JPH06290583A - 同期型半導体メモリ - Google Patents

同期型半導体メモリ

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JPH06290583A
JPH06290583A JP5077237A JP7723793A JPH06290583A JP H06290583 A JPH06290583 A JP H06290583A JP 5077237 A JP5077237 A JP 5077237A JP 7723793 A JP7723793 A JP 7723793A JP H06290583 A JPH06290583 A JP H06290583A
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】同期型半導体メモリのCKEピンによるCLK
制御回路を提供し、CLKのマスク及びCKEによる初
段回路のパワーダウンモードの実現をはかる。 【構成】図1に示す様に、2つの初段回路と、2つのワ
ンショット信号発生回路より成る第1の制御回路と、D
型フリップフロップ及びD型ラッチ回路とにより構成さ
れる第2の制御回路と、インバータ及びNAND回路よ
り成る第3の制御回路とから構成される同期型半導体メ
モリのクロック制御回路であり、信号φ5のワンショッ
ト信号を内部主信号として用い、同一タイミングで発生
するワンショット信号φ3 を第2の制御回路の同期クロ
ックとして用い、さらに第2の制御回路の出力信号φ4
を主信号φ5 のイネーブル信号とし、信号φ2 ,φ4 及
びφ6 を第3の制御回路の入力信号としてこの出力信号
φ7 を他入力ピンのイネーブル信号として用いる構成と
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリに関し、
特に、同期型半導体メモリの、外部入力信号CLKの処
理に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体メモリは、他の中央演算装
置CPUや、ゲートアレイ、等が、システムクロックに
同期した動作を行っていたのに対し、非同期で動作し、
他のIC,LSIの動作の著しく異なる制御を必要とし
ていた。すなわち、電源端子,接地端子,アドレスpi
n群,入出力pin群の他に、制御pinとしてのRA
S(ロウアドレスストローブ信号)、CAS(カラムア
ドレスストローブ信号)、WE(ライトイネーブル信
号)、OE(アウトプットイネーブル信号)等を有し、
これらのpinの状態、つまり、ロウレベルであるか、
ハイレベルであるかによって、内部状態を規定する、レ
ベル入力判定素子であった。
【0003】一方、CPUの高速化、その他周辺回路用
LSIの高速化に伴い、メモリの高速化、とりわけ、デ
ータ転送速度の高速化が求められる様になり、種々の高
速半導体メモリが提案され、一部試作されている。この
中の1つが、同期型半導体メモリであるシンクロナスD
RAM(Synchronous DynamicRa
ndumn Access Memory)=SDRA
Mであり、装置のシステムクロックに同期した制御命令
入力を行い、データの入出力もシステムクロックに同期
して行なうものである。つまり、従来から存在するRA
S,CAS,WE、等の制御信号を、システムのクロッ
クであるCLK pin入力の立ち上りエッジに同期し
て入力し、これらの入力pinのHighレベル、Lo
wレベルの組み合わせによって、制御命令(コマンド)
を意味づけ決定し、アドレスや、入力データも、このC
LKの立ち上りエッジに同期して入力するパルス入力型
素子である。
【0004】この様な同期型メモリを実現することによ
り、メモリに対するデータの入出力転送速度が大幅に向
上し、従来のFast PageモードDRAMの4倍
程度にパフォーマンスが向上することになる。本発明で
は、何故転送速度が向上するかについては、言及しない
が、同期型半導体メモリの使い易さの向上をはかるため
外部入力信号CKE pin(クロックイネーブル信
号)と、システムクロックCLK pinの信号処理に
ついて、述べる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来のFast
Page型非同期、レベル判定型半導体メモリに対し、
パフォーマンスの数段向上する同期型パルス入力半導体
メモリを実現するに当り、従来の半導体メモリには無い
CLKpin入力の処理を、システム上使いやすく、か
つ、半導体メモリ内では、大きなオーバーヘッドなしに
