JP5398664B2 - Semiconductor memory - Google Patents
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Description
本発明は、半導体メモリのライト・リード動作時における消費電流の平準化に関する。 The present invention relates to leveling of current consumption during a write / read operation of a semiconductor memory.
半導体メモリ(以降、適宜「メモリ」とも称する)は、システム側(ホスト)からの要求に応じて、メモリセルアレイにデータをライトする。この際、ホストから半導体メモリに対してライトコマンドが発行され、データと一緒にデータマスク信号(以降単に、「マスク信号」とも称する)が転送される。半導体メモリは、転送されたデータをメモリセルアレイに書き込む。このとき、半導体メモリは、データマスク信号に応じて、データを実際にメモリセルアレイに書き込むか否かを制御する。データビット数の多い構成の半導体メモリは、外部から入力されるデータ信号(DQ)を、同時に入力されるマスク信号(DM)によって制御する。 A semiconductor memory (hereinafter also referred to as “memory” as appropriate) writes data to the memory cell array in response to a request from the system side (host). At this time, a write command is issued from the host to the semiconductor memory, and a data mask signal (hereinafter also simply referred to as “mask signal”) is transferred together with the data. The semiconductor memory writes the transferred data to the memory cell array. At this time, the semiconductor memory controls whether data is actually written in the memory cell array according to the data mask signal. A semiconductor memory having a large number of data bits controls a data signal (DQ) input from the outside by a mask signal (DM) input simultaneously.
例えば、特許文献1には、半導体メモリのマスク処理に関する技術が開示されている。図10は、特許文献1に開示された、記憶装置の一部分の内部構成及び接続構成を示す概略ブロック図である。記憶装置は、ライト時のデータマスク動作を備える。例えば、特許文献1には、図10を参照して、一般的なメモリのマスク動作が以下のように説明されている。「データマスク部700は、データマスク用DM0、・・・、DM15の外部入力端子に接続され、128ビット幅のデータ信号DQ0、・・・、DQ127用の外部入出力端子に接続されている。また、データマスク部700は、内部にデータマスク信号ラッチ回路71をデータマスク信号DM0、・・・、DM15用の外部入力端子ごとに一つ備え、データ信号入出力バッファ回路72をデータ信号用の外部入出力端子の8ビット分を一組として、当該組ごとに一つ備えている。また、それぞれのデータマスク信号ラッチ回路71と、データ信号入出力バッファ回路72とは、クロック信号CLKを入力としている。データ信号を数ビットごとにグループ化し、マスクをするか否かを制御することで、マスクに必要な外部入力端子を減らしており、グループでマスクすることが固定されている。」
For example,
特許文献1では、図10に示す一般的なマスク動作に関して、「データマスク信号用の外部入力端子を増加させずに、データ信号のバースト読み出し又はバースト書き込みにおけるそれぞれのデータ信号ごとにマスクするか否かを選択し、それぞれのデータ信号のビットごとに異なるマスクをすることを可能とする」という課題が提起されている。そして、解決手段として、図11に示す図面を参照して、「アドレス信号用の外部入力端子917を介して入力されるマスク指示信号に基づき、マスクレジスタ回路911に記憶されるマスクパターン信号を用い、リードデータコンバータ回路916a及びライトデータコンバータ回路916cは、バースト読み出し又はバースト書き込みのそれぞれのデータ信号ごとにマスクするか否かを選択し、データ信号を変換する。変換されたデータ信号は、書き込み時はメモリセル950へ出力し記憶され、読み出し時はデータ信号用の外部入出力端子917へ出力される。」という技術が開示されている。
In
ここで、一般的な半導体メモリの構成例を示し、その動作の概略を説明する。図12は、一般的な半導体メモリの構成例を示すブロック図である。ここでは、半導体メモリの一例としてDRAM(Dynamic Random Access Memory)コア(以下、メモリコアと称する)の構成例を示す。
メモリコアは、複数のメモリセル(MEMORY CELL)1、ロウデコーダ(ROW DEC)2、カラムデコーダ(COL DEC)3、センスアップ部(センスアンプ/Yスイッチ:SENSE AMP/YSW)4、リードライト部(データアンプ/ライトアンプ:DATA AMP/WRITE AMP)5、制御部(アドレス、コマンド、タイミングコントローラ:ADDRESS, COMMAND, TIMING CONTROLLER)6、及びデータ・マスク信号入出力部(データインタフェース/データマスク:DATA I/O、DATA MASK)7を備える。また、バス8を介して、クロック信号、アドレス信号(ロウアドレス信号、カラムアドレス信号)、コマンド信号がメモリコアへ入力される。さらに、バス8を介して、データ信号DQ、マスク信号DMがメモリコアへ入力される。ここでは、各構成要素の詳細な説明を省略する。
Here, a configuration example of a general semiconductor memory is shown, and an outline of the operation will be described. FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a general semiconductor memory. Here, a configuration example of a DRAM (Dynamic Random Access Memory) core (hereinafter referred to as a memory core) is shown as an example of a semiconductor memory.
The memory core includes a plurality of memory cells (MEMORY CELL) 1, a row decoder (ROW DEC) 2, a column decoder (COL DEC) 3, a sense-up unit (sense amplifier / Y switch: SENSE AMP / YSW) 4, a read / write unit (Data amplifier / write amplifier: DATA AMP / WRITE AMP) 5, control unit (address, command, timing controller: ADDRESS, COMMAND, TIMING CONTROLLER) 6, and data mask signal input / output unit (data interface / data mask: DATA I / O, DATA MASK) 7. In addition, a clock signal, an address signal (row address signal, column address signal), and a command signal are input to the memory core via the
メモリコアを操作するシステム側をホストとして、半導体メモリへデータを書き込む動作を説明する。ホストは、バス8を介して、クロック信号、アドレス信号、コマンド信号(ライトコマンド、リードコマンド)、データ信号DQ、及びマスク信号DMをメモリコアへ入力する。
例えば、メモリへデータを書き込む場合、ホストはライトコマンドをメモリコアへ出力するとともに、データ信号DQとマスク信号DMとをメモリコアへ出力する。
The operation of writing data to the semiconductor memory using the system side that operates the memory core as a host will be described. The host inputs a clock signal, an address signal, a command signal (write command, read command), a data signal DQ, and a mask signal DM to the memory core via the
For example, when writing data to the memory, the host outputs a write command to the memory core and outputs a data signal DQ and a mask signal DM to the memory core.
メモリコアでは、ホストからバス8を介して、制御部6へライトコマンドが入力されると、バス8を介して、ホスト20から出力されたデータ信号DQとマスク信号DMとがセットでデータ・マスク信号入出力部7へ入力される。メモリセルアレイのデータ書き込み領域は、マスク信号DMにより制御される。
データ・マスク信号入出力部7は、データ信号DQをマスク信号DMによってマスク処理し、リードライト部5へ出力する。リードライト部5は、マスク信号DMにより制御された(書き込みの可否が選択された)データ信号DQを、センスアンプ部4を介してメモリセル1へ書き込む。このとき、リードライト部5、具体的にはリードライト部5のライトアンプのマスク動作は、マスク信号DMによって制御される。
In the memory core, when a write command is input from the host via the
The data mask signal input / output unit 7 masks the data signal DQ with the mask signal DM and outputs it to the read / write unit 5. The read / write unit 5 writes the data signal DQ controlled by the mask signal DM (whether or not writing is possible) to the
ライトアンプのマスク動作において、図10を参照して説明したように、1ビットのマスク信号は、複数ビットのデータ信号と対応づけられていることを前提する。マスク信号がマスク状態を示すとき、そのマスク信号に対応づけられたデータ信号は、書き込みを行わない。従って、ライトアンプを活性化するイネーブル信号をマスク信号DMによりキャンセルし、ライトアンプを活性化しない。一方、マスク信号がマスク解除を示す(非マスク状態)とき、イネーブル信号が有効になり、ライトアンプが活性化する。 In the mask operation of the write amplifier, as described with reference to FIG. 10, it is assumed that a 1-bit mask signal is associated with a data signal of a plurality of bits. When the mask signal indicates a mask state, the data signal associated with the mask signal is not written. Therefore, the enable signal for activating the write amplifier is canceled by the mask signal DM, and the write amplifier is not activated. On the other hand, when the mask signal indicates mask release (non-mask state), the enable signal becomes valid and the write amplifier is activated.
ここで、例えば、マスク信号DMの値が"H"の場合、マスク処理(内部でライトアンプのイネーブル信号をキャンセル)であること、"L"の場合、マスク解除(ライトアンプのイネーブル信号が有効)であること、を前提とする。マスク信号の値が、"H/L"のいずれかに応じて、ライトアンプのマスク動作は、"H"ならマスク処理、"L"ならマスク解除となる。 Here, for example, when the value of the mask signal DM is “H”, it is mask processing (internally cancels the enable signal of the write amplifier), and when it is “L”, the mask is released (the enable signal of the write amplifier is valid). ). Depending on whether the value of the mask signal is “H / L”, the mask operation of the write amplifier is mask processing if it is “H”, and mask release if it is “L”.
メモリコアにおいて、マスク信号は、予めデフォルト状態が設定される。マスク信号のデフォルト状態として、"マスク状態"もしくは、"非マスク状態"が一意に設計・設定される。例えば、例えば、図10に示すメモリでは、128DQ構成(128IO)で、8DQ毎(8IO毎)にマスク信号DMを割り当てる構成である。マスク信号DMには、"H"または"L"のいずれかのデフォルト状態のマスク信号が設定される。従って、128個のデータ信号は、8DQ毎にマスク状態、あるいは、非マスク状態が設定される。 In the memory core, a default state is set in advance for the mask signal. As the default state of the mask signal, “mask state” or “non-mask state” is uniquely designed and set. For example, the memory shown in FIG. 10 has a configuration in which the mask signal DM is assigned to every 8DQ (every 8IO) in a 128DQ configuration (128IO). In the mask signal DM, a mask signal in a default state of “H” or “L” is set. Accordingly, the 128 data signals are set to a masked state or a non-masked state every 8DQ.
