를 행 디코더(20)로 하여금 쓰기 동작을 종료하도록 제어한다. 행 디코더(20)는 제어신호에 따라 워드라인 펄스(Word Line Pulse)의 폭을 결정하여, 다시 말해 워드라인이 다시 논리 로우가 되도록 하여 쓰기동작이 종료되도록 한다.
The
< 제어신호 생성회로의 쓰기 동작: 도 5><Write Operation of Control Signal Generation Circuit: FIG. 5>
이하에서는 도 5를 참조하여 쓰기 동작에서의 트래킹신호 생성부(250)의 동작을 중심으로 제어신호 생성회로의 동작을 설명한다. 도 5의 동작을 셀 어레이(10)이 포함된 일반 셀(11k)의 쓰기 과정을 중심으로 설명한다. Hereinafter, the operation of the control signal generation circuit will be described focusing on the operation of the tracking
통상의 쓰기 동작에서처럼, 논리 하이 상태의 균등화신호(BLEQ)에 의해 일반 셀(11k)의 비트라인(BL-i)과 비트라인바(BLB-i)가 프리차지된다. 제1 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1)도 프리차저(230)에 의해 논리 하이로 프리차지 된다. 다만, 노드(a)에 연결되지 않은 제1 비트라인바(BLB-T1)는 항상 논리 하이 상태를 유지하고, 제1 비트라인(BL-T1)은 균등화신호(BLEQ)가 논리 하이로 복귀함에 따라 프리차지 된다.The bit line BL-i and the bit line bar BLB-i of the
쓰기 동작을 개시하기 위하여, 균등화신호(BLEQ)가 논리 하이 상태에서 논리 로우가 된 직후에, 워드라인(WLk)이 동작하고, 칼럼 디코더(30)가 지정된 어드레스에 따라 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)를 비트라인(BL-i)과 비트라인바(BLB-i)에 연결한다. 라이트 드라이버(50)가 셀(11k)에 기록할 데이터에 대응되는 값을 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)에 기록한다. 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)의 값 중에서 논리 로우가 할당된 비트라인 쪽의 전압이 그라운드로 떨어지면서 셀(11k)에 해당 데이터가 기록된다. 예컨대, 셀(11k)에 기록할 데이터가 '1'이면, 데이터라인(DL)이 논리 하이가 되고 데이터라인바(DLB)가 논리 로우가 된다. 따라서 비트라인(BL-i)은 논리 하이를 유지하는데 반해, 비트라인바(BLB-i)의 전압이 그라운드로 떨어지면서 셀(11k)에 데이터 '1'이 기록된다. Immediately after the equalization signal BLEQ becomes a logical low in the logic high state, the word line WLk operates and the
이후에, 워드라인(WLk)이 다시 논리 로우로 떨어지면서 쓰기 동작이 마무리된다. 따라서 비트라인(BL-i) 또는 비트라인바(BLB-i)의 전압이 그라운드로 떨어진 후에 워드라인(WLk)가 논리 로우가 되어야 하므로, 워드라인(WLk)이 논리 로우로 되는 시점(즉 워드라인 펄스의 폭의 결정)이 쓰기 동작의 타이밍 제어와 관련된다. Thereafter, the word line WLk falls back to a logic low, and the write operation is completed. Therefore, since the word line WLk has to be a logic low after the voltage of the bit line BL-i or the bit line bar BLB-i has fallen to the ground, the time point at which the word line WLk becomes a logic low The determination of the width of the line pulse) is related to the timing control of the write operation.
