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JP2011120204A - 内部コマンド生成回路 - Google Patents

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JP2011120204A JP2010116535A JP2010116535A JP2011120204A JP 2011120204 A JP2011120204 A JP 2011120204A JP 2010116535 A JP2010116535 A JP 2010116535A JP 2010116535 A JP2010116535 A JP 2010116535A JP 2011120204 A JP2011120204 A JP 2011120204A
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Abstract

【課題】電流消耗を減少させることができる内部コマンド生成回路を提供する。
【解決手段】本発明の内部コマンド生成回路は、読出しまたは書込み動作のためのコマンドを受信して、所定の周期で発生する複数のパルスを含む第1バーストパルスを生成するバーストパルス発生部と、前記第1バーストパルスをシフトして内部コマンドを生成するパルスシフト部と、を含み、前記内部コマンドは、バースト終了信号またはバーストコマンドのパルスが入力されるとディセーブルされる。
【選択図】図1

Description

本発明は、内部コマンド生成回路に関するものである。
周知の如く、データ入出力時に、クロックの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの両方でそれぞれ同期してデータを入出力できるようにするDDR(Double Data Rate)は、連続した読出しまたは書込み動作を效果的に行うためにバーストモード(BURST MODE)で動作する。
バーストモードでは、BL4、BL8及びBL16が提供される。ここで、BL4は、バースト長(Burst Length)が4に設定されて、一つのコマンドによって4ビットのデータが入出力されるモードをいい、BL8は、バースト長が8に設定されて、一つのコマンドによって8ビットのデータが入出力されるモードをいい、BL16は、バースト長が16に設定されて、一つのコマンドによって16ビットのデータが入出力されるモードをいう。
DDRではプリパッチ機能を用いる。一般に、DDRは、2ビットプリパッチが適用されて2ビットのデータが連続入出力され、DDR2は、4ビットプリパッチが適用されて4ビットのデータが連続入出力される。
半導体メモリ装置で読出しまたは書込み動作が行われると、設定されたバーストモードによって発生するパルスの数が決定される内部コマンドが生成される。具体的に、バーストモードがBL4に設定される場合は内部コマンドのパルスは発生せず、バーストモードがBL8に設定される場合は内部コマンドのパルスが1個発生し、バーストモードがBL16に設定される場合は内部コマンドパルスが3個発生する。
これは、4ビットプリパッチが適用されたDDR2で、読出しまたは書込み動作を行うために読出しまたは書込みコマンドが入力されると、基本的に4ビットのデータが連続入出力され、内部コマンドのパルスが発生する度に4ビットのデータが連続入出力されるためである。
なお、本出願と関連のある技術が、特許文献1に開示されている。
米国特許第6449674号明細書
本発明は、電流消耗を減少させることができる内部コマンド生成回路を提供する。
このために、本発明は、読出しまたは書込み動作のためのコマンドを受信して、所定の周期で発生する複数のパルスを含む第1バーストパルスを生成するバーストパルス発生部と、該第1バーストパルスをシフトして内部コマンドを生成するパルスシフト部と、を含む内部コマンド生成回路を提供する。
本発明において、前記内部コマンドは、バースト終了信号またはバーストコマンドのパルスが入力されるとディセーブルされる。
本発明の内部コマンド生成回路によれば、電流消耗を減らすことができる。
