KR20070025715A - Internal clock generating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에 의한 내부클럭 생성회로의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows a configuration of an internal clock generation circuit according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 내부클럭 생성회로의 구성을 도시한 것이다.2 illustrates a configuration of an internal clock generation circuit according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 실시예에 의한 내부클럭 생성회로에 사용되는 제어신호 생성부의 구성을 도시한 것이다.3 shows a configuration of a control signal generator used in the internal clock generation circuit according to the present embodiment.
도 4는 본 실시예에 따른 제어신호 생성부에 사용되는 주기적 신호생성부의 각 노드에서의 신호에 대한 파형도이다.4 is a waveform diagram of signals at each node of the periodic signal generator used in the control signal generator according to the present embodiment.
도 5는 종래 및 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로의 시뮬레이션 결과를 비교 도시한 것이다. Figure 5 shows a comparison of the simulation results of the internal clock generation circuit according to the prior art and this embodiment.
본 발명은 내부클럭 생성회로에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 칩 선택신 호가 디스에이블되었을 때에는 반도체 장치가 액티브 동작 중인 경우와 같이 실제 내부클럭이 필요한 구간에 한해서만 내부클럭이 생성되도록 함으로써, 내부클럭의 불필요한 토글링(toggling)을 방지하여 전류 소모를 감소시킬 수 있도록 하는 내부클럭 생성회로에 관한 것이다.The present invention relates to an internal clock generation circuit. More specifically, when the chip select signal is disabled, the internal clock is generated only in a section where an actual internal clock is required, such as when the semiconductor device is active. An internal clock generation circuit can reduce current consumption by preventing unnecessary toggling.
점차 대용량화하는 반도체 메모리장치의 동작속도를 더욱 고속화하기 위해, 메모리제어기(Memory Controller)로부터 공급되는 시스템클럭에 동기하여 동작하는 동기식(synchronous) 반도체 메모리장치가 제안되었다. 비동기식 반도체 메모리장치의 경우 시스템 클럭의 입력이 필요없이 로우 어드레스 스트로브 및 컬럼 어드레스 스트로브에 따라 내부 회로들의 동작이 인에이블되어 리드/라이트동작을 수행하도록 되어 있었는데 반해, 동기식 반도체 메모리장치의 경우에는 시스템 클럭에 동기되어 내부 회로들이 동작되어 비동기식보다 더욱 고속동작에 적합한 구조를 이루고 있다. 더욱이 중앙처리장치(CPU)의 초고속화는 동기식 반도체 메모리장치를 더욱 요구하게 되었고, 그 발전 추세는 현재 DDR(Double Data Rate)이나 Rambus DRAM과 같은 초고속 동기식 반도체메모리장치에까지 이르고 있다.In order to further speed up the operation speed of a semiconductor memory device, which has gradually increased in capacity, a synchronous semiconductor memory device which operates in synchronization with a system clock supplied from a memory controller has been proposed. In the case of the asynchronous semiconductor memory device, the internal circuits are enabled according to the row address strobe and the column address strobe to perform read / write operations without requiring the input of the system clock. In the case of the synchronous semiconductor memory device, the system clock is performed. The internal circuits are synchronized with each other to achieve high speed operation more than asynchronous operation. In addition, the ultra-high speed of the central processing unit (CPU) has required more synchronous semiconductor memory device, the development trend is now reaching the ultra-fast synchronous semiconductor memory device such as Double Data Rate (DDR) or Rambus DRAM.
한편, 동기식 반도체 메모리장치는 시스템클럭에 동기하여 동작하게 되는데, 상기 시스템 클럭은 반도체 메모리장치의 내부 회로들에 사용되도록 내부클럭으로 바뀌어 사용되며, 이를 위해 내부클럭발생회로(internal clock generator)가 사용된다. On the other hand, the synchronous semiconductor memory device is operated in synchronization with the system clock, the system clock is used by changing the internal clock to be used in the internal circuits of the semiconductor memory device, the internal clock generator (internal clock generator) is used for this purpose do.