한편, 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB) 중 하나의 전압이 그라운드로 떨어지면, 라이트 트래킹부(270)의 PMOS 트랜지스터(301, 303) 중 하나가 턴 온되고, 이어서 NMOS 트랜지스터(305)가 턴 온되면서, 제1 비트라인(BL-T1)의 전압, 즉 노드(a)의 전압도 그라운드로 떨어지기 시작한다. 이때 NMOS 트랜지스터(307)은 균등화신호(BLEQ)에 의해 턴 오프된 상태를 유지한다. On the other hand, when one of the data line DL and the data line bar DL falls to ground, one of the
트래킹신호 생성부(250)의 PMOS 트랜지스터(401)는 제1 비트라인(BL-T1)의 전압에 따라 턴 온(Turn On) 되기 시작하여, 제1 비트라인(BL-T1)의 전압이 그 문턱전압이 되면 완전히 턴 온되면서 논리 하이인 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)를 생성하고, 제2 인버터(403)는 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)를 반전시켜 논리 로우인 트래킹 신호(TRKBL)를 생성한다. 따라서 트래킹 신호(TRKBL)는 제1 비트라인(BL-T1)의 전압이 그라운드까지 떨어지기 전에 생성된다. The
이후에, 제어신호생성부(290)는 트래킹 신호(TRKBL)에 따라 제어신호를 생성하여 행 디코더(20)에게 제공함으로써, 워드라인 펄스(Word Line Pulse)를 오프하도록 제어한다. Thereafter, the
실제적으로 PMOS 트랜지스터(401)의 문턱전압으로 기준 전압을 조절하기 어려운 점을 고려하여, 트래킹 신호 생성부(250)의 트래킹 기준 전압을 아래의 실시 예 도 6과 같이 조정할 수 있다.
Considering that it is difficult to actually adjust the reference voltage with the threshold voltage of the
<트래킹신호 생성부의 다른 실시 예: 도 6>≪ Other Embodiments of the Tracking Signal Generation Unit: Fig. 6 &
도 6을 참조하면, 트래킹신호 생성부(250)는 풀업 PMOS 트랜지스터(401)와 제2 인버터(403)에 더하여, PMOS 트랜지스터(401)의 드레인 단자와 그라운드(Ground) 사이에 배치된 적어도 하나의 풀다운 NPOS 트랜지스터(405)를 더 포함하여 트래킹신호 생성부(250)의 로직 문턱전압(Logic Threshold)을 조절할 수 있다. 6, in addition to the pull-up
도 6은 캐스케이드로 연결된 두 개의 NMOS 트랜지스터(405a, 405b)를 구비한 예이다. NPOS 트랜지스터(405a, 405b)는 게이트 단자로 입력되는 초기화 신호(예를 들어, BLEQ)에 의해 제어된다. 쓰기 동작 중에 풀다운 NPOS 트랜지스터(405a, 405b)는 턴 오프(Off)되어 로직 문턱전압을 높임으로써, PMOS 트랜지스터(401)가 턴 온되는 시점을 앞당긴다. 이에 따라, 제1 비트라인(BL-T1)에서의 전압 강하 속도는 동일하더라도, PMOS 트랜지스터(401)는 더 빨리 턴 온되고 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)와 트래킹 신호(TRKBL)도 더 빨리 생성된다. 6 shows an example having two cascade-connected
실시 예에 따라, 제2 인버터(403)의 입력단과 전원전압 Vdd 사이에 PMOS 트랜지스터(407, 409)를 더 포함할 수 있다. PMOS 트랜지스터(407)는 게이트 단자에 연결된 균등화신호(BLEQ)에 의해 제어되고, PMOS 트랜지스터(409)는 트래킹 신호(TRKBL)를 게이트 단자로 피드백시켜 제어한다. PMOS 트랜지스터(407, 409)는 트래킹 신호(TRKBL)가 생성되는 시점을 빠르게 한다.
According to an embodiment,
<복수 개의 추적셀 칼럼을 이용하는 방법: 도 7>≪ Method of using a plurality of tracking cell columns: Fig. 7 &
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제어신호 생성회로는 복수 개의 추적셀 칼럼을 사용할 수 있다. 이 경우, 노드(a)에서의 전압 강하 속도가 더 빨라짐으로써, 트래킹 신호(TRKBL)가 생성되는 시점이 앞당겨진다. As described above, the control signal generation circuit of the present invention can use a plurality of tracking cell columns. In this case, the voltage drop rate at the node (a) becomes faster, and the timing at which the tracking signal TRKBL is generated is advanced.
