專利名稱：半導(dǎo)體存儲器器件和信息處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲器器件和信息處理系統(tǒng)，尤其適合于用于偽SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器)。
背景技術(shù)：
作為半導(dǎo)體存儲器器件中的一種的偽SRAM是這樣的存儲器，其中用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器單元由與DRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器)類似的單元組成，并且其外部接口與SRAM兼容。偽SRAM具有與SRAM相比位成本低、容量大的DRAM的特點(diǎn)，以及與SRAM等同的適用性，并且可以實(shí)現(xiàn)大容量和容易的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例如，低功率(低功耗)偽SRAM被用作例如蜂窩電話或者PDA(個人數(shù)字助理)的存儲器(RAM)。
圖11是示出了傳統(tǒng)偽SRAM 111的配置的框圖。偽SRAM 111具有存儲器單元陣列112、陣列控制電路113、刷新控制電路114、芯片控制電路115、地址譯碼器116、數(shù)據(jù)信號控制電路117和接口電路118。
存儲器單元陣列112由在行方向和列方向以陣列形式布置的多個存儲器單元組成。如上所述，各存儲器單元是1T-1C型(一個晶體管一個電容器型)的存儲器單元，類似于DRAM。陣列控制電路113執(zhí)行存儲器單元陣列112中的存儲器單元的數(shù)據(jù)讀操作、數(shù)據(jù)寫操作和刷新操作。
刷新控制電路114根據(jù)其內(nèi)部所包含的定時(shí)器的值，輸出為保持存儲器單元中所存儲的數(shù)據(jù)所需的刷新操作請求。
芯片控制電路115譯碼經(jīng)由接口電路118提供的來自外部的命令信號CMD(外部命令)，并基于來自刷新控制電路114的刷新請求，將譯碼后的結(jié)果和控制信號提供到陣列控制電路113。如后面將描述的，命令信號CMD是由芯片使能信號/CE、地址有效信號/ADV、輸出使能信號/OE和寫使能信號/WE組成的(添加到每個信號的符號上的標(biāo)記“/”表示該信號是負(fù)邏輯)。
此外，芯片控制電路115執(zhí)行命令信號CDM的訪問請求(數(shù)據(jù)讀和寫)與刷新請求之間的仲裁(仲裁處理)。在該仲裁中，在先產(chǎn)生的請求被優(yōu)先處理。
地址譯碼器116譯碼經(jīng)由接口電路118提供的來自外部的地址信號ADD，并將譯碼結(jié)果輸出到陣列控制電路113。
在根據(jù)命令信號CMD執(zhí)行的讀操作和寫操作中，數(shù)據(jù)信號控制電路117控制存儲器內(nèi)部和外部之間的數(shù)據(jù)信號的發(fā)送和接收。
順便提及，用于使命令信號CMD和數(shù)據(jù)信號DQ的輸入/輸出定時(shí)同步的時(shí)鐘信號CLK被從外部輸入到接口電路118，并且被提供到偽SRAM111中的每個功能單元。
參考圖12A和圖12B描述傳統(tǒng)的偽SRAM的操作。在圖12A和圖12B中，核心操作是存儲器單元陣列112的選擇操作，換句話說，是陣列控制電路113對存儲器單元陣列112執(zhí)行的操作。此外，外圍操作是與存儲器單元陣列112(陣列控制電路113)有關(guān)的諸如芯片控制電路115和數(shù)據(jù)信號控制電路117之類的外圍電路的操作。
圖12A是說明傳統(tǒng)偽SRAM中的數(shù)據(jù)讀操作的時(shí)序圖。首先，在時(shí)刻T31，使得器件(偽SRAM)處于工作狀態(tài)的芯片使能信號/CE、表示地址信號ADD有效的地址有效信號/ADV、輸出使能信號/OE變?yōu)椤癓”。芯片控制電路115對命令信號CMD譯碼，并判斷來自外部的訪問請求是數(shù)據(jù)讀操作RD(A)。此外，地址譯碼器116獲取地址信號ADD，并對其譯碼。
但是，如果在當(dāng)接收到來自外部的訪問請求時(shí)的時(shí)刻T31之前產(chǎn)生了來自刷新控制單元114的刷新請求，則在存儲器單元陣列112處執(zhí)行刷新操作REF(時(shí)刻T32)。接著，從當(dāng)刷新操作REF終止時(shí)的時(shí)刻T33開始，在存儲器單元陣列112處執(zhí)行數(shù)據(jù)讀操作RD(A)，并且與地址譯碼器116處的譯碼結(jié)果相對應(yīng)的存儲器單元的數(shù)據(jù)1A、2A和3A被順序讀取，以輸出為數(shù)據(jù)信號DQ。
在時(shí)刻T34，當(dāng)芯片使能信號/CE變?yōu)椤癏”時(shí)，芯片控制電路115向陣列控制電路113指示數(shù)據(jù)讀操作RD(A)終止。這樣，存儲器單元陣列112處的數(shù)據(jù)讀操作RD(A)終止(時(shí)刻T35)。
此外，在時(shí)刻T35，當(dāng)芯片使能信號/CE和地址有效信號/ADV變?yōu)椤癓”時(shí)，芯片控制電路115譯碼此時(shí)的命令信號CMD，并判斷來自外部的訪問請求是數(shù)據(jù)讀操作RD(B)。此外，地址譯碼器116獲取地址信號ADD，并對其譯碼。
接著，在當(dāng)從時(shí)刻T35經(jīng)過了刷新進(jìn)入期間TREN時(shí)的時(shí)刻T36，在存儲器單元陣列112處執(zhí)行數(shù)據(jù)讀操作RD(B)，并且數(shù)據(jù)1B、2B、3B、4B和5B被輸出為數(shù)據(jù)信號DQ。順便提及，在根據(jù)來自外部的訪問請求的數(shù)據(jù)讀/寫操作之間，刷新進(jìn)入期間TREN被恒定地提供，使得當(dāng)產(chǎn)生刷新請求時(shí)，可以在存儲器單元陣列112處執(zhí)行刷新操作。
隨后，與數(shù)據(jù)讀操作RD(A)相同，芯片使能信號/CE在時(shí)刻T37變?yōu)椤癏”，從而，在存儲器單元陣列112處執(zhí)行的數(shù)據(jù)讀操作RD(B)終止(時(shí)刻T38)。
圖12B是說明傳統(tǒng)偽SRAM中的數(shù)據(jù)寫操作的時(shí)序圖。除了寫使能信號/WE變?yōu)椤癓”，輸出使能信號/OE保持“H”，并且被提供作為數(shù)據(jù)信號DQ的數(shù)據(jù)1A到3A和1B到5B被寫入存儲器單元這幾點(diǎn)之外(圖12B中的時(shí)刻T41到T48分別對應(yīng)于圖12A中的時(shí)刻T31到T38)，圖12B所示的數(shù)據(jù)寫操作與圖12A所示的數(shù)據(jù)讀操作相同，因此，不對其進(jìn)行說明。
在傳統(tǒng)偽SRAM中，如圖12A和圖12B所示地執(zhí)行數(shù)據(jù)讀操作、數(shù)據(jù)寫操作等。
此外，近年來，涉及運(yùn)動圖像數(shù)據(jù)等的大容量和實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通信被執(zhí)行，因此，對于被用作包括蜂窩電話等的數(shù)據(jù)通信設(shè)備的存儲器的偽SRAM，需要更高速的操作。
日本專利申請?jiān)缙诠糔o.平11-16346[專利文獻(xiàn)2]國際申請公布No.98/56004小冊子但是，在如圖12A和圖12B所示的傳統(tǒng)偽SRAM中，刷新進(jìn)入期間TREN被恒定地提供，因此，作為等待時(shí)間，有關(guān)來自外部的訪問請求的訪問時(shí)間被定義為使得包括作為最壞情況的當(dāng)刷新請求在先發(fā)生時(shí)的情況。
