KR100753101B1 - Delay locked loop clock generation method and device for locking fail stop - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 동기식(Synchronous) DRAM의 지연고정루프(DLL : Delay Locked Loop)회로에 관한 것이며, 더 자세히는 반도체의 저전력(Low Power)동작을 위한 파워다운모드(Power Down Mode)동작시 안정적인 동작을 수행하는 지연고정루프(DLL)회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor design technology, and more particularly, to a delay locked loop (DLL) circuit of a synchronous DRAM, and more particularly to a power down mode for low power operation of a semiconductor. The present invention relates to a delay locked loop (DLL) circuit that performs stable operation during down mode operation.
상대적으로 장시간 파워다운모드에 머무르는 경우 칩의 온도와 여러가지 환경적인 변화에 의해서 락킹페일(locking fail)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 지연고정루프(DLL) 장치 및 DLL 클럭 생성 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 지연고정루프는, 노말모드시에는 제1클럭버퍼의 출력인 제1내부클럭에 의해 DLL 위상 갱신을 수행하고, 파워다운모드시에는 제2클럭버퍼의 출력인 제2내부클럭에 의해 DLL 위상 갱신을 수행한다. 이때, 파워다운모드제어부의 제어신호(ctrl)에 의해 클럭선택부를 제어하므로써, 제1내부클럭과 제2내부클럭중 어느하나를 선택하여 선택된 내부클럭신호에 의해 DLL 위상 갱신을 수행한다. 결국, 파워다운모드에서 위상 갱신을 전혀 수행하지 않는 종래기술에 대비되어, 본 발명은 파워다운모드에서 제2내부클럭에 근거하여 적어도 한번 DLL 위상 갱신을 수행하도록 한다.Disclosed are a delay locked loop (DLL) device and a DLL clock generation method that can prevent a locking fail from occurring due to a temperature change of a chip and various environmental changes when staying in a relatively long power down mode. The delay lock loop according to the present invention performs the DLL phase update by the first internal clock which is the output of the first clock buffer in the normal mode, and the second internal clock which is the output of the second clock buffer in the power down mode. DLL phase update is performed. At this time, by controlling the clock selector by the control signal ctrl of the power down mode controller, one of the first internal clock and the second internal clock is selected to perform the DLL phase update by the selected internal clock signal. As a result, in contrast to the prior art in which no phase update is performed in the power down mode, the present invention allows the DLL phase update to be performed at least once based on the second internal clock in the power down mode.
지연고정루프회로, 파워다운모드, 위상 갱신, 클럭버퍼, 클럭 변환 Delay lock loop, power-down mode, phase update, clock buffer, clock conversion
Description
도 1은 일반적인 지연고정루프회로의 기본동작을 설명하기 위하여 도시한 개념도.1 is a conceptual diagram illustrating a basic operation of a general delay locked loop circuit.
도 2는 종래기술에 따른 지연고정루프회로의 구성을 설명하기 위하여 도시한 블럭 구성도.2 is a block diagram illustrating a configuration of a delay locked loop circuit according to the related art.
도 3은 도 2에 도시된 지연고정루프회로의 동작을 설명하기 위하여 도시한 타이밍 다이어그램.3 is a timing diagram for explaining the operation of the delay locked loop circuit shown in FIG.
도 4는 본 발명의 지연고정루프회로를 나타낸 블럭 구성도.Figure 4 is a block diagram showing a delay locked loop circuit of the present invention.
도 5는 파워다운모드제어부 및 제2클럭버퍼부를 함께 도시한 회로도.5 is a circuit diagram showing a power down mode control unit and a second clock buffer unit together;
도 6은 통상적인 2분주 클럭분주기의 회로도.6 is a circuit diagram of a conventional two-division clock divider.
도 7은 클럭변환부의 다른 실시예시도.7 is another exemplary embodiment of a clock converting unit.
