JP2013196746A - Semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明による実施形態は、半導体記憶装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a semiconductor memory device.
一般に、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性メモリは、JEDECのLPDDR2(Low Power Double Data Rate 2)の規格に準拠し得る。LPDDR2にはDPD (Deep Power Down) 状態が規定されている。DPD状態は、待機状態における消費電力削減のために、DRAMの素子を外部電源から遮断した状態である。例えば、長期間の待機状態が見込まれる場合に、DPDコマンドが発行される。 In general, a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) can comply with JEDEC's LPDDR2 (Low Power Double Data Rate 2) standard. In LPDDR2, a DPD (Deep Power Down) state is defined. The DPD state is a state in which the elements of the DRAM are shut off from the external power source in order to reduce power consumption in the standby state. For example, a DPD command is issued when a long standby state is expected.
DPD状態に移行すると電源が遮断されるため、DRAM等の揮発性メモリでは、メモリセルおよびモードレジスタのデータが消失する。従って、通電状態(アイドル状態)に復帰する場合に、データをメモリセルおよびモードレジスタへ再度書き込む必要がある。このため、従来のDRAMでは、DPD状態から復帰するために、長時間かかるという問題があった。 Since the power supply is cut off when the state shifts to the DPD state, in the volatile memory such as a DRAM, data in the memory cell and the mode register are lost. Therefore, when returning to the energized state (idle state), it is necessary to rewrite data into the memory cell and the mode register. For this reason, the conventional DRAM has a problem that it takes a long time to recover from the DPD state.
電源遮断状態から復帰する所要時間を短縮することができる半導体記憶装置を提供する。 Provided is a semiconductor memory device capable of reducing the time required for returning from a power-off state.
本実施形態による半導体記憶装置は、不揮発性の複数のメモリセルを含むメモリセルアレイと、複数のメモリセルアレイのそれぞれに対応して設けられ、データ読出し動作またはデータ書込み動作においてメモリセルアレイのデータを検出し一時的に格納するセンスアンプ部とを含む複数のメモリバンクを備える。複数のスイッチが、電源と複数のメモリバンクとの間にそれぞれ設けられている。コントローラは、複数のスイッチの各々の導通状態を制御する。データ読出し動作またはデータ書込み動作中に電源遮断状態への遷移を指示する第1のコマンドを受けた場合、コントローラは、データ読出しまたはデータ書込みのために選択されているメモリバンクに対応するスイッチを導通状態にしたまま、それ以外のスイッチを非導通状態にする。 The semiconductor memory device according to the present embodiment is provided corresponding to each of a memory cell array including a plurality of nonvolatile memory cells and a plurality of memory cell arrays, and detects data in the memory cell array in a data read operation or a data write operation. And a plurality of memory banks including a sense amplifier section for temporarily storing the data. A plurality of switches are respectively provided between the power supply and the plurality of memory banks. The controller controls the conduction state of each of the plurality of switches. When receiving the first command instructing the transition to the power-off state during the data read operation or data write operation, the controller conducts the switch corresponding to the memory bank selected for data read or data write. Leave the other switches in the non-conducting state while remaining in the state.
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.
以下の実施形態は、磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM:magnetic random access memory)、抵抗ランダムアクセスメモリ(ReRAM:resistance random access memory)、相変化ランダムアクセスメモリ(PRAM:phase-change random access memory)、強誘電体メモリ(FeRAM:ferroelectoric random access memory)など様々な種類の不揮発性メモリに適用することができる。 In the following embodiments, a magnetic random access memory (MRAM), a resistance random access memory (ReRAM), a phase-change random access memory (PRAM), a ferroelectric The present invention can be applied to various types of nonvolatile memories such as a body memory (FeRAM: ferromagnetic random access memory).
以下の実施形態では、MRAMを抵抗変化型メモリの一例として説明する。 In the following embodiments, an MRAM will be described as an example of a resistance change memory.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態によるMRAMおよびチップコントローラCCを示すブロック図である。チップコントローラCCは、CPU、ROM、SRAM、LPDDR2コントローラを備えている。LPDDR2コントローラは、チップ選択信号CS、クロックイネーブル信号CKE、コマンド・アドレス信号CA、クロック信号CK、データDQ、ストローブ信号DQS、マスクデータDM等をMRAMに出力する。LPDDR2コントローラはこれらの信号によってMRAMを制御する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an MRAM and a chip controller CC according to the first embodiment. The chip controller CC includes a CPU, ROM, SRAM, and LPDDR2 controller. The LPDDR2 controller outputs a chip selection signal CS, a clock enable signal CKE, a command / address signal CA, a clock signal CK, data DQ, a strobe signal DQS, mask data DM, and the like to the MRAM. The LPDDR2 controller controls the MRAM by these signals.
一般に、JEDECのLPDDR2の規格は、DRAM等の揮発性メモリに適用されるが、本実施形態では、LPDDR2は不揮発性メモリであるMRAMに適用されている。 In general, the JEDEC LPDDR2 standard is applied to a volatile memory such as a DRAM. In this embodiment, the LPDDR2 is applied to an MRAM that is a nonvolatile memory.
図2は、第1の実施形態によるMRAMの構成を示すブロック図である。本実施形態によるMRAMは、メモリセルアレイMCAと、パワージェネレータPGと、ロジック回路LCと、クロックイネーブルレシーバCKERと、コマンド・アドレスレシーバCARと、データバッファDQBと、入出力部I/Oとを備えている。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the MRAM according to the first embodiment. The MRAM according to the present embodiment includes a memory cell array MCA, a power generator PG, a logic circuit LC, a clock enable receiver CKER, a command / address receiver CAR, a data buffer DQB, and an input / output unit I / O. Yes.
メモリセルアレイMCAは、例えば、マトリクス状に二次元配置された複数のメモリセルMCを備えている。メモリセルMCは、不揮発性のメモリセルであり、例えば、MTJ素子を含む。各メモリセルMCはビット線対(例えば図2に示すようにビット線BL1とビット線BL2)とワード線WLに接続される。すなわち、メモリセルMCの一端は、ビット線対の一方のビット線BL1に接続され、他端はビット線対の他方のビット線BL2に接続される。ビット線対BL1、BL2は、カラム方向に延伸している。ワード線WLは、カラム方向に対して直交するロウ方向に延伸している。 The memory cell array MCA includes, for example, a plurality of memory cells MC that are two-dimensionally arranged in a matrix. The memory cell MC is a nonvolatile memory cell and includes, for example, an MTJ element. Each memory cell MC is connected to a bit line pair (for example, bit line BL1 and bit line BL2 as shown in FIG. 2) and a word line WL. That is, one end of the memory cell MC is connected to one bit line BL1 of the bit line pair, and the other end is connected to the other bit line BL2 of the bit line pair. The bit line pair BL1, BL2 extends in the column direction. The word line WL extends in the row direction orthogonal to the column direction.
メモリセルアレイMCAは、さらに、センスアンプ部SAと、ライトドライバWDと、カラムデコーダCDと、ロウデコーダRDと、メインコントローラMCNTと、ライトリードバッファWRBとを備えている。 The memory cell array MCA further includes a sense amplifier unit SA, a write driver WD, a column decoder CD, a row decoder RD, a main controller MCNT, and a write / read buffer WRB.
センスアンプ部SAは、例えばビット線BL1を介してメモリセルMCに接続されており、メモリセルMCのデータを検出する機能を有する。ビット線BL2は、基準電圧(グランド)に接続されている。ライトドライバWDは、例えばビット線BL1を介してメモリセルMCに接続されており、メモリセルMCにデータを書き込む機能を有する。 The sense amplifier unit SA is connected to the memory cell MC through, for example, the bit line BL1, and has a function of detecting data in the memory cell MC. The bit line BL2 is connected to a reference voltage (ground). The write driver WD is connected to the memory cell MC via, for example, the bit line BL1, and has a function of writing data to the memory cell MC.
メインコントローラMCNTは、DQバッファDQBから受け取ったデータを、コマンドコントローラCCNTの制御を受けて、所望のカラムのメモリセルMCに書き込むようにライトドライバWDへ転送し、あるいは、コマンドコントローラCCNTの制御を受けて、所望のカラムのメモリセルMCから読み出したデータをDQバッファDQBへ転送する。 The main controller MCNT transfers the data received from the DQ buffer DQB to the write driver WD so as to write to the memory cell MC of the desired column under the control of the command controller CCNT, or receives the control of the command controller CCNT. Then, the data read from the memory cell MC of the desired column is transferred to the DQ buffer DQB.
カラムデコーダCDは、コマンド・アドレスレシーバCARからのカラムアドレスに従って或るカラムのビット線対を選択するように構成されている。 The column decoder CD is configured to select a bit line pair of a certain column according to the column address from the command / address receiver CAR.
ロウデコーダRDは、コマンド・アドレスレシーバCARからのロウアドレスに従ってワード線WLを選択する。 The row decoder RD selects the word line WL according to the row address from the command / address receiver CAR.
ライトリードバッファWRBは、入出力部I/OおよびデータバッファDQBを介して入力した書込みデータを一時的に格納し、あるいは、メモリセルMCからの読出しデータを一時的に格納する。 The write / read buffer WRB temporarily stores write data input via the input / output unit I / O and the data buffer DQB, or temporarily stores read data from the memory cell MC.
データバッファDQBは、入出力部I/Oを介して読出しデータを外部へ出力し、あるいは、入出力部I/Oを介して外部から取り込んだ書込みデータを内部へ転送するために、それらのデータを一時的に保持する。 The data buffer DQB outputs read data to the outside via the input / output unit I / O or transfers the write data taken from the outside via the input / output unit I / O to the inside. Hold temporarily.
クロックイネーブルレシーバCKERは、クロック信号の受信の可否を決定するクロックイネーブル信号CKEを受け取り、クロックイネーブル信号CKEが活性化されている場合に、クロック信号を有効に通過させる。 The clock enable receiver CKER receives a clock enable signal CKE that determines whether or not a clock signal can be received, and effectively passes the clock signal when the clock enable signal CKE is activated.
パワージェネレータPGは、メモリセルアレイMCAを駆動するための電源電圧を生成する。例えば、パワージェネレータPGは、外部からの電源電圧を昇圧または降圧して電源電圧VDDまたは基準電圧VSSを生成する。あるいは、パワージェネレータPGを設けることなく、外部からの電源電圧が、直接、電源電圧VDDまたは基準電圧VSSとして内部へ供給されることもある。 The power generator PG generates a power supply voltage for driving the memory cell array MCA. For example, the power generator PG generates a power supply voltage VDD or a reference voltage VSS by stepping up or down a power supply voltage from the outside. Alternatively, the external power supply voltage may be directly supplied to the inside as the power supply voltage VDD or the reference voltage VSS without providing the power generator PG.
ロジック回路LCは、パワーコントローラPCと、コマンドコントローラCCNTとを備えている。パワーコントローラPCは、パワージェネレータPG、メインコントローラMCNTおよびコマンド・アドレスレシーバCARを制御する。パワーコントローラPCは、パワージェネレータPG、メインコントローラMCNTおよびコマンド・アドレスレシーバCARを選択的に起動状態(オン状態)または休止状態(オフ状態)にすることができる。 The logic circuit LC includes a power controller PC and a command controller CCNT. The power controller PC controls the power generator PG, the main controller MCNT, and the command / address receiver CAR. The power controller PC can selectively set the power generator PG, the main controller MCNT, and the command / address receiver CAR to a start state (on state) or a sleep state (off state).
コマンドコントローラCCNTは、コマンド・アドレスレシーバCARから読出し動作、書込み動作等の各種動作を示すコマンドを受け取り、それらのコマンドに従ってメインコントローラMCNTを制御する。 The command controller CCNT receives commands indicating various operations such as a read operation and a write operation from the command / address receiver CAR, and controls the main controller MCNT in accordance with those commands.