作為在偽SRAM中實(shí)現(xiàn)高速操作(訪問)的方法，可以想到縮短等待時(shí)間以降低訪問時(shí)間的方法。但是，如果等待時(shí)間被縮短，則根據(jù)來自外部的訪問請求的數(shù)據(jù)讀/寫操作之間的時(shí)間間隔變短，可能不能保證與刷新進(jìn)入期間TREN相對應(yīng)的期間。即，如果等待時(shí)間被縮短，就有可能即使產(chǎn)生了刷新請求，在與來自外部的訪問請求有關(guān)的操作之間也不能執(zhí)行刷新操作，因此，存儲器單元中所存儲的數(shù)據(jù)可能丟失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是實(shí)現(xiàn)偽SRAM的高速訪問操作。
本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲器器件包括存儲器單元陣列，其中布置了存儲數(shù)據(jù)的多個存儲器單元；刷新控制單元，其根據(jù)刷新請求，指示用于保持在存儲器單元中存儲的數(shù)據(jù)的刷新操作的執(zhí)行；和陣列控制單元，其基于來自刷新控制單元的指示，執(zhí)行在存儲器單元陣列處的刷新操作。刷新請求選擇器從輸入外部刷新請求到輸入自刷新允許請求期間，選擇外部刷新請求，并且在其他時(shí)段，選擇在其自身內(nèi)部生成的內(nèi)部刷新請求。刷新控制單元使能切換在存儲器單元陣列處的刷新操作是基于外部刷新請求還是內(nèi)部刷新請求而被執(zhí)行。
根據(jù)上述配置，當(dāng)基于外部刷新請求執(zhí)行存儲器單元陣列處的刷新操作時(shí)，當(dāng)執(zhí)行根據(jù)來自外部的對于存儲器單元陣列的訪問請求的操作時(shí)，在訪問時(shí)間中不需要保證執(zhí)行刷新操作所需的時(shí)間。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件的配置示例的框圖；圖2是用于說明根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件的狀態(tài)控制的示圖；圖3A和圖3B是示出了刷新控制電路的配置示例的示圖；
圖4是示出了等待時(shí)間計(jì)數(shù)器的配置示例的示圖；圖5是示出了陣列控制電路的配置示例的示圖；圖6A是示出了存儲器單元陣列中的存儲器單元和外圍電路的配置示例的示圖；圖6B是示出了有關(guān)存儲器單元的數(shù)據(jù)讀序列的示圖；圖7A和圖7B是示出了根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件的操作示例的時(shí)序圖；圖8是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件的命令示例的示圖；圖9A和圖9B是用于說明應(yīng)用根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件的信息處理系統(tǒng)的示圖；圖10是用于說明根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件的狀態(tài)控制的另一示例的示圖；圖11是示出了傳統(tǒng)偽SRAM的配置的框圖；以及圖12A和圖12B是示出了傳統(tǒng)偽SRAM的操作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1的配置示例的框圖。半導(dǎo)體存儲器器件1是偽SRAM，并且具有配置寄存器2、刷新定時(shí)器3、芯片控制電路4、地址譯碼器5、數(shù)據(jù)信號控制電路6、陣列控制電路7、存儲器單元陣列8以及接口電路9。
配置寄存器2是用于設(shè)置半導(dǎo)體存儲器器件1的操作模式(工作狀態(tài))的寄存器?；谂渲眉拇嫫?的設(shè)置，異步模式與同步模式之間的切換以及功率降低模式下的操作被控制。
這里，異步模式是與被輸入到半導(dǎo)體存儲器器件1(芯片)中的時(shí)鐘信號(系統(tǒng)時(shí)鐘信號)異步操作的操作模式，同步模式是與時(shí)鐘信號同步操作的操作模式。異步模式和同步模式例如具有不同的命令信號CMD的觸發(fā)。在異步模式中，例如訪問時(shí)間(等待時(shí)間)的操作時(shí)段不是由時(shí)鐘數(shù)等定義的，而是由絕對時(shí)間定義的，并且半導(dǎo)體存儲器器件1基于當(dāng)信號(命令信號等)被取反(negated)或者斷言(asserted)時(shí)的時(shí)刻而被操作。而在同步模式中，例如訪問時(shí)間(等待時(shí)間)的操作時(shí)段通過使用時(shí)鐘來定義。
刷新定時(shí)器3通過使用諸如計(jì)數(shù)器的測量裝置來測量時(shí)間，并且每當(dāng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)段，就向芯片控制電路4輸出自刷新(內(nèi)部刷新)信號SREF。自刷新信號SREF是這樣的信號，其用于請求刷新操作以保持存儲器單元陣列8中的各個存儲器單元中所存儲的數(shù)據(jù)。刷新定時(shí)器3對應(yīng)于本發(fā)明中的刷新請求單元，并且自刷新信號SREF對應(yīng)于本發(fā)明中的內(nèi)部刷新請求。
芯片控制電路4具有刷新控制單元11、訪問控制單元12以及命令寄存器13，并實(shí)現(xiàn)對半導(dǎo)體存儲器器件1中的各個電路的操作的總的控制。具體地說，芯片控制電路4具有未示出的譯碼器，并對經(jīng)由接口電路9提供的來自外部的命令信號CMD(外部命令)譯碼。此外，芯片控制電路4基于命令信號CMD的譯碼結(jié)果和來自刷新定時(shí)器3的自刷新信號SREF，向陣列控制電路7輸出控制信號。此外，當(dāng)半導(dǎo)體存儲器器件1的工作狀態(tài)處于執(zhí)行自刷新的自刷新模式時(shí)，芯片控制電路4執(zhí)行與根據(jù)外部命令CMD的數(shù)據(jù)讀/寫有關(guān)的訪問請求與根據(jù)自刷新信號SREF的刷新請求之間的仲裁(仲裁處理)。
刷新控制單元11實(shí)現(xiàn)與在存儲器單元陣列8處執(zhí)行的用于保持所存儲的數(shù)據(jù)的刷新操作有關(guān)的控制?；诮?jīng)由接口電路9輸入的來自外部的命令信號CMD(更詳細(xì)地說，外部刷新信號(命令)ExREF CMD)以及來自刷新定時(shí)器3的自刷新信號SREF，刷新控制單元11向陣列控制電路7輸出關(guān)于刷新操作的控制信號。這里，外部刷新命令ExREF CMD對應(yīng)于本發(fā)明中的外部刷新請求。
訪問控制單元12實(shí)現(xiàn)與基于經(jīng)由接口電路9提供的來自外部的命令信號CMD的對存儲器單元陣列8的數(shù)據(jù)讀操作和數(shù)據(jù)寫操作有關(guān)的控制。命令寄存器13是這樣的寄存器，其用于保存通過對來自外部的命令信號CMD譯碼得到的譯碼結(jié)果。
地址譯碼器5譯碼經(jīng)由接口電路9提供的來自外部的地址信號ADD，并基于譯碼結(jié)果，向陣列控制電路7輸出選擇地址信號。此外，地址譯碼器5具有地址寄存器14，該地址寄存器14保存對地址信號ADD譯碼得到的譯碼結(jié)果。地址寄存器14中所保存的譯碼結(jié)果與命令寄存器13中所保存的譯碼結(jié)果是關(guān)于同一請求的，并且，命令寄存器13和地址寄存器14中所保存的譯碼結(jié)果基于觸發(fā)信號Trig被同步輸出。
在根據(jù)來自外部的命令信號CMD執(zhí)行的對于存儲器單元陣列8的讀操作和寫操作中，數(shù)據(jù)信號控制電路6控制半導(dǎo)體存儲器器件1的內(nèi)部和外部之間經(jīng)由接口電路9的數(shù)據(jù)信號DQ的發(fā)送/接收。
陣列控制電路7基于從芯片控制電路4提供的控制信號和從地址譯碼器5提供的選擇地址信號，執(zhí)行對于存儲器單元陣列8中的存儲器單元的讀操作、寫操作和刷新操作。