行なわなければならない。すなわち、従来の半導体メモ
リにおいて、外部入力信号pin RASが果していた
役割である内部の他入力回路初段のイネーブル動作や、
外部入力信号pin CASとのタイミング設定により
決定されるリフレッシュ動作について、規定しなければ
ならない。すなわち従来のRAS pin入力のロウレ
ベル化が内部において、ロウアドレスの取り込みと、選
択ワード線上のセルのリフレッシュ及び、カラム側アド
レス確定に到る以前のカラム側動作のスタートが行なわ
れており、同期型パルス入力半導体メモリにおいては、
アクティブコマンドが、それに相当する機能となる。
又、従来のRAS pin入力のハイレベル化は、内部
においては、ワード線の非活性化、ディジット線のプリ
チャージさらに、出力データ以外のカラム系動作の終了
という動作を行なっていたが、これは、同期型パルス入
力半導体メモリにおいては、プリチャージコマンドに相
当する。同様にCAS pinロウレベル化に引き続き
RAS pinロウレベル化というCBR(カスビフォ
アラスリフレッシュ)命令は、リフレッシュコマンド
に、RAS pinロウレベル化に引きCAS pin
ロウレベル化が実行される場合には、リードコマンド、
さらにWE pinがロウレベルになる場合には、ライ
トコマンドが、それぞれ相当する。ここで、これらのコ
マンドが、従来のレベル入力型非同期DRAMの各々の
レベル変化の意味する所の命令を実現する様に、回路を
実現すれば良いのであるが、RAS,CAS,WEの入
力レベルの組み合わせにより、制御命令が決定されるの
であるから、各々の入力ピンを、CLK入力により、L
atchし、これをデコードする事により、実現すれば
良いことになる。ここで問題となるのは、これらの制御
命令を、いかに実現するかではなく、CLK同期化に伴
い、これらの入力ピンのセットアップ及びホールド時間
が、他のデバイスと同様に、従来のSetup0nS,
Hold+10nS程度というものではなく、Setu
p 2nS,Hold2nSという様に、ウインドウが
狭くなり、かつ、ウインドウそのものが、時間的に前に
来ているということになっている。さらに、ウインドウ
の狭さや、時間的に前に来ているという仕様を満足する
ためには、カレントミラー型入力初段の採用等を考えれ
ば、回路的に困難であるとは、いいがたいが、この際に
は、従来の様に、RAS pinやCAS pinの活
性化の後に、Addresspinや、Data In
pinの入力初段の活性化を行なうということが困難
になって来る。すなわち、従来の様に、Activeコ
マンド(RAS活性化に相当)が入力された後に各Ad
dress、DIN等の入力初段の活性化を行った場合に
は、アクセスや、サイクルが長くなり、又、ウインドウ
そのものも、さらに狭くなるということになりかねな
い。高速で、サイクルタイム10nSを実現しようとい
うSynchronous DRAM等では、この様
な、ハフォーマンスの低下は極力さけなければならな
い。従って、同期型半導体メモリにおいて、セットアッ
プタイム2nSを実現するためには、制御命令にかかわ
らず、常に、AddressやDIN入力の初段回路は、
活性化状態にしておかなかればならない。ところで、こ
れらのAddress入力pinや、DIN入力pinの
数は、メモリのbit数や、bit構成により異なる
が、十数pinから数十pinとなることがあり、各々
の初段回路における消費電流は、総計数mAから、十数
mAに及ぶという問題点がある。
【0006】又、同期型メモリの特徴である、バースト
動作中においても、CLKの周期を、変更することが容
易でなければ、出力データの有効期間も、CLKの高速
化につれて短くなり、外部回路でのラッチも、高速に行
なわなくてはならないという問題点が存在する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の同期型半導体メ
モリは、第1の外部入力基準信号CLK(クロック)
と、前記第1の外部入力基準信号CLKを制御する第2
の外部入力信号CKE(クロックイネーブル)と、第3
の外部入力信号RAS(ロウアドレスストローブ信号)
と、第4の外部入力信号CAS(カラムアドレスストロ
ーブ信号)と、第5の外部入力信号WE(ライトイネー
ブル信号)と、第6の外部入力信号CS(チップセレク
ト信号)と、第7の外部入力信号群A0 〜AN (アドレ
ス入力信号群)と、第8の外部入出力信号群DQ0 〜D
QM (入出力データ信号群)と、電源端子,接地端子と
を有し、前記第1の外部入力基準信号CLKの立ち上り