コマンド・アドレスレシーバCARは、メモリセルアレイMCAの動作を決定するコマンドおよびアドレスを受け取る。コマンド・アドレスレシーバCARは、アドレスとして、例えば、カラムアドレス、ロウアドレス等を受け取る。コマンド・アドレスレシーバCARは、コマンドとして、例えば、アクティブコマンドACT、リフレッシュコマンドREF、セルフリフレッシュコマンドSREF、パワーダウンコマンドPD、ディープパワーダウンコマンドDPD、MRライトコマンドMRW、MRリードコマンドMRR、リセットコマンドRST等を受け取る。これらのコマンドによって、メモリセルアレイMCAは、様々な動作を実行することができる。各コマンドの説明については後述する。これらのコマンドは、クロックイネーブル信号CKEおよび/またはチップセレクト信号CS等の信号の論理の組み合わせに応じて区別可能である。 The command / address receiver CAR receives a command and an address that determine the operation of the memory cell array MCA. The command / address receiver CAR receives, for example, a column address, a row address, and the like as an address. The command / address receiver CAR uses, for example, an active command ACT, a refresh command REF, a self-refresh command SREF, a power-down command PD, a deep power-down command DPD, an MR write command MRW, an MR read command MRR, a reset command RST, etc. Receive. With these commands, the memory cell array MCA can execute various operations. Each command will be described later. These commands can be distinguished according to the logic combination of signals such as the clock enable signal CKE and / or the chip select signal CS.
図3は、単一のメモリセルMCの構成を示す説明図である。各メモリセルMCは、それぞれ磁気トンネル接合素子(MTJ(Magnetic Tunnel Junction)素子)と、セルトランジスタCTとを含む。MTJ素子は、STT(Spin Transfer Torque)−MTJ素子である。MTJ素子およびセルトランジスタCTは、ビット線BL1とビット線BL2との間に直列に接続されている。メモリセルMCにおいて、セルトランジスタCTがビット線BL2側に配置され、MTJ素子がビット線BL1側に配置されている。セルトランジスタCTのゲートは、ワード線WLに接続されている。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a single memory cell MC. Each memory cell MC includes a magnetic tunnel junction element (MTJ (Magnetic Tunnel Junction) element) and a cell transistor CT. The MTJ element is an STT (Spin Transfer Torque) -MTJ element. The MTJ element and the cell transistor CT are connected in series between the bit line BL1 and the bit line BL2. In the memory cell MC, the cell transistor CT is disposed on the bit line BL2 side, and the MTJ element is disposed on the bit line BL1 side. The gate of the cell transistor CT is connected to the word line WL.
TMR(tunneling magnetoresistive)効果を利用したSTT−MTJ素子は、2枚の強磁性層とこれらに挟まれた非磁性層(絶縁薄膜)とからなる積層構造を有し、スピン偏極トンネル効果による磁気抵抗の変化によりデジタルデータを記憶する。MTJ素子は、2枚の強磁性層の磁化配列によって、低抵抗状態と高抵抗状態とを取り得る。例えば、低抵抗状態をデータ“0”と定義し、高抵抗状態をデータ“1”と定義すれば、MTJ素子に1ビットデータを記録することができる。もちろん、低抵抗状態をデータ“1”と定義し、高抵抗状態をデータ“0”と定義してもよい。例えば、MTJ素子は、図3に示すように、固定層P、トンネルバリア層B、記録層Frを順次積層して構成される。固定層Pおよび記録層Frは、強磁性体で構成されており、トンネルバリア層Bは、絶縁膜からなる。固定層Pは、磁化の向きが固定されている層であり、記録層Frは、磁化の向きが可変であり、その磁化の向きによってデータを記憶する。 An STT-MTJ element using the TMR (tunneling magnetoresistive) effect has a laminated structure composed of two ferromagnetic layers and a nonmagnetic layer (insulating thin film) sandwiched between them, and is magnetized by a spin-polarized tunnel effect. Digital data is stored by changing resistance. The MTJ element can take a low resistance state and a high resistance state depending on the magnetization arrangement of the two ferromagnetic layers. For example, if the low resistance state is defined as data “0” and the high resistance state is defined as data “1”, 1-bit data can be recorded in the MTJ element. Of course, the low resistance state may be defined as data “1”, and the high resistance state may be defined as data “0”. For example, the MTJ element is configured by sequentially laminating a fixed layer P, a tunnel barrier layer B, and a recording layer Fr as shown in FIG. The fixed layer P and the recording layer Fr are made of a ferromagnetic material, and the tunnel barrier layer B is made of an insulating film. The fixed layer P is a layer whose magnetization direction is fixed, and the recording layer Fr has a variable magnetization direction, and stores data according to the magnetization direction.
書込み時に矢印A1の向きに反転閾値電流以上の電流を流すと、固定層Pの磁化の向きに対して記録層Frのそれがアンチパラレル状態となり、高抵抗状態(データ“1”)となる。書込み時に矢印A2の向きに反転閾値電流以上の電流を流すと、固定層Pと記録層Frとのそれぞれの磁化の向きがパラレル状態となり、低抵抗状態(データ“0”)となる。このように、MTJ素子は、電流の方向によって異なるデータを書き込むことができる。 When a current equal to or greater than the reversal threshold current is passed in the direction of the arrow A1 during writing, the recording layer Fr is in an anti-parallel state with respect to the magnetization direction of the fixed layer P, and is in a high resistance state (data “1”). When a current equal to or greater than the inversion threshold current is passed in the direction of the arrow A2 at the time of writing, the magnetization directions of the fixed layer P and the recording layer Fr are in a parallel state and a low resistance state (data “0”). Thus, the MTJ element can write different data depending on the direction of current.
図4は、第1の実施形態によるMRAMのステートダイアグラムである。図4では、アイドル状態を中心に様々な状態への遷移を示している。起動モードとしてのアイドル状態では、コマンド・アドレスレシーバCAR、パワージェネレータPG、メモリセルアレイMCAは全て起動状態(ON状態)となっている。従って、コマンド・アドレスレシーバCARは、コマンドおよびアドレスを受け取ることができる状態にあり、それにより、MRAMは、アクティブ状態や他の様々な状態へ短時間で遷移することができる。 FIG. 4 is a state diagram of the MRAM according to the first embodiment. FIG. 4 shows transitions to various states centering on the idle state. In the idle state as the start mode, the command / address receiver CAR, the power generator PG, and the memory cell array MCA are all in the start state (ON state). Thus, the command / address receiver CAR is in a state where it can receive commands and addresses, so that the MRAM can transition to the active state and various other states in a short time.
尚、図4において、細い矢印は、MRAMの状態がコマンドを受けることによって遷移することを示す。太い矢印は、MRAMの状態がコマンドを受けることなく、動作終了後に自動的に遷移することを示す。 In FIG. 4, a thin arrow indicates that the state of the MRAM changes when a command is received. A thick arrow indicates that the state of the MRAM automatically changes after the operation is completed without receiving a command.
MRAMがアクティブコマンドACTを受けとった場合、MRAMは、アイドル状態からアクティブ状態へ遷移する。アクティブ状態では、リードコマンドまたはライトコマンドを受け取ることによって、データ読出し動作またはデータ書込み動作を実行することができる。 When the MRAM receives the active command ACT, the MRAM transitions from the idle state to the active state. In the active state, a data read operation or a data write operation can be performed by receiving a read command or a write command.
MRAMは、パワーダウンコマンドPDまたはディープパワーダウンコマンドDPDを受け取った場合、MRAMは、アイドル状態からPD状態またはDPD状態に遷移する。 When the MRAM receives the power down command PD or the deep power down command DPD, the MRAM transits from the idle state to the PD state or the DPD state.
通常、メモリは、アイドル状態において比較的大きな電力を消費する。よって、消費電力削減のために、所定期間使用されていない時には、MRAMは、アイドル状態から消費電力を低減するPD状態またはDPD状態に遷移する。 Usually, the memory consumes relatively large power in the idle state. Therefore, to reduce power consumption, when not used for a predetermined period, the MRAM transitions from the idle state to the PD state or DPD state where power consumption is reduced.
DPD状態において、パワーコントローラPCは、メモリセルアレイMCA、パワージェネレータPGおよびコマンド・アドレスレシーバCARをすべて休止状態にする。メモリセルアレイMCA、パワージェネレータPGおよびコマンド・アドレスレシーバCARを休止状態とするので、DPD状態では、消費電力が非常に低い。しかし、DPD状態からアイドル状態への復帰時間は比較的長くなる。 In the DPD state, the power controller PC sets all of the memory cell array MCA, the power generator PG, and the command / address receiver CAR to a dormant state. Since the memory cell array MCA, the power generator PG, and the command / address receiver CAR are set in the dormant state, power consumption is very low in the DPD state. However, the return time from the DPD state to the idle state is relatively long.
PD状態において、パワーコントローラPCは、メモリセルアレイMCAおよびパワージェネレータPGを起動状態にし、コマンド・アドレスレシーバCARを休止状態にする。メモリセルアレイMCAおよびパワージェネレータPGを起動状態にしているので、PD状態では、アイドル状態への復帰時間がDPD状態からアイドル状態への復帰時間よりも短い。しかし、PD状態における消費電力はDPD状態におけるそれよりも大きくなる。 In the PD state, the power controller PC activates the memory cell array MCA and the power generator PG, and puts the command / address receiver CAR in a dormant state. Since the memory cell array MCA and the power generator PG are in the activated state, in the PD state, the return time to the idle state is shorter than the return time from the DPD state to the idle state. However, power consumption in the PD state is larger than that in the DPD state.
リフレッシュコマンドREFおよびセルフリフレッシュコマンドSREFは、DRAM等の揮発性メモリにおいてリフレッシュ動作を実行するために発行される。一般に、DRAM等の揮発性メモリでは、メモリセルのデータをリテンションするために、リフレッシュ動作およびセルフリフレッシュ動作を実行する。 The refresh command REF and the self-refresh command SREF are issued to execute a refresh operation in a volatile memory such as a DRAM. Generally, in a volatile memory such as a DRAM, a refresh operation and a self-refresh operation are performed in order to retain data in memory cells.
しかし、MRAM等の不揮発性メモリは、データを不揮発状態で保持することができるため、リフレッシュ動作およびセルフリフレッシュ動作を必要としない。従って、MRAM等の不揮発性メモリを、揮発性メモリの規格(例えば、LPDDR2)に適用した場合、リフレッシュ動作およびセルフリフレッシュ動作のコマンドREFおよびSREFは、使用されない。コマンドREFおよびSREFが発行された場合、本実施形態によるMRAMは、それまでの状態(例えば、アイドル状態等)を維持すればよい。 However, since a nonvolatile memory such as an MRAM can hold data in a nonvolatile state, a refresh operation and a self-refresh operation are not required. Therefore, when a nonvolatile memory such as MRAM is applied to a volatile memory standard (for example, LPDDR2), the commands REF and SREF for the refresh operation and the self-refresh operation are not used. When the commands REF and SREF are issued, the MRAM according to the present embodiment may maintain the previous state (for example, the idle state).
MR(Mode Register)リードおよびMRライトは、モードレジスタMRのデータの読み出しまたは書き込み動作を示す。モードレジスタMRは、MRAMの動作状態等を格納している。例えば、モードレジスタMRは、バーストの種類、バースト長、レイテンシ期間等を格納する。コマンドMRRが発行されると、MRAMは、MRリードを実行する。コマンドMRWが発行されると、MRAMは、MRライトを実行する。 MR (Mode Register) read and MR write indicate a data read or write operation of the mode register MR. The mode register MR stores the operation state of the MRAM and the like. For example, the mode register MR stores the burst type, burst length, latency period, and the like. When the command MRR is issued, the MRAM executes MR read. When the command MRW is issued, the MRAM executes MR write.
クロックイネーブル信号CKE、クロック信号CK_t、CK_cを受け取るクロックイネーブルレシーバCKERは、いずれの状態においても起動状態(ON状態)を維持している。そして、クロックイネーブルレシーバCKERがクロックイネーブル信号CKEを受け取ったときに、パワーコントローラPCがコマンド・アドレスレシーバCARを起動させる。これにより、コマンド・アドレスレシーバCARは、コマンドPDX等のコマンドを受け取ることができる。 The clock enable receiver CKER that receives the clock enable signal CKE and the clock signals CK_t and CK_c maintains the activated state (ON state) in any state. When the clock enable receiver CKER receives the clock enable signal CKE, the power controller PC activates the command / address receiver CAR. As a result, the command / address receiver CAR can receive a command such as the command PDX.