存儲器單元陣列8具有在行方向和列方向上以陣列形式布置的多個存儲器單元。具體地說，存儲器單元陣列8具有多條位線和被提供為與位線相交的多條字線，并且存儲器單元布置在位線和字線的相交部分。各個存儲器單元由1T-1C型(一個晶體管一個電容器型)存儲器單元組成，這與DRAM是相同的，并且它們分別存儲一位的數(shù)據(jù)。此外，存儲器單元陣列8具有與位線相對應(yīng)地提供的讀出放大器。
接口電路9用于在半導(dǎo)體存儲器器件1的內(nèi)部和外部之間發(fā)送和接收每個信號。命令信號CMD和地址信號ADD從外部輸入到接口電路9，數(shù)據(jù)信號DQ從/向外部輸入/輸出。此外，用于使命令信號CMD和數(shù)據(jù)信號DQ的輸入/輸出定時(shí)同步的時(shí)鐘信號CLK從外部被輸入，并被提供到半導(dǎo)體存儲器器件1中的各個電路。
下面描述根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1的操作模式(工作狀態(tài))。圖2是用于說明半導(dǎo)體存儲器器件1的狀態(tài)控制的示圖。順便提及，在下面的說明中，請求對于半導(dǎo)體存儲器器件1(存儲器單元陣列8)的讀操作和寫操作的來自外部的命令信號CMD被稱作讀命令和寫命令。此外，用于以低功耗運(yùn)行半導(dǎo)體存儲器器件1(將操作模式設(shè)置到節(jié)電模式，其功耗低于正常操作模式)的來自外部的命令信號CMD被稱作功率降低命令，并且用于返回正常操作模式的來自外部的命令信號CMD被稱作功率降低解除命令。
在開始供電(Power On)之后，即在激活時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1變?yōu)楫惒侥Ｊ降拇龣C(jī)狀態(tài)(Async.Standby w/Self-Refresh)21A。在該異步模式中，所謂的自刷新操作被執(zhí)行，其中基于來自半導(dǎo)體存儲器器件1內(nèi)的刷新定時(shí)器3的自刷新信號SREF，執(zhí)行存儲器單元陣列8中的刷新操作。
當(dāng)半導(dǎo)體存儲器器件1在狀態(tài)21A中接收到讀命令或者寫命令時(shí)，它執(zhí)行相應(yīng)的讀操作或者寫操作(Read/Write)21B，并且在操作終止之后，返回待機(jī)狀態(tài)21A。當(dāng)半導(dǎo)體存儲器器件1在待機(jī)狀態(tài)21A中接收到功率降低命令(PD Entry)時(shí)，它轉(zhuǎn)移到功率降低模式(Power Down，節(jié)電模式)21C，其中執(zhí)行低功耗操作。當(dāng)在功率降低模式21C中接收到功率降低解除命令(PD Exit)時(shí)，它轉(zhuǎn)移到異步模式的待機(jī)狀態(tài)21A。
此外，當(dāng)在異步模式的待機(jī)狀態(tài)21A中與配置寄存器設(shè)置(CR-set)命令22一同輸入了預(yù)定的設(shè)置代碼，并且配置寄存器2的設(shè)置從而被改變到預(yù)定設(shè)置時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到具有自刷新的同步模式(下文中也稱為“自刷新模式”)的待機(jī)狀態(tài)(Sync.Standby w/Self-Refresh)23A。這里，自刷新模式是同步模式，并且是這樣的操作模式，其中存儲器單元陣列8中的刷新操作基于來自半導(dǎo)體存儲器器件1內(nèi)部的刷新定時(shí)器3的自刷新信號SREF而被執(zhí)行。順便提及，也可以類似地在自刷新模式的待機(jī)狀態(tài)23A中，通過使用配置寄存器設(shè)置命令22將配置寄存器2的設(shè)置改變到預(yù)定設(shè)置，來將半導(dǎo)體存儲器器件1的操作模式轉(zhuǎn)移到異步模式的待機(jī)狀態(tài)21A。
當(dāng)在自刷新模式的待機(jī)狀態(tài)23A中接收到讀命令或者寫命令時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1執(zhí)行相應(yīng)的讀操作或者寫操作(Read/Write)23B，并且在操作終止之后返回待機(jī)狀態(tài)23A。此外，當(dāng)在待機(jī)狀態(tài)23A中接收到功率降低命令(PD Entry)，半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到功率降低模式(PowerDown)23C，并且當(dāng)在功率降低模式23C中接收到功率降低解除命令(PD Exit)時(shí)，它轉(zhuǎn)移到自刷新模式的待機(jī)狀態(tài)23A。
此外，當(dāng)在自刷新模式的待機(jī)狀態(tài)23A中接收到外部刷新命令(ExREF CMD)，半導(dǎo)體存儲器器件1在存儲器單元陣列8處執(zhí)行刷新操作(Refresh)24C，此后，半導(dǎo)體存儲器器件1自動轉(zhuǎn)移到不帶自刷新的同步模式(下文中也成為“外部刷新模式”)的待機(jī)狀態(tài)(Sync.Standbyw/o Self-Refresh)24A。這里，外部刷新命令(ExREF CMD)是請求半導(dǎo)體存儲器器件1(存儲器單元陣列8)處的刷新操作的來自外部的命令信號CMD。此外，外部刷新模式是同步模式，并且是這樣的操作模式，其基于來自半導(dǎo)體存儲器器件1外部的外部刷新命令(ExREF CMD)在存儲器單元陣列8處執(zhí)行刷新操作。在該外部刷新模式中，存儲器單元陣列8處的刷新操作僅通過外部刷新命令而執(zhí)行，并且不執(zhí)行由外部刷新命令之外的其他命令所請求的刷新操作，例如自刷新操作。
當(dāng)在外部刷新模式的待機(jī)狀態(tài)24A中接收到讀命令或者寫命令時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1執(zhí)行相應(yīng)的讀操作或者寫操作(Read/Write)24B，并且在操作結(jié)束之后返回待機(jī)狀態(tài)24A。此外，當(dāng)在待機(jī)狀態(tài)24A中接收到外部刷新命令(ExREF CMD)時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1在存儲器單元陣列8處執(zhí)行刷新操作24C，并返回待機(jī)狀態(tài)24A。
當(dāng)在外部刷新模式的待機(jī)狀態(tài)24A中接收到功率降低命令(PDEntry)時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到功率降低模式23C，與當(dāng)在自刷新模式中接收到功率降低命令時(shí)的情形相同。即，當(dāng)在外部刷新模式的待機(jī)狀態(tài)24A中接收到功率降低命令時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到帶自刷新的功率降低模式23C。從而，當(dāng)在這之后接收到功率降低解除命令(PDExit)時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到自刷新模式的待機(jī)狀態(tài)23A。
此外，當(dāng)在外部刷新模式的待機(jī)狀態(tài)24A中接收到用于執(zhí)行自刷新操作的自刷新使能命令(SREFEN CMD)時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到自刷新模式的待機(jī)狀態(tài)23A。
此外，半導(dǎo)體存儲器器件1在自刷新模式和外部刷新模式中被初始化(配置寄存器被初始化)，因此，半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到異步模式(圖中的Reset to Async)。即，當(dāng)系統(tǒng)在同步模式中被初始化時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到帶有或者不帶自刷新的異步模式。