近年、ホストが指定する外部データ構成及びバースト長に応じて、半導体メモリの動作仕様(内部データ構成)を適応させる半導体メモリが提供されている。このような半導体メモリを利用する場合、ホストは、メモリを使用開始するときに、モードレジスタ設定(MDRS:Mode Register Set)コマンドを半導体メモリへ出力する。半導体メモリは、MDRSコマンドに応じて、半導体メモリの内部データ構成を設定する。
上述したように、半導体メモリではマスク信号はデフォルト状態が設定されているが、ホストが設定する外部データ構成に応じて、最初にメモリセルへアクセスする1stアクセスにおいて、動作させるマスク信号のビット数が異なる。
In recent years, there has been provided a semiconductor memory that adapts the operation specifications (internal data configuration) of the semiconductor memory according to the external data configuration and burst length specified by the host. When using such a semiconductor memory, the host outputs a mode register set (MDRS: Mode Register Set) command to the semiconductor memory when starting to use the memory. The semiconductor memory sets the internal data configuration of the semiconductor memory according to the MDRS command.
As described above, the default state of the mask signal is set in the semiconductor memory. However, according to the external data configuration set by the host, the number of bits of the mask signal to be operated in the first access for accessing the memory cell first is set. Different.
これまで、半導体メモリでは、メモリセルアレイのカラム選択動作、及びワード選択動作、あるいは、センスアンプによるセンス動作など、メモリセルアレイ内の動作電流が消費電流の多くを占めていた。近年、高速化のためにメモリセルアレイの動作単位が小さくなってきている。例えば、メモリセルアレイの分割などにより、ワードドライバーやセンス動作の領域が削減されている。これに伴い、上述した動作が、全体の消費電流に占める割合自体が小さくなってきている。 Until now, in a semiconductor memory, the operation current in the memory cell array occupies most of the current consumption, such as the column selection operation and the word selection operation of the memory cell array, or the sense operation by the sense amplifier. In recent years, the operation unit of a memory cell array has been reduced for speeding up. For example, word driver and sense operation areas are reduced by dividing the memory cell array. Along with this, the ratio of the above-described operation to the entire current consumption itself is decreasing.
一方で、半導体メモリにおいて、その性能を向上させるため、データバンド幅が増大している。これに伴い、1回に処理するデータ数が増加し、内部バス(IO)で扱うデータ数そのものと、データ信号をマスク制御するマスク信号とが増加している。さらに、メモリ容量が大容量化することによって、チップ面積が増加している。その結果、データ信号やマスク信号の内部バスは、それ自身の配線の引き回しが伸びることによって、データ信号やマスク信号を伝達するための消費電流が増加している。 On the other hand, in a semiconductor memory, the data bandwidth is increasing in order to improve its performance. Along with this, the number of data processed at one time increases, and the number of data handled by the internal bus (IO) itself and the mask signal for masking the data signal increase. Furthermore, as the memory capacity increases, the chip area increases. As a result, the internal bus of the data signal and the mask signal increases the current consumption for transmitting the data signal and the mask signal by extending the wiring of the wiring itself.
このような事情により、メモリセルアレイの動作電流の削減だけでなく、データ信号や、マスク信号を伝達する、信号伝達の電流を削減することが望まれるようになった。これは、信号伝達の電流が消費電流において占める割合の大きくなっているからである。特に、半導体メモリは、電源立ち上げ後や、リセット後における最初の動作(1stアクセス)において不安定である。このため、半導体メモリでは、内部電源の反応スピード、初期設定における電流消費による電源ドロップ、あるいは、グランドノイズを起因として、特性不具合が生じることが多い。 Under such circumstances, it has become desirable not only to reduce the operating current of the memory cell array, but also to reduce the signal transmission current for transmitting data signals and mask signals. This is because the ratio of the signal transmission current to the consumption current is large. In particular, the semiconductor memory is unstable in the first operation (1st access) after the power is turned on or reset. For this reason, in semiconductor memories, characteristic failures often occur due to the reaction speed of the internal power supply, power supply drop due to current consumption in the initial setting, or ground noise.
半導体メモリが、多IO(Input-Output)を有する製品仕様となっている場合に、半導体メモリは、その内部データ構成を、ホストが指定する、外部データ構成及びバースト長に応じて設定することができる。ここで、多IOを有する製品仕様とは、半導体メモリが多くのIO端子をもつ仕様を意味する。このとき、半導体メモリは、多IOと、少ないIO端子を使用する少IOとによって動作仕様が異なる。半導体メモリは、多IOから少IOまでの動作仕様をカバーするため、ホストの指定に応じて動作仕様を切り替える。このとき、マスク信号についても動作仕様に応じて、値を切り替える必要が生じる。具体的には、設定する動作仕様に応じたマスク信号の設定と、マスク信号のデフォルト状態とが異なる場合、動作するマスク信号が多くなる。 When the semiconductor memory has a product specification having multiple IO (Input-Output), the semiconductor memory can set its internal data configuration according to the external data configuration and burst length specified by the host. it can. Here, the product specification having multiple IOs means a specification in which the semiconductor memory has many IO terminals. At this time, the operation specifications of the semiconductor memory differ depending on the number of IOs and the number of IOs using a small number of IO terminals. Since the semiconductor memory covers operation specifications from many IOs to few IOs, the operation specifications are switched according to the designation of the host. At this time, the mask signal also needs to be switched according to the operation specifications. Specifically, when the mask signal setting corresponding to the operation specification to be set is different from the default state of the mask signal, the number of mask signals to be operated increases.
これは、マスク信号のデフォルトの状態を、マスク状態"H"、あるいは、非マスク状態"L"に固定しているため、動作仕様に対応した最適なデフォルト状態となっていないために生じていた。例えば、動作仕様によって、マスク信号の全部を"H"から"L"に動作させることが生じていた。このとき、マスク信号がスイッチングを行う為、動作電流が流れる。1stアクセスにおいて、マスク信号のスイッチングで大電流を消費することは、動作の遅れや誤動作となる。このため、安定動作、消費電流低減の観点からも、動作仕様に応じてスィッチングするマスク信号の数を削減することが好ましい。 This occurs because the default state of the mask signal is fixed to the mask state “H” or the non-mask state “L”, and is not an optimal default state corresponding to the operation specifications. . For example, depending on the operation specifications, all the mask signals are operated from “H” to “L”. At this time, since the mask signal performs switching, an operating current flows. In the first access, consuming a large current by switching the mask signal results in an operation delay or malfunction. Therefore, from the viewpoint of stable operation and reduction of current consumption, it is preferable to reduce the number of mask signals to be switched according to operation specifications.
このように、一時的に動作するマスク信号が多くなるため、電流を消費するタイミングを平準化することができなかった。その結果、半導体メモリをアクセスするときに、消費電流が一時的に増加するピーク電流を低減することができない、という問題があった。 As described above, since the number of mask signals that temporarily operate increases, it is not possible to level the current consumption timing. As a result, when accessing the semiconductor memory, there is a problem that it is not possible to reduce the peak current at which the current consumption temporarily increases.
本発明に係る半導体メモリの一態様は、メモリセルアレイと、データマスク制御部とを備える。データマスク制御部は、メモリセルアレイとデータ入出力接点とのデータ授受を制御する内部マスク信号を出力する。また、データマスク制御部は、外部から入力または内部で生成されるデフォルトマスク信号に応じて内部マスク信号の待機状態の論理値を可変とする。
データマスク制御部は、内部マスク信号の待機状態の論理値を可変とする。言い換えると、データマスク制御部は、ホストから1stアクセスが実施される前に、内部マスク信号のデフォルト状態を変更することを可能にする。このとき、データマスク制御部は、1stアクセスにおいて、内部マスク信号のスイッチング動作を削減するように内部マスク信号を設定する。
One aspect of a semiconductor memory according to the present invention includes a memory cell array and a data mask controller. The data mask control unit outputs an internal mask signal for controlling data exchange between the memory cell array and the data input / output contact. Further, the data mask control unit makes the logical value of the standby state of the internal mask signal variable according to a default mask signal input from the outside or generated internally.
The data mask control unit makes the logical value of the standby state of the internal mask signal variable. In other words, the data mask controller can change the default state of the internal mask signal before the first access is performed from the host. At this time, the data mask control unit sets the internal mask signal so as to reduce the switching operation of the internal mask signal in the first access.
本発明によれば、半導体メモリをアクセスするときに、消費電流が一時的に増加するピーク電流を低減することが可能になる。 According to the present invention, when a semiconductor memory is accessed, it is possible to reduce a peak current that temporarily increases current consumption.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For clarity of explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate. In the drawings, components having the same configuration or function and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本発明は、複数のデータ構成(語構成)に対応できる半導体メモリに適用することができる。複数のデータ構成に対応できる半導体メモリとは、例えば、多IO構成の製品仕様を有し、かつ、複数の製品モードに応じた動作仕様を設定することができる半導体メモリである。製品モードは、ホストから半導体メモリへ通知される情報であり、ホストの外部データ構成及びバースト長に応じて決定される情報である。以降ででは、説明を容易にするため、ホストが採用するデータ構成を「外部データ構成」、半導体メモリのデータ構成を「内部データ構成」ということがある。 The present invention can be applied to a semiconductor memory that can handle a plurality of data configurations (word configurations). The semiconductor memory that can handle a plurality of data configurations is, for example, a semiconductor memory that has a product specification of a multi-IO configuration and can set operation specifications according to a plurality of product modes. The product mode is information notified from the host to the semiconductor memory, and is information determined according to the external data configuration and burst length of the host. Hereinafter, in order to facilitate explanation, the data configuration adopted by the host may be referred to as “external data configuration”, and the data configuration of the semiconductor memory may be referred to as “internal data configuration”.
ホストは、半導体メモリを利用する場合、複数の製品モードのうち、少なくとも一つの仕様に従って動作する。半導体メモリは、少なくとも一つの製品モードに応じて内部データ構成を設定する。例えば、半導体メモリは、モードレジスタ設定(MDRS)コマンドが通知されると、モード設定コマンドとともに通知される製品モードに従って、内部データ構成を設定する。内部データ構成が設定されると、半導体メモリは、製品モードに応じた動作仕様に従って動作する。製品モードについては後で詳細を述べる。 When the semiconductor memory is used, the host operates according to at least one specification among a plurality of product modes. The semiconductor memory sets an internal data configuration according to at least one product mode. For example, when a mode register setting (MDRS) command is notified, the semiconductor memory sets the internal data configuration according to the product mode notified together with the mode setting command. When the internal data configuration is set, the semiconductor memory operates according to the operation specification corresponding to the product mode. The product mode will be described in detail later.