本実施形態は、さらに、ダイレクト部分DPD状態を有する。MRAMが第1のコマンドとしてのコマンドDP−DPDを受け取ると、MRAMは、アクティブ状態からダイレクト部分DPD状態へ直接遷移する。また、MRAMは、第2のコマンドとしてのDP−DPDイグジットコマンドDP−DPDXを受け取ると、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ直接復帰する。尚、ダイレクト部分DPD状態は、LPDDR2の規格に準拠した状態ではなく、新規な状態である。 This embodiment further has a direct partial DPD state. When the MRAM receives the command DP-DPD as the first command, the MRAM directly transitions from the active state to the direct partial DPD state. Further, upon receiving the DP-DPD exit command DP-DPDX as the second command, the MRAM directly returns from the direct partial DPD state to the active state. The direct partial DPD state is not a state based on the LPDDR2 standard, but a new state.
ダイレクト部分DPD状態において、メインコントローラMCNTは、データ読出しまたはデータ書込みのために選択されているメモリバンクBNKのセンスアンプ部SAへの電力供給を維持したまま、それ以外の非選択メモリバンクBNKへの電力供給を遮断する。さらに、メインコントローラMCNTは、データ読出しまたはデータ書込みのために選択されているメモリバンクBNKのメモリセルアレイMCAへの電力供給も遮断する。このとき、非選択メモリバンクBNKは、上述のDPD状態と同様の状態である。選択メモリバンクBNKのメモリセルアレイMCAも上述のDPD状態とほぼ同じ状態である。しかし、選択メモリバンクBNKのセンスアンプ部SAは、起動状態を維持する。 In the direct partial DPD state, the main controller MCNT maintains power supply to the sense amplifier unit SA of the memory bank BNK selected for data reading or data writing, and supplies power to the other non-selected memory banks BNK. Shut off the power supply. Further, the main controller MCNT cuts off the power supply to the memory cell array MCA of the memory bank BNK selected for data reading or data writing. At this time, the non-selected memory bank BNK is in the same state as the above-described DPD state. The memory cell array MCA of the selected memory bank BNK is also almost in the same state as the above DPD state. However, the sense amplifier unit SA of the selected memory bank BNK maintains the activated state.
MRAMが第2のコマンドとしてのDP−DPDイグジットコマンドDP−DPDXを受け取ると、MRAMは、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ直接復帰する。DP−DPDイグジットコマンドDP−DPDXは、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ復帰するときに発行されるコマンドである。このとき、メインコントローラMCNTは、データ読出しまたはデータ書込みのために選択されているメモリバンクBNKのセンスアンプSAの起動状態を維持したまま、それ以外のメモリバンクBNKへの電力供給を復帰させる。また、メインコントローラMCNTは、選択メモリバンクBNKのメモリセルアレイMCAへの電力供給も復帰させる。 When the MRAM receives the DP-DPD exit command DP-DPDX as the second command, the MRAM directly returns from the direct partial DPD state to the active state. The DP-DPD exit command DP-DPDX is a command issued when returning from the direct partial DPD state to the active state. At this time, the main controller MCNT restores the power supply to the other memory banks BNK while maintaining the activated state of the sense amplifier SA of the memory bank BNK selected for data reading or data writing. The main controller MCNT also restores power supply to the memory cell array MCA of the selected memory bank BNK.
図5(A)から図5(D)は、第1の実施形態によるMRAMのメモリバンクBNKおよびその周辺部の構成および状態を示す図である。本実施形態によるMRAMは、4つのメモリバンクBNK0〜BNK3を備えている。メモリバンクBNK0〜BNK3は、それぞれ、メモリセルアレイMCA0〜MCA3、センスアンプ部SA0〜SA3、図2に示すライトドライバWD、メインコントローラMCNT等を含む。 FIG. 5A to FIG. 5D are diagrams showing configurations and states of the memory bank BNK and its peripheral part of the MRAM according to the first embodiment. The MRAM according to the present embodiment includes four memory banks BNK0 to BNK3. Memory banks BNK0 to BNK3 include memory cell arrays MCA0 to MCA3, sense amplifier units SA0 to SA3, a write driver WD shown in FIG. 2, a main controller MCNT, and the like.
メモリセルアレイMCA0〜MCA3は、それぞれメモリバンクBNK0〜BNK3に対応して設けられている。センスアンプ部SA0〜SA3は、それぞれメモリセルアレイMCA0〜MCA3に対応して設けられている。センスアンプ部SA0〜SA3は、データ読出し動作またはデータ書込み動作において、それぞれに対応するメモリセルアレイMCA0〜MCA3のデータを一時的に格納するラッチ回路をそれぞれ備えている。図5(A)から図5(D)に示す破線は、メモリセルアレイMCA0〜MCA3とセンスアンプ部SA0〜SA3との境界を示している。 Memory cell arrays MCA0 to MCA3 are provided corresponding to memory banks BNK0 to BNK3, respectively. The sense amplifier units SA0 to SA3 are provided corresponding to the memory cell arrays MCA0 to MCA3, respectively. Each of the sense amplifier units SA0 to SA3 includes a latch circuit that temporarily stores data in the memory cell arrays MCA0 to MCA3 corresponding to the data read operation or data write operation. Broken lines shown in FIGS. 5A to 5D indicate boundaries between the memory cell arrays MCA0 to MCA3 and the sense amplifier units SA0 to SA3.
電源PSは、図2に示すパワージェネレータPGによって生成された電源電圧VDDでよい。あるいは、パワージェネレータPGを設けていない場合、外部からの電源電圧が、そのまま電源電圧VDDとして、直接用いられる。第1のスイッチSW10n〜SW13nが電源PSとメモリセルアレイMCA0〜MCA3との間にそれぞれ設けられている。第2のスイッチSW20n〜SW23nが電源PSとセンスアンプ部SA0〜SA3との間にそれぞれ設けられている。第1のスイッチSW10n〜SW13nおよび第2のスイッチSW20n〜SW23nは、それぞれP型FET(Field Effect Transistor)を用いて形成されている。第1のスイッチSW10n〜SW13nおよび第2のスイッチSW20n〜SW23nは、図6に示すスイッチコントローラSWCn、SWC20n〜SWC23nにより制御される。 The power supply PS may be the power supply voltage VDD generated by the power generator PG shown in FIG. Alternatively, when the power generator PG is not provided, the external power supply voltage is directly used as the power supply voltage VDD as it is. First switches SW10n to SW13n are provided between the power supply PS and the memory cell arrays MCA0 to MCA3, respectively. Second switches SW20n to SW23n are provided between the power supply PS and the sense amplifier units SA0 to SA3, respectively. The first switches SW10n to SW13n and the second switches SW20n to SW23n are each formed using a P-type FET (Field Effect Transistor). The first switches SW10n to SW13n and the second switches SW20n to SW23n are controlled by the switch controllers SWCn and SWC20n to SWC23n shown in FIG.
尚、第1のスイッチSW10n〜SW13nは、図7を参照して後述するように、同一動作を実行する。従って、メモリセルアレイMCA0〜MCA3は必ずしもそれぞれに個別の第1のスイッチSW10n〜SW13nを備えている必要はない。即ち、第1のスイッチSW10n〜SW13nは、単一の共通スイッチSWnであってよい。この場合、メモリセルアレイMCA0〜MCA3と電源PSとの間には、単一の共通のスイッチSWnが設けられる。以下、第1のスイッチをSW10n〜SW13n(SWn)と示す。 Note that the first switches SW10n to SW13n perform the same operation as described later with reference to FIG. Accordingly, the memory cell arrays MCA0 to MCA3 do not necessarily need to include the individual first switches SW10n to SW13n, respectively. That is, the first switches SW10n to SW13n may be a single common switch SWn. In this case, a single common switch SWn is provided between the memory cell arrays MCA0 to MCA3 and the power source PS. Hereinafter, the first switch is referred to as SW10n to SW13n (SWn).
本実施形態では、メモリバンクBNK0〜BNK3のメモリセルアレイMCA0〜MCA3は、それぞれ第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)の導通状態に依って、電源PSに接続され、あるいは、電源PSから切断される。メモリバンクBNK0〜BNK3のセンスアンプ部SA0〜SA3は、それぞれ第2のスイッチSW20n〜SW23nの導通状態に依って、電源PSに接続され、あるいは、電源PSから切断される。 In the present embodiment, the memory cell arrays MCA0 to MCA3 of the memory banks BNK0 to BNK3 are connected to the power supply PS or disconnected from the power supply PS depending on the conduction states of the first switches SW10n to SW13n (SWn), respectively. . The sense amplifier sections SA0 to SA3 of the memory banks BNK0 to BNK3 are connected to the power supply PS or disconnected from the power supply PS depending on the conduction state of the second switches SW20n to SW23n, respectively.
センスアンプ部SA0〜SA3は、マルチプレクサMUX(図2参照)を介して対応するメモリセルアレイMCA0〜MCA3のデータを検出する。ライトドライバWDは、マルチプレクサMUXを介して対応するメモリセルアレイMCA0〜MCA3にデータを書き込む。 The sense amplifier units SA0 to SA3 detect data of the corresponding memory cell arrays MCA0 to MCA3 via the multiplexer MUX (see FIG. 2). The write driver WD writes data to the corresponding memory cell arrays MCA0 to MCA3 via the multiplexer MUX.
尚、上記のメモリバンクの数、メモリバンク内のメモリセル数、ビット線BLの数、ワード線WLの数、電源PSの種類、第1および第2のスイッチの種類、並びに、第1および第2のスイッチの数は、本実施形態に限定されない。 The number of memory banks, the number of memory cells in the memory bank, the number of bit lines BL, the number of word lines WL, the type of power supply PS, the types of first and second switches, and the first and second The number of the two switches is not limited to this embodiment.
図5(A)においては、メモリバンクBNK0〜BNK3は、すべてアイドル状態である。このとき、第1のスイッチSW10n〜SW13nおよび第2のスイッチSW20n〜SW23nは、全て導通状態である。次に、アクティブ状態において、例えば、図5(B)に示すように、メモリバンクBNK0が選択されたものとする。この場合、選択メモリバンクBNK0に対してデータ読出しまたはデータ書込みが実行される。データ読出しまたはデータ書込み動作において、選択メモリバンクBNK0では、センスアンプ部SA0がメモリセルアレイMCA0の選択ページのデータを一旦読み出す。センスアンプ部SA0は、その内部にラッチ回路を有するので、読み出されたデータは、センスアンプ部SA0に一旦格納される。このときも、第1のスイッチSW10n〜SW13nおよび第2のスイッチSW20n〜SW23nは、導通状態である。 In FIG. 5A, all of the memory banks BNK0 to BNK3 are in an idle state. At this time, the first switches SW10n to SW13n and the second switches SW20n to SW23n are all in a conductive state. Next, in the active state, for example, as shown in FIG. 5B, it is assumed that the memory bank BNK0 is selected. In this case, data reading or data writing is executed with respect to the selected memory bank BNK0. In the data read or data write operation, in the selected memory bank BNK0, the sense amplifier unit SA0 once reads the data of the selected page of the memory cell array MCA0. Since the sense amplifier unit SA0 has a latch circuit therein, the read data is temporarily stored in the sense amplifier unit SA0. Also at this time, the first switches SW10n to SW13n and the second switches SW20n to SW23n are in a conductive state.