도 8은 파워다운모드탈출 시 문제점을 해결한 본 별명에 따른 타이밍 다이어그램.8 is a timing diagram according to the present nickname which solves the problem of exiting the power-down mode.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100 : 파워다운모드 제어부 200 : 제1 클럭버퍼100: power down mode control unit 200: first clock buffer
300 : 제2 클럭버퍼 400 : 클럭 선택부300: second clock buffer 400: clock selector
500 : 위상갱신부 520 : 위상지연부500: phase update unit 520: phase delay unit
530 : 더미 위상지연부 540 : 지연복제 모델부530: dummy phase delay unit 540: delayed replication model unit
550 : 위상비교부 560 : 지연제어부550: phase comparison unit 560: delay control unit
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 특히 동기식(Synchronous) DRAM의 지연고정루프(DLL : Delay Locked Loop)회로에 관한 것이며, 더 자세히는 반도체의 저전력(Low Power)동작을 위한 파워다운모드(Power Down Mode)동작시 안정적인 동작을 수행하는 지연고정루프(DLL)회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor design technology, and more particularly, to a delay locked loop (DLL) circuit of a synchronous DRAM, and more particularly to a power down mode for low power operation of a semiconductor. The present invention relates to a delay locked loop (DLL) circuit that performs stable operation during down mode operation.
DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous DRAM)과 같은 동기식 반도체 메모리 장치는 메모리 컨트롤러(Controller)와 같은 외부 장치로부터 입력되는 외부클럭신호에 동기되어 고정된 내부클럭신호를 이용하여 외부의 장치들과 데이터의 전송을 수행한다. 이는 메모리와 메모리 컨트롤러간의 안정적인 데이터 전송을 위해서는 기준클럭신호와 데이터간의 시간적 동기가 매우 중요하기 때문이다. 즉, 데이터의 안정적인 전송을 위해서는 데이터를 전송하는 각 구성요소 들에서의 클럭으로부터 데이터가 버스에 실리는 시간을 역보상하여 데이터를 클럭의 에지(Edge), 혹 은 중심(center)에 정확하게 위치시켜야만 하기 때문이다. Synchronous semiconductor memory devices such as DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRAM) transfer data with external devices using fixed internal clock signals in synchronization with external clock signals input from external devices such as memory controllers. Do this. This is because the time synchronization between the reference clock signal and the data is very important for stable data transfer between the memory and the memory controller. In other words, for reliable transmission of data, the data must be located at the edge, or center of the clock accurately by back-compensating the time the data is on the bus from the clocks of the components transmitting the data. Because.
이러한 역활을 수행하기 위하여 동기식 반도체 장치는 클럭 동기회로를 포함하고 있으며, 클럭 동기회로에는 위상고정루프(PLL: Phase Locked Loop)회로와 지연고정루프(DLL)회로가 있으며, 외부클럭신호의 주파수와 내부클럭신호의 주파수가 서로 다른 경우에는 주파수 채배 기능을 사용하여야 함으로 위상고정루프(PLL)를 주로 사용한다. 그리고, 외부클럭신호와 내부클럭신호의 주파수가 동일한 경우에는 대부분 지연고정루프(DLL)를 사용한다. In order to perform this role, the synchronous semiconductor device includes a clock synchronization circuit, and the clock synchronization circuit includes a phase locked loop (PLL) circuit and a delay locked loop (DLL) circuit. If the frequency of the internal clock signal is different, the phase lock loop (PLL) is mainly used because the frequency multiplication function should be used. In the case where the frequency of the external clock signal and the internal clock signal are the same, most of them use a delay locked loop DLL.
지연고정루프(DLL)회로는 출력되는 클럭신호가 반도체 메모리 장치 내부의 데이터 출력단까지 전달되는 과정에서 발생하는 클럭 지연성분을 보상하여 내부클럭신호를 생성함으로써 최종데이터 입출력에 사용되는 클럭신호를 외부클럭신호에 동기되게 한다. 지연고정루프(DLL)회로는 위상고정루프(PLL)회로에 비해 잡음이 적고, 작은 면적으로 구현할 수 있는 장점이 있어 동기식 반도체 메모리 장치에서는 동기회로로서 지연고정루프(DLL)회로를 사용하는 것이 일반적이다. 그 중에서도 가장 최근의 기술로는 고정 지연 값을 저장할 수 있는 레지스터를 구비하여 전원차단시, 레지스터에 고정 지연 값을 저장하였다가 다시 전원이 인가되면 레지스터에 저장되어 있던 고정 지연 값을 로딩하여 클럭 고정에 사용함으로써 최초 클럭 고정에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 레지스터 제어형 지연고정루프(Register Controlled DLL)회로가 가장 널리 사용되고 있다.The delay lock loop (DLL) circuit compensates for the clock delay component that occurs in the process of outputting the clock signal to the data output terminal of the semiconductor memory device to generate an internal clock signal, thereby outputting the clock signal used for the final data input / output. Synchronize the signal. The delay locked loop (DLL) circuit has less noise than the phase locked loop (PLL) circuit and can be implemented with a small area. Therefore, in the synchronous semiconductor memory device, it is common to use a delay locked loop (DLL) circuit as the synchronization circuit. to be. Among them, the most recent technology includes a register that can store a fixed delay value, and when the power is turned off, the fixed delay value is stored in the register when the power is turned off, and when the power is applied again, the fixed delay value stored in the register is loaded to fix the clock. Register-controlled DLL loops, which can reduce the time required for initial clock lock, are most widely used.