도 7의 정적 램(700)에는 제1 추적셀 칼럼(210)에 더하여 제2 추적셀 칼럼(211)을 더 구비한 제어신호 생성회로가 개시되어 있다.7, a
제2 추적셀 칼럼(211)도, 제1 추적셀 칼럼(210)과 마찬가지로, 정적 램(700)의 셀 어레이(10) 중에서 선택되어, 정적 램(700)의 동작 상의 변동(Variation) 부분을 추적한다. 제2 추적셀 칼럼(211)은 제조공정상 셀 어레이(10)의 다른 셀 칼럼의 제조와 동일한 공정에서 동일한 방법으로 동시에 생성되기 때문에, 셀 어레이(10)가 m×n의 행렬 구조를 가지는 경우 제2 추적셀 칼럼(211)은 추적셀(211a 내지 211m)을 포함하는 m 개의 추적셀을 포함한다. 제2 추적셀 칼럼(211)의 각 추적셀(211a 내지 211m)도 셀 어레이(10)를 위한 원래의 워드라인(WL0 내지 WLm)에 의해 억세스되어 동작한다. 제2 추적셀 칼럼(211)에는 제2 비트라인 페어(BL-T2, BLB-T2)가 배치된다. Similarly to the first
제2 비트라인 페어(BL-T2, BLB-T2) 중 선택된 비트라인이 노드(a)에 연결되어 트래킹신호 생성부(250)에 연결되어, 트래킹 신호(TRKBL) 생성에 기여한다. 다만, 제1 추적셀 칼럼(210)에서 제1 비트라인(BL-T1)이 노드(a)에 연결되었다면, 제2 추적셀 칼럼(211)의 제2 비트라인(BL-T2)이 노드(a)에 연결되는 것이 바람직하고, 제1 추적셀 칼럼(210)에서 제1 비트라인바(BLB-T1)가 노드(a)에 연결되었다면, 제2 추적셀 칼럼(211)에서도 제2 비트라인바(BLB-T2)가 노드(a)에 연결되는 것이 동작 제어에 바람직하다. A selected one of the second bit line pairs BL-T2 and BLB-T2 is connected to the node a and is connected to the tracking
이에 따라, 노드(a)에서의 전압이 도 2의 경우보다 더 큰 기울기로 떨어지고 트래킹신호 생성부(250)의 PMOS 트랜지스터(401)도 더 빨리 턴 온(On)되며 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)와 트래킹 신호(TRKBL)도 더 빨리 생성된다. 2, the
실시 예에 따라, 제어신호 생성회로는 노드(a)에 연결된 비트라인들(실시 예에 따라, 비트라인바들)을 개별적으로 단속(斷續)하는 패스 게이트(Pass Gate) 회로부(601, 603)를 더 포함할 수 있다. 패스 게이트 회로부(601, 603)는 별도의 제어신호(Opt 1, Opt2)에 의해 제어된다. 예를 들어, 도 7에서, 제어신호(Opt 2)에 의하여 제2 비트라인(BL-T2)과 노드(a)의 연결이 차단될 경우에, 제2 비트라인바(BLB-T2)는 플로팅(Flotting) 상태에 있게 되고, 도 7의 회로는 도 2의 회로와 동일하게 동작하게 된다. According to the embodiment, the control signal generation circuit includes pass
복수 개의 추적셀 칼럼을 사용하는 경우에 적용되는 패스 게이트 회로부(601, 603)는 노드(a)에 연결하는 추적셀 칼럼의 수를 제어함으로써, 센스앰프인에이블 신호 생성시점을 앞당기거나 늦출 수 있다. 또는 일부 추적셀 칼럼을 예비로 두어, 일부 추적셀 칼럼이 불량일 경우에 대비할 수도 있다.