エッジに同期して、前記第3,第4及び第5の外部入力
信号であるRAS,CAS,WEを入力して、各々のハ
イレベル、又はロウレベルの組み合わせにより、制御命
令を決定し、前記第6の外部入力信号CSのレベルによ
り、前記制御命令の有効,無効を決定し、前記制御命令
の入力時に、必要に応じて前記第7の外部入力信号群A
0 〜AN および前記第8の外部入出力信号群DQ0 〜D
QM を前記制御命令入力と同様に前記第1の外部入力基
準信号CLKの立ち上りエッジに同期して入力する同期
型のランダムアクセスメモリにおいて、前記第1の外部
入力基準信号CLKを入力信号とする第1の初段回路
と、前記第2の外部入力信号CKEを入力信号とする第
2の初段回路と、前記第1の初段回路の出力信号φ
1 と、前記第2の初段回路の出力信号φ2 と、前記第1
の出力信号φ1 を入力信号の1つとする第1の制御回路
と、前記第2の出力信号φ2 を入力信号の1つとする第
2の制御回路とを有し、前記第1の制御回路の一部を、
前記第1の外部入力基準信号CLKの立ち上りエッジに
よって発生するワンショット信号発生回路とし、前記第
1の制御回路として、入力信号を前記第1の出力信号φ
1 を用い、前記第1の外部入力基準信号CLKの立ち上
りエッジによって発生する第1及び第2のワンショット
信号発生回路により構成される回路とし、第1のワンシ
ョット信号発生回路の出力信号φ3 を前記第2の制御回
路の制御信号として用い、前記第2のワンショット信号
発生回路の入力信号として、前記第2のワンショット信
号発生回路の制御信号として、前記第2の制御回路の第
4の出力信号φ4 を用いて、前記第4の出力信号φ4 の
ハイレベル,ロウレベルによって、第2のワンショット
信号発生回路の第5の出力信号φ5 を発生させるか否か
を決定し、さらに、前記第1のワンショット信号発生回
路の第3の出力信号φ3 と、前記第2のワンショット信
号発生回路の第5の出力信号φ5 とを、第5の出力信号
φ5 を発生させる場合には、同時に発生させ、第3の出
力信号φ3 と、前記第5の出力信号φ5 のワンショット
幅を同一にすることを特徴とし、さらに、前記第2の制
御回路として、入力信号を前記第2の初段回路の第2の
出力信号φ2 とし、クロック信号及びゲート信号として
前記第1のワンショット信号発生回路の第3の出力信号
φ3 を用いる第1のD型フリップフロップ回路と、第1
のD型ラッチ回路のシリアル接続として構成し、前記第
1のD型ラッチ回路の出力信号を前記第2の制御回路の
第4の出力信号φ4 として用い、前記第1の制御回路の
第2のワンショット信号発生回路の制御信号として用
い、前記第2の初段回路の出力信号φ2 、前記第2の制
御回路の出力信号である前記第4の出力信号φ4 及び前
記第2の制御回路中、前記第1のD型フリップフロップ
回路の第6の出力信号φ6 とを入力信号とし、前記外部
入力信号であるRAS,CAS,WE,CS,A0 〜A
N 、及びDQ0 〜DQM を入力信号とする各々の初段回
路の活性化信号φ7 を出力信号とする第3の制御回路を
有する。
【0008】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例の同期型半導体メモリのC
LK制御部を示すブロックダイヤグラムである。第1及
び第2の初段回路と、第1及び第2のワンショット信号
発生回路より成る第1の制御回路と、第1のD型フリッ
プフロップ及び第1のD型ラッチ回路より成る第2の制
御回路と、第3の制御回路より構成されている。第1及
び第2の初段回路の実施例の1つを図2に示す。この回
路は、イネーブル信号φe 付きのカレントミラー型の入
力初段回路である。イネーブル信号φe が“H”レベル
のとき、この入力初段回路は、オフ状態である。すなわ
ち、p−ch型トランジスタQ1 及びQ2 はOFF、N
−chトランジスタQ9 はON状態であり、出力信号φ
out は、“H”レベルとなっている。逆に、イネーブル
信号φe が“L”レベルのときは、トランジスタQ1 ,
Q2 はON状態、トランジスタQ9 はOFF状態となっ
ており、カレトミラー型入力初段回路はイネーブル状態
となる。ここで、N−chトランジスタQ7 及びQ
8 は、入力信号φinと、電源VCCレベルとのレベル差に
より、生じる可能性のあるトランジスタ耐圧破壊を防止
するトランジスタであり、レファレンス入力信号φr 側
にも、対象性を保持するために付加している。トランジ
スタQ3 ,及びQ4 及びQ5 ,Q6 により構成されるの
は、ごく一般的なカレントミラー型のスタティックアン
