(57)【要約】【課題】セルフリフレッシュの消費電力を低下させる効果を達成することができる、揮発性メモリデバイス及びそのセルフリフレッシュ方法を提供する。【解決手段】揮発性メモリデバイスはダイナミックメモリアレイを有する。セルフリフレッシュ方法は、省電力モードに入るとき、セルフリフレッシュ要求信号を送信するステップと、セルフリフレッシュ要求信号に基づいて、電圧プルアップ信号を周期的に有効にするステップと、電圧プルアップ信号が有効にされていることを検知したとき、セルフリフレッシュ動作を駆動するための動作電圧をセルフリフレッシュレベルまでプルアップするステップと、動作電圧がセルフリフレッシュレベルまでプルアップされた後、ダイナミックメモリアレイに対してセルフリフレッシュ動作を行うステップと、セルフリフレッシュが終了した後に、動作電圧をフローティングするステップとを含む。【選択図】図３
2019096370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイナミックメモリアレイを有する揮発性メモリデバイスに適用するセルフリフレッシュ方法であって、
省電力モードに入るとき、セルフリフレッシュ要求信号を送信するステップと、
前記セルフリフレッシュ要求信号に基づいて、電圧プルアップ信号を周期的に有効にするステップと、
前記電圧プルアップ信号が有効にされていることを検知したとき、セルフリフレッシュ動作を駆動するための動作電圧をセルフリフレッシュレベルまでプルアップするステップと、
前記動作電圧が前記セルフリフレッシュレベルまでプルアップされた後、前記ダイナミックメモリアレイに対して前記セルフリフレッシュ動作を行うステップと、
前記セルフリフレッシュ動作が終了した後に、前記動作電圧をフローティングするステップと
を含む、セルフリフレッシュ方法。
【請求項２】
前記セルフリフレッシュ動作を駆動するための前記動作電圧を前記セルフリフレッシュレベルまでプルアップするステップの後に、
電圧レディ信号を有効にして、前記セルフリフレッシュ動作を開始することができることを通知するステップをさらに含む、請求項１に記載のセルフリフレッシュ方法。
【請求項３】
前記ダイナミックメモリアレイに対して前記セルフリフレッシュ動作を行うステップが、
前記電圧レディ信号が有効にされていることを検知したとき、リフレッシュ信号を生成するステップと、
前記リフレッシュ信号に基づいて、セルフリフレッシュアドレスを生成するステップと、
前記ダイナミックメモリアレイにおける前記セルフリフレッシュアドレスに対応するデータをリフレッシュするステップと
を含む請求項２に記載のセルフリフレッシュ方法。
【請求項４】
前記セルフリフレッシュ動作を完成した後に、前記電圧プルアップ信号を無効にするステップをさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセルフリフレッシュ方法。
【請求項５】
フローティング状態にある前記動作電圧を前記セルフリフレッシュレベルまでプルアップする時間間隔が１００〜２００ナノ秒である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセルフリフレッシュ方法。
【請求項６】
ダイナミックメモリアレイと、
前記ダイナミックメモリアレイに結合され、省電力モードに入るとき、セルフリフレッシュ要求信号を送信する、コントローラと、
前記コントローラに結合され、前記セルフリフレッシュ要求信号に基づいて、電圧プルアップ信号を周期的に有効にする、リフレッシュ信号発生器と、
前記リフレッシュ信号発生器に結合され、前記電圧プルアップ信号が有効にされていることを検知したとき、セルフリフレッシュ動作を駆動するための動作電圧をセルフリフレッシュレベルまでプルアップする、プルアップ回路と、
前記ダイナミックメモリアレイ及び前記コントローラに結合される、入出力回路と
を含み、前記動作電圧が前記セルフリフレッシュレベルまでプルアップされた後、前記コントローラが前記ダイナミックメモリアレイに対して前記セルフリフレッシュ動作を行い、
前記セルフリフレッシュ動作が終了した後、前記プルアップ回路が前記動作電圧をフローティングする、揮発性メモリデバイス。
【請求項７】
前記プルアップ回路が前記動作電圧を前記セルフリフレッシュレベルまでプルアップした後、前記プルアック回路が電圧レディ信号を有効にして、前記セルフリフレッシュ動作を開始することができることを前記リフレッシュ信号発生器に通知する、請求項６に記載の揮発性メモリデバイス。