The pass
한편, 트래킹신호 생성부(250)는 읽기 동작을 위해 워드라인(WL0 내지 WLm) 중 하나가 동작할 때 프리차지된 노드(a)에서의 전압 변동을 트래킹하여 센서앰프인에이블(SAE) 신호의 생성에 기여할 수 있다.On the other hand, the
우선 제1 추적셀 칼럼(210)의 추적셀들은 읽기 동작 중에 '선택된 비트라인'에 대해 방전 경로를 제공하도록 데이터가 기록되어 있어야 한다. 예를 들어, 제1 비트라인(BL-T1)이 트래킹신호 생성에 기여할 경우 제1 비트라인(BL-T1)에서의 전압 변동을 트래킹신호 생성부(250)가 추적하는 것이므로, 제1 추적셀 칼럼(210)의 각 추적셀(210a 내지 210m)은 읽기 동작에 들어가기 전에 논리 '0'의 값을 가지고 있어야 한다. 반대로, 제1 비트라인바(BLB-T1)가 트래킹신호 생성에 기여할 경우 제1 비트라인바(BLB-T1)에서의 전압 변동을 트래킹신호 생성부(250)가 추적하는 것이므로, 제1 추적셀 칼럼(210)의 각 추적셀(210a 내지 210m)은 읽기 동작에 들어가기 전에 논리 '1'의 값을 가지고 있어야 한다.The tracking cells of the first
본 발명의 경우, 라이트 트래킹부(270)에서 쓰기 동작 중에 추적셀(210a 내지 210m)의 데이터를 필요한 값으로 기록한다. 도 2의 예에서, 쓰기 동작 중에, 제1 비트라인(BL-T1)의 전압이 그라운드로 떨어짐에 따라 추적셀(210a 내지 210m)에는 데이터 '0'이 기록된 바 있다. In the case of the present invention, the data of the
읽기 제어에 따라 워드라인(WLk)이 동작하면, 제1 비트라인(BL-T1)이 추적셀(210k)에 연결되어 추적셀(210k)과의 사이에 전압분배가 발생하면서 제1 비트라인(BL-T1), 즉 노드(a)에서 전압강하가 발생한다. 트래킹신호 생성부(250)는 노드(a)의 전압이 기 설정된 기준 전압까지 떨어지면 트래킹 신호(TRKBL)를 생성하게 되는 것이다. When the word line WLk operates according to the read control, the first bit line BL-T1 is connected to the tracking
여기서의 기준 전압은, 읽기 동작 중에 트래킹 신호(TRKBL) 생성시점이 데이터라인의 전압차가 목표치(도 8의 Target Delta DL)에 도달하는 시점이도록 설계되는 것이 바람직하며, PMOS 또는 NMOS 트랜지스터의 문턱전압 등을 이용하여 구현할 수 있다.It is preferable that the reference voltage here is designed so that the time point at which the tracking signal TRKBL is generated during the read operation is the time point at which the voltage difference of the data line reaches the target value (Target Delta DL in FIG. 8), and the threshold voltage of the PMOS or NMOS transistor As shown in FIG.