這里，本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1中的功率降低模式21C和23C是用于執(zhí)行自刷新以僅保持在配置寄存器2所設(shè)置的容量的數(shù)據(jù)的操作模式，并且有兩種類型的功率降低模式“局部刷新功率降低”和“深度功率降低”。“局部刷新功率降低”例如對存儲器單元陣列8中的全部位容量的四分之一或者八分之一的預(yù)定區(qū)域的存儲器單元執(zhí)行刷新操作，而“深度功率降低”根本不執(zhí)行刷新操作。
圖3A是示出了圖1所示的刷新控制單元11的配置的框圖。
刷新控制單元11具有RS觸發(fā)器(flip-flop)31、刷新控制器32以及開關(guān)SWA0和SWA1。
外部刷新命令ExREF CMD被輸入到RS觸發(fā)器31的置位輸入端(S)，自刷新使能命令SREFEN CMD和功率降低命令PD Entry被輸入到RS觸發(fā)器31的復(fù)位輸入端(R)。RS觸發(fā)器31的輸出被提供到開關(guān)SWA0和SWA1。
此外，外部刷新命令ExREF CMD能夠經(jīng)由開關(guān)SWA0被輸入到刷新控制器32。來自刷新定時(shí)器3的自刷新信號SREF能夠經(jīng)由開關(guān)SWA1被輸入到刷新控制器32。刷新控制器32的輸出被輸出到陣列控制電路7，作為用于在存儲器單元陣列8處執(zhí)行刷新操作的刷新執(zhí)行信號REFE。
開關(guān)SWA0和SWA1的接通和關(guān)斷通過RS觸發(fā)器31的輸出被控制(開/關(guān)控制)。開關(guān)SWA0和SWA1被構(gòu)造使得根據(jù)RS觸發(fā)器31的輸出，它們其中的一個被接通，換句話說，互斥地接通。這里，RS觸發(fā)器31以及開關(guān)SWA0和SWA1構(gòu)成本發(fā)明的刷新請求選擇器。
圖3B是示出了刷新控制器32的配置的示圖。刷新控制器32具有NOR(邏輯和取反的操作)電路33、34，和脈寬擴(kuò)展電路35。
外部刷新命令ExREF CMD和自刷新信號SREF能夠經(jīng)由開關(guān)SWA0和SWA1被輸入到NOR電路33。此外，NOR電路34的輸出被輸入到NOR電路33。表示對存儲器單元陣列8的操作終止的存儲器核心操作終止信號CTER，以及NOR電路33的輸出被輸入到NOR電路34。即，NOR電路33、34構(gòu)成了RS觸發(fā)器，外部刷新命令ExREF CMD和自刷新信號SREF被輸入作為其置位輸入，存儲器核心操作終止信號CTER被輸入作為復(fù)位輸入。
此外，NOR電路33(由NOR電路33、34構(gòu)成的RS觸發(fā)器)的輸出經(jīng)由脈寬擴(kuò)展電路35被輸出為刷新執(zhí)行信號REFE。這里，脈寬擴(kuò)展電路35防止當(dāng)輸入信號變?yōu)轫殸?whisker state)時(shí)輸入信號通過并被原樣輸出，并且輸入信號的脈寬被放大以輸出。順便提及，并非限制于脈寬擴(kuò)展電路35，而是如果能夠防止須狀的輸入信號照這樣被輸出就是適合的，并且可以使用去除須狀脈沖的脈沖濾波器。
這里，半導(dǎo)體存儲器器件1(存儲器單元陣列8)中的刷新操作通過從外部輸入的外部刷新命令ExREF CMD，或者通過來自半導(dǎo)體存儲器器件1內(nèi)部的刷新定時(shí)器3的自刷新信號SREF作為觸發(fā)而被執(zhí)行。在圖3A和圖3B所示的刷新控制單元11處，執(zhí)行對外部刷新命令ExREF CMD和自刷新信號SREF的選擇，即，作為刷新的觸發(fā)的命令(信號)的切換。
首先，RS觸發(fā)器31被初始化，使得開關(guān)SWA0關(guān)斷，開關(guān)SWA1接通，并且自刷新信號SREF將作為刷新操作的觸發(fā)。該狀態(tài)被維持，直到接收到外部刷新命令ExREF CMD。從而，自刷新信號SREF被選擇，并被輸出到刷新控制器32，直到在半導(dǎo)體存儲器器件1中從外部輸入了外部刷新命令ExREF CMD。
當(dāng)輸入了外部刷新命令ExREF CMD時(shí)，RS觸發(fā)器31被置位，并且通過其輸出，開關(guān)SWA0被接通，開關(guān)SWA1被關(guān)斷。這樣，外部刷新命令ExREF CMD作為刷新操作的觸發(fā)變?yōu)橛行?，并被輸入到刷新控制?2。
接著，當(dāng)自刷新使能命令SREFEN CMD被輸入時(shí)，RS觸發(fā)器31被復(fù)位，并且通過其輸出，開關(guān)SWA0被關(guān)斷，開關(guān)SWA1被接通。這樣，自刷新信號SREF作為刷新操作的觸發(fā)變?yōu)橛行?，并被輸入到刷新控制?2。順便提及，當(dāng)功率降低命令PD Entry代替自刷新使能命令SREFENCMD被輸入時(shí)，也是一樣的。
如上所述，當(dāng)外部刷新命令ExREF CMD或者自刷新信號SREF被選擇并被輸入到刷新控制器32時(shí)，其被由NOR電路33、34構(gòu)成的RS觸發(fā)器鎖存。因此，刷新執(zhí)行信號REFE經(jīng)由脈寬擴(kuò)展電路35從由NOR電路33、34構(gòu)成的RS觸發(fā)器輸出。隨后，當(dāng)根據(jù)刷新執(zhí)行信號REFE在存儲器單元陣列8處的刷新操作終止時(shí)，存儲器核心操作終止信號CTER被輸入，并且由NOR電路33、34構(gòu)成的RS觸發(fā)器被復(fù)位。
這里，當(dāng)通過在自刷新模式中輸入外部刷新命令ExREF CMD，半導(dǎo)體存儲器器件1的操作模式從自刷新模式轉(zhuǎn)移到外部刷新模式時(shí)，可以想到外部刷新命令ExREF CMD和自刷新信號SREF可能彼此競爭。如果根據(jù)各命令(信號)的刷新操作被執(zhí)行，則有負(fù)面效果，即刷新所需的時(shí)間變?yōu)檎Ｇ闆r的兩倍，并且來自外部的命令信號CMD所請求的訪問在該時(shí)段中必須等待。因此，在本實(shí)施例中，通過刷新控制單元11進(jìn)行控制，使得在先命令(信號)有效，并且重復(fù)的命令(在先命令隨后的命令)被忽略。
具體地說，當(dāng)外部刷新命令ExREF CMD和自刷新信號SREF彼此競爭時(shí)，各命令(信號)被輸入到刷新控制器32中的由NOR電路33、34構(gòu)成的RS觸發(fā)器的置位輸入端。在經(jīng)過足夠的時(shí)段以通過外部刷新命令ExREF CMD調(diào)整由NOR電路33、34構(gòu)成的RS觸發(fā)器的狀態(tài)之后，用于控制開關(guān)SWA0和SWA1的RS觸發(fā)器31的輸出被激活。在相應(yīng)的核心操作終止之后，由刷新控制器32中的RS觸發(fā)器鎖存的命令被復(fù)位，但是因?yàn)樵趶?fù)位之后開關(guān)SWA0接通并且SWA1關(guān)斷，所以自刷新信號SREF并不輸入到刷新控制器32。
順便提及，當(dāng)自刷新使能命令SREFEN CMD或者功率降低命令PDEntry輸入之后，存在這樣的情況當(dāng)開關(guān)SWA0和SWA1開/關(guān)的同時(shí)，自刷新信號SREF是激活的。但是，在該情況中，不能確保在控制器32中由NOR電路33、34構(gòu)成的RS觸發(fā)器能夠響應(yīng)的脈寬將被保證，須狀的輸入信號可能通過該RS觸發(fā)器。因此提供脈寬擴(kuò)展電路35來防止在隨后所連接的電路中出現(xiàn)問題。