プであり、レファレンス入力φr と、入力信号φINレベ
ルとの比較により、出力信号φout のレベルが決定され
る。すなわち、φr よりφINのレベルが低い場合には、
出力信号φout レベルは、“L”レベル、高い場合に
は、“H”レベルとなる。次に、第1及び第2のワンシ
ョット信号発生回路より成る第1の制御回路の実施例の
1つを図3に示す。
【0009】本回路に示す、ワンショット信号発生回路
は基本的には、奇数段のインバータにより構成されるデ
ィレイ回路と、Nand回路により構成される一般的な
ものであり、NOR回路と、他のインバータ回路と、デ
ィレイ回路とによっても容易に構成可能である。さら
に、第2のワンショット信号発生回路においては、第1
のワンショット信号発生回路において、奇数段のインバ
ータにより構成されていたディレイ回路の最終段をNO
R回路としたものであり、NOR回路を含めたディレイ
回路の段数等、ディレイ値、論理を構成するトランジス
タサイズ等の最適化を行ない、出力信号φ3 及びφ5 の
出力タイミング、及びワンショット幅は、同じ値にして
おく必要がある。図3中のNOR1は、出力信号φ5 を
発生させるか否かのイネーブル信号φ4 との論理ゲート
となっており、イネーブル信号φ4が“H”レベル時
は、NOR1の出力は“L”レベル固定であり、従っ
て、このNOR1出力を入力信号とするNand2の出
力φ5 は“H”レベル固定となる。この出力信号φ
5 は、本制御回路の入力信号φ1 すなわち、CLK入力
ピン信号の立ち上り時に、イネーブル信号φ4 が、
“L”レベルにあるとき、ワンショット“L”の信号と
なる。また、ワンショット幅は、NOR1回路も含めた
ディレイ回路のディレイ値により、決定される。又、出
力信号φ3 は、入力信号φ1すなわちCLK入力ピン信
号の立ち上り時に、つねに発生するワンショット“L”
の信号となりワンショット幅及び発生時のタイミング
は、出力信号φ5 と同一となる。これにより、出力信号
φ5 は、次に説明するCKE入力論理をとった出力信号
φ4 によりコントロールされるCLK信号のワンショッ
ト化信号となり、同期型半導体メモリ内部のメインのコ
ントロール信号として用いることができる。又、常時外
部入力pin CLKの立ち上りエッジに同期して発生
する出力信号φ3 は、CKE入力pinの状態を、取り
込み、内部主要信号となるφ5 に、CKE論理を取り込
むためのものであり、当然のことながら、出力信号φ5
を用いること、又は、CKEの論理を取ることは不可能
である。ここで、イネーブル信号φ4 を入力するNOR
回路は、ハザード防止のため、極力ディレイ回路の最終
段としておく必要がある。次に、第1のD型フリップフ
ロップと、第1のD型ラッチ回路によって構成される第
2の制御回路について述べる。図4に、第2の制御回路
の1実施例を示す。本実施例において、入力信号は、第
2の初段回路の出力信号φ2 及び、第1の制御回路の出
力信号φ3 である。信号φ2 は、外部入力pin CK
Eを入力信号とする図2に示すところの初段回路の出力
信号である。第1のD型フリップフロップは、入力信号
を、信号φ2 のインバート信号を入力信号D、クロック
信号Cを信号φ3 のインバート信号とする回路であり、
φ3 信号の立ち下り時に、前回φ3 信号の立ち上り時に
取り込んだφ2 信号のインバート信号φ6 を出力する半
サイクルディレイ回路となる。又、第1のD型ラッチ回
路は、入力信号を、第1のD型フリップフロップ回路の
出力信号φ6 とし、ゲート入力信号をφ3 とする回路で
あり、この出力信号は、第2の制御回路の入力信号であ
るφ2 の1クロック(サイクル)ディレイ回路となり、
出力信号φ4は、入力信号φ2 の1クロック(サイク
ル)ディレイの逆相信号となる。ここで変化点は、クロ
ック信号及びゲート信号である信号φ3 の立ち上りポイ
ントとなる。 以上の第1及び第2の初段回路と、第1
及び第2の制御回路により、同期型半導体メモリにおけ
る外部入力基準信号CLKと、外部入力信号CKEの入
力より、この2つの入力信号の論理をとった、内部の主
信号であるφ5 が実現できることになる。以後、図7に
示す様な、本発明の同期型半導体メモリにおけるクロッ
ク制御部のタイミング図によって説明する。本タイミン
グ図中、外部入力基準信号であるCLK信号は、時刻t
1 において立ち上り、時刻t2 において立ち下がる。以
後、時刻t3 ,t5 ,t7 …というt奇数において立ち
上り、時刻t4 ,t6 ,t8 …というt偶数において立
ち下っている。時刻t1 において立ち上るCLK信号に