도 1은 일반적인 지연고정루프(DLL)회로의 기본동작을 설명하기 위하여 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a basic operation of a general delay locked loop (DLL) circuit.
지연고정루프회로의 기능은 외부에서 입력되는 클럭(Clock)신호를 받아 DRAM 내부 클럭신호가 지연(delay)되는 양만큼을 보정하여, DRAM 출력신호가 외부 클럭과 동위상을 가지게 하는 장치이다. 외부 클럭과 DRAM 출력이 동위상을 가질 때, 데이터를 오류 없이 칩셋(Chipset)에 전달할 수 있다.The function of the delay lock loop circuit is to receive a clock signal input from an external device and to correct the amount of delay of the internal clock signal of the DRAM so that the DRAM output signal is in phase with the external clock. When the external clock and DRAM output are in phase, data can be passed to the chipset without error.
도 2는 종래기술에 따른 지연고정루프(DLL)회로의 구성을 설명하기 위하여 도시한 회로도이다.(도 2는 레지스터 제어 지연고정루프(Register Controlled DLL)를 바탕으로 하고 있다.) FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a delay locked loop (DLL) circuit according to the prior art. (FIG. 2 is based on a register controlled delay locked loop.)
도 2에 보인 것처럼, 지연고정루프회로는 크게 클럭버퍼부(Clock buffer, 10), 파워다운모드제어부(Power Down Control, 20), 위상비교부(Phase Comparator, 30), 지연제어부(Delay Controller, 40), 위상지연부(Delay Line, 50) , 더미위상지연부(Dummy Delay Line, 60), 지연복제모델부(Delay Replica Model, 70)로 구성된다. 지연고정루프(DLL)의 출력(clk_dll)은 클럭신호라인(Clock Signal Line, 80)을 거쳐 출력버퍼(Output Buffer, 90)의 데이터 출력 타이밍을 제어한다.As shown in FIG. 2, the delay lock loop circuit includes a
클럭버퍼부(10)는 외부클럭(clk,clkb)을 입력받아 버퍼링하여 내부클럭신호(ref_clk)를 생성하는 장치이다.The
파워다운모드제어부(20)는 DRAM의 파워다운모드시 클럭버퍼부(10) 를 오프(off) 시키는 장치이다. DRAM의 저전력(Low Power)동작을 위해 DRAM의 읽기 (Read)/쓰기(Write) 동작이 없을 때, 클럭인에이블신호(CKE)의 로우레벨(Low)에 의해 파워다운모드(Power Down Mode)에 들어가게 된다. 이때의 클럭버퍼부(10)는 내부클럭버퍼를 생성하지 않음으로써 지연고정루프를 현재상태 저장(Current Saving) 을 위해 전원을 오프(Off)한다. The power down mode control unit 20 is a device for turning off the
위상비교부(30)는 지연고정루프회로의 입력클럭과 출력클럭의 위상을 비교하여 두 클럭의 위상 차를 검출하는 장치이다. 보통의 경우 지연고정루프회로의 전력소모를 줄이기 위해 외부에서 들어오는 클럭을 분주기를 통해 주파수를 낮추어서 비교하게 된다. 제시된 도면에서는 분주기를 생략하고 클럭버퍼부(10)를 지난 내부클럭신호(ref_clk)와 지연고정루프회로의 내부 회로를 거처 피드백(feedback)된 피드백신호(Feedback Clock)의 위상을 비교하는 것을 도시하였다. 이 비교의 결과를 바탕으로 지연제어부(40)를 제어하게 된다. The
지연제어부(40)는 위상지연부(50)의 입력 경로(path)를 정해 줄 수 있는 논리(Logic)와 경로의 방향을 바꾸어주는 양방향 쉬프트 레지스터(Bidirectional Shi ft Register)로 구성되어있다. 쉬프트 레지스터는 4개의 입력 신호(Signal)을 받아 쉬프팅(Shifting) 동작을 하게 되며, 초기 입력 조건(Initial Input Condition)은 양끝을 잡아주어 초기의 최대/최소 지연(Initially Max/ Min Delay)를 가지게 할 수 있다. 쉬프트 레지스터에 입력되는 신호는 오른쪽 쉬프트(Shifting Right) 2개 왼쪽 쉬프트(Shifting Left) 2개로 구성되어 있으며, 쉬프팅 동작을 위해서는 2개의 신호가 서로 겹치지(Overlap) 되지 않게 하이레벨(High)인 구간을 가지면 된다.