本発明の一実施例による内部コマンド生成回路の回路図である。 図1に示す第1シフタの回路図である。 図1に示す内部コマンド生成回路の動作を説明するためのタイミング図である。 本発明の他の実施例による内部コマンド生成回路の回路図である。 図4に示す内部コマンド生成回路に含まれたバーストパルス発生部の回路図である。 図4に示す内部コマンド生成回路に含まれたパルスシフト部の回路図である。 図4に示す内部コマンド生成回路の動作を説明するためのタイミング図である。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。ただし、下記の実施例は、例示的なもので、本発明の思想を制限するためのものではない。
図1は、本発明の一実施例による内部コマンド生成回路の回路図である。
図1に示すように、本実施例による内部コマンド生成回路は、入力信号生成部10、パルス生成部11及び内部コマンド生成部12で構成される。
入力信号生成部10は、第1バースト信号SBL4及びリセット信号RESETを受信して論理演算を行う論理部100と、論理部100の出力信号及び読出しコマンドRD_CMDに応答してノードnd10を駆動する駆動部101と、ノードnd10の信号をラッチして第1入力信号IN1として伝達するラッチ部102と、クロック信号CLKがハイレベルである区間で、第2バースト信号SBL16を第2入力信号IN2として伝達する論理部103と、で構成される。ここで、第1バースト信号SBL4は、バースト長(Burst Length)が4に設定される場合にハイレベルにイネーブルされる信号であり、第2バースト信号SBL16は、バースト長が16に設定される場合にハイレベルにイネーブルされる信号である。また、リセット信号RESETは、ハイレベルに初期化された信号である。
パルス生成部11は、第1シフタ110、第2シフタ111及び第3シフタ112で構成される。第1シフタ110は、図2に示すように、伝達ゲートT10〜T12、ラッチ部113〜115、インバータIV11及びNANDゲートND10で構成されて、ハイレベルの第1入力信号IN1が入力される場合にローレベルのリセット信号RESETを生成し、クロック信号CLKの一周期区間の間にハイレベルにイネーブルされるパルスを含む第1パルス信号YBSTP1を生成する。第2シフタ111は、ハイレベルの第2入力信号IN2が入力される場合に、第1パルス信号YBSTP1をクロック信号CLKの2周期区間だけシフトして第2パルス信号YBSTP2として出力する。また、第3シフタ112は、ハイレベルの第2入力信号IN2が入力される場合に、第2パルス信号YBSTP2をクロック信号CLKの2周期区間だけシフトして第3パルス信号YBSTP3として出力する。
内部コマンド生成部12は、バーストコマンドBST_CMDの反転信号と第1パルス信号YBSTP1を受信する論理部120と、バーストコマンドBST_CMDの反転信号と第2パルス信号YBSTP2を受信する論理部121と、バーストコマンドBST_CMDの反転信号と第3パルス信号YBSTP3を受信する論理部122と、論理部120〜122の出力信号を受信して第4パルス信号YBSTとして出力する論理部123と、第4パルス信号YBSTとクロック信号CLKを受信して内部コマンドINTCMDを生成する論理部124と、で構成される。このような構成の内部コマンド生成部12は、バーストコマンドBST_CMDがローレベルである状態で、第1〜第3パルス信号YBSTP1〜3を第4パルス信号YBSTとして伝達し、第4パルス信号YBSTは、クロック信号CLKがハイレベルの区間で、内部コマンドINTCMDとして伝達される。ここで、バーストコマンドBST_CMDは、読出し動作による内部コマンドINTCMDの生成動作を中断するために外部から印加されるインタラプト信号である。
このような構成の内部コマンド生成回路の動作を、BL4、BL8、BL16に区別して説明すると、下記の通りである。
まず、BL4に設定された場合、すなわち、バースト長が4に設定された場合、第1バースト信号SBL4がハイレベルであり、第2バースト信号SBL16はローレベルであるから、入力信号生成部10は、ローレベルの第1入力信号IN1及び第2入力信号IN2を生成する。したがって、パルス生成部11で生成される第1〜第3パルス信号YBSTP1〜3はいずれもローレベルを維持するので、内部コマンド生成部12から出力される内部コマンドINTCMDはローレベルを維持する。