MRAMがアクティブ状態であるときにダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDを受け取ると、メインコントローラMCNTは、MRAMをアクティブ状態からダイレクト部分DPD状態へ遷移させる。ダイレクト部分DPD状態においては、図5(C)に示すように、メインコントローラMCNTは、選択メモリバンクBNK0のセンスアンプ部SA0への電力供給を維持したまま、選択メモリバンクBNK0のメモリセルアレイMCA0および選択メモリバンクBNK0以外の非選択メモリバンクBNK1〜BNK3への電力供給を遮断する。このとき、第2のスイッチSW20nのみが導通状態であり、他の第2のスイッチSW21n〜SW23nおよび第1のスイッチSW10n〜SW13nは非導通状態である。よって、選択メモリバンクBNKのセンスアンプ部SAのみが起動状態であり、それ以外の要素は、DPD状態である。これにより、ダイレクト部分DPD状態の消費電力は、非常に低くなる。 When the direct partial DPD command DP-DPD is received when the MRAM is in the active state, the main controller MCNT changes the MRAM from the active state to the direct partial DPD state. In the direct partial DPD state, as shown in FIG. 5C, the main controller MCNT maintains the power supply to the sense amplifier unit SA0 of the selected memory bank BNK0 and selects the memory cell array MCA0 and the selected memory bank BNK0. Power supply to unselected memory banks BNK1 to BNK3 other than the memory bank BNK0 is cut off. At this time, only the second switch SW20n is in a conductive state, and the other second switches SW21n to SW23n and the first switches SW10n to SW13n are in a nonconductive state. Therefore, only the sense amplifier unit SA of the selected memory bank BNK is in the activated state, and the other elements are in the DPD state. Thereby, the power consumption in the direct partial DPD state becomes very low.
MRAMがイグジットコマンドDP−DPDXを受け取ると、メインコントローラMCNTは、MRAMをダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態またはアイドル状態へ遷移させる。このとき、メインコントローラMCNTは、選択メモリバンクBNK0のメモリセルアレイMCA0および選択メモリバンクBNK0以外の非選択メモリバンクBNK1〜BNK3への電力供給を復帰させる。即ち、第1のスイッチSW10n〜SW13nおよび第2のスイッチSW20n〜SW23nは、全て導通状態に復帰させる。これにより、図5(D)に示すように、メモリセルアレイMCA0は、アクティブ状態となり、非選択メモリバンクBNK1〜BNK3はアイドル状態となる。勿論、センスアンプ部SA0は、アクティブ状態を維持している。 When the MRAM receives the exit command DP-DPDX, the main controller MCNT changes the MRAM from the direct partial DPD state to the active state or the idle state. At this time, the main controller MCNT restores power supply to the memory cell array MCA0 of the selected memory bank BNK0 and the non-selected memory banks BNK1 to BNK3 other than the selected memory bank BNK0. That is, the first switches SW10n to SW13n and the second switches SW20n to SW23n are all returned to the conductive state. Thereby, as shown in FIG. 5D, the memory cell array MCA0 is in an active state, and the non-selected memory banks BNK1 to BNK3 are in an idle state. Of course, the sense amplifier unit SA0 maintains an active state.
選択メモリバンクBNK0における読出しまたは書込み対象のページデータは、センスアンプ部SA0内にラッチされたまま維持されている。従って、選択メモリバンクBNK0において、データをセンスアンプ部SA0に再度読み出す必要がない。これにより、アクティブ状態へ復帰後、MRAMは、データ読出しまたはデータ書込み動作のシーケンスを直ちに再開することができる。その結果、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態への復帰時間は、DPD状態からアイドル状態へ復帰し、かつ、アイドル状態からアクティブ状態へ復帰する時間に比べて短くて済む。 The page data to be read or written in the selected memory bank BNK0 is kept latched in the sense amplifier unit SA0. Therefore, it is not necessary to read data again to the sense amplifier unit SA0 in the selected memory bank BNK0. Thereby, after returning to the active state, the MRAM can immediately restart the sequence of the data read or data write operation. As a result, the return time from the direct partial DPD state to the active state can be shorter than the time required to return from the DPD state to the idle state and return from the idle state to the active state.
図6(A)は、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)を制御するスイッチコントローラSWCnの構成を示す回路図である。図6(B)は、第2のスイッチSW20n〜SW23nを制御するスイッチコントローラSWC20n〜SWC23nの構成を示す回路図である。 FIG. 6A is a circuit diagram illustrating a configuration of a switch controller SWCn that controls the first switches SW10n to SW13n (SWn). FIG. 6B is a circuit diagram illustrating a configuration of the switch controllers SWC20n to SWC23n that control the second switches SW20n to SW23n.
図6(A)に示すスイッチコントローラSWCnは、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDの論理状態をそのまま第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)に印加するバッファとして機能する。スイッチコントローラSWCnは、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)に対して共通に設けられている。従って、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが非活性状態(論理ロウ)の場合、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)は共通に導通状態に維持される。これにより、メモリセルアレイMCA0〜MCA3は、アイドル状態またはアクティブ状態になる。ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが活性状態(論理ハイ)になると、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)は共通に非導通状態に切り替えられる。これにより、メモリセルアレイMCA0〜MCA3は、DPD状態になる。 The switch controller SWCn shown in FIG. 6A functions as a buffer that applies the logical state of the direct partial DPD command DP-DPD to the first switches SW10n to SW13n (SWn) as they are. The switch controller SWCn is provided in common to the first switches SW10n to SW13n (SWn). Accordingly, when the direct partial DPD command DP-DPD is in an inactive state (logic low), the first switches SW10n to SW13n (SWn) are maintained in the conductive state in common. As a result, the memory cell arrays MCA0 to MCA3 enter an idle state or an active state. When the direct partial DPD command DP-DPD becomes active (logic high), the first switches SW10n to SW13n (SWn) are commonly switched to the non-conductive state. As a result, the memory cell arrays MCA0 to MCA3 enter the DPD state.
図6(B)に示すスイッチコントローラSWC20n〜SW23nは、第2のスイッチSW20n〜SW23nのそれぞれに対応して設けられている。スイッチコントローラSWC20nは、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDおよびメモリバンクBNK0の活性化コマンドに基づいて第2のスイッチSW20nを制御する。スイッチコントローラSWC21nは、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDおよびメモリバンクBNK1の活性化コマンドに基づいて第2のスイッチSW21nを制御する。スイッチコントローラSWC22nは、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDおよびメモリバンクBNK2の活性化コマンドに基づいて第2のスイッチSW22nを制御する。スイッチコントローラSWC23nは、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDおよびメモリバンクBNK3の活性化コマンドに基づいて第2のスイッチSW23nを制御する。 The switch controllers SWC20n to SW23n shown in FIG. 6B are provided corresponding to the second switches SW20n to SW23n, respectively. The switch controller SWC20n controls the second switch SW20n based on the direct partial DPD command DP-DPD and the activation command of the memory bank BNK0. The switch controller SWC21n controls the second switch SW21n based on the direct partial DPD command DP-DPD and the activation command of the memory bank BNK1. The switch controller SWC22n controls the second switch SW22n based on the direct partial DPD command DP-DPD and the activation command of the memory bank BNK2. The switch controller SWC23n controls the second switch SW23n based on the direct partial DPD command DP-DPD and the activation command of the memory bank BNK3.
ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが非活性状態(論理ロウ)である場合、メモリバンクBNK0〜BNK3の活性化コマンドに関わらず、第2のスイッチSW20n〜SW23nは、導通状態を維持する。これにより、メモリセルアレイMCA0〜MCA3は、アイドル状態またはアクティブ状態になり得る。 When the direct partial DPD command DP-DPD is in an inactive state (logic low), the second switches SW20n to SW23n maintain the conductive state regardless of the activation commands of the memory banks BNK0 to BNK3. Thereby, the memory cell arrays MCA0 to MCA3 can be in an idle state or an active state.
ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが活性状態(論理ハイ)になると、メモリバンクBNK0〜BNK3の活性化コマンドに依存して、第2のスイッチSW20n〜SW23nが切り替わる。 When the direct partial DPD command DP-DPD is activated (logic high), the second switches SW20n to SW23n are switched depending on the activation commands of the memory banks BNK0 to BNK3.
例えば、アクティブ状態においてメモリバンクBNK0が選択されている期間中においてダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが活性化された場合、メモリバンクBNK0の活性化コマンドが論理ハイに活性化されている。従って、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが活性化されても、第2のスイッチSW20nは導通状態を維持する。一方、他のメモリバンクBNK1〜BNK3の活性化コマンドは論理ロウである。従って、第2のスイッチSW21n〜SW23nは、非導通状態になる。即ち、データ読出しまたはデータ書込み時に選択されているメモリバンクBNK0のセンスアンプSAのみアクティブ状態を維持し、メモリバンクBNK0のメモリセルアレイMCAおよびメモリバンクBNK1〜BNK3は、DPD状態になる。 For example, when the direct partial DPD command DP-DPD is activated while the memory bank BNK0 is selected in the active state, the activation command of the memory bank BNK0 is activated to logic high. Therefore, even if the direct partial DPD command DP-DPD is activated, the second switch SW20n maintains the conductive state. On the other hand, the activation commands of the other memory banks BNK1 to BNK3 are logic low. Accordingly, the second switches SW21n to SW23n are turned off. That is, only the sense amplifier SA of the memory bank BNK0 selected at the time of data reading or data writing is maintained in the active state, and the memory cell array MCA and the memory banks BNK1 to BNK3 of the memory bank BNK0 are in the DPD state.
尚、図6(A)および図6(B)のスイッチコントローラSWCn、SWC20n〜SWC23nは、図2のメインコントローラMCNTに組み込めばよい。 The switch controllers SWCn and SWC20n to SWC23n shown in FIGS. 6A and 6B may be incorporated in the main controller MCNT shown in FIG.
次に、本実施形態によるMRAMの動作をより詳細に説明する。 Next, the operation of the MRAM according to the present embodiment will be described in more detail.
図7は、第1の実施形態によるMRAMの動作を示すタイミング図である。MRAMは、クロック信号CKに基づいて動作する。図7では、データ読出し動作またはデータ書込み動作中において、電源PSを遮断するダイレクト部分DPDコマンド(第1のコマンド)DP−DPDが発行される。 FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the MRAM according to the first embodiment. The MRAM operates based on the clock signal CK. In FIG. 7, a direct partial DPD command (first command) DP-DPD for shutting off the power supply PS is issued during the data read operation or data write operation.
尚、第1のスイッチSW10n〜SW13nは、図7に示すように同一の動作を実行する。従って、上述の通り、第1のスイッチSW10n〜SW13nは、単一の共通スイッチSWnとして差し支えない。 Note that the first switches SW10n to SW13n perform the same operation as shown in FIG. Therefore, as described above, the first switches SW10n to SW13n may be a single common switch SWn.
t1以前において、メモリバンクBNK0〜BNK3は、アイドル状態(スタンバイ状態)である。このとき、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDは論理ロウに非活性化されているので、スイッチコントローラSWCn、SWC20n〜SWC23nは、第1および第2のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)、SW20n〜SW23nの各ゲート電極に論理ロウを入力している。これにより、第1および第2のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)、SW20n〜SW23nは導通状態(ON状態)である。メモリバンクBNK0〜BNK3は、すべて電源PSからの電力供給を受けている。 Before t1, the memory banks BNK0 to BNK3 are in an idle state (standby state). At this time, since the direct partial DPD command DP-DPD is deactivated to logic low, the switch controllers SWCn and SWC20n to SWC23n are connected to the first and second switches SW10n to SW13n (SWn) and SW20n to SW23n, respectively. A logic low is input to the gate electrode. Accordingly, the first and second switches SW10n to SW13n (SWn) and SW20n to SW23n are in a conductive state (ON state). The memory banks BNK0 to BNK3 are all supplied with power from the power source PS.
次に、t1において、アクティブコマンドACTが発行されている。このとき、例えば、メモリバンクBNK0が選択される。これにより、メモリバンクBNK0がアイドル状態からアクティブ状態に遷移する。ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDは論理ロウを維持しているので、スイッチコントローラSWCn、SWC20n〜SWC23nは、第1および第2のスイッチSW10n〜SW13n、SW20n〜SW23nの各ゲート電極に論理ロウを入力している。従って、t1〜t2において、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)、第2のスイッチSW20n〜SW23nは、導通状態(ON状態)を維持している。 Next, at t1, an active command ACT is issued. At this time, for example, the memory bank BNK0 is selected. As a result, the memory bank BNK0 changes from the idle state to the active state. Since the direct partial DPD command DP-DPD maintains a logic low, the switch controllers SWCn and SWC20n to SWC23n input a logic low to the gate electrodes of the first and second switches SW10n to SW13n and SW20n to SW23n. ing. Therefore, from t1 to t2, the first switches SW10n to SW13n (SWn) and the second switches SW20n to SW23n are kept in the conductive state (ON state).