多IO構成の半導体メモリでは、データ入出力接点を多数備え、メモリセルアレイとデータ入出力接点との間でデータを授受する。このとき、半導体メモリは、マスク信号(データマスク信号)を用いて、当該データの授受を制御する。ここで、データ入出力接点は、半導体メモリの外部端子である。
本発明に係る半導体メモリは、マスク信号のデフォルト状態(例えば、H:マスク状態、L:非マスク状態)を、動作仕様やホストから受け取る信号に基づいて変更する。言い換えると、マスク信号の待機状態の論理値を可変とする。これにより、最初のアクセス時(1stアクセス時)に動作するマスク信号の数を低減する手段を提供する。
半導体メモリは、コマンド、アドレス信号、または製品モード等の各種情報を外部から受信する。以降の説明において、半導体メモリの外部を、「ホスト」と称して説明するが、ホスト以外から情報を受信する場合を排除するものではない。ホストは、半導体メモリを利用する装置であり、例えば、半導体メモリへコマンド等の指示を出力する装置である。ホストは、システム側ともいう。
A semiconductor memory having a multi-IO configuration includes a large number of data input / output contacts, and exchanges data between the memory cell array and the data input / output contacts. At this time, the semiconductor memory controls transmission / reception of the data using a mask signal (data mask signal). Here, the data input / output contact is an external terminal of the semiconductor memory.
The semiconductor memory according to the present invention changes the default state (for example, H: mask state, L: non-mask state) of the mask signal based on the operation specification and a signal received from the host. In other words, the logical value of the standby state of the mask signal is made variable. This provides means for reducing the number of mask signals that operate at the time of the first access (at the time of the first access).
The semiconductor memory receives various information such as commands, address signals, or product modes from the outside. In the following description, the outside of the semiconductor memory will be referred to as “host”, but the case of receiving information from other than the host is not excluded. The host is a device that uses a semiconductor memory, for example, a device that outputs an instruction such as a command to the semiconductor memory. The host is also called the system side.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る半導体メモリの構成例を示すブロック図である。半導体メモリ(メモリコア)10は、メモリセルアレイ11、ロウデコーダ12、カラムデコーダ13、制御部16、及びデータ・マスク信号入出力部(DATA I/O、 DATA MASK)17を備える。また、バス8を介して、クロック信号、アドレス信号(ロウアドレス信号、カラムアドレス信号)、コマンド信号などが、ホスト20から半導体メモリ10へ入力される。カラムアドレス信号は、Yアドレスともいう。さらに、バス8を介して、データ信号DQ、マスク信号DMが、ホスト20から半導体メモリ10内のデータ・マスク信号入出力部17へ入力される。図1では、カラムデコーダ13及びデータ・マスク信号入出力部17が、データマスク制御部101を構成する例を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a semiconductor memory according to
ここで、マスク信号は、マスク処理を行うマスク状態として"H"、マスク解除を行う非マスク状態として"L"を用いることを前提とする。マスク信号は、マスク状態(H)、非マスク状態(L)、あるいは、不定(値が定まっていない)のいずれかの値を取り得る。半導体メモリが保持するマスク信号のデフォルト値は、マスク状態(H)を前提とする。
本明細書では、マスク信号を、存在する場所や、値の変更に応じて、以下に示す名称を用いて区別することがある。しかしながら、マスク信号としての機能・とり得る値等は同様であり、単に「マスク信号」と称する場合には、区別する必要のない事項に言及していることを前提とする。
Here, it is assumed that the mask signal uses “H” as a mask state for performing mask processing and “L” as a non-mask state for performing mask release. The mask signal can take any value of a mask state (H), a non-mask state (L), or an indefinite state (a value is not determined). The default value of the mask signal held by the semiconductor memory is premised on the mask state (H).
In the present specification, the mask signal may be distinguished by using the following names depending on the location where the mask signal exists and the change of the value. However, the functions, possible values, and the like as the mask signal are the same, and when the term “mask signal” is simply used, it is assumed that reference is made to matters that do not need to be distinguished.
「マスク信号DM」、または、「外部マスク信号」は、半導体メモリ10の外部から入力されるマスク信号である。例えば、半導体メモリ10は、ホスト20から外部マスク信号を受信する。外部マスク信号は、外部から入力される(指定される)、データマスクの論理値を示す。
「内部マスク信号」は、半導体メモリ10の内部で生成されるマスク信号である。内部マスク信号は、メモリセルアレイとデータ入出力接点(外部端子)とのデータの授受を制御する論理値を示す。
The “mask signal DM” or “external mask signal” is a mask signal input from the outside of the
The “internal mask signal” is a mask signal generated inside the
また、以降の説明では、外部マスク信号を「MASK1」、内部マスク信号を「MASK2」とも表す。
内部マスク信号は、データマスク制御部101において生成される。詳細には、図1の構成例では、データマスク制御部101において、カラムデコーダ13が内部マスク信号を生成する場合を説明する。しかしながら、この構成に限られるものではなく、例えば、データ・マスク信号入出力部17が内部マスク信号を生成する構成であってもよい。
In the following description, the external mask signal is also expressed as “MASK1”, and the internal mask signal is also expressed as “MASK2”.
The internal mask signal is generated in the data
続いて、各構成要素を説明する。
メモリセルアレイ11は、複数のワード線と複数のビット線との交点に形成される複数のメモリセルを有する。各メモリセルは、データを記憶する。各メモリセルは、ワード線とビット線とを選択することによって、択一的に選択される。図1では、メモリセルアレイ11のうち、活性化された領域をアクティブエリア14として示す。
なお、図1では、図12に示したセンスアンプ部4及びリードライト部5を明示していないが、半導体メモリ10もこれらの機能をメモリセルアレイ11内に備えていることを前提とする。
Subsequently, each component will be described.
The
In FIG. 1, the
ロウデコーダ12は、複数のワード線のうち、活性化するワード線を選択する。具体的には、ロウデコーダ12は、バス8を介して入力されるロウアドレス信号をデコードし、メモリセルアレイの複数のワード線のうち、デコードしたアドレスに対応するワード線を活性化する(ワード線の選択処理)。
The
カラムデコーダ13は、複数のビット線のうち、活性化するビット線を選択する内部マスク信号(ここでは、上述した「MASK2」に相当する)をメモリセルアレイ11へ出力する(ビット線の選択処理)。具体的には、カラムデコーダ13は、後述するデフォルトマスク信号(DEF_MASK)、外部マスク信号、及びカラムアドレス信号のうちの、少なくとも一つを使用して、内部マスク信号を生成し、生成した内部マスク信号をメモリセルアレイ11へ出力する。内部マスク信号は、カラムデコーダ13からメモリセルアレイ11へ出力された後、図1には示していないセンスアンプ部(センスアンプ)、または、リードライト部(ライトアンプ/データアンプ)において使用される。
The
制御部16は、バス8から入力される、クロック信号、アドレス信号、及びコマンド信号等に応じて、ロウデコーダ12、カラムデコーダ13、及びデータ・マスク信号入出力部17の動作を制御する。制御部16は、ロウアドレス信号をロウデコーダ12へ出力し、カラムアドレス信号等をカラムデコーダ13へ出力する。また、制御部16は、ライトイネーブル信号(WEN)をメモリセルアレイ11、カラムデコーダ13、データ・マスク信号入出力部17等へ出力する。また、制御部16は、デフォルトマスク信号生成部19を備える。
なお、図1では、制御部16がデフォルトマスク信号生成部19を備える例を示しているが、半導体メモリ10内に配置されていれば他の場所に配置されていてもよい。
The
FIG. 1 shows an example in which the
デフォルトマスク信号生成部19は、ホスト20から通知される、製品モードを用いてデフォルトマスク信号を生成し、デフォルトマスク信号をカラムデコーダ13へ出力する。
デフォルトマスク信号は、内部マスク信号のデフォルト状態を変更するか否かを示す信号である。ここでは、デフォルトマスク信号は、内部マスク信号のデフォルト状態の変更を示すアクティブ(H)と、変更しないことを示す非アクティブ(L)とを、値として用いることを前提とする。デフォルトマスク信号生成部19は、自装置の内部データ構成を設定するときに、ホスト20から次に要求されるメモリセルアレイ11へのアクセスにおいて、内部マスク信号の値の変化が少なくなるようにデフォルトマスク信号を生成する。言い換えると、デフォルトマスク信号は、メモリセルアレイ11への最初のアクセスにおいて、内部マスク信号の論理値の変化が少なくなるように、内部マスク信号の待機状態の論理値を設定するような、値を保持する。
The default mask
The default mask signal is a signal indicating whether or not to change the default state of the internal mask signal. Here, it is assumed that the default mask signal uses, as values, active (H) indicating a change in the default state of the internal mask signal and inactive (L) indicating no change. When setting the internal data configuration of the device itself, the default mask
データ・マスク信号入出力部17は、リード時には、メモリセルアレイ11から読みだしたデータ信号を保持し、バス8を介してホスト20へ出力する。また、データ・マスク信号入出力部17は、ライト時には、バス8から入力されるデータ信号DQとマスク信号DMとをレジスタに保持する。そして、マスク信号DMをデコードして外部マスク信号(MASK1)を生成し、カラムデコーダ13へ出力する。また、ライトイネーブル信号に応じて、データ信号DQをメモリセルアレイ11へ出力する。
データ・マスク信号入出力部17とメモリセルアレイ11との間には、72個のデータ信号を入出力する72IOを有するリードライトバス(RWBS 72IO)を備える。入出力数の72IOについては後述する。
The data mask signal input /
Between the data mask signal input /
ここで、本発明を適用する半導体メモリ10の内部データ構成(メモリコアのデータ構成)について説明する。半導体メモリ10は、製品毎に、一度に動作するデータ信号のビット数(DQ数、あるいはIO数)と、内部マスク信号のビット数(DM数)とを含む製品仕様が決められている。以降の説明では、データ構成に関する説明において、内部データ構成を特定する情報を、「内部DQ数」、あるいは「内部IO数」ということがある。「内部」は、半導体メモリ10自体の製品仕様に関する情報を示すものである。これに対して、ホスト20が半導体メモリ10をアクセスするときに用いる、外部データ構成を特定する情報を、「外部DQ数」、あるいは「外部IO数」とする。これにより、半導体メモリのデータ構成(内部データ構成)と、ホストが使用するデータ構成(外部データ構成)とを区別する。
Here, the internal data configuration (data configuration of the memory core) of the
続いて、製品モード、及び半導体メモリ10のアレイ構成について説明した後、マスク処理の動作について説明する。また、以下では、説明を容易にするため、具体的なビット数を用いて説明する。本実施形態では、データ信号のビット数が内部144DQ(144IO)構成、内部マスク信号のビット数が16DMである半導体メモリ10を一例として用いて説明する。これは、9DQ毎に内部マスク信号を持っている構成である。しかし、この構成に限られることなく、例えば、特許文献1に示された、内部128DQ構成、16DM(8DQ毎に内部マスク信号を持つ)であってもよい。
Subsequently, after describing the product mode and the array configuration of the
まず、製品モードについて、内部144DQ(144IO)構成、16DM(内部マスク信号)の製品仕様である半導体メモリ10を一例として説明する。
製品モードは、半導体メモリ10の製品仕様に応じて、ホスト20が採用できる、外部データ構成(外部DQ数、すなわち外部DQ端子の数、例えば、×36、×18、×9)と、それぞれ一回のREADまたはWRITEで処理するデータ信号DQのバースト長(BL、例えば、BL2,4)を設定する仕様である。
外部データ構成は、外部DQ数(IO数)によって、半導体メモリ10へアクセスするときに、半導体メモリ10が提供する外部DQ端子のうち、データの入出力するデータ数を特定する。
バースト長は、一つの外部DQ端子に対して、何個のデータを出力させるかを示す数値であり、すなわち、一回のアクセスで外部DQから出力させるデータ数である。
First, the product mode will be described by taking, as an example, the
The product mode has one external data configuration (the number of external DQs, that is, the number of external DQ terminals, for example, x36, x18, x9) that can be adopted by the
The external data configuration specifies the number of data input / output of data among the external DQ terminals provided by the
The burst length is a numerical value indicating how many data are output to one external DQ terminal, that is, the number of data output from the external DQ in one access.
