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JP2012243251A - Memory system - Google Patents

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JP2012243251A
JP2012243251A JP2011115865A JP2011115865A JP2012243251A JP 2012243251 A JP2012243251 A JP 2012243251A JP 2011115865 A JP2011115865 A JP 2011115865A JP 2011115865 A JP2011115865 A JP 2011115865A JP 2012243251 A JP2012243251 A JP 2012243251A
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JP
Japan
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memory
data
clock signal
output
memory devices
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Withdrawn
Application number
JP2011115865A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Ishikawa
透 石川
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Micron Memory Japan Ltd
Original Assignee
Elpida Memory Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce risk of producing large noise at time of reading data in a memory system in which a plurality of memory devices are commonly connected to a memory controller.SOLUTION: The memory system comprises: a memory controller 32; and a plurality of memory devices 12a-12d. Each data terminal 20d of the memory devices 12a-12d is commonly connected to the memory controller 32. The memory device 12 includes a memory cell array 14 and a data output circuit 18 that outputs data read from the memory cell array 14. Timing when the memory devices 12a-12d output data is adjusted to be different from each other.

Description

本発明はメモリシステムに関し、特に、メモリコントローラに複数のメモリデバイスが共通接続された構成を有するメモリシステムに関する。   The present invention relates to a memory system, and more particularly to a memory system having a configuration in which a plurality of memory devices are commonly connected to a memory controller.

DRAM(Dynamic Random Access Memory)などのメモリデバイスを含むメモリシステムにおいては、システム全体のメモリ容量を増大すべく、複数のメモリデバイスが一つのメモリコントローラに共通接続されることがある。メモリコントローラとは、メモリデバイスにリードコマンドやライトコマンドなどの各種コマンドを発行するとともに、リードデータの受信やライトデータの送信を行うコントロールデバイスである。メモリコントローラは、CPU(Central Processing Unit)とメモリデバイスとの間に設けられることが多いが、CPUそのものがメモリコントローラの役割を果たすこともある。   In a memory system including a memory device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), a plurality of memory devices may be commonly connected to one memory controller in order to increase the memory capacity of the entire system. The memory controller is a control device that issues various commands such as a read command and a write command to the memory device, and also receives read data and transmits write data. The memory controller is often provided between a CPU (Central Processing Unit) and a memory device, but the CPU itself may serve as a memory controller.

特許第3558599号公報Japanese Patent No. 3558599

メモリデバイスがデータ(リードデータ)を出力するとき、一時的な電源ノイズが発生する。メモリシステムは、通常、このようなノイズを許容して動作できるように設計される。しかし、上述のような複数のメモリデバイスが一つのメモリコントローラに共通接続されるメモリシステムの場合、複数のメモリデバイスが同時にリードデータを出力すると複数のノイズが重畳され、大きなノイズになる可能性がある。このような大きなノイズは、メモリデバイスやメモリコントローラの誤動作の原因になりかねない。   When the memory device outputs data (read data), temporary power supply noise occurs. Memory systems are usually designed to operate with such noise tolerance. However, in the case of a memory system in which a plurality of memory devices as described above are commonly connected to a single memory controller, if a plurality of memory devices output read data simultaneously, a plurality of noises may be superimposed, resulting in a large noise. is there. Such a large noise may cause a malfunction of the memory device or the memory controller.

本発明にかかるメモリシステムは、メモリコントローラと、メモリコントローラと共通接続され、メモリコントローラから発行されるコマンドに基づいて動作する複数のメモリデバイスを備える。メモリデバイスは、メモリセルアレイとメモリセルアレイから読み出されたデータ(リードデータ)をメモリコントローラに出力するデータ出力回路を含む。複数のメモリデバイスにおいて、データ(リードデータ)の出力タイミングは互いに異なるように調整される。   A memory system according to the present invention includes a memory controller and a plurality of memory devices that are commonly connected to the memory controller and operate based on commands issued from the memory controller. The memory device includes a memory cell array and a data output circuit that outputs data (read data) read from the memory cell array to a memory controller. In a plurality of memory devices, the output timing of data (read data) is adjusted to be different from each other.

本発明によれば、複数のメモリデバイスがメモリコントローラに共通接続されるタイプのメモリシステムにおいて、データ読み出し時に大きなノイズが発生するリスクを低減しやすくなる。   According to the present invention, in a memory system of a type in which a plurality of memory devices are commonly connected to a memory controller, it is easy to reduce the risk of large noise occurring when reading data.

メモリシステムの模式的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a memory system. メモリチップの模式的な平面図である。It is a typical top view of a memory chip. 第1〜第4実施形態におけるメモリシステムの配線構造のブロック図である。It is a block diagram of the wiring structure of the memory system in the first to fourth embodiments. 第1実施形態におけるメモリデバイスとメモリコントローラの主要部のブロック図である。2 is a block diagram of main parts of a memory device and a memory controller in the first embodiment. FIG. データ出力回路の回路図である。It is a circuit diagram of a data output circuit. 第1実施形態における内部クロック信号ICLKとデータ出力のタイミングの関係を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing the relationship between internal clock signal ICLK and data output timing in the first embodiment. 第2実施形態におけるメモリデバイスとメモリコントローラの主要部のブロック図である。It is a block diagram of the principal part of the memory device and memory controller in 2nd Embodiment. 第2実施形態における内部クロック信号ICLKとデータ出力のタイミングの関係を示すタイムチャートである。10 is a time chart showing the relationship between internal clock signal ICLK and data output timing in the second embodiment. 第3実施形態におけるメモリデバイスとメモリコントローラの主要部のブロック図である。It is a block diagram of the principal part of the memory device and memory controller in 3rd Embodiment. 第3実施形態における内部クロック信号ICLKとデータ出力のタイミングの関係を示すタイムチャートである。10 is a time chart showing the relationship between internal clock signal ICLK and data output timing in the third embodiment. 第4実施形態におけるメモリデバイスとメモリコントローラの主要部のブロック図である。It is a block diagram of the principal part of the memory device and memory controller in 4th Embodiment. 出力タイミング調整回路とデータ出力回路の回路図である。It is a circuit diagram of an output timing adjustment circuit and a data output circuit. 第4実施形態における内部クロック信号ICLKとデータ出力のタイミングの関係を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the relationship between the internal clock signal ICLK in 4th Embodiment, and the timing of data output. リードデータDQの出力タイミング調整動作のフローチャートである。It is a flowchart of an output timing adjustment operation of read data DQ. 第4実施形態の変形例1におけるメモリデバイスとメモリコントローラの主要部のブロック図である。It is a block diagram of the principal part of the memory device and memory controller in the modification 1 of 4th Embodiment. 第4実施形態の変形例2におけるメモリデバイスとメモリコントローラの主要部のブロック図である。It is a block diagram of the principal part of the memory device and memory controller in the modification 2 of 4th Embodiment. 第5実施形態におけるメモリデバイスとメモリコントローラの主要部のブロック図である。It is a block diagram of the principal part of the memory device and memory controller in 5th Embodiment.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、メモリシステム10の模式的な断面図である。メモリシステム10には、2つのメモリチップ22a、22bと1つのメモリコントローラ32が積層される。メモリチップ22a、22bとメモリコントローラ32は、いずれもシリコン基板を用いた1チップの半導体デバイスである。本実施形態(第1〜第5実施形態)におけるメモリチップ22は同一構成の汎用DRAMチップである。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the memory system 10. In the memory system 10, two memory chips 22a and 22b and one memory controller 32 are stacked. The memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 are all one-chip semiconductor devices using a silicon substrate. The memory chip 22 in this embodiment (first to fifth embodiments) is a general-purpose DRAM chip having the same configuration.

汎用DRAMとは、外部とのインターフェースを担う「フロントエンド部」と、複数のメモリセルアレイとそれらへのアクセスを行う「バックエンド部」を含むDRAMである。SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)、DDR1(Double Data Rate 1)型のSDRAM、DDR2(Double Data Rate 2)型のSDRAM、DDR3(Double Data Rate 3)型のSDRAMなどが該当する。ここで、SDRAMではいわゆるプリフェッチ動作を行わず、一方、DDR1型、DDR2型、および、DDR3型のSDRAMにおいては、それぞれ2ビット単位、4ビット単位、及び、8ビット単位のプリフェッチ動作を行う。   The general-purpose DRAM is a DRAM including a “front end unit” that performs an interface with the outside, and a “back end unit” that accesses a plurality of memory cell arrays. Examples include SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), DDR1 (Double Data Rate 1) type SDRAM, DDR2 (Double Data Rate 2) type SDRAM, DDR3 (Double Data Rate 3) type SDRAM, and the like. Here, the so-called prefetch operation is not performed in the SDRAM, while the DDR1, DDR2, and DDR3 SDRAMs perform prefetch operations in 2-bit units, 4-bit units, and 8-bit units, respectively.