対し、外部入力信号CKEは、このとき“L”レベルで
あり、すなわち、内部主信号であるφ5は、ディセーブ
ル状態であり、発生しないことになる。ここで、CLK
信号の立ち上りエッジに同期して発生する第1の初段回
路の出力信号φ1 は、図7に示す様に、CLKに同期し
た同様の波形が、回路の遅延時間分だけ遅く発生してい
る。又、第1のワンショット信号発生回路の出力信号φ
3 ,φ1 信号に対し、回路の遅延時間分だけ遅くなり発
生するイニシャル値“H”レベルのワンショット信号と
なる。さらに、CKE信号を入力信号とする第2の初段
回路の出力信号φ2 は、図に示す通り、回路による遅延
時間分だけ遅い、CKEと同様な波形となる。
【0010】次に、第2の制御回路の出力信号であるφ
6 信号は、前述した通りに、変化点が信号φ3 の立ち下
りエッジである入力φ2 信号の逆相信号となり、もう一
つの第2の制御回路の出力信号であるφ4 信号は、変化
点が信号φ3 の立ち上りエッジである入力φ2 信号の逆
相信号となる。このφ4 信号は、例えば、時刻t1 にお
ける外部信号CKEのレベル“L”(ディセーブル)
を、時刻t1 時のCLK立ち上りにより発生するφ3 ワ
ンショットロウ信号によりラッチし、出力を、本、φ3
信号の立ち上り時以降として、次サイクルの時刻t3 の
CLK立ち上りにより発生するφ3 及びφ5 のワンショ
ットロウ信号の発生タイミングに備え、第2のワンショ
ット信号発生回路のイネーブル信号φ4 を、ディセーブ
ル状態の“H”状態にするものであり、従って、時刻t
3 において、CLKが、立ち上る際に発生するワンショ
ット信号は、φ3 のみとなり、φ5 信号は、t3 時にお
いて、イネーブル信号φ4 が、本来発生するであろうタ
イミングより十分前に“H”状態となり、さらに、φ5
信号が発生し終り、“H”レベルに戻ったであろうタイ
ミング(φ3 信号の“H”レベルへ戻るタイミング)よ
り後まで“H”状態を保持しているため、ワンショット
信号を発生せず、“H”レベルを保つことになる。これ
は、φ4 信号の変化ポイントが、本来包括しなければな
らないφ3 信号の立ち上りタイミングによって変化する
ためであり、ハザード防止の目的によるものである。さ
らに、時刻t3 におけるCLK信号の立ち上り時には、
CKE信号レベルは、“H”であるが、(イネーブル)
“H”のレベルを時刻t3 のCLK立ち上りエッジによ
り発生するワンショット信号により、第2の制御回路内
でラッチし、このワンショット信号の立ち上りエッジに
より、変化させ“L”レベルにする。これにより、時刻
t5 におけるCLKの立ち上りエッジにより発生するワ
ンショット信号は、φ3 及びφ5 の2つとなる。この場
合にも、第1の制御回路の第2のワンショット信号発生
回路のイネーブル信号φ4 の変化は、常に、ワンショッ
ト信号φ3 の立ち上りエッジであるため注目の時刻t5
のCLK立ち上りエッジにより発生するワンショット信
号の立ち下りより十分前の時刻t3 におけるCLK立ち
上りエッジにより発生するワンショット信号φ3 の立ち
上りエッジにより準備し、時刻t5 におけるCLK立ち
上りエッジにより発生するワンショット信号φ3 の立ち
上りエッジまでレベルを保持するため、ハザードは発生
しない。
【0011】ここで、ハザード防止のためには前述の様
な条件により、ワンショット信号発生回路においては、
その出力信号であるφ3 信号とφ5 信号は、同一タイミ
ングで発生し、ワンショット幅も同一でなければならな
いこととなる。又、本同期型半導体メモリにおける主信
号であるφ5 信号は、外部入力基準信号であるCLKの
周期が可変であり、又、CLK信号の“H”レベル幅、
“L”レベル幅も一定になっていない条件において、C
LK信号の“H”レベル幅が、第2のワンショット信号
発生回路のワンショット幅を決定するディレイ回路の遅
延時間よりも短い場合を除き、常に一定の“H”レベル
幅をもつ、信号とすることが出来るため、外部入力基準
信号CLKの“H”レベル幅、“L”レベル幅の長さや
比率に依存することのない信号とすることが可能であ
り、評価が容易となるという効果及び、前述の信号φ5
発生時のイネーブル信号φ4 のセットアップ側でのハザ
ード発生防止マージンは、外部入力基準信号CLKの
“H”レベル幅に依存せずに、CLK入力のサイクルか
ら、ワンショット信号のワンショット“L”幅をひいた
値となるため、十分なマージンが存在することとなる。
【0012】ここで、同期型半導体メモリにおいては、
外部入力基準信号であるCLKに対し、これを内部で使