アクティブ状態では、データの読出しまたは書込みのために、メモリバンクBNK0が活性化されており、選択ワード線WLsが論理ハイに活性化されている。これにより、メモリセルアレイMCA0内の選択ページのデータがビット線BLを介してセンスアンプ部SA0に読み出される。 In the active state, the memory bank BNK0 is activated to read or write data, and the selected word line WLs is activated to logic high. As a result, the data of the selected page in the memory cell array MCA0 is read out to the sense amplifier unit SA0 via the bit line BL.
その後、リードコマンドが発行された場合には、センスアンプ部SA0に格納されたデータがデータバッファDQBおよび入出力部I/Oを介してMRAMの外部へ出力される。ライトコマンドが発行された場合には、センスアンプ部SA0に格納されたデータが外部からの書込みデータによって更新され、更新後のデータがメモリバンクBNK0に書き戻される。 Thereafter, when a read command is issued, the data stored in the sense amplifier unit SA0 is output to the outside of the MRAM via the data buffer DQB and the input / output unit I / O. When a write command is issued, the data stored in the sense amplifier unit SA0 is updated with external write data, and the updated data is written back to the memory bank BNK0.
一方、データ読出しまたはデータ書込み動作中に、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが発行された場合(t2)、図6(A)および図6(B)に示すスイッチコントローラSWCnおよびSWC21n〜SWC23nは、第2のスイッチSW20n以外の第2のスイッチSW21n〜SW23nおよび第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)を非導通状態にする。スイッチコントローラSWC20nは、センスアンプ部SA0に対応する第2のスイッチSW20nを導通状態に維持する。 On the other hand, when the direct partial DPD command DP-DPD is issued during the data read or data write operation (t2), the switch controllers SWCn and SWC21n to SWC23n shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B) The second switches SW21n to SW23n and the first switches SW10n to SW13n (SWn) other than the second switch SW20n are turned off. The switch controller SWC20n maintains the second switch SW20n corresponding to the sense amplifier unit SA0 in a conductive state.
第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)が非導通状態になるので、選択メモリバンクBNK0の選択ワード線WLsも不活性化される。それに伴い、選択メモリバンクBNK0において、ビット線BL上のデータは維持されなくなる。 Since the first switches SW10n to SW13n (SWn) are turned off, the selected word line WLs of the selected memory bank BNK0 is also deactivated. Accordingly, the data on the bit line BL is not maintained in the selected memory bank BNK0.
しかし、センスアンプ部SA0のセンスノードSN0(ラッチ回路)は、電源PSからの電力供給を受けることによってデータを保持する。これにより、MRAMがアクティブ状態からダイレクト部分DPD状態へ遷移しても、センスアンプ部SA0のデータは保持される。 However, the sense node SN0 (latch circuit) of the sense amplifier unit SA0 retains data by receiving power supply from the power source PS. Thereby, even when the MRAM transitions from the active state to the direct partial DPD state, the data of the sense amplifier unit SA0 is retained.
そして、t3において、DP−DPDイグジットコマンドDP−DPDXが発行されると、DP−DPDコマンドが不活性化される。これにより、メモリバンクBNK0〜BNK3は、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態またはアイドル状態へ復帰する。このとき、スイッチコントローラSWCnおよびSWC20n〜SWC23nは、データ読出しまたはデータ書込みのために選択されているメモリバンクBNK0の第2のスイッチSW20nの導通状態を維持したまま、第2のスイッチSW21n〜SW23nおよび第1のスイッチSW10n〜13n(SWn)を導通状態にする。 When the DP-DPD exit command DP-DPDX is issued at t3, the DP-DPD command is inactivated. As a result, the memory banks BNK0 to BNK3 return from the direct partial DPD state to the active state or the idle state. At this time, the switch controllers SWCn and SWC20n to SWC23n maintain the conduction state of the second switch SW20n of the memory bank BNK0 selected for data reading or data writing, and the second switches SW21n to SW23n and the second switches SW21n to SW23n. 1 switches SW10n to 13n (SWn) are turned on.
センスアンプ部SA0のセンスノードSN0は、メモリセルアレイMCA0のデータを保持し続けている。従って、MRAMは、アクティブコマンドACTを再発行することなく、直ちにメモリバンクBNK0をアクティブ状態に遷移させることができる。即ち、選択メモリバンクBNK0において、メモリセルアレイMCA0からセンスアンプSA0へデータを読み出す動作が省略され得る。その分、リードレイテンシが短縮され得る。その結果、本実施形態によるMRAMは、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ復帰した後、短時間でセンスアンプSA0のデータを読み出し、あるいは、書き込むことができる。また、MRAMは、t2において中断したデータ読出しまたはデータ書込み動作をt3から継続して実行することができる。 The sense node SN0 of the sense amplifier unit SA0 continues to hold data in the memory cell array MCA0. Therefore, the MRAM can immediately shift the memory bank BNK0 to the active state without reissuing the active command ACT. That is, the operation of reading data from the memory cell array MCA0 to the sense amplifier SA0 in the selected memory bank BNK0 can be omitted. Accordingly, the read latency can be shortened. As a result, the MRAM according to the present embodiment can read or write the data of the sense amplifier SA0 in a short time after returning from the direct partial DPD state to the active state. Further, the MRAM can continuously execute the data reading or data writing operation interrupted at t2 from t3.
また、ダイレクト部分DPD状態では、選択メモリバンクBNK0のセンスアンプSA0以外のメモリセルアレイMCA0およびメモリバンクBNK1〜BNK3は、電源PSから切断されている。従って、本実施形態によるMRAMは、高速動作を維持しながらも、消費電力を可及的に抑制することができる。 In the direct partial DPD state, the memory cell array MCA0 and the memory banks BNK1 to BNK3 other than the sense amplifier SA0 of the selected memory bank BNK0 are disconnected from the power supply PS. Therefore, the MRAM according to the present embodiment can suppress power consumption as much as possible while maintaining a high-speed operation.
このように、本実施形態によるMRAMは、各メモリバンクBNK0〜BNK3において、メモリセルアレイMCA0〜MCA3の電力供給経路(第1のスイッチ)とセンスアンプ部SA0〜SA3の電源供給経路(第2のスイッチ)とを個別に有する。即ち、ダイレクト部分DPD状態において、電源が遮断される領域を区画化している。これにより、データ読出し動作またはデータ書込み動作中にダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが発行された場合、選択センスアンプSA0に対応する第2のスイッチSW20nを導通状態にしたまま、それ以外の第2のスイッチSW21n〜SW23nおよび第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)を非導通状態にすることができる。その結果、本実施形態によるMRAMは、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態またはアイドル状態へ復帰する所要時間を短縮することができ、かつ、消費電力を抑制することができる。 As described above, in the MRAM according to the present embodiment, in each of the memory banks BNK0 to BNK3, the power supply path (first switch) of the memory cell arrays MCA0 to MCA3 and the power supply path (second switch) of the sense amplifier units SA0 to SA3. ) Individually. That is, in the direct partial DPD state, a region where the power is cut off is partitioned. Thereby, when the direct partial DPD command DP-DPD is issued during the data read operation or the data write operation, the second switch SW20n corresponding to the selected sense amplifier SA0 is kept in the conductive state, and the other second second The switches SW21n to SW23n and the first switches SW10n to SW13n (SWn) can be turned off. As a result, the MRAM according to the present embodiment can shorten the time required to return from the direct partial DPD state to the active state or the idle state, and can suppress power consumption.
(第2の実施形態)
図8(A)〜図8(C)は、第2の実施形態によるMRAMのメモリバンクBNKおよびその周辺部の構成および状態を示す図である。第2の実施形態によるMRAMは、第2のスイッチSW20n〜SW23nを有しない。電源PSとメモリセルアレイMCAとの間に設けられた第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)が、それぞれメモリバンクBNK0〜BNK3内のメモリセルアレイMCAおよびセンスアンプ部SAへ電力を供給し、あるいは、その電力を遮断する。従って、メモリバンクBNK0〜BNK3は、それぞれメモリバンク全体として電力供給を受ける。あるいは、メモリバンクBNK0〜BNK3には、メモリバンク全体として電力供給が遮断される。尚、第1のスイッチSW10n〜SW13nは、第1の実施形態の第1のスイッチと同様に単一の共通スイッチSWnでもよい。
(Second Embodiment)
FIG. 8A to FIG. 8C are diagrams showing configurations and states of the memory bank BNK and its peripheral part of the MRAM according to the second embodiment. The MRAM according to the second embodiment does not include the second switches SW20n to SW23n. First switches SW10n to SW13n (SWn) provided between the power source PS and the memory cell array MCA supply power to the memory cell arrays MCA and sense amplifier units SA in the memory banks BNK0 to BNK3, respectively, or Shut off the power. Accordingly, the memory banks BNK0 to BNK3 are each supplied with power as a whole memory bank. Alternatively, power supply to the memory banks BNK0 to BNK3 is cut off as a whole memory bank. The first switches SW10n to SW13n may be a single common switch SWn similarly to the first switch of the first embodiment.
MRAMの動作状態を保持するモードレジスタMRvは、MRAMチップに対して1つ設けられている。モードレジスタMRvは、上述の通り、MRAMの動作状態等を格納している。例えば、モードレジスタMRvは、バーストの種類、バースト長、レイテンシ期間等を格納する。モードレジスタMRvは、揮発性メモリで構成されており、電源PSから電力供給を継続的に受けている。モードレジスタMRvは、例えば、Dフリップフロップ等である。 One mode register MRv for holding the operation state of the MRAM is provided for the MRAM chip. As described above, the mode register MRv stores the operation state of the MRAM. For example, the mode register MRv stores the burst type, burst length, latency period, and the like. The mode register MRv is composed of a volatile memory and continuously receives power from the power source PS. The mode register MRv is, for example, a D flip-flop.
第2の実施形態のその他の構成は、第1の実施形態の対応する構成と同様でよい。 Other configurations of the second embodiment may be the same as the corresponding configurations of the first embodiment.
図8(A)では、データ読出し動作またはデータ書込み動作において選択されているメモリバンクBNK0がアクティブ状態であり、メモリバンクBNK1〜BNK3がアイドル状態である。このように選択メモリバンクBNK0がアクティブ状態であるときに、MRAMがダイレクト部分DPDコマンド(第1のコマンド)DP−DPDを受け取った場合、メインコントローラMCNTは、モードレジスタMRvを電源に接続したまま、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)を非導通状態にする。これにより、図8(B)に示すように、メモリバンクBNK0〜BNK3は、アクティブ状態またはアイドル状態からDPD状態へ遷移する。 In FIG. 8A, the memory bank BNK0 selected in the data read operation or data write operation is in the active state, and the memory banks BNK1 to BNK3 are in the idle state. When the MRAM receives the direct partial DPD command (first command) DP-DPD when the selected memory bank BNK0 is in the active state in this way, the main controller MCNT keeps the mode register MRv connected to the power supply, The first switches SW10n to SW13n (SWn) are turned off. Thereby, as shown in FIG. 8B, the memory banks BNK0 to BNK3 transition from the active state or the idle state to the DPD state.
このとき、モードレジスタMRv内のデータは保持されている。従って、第2の実施形態によるDP−DPD状態も、LPDDR2の規格におけるDPD状態とは異なる。 At this time, the data in the mode register MRv is held. Therefore, the DP-DPD state according to the second embodiment is also different from the DPD state in the LPDDR2 standard.
そして、第1のコマンドDP−DPDを受けた後に、データ読出し動作またはデータ書込み動作の状態へ復帰させるイグジットコマンド(第2のコマンド)DP−DPDXを受けた場合、メインコントローラMCNTは、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)を導通状態にする。これにより、図8(C)に示すように、メモリバンクBNK0〜BNK3は、アイドル状態に復帰する。さらに、選択メモリバンクBNK0は、アイドル状態からアクティブ状態に復帰する。 Then, after receiving the first command DP-DPD, when receiving the exit command (second command) DP-DPDX for returning to the state of the data read operation or the data write operation, the main controller MCNT receives the first command DP-DPD. The switches SW10n to SW13n (SWn) are turned on. Thereby, as shown in FIG. 8C, the memory banks BNK0 to BNK3 return to the idle state. Further, the selected memory bank BNK0 returns from the idle state to the active state.