如上所述，在自刷新模式中，基于來自半導(dǎo)體存儲器器件1內(nèi)部的刷新定時(shí)器3的自刷新信號SREF執(zhí)行刷新操作。即，刷新定時(shí)在半導(dǎo)體存儲器器件1內(nèi)部產(chǎn)生，并且刷新操作被執(zhí)行。因此，刷新定時(shí)對于半導(dǎo)體存儲器器件1的外部來說是未知的，因而，當(dāng)輸入了來自外部的命令信號CMD并且發(fā)出了讀操作或者寫操作的訪問請求時(shí)，對保證執(zhí)行刷新所需時(shí)間的等待時(shí)間(訪問時(shí)間)是假設(shè)刷新請求被預(yù)先產(chǎn)生而要求的。因此，訪問時(shí)間變?yōu)橄率鰞蓚€時(shí)間的和與刷新相對應(yīng)的核心操作時(shí)間，以及從輸入了關(guān)于讀操作或者寫操作的來自外部的命令信號CMD的時(shí)刻開始的數(shù)據(jù)讀或?qū)懰璧臅r(shí)間。
另一方面，在外部刷新模式中，基于從半導(dǎo)體存儲器器件1外部輸入的外部刷新命令ExREF CMD執(zhí)行刷新操作，因而，根據(jù)來自外部的命令信號CMD的讀操作或者寫操作的訪問時(shí)間不必包括執(zhí)行刷新所需的時(shí)間。因此，外部刷新模式中的訪問時(shí)間僅是來自外部的命令信號CMD所請求的數(shù)據(jù)讀或?qū)懰璧臅r(shí)間，相比于自刷新模式，等待時(shí)間可以被縮短與刷新相對應(yīng)的核心操作時(shí)間的大小，因而，可以在半導(dǎo)體存儲器器件1中實(shí)現(xiàn)高速訪問操作。
同步模式中(自刷新模式、外部刷新模式)的這種等待時(shí)間控制是通過使用圖4所示的等待時(shí)間計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的。
圖4是示出了等待時(shí)間計(jì)數(shù)器的配置的框圖，該等待時(shí)間計(jì)數(shù)器例如被設(shè)置在圖1所示的訪問控制單元12中。等待時(shí)間計(jì)數(shù)器具有RS觸發(fā)器41、等待時(shí)間計(jì)數(shù)器A 42、等待時(shí)間計(jì)數(shù)器R 43以及開關(guān)SWB0和SWB1。
外部刷新命令ExREF CMD被輸入到RS觸發(fā)器41的置位輸入端(S)，自刷新使能命令SREFEN CMD和功率降低命令PD Entry被輸入到RS觸發(fā)器41的復(fù)位輸入端(R)。RS觸發(fā)器41的輸出被提供到開關(guān)SWB0和SWB1。
等待時(shí)間計(jì)數(shù)器A 42是用于對執(zhí)行根據(jù)來自外部的命令信號CMD的訪問操作所需的時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，并且半導(dǎo)體存儲器器件1內(nèi)部所用的系統(tǒng)時(shí)鐘信號INT-CLK被輸入。等待時(shí)間計(jì)數(shù)器A 42的輸出能夠經(jīng)由開關(guān)SWB0被輸入到等待時(shí)間計(jì)數(shù)器R 43，并且還能夠經(jīng)由開關(guān)SWB1被輸出作為數(shù)據(jù)時(shí)鐘DQ-CLK。
此外，等待時(shí)間計(jì)數(shù)器R 43是用于對執(zhí)行刷新操作所需的時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，并且其輸出能夠被輸出作為數(shù)據(jù)時(shí)鐘DQ-CLK。順便提及，數(shù)據(jù)時(shí)鐘DQ-CLK是在讀操作或者寫操作期間，表示數(shù)據(jù)信號DQ變?yōu)橛行r(shí)的時(shí)刻的信號。
開關(guān)SWB0和SWB1通過RS觸發(fā)器41的輸出得到接通/關(guān)斷控制(開/關(guān)控制)，并且它們被構(gòu)成為使得根據(jù)RS觸發(fā)器41的輸出，它們中的一個被接通，換句話說，被互斥地接通。
在初始狀態(tài)中，RS觸發(fā)器41被初始化，使得開關(guān)SWB0被接通，開關(guān)SWB1被關(guān)斷。該狀態(tài)被維持，直到接收到外部刷新命令ExREFCMD，并且在圖4所示的等待時(shí)間計(jì)數(shù)器處，執(zhí)行等待時(shí)間計(jì)數(shù)器A 42和等待時(shí)間計(jì)數(shù)器R 43的計(jì)數(shù)。因此，執(zhí)行訪問操作所要求的等待時(shí)間和執(zhí)行刷新操作所要求的等待時(shí)間被計(jì)數(shù)，直到在半導(dǎo)體存儲器器件1中，從外部輸入了外部刷新命令ExREF CMD。
當(dāng)輸入了外部刷新命令ExREF CMD時(shí)，RS觸發(fā)器41被置位，并且通過其輸出，開關(guān)SWB0被關(guān)斷，開關(guān)SWB1被接通。這樣，由等待時(shí)間計(jì)數(shù)器R 43對執(zhí)行刷新操作所需的時(shí)間進(jìn)行的計(jì)數(shù)變得不必要，在圖4所示的等待時(shí)間計(jì)數(shù)器處，僅執(zhí)行由等待時(shí)間計(jì)數(shù)器A 42進(jìn)行的計(jì)數(shù)。即，執(zhí)行訪問操作所需的等待時(shí)間被計(jì)數(shù)。
此外，當(dāng)自刷新使能命令SREFEN CMD或者功率降低命令PD Entry被輸入時(shí)，RS觸發(fā)器41被復(fù)位，并且通過其輸出，開關(guān)SWB0被接通，開關(guān)SWB1被關(guān)斷。因此，在圖4所示的等待時(shí)間計(jì)數(shù)器處，執(zhí)行通過等待時(shí)間計(jì)數(shù)器A 42和等待時(shí)間計(jì)數(shù)器R 43的計(jì)數(shù)，并且執(zhí)行訪問操作所需的等待時(shí)間和執(zhí)行刷新操作所需的等待時(shí)間被計(jì)數(shù)。
如上所述，在外部刷新模式中，執(zhí)行由來自外部的命令信號CMD所請求的訪問操作所需的等待時(shí)間被計(jì)數(shù)，并且在除了外部刷新模式之外的操作模式中，除了執(zhí)行所請求的訪問操作所需的等待時(shí)間之外，執(zhí)行刷新操作所需的等待時(shí)間也被計(jì)數(shù)。即，在除了外部刷新模式之外的操作模式(具體地說，自刷新模式)中，刷新過程被包括在訪問過程中，而在外部刷新模式中，刷新過程未包括在訪問過程中，因此，在外部刷新模式中可以實(shí)現(xiàn)被其他操作模式更高速的訪問操作。
圖5是示出了圖1所示的陣列控制電路7的配置示例的框圖，并且如圖5所示，除了存儲器單元陣列8以外，陣列控制電路7還具有各個電路51到61。
在圖5中，塊選擇指示電路51、字線(WL)選擇指示電路52、讀出放大器(SA)選擇指示電路53、列線(CL)選擇指示電路54和放大器(AMP)激活指示電路55分別相應(yīng)地控制塊選擇電路56、字線選擇電路57、讀出放大器激活電路58、列線選擇電路59和放大器激活控制電路60的操作定時(shí)。
塊選擇電路56根據(jù)從地址譯碼器5提供的塊選擇地址信號BLSA，有選擇地激活位線傳輸信號BT，并使預(yù)充電信號線BRS去除激活。字線選擇電路57根據(jù)從地址譯碼器5提供的字線選擇地址信號WLSA，有選擇地激活字線WL。讀出放大器激活電路58激活讀出放大器驅(qū)動信號線LE。
列線選擇電路59根據(jù)從地址譯碼器5提供的列線選擇地址信號CLSA，有選擇地激活列線CL。放大器激活控制電路60激活用于驅(qū)動放大器61的放大器驅(qū)動信號線AEN。放大器61放大并輸出從存儲器單元陣列8讀取的數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)信號控制電路6。
這里，基于來自各個對應(yīng)的指示電路51到55的指示，順序執(zhí)行上述各個電路56到60激活信號線的操作(包括選擇操作)。