도 1은 종래기술에 의한 내부클럭 생성회로의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 반도체 장치의 내부클럭 생성회로에서는 외부클럭을 내부클럭 생성부(100)가 인가받아 복수의 내부클럭(int_clk1, int_clk2, int_clk3) 등을 생성하였다. 이 과정에서 종래의 내부클럭 생성회로는 칩 선택 상태(chip selected)인지 또는 칩 비선택 상태(chip deselected)인지에 상관없이 계속적으로 내부클럭을 생성하도록 되어 있었다. 즉, 종래의 내부클럭 생성회로는 칩 선택 상태인지 아닌지를 나타내는 칩 선택신호(chip select, /cs)가 인에이블되어 있는지 디스에이블되어 있는지에 상관없이 내부클럭을 계속적으로 생성하였다. 이에 따라, 실제로 칩 내부에서 클럭이 불필요한 경우임에도 불구하고 내부클럭이 항상 토글링(toggling)을 함으로 인해 불필요한 전류소모가 계속적으로 발생하였다. 그리고, 이것은 저전력 DRAM 및 모바일용 DRAM 등 전류가 제품 성능에 있어 중요한 인자가 되는 소자에 있어서는 상당히 불리한 요인으로 작용하게 되었다. 1 schematically shows a configuration of an internal clock generation circuit according to the prior art. As illustrated in FIG. 1, in the internal clock generation circuit of a conventional semiconductor device, an internal clock is applied to the
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 칩 선택신호가 디스에이블되었을 때에는 반도체 장치가 액티브 동작 중인 경우와 같이 실제 내부클럭이 필요한 구간에 한해서만 내부클럭이 생성되도록 함으로써, 칩 선택신호가 디스에이블된 상태에서 반도체 장치가 액티브 동작 중이 아닌 경우임에도 불구하고 내부클럭이 생성되어 토글링됨으로 인해 발생되는 전류의 불필요한 소모를 방지할 수 있도록 하는 내부클럭 생성회로를 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is that when the chip select signal is disabled, the internal clock is generated only in a section in which the actual internal clock is required, such as when the semiconductor device is active, and thus the chip select signal is disabled. In the present invention, there is provided an internal clock generation circuit that prevents unnecessary consumption of current generated due to generation and toggling of an internal clock even when the semiconductor device is not in an active operation.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 외부 클럭과 소정의 클럭 생성 제어신호를 입력받고, 상기 클럭 생성 제어신호에 응답하여 내부 클럭의 생성을 제어하는 내부클럭 생성제어부와; 상기 내부 클럭 생성 제어부에 제어되어 적어도 하나 이상의 내부 클럭을 생성하는 내부클럭 생성부를 포함하여 구성되고, 상기 클럭 생성 제어신호는 칩선택 신호가 인에이블된 구간 및 칩선택 신호가 디스에이블되더라도 적어도 액티브 동작 중인 구간에서 인에이블되며, 상기 내부클럭 생성부는 상기 클럭 생성 제어신호가 인에이블되면 적어도 하나 이상의 내부 클럭을 생성하는 것을 특징으로 하는 내부 클럭 생성회로를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention includes an internal clock generation control unit for receiving an external clock and a predetermined clock generation control signal, and controls the generation of the internal clock in response to the clock generation control signal; And an internal clock generator configured to be controlled by the internal clock generation controller to generate at least one internal clock, wherein the clock generation control signal includes at least an active operation even when the chip selection signal is enabled and the chip selection signal is disabled. Enabled in the interval, the internal clock generation unit provides an internal clock generation circuit, characterized in that for generating at least one internal clock when the clock generation control signal is enabled.
본 발명에서, 상기 내부 클럭 생성 제어부는 상기 클럭 생성 제어신호에 따라 상기 외부클럭의 출력여부를 결정함으로써 상기 내부클럭의 생성을 제어하는 것을 특징으로 한다.The internal clock generation controller may control generation of the internal clock by determining whether the external clock is output according to the clock generation control signal.
본 발명에서, 상기 내부클럭 생성 제어부는 상기 외부 클럭을 버퍼링하는 제 1 버퍼와; 상기 클럭 생성 제어신호와 소정 레벨의 제 1 전압을 논리연산하는 논리부와; 상기 논리부의 출력신호에 응답하여 상기 제 1 버퍼의 출력신호를 버퍼링하는 제 2 버퍼를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the internal clock generation control unit includes a first buffer for buffering the external clock; A logic unit configured to logically operate the clock generation control signal and a first voltage having a predetermined level; It is preferably configured to include a second buffer for buffering the output signal of the first buffer in response to the output signal of the logic unit.
본 발명에서, 상기 제 1 전압은 접지전압이고, 상기 논리부는 부정 논리합 연산을 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first voltage is a ground voltage, and the logic unit preferably performs a negative logic sum operation.
본 발명에서, 상기 제 1 버퍼는 인버터이고, 상기 제 2 버퍼는 상기 논리부의 출력신호에 응답하여 동작하는 트리 스테이트 인버터(tri-state inverter)인 것 이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the first buffer is an inverter, and the second buffer is a tri-state inverter that operates in response to an output signal of the logic unit.
본 발명에서, 상기 내부 클럭 생성제어부는 상기 논리부의 출력신호에 응답하여 상기 내부클럭 생성제어부의 출력단을 접지전압레벨로 구동하는 풀-다운수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the internal clock generation control unit further includes pull-down means for driving the output terminal of the internal clock generation control unit to a ground voltage level in response to an output signal of the logic unit.
또한, 본 발명은 복수의 제어신호를 입력받고, 칩선택 신호가 인에이블된 구간 및 칩선택 신호가 디스에이블되더라도 적어도 액티브 동작 중인 구간에서 인에이블되는 클럭생성 제어신호를 출력하는 제어신호 생성부와; 외부 클럭과 상기 클럭생성 제어신호를 입력받고, 상기 클럭생성 제어신호에 응답하여 내부 클럭의 생성을 제어하는 내부 클럭 생성제어부와; 상기 내부 클럭 생성 제어부에 제어되어 내부 클럭을 생성하는 내부클럭 생성부를 포함하여 구성되는 내부클럭 생성회로를 제공한다.The present invention also provides a control signal generator for receiving a plurality of control signals and outputting a clock generation control signal enabled at least in an active operation section even when the chip select signal is enabled and the chip select signal is disabled. ; An internal clock generation control unit which receives an external clock and the clock generation control signal and controls generation of an internal clock in response to the clock generation control signal; An internal clock generation circuit configured to be controlled by the internal clock generation control unit to generate an internal clock is provided.