次に、BL8の場合、第1バースト信号SBL4及び第2バースト信号SBL16は両方ともローレベルであるから、入力信号生成部10は、ハイレベルの第1入力信号IN1とローレベルの第2入力信号IN2を生成する。パルス生成部11は、読出しコマンドが入力された時点からクロック信号CLKの1周期半の区間だけ遅れた時点から、クロック信号CLKの1周期区間のパルス幅を有するパルスを含む第1パルス信号YBSTP1を生成する。内部コマンド生成部12は、第1パルス信号YBSTP1のパルスを内部コマンドINTCMDとして伝達するので、内部コマンドINTCMDのパルスは1個発生する。
最後に、BL16の場合における動作を図3に基づいてより具体的に説明する。図3に示すように、BL16の場合、第1バースト信号SBL4はローレベル、第2バースト信号SBL16はハイレベルであるから、t1時点で読出しコマンドRD_CMDが入力される場合、入力信号生成部10は、ハイレベルの第1入力信号IN1及び第2入力信号IN2を生成する。第1シフタ110は、ハイレベルの第1入力信号IN1が入力される場合にローレベルのリセット信号RESETを生成するので、第1入力信号IN1は、クロック信号CLKの1周期区間経過後にローレベルに遷移する。したがって、第1シフタ110は、第1入力信号IN1をクロック信号CLKに同期してシフトして、t2時点からクロック信号CLKの1周期区間だけパルス幅を有するパルスを含む第1パルス信号YBSTP1を生成する。また、第2シフタ111は、第1パルス信号YBSTP1をクロック信号CLKの2周期区間だけシフトして第2パルス信号YBSTP2として出力し、第3シフタ112は、第2パルス信号YBSTP2をクロック信号CLKの2周期区間だけシフトして第3パルス信号YBSTP3として出力する。したがって、内部コマンド生成部12で生成される第4パルス信号YBSTは、t2、t4及びt6時点でクロック信号CLKの1周期区間だけパルス幅を有するパルスを含み、内部コマンド生成部12で生成される内部コマンドINTCMDは、t3、t5及びt7時点でクロック信号CLKの半周期区間だけパルス幅を有するパルスを含む。
以上の内部コマンド生成回路に関する構成及び動作についての説明は、読出し動作時に内部コマンドINTCMDを生成する回路に限定して説明した。しかし、入力信号生成部10に入力される読出しコマンドRD_CMDを、書込み動作時にハイレベルにイネーブルされる書込みコマンドWT_CMDに取り替えることによって、本実施例の内部コマンド生成回路から、書込み動作時に内部コマンドを生成する内部コマンド生成回路を導き出すことは当業者とって自明である。
図4は、本発明の他の実施例による内部コマンド生成回路の回路図である。
図4に示すように、本実施例による内部コマンド生成回路は、バーストパルス発生部2及びパルスシフト部3で構成される。
バーストパルス発生部2は、図5に示すように、読出しコマンドRD_CMD(読出し動作のためのコマンド)及び内部コマンドINTRD_CMDを受信して否定論理和演算を行うNORゲートNR20と、NORゲートNR20及びNORゲートNR21の出力信号を受信してノードnd20を駆動する駆動部20と、パワーアップ区間でノードnd20を接地電圧VSSで初期化するNMOSトランジスタN20と、ノードnd20の信号をラッチするラッチ部21(第1ノードの信号をラッチする第1ラッチ部の一例)と、クロック信号CLKに応答してラッチ部21の出力信号をバッファリングして出力するインバータIV20(第1ラッチ部の出力信号をバッファリングして第2ノードに伝達する第1バッファの一例)と、インバータIV20の出力信号をラッチするラッチ部22(第2ノードの信号をラッチする第2ラッチ部の一例)と、ラッチ部22の出力信号と反転クロック信号CLKBを受信して否定論理和演算を行うNORゲートNR21と、クロック信号CLKに応答してラッチ部22の出力信号をバッファリングして出力するインバータIV21(第2ラッチ部の出力信号をバッファリングして伝達する論理素子の一例)と、パワーアップ区間で第1バーストパルスBP1を接地電圧VSSで初期化するNMOSトランジスタN21と、で構成される。