具體地說，首先，基于從芯片控制電路4提供的控制信號和從地址譯碼器5提供的陣列選擇地址信號ARSA，從塊選擇指示電路51向塊選擇電路56發(fā)出指示。接著，在從塊選擇指示電路51發(fā)出了指示的情況下，從字線選擇指示電路52向字線選擇電路57發(fā)出指示。
接著，類似地，從讀出放大器選擇指示電路53向讀出放大器激活電路58、從列線選擇指示電路54向列線選擇電路59、從放大器激活指示電路55向放大器激活控制電路60順序發(fā)出指示。但是，在來自讀出放大器選擇指示電路53和列線選擇指示電路54的指示都被發(fā)出的情況下，從放大器激活指示電路55向放大器激活控制電路60發(fā)出指示。
圖6A是示出了圖1所示的存儲器單元陣列8的配置的電路圖，并且在圖中示出了由多個存儲器單元組成的存儲器單元陣列8中的一個存儲器單元及其外圍電路。圖6B是說明圖6A所示的電路中的數(shù)據(jù)讀操作的時(shí)序圖。
在圖6A中，C1指代電容，NT1到NT17指代N溝道型晶體管，PT1到PT3指代P溝道型晶體管。電容C1和晶體管NT1構(gòu)成一個存儲器單元(1T1C型存儲器單元)。晶體管NT3到NT5的組和晶體管NT13到NT15的組分別構(gòu)成預(yù)充電電路72和75。晶體管NT11、NT12、PT2和PT3構(gòu)成讀出放大器73。參考標(biāo)號74指代反相器。
一位的信息被存儲在存儲器單元71的電容C1中。下面參考圖6B描述當(dāng)該存儲器單元71(電容C1)中所存儲的數(shù)據(jù)被讀取時(shí)的操作。
順便提及，當(dāng)沒有執(zhí)行數(shù)據(jù)讀操作、數(shù)據(jù)寫操作或者刷新操作時(shí)，位線傳輸信號線BT0、BT1和預(yù)充電信號線BRS0、BRS1被激活，并且它們處于“H”狀態(tài)。因此，預(yù)充電電路72、75中的晶體管NT3到NT5、NT13到NT15以及晶體管NT6、NT7、NT16和NT17被導(dǎo)通，并且位線BL和/BL的電勢變?yōu)橄嗟入妱荨?br> 當(dāng)數(shù)據(jù)被讀取時(shí)，首先，除了與存儲器單元71相對應(yīng)的位線傳輸信號線BT0之外的位線傳輸信號線(圖6A所示的電路中的位線傳輸信號線BT1)和預(yù)充電信號線BRS0被去除激活，變?yōu)椤癓”。因此，預(yù)充電電路72變?yōu)榉枪ぷ鳡顟B(tài)，晶體管NT16、NT17變?yōu)榉菍?dǎo)通狀態(tài)(讀出放大器73的復(fù)位狀態(tài)的解除)。位線傳輸信號線BT0維持為“H”。
接著，當(dāng)字線WL被有選擇地激活以變?yōu)椤癏”時(shí)，晶體管NT1被導(dǎo)通，并且電容C1中所存儲的數(shù)據(jù)被讀出到位線BL。這樣，位線BL的電勢根據(jù)電容C1中所存儲的數(shù)據(jù)而改變(SQ1)。這里，晶體管NT6、NT7處于導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管NT16、NT17處于非導(dǎo)通狀態(tài)，因此，位線BL、/BL的數(shù)據(jù)(電勢)經(jīng)由晶體管NT6、NT7被提供到讀出放大器73。
接著，當(dāng)讀出放大器驅(qū)動信號線LE被激活以變?yōu)椤癏”時(shí)，晶體管NT8、PT1被導(dǎo)通，以執(zhí)行供電，并且讀出放大器73操作，從而放大位線BL、/BL的數(shù)據(jù)(SQ2)。接著，當(dāng)列線CL被有選擇地激活以變?yōu)椤癏”時(shí)，作為列選通器的晶體管NT9、NT10被導(dǎo)通，位線BL、/BL的經(jīng)放大的數(shù)據(jù)被輸出到數(shù)據(jù)總線DB、/DB(SQ3)。
接著，列線CL被去除激活以變?yōu)椤癓”，執(zhí)行所讀取的數(shù)據(jù)向存儲器單元71(電容C1)的重寫，并且此后，字線WL被去除激活以變?yōu)椤癓”。此外，在通過將讀出放大器驅(qū)動信號線LE去除激活以變?yōu)椤癓”來將讀出放大器73變?yōu)榉枪ぷ鳡顟B(tài)之后，通過將全部位線傳輸信號線BT0、BT1以及預(yù)充電信號線BRS0、BRS1去除激活，數(shù)據(jù)讀操作終止。
順便提及，對存儲器單元71的數(shù)據(jù)寫操作與傳統(tǒng)方式相同，將不給出對其的說明。
圖7A和圖7B是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1的操作示例的時(shí)序圖。在圖7A和圖7B中，作為示例示出了當(dāng)根據(jù)來自外部的命令信號CMD執(zhí)行讀操作時(shí)的情況。
圖7A是示出了自刷新模式中的讀操作的時(shí)序圖。
當(dāng)在時(shí)刻T10接收到來自外部的命令信號CMD的讀操作訪問請求時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1執(zhí)行所請求的讀操作。這里，當(dāng)在接收到命令信號CMD的訪問請求時(shí)的時(shí)刻，基于來自刷新定時(shí)器3的自刷新信號SREF請求或者執(zhí)行存儲器單元陣列8處的刷新操作時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1在刷新操作完成之后執(zhí)行所請求的讀操作。
因此，如圖7A所示，自刷新模式中的讀操作的等待時(shí)間LTS是由用于執(zhí)行刷新操作的刷新操作時(shí)段(所示示例中的四個周期)和根據(jù)來自外部的命令信號CMD執(zhí)行讀操作的時(shí)段(所示示例中的三個周期)組成的。因此，當(dāng)從時(shí)刻T10經(jīng)過了等待時(shí)間LTS時(shí)的時(shí)刻T17開始，通過讀操作而讀取的數(shù)據(jù)1A、2A和3A從半導(dǎo)體存儲器器件1被輸出作為數(shù)據(jù)信號DQ，其中時(shí)刻T10是當(dāng)接收到命令信號CMD的訪問請求時(shí)的時(shí)刻。
圖7B是示出了外部刷新模式中的讀操作的時(shí)序圖。
當(dāng)在時(shí)刻T20接收到來自外部的命令信號CMD的讀操作訪問請求時(shí)，半導(dǎo)體存儲器器件1立即執(zhí)行所請求的讀操作。在外部刷新模式中，基于來自外部的外部刷新命令執(zhí)行在存儲器單元陣列8處的刷新操作。因此，不必考慮與通過命令信號CMD的讀操作有關(guān)的刷新操作，并且使得刷新操作可執(zhí)行的時(shí)段不是必需的。
因此，外部刷新模式中的讀操作的等待時(shí)間LTE僅由執(zhí)行根據(jù)來自外部的命令信號CMD的讀操作的時(shí)段(所示示例中的三個周期)組成，如圖7B所示。因此，從時(shí)刻T23開始，通過讀操作被讀取的數(shù)據(jù)1A、2A和3A被從半導(dǎo)體存儲器器件1輸出為數(shù)據(jù)信號DQ，其中時(shí)刻T23是當(dāng)從時(shí)刻T20經(jīng)過等待時(shí)間LTE時(shí)的時(shí)刻，時(shí)刻T20是當(dāng)接收到命令信號CMD的訪問請求時(shí)的時(shí)刻。
圖8是示出了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1的命令示例的示圖。
在圖8中，CLK指代系統(tǒng)時(shí)鐘信號，CE2指代第二芯片使能信號，/CE1指代第一芯片使能信號，/RF指代刷新信號，/ADV指代地址有效信號，/OE指代輸出使能信號，/WE指代寫使能信號，/UB指代高位字節(jié)使能信號，/LB指代低位字節(jié)使能信號。在半導(dǎo)體存儲器器件1處提供有用于輸入各個信號的輸入端子。順便提及，添加到信號的符號上的標(biāo)記“/”表示該信號是負(fù)邏輯。
這里，第一芯片使能信號/CE1對應(yīng)于傳統(tǒng)公知的SRAM或偽SRAM中的芯片使能信號/CE，第二芯片使能信號CE2用于控制是否使功率降低模式有效，也被稱作信號“ZZ”。