이에 따라, 제어신호생성부(270)는 읽기동작 중에 트래킹 신호(TRKBL)를 이용하여 센서앰프(50)를 구동시키는 센서앰프인에이블 신호(SAE)를 생성할 수 있다. Accordingly, the
<제어신호 생성회로의 읽기 동작: 도 8><Read Operation of Control Signal Generation Circuit: FIG. 8>
이하에서는 도 8을 참조하여 읽기 동작에서의 트래킹신호 생성부(250)의 동작을 중심으로 센서앰프인에이블 신호(SAE)를 생성과정을 설명한다. Hereinafter, a process of generating the sensor amplifier enable signal SAE based on the operation of the
통상의 읽기 동작에서처럼, 논리 하이 상태의 균등화신호(BLEQ)에 의해 일반 셀(11k)의 비트라인(BL-i)과 비트라인바(BLB-i)가 프리차지된다. 제1 비트라인 페어(BL-T1, BLB-T1)도 프리차저(230)에 의해 논리 하이로 프리차지 된다. 다만, 제1 비트라인바(BLB-T1)는 항상 논리 하이 상태를 유지하고, 제1 비트라인(BL-T1)은 균등화신호(BLEQ)가 논리 하이로 복귀함에 따라 프리차지 된다.The bit line BL-i and the bit line bar BLB-i of the
읽기 동작을 개시하기 위하여, 균등화신호(BLEQ)가 논리 하이 상태에서 논리 로우가 된 직후에 워드라인(WLk)이 동작하면서, 비트라인(BL-i)과 비트라인바(BLB-i)가 셀(11k)에 연결되어 전압 분배가 발생하고, 도 8에 도시된 것처럼 비트라인(BL-i)과 비트라인바(BLB-i) 중 하나의 전압이 강하되면서 그 사이에 전압 차가 발생하고, 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)에서도 동일하게 전압차가 발생한다. 데이터라인의 전압차 목표치(Target Delta DL)에 도달할 때, 센서앰프인에이블 신호가 동작하여 센서앰프(50)의 센싱이 이루어지면 가장 바람직한 것이다. To start the read operation, the word line WLk is operated immediately after the equalization signal BLEQ becomes logic low at the logic high state, and the bit line BL-i and the bit line bar BLB-i are connected to the cell And a voltage difference is generated between the bit line BL-i and the bit line BLB-i, as shown in FIG. 8, The voltage difference also occurs in the line DL and the data line bar DLB. It is most preferable if the sensor amplifier enable signal is activated and the
한편, 워드라인(WLk)이 동작한 때에, 제1 추적셀 칼럼(210)의 제1 비트라인(BL-T1)도 추적셀(210k)와 연결되고, 제1 비트라인(BL-T1)의 전압은 추적셀(210k)과 전압 분배되면서 낮아지기 시작한다. 트래킹신호 생성부(250)의 PMOS 트랜지스터(401)는 제1 비트라인(BL-T1)의 전압에 따라 턴 온(Turn On) 되기 시작하여, 제1 비트라인(BL-T1)의 전압이 그 문턱전압이 되면 완전히 턴 온되면서 논리 하이인 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)를 생성하고, 제2 인버터(403)는 1차 트래킹 신호(TRKBL_N)를 반전시켜 논리 로우인 트래킹 신호(TRKBL)를 생성한다. 이때, 트래킹 신호(TRKBL)가 생성되는 시점은 도 4의 PMOS 트랜지스터(401)의 문턱전압이나, 도 5의 트래킹신호 생성부(250)의 로직 문턱전압에 의해 결정된다. 도 7처럼, 복수 개의 추적셀 칼럼을 사용하여 노드(a)의 전압이 떨어지는 속도를 높임으로써 트래킹 신호(TRKBL)의 생성시점을 조절할 수도 있다. When the word line WLk is operated, the first bit line BL-T1 of the first
이후에, 제어신호생성부(290)는 센서앰프인에이블(SAE) 신호를 생성하여 센서앰프(50)에게 제공함으로써, 센서앰프(50)가 데이터라인(DL)과 데이터라인바(DLB)의 전압차(Delta DL)를 감지하도록 한다. 워드라인 펄스(Word Line Pulse)도 트래킹 신호(TRKBL)에 따라 논리 로우로 변환할 수 있다.
Thereafter, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.