본 발명에서, 상기 제어신호 생성부에 입력되는 복수의 제어신호는, 버스트 동작 확보를 위해 리드 또는 라이트 명령의 입력시 소정 구간 동안 인에이블되는 제 1 제어신호와, 칩선택신호, 및 라스 아이들신호(rasidle)를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the plurality of control signals input to the control signal generation unit may include a first control signal, a chip select signal, and a las idle signal that are enabled for a predetermined period when a read or write command is input to ensure a burst operation It is preferable to include (rasidle).
본 발명에서, 상기 제어신호 생성부는 상기 제 1 제어신호와 칩선택신호를 입력받고, 적어도 버스트 동작 구간동안 상기 클럭 생성제어신호를 인에이블시키는 제 1 블럭과; 상기 제 1 제어신호, 칩선택신호 및 라스 아이들 신호를 입력받고, 상기 칩 선택신호가 디스에이블된 상태에서 로우(row) 비활성화가 되면 이 시점으 로부터 소정 구간이 경과한 후 상기 클럭생성 제어신호를 디스에이블시키는 제 2 블럭과; 상기 제 1 블럭과 제 2 블럭의 공통 출력단으로부터의 신호와 상기 칩선택신호를 논리연산하여 상기 클럭생성 제어신호를 출력하는 제 1 논리부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the control signal generation unit receives the first control signal and the chip select signal, and a first block for enabling the clock generation control signal during at least a burst operation period; When the first control signal, the chip select signal, and the lath idle signal are input, and the chip select signal is disabled in a row, the clock generation control signal is passed after a predetermined interval has elapsed from this time point. A second block for disabling; And a first logic unit configured to perform a logic operation on the signal from the common output terminal of the first block and the second block and the chip select signal to output the clock generation control signal.
본 발명에서, 상기 제어신호 생성부는 상기 공통 출력단으로부터의 신호를 래치함과 동시에 버퍼링하여 상기 제 1 논리부로 공급하는 래치부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the control signal generation unit preferably further includes a latch unit for latching a signal from the common output terminal and simultaneously buffering and supplying the signal to the first logic unit.
본 발명에서, 상기 제 1 블럭은 상기 칩선택신호에 의해 제어되어 상기 제 1 제어신호를 버퍼링하는 버퍼와; 상기 버퍼의 출력신호에 응답하여 상기 공통 출력단을 풀-업 구동하는 풀-업 수단을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first block is buffered by the chip select signal to buffer the first control signal; And a pull-up means for pull-up driving the common output stage in response to an output signal of the buffer.
본 발명에서, 상기 제 1 블럭은 상기 칩선택신호에 응답하여 상기 버퍼의 출력단의 전위를 외부전압레벨로 유지하는 전위유지수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first block preferably further includes potential holding means for maintaining the potential of the output terminal of the buffer at an external voltage level in response to the chip select signal.
본 발명에서, 상기 버퍼는 상기 칩선택신호에 의해 제어되어 동작하는 트리 스테이트 인버터인 것이 바람직하다.In the present invention, the buffer is preferably a tri-state inverter that is controlled and operated by the chip select signal.
본 발명에서, 상기 제 2 블럭은 라스 아이들 신호에 의해 제어되어 동작하되, 상기 외부클럭을 입력받아 소정 구간동안 주기적으로 인에이블되는 제 2 제어신호를 출력하는 주기적 신호생성부와; 상기 제 2 제어신호에 의해 제어되어 상기 칩 선택신호를 소정 구간이 경과한 후 전달하는 신호전달부와; 상기 라스 아이들 신호를 버퍼링하는 제 1 버퍼와; 상기 신호전달부의 출력신호에 의해 제어되어 상 기 제 1 버퍼의 출력신호를 버퍼링하는 제 2 버퍼와; 상기 제 2 버퍼의 출력신호에 응답하여 상기 공통 출력단을 풀-다운 구동하는 풀-다운 수단을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the second block is controlled by a lath idle signal, the periodic signal generator for receiving the external clock and outputs a second control signal that is periodically enabled for a predetermined period; A signal transfer unit controlled by the second control signal to transfer the chip selection signal after a predetermined period has passed; A first buffer for buffering the lath idle signal; A second buffer controlled by the output signal of the signal transfer unit and buffering the output signal of the first buffer; And a pull-down means for pull-down driving the common output terminal in response to the output signal of the second buffer.
본 발명에서, 상기 주기적 신호생성부는 상기 외부클럭을 버퍼링하는 제 3 버퍼와; 상기 라스 아이들 신호에 의해 제어되어 상기 제 3 버퍼의 출력신호를 버퍼링하는 트리 스테이트 버퍼와; 상기 트리스테이트 버퍼의 출력신호를 소정 구간 지연시키는 지연기와; 상기 트리스테이트 버퍼의 출력신호와 상기 지연기의 출력신호를 논리연산하는 제 2 논리부를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the periodic signal generation unit and a third buffer for buffering the external clock; A tree state buffer controlled by the lath idle signal to buffer an output signal of the third buffer; A delay unit delaying an output signal of the tristate buffer by a predetermined period; And a second logic unit for performing a logic operation on the output signal of the tristate buffer and the output signal of the delayer.