在本實(shí)施例中，新提供了外部刷新命令ExREF CMD和自刷新使能命令SREFEN CMD。這些命令通過新添加刷新信號/RF的輸入端子，并將刷新信號/RF的極性與諸如讀和寫(合法命令)的現(xiàn)有命令相組合而實(shí)現(xiàn)。這樣，當(dāng)不存在外部刷新時(shí)，保持了與現(xiàn)有命令等同的命令系統(tǒng)，并且可以使用現(xiàn)有的譯碼電路(譯碼邏輯)等。因此，可以以很小的變化量，即以對現(xiàn)有命令少量的設(shè)計(jì)，來添加外部刷新命令ExREF CMD和自刷新使能命令SREFEN CMD。
圖9A是示出了安裝了根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1的信息處理系統(tǒng)91的配置示例的框圖。信息處理系統(tǒng)91被構(gòu)成為具有圖1所示的半導(dǎo)體存儲器器件(存儲器)1、存儲器控制器92和處理器(CPU)93。
存儲器控制器92基于來自處理器(CPU)93等的請求，控制半導(dǎo)體存儲器器件1。例如，當(dāng)存儲器控制器92從處理器93接收對半導(dǎo)體存儲器器件1的訪問請求(數(shù)據(jù)讀或?qū)?時(shí)，它根據(jù)對半導(dǎo)體存儲器器件1的訪問請求，輸出命令信號CMD和地址信號ADD。
處理器93實(shí)現(xiàn)信息處理系統(tǒng)91的總的控制，并向存儲器控制器92發(fā)出對于半導(dǎo)體存儲器器件1的訪問請求。此外，在信息處理系統(tǒng)91中，根據(jù)其所應(yīng)用的蜂窩電話系統(tǒng)等的用途等，設(shè)置有其他外圍電路94，并且處理器93還實(shí)現(xiàn)對外圍電路94的控制等。在外圍電路94中，例如有基帶處理電路、圖形處理電路等。
如圖9B所示，當(dāng)在圖9A所示的信息處理系統(tǒng)91中，其系統(tǒng)級的工作狀態(tài)從活動狀態(tài)變到待機(jī)狀態(tài)時(shí)，處理器93將自刷新使能命令SREFEN CMD輸入半導(dǎo)體存儲器器件1(98)，并控制使得半導(dǎo)體存儲器器件1的操作模式成為自刷新模式(96)。此外，當(dāng)系統(tǒng)級的工作狀態(tài)從待機(jī)狀態(tài)變到活動狀態(tài)時(shí)，處理器93將外部刷新命令ExREF CMD輸入到半導(dǎo)體存儲器器件1(99)，并控制使得半導(dǎo)體存儲器器件1的操作模式成為外部刷新模式(97)。
如上所述，半導(dǎo)體存儲器器件1的操作模式根據(jù)信息處理系統(tǒng)91的系統(tǒng)級工作狀態(tài)被控制。當(dāng)系統(tǒng)級工作狀態(tài)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行自刷新操作，并且當(dāng)系統(tǒng)級工作狀態(tài)處于活動狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行外部刷新操作，從而縮短等待時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)高速訪問操作。
順便提及，在上述描述中，當(dāng)在外部刷新模式24A中接收到功率降低命令(PD Entry)時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1轉(zhuǎn)移到帶有自刷新的功率降低模式23C，這與當(dāng)在自刷新模式中接收到功率降低命令時(shí)的情況一樣，并且此后，當(dāng)接收到功率降低解除命令(PD Exit)時(shí)，它轉(zhuǎn)移到自刷新模式23A。即，當(dāng)在功率降低模式中接收到功率降低解除命令(PD Exit)時(shí)，根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1被控制為轉(zhuǎn)移到自刷新模式23A，而不論在其轉(zhuǎn)移到功率降低模式之前的狀態(tài)如何。
因此，需要輸入功率降低解除命令(PD Exit)和外部刷新命令(ExREF CMD)兩個命令，以控制半導(dǎo)體存儲器器件1在其從外部刷新模式轉(zhuǎn)移到功率降低模式之后，再次轉(zhuǎn)移到外部刷新模式。
因此，如圖10所示，可以這樣配置對應(yīng)于外部刷新模式的功率降低模式24D還被提供使得當(dāng)在功率降低模式24D中接收到功率降低解除命令(PD Exit)時(shí)，可以轉(zhuǎn)移到外部刷新模式24A。即，可以配置使得當(dāng)在功率降低模式中接收到功率降低解除命令(PD Exit)時(shí)，轉(zhuǎn)移到在向功率降低模式轉(zhuǎn)移之前的操作模式。
圖10是用于解釋根據(jù)本實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲器器件1的狀態(tài)控制的另一示例的示圖。在圖10中，與圖2相同的參考標(biāo)號和符號被用于指代相同和相應(yīng)的元件，并且將不給出重復(fù)的描述。
在圖10所示的示圖中，當(dāng)在外部刷新模式的待機(jī)狀態(tài)24A中接收到功率降低命令(PD Entry)時(shí)，轉(zhuǎn)移到功率降低模式(Power Down)24D，當(dāng)在功率降低模式24D中接收到功率降低解除命令(PD Exit)時(shí)，轉(zhuǎn)移到外部刷新模式的待機(jī)狀態(tài)24A，這一點(diǎn)與圖2所示的示圖中不同。順便提及，在功率降低模式24D中，在半導(dǎo)體存儲器器件1內(nèi)部執(zhí)行自刷新操作。
如上所述，提供了對應(yīng)于外部刷新模式的功率降低模式24D，從而可以在半導(dǎo)體存儲器器件1從外部刷新模式轉(zhuǎn)移到功率降低模式之后，僅通過輸入功率降低解除命令(PD Exit)一個命令，就可以控制半導(dǎo)體存儲器器件1再次轉(zhuǎn)移到外部刷新模式。
順便提及，當(dāng)半導(dǎo)體存儲器器件1的狀態(tài)控制如圖10所示那樣設(shè)置時(shí)，不向圖3A所示的刷新控制單元11和圖4所示的等待時(shí)間計(jì)數(shù)器中的各個RS觸發(fā)器31、41的復(fù)位輸入端(R)輸入功率降低命令PD Entry，而僅輸入自刷新使能命令SREFEN CMD。這樣，RS觸發(fā)器31、41的輸出端不被功率降低命令PD Entry復(fù)位，并且即使輸入了功率降低命令PDEntry，也可以保持在轉(zhuǎn)變到功率降低模式之前的狀態(tài)。
此外，在同步模式中通常要求高速訪問，因此，在上面的描述中，自刷新模式與外部刷新模式之間的切換，換句話說，用于基于是自刷新信號SREF還是外部刷新命令ExREF CMD來執(zhí)行刷新操作的切換僅在同步模式中是可能的，但是也可以設(shè)置使得該切換在異步模式中也是可能的。
具體地說，除了其中基于自刷新信號SREF執(zhí)行刷新操作的自刷新模式之外，其中基于外部刷新命令ExREF CMD執(zhí)行刷新操作的外部刷新模式也被新提供在異步模式中，并且與同步模式中一樣地實(shí)現(xiàn)狀態(tài)控制。在該情況中，在異步模式中也可以通過縮短訪問時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高速訪問操作。