ここで、内部DQ数は、半導体メモリ10の内部で動作可能な最大DQ数であり、外部DQ数は、半導体メモリ10が外部(ホスト20)とデータを入出力する場合に動作可能なDQ数である。
例えば、内部144DQ、16DMの半導体メモリ10を用いる場合、次の製品モードが可能となる。
外部DQ数:×36、×18、×9
BL :2,4
例えば、外部DQ数が×36で、バースト長が4である製品モードである場合、すなわち、外部DQ端子が36個で、一つの外部DQ端子に4個のデータが関わる場合、半導体メモリ10は、全部で36×4=144のデータをメモリ内部で処理することになる。これは、1回のアクセスにおいて、一つの外部DQ端子に4回データが入出力することになるため、144のデータとなる。
Here, the number of internal DQs is the maximum number of DQs operable within the
For example, when the internal 144DQ and
External DQ number: x36, x18, x9
BL: 2, 4
For example, in the product mode in which the number of external DQs is x36 and the burst length is 4, that is, when there are 36 external DQ terminals and 4 data are related to one external DQ terminal, the
代表的な製品モードの具体例として、Config1−4の4種類がある。Config1は最大の144IO(×36とBL4)がメモリセルアレイで動作する製品モードである。Config2は、72IO(×18とBL4、または×36とBL2)である。Config3は、36IO(×9とBL4,×18とBL2)である。Config4は、18IO(×9とBL2)である。また、データマスク信号は外部9DQ毎に1DMをもつ構成である。以降の説明では、説明を容易にするため、上述した製品モードを用いて説明するが、これに限られるわけではない。製品モードは、半導体メモリの製品仕様に応じて様々であり、他の製品モードである場合にも本発明を適用することができる。 As specific examples of typical product modes, there are four types of Config1-4. Config1 is a product mode in which the maximum 144IO (× 36 and BL4) operates in the memory cell array. Config2 is 72IO (x18 and BL4, or x36 and BL2). Config3 is 36IO (x9 and BL4, x18 and BL2). Config4 is 18IO (x9 and BL2). Further, the data mask signal has a configuration having 1 DM for each external 9DQ. In the following description, for ease of explanation, the above-described product mode is used for explanation, but the present invention is not limited to this. Product modes vary depending on the product specifications of the semiconductor memory, and the present invention can be applied to other product modes.
ホスト20が採用する、外部データ構成とバースト長の組み合わせによって、半導体メモリ10が動作する際の内部IO数が決まる。最大データ数は、外部データ構成(外部DQ数)が×36、BL4の時であり、動作する内部IO数は144IOになる。最小データ数は、外部データ構成が×9、BL2の時であり、動作する内部IO数は18IOになる。
The number of internal IOs when the
上述したように、半導体メモリ10は、半導体メモリ10の製品仕様、具体的には、内部データ構成に応じて、採用できる製品モードの範囲が定まっている。ホスト20は、自己の外部データ構成に応じて、半導体メモリ10が提供する一以上の製品モードのうち、どの製品モードを採用するかを決定する。このため、ホスト20は、電源投入後、まず、MDRSコマンドによって、採用する製品モードを半導体メモリ10へ設定する。また、半導体メモリ10は、製品モードに応じて、すなわち、外部DQ数とバースト長に応じて、動作仕様を設定する。従って、半導体メモリ10は、ホスト20が採用する製品モードに応じて動作仕様を決定する。
As described above, the
次にアレイ構成について説明する。半導体メモリ10は、メモリセルアレイ11を分割してアクセスすることが行われている。
例えば、上述した内部144IOの半導体メモリ10を、UPPER DQ、LOWER DQの72IO毎に分割してアクセスする場合(2アレイ構成)、UPPER DQ、LOWER DQそれぞれのメモリセルアレイの動作IOの最大数は72IOになる。
Next, the array configuration will be described. The
For example, when the above-described internal
ここで半導体メモリ10の動作仕様として上述した4種類の仕様に対応可能な製品(Config1−4)を一例として説明する。
前述のようにメモリセルアレイ11を分割制御すると、UPPER DQ(またはLOWER DQ)の最大動作IO数は、Config1−4でそれぞれ72IO、36IO、18IO、9IOになる。図1は、メモリセルアレイ11を二つに分割し、72IOを制御する例を示す。従って、半導体メモリ10は、メモリセルアレイ11とデータ・マスク信号入出力部17との間に72個の入出力バス(72IOBS)を備える。
Here, a product (Config1-4) capable of supporting the above-described four types of specifications as the operation specifications of the
When the
続いて、半導体メモリ10のマスク処理の動作について、特に、電源投入時の内部マスク信号の値の変化に関して説明する。まず、一般的なマスク処理の動作、すなわち、上述したデフォルトマスク信号(DEF_MASK)を用いない場合の動作について、図2、3を参照して説明する。その後、本発明の実施形態1のマスク処理の動作、すなわち、デフォルトマスク信号を用いる場合の動作を、図4A、図4B、及び図5を参照して説明する。
Next, the mask processing operation of the
一般的なマスク処理を、図1の構成例を参照して説明する。ここでは、内部マスク信号がカラムデコーダ13からメモリセルアレイ11へ出力されることを前提とする。ただし、内部マスク信号の値は、外部マスク信号と一致すると仮定する。これに対して、本発明の実施形態1のマスク処理では、カラムデコーダ13で生成された内部マスク信号がメモリセルアレイ11へ出力される。
A general mask process will be described with reference to the configuration example of FIG. Here, it is assumed that an internal mask signal is output from the
図2は、一般的な半導体メモリが、メモリセルアレイにアクセスする1番目のコマンド(例えば、READまたはWRITE)を受信したときに、内部マスク信号が変化する状況を示す図である。半導体メモリ10は、ホスト20からモードレジスターセット(MDRS)が通知されると、各製品モード(Config1−4)に応じて内部マスク信号を設定する。このとき、内部マスク信号は、デフォルト状態を維持する。従って、1番目のコマンドを受け取ったときに内部マスク信号が動作することになる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a situation in which an internal mask signal changes when a general semiconductor memory receives a first command (for example, READ or WRITE) for accessing a memory cell array. When the mode register set (MDRS) is notified from the
図2に示す内部マスク信号の値は、カラムデコーダ13からメモリセルアレイ11、具体的には、メモリセルアレイ11のアクティブエリア14へ出力される内部マスク信号の値である。図2は、アクティブエリア14の144IOを分割制御し、1回のアクセスで72IOを動作させる場合を示す。図2では、内部マスク信号は、72IOの9IO毎に一つが割り当てられるため、72IOを、0−8、9−17、・・・、63−71の9つに分割し、9IO毎に割り当てられた内部マスク信号の値の変化を示している。
The value of the internal mask signal shown in FIG. 2 is the value of the internal mask signal output from the
図2では、内部マスク信号の値を"H"または"L"を用いて示す。"H"と"L"とが、矢印で結ばれている場合(例えば、H⇒L)、矢印が示す方向に内部マスク信号の値が変化することを示す。"H"と"L"とのいずれか一方が示してある内部マスク信号は、値が変化しないことを示す。図2に示すように、72IOのうち、動作するIOは、製品モードの動作仕様に応じて異なる。内部マスク信号の値が変化しない領域は、動作しないことを示す。アクティブエリアのIOが動作するか否かは、カラムアドレス信号によって指定される。言い換えると、カラムアドレス信号は、Config1−4により内部マスク信号を解除しなくてはならないエリアを示すアドレス情報である。例えば、メモリセルアレイ11のうち、実際にライト動作を実施するエリアは、カラムアドレス信号で指定されかつマスクしないことが条件になる。
In FIG. 2, the value of the internal mask signal is indicated using “H” or “L”. When “H” and “L” are connected by an arrow (for example, H → L), this indicates that the value of the internal mask signal changes in the direction indicated by the arrow. An internal mask signal indicated by either “H” or “L” indicates that the value does not change. As shown in FIG. 2, the IO that operates among the 72 IOs varies depending on the operation specifications of the product mode. A region where the value of the internal mask signal does not change indicates that the device does not operate. Whether or not the IO in the active area operates is specified by a column address signal. In other words, the column address signal is address information indicating an area where the internal mask signal must be canceled by Config1-4. For example, an area in the
Config1−4の外部DQ数と、バースト長は上述した通りであり、図2の右側の欄に記載した。図2中、"H"から"L"へ変化している内部マスク信号の値が割り当てられたアクティブエリアが動作するIOとなる。電源投入(Power ON)直後、リセット直後などの初期状態では、メモリコアの72IO全てがマスクされている。たとえば、MDRSコマンドなど動作仕様を決めるコマンドに応じて、Config1が設定される場合、半導体メモリ10は、72IO全てのDQに対する内部マスク信号を"H"から"L"へ動作させてマスクを解除する。Config2の場合、72IOのうちカラムアドレス信号により指定される32IOのマスクを解除する。また、Config3、4も同様にアクティブにするIOについて、マスクを解除する。
図2において、"H"から"L"へ変化させる動作が多い製品モードほど(たとえばConfig1)、初期状態、初期設定において電流を多く消費することになる。
The number of external DQs and the burst length of Config1-4 are as described above, and are described in the right column of FIG. In FIG. 2, the active area to which the value of the internal mask signal changing from “H” to “L” is assigned becomes the operating IO. In an initial state such as immediately after power-on (Power ON) or immediately after reset, all 72IO of the memory core is masked. For example, when Config1 is set according to a command that determines operation specifications such as an MDRS command, the
In FIG. 2, the product mode in which the operation to change from “H” to “L” is more frequent (for example, Config1), the more current is consumed in the initial state and the initial setting.