リード動作においては、1回のアクセスでバックエンド部からデータ入出力端子1個あたりSDRAMでは1ビット、DDR型SDRAMではプチフェッチ動作のビット数に応じたビット数のリードデータのリードデータをパラレルに読み出す。DDR型SDRAMではフロントエンド部によるパラレル/シリアル変換を経て、リードデータが出力される。ライト動作においては、1回のアクセスでフロントエンド部にデータ入出力端子1個あたりSDRAMでは1ビット、DDR型SDRAMではプチフェッチ動作のビット数に応じたビット数のライトデータをシリアル入力する。DDR型SDRAMではフロントエンド部によるシリアル/パラレル変換を経て、ライトデータはバックエンド部に供給される。汎用DRAMは、バックエンド部のみが集積されたいわゆる「コアチップ」ではない。   In the read operation, the read data of the read data of the number of bits corresponding to the number of bits in the SDRAM is 1 bit per the data input / output terminal from the back end unit in one access in the SDRAM, and in the DDR type SDRAM in the petit fetch operation in parallel. read out. In the DDR type SDRAM, read data is output through parallel / serial conversion by the front end unit. In the write operation, write data of 1 bit per data input / output terminal per data input / output terminal is serially input to the front end portion in one access, and the number of bits corresponding to the number of bits in the petit fetch operation is input to the DDR type SDRAM. In the DDR type SDRAM, the write data is supplied to the back end unit through serial / parallel conversion by the front end unit. The general-purpose DRAM is not a so-called “core chip” in which only the back end portion is integrated.

メモリチップ22a、22bやメモリコントローラ32には、シリコン基板を貫通する多数の貫通電極TSV(Through Silicon Via)が設けられる。貫通電極TSVにより、隣接するチップが電気的に接続される。メモリコントローラ32は、貫通電極TSVによりインターポーザ40の表面41に設けられた配線と電気的に接続されている。メモリコントローラ32とメモリチップ22a、22bは、封止樹脂50によって保護される。   The memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 are provided with a number of through silicon vias TSV (Through Silicon Via) penetrating the silicon substrate. Adjacent chips are electrically connected by the through electrode TSV. The memory controller 32 is electrically connected to the wiring provided on the surface 41 of the interposer 40 through the through silicon via TSV. The memory controller 32 and the memory chips 22a and 22b are protected by the sealing resin 50.

インターポーザ40は樹脂からなる回路基板であり、その裏面42には複数の外部端子(半田ボール)SBが形成されている。インターポーザ40は、メモリシステム10の機械的強度を確保するとともに、電極ピッチを拡大するための再配線基板として機能する。つまり、インターポーザ40の表面41に形成された電極をスルーホール電極によって裏面42に引き出し、裏面42に設けられた再配線層によって、外部端子SBのピッチを拡大している。   The interposer 40 is a circuit board made of resin, and a plurality of external terminals (solder balls) SB are formed on the back surface 42 thereof. The interposer 40 functions as a rewiring board for ensuring the mechanical strength of the memory system 10 and increasing the electrode pitch. That is, the electrodes formed on the front surface 41 of the interposer 40 are drawn out to the back surface 42 by through-hole electrodes, and the pitch of the external terminals SB is expanded by the rewiring layer provided on the back surface 42.

図2は、メモリチップ22aの模式的な平面図である。本実施形態におけるメモリチップ22aは、4つの領域に分割される。それぞれの領域にメモリデバイス12a〜12bが割り当てられる。メモリチップ22bについても同様である。すなわち、2枚のメモリチップ22がそれぞれ4つのメモリデバイス12を含むため、メモリシステム10は、計8個のメモリデバイス12を含む。メモリチップ22aにおいては、4つのメモリデバイス12a〜12dに4つのチャネルCH0〜CH3がわりあてられる。各チャネルCHには、それぞれ個別の貫通電極TSVが設置される。メモリデバイス12は、割り当てられたチャネルCHを介して、メモリコントローラ32と通信する。   FIG. 2 is a schematic plan view of the memory chip 22a. The memory chip 22a in this embodiment is divided into four areas. Memory devices 12a to 12b are assigned to the respective areas. The same applies to the memory chip 22b. That is, since each of the two memory chips 22 includes four memory devices 12, the memory system 10 includes a total of eight memory devices 12. In the memory chip 22a, four channels CH0 to CH3 are allocated to the four memory devices 12a to 12d. Each channel CH is provided with an individual through electrode TSV. The memory device 12 communicates with the memory controller 32 via the assigned channel CH.

図3は、第1〜第4実施形態におけるメモリシステム10の配線構造のブロック図である。2つのメモリチップ22a、22bは、4つのチャネルCH0〜CH3を共有する。チャネルCH0の場合、メモリコントローラ32に設けられたクロック端子30a、アドレス端子30b、コマンド端子30cおよびデータ端子30dは、メモリチップ22a、22bに設けられたクロック端子20a、アドレス端子20b、コマンド端子20cおよびデータ端子20dにそれぞれ共通接続されている。他のチャネルCHについても同様である。   FIG. 3 is a block diagram of a wiring structure of the memory system 10 in the first to fourth embodiments. The two memory chips 22a and 22b share the four channels CH0 to CH3. In the case of the channel CH0, the clock terminal 30a, address terminal 30b, command terminal 30c and data terminal 30d provided in the memory controller 32 are the clock terminal 20a, address terminal 20b, command terminal 20c and data terminal 30d provided in the memory chips 22a and 22b. The data terminals 20d are commonly connected to each other. The same applies to the other channels CH.

メモリコントローラ32から出力される外部クロック信号CLK、アドレスADDおよびコマンドCMDは、4つのチャネルCHを介して2つのメモリチップ22a、22bに共通で供給される。メモリチップ22a、22bから出力されるリードデータDQは、4つのチャネルCH0〜CH3を介してメモリコントローラ32に入力される。メモリコントローラ32から出力されるライトデータDQも、チャネルCH0〜CH3を介してメモリチップ22a、22bに入力される。本実施形態では、チャネルCHごとに128個のデータ端子が設けられている。したがって、4つのチャネルCHにより最大512(128×4)ビットのリードデータとライトデータを同時転送できる。   The external clock signal CLK, the address ADD, and the command CMD output from the memory controller 32 are commonly supplied to the two memory chips 22a and 22b via the four channels CH. Read data DQ output from the memory chips 22a and 22b is input to the memory controller 32 via the four channels CH0 to CH3. The write data DQ output from the memory controller 32 is also input to the memory chips 22a and 22b via the channels CH0 to CH3. In the present embodiment, 128 data terminals are provided for each channel CH. Therefore, 512 channels (128 × 4) bits of read data and write data can be transferred simultaneously by four channels CH.

メモリコントローラ32は、チップ選択信号によりメモリチップ22a、22bを選択する。チップ選択信号は、メモリチップ22a、22bごとに個別に設けられた配線を用いて各メモリチップ22a、22bに供給すればよい。一方、共通の配線を介してチップ選択信号をメモリチップ22a、22bに供給する場合には、各メモリチップ22a、22bにチップアドレスを割り当て、チップ選択信号の値とチップアドレスとが一致するメモリデバイスを選択すればよい。   The memory controller 32 selects the memory chips 22a and 22b according to the chip selection signal. The chip selection signal may be supplied to each of the memory chips 22a and 22b using a wiring provided individually for each of the memory chips 22a and 22b. On the other hand, when a chip selection signal is supplied to the memory chips 22a and 22b via a common wiring, a chip address is assigned to each of the memory chips 22a and 22b, and the value of the chip selection signal matches the chip address. Should be selected.

[第1実施形態]
図4は、第1実施形態におけるメモリチップ22a、22b、メモリコントローラ32の主要部のブロック図である。各メモリデバイス12の回路構成は同一であるため、図4においては代表してメモリチップ22aのチャネルCH0に対応するメモリデバイス12aの構成のみを示している。
[First Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram of main parts of the memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 in the first embodiment. Since the circuit configuration of each memory device 12 is the same, only the configuration of the memory device 12a corresponding to the channel CH0 of the memory chip 22a is representatively shown in FIG.