このような構成のバーストパルス発生部2は、読出しコマンドRD_CMDのハイレベルパルスが入力される時点からクロック信号CLKの1周期区間だけ経過した時点からクロック信号CLKの1周期区間だけパルス幅を有するパルスを含む第1バーストパルスBP1を生成する。なお、駆動部20は、読出しコマンドまたは内部コマンドのパルスが入力される区間からクロック信号の既設定された区間の間にノードnd20を駆動するものであり、読出しコマンドまたは内部コマンドのパルスが入力される区間でノードnd20をプルアップ駆動するプルアップ素子と、論理素子としてのインバータIV21の出力信号に応答してノードnd20をプルダウン駆動するプルダウン素子と、を含む。
具体的に、読出しコマンドRD_CMDのハイレベルパルスが入力されると、駆動部20は、ノードnd20をハイレベルに駆動し、ハイレベルに駆動されたノードnd20の信号は、ローレベルのクロック信号CLKに応答して駆動されるインバータIV20、及びハイレベルのクロック信号CLKBに応答して駆動されるインバータIV21を通して第1バーストパルスBP1として伝達される。ハイレベルに駆動されたノードnd20の信号によってラッチ部22はローレベルを出力し、NORゲートNR21は、反転クロック信号CLKBがローレベルである区間でハイレベルを出力するので、駆動部20はノードnd20をローレベルに駆動する。ローレベルに駆動されたノードnd20の信号はインバータIV20、IV21を通してクロック信号CLKの1周期区間だけ経過後に第1バーストパルスBP1として伝達される。
パルスシフト部3は、図6に示すように、第1シフト部30及び第2シフト部31で構成される。
第1シフト部30では、第1バーストパルスBP1をクロック信号CLKに同期してシフトして第2バーストパルスBP2を生成し、バースト終了信号BST_ENDのパルスが入力されると第2バーストパルスBP2はディセーブルされるようになっている。
具体的に、第1シフト部30は、第1バーストパルスBP1とバースト終了信号BST_ENDの反転信号を受信して否定論理積演算を行うNANDゲートND30と、クロック信号CLK及び反転クロック信号CLKBに応答してNANDゲートND30の出力信号をバッファリングして第1バーストパルスBP1として伝達するインバータIV31と、NANDゲートND30の出力信号とクロック信号CLKを受信して否定論理和演算を行うNORゲートNR30と、クロック信号CLK及び反転クロック信号CLKBに応答してNORゲートNR30の出力信号をバッファリングして第2バーストパルスBP2として出力するインバータIV32と、で構成される。
このような構成の第1シフト部30は、バースト終了信号BST_ENDがローレベルの状態で第1バーストパルスBP1を反転させ、クロック信号CLKの半周期区間だけシフトして第2バーストパルスBP2として出力する。ここで、バースト終了信号BST_ENDのパルスは、バーストモードがBL4に設定された場合には発生せず、バーストモードがBL8に設定された場合、読出しコマンドRD_CMDのパルスが入力される時点からクロック信号CLKの3周期区間が経過した後に発生し、バーストモードがBL16に設定された場合、読出しコマンドRD_CMDのパルスが入力される時点からクロック信号CLKの7周期区間が経過した後に発生する。
第2シフト部31では、第2バーストパルスBP2をクロック信号CLKに同期してシフトして内部コマンドINTRD_CMDを生成し、バーストコマンドBST_CMDのパルスが入力されると内部コマンドINTRD_CMDはディセーブルされるようになっている。
具体的に、第2シフト部31は、第2バーストパルスBP2、読出しコマンドRD_CMD及びバーストコマンドBST_CMDを受信して否定論理和演算を行うNORゲートNR31と、クロック信号CLK及び反転クロック信号CLKBに応答してNORゲートNR31の出力信号をバッファリングして第3バーストパルスBP3として伝達するインバータIV33と、第3バーストパルスBP3及びクロック信号CLKを受信して論理積演算を行って、内部コマンドINTRD_CMDとして出力する論理部310と、で構成される。