ここで、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)は、それぞれメモリバンクBNK0〜BNK3全体の電力供給を制御する。従って、選択メモリバンクBNK0は、アクティブ状態からダイレクト部分DPD状態へ遷移したときに、センスアンプSAにラッチされたデータを保持することができない。従って、図9に示すように、第2の実施形態では、MRAMは、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ復帰する場合に、一旦アイドル状態を経ることによって、選択メモリバンクBNK0のセンスアンプSAにデータをリロードする必要がある。即ち、第2の実施形態によるMRAMは、アクティブ状態からダイレクト部分DPD状態へ遷移することはできるが、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ復帰する場合には、一旦アイドル状態を経てからアクティブ状態へ復帰する。 Here, the first switches SW10n to SW13n (SWn) control the power supply of the entire memory banks BNK0 to BNK3, respectively. Therefore, the selected memory bank BNK0 cannot hold the data latched in the sense amplifier SA when the active memory state transitions to the direct partial DPD state. Therefore, as shown in FIG. 9, in the second embodiment, when the MRAM returns from the direct partial DPD state to the active state, the MRAM temporarily passes through the idle state, whereby the data is transferred to the sense amplifier SA of the selected memory bank BNK0. Need to be reloaded. That is, the MRAM according to the second embodiment can transition from the active state to the direct partial DPD state. However, when returning from the direct partial DPD state to the active state, the MRAM returns to the active state once after passing through the idle state. To do.
図9は、第2の実施形態によるMRAMのステートダイアグラムである。図9に示すように、第2の実施形態によるMRAMは、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ復帰する場合には、一旦アイドル状態を経てからアクティブ状態へ復帰する。第2の実施形態のその他の状態遷移は、第1の実施形態の対応する状態遷移と同様である。 FIG. 9 is a state diagram of the MRAM according to the second embodiment. As shown in FIG. 9, when returning from the direct partial DPD state to the active state, the MRAM according to the second embodiment temporarily returns to the active state after passing through the idle state. Other state transitions of the second embodiment are the same as the corresponding state transitions of the first embodiment.
図10は、第2の実施形態によるMRAMの動作を示すタイミング図である。まず、メモリバンクBNK0がアクティブ状態であり、メモリバンクBNK0のメモリセルアレイMCA0からセンスアンプSA0へデータが読み出される。 FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the MRAM according to the second embodiment. First, the memory bank BNK0 is in an active state, and data is read from the memory cell array MCA0 of the memory bank BNK0 to the sense amplifier SA0.
t1において、ダイレクト部分DPDコマンド(第1のコマンド)DP−DPDが発行されると、メインコントローラMCNTは、スイッチSW10n〜SW13n(SWn)を非導通状態(オフ状態)にする。これにより、メモリバンクBNK0〜BNK3は、電源PSから切断され、電力供給が遮断される。従って、メモリバンクBNK0〜BNK3は、アクティブ状態またはアイドル状態からDPD状態に遷移する。 When the direct partial DPD command (first command) DP-DPD is issued at t1, the main controller MCNT sets the switches SW10n to SW13n (SWn) to the non-conduction state (off state). As a result, the memory banks BNK0 to BNK3 are disconnected from the power source PS and the power supply is cut off. Therefore, the memory banks BNK0 to BNK3 transition from the active state or the idle state to the DPD state.
一方、t1〜t2において、モードレジスタMRvは、電源PSからの電力供給を受け続けている。 On the other hand, from t1 to t2, the mode register MRv continues to receive power from the power source PS.
t2において、第2のコマンドとしてのイグジットコマンドDP−DPDXが発行されると、メインコントローラMCNTは、スイッチSW10n〜SW13n(SWn)を導通状態(オン状態)に復帰させる。これにより、メモリバンクBNK0〜BNK3は、アイドル状態へ復帰する。モードレジスタMRvは、電源PSからの電力供給を継続して受けているので、メモリバンクBNK0〜BNK3がアイドル状態へ復帰した際に、モードレジスタMRvにデータを書き込む必要が無い。その分、ダイレクト部分DPD状態からアイドル状態へ復帰する時間が短縮される。 When the exit command DP-DPDX as the second command is issued at t2, the main controller MCNT returns the switches SW10n to SW13n (SWn) to the conductive state (ON state). As a result, the memory banks BNK0 to BNK3 return to the idle state. Since the mode register MRv continues to receive power from the power source PS, it is not necessary to write data to the mode register MRv when the memory banks BNK0 to BNK3 return to the idle state. Accordingly, the time for returning from the direct partial DPD state to the idle state is shortened.
その後、t3において、アクティブコマンドACTが発行されると、選択メモリバンクBNK0がアイドル状態からアクティブ状態へ復帰する。このとき、モードレジスタMRおよび選択メモリバンクBNK0のセンスアンプSAは、もとのデータを保持している。従って、MRAMは、t1において中断したデータ読出しまたはデータ書込み動作をt3から継続して実行することができる。 Thereafter, when an active command ACT is issued at t3, the selected memory bank BNK0 returns from the idle state to the active state. At this time, the mode register MR and the sense amplifier SA of the selected memory bank BNK0 hold the original data. Therefore, the MRAM can continuously execute the data reading or data writing operation interrupted at t1 from t3.
(第3の実施形態)
図11(A)〜図11(C)は、第3の実施形態によるMRAMのメモリバンクBNKおよびその周辺部の構成および状態を示す図である。第3の実施形態によるMRAMは、モードレジスタMRnvと電源PSとの間にレジスタスイッチSWRnを備えている。モードレジスタMRnvは、不揮発性メモリで構成されている。モードレジスタMRnvは、例えば、MRAM等である。第3の実施形態のその他の構成は、第2の実施形態の対応する構成と同様でよい。
(Third embodiment)
FIG. 11A to FIG. 11C are diagrams showing configurations and states of the memory bank BNK and its peripheral part of the MRAM according to the third embodiment. The MRAM according to the third embodiment includes a register switch SWRn between the mode register MRnv and the power supply PS. The mode register MRnv is composed of a nonvolatile memory. The mode register MRnv is, for example, an MRAM. Other configurations of the third embodiment may be the same as the corresponding configurations of the second embodiment.
図11(A)では、データ読出し動作またはデータ書込み動作において選択されているメモリバンクBNK0がアクティブ状態であり、メモリバンクBNK1〜BNK3がアイドル状態である。このとき、レジスタスイッチSWRnは、導通状態(オン状態)であり、モードレジスタMRnvは、電源PSから電力供給を受ける。 In FIG. 11A, the memory bank BNK0 selected in the data read operation or the data write operation is in the active state, and the memory banks BNK1 to BNK3 are in the idle state. At this time, the register switch SWRn is in a conductive state (on state), and the mode register MRnv is supplied with power from the power source PS.
選択メモリバンクBNK0がアクティブ状態であるときに、MRAMがダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDを受け取った場合、メインコントローラMCNTは、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)を非導通状態にする。これにより、図11(B)に示すように、メモリバンクBNK0〜BNK3は、アクティブ状態またはアイドル状態からDPD状態へ遷移する。 When the MRAM receives the direct partial DPD command DP-DPD when the selected memory bank BNK0 is in the active state, the main controller MCNT turns off the first switches SW10n to SW13n (SWn). Thereby, as shown in FIG. 11B, the memory banks BNK0 to BNK3 transition from the active state or the idle state to the DPD state.
さらに、メインコントローラMCNTは、レジスタスイッチSWRnを非導通状態(オフ状態)にして、モードレジスタMRnvを電源から切断する。モードレジスタMRnvは、不揮発性メモリで構成されているので、電源を切断してもモードレジスタMRnv内のデータは保持されている。 Further, the main controller MCNT sets the register switch SWRn in a non-conduction state (off state) and disconnects the mode register MRnv from the power source. Since the mode register MRnv is composed of a nonvolatile memory, the data in the mode register MRnv is retained even when the power is turned off.
そして、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDを受けた後に、データ読出し動作またはデータ書込み動作の状態へ復帰させるDP−DPDイグジットコマンド(第2のコマンド)DP−DPDXを受けた場合、メインコントローラMCNTは、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)およびレジスタスイッチSWRnを導通状態にする。これにより、図11(C)に示すように、メモリバンクBNK0〜BNK3がアイドル状態に復帰する。さらに、選択メモリバンクBNK0は、アイドル状態からアクティブ状態に復帰する。尚、第1のスイッチSW10n〜SW13nは、第1の実施形態と同様に、単一の共通スイッチSWnであってもよい。 After receiving the direct partial DPD command DP-DPD, when receiving the DP-DPD exit command (second command) DP-DPDX for returning to the state of the data read operation or the data write operation, the main controller MCNT The first switches SW10n to SW13n (SWn) and the register switch SWRn are turned on. As a result, as shown in FIG. 11C, the memory banks BNK0 to BNK3 return to the idle state. Further, the selected memory bank BNK0 returns from the idle state to the active state. Note that the first switches SW10n to SW13n may be a single common switch SWn as in the first embodiment.
第3の実施形態によるMRAMのステートダイアグラムは、図9に示すステートダイアグラムと同じでよい。 The state diagram of the MRAM according to the third embodiment may be the same as the state diagram shown in FIG.
図12は、第3の実施形態によるMRAMの動作を示すタイミング図である。まず、メモリバンクBNK0がアクティブ状態であり、メモリバンクBNK0のメモリセルアレイMCA0からセンスアンプSA0へデータが読み出される。 FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the MRAM according to the third embodiment. First, the memory bank BNK0 is in an active state, and data is read from the memory cell array MCA0 of the memory bank BNK0 to the sense amplifier SA0.
t1において、第1のコマンドDP−DPDが発行されると、メインコントローラMCNTは、スイッチSW10n〜SW13n(SWn)を非導通状態(オフ状態)にする。これにより、メモリバンクBNK1〜BNK3は、電源PSから切断され、電力供給が遮断される。従って、メモリバンクBNK1〜BNK3は、アクティブ状態またはアイドル状態からDPD状態に遷移する。 When the first command DP-DPD is issued at t1, the main controller MCNT sets the switches SW10n to SW13n (SWn) to a non-conduction state (off state). As a result, the memory banks BNK1 to BNK3 are disconnected from the power source PS and the power supply is cut off. Therefore, the memory banks BNK1 to BNK3 transition from the active state or the idle state to the DPD state.
さらに、メインコントローラMCNTは、レジスタスイッチSWRnを非導通状態(オフ状態)にする。これにより、モードレジスタMRnvが電源PSから切断される。 Furthermore, the main controller MCNT sets the register switch SWRn to a non-conduction state (off state). Thereby, mode register MRnv is disconnected from power supply PS.
t2において、第2のコマンドとしてのイグジットコマンドDP−DPDXが発行されると、メインコントローラMCNTは、第1のスイッチSW10n〜SW13n(SWn)およびレジスタスイッチSWRnを導通状態(オン状態)に復帰させる。これにより、メモリバンクBNK0〜BNK3は、アイドル状態へ復帰する。モードレジスタMRnvは、不揮発性メモリでありデータを保持しているので、モードレジスタMRnvにデータを書き込む必要が無い。その分、ダイレクト部分DP−DPD状態からアイドル状態へ復帰する時間が短縮される。 When the exit command DP-DPDX as the second command is issued at t2, the main controller MCNT returns the first switches SW10n to SW13n (SWn) and the register switch SWRn to the conductive state (ON state). As a result, the memory banks BNK0 to BNK3 return to the idle state. Since the mode register MRnv is a non-volatile memory and holds data, it is not necessary to write data to the mode register MRnv. Accordingly, the time for returning from the direct partial DP-DPD state to the idle state is shortened.
また、モードレジスタMRnvは、不揮発性メモリであるため、DP−DPD状態において電源PSから切断されている。これにより、第3の実施形態によるMRAMは、DPD状態における消費電力をさらに低減させることができる。 Since the mode register MRnv is a nonvolatile memory, it is disconnected from the power source PS in the DP-DPD state. Thereby, the MRAM according to the third embodiment can further reduce the power consumption in the DPD state.