メモリデバイス12aは、メモリセルアレイ14、メモリセルアレイ14をアクセスするアクセス制御回路16、メモリセルアレイ14から読み出されたリードデータをデータ端子20dに出力するデータ出力回路18を有する。図4においては、128個のデータ端子20dをまとめて1個のデータ端子20dとして表記している。   The memory device 12a includes a memory cell array 14, an access control circuit 16 that accesses the memory cell array 14, and a data output circuit 18 that outputs read data read from the memory cell array 14 to a data terminal 20d. In FIG. 4, 128 data terminals 20d are collectively represented as one data terminal 20d.

メモリセルアレイ14は、多数のメモリセルMCを含む。アドレス端子20bから供給されるアドレスADDとコマンド端子20cから供給されるコマンドCMDは、アクセス制御回路16に入力される。アクセス制御回路16は、コマンドCMDがリードコマンドである場合には、アドレスADDが指定するメモリセルからデータを読み出し、データ出力回路18に供給する。データ出力回路18は、アクセス制御回路16より供給される出力イネーブル信号ENとクロック端子20aからバッファ64を経由して供給される出力タイミング信号CLKOに基づいて、読み出されたデータを外部に出力する。データ出力回路120の回路構成については後述する。第1実施形態における出力タイミング信号CLKOとは、クロック端子20aから供給される内部クロック信号ICLKをバッファ64にてバッファリングした信号である。   Memory cell array 14 includes a large number of memory cells MC. The address ADD supplied from the address terminal 20 b and the command CMD supplied from the command terminal 20 c are input to the access control circuit 16. When the command CMD is a read command, the access control circuit 16 reads data from the memory cell specified by the address ADD and supplies it to the data output circuit 18. The data output circuit 18 outputs the read data to the outside based on the output enable signal EN supplied from the access control circuit 16 and the output timing signal CLKO supplied from the clock terminal 20a via the buffer 64. . The circuit configuration of the data output circuit 120 will be described later. The output timing signal CLKO in the first embodiment is a signal obtained by buffering the internal clock signal ICLK supplied from the clock terminal 20a by the buffer 64.

メモリコントローラ32は、チャネルCH0〜CH3それぞれに、アドレスADD、コマンドCMDおよび内部クロック信号ICLKを供給する。メモリデバイス12に含まれる各種回路は、内部クロック信号ICLKにしたがって動作する。データ出力回路18は、出力タイミング信号CLKO(内部クロック信号ICLK)と同期する。チャネルCH0に供給される各種信号は、メモリチップ22a、22bそれぞれの搭載される2つのメモリデバイス12に共通して供給される。他のチャネルCHについても同様である。   The memory controller 32 supplies an address ADD, a command CMD, and an internal clock signal ICLK to each of the channels CH0 to CH3. Various circuits included in the memory device 12 operate according to the internal clock signal ICLK. The data output circuit 18 is synchronized with the output timing signal CLKO (internal clock signal ICLK). Various signals supplied to the channel CH0 are supplied in common to the two memory devices 12 on which the memory chips 22a and 22b are mounted. The same applies to the other channels CH.

メモリコントローラ32においては、チャネルCHごとに、アドレス生成回路24、コマンド生成回路26、クロック生成回路28が設けられる。コマンド生成回路26とアドレス生成回路24は、クロック生成回路28から供給される各種クロック信号にしたがって動作する。アドレス生成回路24はアドレスADDをメモリデバイス12に供給し、コマンド生成回路26はコマンドCMDをメモリデバイス12に供給する。   In the memory controller 32, an address generation circuit 24, a command generation circuit 26, and a clock generation circuit 28 are provided for each channel CH. The command generation circuit 26 and the address generation circuit 24 operate according to various clock signals supplied from the clock generation circuit 28. The address generation circuit 24 supplies the address ADD to the memory device 12, and the command generation circuit 26 supplies the command CMD to the memory device 12.

メモリコントローラ32は、更に、タイミング調整回路34を含む。タイミング調整回路34は、外部から供給される外部クロック信号CLKを内部クロック信号ICLKとして、各チャネルCHのクロック生成回路28に供給する。第1実施形態におけるタイミング調整回路34は、チャネルCHごとに内部クロック信号ICLKのタイミングをずらしている。   The memory controller 32 further includes a timing adjustment circuit 34. The timing adjustment circuit 34 supplies the external clock signal CLK supplied from the outside to the clock generation circuit 28 of each channel CH as the internal clock signal ICLK. The timing adjustment circuit 34 in the first embodiment shifts the timing of the internal clock signal ICLK for each channel CH.

タイミング調整回路34において、外部クロック信号CLKはラッチ回路36に入力される。ラッチ回路36は、外部クロック信号CLKのライズエッジを検出するごとにその出力である内部クロック信号ICLKを反転させる。すなわち、外部クロック信号CLKは、ラッチ回路36により1/2に分周される。   In the timing adjustment circuit 34, the external clock signal CLK is input to the latch circuit 36. Each time the latch circuit 36 detects the rising edge of the external clock signal CLK, the latch circuit 36 inverts the internal clock signal ICLK as its output. That is, the external clock signal CLK is divided by ½ by the latch circuit 36.

内部クロック信号ICLKは、インバータにより反転され、チャネルCH0〜CH3(クロック生成回路28a〜28d)に供給される。ただし、チャネルCH0以外のチャネルCH1〜CH3に供給される内部クロック信号ICLKは、遅延素子D1〜D3により遅延される。具体的には、チャネルCH1については遅延素子D1、チャネルCH2については遅延素子D1、D2、チャネルCH3については遅延素子D1〜D3によりそれぞれ内部クロック信号ICLKが遅延される。この結果、チャネルCH0〜CH3に供給される内部クロック信号ICLKのタイミングは互いに不一致となる。   Internal clock signal ICLK is inverted by an inverter and supplied to channels CH0 to CH3 (clock generation circuits 28a to 28d). However, the internal clock signal ICLK supplied to the channels CH1 to CH3 other than the channel CH0 is delayed by the delay elements D1 to D3. Specifically, internal clock signal ICLK is delayed by delay element D1 for channel CH1, delay elements D1 and D2 for channel CH2, and delay elements D1 to D3 for channel CH3, respectively. As a result, the timings of the internal clock signals ICLK supplied to the channels CH0 to CH3 are inconsistent with each other.

図5は、データ出力回路18の回路図である。データ出力回路18は、読み出されたデータDataと出力イネーブル信号ENを受けてP側駆動信号OP1およびN側駆動信号ON1を生成する論理回路38と、出力タイミング信号CLKOに同期してP側駆動信号OP1およびN側駆動信号ON1をそれぞれラッチするラッチ回路44、46と、ラッチ回路44から出力されたP側駆動信号OP2によってオン/オフ制御されるプルアップバッファ48と、ラッチ回路46から出力されたN側駆動信号ON2によってオン/オフ制御されるプルダウンバッファ52とを備えている。プルアップバッファ48はPチャンネル型のMOSトランジスタからなり、そのソースは高位側電源VDDQに接続され、ドレインはデータ端子20dに接続されている。また、プルダウンバッファ52はNチャンネル型のMOSトランジスタからなり、そのソースは低位側電源VSSQに接続され、ドレインはデータ端子20dに接続されている。   FIG. 5 is a circuit diagram of the data output circuit 18. The data output circuit 18 receives the read data Data and the output enable signal EN, generates a P-side drive signal OP1 and an N-side drive signal ON1, and a P-side drive in synchronization with the output timing signal CLKO. Latch circuits 44 and 46 that respectively latch the signal OP1 and the N-side drive signal ON1, a pull-up buffer 48 that is ON / OFF controlled by the P-side drive signal OP2 output from the latch circuit 44, and the latch circuit 46. And a pull-down buffer 52 that is on / off controlled by the N-side drive signal ON2. The pull-up buffer 48 is composed of a P-channel type MOS transistor, the source of which is connected to the higher power supply VDDQ, and the drain of which is connected to the data terminal 20d. The pull-down buffer 52 is composed of an N-channel MOS transistor, the source of which is connected to the lower power supply VSSQ, and the drain of which is connected to the data terminal 20d.

論理回路38は、出力イネーブル信号ENがローレベルに非活性化している場合には、リードデータDataの論理値に関わらず、P側駆動信号OP1をハイレベル、N側駆動信号ON1をローレベルとする。これにより、プルアップバッファ48およびプルダウンバッファ52はいずれもオフすることから、データ端子20dはハイインピーダンス状態となる。   When the output enable signal EN is inactivated to the low level, the logic circuit 38 sets the P-side drive signal OP1 to the high level and the N-side drive signal ON1 to the low level regardless of the logical value of the read data Data. To do. As a result, both the pull-up buffer 48 and the pull-down buffer 52 are turned off, and the data terminal 20d is in a high impedance state.