본 발명에서, 상기 제 2 논리부는 부정 논리곱 연산을 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, the second logic unit preferably performs a negative AND operation.
본 발명에서, 상기 신호전달부는 상기 제 2 제어신호에 의해 제어되어 상기 칩 선택신호를 버퍼링하는 제 1 트리스테이트 버퍼와; 상기 제 2 제어신호에 의해 제어되어 상기 제 1 트리스테이트 버퍼의 출력신호를 버퍼링하는 제 2 트리스테이트 버퍼를 포함하되, 상기 제 1 트리스테이트 버퍼가 턴-온될 때 상기 제 2 트리스테이트 버퍼는 턴-오프되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the signal transfer unit is controlled by the second control signal and the first tri-state buffer for buffering the chip select signal; And a second tree state buffer controlled by the second control signal to buffer the output signal of the first tree state buffer, wherein the second tree state buffer is turned on when the first tree state buffer is turned on. It is characterized in that the off.
본 발명에서, 상기 신호전달부는 상기 제 2 제어신호에 의해 제어되어 상기 제 2 트리스테이트 버퍼의 출력신호를 버퍼링하는 제 3 트리스테이트 버퍼와; 상기 제 2 제어신호에 의해 제어되어 상기 제 3 트리스테이트 버퍼의 출력신호를 버퍼링하는 제 4 트리스테이트 버퍼를 더 포함하되, 상기 제 3 트리스테이트 버퍼가 턴-온될 때 상기 제 4 트리스테이트 버퍼는 턴-오프되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the signal transfer unit is controlled by the second control signal and a third tree state buffer for buffering the output signal of the second tree state buffer; And a fourth tree state buffer controlled by the second control signal to buffer the output signal of the third tree state buffer, wherein the fourth tree state buffer is turned on when the third tree state buffer is turned on. -Off.
본 발명에서, 상기 신호전달부는 상기 라스 아이들 신호에 응답하여 상기 제 1 트리스테이트 버퍼의 출력단을 소정 전압레벨로 유지시키는 전위유지수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the signal transmission unit further includes a potential holding means for maintaining the output terminal of the first tristate buffer at a predetermined voltage level in response to the lath idle signal.
본 발명에서, 상기 제 1 버퍼와 제 2 버퍼는 트리스테이트 인버터인 것이 바람직하다.In the present invention, the first buffer and the second buffer is preferably a tristate inverter.
본 발명에서, 상기 제 2 블럭은 상기 신호전달부의 출력신호에 의해 제어되어 상기 제 2 버퍼의 출력단을 소정 전압 레벨로 유지시키는 전위유지수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the second block further includes a potential holding means that is controlled by an output signal of the signal transfer unit to maintain the output terminal of the second buffer at a predetermined voltage level.
본 발명에서, 상기 제 2 블럭은 상기 라스 아이들 신호에 응답하여 상기 제 1 버퍼의 출력단을 풀-다운 구동하는 풀-다운수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the second block further includes pull-down means for pull-down driving the output terminal of the first buffer in response to the lath idle signal.
본 발명에서, 상기 제 1 논리부는 논리곱 연산을 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first logic unit preferably performs an AND operation.
본 발명에서, 상기 내부 클럭 생성 제어부는 상기 클럭 생성 제어신호에 따라 상기 외부클럭의 출력여부를 결정함으로써 상기 내부클럭의 생성을 제어하는 것을 특징으로 한다.The internal clock generation controller may control generation of the internal clock by determining whether the external clock is output according to the clock generation control signal.
본 발명에서, 상기 내부클럭 생성 제어부는 상기 외부 클럭을 버퍼링하는 제 1 버퍼와; 상기 클럭 생성 제어신호와 소정 레벨의 제 1 전압을 논리연산하는 논리부와; 상기 논리부의 출력신호에 응답하여 상기 제 1 버퍼의 출력신호를 버퍼링하는 제 2 버퍼를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the internal clock generation control unit includes a first buffer for buffering the external clock; A logic unit configured to logically operate the clock generation control signal and a first voltage having a predetermined level; It is preferably configured to include a second buffer for buffering the output signal of the first buffer in response to the output signal of the logic unit.
본 발명에서, 상기 제 1 전압은 접지전압이고, 상기 논리부는 부정 논리합 연산을 수행하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first voltage is a ground voltage, and the logic unit preferably performs a negative logic sum operation.
본 발명에서, 상기 제 1 버퍼는 인버터이고, 상기 제 2 버퍼는 상기 논리부의 출력신호에 응답하여 동작하는 트리 스테이트 인버터인 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the first buffer is an inverter, and the second buffer is a tree state inverter that operates in response to an output signal of the logic unit.