その後、t3において、アクティブコマンドACTが発行されると、選択メモリバンクBNK0がアイドル状態からアクティブ状態へ復帰する。このとき、モードレジスタMRおよび選択メモリバンクBNK0のセンスアンプSAは、もとのデータを保持している。従って、MRAMは、t1において中断したデータ読出しまたはデータ書込み動作をt3から継続して実行することができる。 Thereafter, when an active command ACT is issued at t3, the selected memory bank BNK0 returns from the idle state to the active state. At this time, the mode register MR and the sense amplifier SA of the selected memory bank BNK0 hold the original data. Therefore, the MRAM can continuously execute the data reading or data writing operation interrupted at t1 from t3.
(第4の実施形態)
図13(A)から図13(D)は、第4の実施形態によるMRAMのメモリバンクBNKおよびその周辺部の構成および状態を示す図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 13A to FIG. 13D are diagrams showing configurations and states of the memory bank BNK and its peripheral part of the MRAM according to the fourth embodiment.
第4の実施形態では、スイッチSW10n〜SW13nが電源PSとメモリバンクBNK0〜BNK3との間にそれぞれ個別に設けられている。しかし、第2のスイッチSW20n〜SW23nは設けられていない。即ち、第4の実施形態は、メモリバンク内においてメモリセルアレイとセンスアンプとで個別に電源スイッチを有していない。 In the fourth embodiment, the switches SW10n to SW13n are individually provided between the power source PS and the memory banks BNK0 to BNK3. However, the second switches SW20n to SW23n are not provided. That is, the fourth embodiment does not have separate power switches for the memory cell array and the sense amplifier in the memory bank.
スイッチSW10n〜SW13nは、それぞれメモリバンクBNK0〜BNK3の全体の電力供給を制御する。 The switches SW10n to SW13n control the overall power supply of the memory banks BNK0 to BNK3, respectively.
スイッチSW10n〜SW13nは、それぞれ図6(B)に示すスイッチコントローラSWC20n〜SWC23nによって制御され得る。 The switches SW10n to SW13n can be controlled by switch controllers SWC20n to SWC23n shown in FIG. 6B, respectively.
第4の実施形態では、メモリバンクBNK0〜BNK3は、それぞれスイッチSW10n〜SW13nの導通状態によって、電源PSに接続され、あるいは、電源PSから切断される。 In the fourth embodiment, the memory banks BNK0 to BNK3 are connected to the power supply PS or disconnected from the power supply PS according to the conduction states of the switches SW10n to SW13n, respectively.
図13(A)においては、メモリバンクBNK0〜BNK3は、すべてアイドル状態である。このとき、スイッチSW10n〜SW13nは、全て導通状態である。次に、アクティブ状態において、例えば、図13(B)に示すように、メモリバンクBNK0が選択されたものとする。この場合、選択メモリバンクBNK0に対してデータ読出しまたはデータ書込みが実行される。データ読出しまたはデータ書込み動作において、選択メモリバンクBNK0では、センスアンプ部SA0がメモリセルアレイMCA0の選択ページのデータを一旦読み出す。センスアンプ部SA0は、その内部にラッチ回路を有するので、読み出されたデータは、センスアンプ部SA0に一旦格納される。このときも、スイッチSW10n〜SW13nは、全て導通状態である。 In FIG. 13A, all of the memory banks BNK0 to BNK3 are in an idle state. At this time, the switches SW10n to SW13n are all in a conductive state. Next, in the active state, for example, as shown in FIG. 13B, it is assumed that the memory bank BNK0 is selected. In this case, data reading or data writing is executed with respect to the selected memory bank BNK0. In the data read or data write operation, in the selected memory bank BNK0, the sense amplifier unit SA0 once reads the data of the selected page of the memory cell array MCA0. Since the sense amplifier unit SA0 has a latch circuit therein, the read data is temporarily stored in the sense amplifier unit SA0. Also at this time, the switches SW10n to SW13n are all in a conductive state.
MRAMがアクティブ状態であるときにダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDを受け取ると、メインコントローラMCNTは、MRAMをアクティブ状態からダイレクト部分DPD状態へ遷移させる。ダイレクト部分DPD状態においては、図13(C)に示すように、メインコントローラMCNTは、選択メモリバンクBNK0への電力供給を維持したまま、それ以外の非選択メモリバンクBNK1〜BNK3への電力供給を遮断する。このとき、スイッチSW10nのみが導通状態であり、他のスイッチSW11n〜SW13nは非導通状態である。よって、選択メモリバンクBNK0のみが起動状態であり、それ以外のメモリバンクBNK1〜BNK3は、DPD状態である。従って、ダイレクト部分DPD状態の消費電力は、非常に低い。 When the direct partial DPD command DP-DPD is received when the MRAM is in the active state, the main controller MCNT changes the MRAM from the active state to the direct partial DPD state. In the direct partial DPD state, as shown in FIG. 13C, the main controller MCNT maintains power supply to the selected memory bank BNK0 and supplies power to the other non-selected memory banks BNK1 to BNK3. Cut off. At this time, only the switch SW10n is conductive, and the other switches SW11n to SW13n are nonconductive. Therefore, only the selected memory bank BNK0 is in the activated state, and the other memory banks BNK1 to BNK3 are in the DPD state. Therefore, the power consumption in the direct partial DPD state is very low.
MRAMがDP−DPDイグジットコマンドDP−DPDXを受け取ると、メインコントローラMCNTは、MRAMをダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態またはアイドル状態へ遷移させる。このとき、スイッチコントローラSWC21n〜SWC23nは、非選択メモリバンクBNK1〜BNK3への電力供給を復帰させる。即ち、スイッチSW11n〜SW13nを導通状態に復帰させる。これにより、図13(D)に示すように、非選択メモリバンクBNK1〜BNK3はアイドル状態となる。尚、選択メモリバンクBNK0は、アクティブ状態を維持する。 When the MRAM receives the DP-DPD exit command DP-DPDX, the main controller MCNT transitions the MRAM from the direct partial DPD state to the active state or the idle state. At this time, the switch controllers SWC21n to SWC23n restore the power supply to the non-selected memory banks BNK1 to BNK3. That is, the switches SW11n to SW13n are returned to the conductive state. Thereby, as shown in FIG. 13D, the non-selected memory banks BNK1 to BNK3 are in an idle state. Note that the selected memory bank BNK0 maintains an active state.
選択メモリバンクBNK0における読出しまたは書込み対象のページデータは、センスアンプ部SA0内にラッチされたまま維持されている。従って、選択メモリバンクBNK0において、データをセンスアンプ部SA0に再度読み出す必要がない。これにより、アクティブ状態へ復帰後、MRAMは、データ読出しまたはデータ書込み動作のシーケンスを直ちに再開することができる。その結果、DPD状態からアクティブ状態への復帰時間は短くて済む。 The page data to be read or written in the selected memory bank BNK0 is kept latched in the sense amplifier unit SA0. Therefore, it is not necessary to read data again to the sense amplifier unit SA0 in the selected memory bank BNK0. Thereby, after returning to the active state, the MRAM can immediately restart the sequence of the data read or data write operation. As a result, the return time from the DPD state to the active state can be short.
図14は、第4の実施形態によるMRAMの動作を示すタイミング図である。MRAMは、クロック信号CKに基づいて動作する。クロック信号CLK、コマンドCMD、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPD、メモリバンクBNK0〜BNK3の活性化コマンドは、図7に示すそれらの動作と同じでよい。 FIG. 14 is a timing chart showing the operation of the MRAM according to the fourth embodiment. The MRAM operates based on the clock signal CK. The clock signal CLK, command CMD, direct partial DPD command DP-DPD, and activation commands for the memory banks BNK0 to BNK3 may be the same as those operations shown in FIG.
第4の実施形態では、スイッチSW10n〜SW13nが、第1の実施形態の第2のスイッチSW20n〜SW23nと同様に動作する。 In the fourth embodiment, the switches SW10n to SW13n operate in the same manner as the second switches SW20n to SW23n of the first embodiment.
t1以前において、メモリバンクBNK0〜BNK3は、アイドル状態(スタンバイ状態)である。この時点では、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが論理ロウに非活性化されているので、スイッチコントローラSWC20n〜SWC23nは、スイッチSW10n〜SW13nの各ゲート電極に論理ロウを入力している。よって、スイッチSW10n〜SW13nは導通状態(ON状態)である。即ち、メモリバンクBNK0〜BNK3は、すべて電源PSからの電力供給を受けている。 Before t1, the memory banks BNK0 to BNK3 are in an idle state (standby state). At this time, since the direct partial DPD command DP-DPD is deactivated to logic low, the switch controllers SWC20n to SWC23n input logic low to the gate electrodes of the switches SW10n to SW13n. Therefore, the switches SW10n to SW13n are in a conductive state (ON state). That is, the memory banks BNK0 to BNK3 are all supplied with power from the power source PS.
次に、t1において、アクティブコマンドACTが発行されている。このとき、メモリバンクBNK0が選択されている。この場合、メモリバンクBNK0がアイドル状態からアクティブ状態に遷移する。ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDはまだ論理ロウを維持しているので、スイッチコントローラSWC20n〜SWC23nは、スイッチSW10n〜SW13nの各ゲート電極に論理ロウを入力している。従って、t1〜t2において、スイッチSW10n〜SW13nは、導通状態(ON状態)を維持している。 Next, at t1, an active command ACT is issued. At this time, the memory bank BNK0 is selected. In this case, the memory bank BNK0 changes from the idle state to the active state. Since the direct partial DPD command DP-DPD still maintains a logic low, the switch controllers SWC20n to SWC23n input a logic low to the gate electrodes of the switches SW10n to SW13n. Therefore, from t1 to t2, the switches SW10n to SW13n are kept in the conductive state (ON state).
アクティブ状態では、データの読出しまたは書込みのために、メモリバンクBNK0が活性化されており、選択ワード線WLsが論理ハイに活性化されている。これにより、メモリセルアレイMCA0内の選択ページのデータがビット線BLを介してセンスアンプ部SA0に読み出される。 In the active state, the memory bank BNK0 is activated to read or write data, and the selected word line WLs is activated to logic high. As a result, the data of the selected page in the memory cell array MCA0 is read out to the sense amplifier unit SA0 via the bit line BL.
第4の実施形態では、データ読出し動作またはデータ書込み動作中にダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが活性化された場合(t2)、図6(B)に示すスイッチコントローラSWC21n〜SWC23nは、スイッチSW11n〜SW13nを非導通状態にする。スイッチコントローラSWC20nは、選択メモリバンクBNK0に対応するスイッチSW10nを導通状態に維持する。このとき、メモリバンクBNK0内のセンスアンプ部SA0に保持されているセンスノードSN0(ラッチ回路)は、電源PSからの電力供給を受けることによってデータを保持する。これにより、MRAMがアクティブ状態からダイレクト部分DPD状態へ遷移しても、メモリバンクBNK0のデータは保持される。 In the fourth embodiment, when the direct partial DPD command DP-DPD is activated during the data read operation or data write operation (t2), the switch controllers SWC21n to SWC23n shown in FIG. SW13n is turned off. The switch controller SWC20n maintains the switch SW10n corresponding to the selected memory bank BNK0 in the conductive state. At this time, the sense node SN0 (latch circuit) held in the sense amplifier unit SA0 in the memory bank BNK0 holds data by receiving power supply from the power supply PS. Thereby, even if the MRAM transitions from the active state to the direct partial DPD state, the data in the memory bank BNK0 is retained.
そして、t3において、DP−DPDイグジットコマンドDP−DPDXが発行されると、ダイレクト部分DPDコマンドDP−DPDが不活性化される。これにより、メモリバンクBNK0〜BNK3は、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態またはアイドル状態へ復帰する。このとき、スイッチコントローラSWC21n〜SWC23nは、選択メモリバンクBNK0のスイッチSW10nの導通状態を維持したまま、スイッチSW11n〜SW13nを導通状態に復帰させる。 When the DP-DPD exit command DP-DPDX is issued at t3, the direct partial DPD command DP-DPD is inactivated. As a result, the memory banks BNK0 to BNK3 return from the direct partial DPD state to the active state or the idle state. At this time, the switch controllers SWC21n to SWC23n return the switches SW11n to SW13n to the conductive state while maintaining the conductive state of the switch SW10n of the selected memory bank BNK0.