出力イネーブル信号ENがハイレベルに活性化している場合には、リードデータDataがハイレベルであればP側駆動信号OP1およびN側駆動信号ON1はいずれもローレベルとなり、リードデータDataがローレベルであればP側駆動信号OP1およびN側駆動信号ON1はいずれもハイレベルとなる。P側駆動信号OP1とN側駆動信号ON1がラッチ回路44、46にラッチされると、プルアップバッファ48とプルダウンバッファ52のいずれかがオンすることから、データ端子20dはリードデータDataと同じ論理レベルに駆動される。ラッチ回路44、46によるP側駆動信号OP1とN側駆動信号ON1のラッチタイミングは、出力タイミング信号CLKOに同期する。上述したように、遅延素子D1〜D3により、チャネルCHごとに出力タイミング信号CLKOのタイミングはずらされている。   When the output enable signal EN is activated to a high level, if the read data Data is at a high level, both the P-side drive signal OP1 and the N-side drive signal ON1 are at a low level, and the read data Data is at a low level. If present, both the P-side drive signal OP1 and the N-side drive signal ON1 are at a high level. When the P-side drive signal OP1 and the N-side drive signal ON1 are latched by the latch circuits 44 and 46, either the pull-up buffer 48 or the pull-down buffer 52 is turned on, so that the data terminal 20d has the same logic as the read data Data. Driven to level. The latch timing of the P-side drive signal OP1 and the N-side drive signal ON1 by the latch circuits 44 and 46 is synchronized with the output timing signal CLKO. As described above, the timing of the output timing signal CLKO is shifted for each channel CH by the delay elements D1 to D3.

図6は、第1実施形態における内部クロック信号ICLKとデータ出力タイミングの関係を示すタイムチャートである。アクセス制御回路16がコマンドCMDやアドレスADDを取得するタイミングは、内部クロック信号ICLKと同期する。また、データ出力回路18が、メモリセルアレイ14から読み出されたデータをデータ端子20dに出力するタイミングは、出力タイミング信号CLKO(内部クロック信号ICLK)と同期する。遅延素子D1〜D3により、チャネルCH0〜CH4に供給される内部クロック信号ICLKのタイミングは少しずつずれているため、各チャネルCHからデータが出力されるタイミングもずれている。プルアップバッファ48またはプルダウンバッファ52の動作により電源ノイズが発生する。第1実施形態においては、チャネルCHごとにリードデータの出力タイミングが一致しないため、これらのノイズが重畳されにくくなっている。   FIG. 6 is a time chart showing the relationship between the internal clock signal ICLK and the data output timing in the first embodiment. The timing at which the access control circuit 16 acquires the command CMD and the address ADD is synchronized with the internal clock signal ICLK. The timing at which the data output circuit 18 outputs the data read from the memory cell array 14 to the data terminal 20d is synchronized with the output timing signal CLKO (internal clock signal ICLK). Due to the delay elements D1 to D3, the timing of the internal clock signal ICLK supplied to the channels CH0 to CH4 is slightly shifted, so the timing at which data is output from each channel CH is also shifted. Power supply noise is generated by the operation of the pull-up buffer 48 or the pull-down buffer 52. In the first embodiment, since the output timing of the read data does not match for each channel CH, it is difficult for these noises to be superimposed.

チャネルCHごとに同一タイミングの内部クロック信号ICLKを供給した場合、データ出力時のノイズも同一タイミングで発生する。この場合、メモリシステム10内において電源ノイズが重畳され、大きな電源ノイズとなる。メモリデバイス12の数が多いときには、特に大きなノイズとなる可能性がある。大きなノイズが発生すると、メモリチップ22a、22bおよびメモリコントローラ32が誤動作するリスクがある。第1実施形態のメモリシステム10のように、メモリコントローラ32においてあらかじめ内部クロック信号ICLKのタイミングをずらしておくことにより、ノイズを分散し、大きなノイズが発生するのを防止できる。   When the internal clock signal ICLK having the same timing is supplied for each channel CH, noise at the time of data output is also generated at the same timing. In this case, the power supply noise is superimposed in the memory system 10, resulting in a large power supply noise. When the number of memory devices 12 is large, there is a possibility of particularly large noise. When large noise occurs, there is a risk that the memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 malfunction. By shifting the timing of the internal clock signal ICLK in advance in the memory controller 32 as in the memory system 10 of the first embodiment, noise can be dispersed and generation of large noise can be prevented.

[第2実施形態]
図7は、第2実施形態におけるメモリチップ22a、22b、メモリコントローラ32の主要部のブロック図である。第2実施形態は、第1実施形態とはタイミング調整回路34の構成が異なるがその他の点については同様である。第2実施形態におけるタイミング調整回路34も、チャネルCHごとに内部クロック信号ICLKのタイミングをずらしている。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram of main parts of the memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 in the second embodiment. The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the timing adjustment circuit 34, but the other points are the same. The timing adjustment circuit 34 in the second embodiment also shifts the timing of the internal clock signal ICLK for each channel CH.

タイミング調整回路34において、外部クロック信号CLKはラッチ回路54に入力される。ラッチ回路54の出力である内部クロック信号ICLK1は、外部クロック信号CLKのライズエッジを検出するごとに反転する。   In the timing adjustment circuit 34, the external clock signal CLK is input to the latch circuit 54. The internal clock signal ICLK1 that is the output of the latch circuit 54 is inverted every time the rising edge of the external clock signal CLK is detected.

内部クロック信号ICLK1は、チャネルCH3(クロック生成回路28c)にはそのまま供給され、チャネルCH0(クロック生成回路28a)にはインバータで反転された上で供給される。チャネルCH0、CH2(メモリデバイス12a、12c)を第1グループとよぶ。   The internal clock signal ICLK1 is supplied to the channel CH3 (clock generation circuit 28c) as it is, and is supplied to the channel CH0 (clock generation circuit 28a) after being inverted by an inverter. Channels CH0 and CH2 (memory devices 12a and 12c) are called a first group.

内部クロック信号ICLK1は、更に、ラッチ回路56にも入力される。外部クロック信号CLKは、反転論理にてラッチ回路56にも供給される。この結果、ラッチ回路56の出力である内部クロック信号ICLK2は、外部クロック信号CLKのフォールエッジを検出するごとに反転する。   The internal clock signal ICLK1 is also input to the latch circuit 56. The external clock signal CLK is also supplied to the latch circuit 56 by inverted logic. As a result, the internal clock signal ICLK2 that is the output of the latch circuit 56 is inverted every time a fall edge of the external clock signal CLK is detected.

内部クロック信号ICLK2も、チャネルCH3(クロック生成回路28d)にはそのまま供給され、チャネルCH1(クロック生成回路28b)にはインバータで反転された上で供給される。チャネルCH1、CH3(メモリデバイス12b、12d)を第2グループとよぶ。   The internal clock signal ICLK2 is also supplied to the channel CH3 (clock generation circuit 28d) as it is, and is supplied to the channel CH1 (clock generation circuit 28b) after being inverted by an inverter. Channels CH1 and CH3 (memory devices 12b and 12d) are called a second group.

まとめると、第1グループのメモリデバイス12は外部クロック信号CLKのライズエッジに同期し、第2グループのメモリデバイス12は外部クロック信号CLKのフォールエッジに同期することになる。更に、第1グループにおいて、チャネルCH0に供給される内部クロック信号ICLK1は、チャネルCH3に供給される内部クロック信号ICLK1の反転信号となっている。第2グループについても同様である。この結果、チャネルCH0〜CH3において、内部クロック信号ICLKは1/4周期ずつずれる。   In summary, the first group of memory devices 12 are synchronized with the rising edge of the external clock signal CLK, and the second group of memory devices 12 are synchronized with the falling edge of the external clock signal CLK. Further, in the first group, the internal clock signal ICLK1 supplied to the channel CH0 is an inverted signal of the internal clock signal ICLK1 supplied to the channel CH3. The same applies to the second group. As a result, in the channels CH0 to CH3, the internal clock signal ICLK is shifted by ¼ period.

図8は、第2実施形態における内部クロック信号ICLKとデータ出力タイミングの関係を示すタイムチャートである。チャネルCH0〜CH3に供給される内部クロック信号ICLKのタイミングは1/4周期ずつずれているため、各チャネルCHからデータが出力されるタイミングも1/4周期ずれている。   FIG. 8 is a time chart showing the relationship between the internal clock signal ICLK and the data output timing in the second embodiment. Since the timing of the internal clock signal ICLK supplied to the channels CH0 to CH3 is shifted by ¼ period, the timing at which data is output from each channel CH is also shifted by ¼ period.