본 발명에서, 상기 내부 클럭 생성제어부는 상기 논리부의 출력신호에 응답하여 상기 내부클럭 생성제어부의 출력단을 접지전압레벨로 구동하는 풀-다운수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the internal clock generation control unit further includes pull-down means for driving the output terminal of the internal clock generation control unit to a ground voltage level in response to an output signal of the logic unit.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited by these examples.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 내부클럭 생성회로의 구성을 도시한 것이고, 도 3은 본 실시예에 의한 내부클럭 생성회로에 사용되는 제어신호 생성부의 구성을 도시한 것으로서, 이를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.2 illustrates a configuration of an internal clock generation circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates a configuration of a control signal generation unit used in the internal clock generation circuit according to the present embodiment. The present invention will be described as follows.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로는 복수의 제어신호(/cs, rasidle, casp6)를 입력받고, 칩선택 신호(/cs)가 인에이블된 구간 및 칩선택 신호(/cs)가 디스에이블되더라도 적어도 액티브 동작 중인 구간에서 인에이블되는 클럭생성 제어신호(en_csb)를 출력하는 제어신호 생성부(300)와; 외부 클럭(ext_clk)과 상기 클럭생성 제어신호(en_csb)를 입력받고, 상기 클럭생성 제어신호(en_csb)에 응답하여 내부 클럭의 생성을 제어하는 내부 클럭 생성제어부(200)와; 내부 클럭 생성 제어부(200)에 제어되어 내부 클럭(int_clk1, int_clk2, int_clk3) 을 생성하는 내부클럭 생성부(400)를 포함하여 구성된다.As shown, the internal clock generation circuit according to the present embodiment receives a plurality of control signals (/ cs, rasidle, casp6), the section and the chip select signal (/ cs) enabled the chip select signal (/ cs) A
제어신호 생성부(300)는 제어신호(casp6)와 칩선택신호(/cs)를 입력받고, 적어도 버스트 동작 구간동안 상기 클럭 생성제어신호(en_csb)를 인에이블시키는 제 1 블럭(310)과; 제어신호(casp6)와 라스 아이들 신호(rasidle)를 입력받고, 상기 칩 선택신호(/cs)가 디스에이블된 상태에서 라스 아이들 신호(rasidle)가 하이레벨로 인에이블되면 이 시점으로부터 소정 구간이 경과한 후 상기 클럭생성 제어신호(en_csb)를 디스에이블시키는 제 2 블럭(320)과; 제 1 블럭(310)과 제 2 블럭(320)의 공통 출력단(A)으로부터의 신호를 래치함과 동시에 반전버퍼링하여 출력하는 래치부(330)와; 래치부(330)로부터의 신호와 상기 칩선택신호(/cs)를 논리곱연산하여 클럭생성 제어신호(en_csb)를 출력하는 논리부(340)를 포함하여 구성된다.The control
제 1 블럭(310)은 칩선택신호(/cs)에 의해 제어되어 제어신호(casp6)를 반전버퍼링하는 트리스테이트 인버터(TSI21)와; 트리스테이트 인버터(TSI21)의 출력신호에 응답하여 상기 공통 출력단(A)을 풀-업 구동하는 PMOS(P22)를 포함한다.The
제 2 블럭(320)은 라스 아이들 신호(rasidle)에 의해 제어되어 동작하되, 상기 외부클럭(ext_clk)을 입력받아 소정 구간동안 주기적으로 인에이블되는 제어신호(pclk)를 출력하는 주기적 신호생성부(321)와; 제어신호(pclk)에 의해 제어되어 상기 칩 선택신호(/cs)를 소정 구간이 경과한 후 전달하는 신호전달부(323)와; 제어신호(casp6)에 의해 제어되어 상기 라스 아이들 신호(rasidle)를 반전버퍼링하는 트리스테이트 인버터(TSI31)와; 상기 신호전달부(323)의 출력신호에 의해 제어되어 트리스테이트 인버터(TSI31)의 출력신호를 반전버퍼링하는 트리스테이트 인버터 (TSI32)와; 트리스테이트 인버터(TSI32)의 출력신호에 응답하여 상기 공통 출력단(A)을 풀-다운 구동하는 NMOS(N33)를 포함한다.The
내부클럭 생성 제어부(200)는 상기 외부 클럭(ext_clk)을 반전버퍼링하는 인버터(IV11)와; 클럭 생성 제어신호(en_csb)와 접지전압을 부정논리합연산하는 노어게이트(NR11)와; 노어게이트(NR11)의 출력신호에 응답하여 상기 인버터(IV11)의 출력신호를 반전버퍼링하는 트리스테이트 인버터(TSI11)를 포함하여 구성된다.The internal clock
이와 같이 구성된 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로의 동작을 반도체 장치의 각 동작모드에 따라 구체적으로 설명한다.The operation of the internal clock generation circuit according to the present embodiment configured as described above will be described in detail according to each operation mode of the semiconductor device.