Claims (8)
상기 셀 어레이에 포함된 제1 추적셀 칼럼에 배치된 제1 비트라인 페어 중에서 선택된 하나의 비트라인;
상기 선택된 비트라인과 연결된 공통 노드의 전압을 초기화 신호에 연동하여 논리 하이로 프리차지하는 프리차저(Precharger);
상기 정적 램의 데이터라인 및 데이터라인바로부터 데이터를 입력받아 상기 공통 노드의 전압을 제어하되, 상기 정적 램의 복수 개의 워드라인 중 하나의 워드라인이 동작하면서 개시된 쓰기 동작 중에 상기 데이터라인 및 데이터라인바에 데이터가 쓰이면 동작하여 프리차지된 상기 공통 노드의 전압을 그라운드로 떨어뜨리는 라이트 트래킹(Write Tracking)부;
상기 공통 노드의 전압이 그라운드로 떨어지는 중에 기설정된 기준전압 이하가 되면 트래킹 신호를 생성하는 트래킹 신호 생성부; 및
상기 트래킹 신호를 이용하여 상기 동작 중인 워드라인의 동작을 종료시키는 제어신호를 행 디코더에 제공함으로써, 쓰기 동작이 종료되도록 하는 제어신호생성부를 구비한 것을 특징으로 하는 정적 램용 제어신호 생성회로.
1. A control signal generation circuit for a static random access memory (SRAM) having an m × n structure cell array,
One bit line selected from a first bit line pair disposed in a first tracking cell column included in the cell array;
A precharger for precharging a voltage of a common node connected to the selected bit line to a logic high in association with an initialization signal;
And a control circuit for controlling the voltage of the common node by receiving data from the data line and the data line of the static RAM, wherein one of the plurality of word lines of the static RAM is operated, A write tracking unit operative when the data is used in the bar and dropping the voltage of the precharged common node to the ground;
A tracking signal generator for generating a tracking signal when the voltage of the common node drops below a predetermined reference voltage while falling to ground; And
And a control signal generation unit for terminating a write operation by providing a row decoder with a control signal for terminating the operation of the word line being operated using the tracking signal.
다른 추적셀 칼럼에 배치된 다른 비트라인 페어 중에서 선택되고 상기 공통 노드에 연결된 비트라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정적 램용 제어신호 생성회로.
The method according to claim 1,
Further comprising a bit line selected from among other bit line pairs disposed in the other trace cell columns and connected to the common node.
상기 제1 비트라인 페어와 다른 비트라인 페어의 상기 선택된 비트라인들과 상기 공통 노드 간의 연결을 개별적으로 단속(斷續)하는 패스 게이트 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정적 램용 제어신호 생성회로.
3. The method of claim 2,
Further comprising a pass gate circuit portion for interrupting the connection between the selected bit lines of the bit line pair and the common node separately from the first bit line pair.
상기 트래킹신호 생성부는,
상기 기준 전압을 로직 문턱전압으로 가지는 것을 특징으로 하는 정적 램용 제어신호 생성회로.
The method according to claim 1,
Wherein the tracking signal generator comprises:
Wherein the reference voltage is a logic threshold voltage.
상기 트래킹신호 생성부는,
게이트 단자에 상기 공통 노드가 연결되고 상기 기준전압에서 턴온 되는 풀업 PMOS 트랜지스터; 및
상기 PMOS 트랜지스터의 드레인 단자의 출력을 반전시켜 상기 트래킹 신호를 출력하는 인버터를 구비한 것을 특징으로 하는 정적 램용 제어신호 생성회로.
5. The method of claim 4,
Wherein the tracking signal generator comprises:
A pull-up PMOS transistor having the gate node connected to the common node and turned on at the reference voltage; And
And an inverter for inverting the output of the drain terminal of the PMOS transistor and outputting the tracking signal.
상기 라이트 트래킹부는,
게이트 단자로 상기 데이터라인 및 데이터라인바를 각각 입력받아, 상기 데이터라인 및 데이터라인바가 구동되면 둘 중 하나는 턴 온되는 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터; 및
게이트 단자는 상기 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 같이 연결되고 소오스 단자는 그라운드에 연결되고 드레인 단자는 상기 공통 노드에 연결되어, 상기 두 개의 풀업 PMOS 트랜지스터 중 턴온된 트랜지스터에 의해 턴온되어 상기 노드의 방전 경로를 제공하는 NMOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 정적 램용 제어신호 생성회로.