4つのチャネルCHに供給される内部クロック信号ICLKのタイミングを1/4周期ずつずらしているため、データ信号線上のノイズが大きく分散されている。第1実施形態のように遅延素子D1〜D3により1/4周期分散させることも可能であるが、チャネルCHが4つのときには第2実施形態のタイミング調整回路34のような構成も可能である。一般化すると、n個のチャネルCHが存在するときには、内部クロック信号ICLKを1/n周期ずつずらすとき、ノイズをもっとも分散させることができる。   Since the timing of the internal clock signal ICLK supplied to the four channels CH is shifted by ¼ period, noise on the data signal line is greatly dispersed. As in the first embodiment, the delay elements D1 to D3 can be used to make 1/4 period dispersion. However, when there are four channels CH, a configuration like the timing adjustment circuit 34 of the second embodiment is also possible. In general, when n channels CH exist, noise can be most dispersed when the internal clock signal ICLK is shifted by 1 / n cycles.

[第3実施形態]
図9は、第3実施形態におけるメモリチップ22a、22b、メモリコントローラ32の主要部のブロック図である。第3実施形態は、第1、第2実施形態とはタイミング調整回路34の構成が異なるがその他の点については同様である。第3実施形態におけるタイミング調整回路34も、チャネルCHごとに内部クロック信号ICLKのタイミングをずらしている。
[Third Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram of main parts of the memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 in the third embodiment. The third embodiment is different from the first and second embodiments in the configuration of the timing adjustment circuit 34, but the other points are the same. The timing adjustment circuit 34 in the third embodiment also shifts the timing of the internal clock signal ICLK for each channel CH.

タイミング調整回路34において、外部クロック信号CLKはラッチ回路36に入力される。ラッチ回路36の出力である内部クロック信号ICLKは、外部クロック信号CLKのライズエッジを検出するごとに反転する。   In the timing adjustment circuit 34, the external clock signal CLK is input to the latch circuit 36. The internal clock signal ICLK, which is the output of the latch circuit 36, is inverted every time the rising edge of the external clock signal CLK is detected.

内部クロック信号ICLKは、インバータによる反転信号がチャネルCH0、CH1(クロック生成回路28a、28b)に供給される。また、更にインバータで再反転された信号がチャネルCH2、CH3(クロック生成回路28c、28d)に供給される。第3実施形態においては、チャネルCH0、CH1(メモリデバイス12a、12b)を第1グループ、チャネルCH2、CH3(メモリデバイス12c、12d)を第2グループとよぶ。   As for the internal clock signal ICLK, an inverted signal by the inverter is supplied to the channels CH0 and CH1 (clock generation circuits 28a and 28b). In addition, signals that are re-inverted by the inverter are supplied to the channels CH2 and CH3 (clock generation circuits 28c and 28d). In the third embodiment, channels CH0 and CH1 (memory devices 12a and 12b) are referred to as a first group, and channels CH2 and CH3 (memory devices 12c and 12d) are referred to as a second group.

第1グループのメモリデバイス12に供給される内部クロック信号ICLKは、第2グループのメモリデバイス12に供給される内部クロック信号ICLKの反転信号となっている。第1グループ(チャネルCH0、CH1)に供給される内部クロック信号ICLKは共通である。第2グループ(チャネルCH2、CH3)に供給される内部クロック信号も共通である。   The internal clock signal ICLK supplied to the first group of memory devices 12 is an inverted signal of the internal clock signal ICLK supplied to the second group of memory devices 12. The internal clock signal ICLK supplied to the first group (channels CH0 and CH1) is common. The internal clock signal supplied to the second group (channels CH2 and CH3) is also common.

図10は、第2実施形態における内部クロック信号ICLKとデータ出力タイミングの関係を示すタイムチャートである。第1グループ(チャネルCH0、CH1)と第2グループ(チャネルCH2、CH3)に供給される内部クロック信号ICLKのタイミングは1/2周期ずつずれているため、各グループからデータが出力されるタイミングも1/2周期ずれている。   FIG. 10 is a time chart showing the relationship between the internal clock signal ICLK and the data output timing in the second embodiment. Since the timing of the internal clock signal ICLK supplied to the first group (channels CH0 and CH1) and the second group (channels CH2 and CH3) is shifted by ½ period, the timing at which data is output from each group is also included. There is a 1/2 cycle shift.

第1グループ(チャネルCH0、CH1)には、同一タイミングの内部クロック信号ICLKが供給されるため、ノイズが重畳される。この結果、第1、第2実施形態に比べるとノイズが大きい。第2グループ(チャネルCH2、CH3)についても同様である。ただし、4つのチャネルCH0〜CH3のすべてのノイズが重畳することはない。2つ程度のノイズの重畳が許容される場合には、第3実施形態のタイミング調整回路34には回路構成をシンプルにできるというメリットがある。   Since the internal clock signal ICLK with the same timing is supplied to the first group (channels CH0 and CH1), noise is superimposed. As a result, the noise is larger than in the first and second embodiments. The same applies to the second group (channels CH2 and CH3). However, all noises of the four channels CH0 to CH3 are not superimposed. When the superposition of about two noises is allowed, the timing adjustment circuit 34 of the third embodiment has an advantage that the circuit configuration can be simplified.

なお、後述の第4実施形態の方法を応用し、メモリデバイス12側にてチャネルCH0の内部クロック信号ICLKとチャネルCH1における内部クロック信号ICLKをずらしたり、チャネルCH2の内部クロック信号ICLKとチャネルCH3における内部クロック信号ICLKをずらしてもよい。   By applying the method of the fourth embodiment described later, the internal clock signal ICLK of the channel CH0 and the internal clock signal ICLK of the channel CH1 are shifted on the memory device 12 side, or the internal clock signal ICLK of the channel CH2 and the channel CH3 The internal clock signal ICLK may be shifted.

[第4実施形態]
図11は、第4実施形態におけるメモリチップ22a、22b、メモリコントローラ32の主要部のブロック図である。第4実施形態におけるタイミング調整回路34は、第3実施形態と同様である。第4実施形態において、メモリコントローラ32には、データ入力回路60、入力タイミング測定回路62が追加される。また、各メモリデバイス12には出力タイミング調整回路58が追加される。
[Fourth Embodiment]
FIG. 11 is a block diagram of main parts of the memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 in the fourth embodiment. The timing adjustment circuit 34 in the fourth embodiment is the same as that in the third embodiment. In the fourth embodiment, a data input circuit 60 and an input timing measurement circuit 62 are added to the memory controller 32. In addition, an output timing adjustment circuit 58 is added to each memory device 12.

第4実施形態におけるタイミング調整回路34は、クロック生成回路28a〜28dには同一の内部クロック信号ICLKを供給する。いいかえれば、メモリコントローラ32から各メモリデバイス12には、同一タイミングの内部クロック信号ICLKが供給される。   The timing adjustment circuit 34 in the fourth embodiment supplies the same internal clock signal ICLK to the clock generation circuits 28a to 28d. In other words, the internal clock signal ICLK having the same timing is supplied from the memory controller 32 to each memory device 12.

メモリデバイス12に搭載される出力タイミング調整回路58は、内部クロック信号ICLKを遅延させた出力タイミング信号CLKOをデータ出力回路18に供給する。いいかえれば、第4実施形態における内部クロック信号ICLKと出力タイミング信号CLKOはタイミングのずれは、メモリコントローラ32ではなく出力タイミング調整回路58によって調整される。出力タイミング調整回路58による遅延量は、チャネルCHによって異なる。遅延量は、コマンドCMDによりメモリデバイス12ごとに設定される。   The output timing adjustment circuit 58 mounted on the memory device 12 supplies an output timing signal CLKO obtained by delaying the internal clock signal ICLK to the data output circuit 18. In other words, the timing difference between the internal clock signal ICLK and the output timing signal CLKO in the fourth embodiment is adjusted not by the memory controller 32 but by the output timing adjustment circuit 58. The amount of delay by the output timing adjustment circuit 58 differs depending on the channel CH. The amount of delay is set for each memory device 12 by the command CMD.