먼저, 칩 선택상태(chip seleted)일 때의 동작을 살펴 보면, 이 때에는 칩선택신호(/cs)는 로우레벨로 인에이블되어 있다. 따라서, 도 3의 제어신호 생성부(300)에서 논리부(340)의 일측단으로 로우레벨의 칩선택신호(/cs)가 입력되므로, 논리곱 연산에 의하여 클럭생성 제어신호(en_csb)는 로우레벨로 된다. 이 때 논리부(340)의 트리스테이트 인버터(TSI51)은 외부클럭(ext_clk)에 동기되어 동작하므로, 클럭생성 제어신호(en_csb)는 이에 동기되어 출력된다. First, the operation in the chip seleted state will be described. At this time, the chip select signal / cs is enabled at a low level. Therefore, since the low level chip select signal / cs is input from the
도 2의 내부클럭 생성제어부(200)의 노어게이트(NR11)는 로우레벨의 클럭생성 제어신호(en_csb)와 접지전압을 입력받아 이를 부정논리합 연산하여 하이레벨의 신호를 출력한다. 따라서, 트리스테이트 인버터(TSI11)는 턴-온되고 외부클럭(ext_clk)은 버퍼링되어 내부클럭 생성부(400)에 입력되며, 내부클럭 생성부(400)는 이를 입력받아 복수의 내부클럭(int_clk1, int_clk2, int_clk3)을 생성하여 출 력한다. 이와 같이, 칩 선택상태(chip seleted) 상태일 때, 즉 칩선택신호(/cs)가 로우레벨로 인에이블되어 있는 경우에는 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로는 외부클럭(ext_clk)을 입력받아 복수의 내부클럭(int_clk1, int_clk2, int_clk3)을 생성한다.The NOR gate NR11 of the internal clock
다음으로, 칩 비선택상태(chip deselected)일 때의 내부클럭 생성회로의 동작을 살펴 보면, 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로는 칩선택 신호가 디스에이블되더라도 적어도 액티브 동작 중인 구간에서는 내부클럭이 생성되도록 하되 그 외의 경우에는 내부클럭이 생성되지 않도록 함으로써, DRAM 등의 반도체 장치가 정상적인 동작을 수행할 수 있도록 함과 동시에 내부 클럭 생성에 따른 전류 소모를 감소시킬 수 있도록 한다. 이하 이에 대하여 설명한다.Next, referring to the operation of the internal clock generation circuit in the chip deselected state, the internal clock generation circuit according to the embodiment of the present invention has at least an internal clock in the active operation period even if the chip select signal is disabled. Since the internal clock is not generated in other cases, the semiconductor device such as DRAM can perform a normal operation and reduce current consumption due to internal clock generation. This will be described below.
칩 비선택상태(chip deseleted) 상태일 때에는 칩선택신호(/cs)는 하이레벨로 디스에이블된다. 따라서, 도 3의 제어신호 생성부(300)에서 논리부(340)의 일측단으로 하이레벨의 칩선택신호(/cs)가 입력되므로, 클럭생성 제어신호(en_csb)는 래치부(330)으로부터 입력되는 신호의 레벨에 따라 인에이블 또는 디스에이블 여부가 결정된다. In the chip deseleted state, the chip select signal / cs is disabled to a high level. Accordingly, since the high level chip select signal / cs is input from the
우선, 칩 비선택상태(chip deseleted) 상태가 되더라도 액티브 동작 구간에서는 버스트 리드(burst read) 또는 버스트 라이트(burst write) 등의 정상적인 버스트 동작을 수행하도록 하기 위하여 내부클럭이 필요하다. 여기서, 액티브 동작이라 함은 데이터 리드나 라이트 동작 및 오토 프리차지 동작 등 반도체 장치 내에서 실질적인 동작이 이루어지는 동작 구간을 의미한다. First, even in a chip deseleted state, an internal clock is required to perform a normal burst operation such as burst read or burst write in the active operation period. Here, the active operation refers to an operation section in which a substantial operation is performed in the semiconductor device such as a data read or write operation and an auto precharge operation.
상기 액티브 동작 구간에서의 정상적인 버스트 동작 수행을 위하여 제어신호 생성부(300)의 제 1 블럭(310)은 적어도 버스트 동작 구간 동안 클럭 생성제어신호(en_csb)가 인에이블되도록 한다. 즉, 칩선택신호(/cs)가 하이레벨로 되면 트리 스테이트 인버터(TSI21)가 턴-온되고, 제어신호(casp6)는 인버터(IV22)와 인버터(IV23)에 의해 버퍼링된 후 트리스테이트 인버터(TSI21)에 의해 반전되어 PMOS(P22)의 게이트에 입력된다. 여기서, 제어신호(casp6)는 리드 또는 라이트 명령의 입력시 버스트 동작 확보를 위해 소정 구간 동안 하이레벨로 인에이블되는 신호로서, 버스트 동작 구간 동안 데이터 리드나 라이트가 가능하도록 하는 신호이다.In order to perform the normal burst operation in the active operation period, the