此外，圖3A所示的刷新控制單元11和圖4所示的等待時(shí)間計(jì)數(shù)器中的各個開關(guān)SWA0、SWA1、SWB0和SWB1例如可以由傳輸門構(gòu)成。此外，開關(guān)SWA0、SWA1、SWB0和SWB1實(shí)現(xiàn)選擇操作，并且選擇操作可以通過使用選擇器或者邏輯電路實(shí)現(xiàn)，而不限于開關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)刷新操作是將基于來自外部的刷新請求而被執(zhí)行時(shí)，可以僅以用于執(zhí)行根據(jù)訪問請求的操作的必要時(shí)間，而不包括執(zhí)行刷新操作所需的時(shí)間，來根據(jù)來自外部的訪問請求執(zhí)行對存儲器單元陣列的訪問操作。因此，當(dāng)刷新操作是將基于來自外部的刷新請求而被執(zhí)行時(shí)，可以縮短與來自外部的對于存儲器單元陣列的訪問請求有關(guān)的等待時(shí)間，相比于當(dāng)刷新操作是基于內(nèi)部刷新請求而被執(zhí)行時(shí)的情況，縮短了執(zhí)行刷新操作所需的時(shí)間，從而，可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體存儲器器件的高速訪問操作。
順便提及，上述的本實(shí)施例在全部方面都將被認(rèn)為是示例性的，而非限定性的，并且落入權(quán)利要求的等同物的范圍和含義中的全部改變都因而被認(rèn)為包含在其中。本發(fā)明可以以其他具體形式體現(xiàn)，而不脫離其實(shí)質(zhì)特征的精神。
本申請基于2005年6月7日遞交的在先日本專利申請No.2005-166782，并要求享受其優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體存儲器器件，包括存儲器單元陣列，其中布置了存儲數(shù)據(jù)的多個存儲器單元；刷新控制單元，所述刷新控制單元能夠切換用于保持在所述存儲器單元中存儲的數(shù)據(jù)的刷新操作是基于從外部輸入的外部刷新請求，還是基于內(nèi)部生成的內(nèi)部刷新請求而被執(zhí)行，并且指示根據(jù)刷新請求的刷新操作的執(zhí)行；和陣列控制單元，所述陣列控制單元基于來自所述刷新控制單元的指示，執(zhí)行在所述存儲器單元陣列處的刷新操作；并且其中，所述刷新控制單元具有刷新請求選擇器，所述刷新請求選擇器根據(jù)所述半導(dǎo)體存儲器器件的工作狀態(tài)，選擇外部刷新請求或者內(nèi)部刷新請求，并且其中，所述刷新請求選擇器從輸入外部刷新請求到輸入允許自刷新操作的自刷新允許請求期間，選擇外部刷新請求，并且在其他時(shí)段，選擇內(nèi)部刷新請求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，當(dāng)外部刷新請求和內(nèi)部刷新請求競爭時(shí)，所述刷新控制單元基于在前的刷新請求指示刷新操作的執(zhí)行，并且在后刷新請求將被忽略。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器器件，還包括內(nèi)部刷新請求單元，所述內(nèi)部刷新請求單元具有定時(shí)器功能，并且每次當(dāng)經(jīng)過預(yù)定時(shí)段時(shí)，產(chǎn)生并輸出內(nèi)部刷新請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器器件，還包括等待時(shí)間控制單元，所述等待時(shí)間控制單元依賴于刷新操作是基于外部刷新請求還是內(nèi)部刷新請求而被執(zhí)行，控制與對所述存儲器單元陣列的來自外部的訪問請求有關(guān)的等待時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，所述等待時(shí)間控制單元具有測量處理來自外部的訪問請求所需時(shí)間的第一計(jì)數(shù)器和測量處理刷新操作所需時(shí)間的第二計(jì)數(shù)器，并且根據(jù)執(zhí)行刷新操作所依據(jù)的刷新請求，切換除了所述第一計(jì)數(shù)器之外，是否使用所述第二計(jì)數(shù)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，節(jié)電模式可以被設(shè)置為一種操作模式，在所述節(jié)電模式中，僅對預(yù)先設(shè)置的所述存儲器單元陣列的局部區(qū)域中的存儲器單元執(zhí)行刷新操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，當(dāng)工作狀態(tài)從所述節(jié)電模式轉(zhuǎn)移到正常操作模式時(shí)，所述刷新控制單元基于內(nèi)部刷新請求指示刷新操作的執(zhí)行，而不管在轉(zhuǎn)變到所述節(jié)電模式之前的工作狀態(tài)如何。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，當(dāng)工作狀態(tài)從所述節(jié)電模式轉(zhuǎn)移到正常操作模式時(shí)，所述刷新控制單元基于與在轉(zhuǎn)變到所述節(jié)電模式之前的工作狀態(tài)中選擇的刷新請求相同的刷新請求，指示刷新操作的執(zhí)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，所述外部刷新請求通過將新提供的信號與現(xiàn)有命令信號相組合而被發(fā)出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，異步操作模式和同步操作模式可以被設(shè)置和切換為所述工作狀態(tài)，在所述異步操作模式中，對所述存儲器單元陣列的來自外部的訪問操作與被輸入的時(shí)鐘信號異步地執(zhí)行，在所述同步操作模式中，訪問操作與時(shí)鐘信號同步地執(zhí)行，并且其中，所述刷新控制單元僅在所述同步操作模式中，能夠切換刷新操作是基于外部刷新請求還是內(nèi)部刷新請求而被執(zhí)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，工作狀態(tài)能夠任意從所述同步操作模式切換到所述異步操作模式，并且所述刷新操作基于所述異步操作模式中的外部刷新請求而被執(zhí)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體存儲器器件，其中，所述刷新控制單元在所述異步操作模式中也能夠切換刷新操作是基于外部刷新請求還是內(nèi)部刷新請求而被執(zhí)行。
13.一種信息處理系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲器器件；控制器件，所述控制器件控制和管理所述半導(dǎo)體存儲器器件的工作狀態(tài)，并且能夠向所述半導(dǎo)體存儲器器件輸出外部刷新請求。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的信息處理系統(tǒng)，其中，所述半導(dǎo)體存儲器器件的工作狀態(tài)是根據(jù)所述信息處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)而被控制的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體存儲器器件和信息處理系統(tǒng)。通過刷新控制單元，在存儲器單元陣列處用于保持存儲在存儲器單元中的數(shù)據(jù)的刷新操作被使得能夠被切換為是基于從外部輸入的外部刷新請求還是內(nèi)部生成的內(nèi)部刷新請求而被執(zhí)行，因此，當(dāng)基于外部刷新請求執(zhí)行刷新操作時(shí)，可以僅以執(zhí)行根據(jù)訪問請求的操作所需的時(shí)間，而不包括執(zhí)行刷新操作所需的時(shí)間，來執(zhí)行對于存儲器單元陣列的根據(jù)來自外部的訪問請求的訪問操作。
文檔編號G11C11/407GK1877736SQ20051011286
公開日2006年12月13日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者藤岡伸也, 江口康之, 助野淳, 佐藤光德 申請人:富士通株式會社