メモリコントローラ32の入力タイミング測定回路62は、入力タイミング信号CLKIを生成する。データ入力回路60は、メモリセルアレイ14から読み出されたリードデータDQを入力タイミング信号CLKIに同期してラッチする。入力タイミング測定回路62は、データ入力回路60がリードデータDQをラッチしたタイミングを測定する。   The input timing measurement circuit 62 of the memory controller 32 generates an input timing signal CLKI. The data input circuit 60 latches the read data DQ read from the memory cell array 14 in synchronization with the input timing signal CLKI. The input timing measurement circuit 62 measures the timing at which the data input circuit 60 latches the read data DQ.

具体的には、コマンドCMDによりデータ読み出しが指示されたあと、入力タイミング測定回路62は高周波数にて入力タイミング信号CLKIを連続的に発生させる。データ入力回路60は、入力タイミング信号CLKIを検出するごとにリードデータDQのラッチをトライする。入力タイミング測定回路62は、ラッチに成功したときのタイミング(ラッチに成功するまでの入力タイミング信号CLKIの発生回数)を測定する。これにより、入力タイミング測定回路62は、リードコマンドの供給後、実際にリードデータDQがデータ入力回路60に検出されるまでの時間を測定する。   Specifically, after data read is instructed by the command CMD, the input timing measurement circuit 62 continuously generates the input timing signal CLKI at a high frequency. The data input circuit 60 tries to latch the read data DQ every time the input timing signal CLKI is detected. The input timing measurement circuit 62 measures the timing when the latch is successful (the number of times the input timing signal CLKI is generated until the latch is successful). As a result, the input timing measurement circuit 62 measures the time from when the read command is supplied until the read data DQ is actually detected by the data input circuit 60.

たとえば、入力タイミング測定回路62は、リードコマンドの発行後に連続30回の入力タイミング信号CLKIを発生させる。データ入力回路60は、30回の入力タイミング信号CLKIに応答して、データ端子20dから出力されてくるはずのリードデータDQをラッチしようとする。仮に、チャネルCH0においては13回目以降の入力タイミング信号CLKIにてラッチが成功したときには、この「13回」という数字により、チャネルCH0のデータ出力タイミングを特定する。更に詳細については、特願2010−145514号公報に記載されているとおりである。一般的には、製造プロセスにおけるばらつきなどにより、チャネルCH間でのデータ出力タイミングは若干ずれることもある。   For example, the input timing measurement circuit 62 generates the input timing signal CLKI 30 times continuously after issuing the read command. The data input circuit 60 tries to latch the read data DQ that should be output from the data terminal 20d in response to the input timing signal CLKI 30 times. If the channel CH0 is successfully latched by the 13th and subsequent input timing signal CLKI, the data output timing of the channel CH0 is specified by the number “13”. Further details are as described in Japanese Patent Application No. 2010-145514. In general, the data output timing between channels CH may slightly shift due to variations in the manufacturing process.

コマンド生成回路26a〜26dは、入力タイミング測定回路220による測定結果に基づいて設定コマンドを発行する。設定コマンドとは、出力タイミング調整回路58に遅延量を1単位だけ増加させるコマンドである。ここでいう1単位とは、入力タイミング信号CLKIの1周期分に相当するが、必ずしも同一でなくてもよい。   The command generation circuits 26 a to 26 d issue a setting command based on the measurement result by the input timing measurement circuit 220. The setting command is a command for causing the output timing adjustment circuit 58 to increase the delay amount by one unit. Here, one unit corresponds to one cycle of the input timing signal CLKI, but it is not necessarily the same.

一例として、チャネルCH0〜CH3のデータ出力タイミングが、12回、13回、14回、13回であったとする。ここで、チャネルCH1〜CH3については、13→16回、14→20回、13→24回となるように出力タイミングを調整すれば、結果として、各チャネルCHの出力タイミングが4単位ずつ分散されることになる。上記の例では、チャネルCH1には設定コマンドを3回発行することにより(13+3=16)、出力タイミング調整回路58の遅延量を調整している。同様に、チャネルCH2、チャネルCH3への設定コマンドの発行回数はそれぞれ6回、11回である。   As an example, it is assumed that the data output timings of the channels CH0 to CH3 are 12, 13, 14, and 13 times. Here, for the channels CH1 to CH3, if the output timing is adjusted so as to be 13 → 16 times, 14 → 20 times, 13 → 24 times, as a result, the output timing of each channel CH is dispersed by 4 units. Will be. In the above example, the delay amount of the output timing adjustment circuit 58 is adjusted by issuing the setting command to the channel CH1 three times (13 + 3 = 16). Similarly, the number of setting commands issued to channel CH2 and channel CH3 is 6 times and 11 times, respectively.

図12は、第4実施形態におけるデータ出力回路18と出力タイミング調整回路58の回路図である。第4実施形態においても、ラッチ回路44、46によるP側駆動信号OP1とN側駆動信号ON1のラッチタイミングは、出力タイミング信号CLKOに同期する。出力タイミング信号CLKOは、クロック端子20aに入力された外部クロックCLKがバッファ64や可変遅延回路66、68を通過することによって生成される。この可変遅延回路66、68の遅延量が上述の設定コマンドによって制御される。1つのメモリデバイス12は128個のデータ端子20dを有するため、可変遅延回路66、68を通過した出力タイミング信号CLKOは、クロックツリー70によって分岐され、それぞれのデータ出力回路18に分配される。   FIG. 12 is a circuit diagram of the data output circuit 18 and the output timing adjustment circuit 58 in the fourth embodiment. Also in the fourth embodiment, the latch timing of the P-side drive signal OP1 and the N-side drive signal ON1 by the latch circuits 44 and 46 is synchronized with the output timing signal CLKO. The output timing signal CLKO is generated when the external clock CLK input to the clock terminal 20a passes through the buffer 64 and the variable delay circuits 66 and 68. The delay amounts of the variable delay circuits 66 and 68 are controlled by the above setting command. Since one memory device 12 has 128 data terminals 20 d, the output timing signal CLKO that has passed through the variable delay circuits 66 and 68 is branched by the clock tree 70 and distributed to the respective data output circuits 18.

図13は、第4実施形態における内部クロック信号ICLKとデータ出力タイミングの関係を示すタイムチャートである。第4実施形態においては、メモリコントローラ32からチャネルCH0〜CH3には同一タイミングにて内部クロック信号ICLKが供給される。   FIG. 13 is a time chart showing the relationship between the internal clock signal ICLK and the data output timing in the fourth embodiment. In the fourth embodiment, the internal clock signal ICLK is supplied from the memory controller 32 to the channels CH0 to CH3 at the same timing.

チャネルCHごとに、出力タイミング調整回路58に含まれる可変遅延回路66、68の遅延量が調整される。この結果、チャネルCH0〜CH3におけるデータ出力のタイミングが分散される。第4実施形態においては、メモリコントローラ32は、設定コマンドにより遅延制御を行うが、実際にメモリデバイス12に供給する内部クロック信号ICLKを遅延させる必要はない。   The delay amounts of the variable delay circuits 66 and 68 included in the output timing adjustment circuit 58 are adjusted for each channel CH. As a result, the timing of data output in the channels CH0 to CH3 is dispersed. In the fourth embodiment, the memory controller 32 performs delay control by a setting command, but it is not necessary to delay the internal clock signal ICLK that is actually supplied to the memory device 12.

図14はリードデータDQの出力タイミング調整動作のフローチャートである。メモリコントローラ32は、チャネルCH0〜CH3から1つのチャネルCHを選択する(S10)。ここでは、チャネルCH0を選択したとする。メモリコントローラ32のコマンド生成回路26aは、チャネルCH0にリードコマンドを発行する(S12)。同時に、入力タイミング測定回路62は連続的に入力タイミング信号CLKIを活性化させる。データ入力回路60は、入力タイミング信号CLKIが活性化されるごとにリードデータDQのラッチをトライする。入力タイミング測定回路62は、ラッチに成功したタイミングを特定する(S14)。   FIG. 14 is a flowchart of the operation of adjusting the output timing of the read data DQ. The memory controller 32 selects one channel CH from the channels CH0 to CH3 (S10). Here, it is assumed that channel CH0 is selected. The command generation circuit 26a of the memory controller 32 issues a read command to the channel CH0 (S12). At the same time, the input timing measurement circuit 62 continuously activates the input timing signal CLKI. The data input circuit 60 tries to latch the read data DQ every time the input timing signal CLKI is activated. The input timing measurement circuit 62 specifies the timing at which the latch is successful (S14).