The method according to claim 1,
The light-
Two PMOS transistors that receive the data line and the data line bar respectively through a gate terminal and turn on when the data line and the data line bar are driven; And
The gate terminal is connected to the drain terminal of the two pull-up PMOS transistors, the source terminal is connected to the ground, and the drain terminal is connected to the common node. The gate terminal is turned on by the transistor of the two pull-up PMOS transistors, And an NMOS transistor for providing a discharge path.
상기 램의 복수 개의 워드라인 중 하나의 워드라인이 동작하여 쓰기 동작을 개시하는 제1 단계;
상기 램의 데이터라인 및 데이터라인바에 데이터가 쓰이면, 상기 셀 어레이에 포함된 제1 추적셀 칼럼에 배치된 제1 비트라인 페어 중에서 선택된 하나의 비트라인의 전압을 그라운드로 떨어뜨리는 제2 단계;
상기 선택된 비트라인의 전압이 그라운드로 떨어지는 중에 기설정된 기준전압 이하가 되는 시점에서 트래킹 신호를 생성하는 제3 단계; 및
상기 트래킹 신호를 이용하여 상기 동작 중인 워드라인의 동작을 종료시키는 제어신호를 행 디코더에 제공함으로써, 쓰기 동작이 종료되도록 하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정적 램용 제어신호 생성방법.
A control signal generating method for a static RAM (SRAM) having an mxn cell array,
The method comprising: a first step of activating one of a plurality of word lines of the RAM to start a write operation;
A second step of dropping a voltage of one bit line selected from a first bit line pair disposed in a first tracking cell column included in the cell array to ground when data is written to the data line and the data line bar of the RAM;
A third step of generating a tracking signal at a time point when the voltage of the selected bit line falls below a predetermined reference voltage while falling to ground; And
And terminating the write operation by providing a row decoder with a control signal for terminating the operation of the word line being operated using the tracking signal.
제어신호 생성회로를 구비하고,
상기 제어신호 생성회로는,
상기 셀 어레이에 포함된 제1 추적셀 칼럼에 배치된 제1 비트라인 페어 중에서 선택된 하나의 비트라인;
상기 선택된 비트라인과 연결된 공통 노드의 전압을 초기화 신호에 연동하여 논리 하이로 프리차지하는 프리차저(Precharger);
상기 정적 램의 데이터라인 및 데이터라인바로부터 데이터를 입력받아 상기 공통 노드의 전압을 제어하되, 상기 복수 개의 워드라인 중 하나가 동작하면서 개시된 쓰기 동작 중에 상기 데이터라인 및 데이터라인바에 데이터가 쓰이면, 프리차지된 상기 공통 노드 전압을 그라운드로 떨어뜨리는 라이트 트래킹(Write Tracking)부;
상기 공통 노드의 전압이 그라운드로 떨어지는 중에 기설정된 기준전압 이하가 되면 트래킹 신호를 생성하는 트래킹 신호 생성부; 및
상기 트래킹 신호를 이용하여 상기 동작 중인 워드라인의 동작을 종료시키는 제어신호를 행 디코더에 제공함으로써 쓰기 동작이 종료되도록 하는 제어신호생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정적 램.A static RAM having an m × n structure cell array controlled by a plurality of word lines,
And a control signal generation circuit,
The control signal generation circuit includes:
One bit line selected from a first bit line pair disposed in a first tracking cell column included in the cell array;
A precharger for precharging a voltage of a common node connected to the selected bit line to a logic high in association with an initialization signal;
Wherein when the data is written to the data line and the data line bar during a write operation while one of the plurality of word lines is operated while receiving data from the data line and the data line of the static RAM and controlling the voltage of the common node, A write tracking unit for dropping the common node voltage to ground;
A tracking signal generator for generating a tracking signal when the voltage of the common node drops below a predetermined reference voltage while falling to ground; And
And a control signal generation unit for terminating the write operation by providing a row decoder with a control signal for terminating the operation of the word line being operated using the tracking signal.
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