【請求項８】
前記リフレッシュ信号発生器が、
前記電圧レディ信号が有効にされていることを検知したとき、リフレッシュ信号を発生する、タイマーと、
前記リフレッシュ信号に基づいてセルフリフレッシュアドレスを生成し、かつ前記コントローラに提供して、前記ダイナミックメモリアレイにおける前記セルフリフレッシュアドレスに対応するデータをリフレッシュする、リフレッシュアドレス発生器と
を含む、請求項７に記載の揮発性メモリデバイス。
【請求項９】
前記セルフリフレッシュ動作を完成した後、前記リフレッシュ信号発生器が前記電圧プルアップ信号を無効にする、請求項６〜８のいずれか一項に記載の揮発性メモリデバイス。
【請求項１０】
前記コントローラが、
ベースクロック信号及びクロック有効信号を受信する、制御論理回路と、
前記制御論理回路及び前記ダイナミックメモリアレイに結合され、アドレス信号を生成する、アドレスデコーダと、
前記アドレスデコーダ及び前記制御論理回路に結合される、複数のステータスレジスタと
を含む、請求項６〜９のいずれか一項に記載の揮発性メモリデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリデバイス及びその操作方法に関し、特に揮発性メモリデバイス及びそのセルフリフレッシュ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ノートブックコンピュータなどのモバイルデバイスがますます普及している。モバイルデバイスの電池の寿命は可能な限り長いほどよいため、そのうちの電子部品の消費電力は可能な限り小さいほどよい。揮発性メモリ（例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ，ＤＲＡＭ））の観点からみると、スリープモード（例えば、アドバンスドコンフィグレーションアンドパワーインターフェイス（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ＡＣＰＩ）が規定するＳ３／Ｓ４モード）において、セルフリフレッシュ（Ｓｅｌｆ−ｒｅｆｒｅｓｈ）を行う消費電力は、モバイルデバイスの必要に符合するために、十分に小さくなければならない。
【０００３】
従来技術において、既に多くのセルフリフレッシュの消費電力を低下させる技術案が提出されている。例えば、スリープモードにおいて、セルフリフレッシュ動作が行われていないとき、動作電圧のレベルを一時的に低下させることができ（例えば、２．６ボルトから１．８ボルトまで低下させる）、セルフリフレッシュ動作を開始しようとするときに動作電圧を上昇させて、電力の消費を減少させる。
【０００４】
しかしながら、上記の従来方案は、セルフリフレッシュの時間間隔が長い（例えば、１０ミリ秒よりも長い）セルフリフレッシュ方法にしか適用されず、セルフリフレッシュの時間間隔が短い場合（例えば、３００マイクロ秒よりも短い）、動作電圧を頻繁に低下、上昇させることは、消費電力を増加させ、消費電力を有効に低下させる効果を失うことを招く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、動作電圧をフローティング状態にさせることによって、スリープモードにおいて、セルフリフレッシュの消費電力を低下させる効果を達成することができる、揮発性メモリデバイス及びそのセルフリフレッシュ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のセルフリフレッシュ方法は、ダイナミックメモリアレイを有する揮発性メモリデバイスに適用する。セルフリフレッシュ方法は、省電力モードに入るとき、セルフリフレッシュ要求信号を送信するステップと、セルフリフレッシュ要求信号に基づいて、電圧プルアップ信号を周期的に有効にするステップと、電圧プルアップ信号が有効にされていることを検知したとき、セルフリフレッシュ動作を駆動するための動作電圧をセルフリフレッシュレベルまでプルアップするステップと、動作電圧がセルフリフレッシュレベルまでプルアップされた後、ダイナミックメモリアレイに対してセルフリフレッシュ動作を行うステップと、セルフリフレッシュ動作が終了した後に、動作電圧をフローティングするステップとを含む。
【０００７】