用する際に内部主信号φ5 を発生させるか否かを制御す
る外部入力信号CKEの効力は、時刻t1 におけるCK
Eレベルが、時刻t3 に有効となり、又、時刻t3 にお
けるCKEレベルが、時刻t5 において有効となってい
る様に、CLKの1サイクル後に発揮されることにな
る。本来、最もCKE信号の効力を発揮させ得るのは、
時刻t1 におけるCKE信号状態を時刻t1 における、
内部主信号φ5 に反映させるというものであるが、これ
を実現させるためにはメモリ内部での同期信号が存在せ
ず、(前サイクルにて発生させた主信号を使用すれば、
可能であるが、入力CLK信号の周波数は可変であり、
次のCLK立ち上りがいつ入力されるか不明かつ、フェ
ーズロック回路を使用しても、タイムラグが発生するた
め、不可となる)自分自身で、発生する信号により、制
御することが困難であることは自明であるため、非同期
回路を使用せざるを得なくなるが、これを実現した場合
でも、数nSの動作サイクルの悪化や、アクセス遅れを
招くことになってしまう。従って、同期型でかつ、確実
に、メモリ内部の主信号であるφ5 信号を発生させるた
め、1サイクル遅れでの効力発揮という仕様が、妥当で
あり、本発明は、この仕様を容易に、かつ安全に満たす
ものである。
【0013】次に、図5に示す第3の制御回路について
説明する。本制御回路は、2つのインバータ及び3入力
Nand回路により構成されている。ここではこの様な
構成をとっているが、いうまでもなく、他の制御回路、
初段回路も含め、他の構成により、同一の機能回路が実
現でき、本発明の実施例回路については、本発明の利用
範囲を限定するものではない。
【0014】ここで、第3の制御回路の入力信号は、第
1の初段回路の出力信号φ2 と、第1のD型フリップフ
ロップ回路の出力信号φ6 と、第2の制御回路の出力信
号φ4 であり、論理的には、φ6 ・φ4 ・φ2 となる。
すなわち、この第3の制御回路の出力信号φ7 は、図7
のタイミング図に示す通りφ2 信号のインバート信号の
“L”又は、φ4 信号の“L”又はφ6 信号の“L”レ
ベルのいずれかにより、“L”レベル出力となるもので
ある。ここで、信号φ2 ,φ4 ,φ6 は、すべて、外部
信号CKEにより生成される信号であり、信号φ2 は、
CKEに同期し、外部入力基準信号CLKには非同期の
信号であり、信号φ4 ,φ6 は、いずれも、CKEによ
り生成されるが、そのレベル変化は、CLK信号の立ち
上りエッジにより発生するワンショット信号φ3 により
タイミングが決定される同期信号となっている。本制御
回路の出力信号φ7 は、図2に示す初段回路の入力信号
φinをI/O(DQ)pinとしたデータインpin初
段回路等のイネーブル信号φe として用いる。すなわ
ち、前述の様に、図2に示す初段回路は、イネーブル信
号φe が“L”レベルの時に、活性化状態となり入力信
号φinのレベルを出力信号φout に伝達するが、イネー
ブル信号φe が“H”レベルの時は、p−chトランジ
スタQ1 及びQ2 がOFF状態、N−chトランジスタ
Q9 がON状態となり出力信号φout を、“H”レベル
固定とするとともに、トランジスタQ1,Q3 ,Q5 及
び、トランジスタQ2 ,Q4 ,Q6 を通して流れる貫通
電流をカットし、消費電流の低減をはかることができ
る。ここで、φ7 信号を、初段回路のイネーブル信号と
して用いる場合には、変化タイミングが重要なポイント
となる。すなわち、この様な初段回路の活性化のために
は、イネーブル信号φe が“L”レベルに変化してか
ら、インバータInv1のゲート信号接点が、カレント
ミラー回路の動作点になるまでには、数nSの時間を要
するため、十分早く、φe を“L”レベルに変化させな
ければならない。また、本イネーブル信号φe の“H”
レベル化は、非活性化タイミングとなるが、本同期型半
導体メモリにおける主信号であるワンショット信号φ5
の活性化期間である“L”レベル期間中では、誤動作の
可能性があるため、実施できない。
【0015】当然のことながら、外部入力信号CKEに
よる初段活性化及び、非活性化は、外部入力基準信号C
LKでいうところの1サイクル後に有効となるため、φ
7 信号の“H”化すなわち、データ入力pinの初段回
路の非活性化は内部主信号φ5 と同時に変化するφ3 信
号の立ち上りエッジにて行なえば良い。つまり、第3の
制御信号の入力信号中、φ4 信号の立ち上りタイミング
が、このφ7 信号の“H”化タイミングの要求事項と一
致しているため非活性化を決定する信号として、用いて