センスアンプ部SA0のセンスノードSN0は、メモリセルアレイMCA0のデータを保持し続けている。従って、MRAMは、アクティブコマンドACTを再発行することなく、直ちにメモリバンクBNK0をアクティブ状態に遷移させることができる。即ち、選択メモリバンクBNK0において、メモリセルアレイMCA0からセンスアンプSA0へデータを読み出す動作が省略され得る。その分、リードレイテンシが短縮され得る。その結果、本実施形態によるMRAMは、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ復帰した後、短時間でセンスアンプSA0のデータを読み出し、あるいは、書き込むことができる。 The sense node SN0 of the sense amplifier unit SA0 continues to hold data in the memory cell array MCA0. Therefore, the MRAM can immediately shift the memory bank BNK0 to the active state without reissuing the active command ACT. That is, the operation of reading data from the memory cell array MCA0 to the sense amplifier SA0 in the selected memory bank BNK0 can be omitted. Accordingly, the read latency can be shortened. As a result, the MRAM according to the present embodiment can read or write the data of the sense amplifier SA0 in a short time after returning from the direct partial DPD state to the active state.
また、ダイレクト部分DPD状態では、選択メモリバンクBNK0以外のメモリバンクBNK1〜BNK3は、電源PSから切断されている。従って、本実施形態によるMRAMは、高速動作を維持しながら、消費電力を充分に抑制することができる。 In the direct partial DPD state, the memory banks BNK1 to BNK3 other than the selected memory bank BNK0 are disconnected from the power source PS. Therefore, the MRAM according to the present embodiment can sufficiently suppress power consumption while maintaining a high speed operation.
このように、第4の実施形態によるMRAMは、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態またはアイドル状態へ復帰する所要時間を短縮することができ、かつ、消費電力を抑制することができる。 As described above, the MRAM according to the fourth embodiment can reduce the time required to return from the direct partial DPD state to the active state or the idle state, and can suppress power consumption.
(変形例1)
図15は、第2の実施形態によるモードレジスタMRvを、第1の実施形態に適用した変形例1を示す。このように、第2の実施形態は、第1の実施形態と容易に組み合わせることができる。変形例1によるMRAMの動作は、第1および第2の実施形態から容易に理解できる。変形例1は、第1および第2の実施形態の両方の効果を得ることができる。尚、変形例1では、選択メモリバンクBNK0は、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ直接復帰することができる。即ち、変形例1のメモリバンクBNK0〜BNK3の動作は、第1の実施形態のそれと同様でよい。変形例1のメモリレジスタMRvの動作は、第2の実施形態のそれと同様でよい。
(Modification 1)
FIG. 15 shows a first modification in which the mode register MRv according to the second embodiment is applied to the first embodiment. Thus, the second embodiment can be easily combined with the first embodiment. The operation of the MRAM according to the first modification can be easily understood from the first and second embodiments.
(変形例2)
図16は、第3の実施形態によるモードレジスタMRnvを、第1の実施形態に適用した変形例2を示す。このように、第3の実施形態は、第1の実施形態と容易に組み合わせることができる。変形例2によるMRAMの動作は、第1および第3の実施形態から容易に理解できる。変形例2は、第1および第3の実施形態の両方の効果を得ることができる。尚、変形例2では、選択メモリバンクBNK0は、ダイレクト部分DPD状態からアクティブ状態へ直接復帰することができる。即ち、変形例2のメモリバンクBNK0〜BNK3の動作は、第1の実施形態のそれと同様でよい。変形例2のメモリレジスタMRvの動作は、第3の実施形態のそれと同様でよい。
(Modification 2)
FIG. 16 shows a second modification in which the mode register MRnv according to the third embodiment is applied to the first embodiment. As described above, the third embodiment can be easily combined with the first embodiment. The operation of the MRAM according to the second modification can be easily understood from the first and third embodiments. Modification 2 can achieve the effects of both the first and third embodiments. In the second modification, the selected memory bank BNK0 can directly return from the direct partial DPD state to the active state. That is, the operations of the memory banks BNK0 to BNK3 in the second modification may be the same as those in the first embodiment. The operation of the memory register MRv of Modification 2 may be the same as that of the third embodiment.
尚、モードレジスタMRvまたはMRnvは、第4の実施形態によるMRAMにも簡単に適用できることは言うまでもない。第2および第4の実施形態を組み合わせたMRAMの構成は、図8に示す構成と同様でよい。第3および第4の実施形態を組み合わせたMRAMの構成は、図11に示す構成と同様でよい。これにより、第2および第4の実施形態の効果または第3および第4の実施形態の効果を得ることができる。 Needless to say, the mode register MRv or MRnv can be easily applied to the MRAM according to the fourth embodiment. The configuration of the MRAM combining the second and fourth embodiments may be the same as the configuration shown in FIG. The configuration of the MRAM combining the third and fourth embodiments may be the same as the configuration shown in FIG. Thereby, the effect of 2nd and 4th embodiment or the effect of 3rd and 4th embodiment can be acquired.
上記実施形態の読出しまたは書込みにおいて、メモリバンクBNK0が選択されている例を挙げたが、他のメモリバンクBNK1〜BNK3が選択されてもよいことは言うまでもない。 In the reading or writing of the above embodiment, the example in which the memory bank BNK0 is selected has been given, but it goes without saying that other memory banks BNK1 to BNK3 may be selected.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
MCA0〜MCA3・・・メモリセルアレイ、BNK0〜BNK3・・・メモリバンク、BL・・・ビット線、WL・・・ワード線、PG・・・パワージェネレータ、MCNT・・・メインコントローラ、SA0〜SA3・・・センスアンプ部、WD・・・ライトドライバ、PS・・・電源、SW10n〜SW13n・・・第1のスイッチ、SW20n〜SW23n・・・第2のスイッチ、MRv、MRnv・・・モードレジスタ、SWRn・・・レジスタスイッチ MCA0 to MCA3... Memory cell array, BNK0 to BNK3... Memory bank, BL... Bit line, WL... Word line, PG. ..Sense amplifier section, WD... Write driver, PS .. power supply, SW10n to SW13n... First switch, SW20n to SW23n... Second switch, MRv, MRnv. SWRn ・ ・ ・ Register switch
Claims (9)
前記複数のメモリセルアレイのそれぞれに対応して設けられ、データ読出し動作またはデータ書込み動作において前記メモリセルアレイのデータを検出し一時的に格納するセンスアンプ部と、
電源と前記複数のメモリセルアレイとの間に設けられた少なくとも1つの第1のスイッチと、
電源と前記複数のセンスアンプ部との間にそれぞれ設けられた複数の第2のスイッチと、
前記第1のスイッチおよび前記複数の第2のスイッチの各々の導通状態を制御するコントローラとを備え、
データ読出し動作またはデータ書込み動作中に電源遮断状態への遷移を指示する第1のコマンドを受けた場合、前記コントローラは、データ読出しまたはデータ書込みのために選択されている前記センスアンプ部に対応する前記第2のスイッチを導通状態にしたまま、それ以外の前記第2のスイッチおよび前記第1のスイッチを非導通状態にすることを特徴とする半導体記憶装置。 A memory cell array including a plurality of nonvolatile memory cells;
A sense amplifier that is provided corresponding to each of the plurality of memory cell arrays and detects and temporarily stores data in the memory cell array in a data read operation or a data write operation;
At least one first switch provided between a power source and the plurality of memory cell arrays;
A plurality of second switches respectively provided between a power source and the plurality of sense amplifier units;
A controller for controlling a conduction state of each of the first switch and the plurality of second switches,
When receiving the first command instructing the transition to the power-off state during the data read operation or the data write operation, the controller corresponds to the sense amplifier unit selected for data read or data write. 2. A semiconductor memory device, wherein the second switch and the first switch other than the second switch are made non-conductive while the second switch is made conductive.
電源と前記複数のメモリバンクとの間にそれぞれ設けられた複数のスイッチと、
前記複数のスイッチの各々の導通状態を制御するコントローラとを備え、
データ読出し動作またはデータ書込み動作中に電源遮断状態への遷移を指示する第1のコマンドを受けた場合、前記コントローラは、データ読出しまたはデータ書込みのために選択されている前記メモリバンクに対応する前記スイッチを導通状態にしたまま、それ以外の前記スイッチを非導通状態にすることを特徴とする半導体記憶装置。 A memory cell array including a plurality of nonvolatile memory cells and a sense amplifier provided corresponding to each of the plurality of memory cell arrays and detecting and temporarily storing data in the memory cell array in a data read operation or a data write operation A plurality of memory banks including
A plurality of switches respectively provided between a power source and the plurality of memory banks;
A controller for controlling the conduction state of each of the plurality of switches,
When receiving a first command instructing a transition to a power-off state during a data read operation or a data write operation, the controller corresponds to the memory bank selected for data read or data write. A semiconductor memory device, wherein the other switches are made nonconductive while the switches are made conductive.
データ読出し動作またはデータ書込み動作中に電源遮断状態への遷移を指示する第1のコマンドを受けた場合、前記コントローラは、データ読出しまたはデータ書込みのために選択されている前記センスアンプ部に対応する前記第2のスイッチを導通状態にしたまま、それ以外の前記第2のスイッチおよび前記第1のスイッチを非導通状態にすることを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。 The plurality of switches include at least one first switch provided between a power supply and the plurality of memory cell arrays, and a plurality of second switches provided between the power supply and the plurality of sense amplifier units, respectively. Including a switch,
When receiving the first command instructing the transition to the power-off state during the data read operation or the data write operation, the controller corresponds to the sense amplifier unit selected for data read or data write. 3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the second switch and the first switch other than the second switch are set in a non-conductive state while the second switch is in a conductive state.
データ読出し動作またはデータ書込み動作中に電源を遮断する第1のコマンドを受けた場合、前記コントローラは、前記モードレジスタを電源に接続したままにすることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれかに記載の半導体記憶装置。 A mode register for holding an operating state of the semiconductor memory device;
6. The controller according to claim 2, wherein the controller keeps the mode register connected to a power source when receiving a first command for shutting off the power source during a data read operation or a data write operation. Any one of the semiconductor memory devices.
電源と前記モードレジスタとの間に設けられたレジスタスイッチとをさらに備え、
データ読出し動作またはデータ書込み動作中に前記第1のコマンドを受けた場合、前記コントローラは、前記レジスタスイッチを非導通状態にすることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれかに記載の半導体記憶装置。 A mode register for holding the operating state of the semiconductor memory device;
A register switch provided between a power source and the mode register;
7. The controller according to claim 2, wherein, when receiving the first command during a data read operation or a data write operation, the controller sets the register switch to a non-conductive state. 8. Semiconductor memory device.
電源と前記複数のメモリセルアレイとの間にそれぞれ設けられた複数の第1のスイッチと、
前記半導体記憶装置の動作状態を保持するモードレジスタと、
前記複数の第1のスイッチの各々の導通状態を制御するコントローラとを備え、
データ読出し動作またはデータ書込み動作中に電源遮断状態への遷移を指示する第1のコマンドを受けた場合、前記コントローラは前記モードレジスタを電源に接続したまま、前記第1のスイッチを非導通状態にすることを特徴とする半導体記憶装置。 A plurality of memory cell arrays including a plurality of nonvolatile memory cells;
A plurality of first switches respectively provided between a power supply and the plurality of memory cell arrays;
A mode register for holding the operating state of the semiconductor memory device;
A controller for controlling a conduction state of each of the plurality of first switches,
When receiving the first command instructing the transition to the power-off state during the data read operation or the data write operation, the controller sets the first switch to the non-conductive state while keeping the mode register connected to the power source. A semiconductor memory device.
電源と前記モードレジスタとの間に設けられたレジスタスイッチとをさらに備え、
データ読出し動作またはデータ書込み動作中に前記第1のコマンドを受けた場合、前記コントローラは、前記第1のスイッチおよび前記レジスタスイッチを非導通状態にすることを特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置。 A mode register for holding the operating state of the semiconductor memory device;
A register switch provided between a power source and the mode register;
9. The semiconductor device according to claim 8, wherein when the first command is received during a data read operation or a data write operation, the controller turns off the first switch and the register switch. Storage device.
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