따라서, 칩선택신호(/cs)가 하이레벨로 되어 트리 스테이트 인버터(TSI21)가 턴-온되어 있는 상태에서, 버스트 동작 확보를 위해 제어신호(casp6)가 하이레벨로 인에이블되면 PMOS(P22)는 로우레벨의 신호를 게이트로 인가받아 턴-온된다. 이에 따라, 노드(A)는 하이레벨로 구동되고 래치부(330)로부터 출력되는 신호는 로우레벨로 되므로 논리부(340)로부터 출력되는 클럭생성 제어신호(en_csb)는 칩선택상태에서와 마찬가지로 로우레벨로 인에이블 상태에 있게 된다. 그리고, 내부클럭 생성제어부(200)의 트리스테이트 인버터(TSI11)는 턴-온상태에 있게 되므로 내부클럭 생성부(400)는 내부클럭(int_clk1, int_clk2, int_clk3)을 생성한다. 여기서, 래치부(330)는 이후 제어신호(casp6)가 로우레벨로 디스에이블되어 PMOS(P22)가 턴-오프된다 하더라도 노드(A)를 이전 상태인 하이레벨로 계속 유지시킴으로써, 이후 액티브 동작이 완료될 때까지 클럭생성 제어신호(en_csb)가 로우레벨을 계속 유지하 도록 하여 내부클럭 생성부(400)로부터 내부클럭(int_clk1, int_clk2, int_clk3)이 계속적으로 출력될 수 있도록 한다.Therefore, when the chip select signal / cs is at the high level and the tree state inverter TSI21 is turned on, when the control signal casp6 is enabled at the high level to secure the burst operation, the PMOS P22 is enabled. The low level signal is applied to the gate and turned on. Accordingly, since the node A is driven at a high level and the signal output from the
이어서, 라스아이들신호(rasidle)가 로우레벨에서 하이레벨로 천이되면, 도 3의 주기적신호 생성부(321)에서 트리 스테이트 인버터(TSI41)가 턴-온되고 외부클럭(ext_clk)이 인버터(IV42)와 트리 스테이트 인버터(TSI41)에 의해 버퍼링되어 노드(B1)의 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 된다. 또한, 지연기(322)에 의하여 노드(B2)의 신호는 도 4에 도시된 바와 같이 된다. 그리고, 낸드게이트(ND41)는 상기 노드(B1)의 신호와 노드(B2)의 신호를 부정논리합하여 제어신호(pclk)를 출력하는데, 제어신호(pclk)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 지연기(322)에 의한 지연구간에 해당하는 구간동안 주기적으로 로우레벨로 인에이블된다. 상기에서, 라스 아이들 신호(rasidle)는 로우 비활성화 명령시 활성화되어 하이 레벨로 인에이블되는 신호이다.Subsequently, when the radar idle signal rasdle is transitioned from the low level to the high level, the tri-state inverter TSI41 is turned on and the external clock ext_clk is turned on by the
신호전달부(323)는 제어신호(pclk)에 의해 제어되어 칩 선택신호(/cs)를 소정 구간이 경과한 후 트리스테이트 인버터(TSI32)에 전달한다. 이를 자세히 살펴 보면, 라스아이들 신호(rasidle)가 로우레벨로 인에이블되어 있을 때 노드(C1)와 노드(C2)를 하이레벨로 유지시키고 있던 PMOS(P41)와 PMOS(42)는 라스아이들 신호(rasidle)가 하이레벨로 디스에이블됨에 따라 턴-오프된다. 그리고, 라스아이들 신호(rasidle)가 하이레벨로 천이된 후 제어신호(pclk)가 처음 로우레벨로 천이되면, 트리스테이트 인버터(TSI42)와 트리스테이트 인버터(TSI44)는 턴-온되고 트리스테이트 인버터(TSI43)와 트리스테이트 인버터(TSI45)는 턴-오프된다. 이에 따라, 칩 선택신호(/cs)는 트리스테이트 인버터(TSI42)와 인버터(IV45)를 거쳐 트리스테이트 인버터(TSI43)의 입력단까지 전달된다. 이어서, 제어신호(pclk)가 로우레벨에서 하이레벨로 천이되면, 트리스테이트 인버터(TSI42)와 트리스테이트 인버터(TSI44)는 턴-오프되고 트리스테이트 인버터(TSI43)와 트리스테이트 인버터(TSI45)는 턴-온된다. 이에 따라, 칩선택신호(/cs)는 트리스테이트 인버터(TSI43)와 인버터(IV46)를 거쳐 트리스테이트 인버터(TSI44)의 입력단까지 전달된다. The
제어신호(pclk)가 다시 두번째로 로우레벨로 천이되면, 트리스테이트 인버터(TSI42)와 트리스테이트 인버터(TSI44)는 턴-온되고 트리스테이트 인버터(TSI43)와 트리스테이트 인버터(TSI45)는 턴-오프된다. 이에 따라, 칩선택신호(/cs)는 트리스테이트 인버터(TSI44)와 인버터(IV47)를 거쳐 트리스테이트 인버터(TSI45)의 입력단까지 전달된다. When the control signal pclk transitions to the second low level again, the tristate inverter TSI42 and the tristate inverter TSI44 are turned on, and the tristate inverter TSI43 and the tristate inverter TSI45 are turned off. do. Accordingly, the chip select signal / cs is transmitted to the input terminal of the tristate inverter TSI45 via the tristate inverter TSI44 and the inverter IV47.
마지막으로, 제어신호(pclk)가 다시 하이레벨로 천이되면, 트리스테이트 인버터(TSI42)와 트리스테이트 인버터(TSI44)는 턴-오프되고 트리스테이트 인버터(TSI43)와 트리스테이트 인버터(TSI45)는 턴-온된다. 이에 따라, 칩선택신호(/cs)는 트리스테이트 인버터(TSI45)와 인버터(IV48)를 거쳐 트리스테이트 인버터(TSI32)의 제어단에 입력된다. 이 때, 칩선택신호(/cs)는 하이레벨이므로 트리스테이트 인버터(TSI32)는 턴-온된다. Finally, when the control signal pclk transitions back to the high level, the tristate inverter TSI42 and the tristate inverter TSI44 are turned off, and the tristate inverter TSI43 and the tristate inverter TSI45 are turned off. Is on. Accordingly, the chip select signal / cs is input to the control terminal of the tristate inverter TSI32 via the tristate inverter TSI45 and the inverter IV48. At this time, since the chip select signal / cs is at a high level, the tristate inverter TSI32 is turned on.