いる。一方、イネーブル信号φ7 の活性化タイミング
は、十分な時間的余裕が必要であり、信号φ6 の“L”
化のタイミングでは十分でない可能性がある。ここで
は、各入力初段回路の活性化の時間マージンを十分とる
ため、非同期信号であるφ2 信号を用いる。すなわち、
時刻t1 から時刻t3 までが、1サイクルであると規定
した場合には、有効なデータ入力pinの入力があるサ
イクルにおいて、入力初段回路の活性化は、CLKの立
ち上りである時刻t3 までに行なえば良いわけではな
く、データ入力pinのCLKに対するセットアップ時
間までには行なわなければならず、前サイクルt1 によ
り発生するワンショット信号φ3 の立ち下りエッジよ
り、発生する信号により論理を構成した場合には、マー
ジンがなく、特に、高周波数における動作は保障できな
くなってしまうためである。信号φ2 を、初段回路の活
性化を決定するタイミングとして用いれば、CKE信号
の活性化すなわち、“H”化に同期して、初段回路の活
性化が行なえることとなり、少くとも、CKE信号のC
LK信号に対するセットアップ時間だけ、初段活性化タ
イミングに余裕ができることになる。
【0016】ここで、φ6 信号も入力信号の1つとし、
第3の制御回路に入力されているのは、φ2 信号が、C
KE同期,CLK非同期信号であり、CKEの活性化
“H”ベル側のCLKに対するホールド時間が規定さ
れ、これ以降の“H”レベル保持の保障がどこにも無い
ためであり、時刻t1 において、CKEが“H”であっ
たことをラッチしている信号φ6 も重要な入力信号の1
つであるといえる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、同期型
半導体メモリにおいて、同期型半導体メモリの外部入力
基準信号であるCLK信号と、CLK信号を制御する外
部入力信号CKE信号とによる、同期型半導体メモリの
制御方式仕様を実現するクロック制御部の容易で、安全
でかつ小規模である回路システムを提供している。すな
わち、同期型半導体メモリにおける内部の主信号である
φ5 信号をワンショット信号とすることにより、外部入
力信号CLKの“H”レベル幅、“L”レベル幅のいか
んに係わらずに、内部の主要動作を設定できるため、設
計及び、評価の容易性を実現し、さらに、外部信号CK
Eの、CLK信号に対する1サイクル遅延有効化のため
の回路を実現する上でのハザード防止等、確実な動作を
行なうための重大な効果を有する。
【0018】又、前述の様なCKE信号のCLK信号に
対する1サイクル前の情報をラッチし、当該サイクルに
ついて確実な内部主信号であるφ5 信号の発生制御を行
なえる回路を提供することにより、同期型半導体メモリ
における内部主信号φ5 信号により制御されるすべての
動作、例えば、CKEにより、マスクされるCLKサイ
クル中は、出力データは、そのまま保持すること等を容
易に実現することが可能となる。さらに、同期型半導体
メモリにおいて各入力ピンのセットアップ時間,ホール
ド時間及びサイクル時間の特性向上から従来の非同期型
半導体メモリにおいて容易であった入力初段回路の消費
電流削減を、前述のCKE信号がCLK信号に対して1
サイクル遅延した時刻にて、有効となる回路の実現と、
これらの回路の出力信号と、非同期信号φ2 を組み合わ
せることにより実現した第3の制御回路により実現する
というきわめて有用な効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の同期型半導体メモリのCLK制御部を
示すブロックダイヤグラム
【図2】初段回路の1実施例
【図3】第1の制御回路の1実施例
【図4】第2の制御回路の1実施例
【図5】第3の制御回路の1実施例
【図6】本発明の同期型半導体メモリのCLK制御部を
示す回路の1実施例
【図7】本発明の同期型半導体メモリのクロック制御部
のタイミング図
【符号の説明】
Q 電界効果トランジスタ Inv インバータ Nand ナンド回路 Nor ノア回路 φ 信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の外部入力基準信号CLK(クロッ
    ク)と、前記第1の外部入力基準信号CLKを制御する
    第2の外部入力信号CKE(クロックイネーブル)と、
    第3の外部入力信号RAS(ロウアドレスストローブ信
    号)と、第4の外部入力信号CAS(カラムアドレスス
    トローブ信号)と、第5の外部入力信号WE(ライトイ
    ネーブル信号)と、第6の外部入力信号CS(チップセ