위상지연부(50)은 외부에서 들어온 클럭의 위상을 지연시키는 회로다. 이때 위상 지연 정도는 위상비교부(30)를 통해 결정되며, 지연제어부(40)에 의해 제어를 받아 위상 지연을 결정하는 지연경로(Delay Path)를 결정하게 된다. 지연라인은 NAND와 NAND로 연결되어있는 다수의 유닛 지연 셀(Unit Delay Cell)에 의해 구성되 어 있다. 각각의 유닛 지연 셀의 입력은 쉬프트 레지스터와 1대1로 연결되어 있으며, 쉬프트 레지스터 출력단의 값이 하이레벨이 되는 곳이 클럭버퍼를 지난 클럭이 들어오는 경로로 결정된다. 지연라인은 상승에지클럭(Rising Clock)용과 하강에지클럭(Falling Clock)용이 존재한다. 이는 상승에지와 하강에지를 동일하게 처리하여 어느 한쪽 방향의 왜곡을 따라가는 것(Duty Ratio Distortion)을 최대한 억제하기 위함이다.The
더미위상지연부(60)는 위상비교기에 들어가는 피드백(Feedback)신호를 위한 지연라인이다. 구성은 위상지연부(50)과 동일하다. The dummy phase delay unit 60 is a delay line for a feedback signal entering the phase comparator. The configuration is the same as that of the
지연복제모델부(70)는 칩 외부의 클럭이 들어와 위상지연부(50) 전까지, 그리고 위상지연부(50)의 출력클럭이 칩 외부까지 나갈 때까지의 지연 요소들을 모델링(Modeling)해 놓은 것이다. 정확한 지연 요소들은 지연고정라인회로가 가지는 성능 중의 왜곡 값을 결정하게 되며, 지연복제모델부(70)는 기본회로를 줄이거나(Shrink), 간략화(Simplify)하거나, 그대로 이용하는 방법이 있다. 실제로 지연복제모델부(70)는 클럭버퍼와 지연고정루프 클럭 드라이버, R/F분할기(Divider), 출력버퍼(Output Buffer)를 그대로 모델링 해 놓는다. The delay
클럭신호라인(80)은 지연고정루프(DLL)의 출력(clk_dll)이 출력버퍼(90)까지 전달되는 경로이다. The
출력버퍼(90)는 메모리 코어(Core)에서 데이터를 받아 지연고정루프(DLL)의 클럭에 동기 되어 데이터출력패드로 데이터를 출력하는 장치이다.The
도 3은 도 2에 도시된 지연고정루프회로의 동작을 설명하기 위하여 도시한 타이밍 다이어그램(Timing diagram)이다. FIG. 3 is a timing diagram for explaining the operation of the delay locked loop circuit shown in FIG.
파워다운모드로 진입(Entry)할 때 클럭인에이블신호(CKE)는 로직 '하이'에서 로직 '로우'로 천이(Transition)한다. 이때 지연고정루프회로 현재상태저장(Current Saving)을 위해 위상을 갱신(Phase Update)하는 동작을 멈추고 이전의 락킹(Locking)된 정보를 기억하고 동결(Frozen) 상태로 들어간다. 여기서 위상 갱신(Phase Update)이란 지연고정루프회로의 피드백 클럭(Feedback Clock)이 결정되어야 할 내부클럭신호(ref_clk)와 위상차이를 비교하여 계속 추적(Tracking)한다는 의미이며, 동결 상태란 이전에 락킹된 정보를 기억하고 위상을 갱신하지 않는 것을 말한다. When entering the power down mode, the clock enable signal CKE transitions from logic 'high' to logic 'low'. At this time, the delay locked loop circuit stops the phase update operation for current saving, stores the previously locked information, and enters the frozen state. Here, phase update means that the feedback clock of the delay locked loop circuit is continuously tracked by comparing the phase difference with the internal clock signal (ref_clk) to be determined, and the frozen state is locked before. It is to remember the information and not to update the phase.