カラムアドレス信号はメモリコアにアクセスする際のカラム領域を指定しているカラムアドレスであり、動作仕様Configにより適宜割り付けられる。また、カラムアドレス信号は、外部マスク信号とは関係なく、アレイを活性化するエリアに対する選択・非選択の制御を実施している。実際にメモリセルアレイ11にデータを書き込むライトアンプ制御は、書き込み時にはイネーブル信号で選択され、かつマスクされていないことが必要になる。内部マスク信号はマスク信号MD(外部マスク信号)だけでなく、活性化エリアのカラムアドレス信号のコントロールを含む。従って、ライトアンプのみならずデータアンプも同時に選択・非選択を制御する場合もある。
The column address signal is a column address that designates a column area for accessing the memory core, and is appropriately assigned according to the operation specification Config. In addition, the column address signal performs selection / non-selection control on an area for activating the array irrespective of the external mask signal. In actuality, the write amplifier control for writing data into the
ここで、図2において、内部マスク信号は全部で8本であるが、Config1の場合、9IO毎の内部マスク信号8本の100%が動作し、Config2−4の場合、それぞれ4本(50%)、2本(25%)、1本(12.5%)が動作することに注目する。この点について、図3を用いてさらに解析する。
図3は、図2に示す内部マスク信号の遷移に、ホストからマスク処理が指示される確率を加味して、内部マスク信号の動作率を示した図である。すなわち、図2のConfig1−4において、"H"から"L"へ遷移した信号の割合に、さらに半導体メモリ10にホスト20から入力されるマスク信号DMを考慮した場合を示した図である。図3は、例えば、半導体メモリ10がホスト20から、マスク信号DMが指定されたメモリアクセス(ライト)を受信した場合である。
In FIG. 2, the total number of internal mask signals is eight. In the case of Config1, 100% of the eight internal mask signals for each 9IO operate, and in the case of Config2-4, four (50%) each. Note that two (25%) and one (12.5%) operate. This point is further analyzed using FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the operation rate of the internal mask signal by adding the probability that the mask process is instructed from the host to the transition of the internal mask signal shown in FIG. That is, in Config1-4 of FIG. 2, it is the figure which showed the case where the mask signal DM input from the
図3は、以下の式により算出した、値Aと値Bとの積を示している。
A=Configによる内部マスク信号の動作率=1−(Configによる動作IO数/総IO数)
B=ホストからマスク信号DMが入力されマスクする割合
Aは動作仕様(Config)の設定に応じて決まる内部マスク信号の動作率である。図2に示す例では、総IO数は72IOであり、内部マスク信号の動作率は100%、50%、25%、12.5%となる。
Bは半導体メモリ10にホスト20からデータ信号DQとともにマスク信号DMが入力される場合、マスク制御により内部マスク信号がマスクを維持する割合として定義している。
FIG. 3 shows the product of the value A and the value B calculated by the following equation.
A = operation rate of internal mask signal by Config = 1− (number of operation IOs by Config / total number of IOs)
B = Ratio of masking when the mask signal DM is input from the host A is the operation rate of the internal mask signal determined according to the setting of the operation specification (Config). In the example shown in FIG. 2, the total number of IOs is 72 IO, and the operation rate of the internal mask signal is 100%, 50%, 25%, and 12.5%.
B is defined as the ratio at which the internal mask signal maintains the mask by the mask control when the mask signal DM is input together with the data signal DQ from the
例えば、製品モードとして、Config1が設定された場合、図2に示す通り、内部マスク信号は100%"H"から"L"に動作し、メモリセルアレイ11に対するマスクを解除する。これに対して、極端な例ではあるが、ホスト20からデータ信号DQ全部をマスクする指示を、マスク信号DMとして受け取った場合(B=100%)、Config1における内部マスク信号は全て"H"固定に維持され、マスク状態を維持することになる。図3の表は、AとBとの積で示しており、この場合、マスクが"H"から"L"に動作する割合を示す動作率は0%になる。半導体メモリ10に入力するデータ信号DQの25%をマスク信号DMによってマスクした場合、Config1の場合、内部マスク信号の75%が"H"から"L"に動作するが残り25%は"H"を維持してマスク状態を維持する。Config2−4も同様である。ただし、内部マスク信号は9DQ毎に一本で考え、最大8DMになるが、値Bについての説明上、この図では単純化している。
For example, when Config1 is set as the product mode, as shown in FIG. 2, the internal mask signal operates from 100% “H” to “L”, and the mask for the
図3に示す通り、ホスト20から半導体メモリ10へマスク信号DMが入力され、半導体メモリ10内部でマスク状態を維持する割合が0〜50%と低い場合(表の内部マスク信号が入力される割合"H"は維持される割合)、動作仕様Config1は、内部マスク信号が50%以上"H"から"L"に動作する。一方、Confi2−4では、その動作は50%以下になる。
逆にホスト20から半導体メモリ10へマスク信号DMが入力され、半導体メモリ10内部でマスク状態を維持する割合が50%〜100%と高い場合には、Config1は50%以下なのに対して、Config2−4では50%以上になる。
As shown in FIG. 3, when the mask signal DM is input from the
Conversely, when the mask signal DM is input from the
これは、内部DQ数が多い製品仕様を有する半導体メモリ10において、外部DQ数が多い製品モードから、外部DQ数が少ない製品モードまでをカバーするため、動作する内部マスク信号が多くなることにより生じていた。例えば、内部マスク信号のデフォルト状態が、マスク状態(H)であると仮定すると、製品モードによっては、半導体メモリ10は、内部マスク信号全部をマスク状態(H)から非マスク状態(L)へ変更する。従って、ホスト20が採用する製品モードに応じて動作仕様を切り替える場合、製品モードによって、動作させる内部マスク信号数が多くなり、動作電流が大きくなっていた。
This occurs because the
これは、半導体メモリ10内の内部マスク信号のデフォルト状態をマスク状態(H)に固定されているため、Config1−4の全てに最適なデフォルト状態でないことにより生じる。従って、内部マスク信号のデフォルト状態を、製品モードに応じた動作仕様による動作率(上述した値A)と、ホストからマスク信号DMが入力されマスクする割合(上述した値B)とに応じて最適化することが好ましい。
This occurs because the default state of the internal mask signal in the
図2において、製品モードがConfig1の場合、内部マスク信号は、マスク状態から非マスク状態(HからL)に内部マスク信号全てが動作することを説明した。この動作では、内部マスク信号のスイッチングの為の動作電流が流れる。
既に述べたように、近年、スイッチングさせる内部マスク信号数の増加や、メモリの大容量化による信号自体の内部配線(引き回し)の増加による電流が無視できなくなってきている。内部マスク信号のスイッチングで大電流を消費することは、動作の遅れや誤動作となるため、安定動作、消費電流低減の観点からも削減することが望ましい。
In FIG. 2, when the product mode is Config1, it has been described that the internal mask signal operates from the mask state to the non-mask state (H to L). In this operation, an operating current for switching the internal mask signal flows.
As described above, in recent years, current due to an increase in the number of internal mask signals to be switched and an increase in internal wiring (routing) of signals due to an increase in memory capacity has become impossible to ignore. Since consuming a large current by switching the internal mask signal results in an operation delay or malfunction, it is desirable to reduce it from the viewpoint of stable operation and reduction of current consumption.
そこで、本実施形態では、図1に示す構成例を用いて、1回目のメモリアクセス時に動作するマスク信号の数を低減する手段を提供する。具体的には、複数の製品モード(Config)に対応するDQ数の多い半導体メモリ(多IO構成の半導体メモリ)において、内部マスク信号のデフォルト状態を、ホストから通知される動作仕様に応じて変更する。言い換えると、内部マスク信号の待機状態の論理値を可変とする。これにより、1stアクセスにおいて、マスク信号の動作率を低減させる。図4A、図4B,及び図5を参照して、実施形態1のマスク処理動作の詳細を説明する。 Therefore, in the present embodiment, means for reducing the number of mask signals that operate at the first memory access is provided using the configuration example shown in FIG. Specifically, in a semiconductor memory with a large number of DQs corresponding to a plurality of product modes (Config) (a semiconductor memory having a multi-IO configuration), the default state of the internal mask signal is changed according to the operation specification notified from the host. To do. In other words, the logical value in the standby state of the internal mask signal is made variable. This reduces the operation rate of the mask signal in the 1st access. Details of the mask processing operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, and 5. FIG.