メモリコントローラ32は、チャネルCH1〜CH3から次のチャネルCHを選択する(S16)。ここではチャネルCH1が選択されたとする。コマンド生成回路26bは、チャネルCH1の出力タイミング調整回路58における遅延量を増加させるための設定コマンドを発行する(S18)。コマンド生成回路26bは、チャネルCH1にリードコマンドを発行し(S20)、入力タイミング測定回路62はデータ入力回路60がリードデータDQをラッチしたタイミングを測定する(S22)。チャネルCH0とチャネルCH1の出力タイミングの差Tdが、所定の閾値Thよりも大きければ(S24のY)、いいかえれば、充分に出力タイミングがずらされていれば、S26に移行する。TdがTh以下であれば(S24のN)、遅延量を更に1単位増加させるために設定コマンドが発行される(S18)。このような処理を繰り返すことにより、チャネルCH0とチャネルCH1の出力タイミングを分散させる。   The memory controller 32 selects the next channel CH from the channels CH1 to CH3 (S16). Here, it is assumed that the channel CH1 is selected. The command generation circuit 26b issues a setting command for increasing the delay amount in the output timing adjustment circuit 58 of the channel CH1 (S18). The command generation circuit 26b issues a read command to the channel CH1 (S20), and the input timing measurement circuit 62 measures the timing at which the data input circuit 60 latches the read data DQ (S22). If the output timing difference Td between the channel CH0 and the channel CH1 is larger than the predetermined threshold Th (Y in S24), in other words, if the output timing is sufficiently shifted, the process proceeds to S26. If Td is equal to or less than Th (N in S24), a setting command is issued to further increase the delay amount by one unit (S18). By repeating such processing, the output timings of channel CH0 and channel CH1 are dispersed.

充分にタイミングをずらしたあと(S24のY)、更に調整すべきチャネルCHが残っていれば、処理はS16に移行し、次のチャネルCHが選ばれる(S16)。ここでは、チャネルCH1のあとにチャネルCH2が選ばれ、チャネルCH1とチャネルCH2のデータの出力タイミングが分散される。同様に、チャネルCH2とチャネルCH3のデータの出力タイミングも分散される。チャネルCH3の出力タイミングが確定すると(S26のY)、処理は終了する。   After sufficiently shifting the timing (Y in S24), if there remains a channel CH to be adjusted, the process proceeds to S16, and the next channel CH is selected (S16). Here, channel CH2 is selected after channel CH1, and the output timing of the data of channel CH1 and channel CH2 is distributed. Similarly, the output timing of the data of channel CH2 and channel CH3 is also distributed. When the output timing of channel CH3 is determined (Y in S26), the process ends.

図15は、第4実施形態の変形例1におけるメモリチップ22a、22b、メモリコントローラ32の主要ブロック図である。変形例1においては、入力タイミング測定回路62の測定結果に基づいて決定されるべき可変遅延回路66等の遅延量が工場出荷時に設定される。このような固有の遅延量をコマンド生成回路26a等に記憶させておいてもよい。この場合には、コマンド生成回路26はパワーオン時に遅延量を読み出し、各出力タイミング調整回路58に設定すればよい。工場出荷時に外部の測定機器によって各データ出力回路18によるデータの出力タイミングを測定し、その測定結果に基づく適切な遅延量をコマンド生成回路26に登録しておけばよい。なお、遅延量は、出力タイミング調整回路58に含まれる可変遅延回路66等にあらかじめ設定しておいてもよい。   FIG. 15 is a main block diagram of the memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 according to Modification 1 of the fourth embodiment. In the first modification, the delay amount of the variable delay circuit 66 and the like to be determined based on the measurement result of the input timing measurement circuit 62 is set at the time of shipment from the factory. Such a specific delay amount may be stored in the command generation circuit 26a or the like. In this case, the command generation circuit 26 may read the delay amount at power-on and set it in each output timing adjustment circuit 58. The data output timing of each data output circuit 18 may be measured by an external measuring device at the time of factory shipment, and an appropriate delay amount based on the measurement result may be registered in the command generation circuit 26. Note that the delay amount may be set in advance in the variable delay circuit 66 included in the output timing adjustment circuit 58.

図16は、第4実施形態の変形例2におけるメモリチップ22a、22b、メモリコントローラ32の主要ブロック図である。変形例2においては、クロック生成回路28、コマンド生成回路26、アドレス生成回路24が、全チャネルCHについて統一されている。第4実施形態においては、メモリコントローラ32においてチャネルCHごとに内部クロック信号ICLKのタイミングをずらす必要がないため、このような構成が可能となる。   FIG. 16 is a main block diagram of the memory chips 22a and 22b and the memory controller 32 according to Modification 2 of the fourth embodiment. In the second modification, the clock generation circuit 28, the command generation circuit 26, and the address generation circuit 24 are unified for all channels CH. In the fourth embodiment, since it is not necessary to shift the timing of the internal clock signal ICLK for each channel CH in the memory controller 32, such a configuration is possible.

[第5実施形態]
図17は、第5実施形態におけるメモリデバイスとメモリコントローラの主要部のブロック図である。第5実施形態においては、1つのチャネルCHに1つのメモリチップ22が対応している。いいかえれば、1つのメモリチップ22に1つのメモリデバイス12が搭載されるタイプである。その他は第2実施形態と同様である。複数のメモリデバイス12が、1つのメモリコントローラ32に共通接続されている点についても同様である。メモリチップ22a〜22dの全部または一部は、図1に示したように積層されてもよい。なお、図17では、第2実施形態に基づき、1つのチャネルCHに1つのメモリチップ22が対応する構成を示したが、第1、第3〜第4の実施形態に基づき、1つのチャネルCHに1つのメモリチップ22が対応する構成としてもよい。
[Fifth Embodiment]
FIG. 17 is a block diagram of main parts of the memory device and the memory controller in the fifth embodiment. In the fifth embodiment, one memory chip 22 corresponds to one channel CH. In other words, this is a type in which one memory device 12 is mounted on one memory chip 22. Others are the same as in the second embodiment. The same applies to the point that a plurality of memory devices 12 are commonly connected to one memory controller 32. All or part of the memory chips 22a to 22d may be stacked as shown in FIG. FIG. 17 shows a configuration in which one memory chip 22 corresponds to one channel CH based on the second embodiment, but one channel CH based on the first, third to fourth embodiments. Alternatively, one memory chip 22 may correspond to each other.

以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。   The present invention has been described based on some embodiments. Those skilled in the art will understand that these embodiments are examples, and that various modifications and changes are possible within the scope of the claims of the present invention, and that such modifications and changes are also within the scope of the claims of the present invention. It is where it is done. Accordingly, the description and drawings herein are to be regarded as illustrative rather than restrictive.

10 メモリシステム、12 メモリデバイス、14 メモリセルアレイ、16 アクセス制御回路、18 データ出力回路、22 メモリチップ、24 アドレス生成回路、26 コマンド生成回路、28 クロック生成回路、32 メモリコントローラ、34 タイミング調整回路、36 ラッチ回路、38 論理回路、40 インターポーザ、44 ラッチ回路、46 ラッチ回路、48 プルアップバッファ、50 封止樹脂、52 プルダウンバッファ、54 ラッチ回路、56 ラッチ回路、58 出力タイミング調整回路、60 データ入力回路、62 入力タイミング測定回路、64 バッファ、66 可変遅延回路、68 可変遅延回路、70 クロックツリー、TSV 貫通電極、CH チャネル、ADD アドレス、CMD コマンド、CLK 外部クロック信号、ICLK 内部クロック信号、CLKO 出力タイミング信号、CLKI 入力タイミング信号、EN 出力イネーブル信号、D1〜D3 遅延素子。   10 memory system, 12 memory device, 14 memory cell array, 16 access control circuit, 18 data output circuit, 22 memory chip, 24 address generation circuit, 26 command generation circuit, 28 clock generation circuit, 32 memory controller, 34 timing adjustment circuit, 36 latch circuit, 38 logic circuit, 40 interposer, 44 latch circuit, 46 latch circuit, 48 pull-up buffer, 50 sealing resin, 52 pull-down buffer, 54 latch circuit, 56 latch circuit, 58 output timing adjustment circuit, 60 data input Circuit, 62 input timing measurement circuit, 64 buffer, 66 variable delay circuit, 68 variable delay circuit, 70 clock tree, TSV through electrode, CH channel, ADD address, CMD command, CL K external clock signal, ICLK internal clock signal, CLKO output timing signal, CLKI input timing signal, EN output enable signal, D1-D3 delay elements.