한편, 프리차지(Precharge) 파워다운 모드와 같은 경우에는 7.8㎲ 동안 파워다운모드에 머무른다. 이때 파워다운제어부에 의해 클럭버퍼가 오프되므로써 DLL 출력(clk_dll)은 발생하지 않는다.On the other hand, in the precharge power-down mode, it stays in the power-down mode for 7.8 ㎲. At this time, the clock buffer is turned off by the power down controller so that the DLL output (clk_dll) does not occur.
이렇듯, 장시간(Min.3clk ~ Max.7.8㎲) 파워다운모드에 머무르면서 위상 갱신이 없는 경우, 칩의 온도와 여러가지 환경적인 변화에 의해 지연고정루프회로(DLL)의 락킹(Locking) 정보가 파워다운모드 이전의 락킹 정보값과 현저히 달라지게 된다.As such, when there is no phase update while staying in the power-down mode for a long time (Min.3clk to Max.7.8㎲), the locking information of the delay locked loop circuit (DLL) is powered down by the chip temperature and various environmental changes. Significantly different from the pre-mode locking information.
따라서, 락킹 정보가 달라진 상태에서 파워다운모드 탈출(Exit)하게 되면 DLL 클럭은 락킹되어야 할 타겟클럭 대비하여 위상차를 보이게 되고, 외부클럭이 지연고정루프회로의 출력신호와 위상차가 발생 되면 DRAM의 정확한 유효데이타를 송신 및 수신할 수 없게 된다.Therefore, when exiting the power-down mode when the locking information is changed, the DLL clock shows a phase difference with respect to the target clock to be locked, and when the external clock generates a phase difference with the output signal of the delay locked loop circuit, the DRAM accurate Valid data cannot be sent and received.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 상대적으로 장시간 파워다운모드에 머무르는 경우 칩의 온도와 여러가지 환경적인 변화에 의해여 락킹 페일(fail)이 발생되는 것을 방지하는 지연고정루프(DLL) 장치 및 DLL 클럭 생성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, a delay that prevents the occurrence of locking failure due to the temperature of the chip and various environmental changes when staying in a relatively long power down mode. Its purpose is to provide a fixed loop (DLL) device and a DLL clock generation method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 노말모드와 파워다운모드를 갖는 동기식 메모리 장치의 지연고정루프에 있어서, 파워다운모드에 진입하거나 탈출하는 것을 결정하는 제어신호를 생성하는 파워다운모드 제어부; 상기 제어신호에 의해 노말모드에서 외부클럭을 버퍼링하여 제1내부클럭신호를 생성하는 제1클럭버퍼; 상기 제어신호에 의해 파워다운모드에서 외부클럭을 버퍼링하여 제2내부클럭신호를 생성하는 제2클럭버퍼; 상기 제어신호에 응답하여 노말모드에서는 상기 제1내부클럭신호를 선택하여 전달하고 파워다운모드에서는 상기 제2내부클럭신호를 선택하여 전달하는 클럭선택부; 및 상기 클럭선택부에서 선택된 제1 또는 제2 내부클럭신호를 사용하여 위상 갱신을 수행하는 위상갱신부를 구비하는 지연고정루프회로를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a delay locked loop of a synchronous memory device having a normal mode and a power down mode, the power down mode controller generating a control signal for determining to enter or exit a power down mode; A first clock buffer configured to generate a first internal clock signal by buffering an external clock in the normal mode by the control signal; A second clock buffer configured to generate a second internal clock signal by buffering an external clock in the power down mode according to the control signal; A clock selector which selects and transmits the first internal clock signal in a normal mode in response to the control signal and selects and transmits the second internal clock signal in a power down mode; And a phase updater configured to perform phase update by using the first or second internal clock signal selected by the clock selector.