図1に示すデフォルトマスク信号生成部19は、製品モードに応じて動作仕様を設定するときに、デフォルトマスク信号(以降、「DEF_MASK」とも称する)を生成する。また、半導体メモリ10がホスト20からMDRSコマンドを受信したとき(自装置の内部データ構成を設定するときに)に、カラムデコーダ13は、製品モードとDEF_MASKとに応じて、MASK2の値を変更する。
The default
デフォルトマスク信号生成部19は、DEF_MASKを、ホスト20から、1stアクセス要求(メモリセルアレイ11への1番目のアクセス)が送信されたときに、動作する内部マスク信号の数が削減されるように、すなわち、動作電流を削減するように、生成する。これにより、1stアクセスにおいて、内部マスク信号のスイッチング動作を削減する。その結果、消費電流を平準化し、アクセス時のピーク電流を低減することを図る。
MASK2のデフォルト状態がマスク状態(H)であると仮定すると、カラムデコーダ13は、MDRSコマンドに応じて動作仕様を設定するときに、MASK2のデフォルト状態を次のように制御する。DEF_MASKが"L"の場合、MASK2のデフォルト状態(マスク状態:H)を維持する。DEF_MASKが"H"の場合、MASK2のデフォルト状態をマスク解除(L)に設定する(変更する)。
The default mask
Assuming that the default state of MASK2 is the mask state (H), the
図4A、図4B、及び図5は、本実施形態の半導体メモリ10のマスク処理の動作例を示す図である。
図4A、図4Bともに、半導体メモリ10が製品モードとしてConfig1の動作仕様を設定した場合を示す。図4Aは、DEF_MASKに非アクティブ(L)を設定し、MASK2のデフォルト状態を維持した場合(デフォルト処理を実施しなかった場合)、図4Bは、DEF_MASKにアクティブ(H)を設定し、MASK2のデフォルト状態を変更した場合(デフォルト処理を実施した場合)を示す。図5は、半導体メモリ10が製品モードとしてCONFIG2−4の動作仕様を設定した場合を示す。
図4A、図4Bともに、ホスト20から半導体メモリ10へ、以下に示すコマンドが送信された場合を示している。コマンド:MDRS、Write/Read、Write(外部マスク信号の指定あり)、RESET、MDRS、Write/Read。
4A, 4B, and 5 are diagrams showing an example of the mask processing operation of the
4A and 4B both show a case where the
4A and 4B both show a case where the following command is transmitted from the
図4BのMDRSコマンドの処理において、カラムデコーダ13は、DEF_MASKの"H"に応じて、MASK2をデフォルト状態のマスク状態(H)から非マスク状態(L)へ変更する。これにより、次の1stアクセス、Write/Readコマンドの処理において、動作するMASK2がゼロとなり、動作電流の削減を可能とする。一方、図4Aでは、MDRSコマンドの処理において、カラムデコーダ13は、DEF_MASKの"L"に応じて、MASK2のデフォルト状態を維持している。このため、次の、Write/Readコマンドの処理において、MASK2全部が動作することになり、動作電流が発生する。このときに動作するMASK2は、図2に示した状況と同様である。
In the processing of the MDRS command in FIG. 4B, the
このように、図2において、Config1の場合、マスク状態から非マスク状態(HからL)に全ての内部マスク信号が変化していた。これに対して、DEF_MASKを用いて、MASK2のデフォルト値を逆にすること(デフォルト値を反転させること)によって、MDRSコマンドの処理後、1回目のメモリセルアクセスにおいて、MASK2が、非マスク状態を維持する、"L"から"L"を可能にする。 As described above, in FIG. 2, in the case of Config1, all the internal mask signals are changed from the mask state to the non-mask state (H to L). On the other hand, by inverting the default value of MASK2 using DEF_MASK (inverting the default value), after the MDRS command is processed, MASK2 changes to the unmasked state in the first memory cell access. Maintain “L” to “L”.
このようにして、デフォルトマスク信号生成部19は、半導体メモリ10がホスト20との一つのアクセスで必要となるデータ数に対応する内部マスク信号のビット数と、カラムデコーダ13が設定するMASK2の全ビット数との比較結果に基づいて、デフォルトマスク信号を生成する。具体的には、一つのアクセスで必要となるデータ数に対応する内部マスク信号のビット数、言い換えると、設定された動作仕様において使用する内部マスク信号のビット数が、MASK2の全ビット数より小さい場合(Config2−4)、内部マスク信号を、マスク状態(デフォルト状態)に維持する。設定された動作仕様において使用する内部マスク信号のビット数が、MASK2の全ビット数と一致する場合(Config1)、内部マスク信号をマスク状態をマスク解除へ変更する。
本実施形態では、Config2−4について、デフォルトマスク信号生成部19がDEF_MASKをアクティブ(H)にしないため、図5にDEF_MASKがアクティブでない(L)場合について示している。
In this way, the default mask
In the present embodiment, for Config2-4, since the default
図6は、本実施形態の内部マスク信号の遷移に、ホストからマスク処理が指示される確率を加味して、内部マスク信号の動作率を示した図である。図6では、Config1の場合、DEF_MASKによって、内部マスク信号のチップ内部におけるデフォルト値を逆に設定し、他のConfig2−4は、そのままとした場合である。具体的には、図6は、内部マスク信号のデフォルト状態を、Config1では、非マスク状態、Config2−4ではマスク状態を前提とした場合の内部マスク信号の動作率を示す。従って、図6は、Config1の場合、ホストからマスク処理が指示される確率が、0〜50%範囲(図6中、点線で囲んだ範囲)において、図3に示す動作率が改善されていることを示す。具体的には、ホスト20から入力されるマスク信号DM(MASK1)によりデータがマスクされる割合(上述した値B)が0−50%の場合に、内部マスク信号の動作率が改善される。図3では、ホスト20からマスク処理が指示される確率が0−50%では、マスク状態からマスク解除(HからL)に100−50%動作していた。これに対し、図6では、動作率が0−50%(図8)と低く改善することが可能となる。
FIG. 6 is a diagram showing the operation rate of the internal mask signal by adding the probability that the mask processing is instructed from the host to the transition of the internal mask signal of the present embodiment. In FIG. 6, in the case of Config1, the default value of the internal mask signal in the chip is set in reverse by DEF_MASK, and the other Configs 2-4 are left as they are. Specifically, FIG. 6 shows the operation rate of the internal mask signal when the default state of the internal mask signal is premised on the non-mask state in Config1 and the mask state in Config2-4. Therefore, FIG. 6 shows that in the case of Config1, the operation rate shown in FIG. 3 is improved in the range of 0 to 50% (the range surrounded by the dotted line in FIG. 6) that the mask processing instruction is instructed from the host. It shows that. Specifically, when the ratio of data masked by the mask signal DM (MASK1) input from the host 20 (the above-described value B) is 0-50%, the operation rate of the internal mask signal is improved. In FIG. 3, when the probability of the mask processing being instructed from the
DEF_MASKにより内部マスク信号(MASK2)のデフォルト値を逆に設定する動作は、ホスト20の製品モード(Config1−4)に応じて、半導体メモリ10の動作仕様を決める際に確定するものである。上述した説明では、一例として、MDRSコマンドを受信したときDEF_MASK信号を生成し、MASK2のデフォルト状態を変更する場合を説明した。しかしながら、MASK2のデフォルト状態は、「Power ONとなってから1stアクセスのコマンドを受信するまでの期間」、言い換えると、「製品モードに従って、自装置の内部データ構成を設定する期間」に実施されればよい。言い換えれば、1stアクセスのときに内部マスク信号のスイッチング動作が削減されるように、内部マスク信号の切り替えが実施されればよい。例えば、WRITE/READコマンドといったメモリセルアレイ11への動作コマンドが入力されるまでに行われていればよい。
ここで、1stアクセス(1番目に受け取る、メモリセルアレイにアクセスを要求するコマンド)は、ホストから受け取るコマンドのうち、メモリセルアレイへアクセスするコマンドのことである。従って、1stアクセスには、MDRSコマンドなど、動作仕様を設定するコマンドや、RESETコマンドを含まない。
The operation of setting the default value of the internal mask signal (MASK2) in reverse by DEF_MASK is determined when determining the operation specifications of the
Here, the 1st access (the first command that is requested to access the memory cell array) is a command that accesses the memory cell array among commands received from the host. Therefore, the 1st access does not include a command for setting operation specifications such as an MDRS command or a RESET command.
さらに、製品モードに応じた動作仕様は半導体メモリ10を使う顧客のシステムの使用状況に応じて行う。上述した説明では、MDRSコマンドを受け取ったときにDEF_MASKを生成する例を説明したが、これに限定されない。例えば、Config1を使う顧客に対しては、Power ON、リセット後にDEF_MASKによってデフォルト値を逆に設定するよう予めFUSEなどのオプションにより設定することも可能である。
Further, the operation specification corresponding to the product mode is performed according to the usage status of the customer's system using the
ここで、上述したマスク処理の動作を、図4Bに示すMDRSコマンド、及びWrite/Readコマンドを受け取った場合を用いて具体的に説明する。
まず、半導体メモリ10が、ホスト20からMDRSコマンドを受け取った場合を説明する。
Here, the operation of the above-described mask processing will be specifically described using the case where the MDRS command and the Write / Read command shown in FIG. 4B are received.