このような構成の第2シフト部31は、読出しコマンドRD_CMD及びバーストコマンドBST_CMDが入力されない状態で第2バーストパルスBP2を反転させて第3バーストパルスBP3として伝達し、クロック信号CLKがハイレベルの区間で、第3バーストパルスBP3を内部コマンドINTRD_CMDとして出力する。
以上のように、内部コマンドは、バースト終了信号またはバーストコマンドのパルスが入力されるとディセーブルされる。
このような構成の内部コマンド生成回路の動作を説明すると、下記の通りである。ただし、ここでは、図7を参照してBL16の場合を取り上げて説明する。
まず、t10時点で、読出しコマンドRD_CMDのパルスが入力されると、駆動部20は、パワーアップ区間で、ローレベルに初期化されたノードnd20がハイレベルに駆動する。ノードnd20がハイレベルに駆動してからクロック信号CLKの半周期区間だけ経過すると、ラッチ部22は、ハイレベルの入力信号をラッチしてローレベルの信号を出力するので、NORゲートNR20はハイレベルを出力し、駆動部20はノードnd20をローレベルに遷移させる。したがって、第1バーストパルスBP1は、t11時点でハイレベルに遷移し、t13時点でローレベルに遷移する。すなわち、第1バーストパルスBP1は、クロック信号CLKの1周期区間だけパルス幅を有するパルスを含む。
続いて、バースト終了信号BST_ENDがローレベルの状態で第1シフト部30は第1バーストパルスBP1を反転させ、クロック信号CLKの半周期区間だけシフトして第2バーストパルスBP2として出力する。したがって、第1シフト部30から出力される第2バーストパルスBP2は、t12時点でローレベルに遷移し、クロック信号CLKの1周期区間だけ経過した後にハイレベルに遷移する。
次いで、読出しコマンドRD_CMDまたはバーストコマンドBST_CMDのパルスが入力されない状態で、第2シフト部31は第2バーストパルスBP2を反転させて第3バーストパルスBP3として伝達し、クロック信号CLKがハイレベルの区間で第3バーストパルスBP3を内部コマンドINTRD_CMDとして出力する。したがって、第2シフト部31から出力される内部コマンドINTRD_CMDは、t13時点でハイレベルに遷移し、クロック信号CLKの半周期区間だけ経過した後にローレベルに遷移するパルスを含む。
次に、t13時点で発生した内部コマンドINTRD_CMDのパルスはバーストパルス発生部2に入力されて、t14時点からt16時点までハイレベルパルス幅を有する第1バーストパルスBP1のパルスを生成し、第1バーストパルスBP1のパルスは、上記の説明のように、t16時点で発生する内部コマンドINTRD_CMDのパルスを生成する。
同様に、t16時点で発生する内部コマンドINTRD_CMDのパルスはバーストパルス発生部2に入力されて、t17時点からt19時点までハイレベルパルス幅を有する第1バーストパルスBP1のパルスを生成し、第1バーストパルスBP1のパルスは、上記の説明のように、t19時点で発生する内部コマンドINTRD_CMDのパルスを生成する。
続いて、t20時点でバーストコマンドBST_CMDのハイレベルパルスが発生すると、第1シフト部30は、第1バーストパルスBP1から第2バーストパルスBP2を生成しない。すなわち、第1シフト部30は、第2バーストパルスBP2をローレベルに初期化させる。
本実施例の内部コマンド生成回路は、バーストモード別に動作するシフタ回路を使用せずに、内部コマンドINTRD_CMDをフィードバックして、バーストコマンドBST_CMDのハイレベルパルスが発生する時点までパルスを発生させる。したがって、本実施例の内部コマンド生成回路は、レイアウト面積が小さく、電流消耗を減らすことができる。
以上の内部コマンド生成回路に関する構成及び動作についての説明は、読出し動作時に内部コマンドINTRD_CMDを生成する回路に限定してなされた。しかし、バーストパルス発生部2及びパルスシフト部3に入力される読出しコマンドRD_CMDを書込みコマンドWT_CMD(書込み動作のためのコマンド)に取り替えることによって、本実施例の内部コマンド生成回路から、書込み動作時に内部コマンドINTRD_CMDを生成する内部コマンド生成回路を導き出すことは当業者にとって自明である。