바람직하게, 상기 제2내부클럭은 상기 제1내부클럭보다 저주파수로 하여 파워다운모드시에 저전력 소모를 가지면서 위상 갱신이 이루어지도록 한다.Preferably, the second internal clock has a lower frequency than the first internal clock to allow phase update while having low power consumption in the power down mode.
바람직하게, 상기 제2클럭버퍼는, 상기 외부클럭과 상기 외부클럭의 반전신 호를 입력받아 비교 및 증폭하는 차동증폭기; 상기 차동증폭기의 출력 클럭을 주파수 변환하는 클럭변환수단; 및 상기 제어신호에 응답하여 상기 클럭변환수단의 출력을 상기 제2내부클럭신호로서 전달하는 출력부를 구비할 수 있다. Preferably, the second clock buffer, a differential amplifier for receiving and comparing the amplified signal of the external clock and the external clock; Clock converting means for frequency converting the output clock of the differential amplifier; And an output unit which transmits the output of the clock conversion means as the second internal clock signal in response to the control signal.
상기 클럭변환수단은 클럭분주기만으로 구성될 수 있다.The clock converting means may be constituted only by a clock divider.
또한, 클럭변환수단은 서로 다른 분주값의 복수의 분주된 클럭을 생성하기 위하여 직렬 연결된 복수의 2분주 단위클럭분주기; 및 상기 각각의 단위클럭분주기의 출력중 어느하나를 선택하여 제공하는 선택수단을 포함할 수 있다. 선택수단은 퓨즈 블로잉에 의해 어느한 분주값을 선택할 수 있는 퓨즈부 또는 메탈 옵션 처리에 의해 어느한 분주값을 선택할 수 있는 옵션처리부 등으로 구성될 수 있다.The clock converting means may further include a plurality of two-division unit clock dividers connected in series to generate a plurality of divided clocks having different divided values; And selection means for selecting and providing any one of the outputs of the respective unit clock dividers. The selecting means may be constituted by a fuse unit capable of selecting any divided value by fuse blowing, or an optional processing unit capable of selecting any divided value by metal option processing.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 노말모드와 파워다운모드를 갖는 반도체 메모리 장치의 DLL 클럭 생성 방법에 있어서, 노말모드시 외부클럭이 버퍼링된 제1내부클럭에 의해 DLL 위상 갱신을 수행하는 과정; 및 파워다운모드시 상기 외부클럭을 버퍼링 입력한 후 상기 제1내부클럭보다 저주파수로 분주시킨 제2내부클럭에 의해 DLL 위상 갱신을 수행하는 과정을 포함하는 반도체 메모리 장치의 DLL 클럭 생성 방법을 제공한다.In addition, the present invention for achieving the above object, in the DLL clock generation method of a semiconductor memory device having a normal mode and a power-down mode, in the normal mode to perform a DLL phase update by the first internal clock buffered the external clock process; And performing a DLL phase update by a second internal clock frequency-divided at a lower frequency than the first internal clock after buffering the external clock in the power down mode. .
본 발명의 DLL 클럭 생성 방법에서, 메모리가 상기 노말모드와 상기 파워다운모드중 어느 모드 인지를 알려주는 정보의 신호에 의해 상기 제1내부클럭과 상기 제2내부클럭중 어느 하나를 선택하여 선택된 신호에 의해 DLL 위상 갱신을 수행한다.In the DLL clock generation method of the present invention, a signal selected by selecting either one of the first internal clock and the second internal clock by a signal of information indicating whether the memory is in the normal mode or the power down mode. Perform DLL phase update by
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention. .