First, a case where the
制御部16は、ホスト20からバス8を介して、MDRSコマンドを受け取る。このとき、制御部16は、MDRSコマンドとともに、ホスト20が採用する製品モードを受け取る。制御部16は、製品モードをデフォルトマスク信号生成部19へ出力する。デフォルトマスク信号生成部19は、制御部16から製品モードを受け取ると、DEF_MASKを生成する。
デフォルトマスク信号生成部19は、製品モードに応じて、内部マスク信号のデフォルト状態を変更するか否かを示す情報を予め保持している。保持する情報は、図2に示す情報などに応じて予めMASK2のデフォルト状態を変更するか否かを判定した情報である。
The
The default mask
例えば、デフォルトマスク信号生成部19は、製品モードとデフォルト状態を変更するか否かを示す値との組み合わせを、複数の製品モード毎に保持してもよいし、複数の製品モードのうち、MASK2のデフォルト状態を変更する製品モードを保持してもよい。例えば、本実施形態の場合、デフォルトマスク信号生成部19は、製品モードがConfig1のときに、MASK2のデフォルト状態を変更する、という情報を保持してもよい。デフォルトマスク信号生成部19は、保持する情報に従って、製品コードに応じたDEF_MASKを生成するように構成されてもよい。これに限らず、デフォルトマスク信号生成部19は、半導体メモリ10内の他の構成要素に保持されている、製品モードに関する情報に従って、DEF_MASKを生成するように構成されていてもよい。
For example, the default mask
カラムデコーダ13は、DEF_MASKがデフォルト状態の変更を示す場合、デフォルト状態のMASK2を反転させる。DEF_MASKがデフォルト状態の変更を示さない場合、デフォルト状態のMASK2をそのまま維持する。
The
次に、半導体メモリ10が、ホスト20からWrite/Readコマンドを受け取った場合を説明する。制御部16は、ホスト20からバス8を介して、Write/Readコマンドを受け取る。このとき、本実施形態では、デフォルトマスク信号生成部19は、制御部16から製品モードを受け取らないため、DEF_MASKを新たに生成することなく、前回生成したDEF_MASKの値を維持することになる。その後、半導体メモリ10がホスト20からMDRSコマンドを受け取るまで、DEF_MASKの値を維持する。
Next, a case where the
なお、デフォルトマスク信号生成部19は、半導体メモリ10がMDRSコマンドを受け取ったときに限らず、半導体メモリ10が製品モードに応じて内部データ構成を設定する動作を実施したことに応じてDEF_MASKを生成する。その後、半導体メモリ10が再度内部データ構成を設定するまでの間、DEF_MASKの値を維持する。言い換えると、DEF_MASKの値は、一度内部データ構成を設定した後、再度設定するまで維持される。図5Bでは、RESETコマンドの後のMDRSコマンドにて、"H"の値が再度設定されることになる。
The default mask
カラムデコーダ13は、DEF_MASK、MASK1、及びカラムアドレス情報を用いて、MASK2を生成する。
The
図7は、MASK2を生成する処理の一例を示す制御模式図である。図7に示す構成は、本図1では、カラムデコーダ13に備える例を示している。
上述したように、DEF_MASKは、デフォルトマスク信号生成部19が生成した信号である。MASK1は、ホスト20からバス8を介して受け取った外部マスク信号である。カラムアドレス信号は、ホスト20からバス8を介して受け取った信号であり、製品モードに応じて、マスク状態を解除するアドレス(非マスク状態とするアドレス)を指定する。従って、カラムデコーダ13は、MASK1で非マスク状態が指定され、かつ、カラムアドレス信号でマスク解除が指定されたアドレスを、非マスク状態とするMASK2を生成する。
FIG. 7 is a control schematic diagram illustrating an example of processing for generating MASK2. The configuration shown in FIG. 7 shows an example provided in the
As described above, DEF_MASK is a signal generated by the default mask
MASK2は、実際にメモリコアを制御する信号であり、MASK1、カラムアドレス信号、及び、DEF_MASKによって、メモリセルアレイ11のマスク処理を指定する。MASK1は、ホスト20から通知されたマスク情報であり、カラムアドレス信号は、製品モード(ここでは、Config1−4)で設定され、かつ、ホスト20から入力されるアドレス情報で決定される情報である。
MASK2 is a signal for actually controlling the memory core, and the mask processing of the
図2−6を参照して説明した通り、製品モードがConfig1の場合、言い換えると、外部DQ数が多い場合、半導体メモリ10の動作仕様でアクティブエリア(動作する領域)として選ばれるエリアは広い。ホスト20が、メモリセルアレイ11をアクセスする場合、カラムアドレス信号は、すべてのアドレスをマスク解除にすることを示す情報となる。従って、MASK2をすべて非マスク状態(HからL)に変更することになる。このとき、ホスト20が外部マスク信号によってマスク処理を指定した場合、MASK1のマスク状態の指定が論理積として関わる。例えば、ホスト20から外部マスク信号が、入力確率がα=0−50%で入力される場合、MASK2のうち、100%−αが動作する。これは内部のマスク信号のデフォルト状態を"H"としていたからである。
As described with reference to FIGS. 2-6, when the product mode is Config1, in other words, when the number of external DQs is large, the area selected as the active area (operating area) in the operation specifications of the
本実施形態では、デフォルトマスク信号生成部19は、MASK2のデフォルト値(マスク状態:H)を反転さるように、DEF_MASKを生成する。具体的には、デフォルトマスク信号生成部19は、DEF_MASKをアクティブ(H)に設定する。
このときのカラムデコーダ13の動作は次のようになる。スイッチ132は、DEF_MASKに応じて、MASK1と、バッファ133によって反転されたMASK1とのいずれか一方を選択するように構成されている。ここでは、スイッチ132は、DEF_MASKがアクティブ(H)の場合に、反転されたMASK1を選択する。演算部131は、DEF_MASK、反転されたMASK1、及びカラムアドレス信号を用いて、MASK2を生成する。
In the present embodiment, the default mask
The operation of the
具体的には、演算部131は、DEF_MASKがアクティブでない(L)場合、式(1)に従ってMASK2を算出し、DEF_MASKがアクティブ(H)である場合、式(2)に従ってMASK2を算出する。
MASK2=(MASK1) or not(カラムアドレス信号) (1)
MASK2=not(MASK1)・COL選択(=not 式(1)) (2)
Specifically, the
MASK2 = (MASK1) or not (column address signal) (1)
MASK2 = not (MASK1) / COL selection (= not equation (1)) (2)
通常デフォルトのデコーダの論理を式(1)とした場合、DEF_MASKがアクティブ(H)であるときに用いる式(2)は、ドモルガンの公式により、式(1)の論理を反転する。
この論理反転のため、DEF_MASKは、MASK1を選択するスイッチ132と、演算部131に出力させている。
式(1)及び(2)は、MASK1によってマスク指定されるかと、カラムアドレス信号によって選択されるかいなか、とに基づいて、MASK2を生成することを示すものである。
When the logic of the normal default decoder is represented by Expression (1), Expression (2) used when DEF_MASK is active (H) inverts the logic of Expression (1) according to Domorgan's formula.
Because of this logic inversion, DEF_MASK is output to the
Expressions (1) and (2) indicate that MASK2 is generated based on whether the mask is specified by MASK1 and whether it is selected by the column address signal.
なお、図7に示す構成は、MASK2を生成する回路構成の一例を示したものであり、これに限られることなく、他の回路構成であってもよい。その際、回路構成は、少なくともDEF_MASK、MASK1、及びカラムアドレス信号を入力とし、MASK2を出力とする回路構成であればよい。従って、図1では、カラムデコーダ13が、MASK2をメモリセルアレイ11へ出力する構成例を示しているが、他の構成要素がMASK2をメモリセルアレイ11へ出力するように構成してもよい。例えば、データ・マスク信号入出力部17、あるいはこれに相当する構成要素がMASK2をメモリセルアレイ11へ出力するような構成であってもよい。
Note that the configuration shown in FIG. 7 shows an example of a circuit configuration for generating MASK2, and is not limited to this, and other circuit configurations may be used. At this time, the circuit configuration may be any circuit configuration that inputs at least DEF_MASK, MASK1, and a column address signal and outputs MASK2. Therefore, FIG. 1 shows a configuration example in which the
さらに、本実施形態では、カラムデコーダ13がMASK2を生成する処理を実施する態様を説明した。これは、説明を容易にするために構成の一例を示したものであり、これに限らず、半導体メモリ10内でMASK2が生成され、メモリセルアレイ11へ出力されればよい。例えば、図7に示す構成例を、半導体メモリ10内に独立して配置する場合、演算部131のみをカラムデコーダ13に配置し、その他をカラムデコーダ13の外部に配置する場合、あるいは、例えば、データ・マスク信号入出力部17などの他の構成要素内にすべてを配置する場合などの構成でもよい。
Furthermore, in this embodiment, the aspect which implements the process in which the
本実施形態によれば、半導体メモリの内部マスク信号のデフォルト状態を制御することによって、1stアクセス時の消費電流を削減することができる。例えば、電源投入のパワーオン直後や、半導体メモリ内部のリセット直後における内部マスク信号のデフォルト状態を制御する。内部マスク信号のデフォルト状態を制御すること、例えば、最初の動作モード設定時に内部マスク信号のデフォルト値を制御することによって、最初のライト動作・リード動作時の際に生じる内部マスク信号のスイッチング動作による消費電流を削減することができる。さらに、動作モード設定時に内部マスク信号のスイッチング動作を実行させることによって、電流消費のピークを分散することを可能にする。その結果、電流の削減と同時に安定動作を得ることができる。 According to the present embodiment, the current consumption during the first access can be reduced by controlling the default state of the internal mask signal of the semiconductor memory. For example, the default state of the internal mask signal is controlled immediately after power-on after power-on or immediately after a reset in the semiconductor memory. By controlling the default state of the internal mask signal, for example, by controlling the default value of the internal mask signal when the first operation mode is set, by the switching operation of the internal mask signal that occurs during the first write operation / read operation Current consumption can be reduced. Furthermore, it is possible to disperse the peak of current consumption by executing the switching operation of the internal mask signal when setting the operation mode. As a result, a stable operation can be obtained simultaneously with the reduction of current.