Claims (10)

  1. 読出しまたは書込み動作のためのコマンドを受信して、所定の周期で発生する複数のパルスを含む第1バーストパルスを生成するバーストパルス発生部と、
    前記第1バーストパルスをシフトして内部コマンドを生成するパルスシフト部と、
    を含み
    前記内部コマンドは、バースト終了信号またはバーストコマンドのパルスが入力されるとディセーブルされる、内部コマンド生成回路。
  2. 前記バーストパルス発生部は、前記コマンドまたは前記内部コマンドのパルスが入力される区間からクロック信号の既設定された区間の間に第1ノードを駆動する駆動部を含む、請求項1に記載の内部コマンド生成回路。
  3. 前記バーストパルス発生部は、
    前記第1ノードの信号をラッチする第1ラッチ部と、
    前記クロック信号に応答して前記第1ラッチ部の出力信号をバッファリングして第2ノードに伝達する第1バッファと、
    前記第2ノードの信号をラッチする第2ラッチ部と、
    前記クロック信号に応答して前記第2ラッチ部の出力信号をバッファリングして伝達する論理素子と、
    をさらに含む、請求項2に記載の内部コマンド生成回路。
  4. 前記駆動部は、
    前記コマンドまたは前記内部コマンドのパルスが入力される区間で前記第1ノードをプルアップ駆動するプルアップ素子と、
    前記論理素子の出力信号に応答して前記第1ノードをプルダウン駆動するプルダウン素子と、
    を含む、請求項3に記載の内部コマンド生成回路。
  5. 前記バーストパルス発生部は、前記クロック信号に応答して前記第2ノードの信号をバッファリングして前記第1バーストパルスとして出力する第2バッファをさらに含む、請求項3に記載の内部コマンド生成回路。
  6. 前記パルスシフト部は、
    前記第1バーストパルスをクロック信号に同期してシフトして第2バーストパルスを生成し、前記バースト終了信号のパルスが入力されると前記第2バーストパルスはディセーブルされる第1シフト部と、
    前記第2バーストパルスを前記クロック信号に同期してシフトして前記内部コマンドを生成し、前記バーストコマンドのパルスが入力されると前記内部コマンドはディセーブルされる第2シフト部と、
    を含む、請求項1に記載の内部コマンド生成回路。
  7. 前記バースト終了信号のパルスは、バーストモードがBL8に設定された場合、前記コマンドが入力される時点から前記クロック信号の3周期区間経過後に発生し、前記バーストモードがBL16に設定された場合、前記コマンドが入力される時点から前記クロック信号の7周期区間経過後に発生する、請求項6に記載の内部コマンド生成回路。
  8. 前記第1シフト部は、
    前記第1バーストパルス及び前記バースト終了信号の反転信号を受信して論理演算を行う第1論理素子と、
    前記クロック信号に応答して前記第1論理素子の出力信号をバッファリングして前記第1バーストパルスとして伝達する第1バッファと、
    前記クロック信号に応答して前記第1論理素子の出力信号をバッファリングする第2論理素子と、
    前記クロック信号に応答して前記第2論理素子の出力信号をバッファリングして前記第2バーストパルスとして出力する第2バッファと、
    を含む、請求項6に記載の内部コマンド生成回路。
  9. 前記バーストコマンドは、前記内部コマンド生成動作を中断するために外部から印加されるインタラプト信号である、請求項6に記載の内部コマンド生成回路。
  10. 前記第2シフト部は、
    前記第2バーストパルス、前記コマンド及び前記バーストコマンドを受信して論理演算を行う論理素子と、
    前記クロック信号に応答して前記論理素子の出力信号をバッファリングして前記第2バーストパルスとして伝達するバッファと、
    前記クロック信号に応答して前記論理素子の出力信号をバッファリングする論理部と、
    を含む、請求項6に記載の内部コマンド生成回路。
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