도 4는 본 발명의 지연고정루프(Delay Locked Loop, DLL)회로를 나타낸 블럭 구성도이다.4 is a block diagram illustrating a delay locked loop (DLL) circuit of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 지연고정루프회로는 파워다운모드에 진입하거나 탈출하는 것을 결정하는 제어신호(ctrl)를 생성하는 파워다운모드 제어부(100)와, 상기 제어신호(ctrl)에 의해 노말모드에서 외부클럭(clk, clkb)을 버퍼링하여 제1내부클럭신호(iclk_nm)를 생성하는 제1클럭버퍼(200)와, 상기 제어신호(ctrl)에 의해 파워다운모드에서 외부클럭(clk, clkb)을 버퍼링하여 제2내부클럭신호(iclk_pd) - 상기 제2내부클럭은 상기 제1내부클럭보다 저주파의 클럭임 - 생성하는 제2클럭버퍼(300)와, 상기 제어신호(ctrl)에 응답하여 노말모드에서는 상기 제1내부클럭신호(iclk_nm)를 선택하여 전달하고 파워다운모드에서는 상기 제2내부클럭신호(iclk_pd)를 선택하여 전달하는 클럭선택부(400), 및 상기 클럭선택부(400)에서 선택된 제1 또는 제2 내부클럭신호(도면에서는 편의상 clkout 로 표기 함)를 사용하여 위상 갱신을 수행하여 DLL 클럭(clk_dll)을 출력하는 위상갱신부(500)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the delay locked loop circuit may further include a power down
위상갱신부(500)은 통상의 레지스트 제어형 지연고정루프(DLL)의 구성으로서, 구체적으로 클럭선택부(400)의 출력 클럭(clkout)을 입력받아 위상을 지연시켜 출력하는 위상지연부(520)와, 위상지연부(520)와 실질적으로 동일한 구성을 가지는 더미위상지연부(530)와, 더미위상지연부(530)의 출력신호를 메모리내 클럭신호의 지연요소들로 모델링하여 피드백신호로서 출력하는 지연복제모델부(540)와, 클럭선택부(400)의 출력 클럭(clkout)과 상기 피드백신호(feedback clock)를 입력받아 두 신호의 위상의 차이를 검출하는 위상비교부(550), 및 위상비교부(550)로부터 출력신호를 입력받아 상기 위상지연부(520)와 상기 더미위상지연부(530)의 위상 지연을 제어하는 지연제어부(560)를 포함한다.The
지연고정루프(DLL)의 출력(clk_dll)은 클럭신호라인(Clock Signal Line, 80)을 거쳐 출력버퍼(Output Buffer, 90)의 데이터 출력 타이밍을 제어한다.The output clk_dll of the delay lock loop DLL controls the data output timing of the
이와 같이, 본 발명은 노말모드에서 구동하는 제1클럭버퍼(200)와 파워다운모드에서 구동하는 제2클럭버퍼(300)를 별도로 구비하고, 제2클럭버퍼(300)는 제1클럭버퍼(200) 보다 저주파의 클럭을 생성하도록 구성한다.As described above, the present invention includes a
이에 의해 본 발명에 따른 지연고정루프회로는, 노말모드시에는 제1클럭버퍼(200)의 출력인 제1내부클럭(iclk_nm)에 의해 DLL 위상 갱신을 수행하고, 파워다운모드시에는 제2클럭버퍼(300)의 출력인 제2내부클럭(iclk_pd)에 의해 DLL 위상 갱신을 수행한다.Accordingly, the delay locked loop circuit according to the present invention performs the DLL phase update by the first internal clock iclk_nm which is the output of the
이때, 파워다운모드제어부(100)의 제어신호(ctrl)에 의해 클럭선택부(400)를 제어하므로써, 제1내부클럭(iclk_nm)과 제2내부클럭(iclk_pd)중 어느 하나를 선택하여 선택된 내부클럭신호(clkout)에 의해 DLL 위상 갱신을 수행한다.At this time, the
결국, 파워다운모드에서 위상 갱신을 전혀 수행하지 않는 종래기술에 대비되 어, 본 발명은 파워다운모드에서 제2내부클럭(iclk_pd)에 근거하여 적어도 한번 위상 갱신을 수행하도록 한다.As a result, in contrast to the prior art in which the phase update is not performed at all in the power down mode, the present invention allows the phase update to be performed at least once based on the second internal clock iclk_pd in the power down mode.