한편, 이 때 라스아이들 신호(rasidle)는 하이레벨이므로, NMOS(N31)는 턴-온되어 노드(D1)는 로우레벨이 되므로, 트리스테이트 인버터(TSI32)의 출력신호는 하이레벨이 된다. 이에 따라, NMOS(N33)가 턴-온되어 노드(A)는 로우레벨이 되고, 래치부(330)로부터 출력되는 신호는 하이레벨이 되므로, 논리부(340)로부터 출력되는 클럭생성 제어신호(en_csb)는 하이레벨이 된다. 이어서, 도 2의 내부클럭 생성제어부(200)의 노어게이트(NR11)는 로우레벨의 신호를 출력하므로, 트리스테이트 인버터(TSI11)는 턴-오프되어 외부클럭(ext_clk)이 내부클럭 생성부(400)로 공급되지 못하도록 한다. 이에 따라, 내부클럭 생성부(400)는 외부클럭(ext_clk)을 인가받지 못하여 내부클럭을 생성하는 동작을 멈추게 된다. 이 때, NMOS(N11)는 인버터(IV12)로부터의 하이레벨의 신호에 응답하여 턴-온되어 노드(X)를 접지레벨로 구동하는 역할을 한다. On the other hand, at this time, since the ras idle signal is high level, the NMOS N31 is turned on and the node D1 becomes low level, so the output signal of the tristate inverter TSI32 becomes high level. Accordingly, since the NMOS N33 is turned on and the node A is at a low level, and the signal output from the
결국, 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로에서 제어신호 생성부(300)는 칩 선택신호(/cs)가 디스에이블된 상태에서 로우(row) 비활성화, 즉 라스 아이들 신호(rasidle)가 하이레벨로 인에이블되면 이 시점으로부터 2 clk 정도의 시간이 경과하기까지는 내부클럭이 생성되도록 함으로써, 오토 프리차지 동작이 원할히 수행될 수 있도록 함과 아울러 리드나 라이트 동작 이후 데이터가 입출력단(DQ단)에서 충분히 입출력 처리될 수 있도록 한다. 아울러, 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로는 칩비선택상태(chip deselect)에서 상기 구간이 경과한 후에는 내부클럭이 생성되지 않도록 함으로써, 내부클럭의 토글링에 의한 불필요한 전류 소모가 발생하지 않도록 한다. 도 5는 종래 및 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로의 시뮬레이션 결과를 비교 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로는 내부클럭이 실제로 필요하지 않은 구간에 대해서는 내부클럭이 생성되지 않도록 하여 전류 소모를 감소시킨다.As a result, in the internal clock generation circuit according to the present embodiment, the
이와 같이, 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로는 칩선택 신호가 디스에이블되는 경우에는 기본적으로 내부클럭이 생성되지 않도록 함으로써, 내부클럭의 토글링에 의한 불필요한 전류소모가 발생하는 것을 방지한다. 물론, 본 실시예에 따른 내부클럭 생성회로는 비록 칩선택 신호가 디스에이블되는 경우라 하더라도 적어도 액티브 동작 중인 구간에서는 내부클럭이 필요하므로, 이 구간에서는 내부클럭이 생성되도록 하여 DRAM 등의 반도체 장치가 정상적인 동작을 수행할 수 있도록 한다.As described above, the internal clock generation circuit according to the present embodiment basically prevents the internal clock from being generated when the chip select signal is disabled, thereby preventing unnecessary current consumption due to toggling of the internal clock. Of course, the internal clock generation circuit according to the present embodiment requires an internal clock at least in an active operation section even if the chip select signal is disabled. Allow normal operation.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 내부클럭 생성회로는 칩 선택신호가 디스에이블되었을 때에는 반도체 장치가 액티브 동작 중인 경우와 같이 실제 내부클럭이 필요한 구간에 한해서만 내부클럭이 생성되도록 함으로써, 칩 선택신호가 디스에이블된 상태에서 반도체 장치가 액티브 동작 중이 아닌 경우임에도 불구하고 내부클럭이 생성되어 토글링됨으로 인해 발생되는 전류의 불필요한 소모를 방지할 수 있다.As described above, in the internal clock generation circuit according to the present invention, when the chip selection signal is disabled, the internal clock is generated only in a section in which the actual internal clock is required, such as when the semiconductor device is active. Although the semiconductor device is not in an active operation in the disabled state, it is possible to prevent unnecessary consumption of current generated due to the generation of the internal clock and toggling.
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KR100968150B1 (en) * | 2008-04-28 | 2010-07-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Clock Control Circuit and Semiconductor Memory Device using the same |
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2005
- 2005-09-05 KR KR1020050082172A patent/KR20070025715A/en not_active Application Discontinuation
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