Claims (17)

メモリコントローラと、
それぞれが前記メモリコントローラから発行されるコマンドに基づいて動作する第1および第2のメモリデバイスと、を備え、
前記第1および第2のメモリデバイスは、
メモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイから読み出されたデータを前記メモリコントローラに出力するデータ出力回路と、をそれぞれ含み、
前記第1および第2のメモリデバイスは、互いに異なる出力タイミングで前記データを出力するように調整されることを特徴とするメモリシステム。
A memory controller;
First and second memory devices each operating based on a command issued from the memory controller,
The first and second memory devices are:
A memory cell array;
A data output circuit for outputting data read from the memory cell array to the memory controller,
The memory system, wherein the first and second memory devices are adjusted to output the data at different output timings.
前記メモリコントローラは、前記第1および第2のメモリデバイスそれぞれの前記出力タイミングを異ならせるタイミング調整回路を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。   The memory system according to claim 1, wherein the memory controller further includes a timing adjustment circuit that varies the output timing of each of the first and second memory devices. 前記メモリデバイスは、前記出力タイミングを調整する出力タイミング調整回路を更に含み、
前記第1および第2のメモリデバイスは、それぞれの前記出力タイミング調整回路の設定に応じて、互いに異なる前記出力タイミングにて前記データを出力することを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。
The memory device further includes an output timing adjustment circuit for adjusting the output timing,
2. The memory system according to claim 1, wherein the first and second memory devices output the data at the output timings different from each other according to settings of the output timing adjustment circuits.
前記メモリコントローラの前記タイミング調整回路は、外部クロック信号を受け取り、前記外部クロック信号に応じて位相が異なる第1および第2のクロック信号を生成し、前記第1のメモリデバイスは前記第1のクロック信号に応じた前記出力タイミングで前記データを出力し、前記第2のメモリデバイスは前記第2のクロック信号に応じた前記出力タイミングで前記データを出力することを特徴とする請求項2に記載のメモリシステム。   The timing adjustment circuit of the memory controller receives an external clock signal, generates first and second clock signals having different phases according to the external clock signal, and the first memory device has the first clock 3. The data according to claim 2, wherein the data is output at the output timing according to a signal, and the second memory device outputs the data at the output timing according to the second clock signal. Memory system. 前記メモリコントローラの前記タイミング調整回路は、第1および第2の遅延時間に対応するる第1および第2の遅延素子により、前記外部クロック信号から前記第1および第2のクロック信号を生成することを特徴とする請求項4に記載のメモリシステム。   The timing adjustment circuit of the memory controller generates the first and second clock signals from the external clock signal by first and second delay elements corresponding to the first and second delay times. The memory system according to claim 4. それぞれが前記メモリコントローラから発行される前記コマンドに基づいて動作する複数の第3のメモリデバイスを更に備え、
前記第3のメモリデバイスは、
メモリセルアレイと
前記メモリセルアレイから読み出されたデータを前記メモリコントローラに出力するデータ出力回路と、を含み、
前記メモリコントローラは、(1/前記第1および第2のメモリデバイスと前記複数の第3のメモリデバイスの合計個数)ずつ位相が異なる複数のクロック信号を生成し、
前記第1、第2のメモリデバイス、および、前記複数の第3のメモリデバイスのそれぞれは、前記複数のクロック信号のうちの1つのクロック信号に応じた前記出力タイミングで前記データを出力することを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。
A plurality of third memory devices each operating based on the command issued from the memory controller;
The third memory device is
A memory cell array and a data output circuit for outputting data read from the memory cell array to the memory controller;
The memory controller generates a plurality of clock signals having different phases by (1 / the total number of the first and second memory devices and the plurality of third memory devices),
Each of the first, second memory device, and the plurality of third memory devices outputs the data at the output timing corresponding to one clock signal of the plurality of clock signals. The memory system according to claim 1, wherein:
それぞれが前記メモリコントローラから発行される前記コマンドに基づいて動作する第3および第4のメモリデバイスを更に備え、
前記第3および第4のメモリデバイスは、
メモリセルアレイと
前記メモリセルアレイから読み出されたデータを前記メモリコントローラに出力するデータ出力回路と、を含み、
前記メモリコントローラは、外部クロック信号を受け取り、前記外部クロック信号のライズエッジに応じた第1のクロック信号と前記外部クロック信号のフォールエッジに応じた第2のクロック信号とを生成し、
前記第1および前記第3のメモリデバイスは、前記第1のクロック信号に応じて前記データを出力し、
前記第2および前記第4のメモリデバイスは、前記第2のクロック信号に応じて前記データを出力することを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。
Further comprising third and fourth memory devices, each of which operates based on the command issued from the memory controller;
The third and fourth memory devices are:
A memory cell array and a data output circuit for outputting data read from the memory cell array to the memory controller;
The memory controller receives an external clock signal and generates a first clock signal corresponding to a rising edge of the external clock signal and a second clock signal corresponding to a fall edge of the external clock signal;
The first and third memory devices output the data in response to the first clock signal;
The memory system according to claim 1, wherein the second and fourth memory devices output the data according to the second clock signal.
前記メモリコントローラは、前記第1のクロック信号に応じて互いに位相の異なる第1および第3の内部クロック信号を生成し、かつ、前記第2のクロック信号に応じて互いに位相の異なる第2および第4の内部クロック信号を生成し、
前記第1から第4のメモリデバイスは、それぞれ、前記第1から第4の内部クロック信号に応じて前記データを出力することを特徴とする請求項7に記載のメモリシステム。
The memory controller generates first and third internal clock signals having different phases according to the first clock signal, and second and second phases having different phases according to the second clock signal. 4 internal clock signals,
8. The memory system according to claim 7, wherein each of the first to fourth memory devices outputs the data according to the first to fourth internal clock signals.
前記第1の内部クロック信号と前記第3の内部クロック信号とは互いに逆位相の関係であり、前記第2の内部クロック信号と前記第4の内部クロック信号とは互いに逆位相の関係であることを特徴とする請求項8に記載のメモリシステム。   The first internal clock signal and the third internal clock signal are in an anti-phase relationship with each other, and the second internal clock signal and the fourth internal clock signal are in an anti-phase relationship with each other. The memory system according to claim 8. 前記メモリコントローラは、前記データが入力されるタイミングを測定する入力タイミング測定回路を含み、前記入力タイミング測定回路による測定結果に基づいて、前記第1および第2のメモリデバイスの前記出力タイミング調整回路の設定を調整し、前記第1および第2のメモリデバイスが前記データを出力する前記出力タイミングを調整することを特徴とする請求項3に記載のメモリシステム。   The memory controller includes an input timing measurement circuit that measures the timing at which the data is input, and based on the measurement result of the input timing measurement circuit, the output timing adjustment circuit of the first and second memory devices. 4. The memory system according to claim 3, wherein a setting is adjusted, and the output timing at which the first and second memory devices output the data is adjusted. 前記第1および第2のメモリデバイスは、それぞれ固有の遅延時間を記憶し、前記遅延時間に応じて前記出力タイミング調整回路の設定を調整することを特徴とする請求項3に記載のメモリシステム。   4. The memory system according to claim 3, wherein each of the first and second memory devices stores a unique delay time and adjusts a setting of the output timing adjustment circuit according to the delay time. 前記メモリコントローラと前記第1および第2のメモリデバイスが一つのインターポーザ上にパッケージングされていることを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。   2. The memory system according to claim 1, wherein the memory controller and the first and second memory devices are packaged on one interposer. 前記第1および第2のメモリデバイスが互いに積層されていることを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。   2. The memory system according to claim 1, wherein the first and second memory devices are stacked on each other. 前記メモリコントローラと前記第1および第2のメモリデバイスが互いに積層されていることを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。   2. The memory system according to claim 1, wherein the memory controller and the first and second memory devices are stacked on each other. 前記複数のメモリデバイスに設けられたデータ端子と前記メモリコントローラに設けられたデータ端子は、前記複数のメモリデバイスをそれぞれ貫通する貫通電極を介して接続されていることを特徴とする請求項14に記載のメモリシステム。   15. The data terminal provided in the plurality of memory devices and the data terminal provided in the memory controller are connected to each other through through electrodes penetrating the plurality of memory devices. The described memory system. 前記第1および第2のメモリデバイスが単一の半導体チップ上に形成されることを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。   2. The memory system according to claim 1, wherein the first and second memory devices are formed on a single semiconductor chip. 前記第1および第2のメモリデバイスが互いに異なる半導体チップ上に形成されることを特徴とする請求項1に記載のメモリシステム。   The memory system according to claim 1, wherein the first and second memory devices are formed on different semiconductor chips.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021061078A (en) * 2019-10-04 2021-04-15 本田技研工業株式会社 Semiconductor device

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