도 5는 파워다운모드제어부(100) 및 제2클럭버퍼부(300)를 함께 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating the power down
도 5를 참조하면, 파워다운모드제어부(100)은 입력되는 클럭인에이블신호(CKE)를 반전시키는 제1인버터(INV1)와, 파워다운모드시 상기 클럭인에이블신호(CKE)와 반대의 위상을 갖는 아이들신호(idle)와 상기 제1인버터(INV1)의 출력신호를 입력받는 낸드게이트(ND1), 및 낸드게이트(ND1)의 출력을 반전시켜 제어신호(Clk_enb)를 출력하는 제2인버터(INV2)를 포함한다. 파워다운모드일 때 클럭인에이블신호(CKE)는 논리 '로우', 아이들신호(idle)는 논리 '하이' 이다.Referring to FIG. 5, the power down
또한, 제2클럭버퍼(300)은 외부클럭(clk)과 반전된 외부클럭(clkb)를 입력받아 비교 및 증폭하는 차동증폭기(320)와, 차동증폭기(320)의 출력 클럭을 주파수 변환하는 클럭변환부(340), 및 제어신호(Clk_enb)에 응답하여 클럭변환부(340)의 출력을 제2내부클럭신호(iclk_pd)로서 전달하는 출력부(360)을 구비한다.In addition, the
제2클럭버퍼(300)는 제1클럭버퍼(200)와 유사한 구성을 가지되, 제1클럭버퍼(200)에 대비되어 노드 a 및 노드 b 사이에 클럭변환부(340)가 별도로 구비되어 있는 것이다.The
클럭변환부(340)은 클럭분주기로 구성될 수 있는 바, 도 6은 통상적인 2분주 클럭분주기의 회로도이다. 본 발명에서 클럭변환부(340)은 도 6에 도시된 2분주 클럭분주기 또는 2분주 클럭분주기가 두 개 직렬연결되어 4분주를 하는 4분주 클럭분 주기 등을 사용할 수 있는 바, 파워다운모드 구간에서 원하는 DLL 위상 갱신 범위에 따라 분주값을 정할 수 있다. 즉, 2분주기, 4분주기, 8분주기 등 원하는 분기기를 사용할 수 있다.The
도 7은 클럭변환부(340)의 다른 실시예시도로서, 서로 다른 분주값의 복수의 분주된 클럭을 생성하기 위하여 직렬 연결된 복수의 2분주 단위클럭분주기(810a, 810b, 810c...810n)와, 퓨즈 블로잉에 의해 각각의 단위클럭분주기의 출력중 어느하나를 선택하여 제공하는 퓨즈부(820a, 820b, 820c...820n)을 포함할 수 있다. 7 is a diagram illustrating another embodiment of the
즉, 도 7과 같이 복수의 분주된 클럭을 생성할 수 있도록 설계한 다음, 테스트에 의해서 분주된 클럭중 어느하나를 선택하여 사용하는 것이다. 또한, 퓨즈부 대신에 메탈 옵션 처리부를 사용할 수도 있다.That is, as shown in FIG. 7, a plurality of divided clocks are designed to be generated, and then one of the divided clocks is selected and used by a test. In addition, a metal option processing unit may be used instead of the fuse unit.
다시 도 5를 참조하면, 출력부(360)는, 클럭변환부(340)의 출력에 제어받아 제어신호(Clk_enb)를 전달하는 전달게이트(362)와, 클럭변환부(340)의 출력을 입력받아 반전하고 일정시간 지연된 신호를 출력하는 직렬 연결된 복수의 인버터(364)와, 전달게이트(362)로부터 전달된 제어신호와 인버터(364)의 출력을 입력받아 제2내부클럭신호(iclk_pd)를 출력하는 낸드게이트(ND2)를 구비한다.Referring back to FIG. 5, the
도 8은 파워다운모드탈출 시 문제점을 해결한 본 발명에 따른 타이밍 다이어그램이다.8 is a timing diagram according to the present invention to solve the problem when the power-down mode exit.
프리차지(Precharge) 파워다운모드와 같이 장시간(7.8㎲) 동안 파워다운모드에 머무른다 하더라도, 파워다운모드 동안에 제2클럭버퍼(300)에서 제공되는 제2내부클럭에 의해 DLL 위상 갱신(Phase update)이 수행된다. 결국, 장시간 파워다운모 드에 머무를 때 칩의 온도와 여러가지 환경적인 변화에 의해 지연고정루프회로의 락킹(locking) 정보가 파워다운모드 이전의 락킹 정보값과 현저히 달라지게 되는 것을 방지한다.DLL phase update by the second internal clock provided by the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 본 발명은 메모리가 장시간 파워다운모드(power down mode)에 있다하더라도 DLL 위상을 적어도 한번 업데이트시켜 줌으로써, 파워다운모드 탈출(power down mode exit)시 이전의 락킹(locking) 정보가 깨지는 것을 방지할 수 있다. The present invention described above updates the DLL phase at least once even if the memory is in a power down mode for a long time, thereby preventing the previous locking information from being broken upon power down mode exit. can do.
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