    レクト信号)と、第7の外部入力信号群A0 〜AN (ア
    ドレス入力信号群)と、第8の外部入出力信号群DQ0
    〜DQM (入出力データ信号群)と、電源端子,接地端
    子とを有し、前記第1の外部入力基準信号CLKの立ち
    上りエッジに同期して、前記第3,第4及び第5の外部
    入力信号であるRAS,CAS,WEを入力して、各々
    のハイレベル、又はロウレベルの組み合わせにより、制
    御命令を決定し、前記第6の外部入力信号CSのレベル
    により、前記制御命令の有効,無効を決定し、前記制御
    命令の入力時に、必要に応じて前記第7の外部入力信号
    群A0 〜AN および前記第8の外部入出力信号群DQ0
    〜DQM を前記制御命令入力と同様に前記第1の外部入
    力基準信号CLKの立ち上りエッジに同期して入力する
    同期型のランダムアクセスメモリにおいて、 前記第1の外部入力基準信号CLKを入力信号とする第
    1の初段回路と、前記第2の外部入力信号CKEを入力
    信号とする第2の初段回路と、前記第1の初段回路の出
    力信号φ1 と、前記第2の初段回路の出力信号φ2 と、
    前記第1の出力信号φ1 を入力信号の1つとする第1の
    制御回路と、前記第2の出力信号φ2 を入力信号の1つ
    とする第2の制御回路とを有し、前記第1の制御回路の
    一部を、前記第1の外部入力基準信号CLKの立ち上り
    エッジによって発生するワンショット信号発生回路とす
    ることを特徴とする同期型の半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 前記特許請求項1に示す同期型ランダム
    アクセスメモリにおいて、前記第1の制御回路として、
    入力信号を前記第1の出力信号φ1 を用い、前記第1の
    外部入力基準信号CLKの立ち上りエッジによって発生
    する第1及び第2のワンショット信号発生回路により構
    成される回路とし、第1のワンショット信号発生回路の
    出力信号φ3 を前記第2の制御回路の制御信号として用
    い、前記第2のワンショット信号発生回路の入力信号と
    して、前記第2のワンショット信号発生回路の制御信号
    として、前記第2の制御回路の第4の出力信号φ4 を用
    いて、前記第4の出力信号φ4 のハイレベル,ロウレベ
    ルによって、第2のワンショット信号発生回路の第5の
    出力信号φ5 を発生させるか否かを決定し、さらに、前
    記第1のワンショット信号発生回路の第3の出力信号φ
    3 と、前記第2のワンショット信号発生回路の第5の出
    力信号φ5 とを、第5の出力信号φ5 を発生させる場合
    には、同時に発生させ、第3の出力信号φ3 と、前記第
    5の出力信号φ5 のワンショット幅を同一にすることを
    特徴とする同期型半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 前記特許請求項1,2に示す同期型ラン
    ダムアクセスメモリにおいて、前記第2の制御回路とし
    て、入力信号を前記第2の初段回路の第2の出力信号φ
    2 とし、クロック信号及びゲート信号として前記第1の
    ワンショット信号発生回路の第3の出力信号φ3 を用い
    る第1のD型フリップフロップ回路と、第1のD型ラッ
    チ回路のシリアル接続として構成し、前記第1のD型ラ
    ッチ回路の出力信号を前記第2の制御回路の第4の出力
    信号φ4 として用い、前記第1の制御回路の第2のワン
    ショット信号発生回路の制御信号として用いることを特
    徴とする同期型半導体メモリ。
  4. 【請求項4】 前記特許請求項1,2,3に示す同期型
    ランダムアクセスメモリにおいて、前記第2の初段回路
    の出力信号φ2 、前記第2の制御回路の出力信号である
    前記第4の出力信号φ4 及び前記第2の制御回路中、前
    記第1のD型フリップフロップ回路の第6の出力信号φ
    6 とを入力信号とし、前記外部入力信号であるRAS,
    CAS,WE,CS,A0 〜AN 、及びDQ0 〜DQM
    を入力信号とする各々の初段回路の活性化信号φ7 を出
    力信号とする第3の制御回路を有することを特徴とする
    同期型半導体メモリ。
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