(実施形態2)
実施形態1では、半導体メモリが、製品コードに応じてデフォルトマスク信号の値を設定する場合を説明したが、本実施形態では、デフォルトマスク信号の値をホストが指定する場合を説明する。
図8は、実施形態2に係る半導体メモリの構成例を示すブロック図である。本実施形態では、ホスト40がアクセス可能な情報回路(MASKStatus)41を備える。半導体メモリ30は、情報回路41が保持する値を、カラムデコーダ33へ直接入力するように構成されている。情報回路41は、実施形態1のDEF_MASKの値に相当する値を保持する。図8では、カラムデコーダ33及びデータ・マスク信号入出力部17が、データマスク制御部301を構成する例を示す。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the semiconductor memory sets the value of the default mask signal according to the product code has been described. However, in this embodiment, the case where the host specifies the value of the default mask signal will be described.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the semiconductor memory according to the second embodiment. In the present embodiment, an information circuit (MASK Status) 41 accessible by the
ホスト40は、自装置が採用する製品モードに従って、DEF_MASKの値を選択する。ホスト40は、自装置が外部マスク信号により、マスク処理を行う場合、外部マスク信号でマスク状態にするビット数に応じて、DEF_MASKの値を選択することが好ましい。さらに、図8の構成例では、ホスト40は、外部マスク信号によって、半導体メモリ30へマスク処理を実施する頻度を保持し、頻度に応じてDEF_MASKの切り替えが必要かどうかを判定する。そして、ホスト40は、判定結果に応じて、DEF_MASKを適宜切り替える情報回路41を、外部に備える。図8では、半導体メモリ30は、情報回路41が保持する値を、直接カラムデコーダ33へ入力するように構成されているが、この構成に限られる事はない。例えば、情報回路41の値を、バス8を介して入力するように構成してもよい。また、図8では、ホスト40の外部に情報回路41を配置しているが、ホスト40内に情報回路41を配置し、ホスト40がコマンドともに、DEF_MASKの値をバス8へ出力してもよい。
The
半導体メモリ30は、情報回路41に設定された値を、バス8を介して参照することができように構成される。カラムデコーダ33は、情報回路41に設定された値をDEF_MASKとして用いる。カラムデコーダ33の動作は実施形態1と同様である。
The
さらに、情報回路41を備えていない場合であってもよい。図9は、実施形態2に係る半導体メモリの他の構成例を示すブロック図である。例えば、図9に示すように、ホスト60は、内部処理によりDEF_MASKの値を選択し、DEF_MASKを半導体メモリ50へ出力するように構成されていてもよい。この場合、ホスト60は、DEF_MASKをMDRSコマンドに付加するパラメータとして、半導体メモリ50へ通知してもよい。半導体メモリ50では、制御部56は、ホスト40から受け取ったDEF_MASKをカラムデコーダ13へ出力する。カラムデコーダ13の動作は、実施形態1と同様である。
Further, the
本実施形態によれば、ホスト(ここでは、ホスト40または60、以降実施形態2では同様)がDEF_MASKの値を選択可能とすることができる。これにより、ホストが半導体メモリ(ここでは、半導体メモリ30または50、以降実施形態2では同様)を利用する状況に応じて、柔軟に内部マスク信号のデフォルト値を変更することができる。特に、ホストが外部マスク信号により、マスク処理を実施する場合には有効である。
According to the present embodiment, the host (here, the
この点について、図6を用いてConfig1の場合を具体的に説明する。外部マスク信号が入力される割合が低い場合(0−50%)、DEF_MASKにより内部マスク信号(具体的には、MASK2)のデフォルト値を反転させる操作を実施する。このときの効果は実施形態1で説明した通りである。一方、ホストから外部マスク信号が入力される割合が高い場合(50−100%)、逆に内部マスク信号が半分以上動作することになり効率が悪い。このような場合、図8または図9に示すホストは、内部マスク信号のデフォルト値を選択することによって、内部マスク信号が動作する割合を変更することができる。言い換えると、ホストは、外部マスク信号に応じて、半導体メモリの内部マスク信号のデフォルト状態を変更することができる。 With respect to this point, the case of Config1 will be specifically described with reference to FIG. When the ratio of the external mask signal input is low (0-50%), an operation of inverting the default value of the internal mask signal (specifically, MASK2) by DEF_MASK is performed. The effect at this time is as described in the first embodiment. On the other hand, when the rate at which the external mask signal is input from the host is high (50-100%), the internal mask signal operates more than half and the efficiency is poor. In such a case, the host shown in FIG. 8 or FIG. 9 can change the rate at which the internal mask signal operates by selecting the default value of the internal mask signal. In other words, the host can change the default state of the internal mask signal of the semiconductor memory according to the external mask signal.
従って、本実施形態の構成によれば、外部マスク信号が示すマスク状態の割合が低い場合0−50%も、高い場合50−100%も、1stアクセス時において内部マスク信号が動作する割合を削減することができる。これにより、1stアクセス時に内部マスク信号がスイッチングする動作率を削減することができる。その結果、電流の消費量を平準化することが可能になる。 Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the ratio of the operation of the internal mask signal at the time of the first access is reduced both when 0-50% when the mask state indicated by the external mask signal is low and when it is 50-100% when it is high. can do. As a result, the operation rate at which the internal mask signal is switched during the 1st access can be reduced. As a result, current consumption can be leveled.
図8での説明では、半導体メモリ30は、情報回路41の判定結果により内部マスク信号のデフォルト値を制御した。図9の説明では、半導体メモリ50は、ホスト60からの情報入力により、内部マスク信号のデフォルト値を制御した。このような制御に限られず、判定結果に相当する命令を半導体メモリ30または50の外部から入力させることによって、ホスト40または60から任意に制御またはテストを実施することが可能である。
In the description of FIG. 8, the
(その他の実施形態)
上記各実施形態では、半導体メモリの動作仕様を、一つの製品モードに応じて設定することを前提としていたが、ホストが二つ以上の製品モードを採用することもあり得る。この場合、半導体メモリは、メモリセルアレイ11のうち、一部分を第1の製品モードの動作仕様に対応させ、他の部分を第2の製品モードの動作仕様に対応させるような設定を行う。このような場合、DEF_MASKは、製品モードの数に応じて設定されることが好ましい。
従って、半導体メモリは、複数の製品モードに応じて動作仕様を設定する場合、各製品モードに対応するDEF_MASKを設定する。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, it is assumed that the operation specifications of the semiconductor memory are set according to one product mode. However, the host may adopt two or more product modes. In this case, the semiconductor memory is set so that a part of the
Therefore, when setting operation specifications according to a plurality of product modes, the semiconductor memory sets DEF_MASK corresponding to each product mode.
以上説明したように、上記各実施形態のいずれかによれば、1stアクセス(ライト動作・リード動作)における内部マスク信号のスイッチング電流を減らすことができる。上記各実施形態では、1stアクセスの消費電流を削減することを、内部マスク信号を事前にスイッチングさせることにより実施する。これにより、電流を消費するタイミングを平準化する。これは、半導体メモリアクセス時のピーク電流の低減につながる。さらに、電源のゆらぎを削減し安定動作を得ることを可能とする。 As described above, according to any of the above embodiments, the switching current of the internal mask signal in the first access (write operation / read operation) can be reduced. In each of the above embodiments, the current consumption for the first access is reduced by switching the internal mask signal in advance. Thereby, the current consumption timing is leveled. This leads to a reduction in peak current when accessing the semiconductor memory. Furthermore, it is possible to reduce fluctuations in the power source and obtain stable operation.
なお、本発明は上記に示す実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲において、上記実施形態の各要素を、当業者であれば容易に考えうる内容に変更、追加、変換することが可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment shown above. Within the scope of the present invention, it is possible to change, add, or convert each element of the above-described embodiment to a content that can be easily considered by those skilled in the art.
1 メモリセル(MEMORY CELL)
2 ROWデコーダ(ROW DEC)
3 COLデコーダ(COL DEC)
4 センスアップ部(センスアンプ/Yスイッチ:SENSE AMP/YSW)
5 リードライト部(データアンプ/ライトアンプ:DATA AMP/WRITE AMP)
6 制御部(アドレス、コマンド、タイミングコントローラ:ADDRESS, COMMAND, TIMING CONTROLLER)
7 データ・マスク信号入出力部(DATA I/O、DATA MASK)
8 バス
10、30、50 半導体メモリ
11 メモリセルアレイ
12 ロウデコーダ
13 カラムデコーダ
14 アクティブエリア
16、36 制御部
17 データ・マスク信号入出力部
19 デフォルトマスク信号生成部
20、40、60 ホスト
41 情報回路
101、301 データマスク制御部
1 Memory cell (MEMORY CELL)
2 ROW decoder (ROW DEC)
3 COL decoder (COL DEC)
4 Sense-up section (Sense amplifier / Y switch: SENSE AMP / YSW)
5 Read / write section (data amplifier / write amplifier: DATA AMP / WRITE AMP)
6 Control unit (address, command, timing controller: ADDRESS, COMMAND, TIMING CONTROLLER)
7 Data mask signal input / output section (DATA I / O, DATA MASK)
8
Claims (14)
前記メモリセルアレイとデータ入出力接点とのデータ授受を制御する内部マスク信号を出力するデータマスク制御部と、を備え、
前記データマスク制御部は、外部から入力または内部で生成されるデフォルトマスク信号に応じて前記内部マスク信号の待機状態の論理値を可変とし、
前記デフォルトマスク信号が、外部から入力される、前記メモリセルアレイにアクセスする最初のコマンドを処理するときに、前記内部マスク信号の論理値の変化が少なくなるように設定される特徴とする半導体メモリ。 A memory cell array;
A data mask controller for outputting an internal mask signal for controlling data exchange between the memory cell array and the data input / output contact;
The data mask control unit is configured to change a logical value of a standby state of the internal mask signal according to a default mask signal input from the outside or generated internally,
A semiconductor memory, wherein the default mask signal is set so that a change in a logical value of the internal mask signal is reduced when a first command for accessing the memory cell array is inputted from the outside .
デフォルトマスク信号がマスク解除を示す場合、式、
MASK2=(MASK1) or not(COL選択)
を用いて算出し、
デフォルトマスク信号がマスク状態を示す場合、式、
MASK2=not(MASK1)・COL選択(=not 式(1))
を用いて算出することを特徴とする請求項6記載の半導体メモリ。 When the data mask controller represents the external mask signal as MASK1, the column address signal as COL, and the internal mask signal as MASK2, the internal mask signal is expressed as follows:
If the default mask signal indicates unmasking, the expression
MASK2 = (MASK1) or not (COL selection)
Is calculated using
If the default mask signal indicates a mask state, the expression
MASK2 = not (MASK1) / COL selection (= not equation (1))
7. The semiconductor memory according to claim 6 , wherein the semiconductor memory is calculated using
前記情報回路は、前記ホストの外部に配置され、前記ホストが値を設定することを特徴とする請求項10記載の半導体メモリ。 The default mask signal is a signal acquired by referring to an information circuit arranged outside the own device,
11. The semiconductor memory according to claim 10 , wherein the information circuit is arranged outside the host, and the host sets a value.
前記メモリセルアレイは、前記複数の製品モードに基づいて複数のデータ構成が設定され、
前記デフォルトマスク信号は、前記複数の製品モードに対応する複数のデフォルト値を指定することを特徴とする請求項4、5、12、13のいずれか一項に記載の半導体メモリ。 Before Symbol products mode is comprised of a plurality of product mode,
The memory cell array has a plurality of data configurations set based on the plurality of product modes,
The default mask signal, the semiconductor memory according to any one of claims 4,5,12,13, characterized in that specify multiple default values corresponding to said plurality of product modes.
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