本発明の揮発性メモリデバイスは、ダイナミックメモリアレイと、コントローラと、リフレッシュ信号発生器と、プルアップ回路と、入出力回路とを含む。ダイナミックメモリアレイはコントローラに結合される。省電力モードに入るとき、コントローラはセルフリフレッシュ要求信号を送信する。リフレッシュ信号発生器はコントローラに結合され、セルフリフレッシュ要求信号に基づいて、電圧プルアップ信号を周期的に有効にする。プルアップ回路はリフレッシュ信号発生器に結合され、電圧プルアップ信号が有効にされていることを検知したとき、セルフリフレッシュ動作を駆動するための動作電圧をセルフリフレッシュレベルまでプルアップする。入出力回路はダイナミックメモリアレイ及びコントローラに結合される。そのうち、動作電圧がセルフリフレッシュレベルまでプルアップされた後、コントローラは前記ダイナミックメモリアレイに対してセルフリフレッシュ動作を行う。セルフリフレッシュ動作が終了した後、プルアップ回路は動作電圧をフローティングする。
【０００８】
上記に基づき、本発明のセルフリフレッシュ方法はスリープモード（省電力モード）において、セルフリフレッシュ動作が終了した後、動作電圧をフローティング状態（フローティング）にしてそれを徐々に低下させ、次のセルフリフレッシュ動作を開始しようとするときに初めて動作電圧をセルフリフレッシュが必要とするレベルまでプルアップする。このようにして、セルフリフレッシュ動作を行っていないときに動作電圧を低下させることができるだけではなく、動作電圧を頻繁に低下、上昇させることによる余計な消費電力の発生も防止できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のセルフリフレッシュ方法は、スリープモードにおいて、セルフリフレッシュの消費電力を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に基づく揮発性メモリデバイスを説明する回路図である。
【図２】本発明の実施例に基づく揮発性メモリデバイスのセルフリフレッシュ方法を説明する波形図である。
【図３】本発明の実施例に基づく揮発性メモリデバイスのセルフリフレッシュ方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の上記特徴および長所をより分かりやすくするために、以下では、実施例と図面を合わせて詳しく説明を行う。
【００１２】
まず図１を参照し、図１は本発明の実施例に基づく揮発性メモリデバイスを説明する回路図である。揮発性メモリデバイス１００は、例えば、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ，ＰＤＡ）などのモバイルデバイスに用いられることができ、揮発性メモリデバイス１００は、ダイナミックメモリアレイ１１０と、コントローラ１２０と、リフレッシュ信号発生器１３０と、プルアップ回路１４０と、入出力回路１５０とを含む。本実施例において、ダイナミックメモリアレイ１１０はコントローラ１２０に結合され、複数のメモリブロックを含んでもよく、書き込みデータを記憶することに用いられる。コントローラ１２０は、セルフリフレッシュ要求信号ＲＱを送信することに用いられる。リフレッシュ信号発生器１３０はコントローラ１２０に結合され、スリープモード（省電力モード）において電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮを周期的に有効にすることに用いられる。プルアップ回路１４０はリフレッシュ信号発生器１３０に結合され、揮発性メモリデバイス１００がスリープモードにおいてセルフリフレッシュ動作を実行できるように、セルフリフレッシュ動作を駆動するための動作電圧ＶＰＰをセルフリフレッシュレベルＲＬＶまでプルアップすることに用いられる。そのうち、本実施例の動作電圧ＶＰＰは、プルアップされていないとき、例えば高インピーダンス状態を現すようなフローティング状態（フローティング）にあり、動作電圧ＶＰＰのセルフリフレッシュ動作を行う必要がないときのレベルを徐々に低下させることができ、消費電力を節約することができる。
【００１３】
本実施例において、コントローラ１２０は制御論理回路１２２と、アドレスデコーダ１２４と、複数のステータスレジスタ１２６＿０〜１２６＿Ｎ（Ｎは１以上の正の整数である）とをさらに含む。本実施例において、制御論理回路１２２は、信号発生器（図示せず）が提供するベースクロック信号ＣＬＫ及びクロック有効信号ＣＫＥを受信することに用いられる。アドレスデコーダ１２４はダイナミックメモリアレイ１１０と制御論理回路１２２との間に結合され、アドレス信号ＡＤＤを生成することに用いられる。ステータスレジスタ１２６＿０〜１２６＿Ｎは制御論理回路１２２とアドレスデコーダ１２４との間に結合され、揮発性メモリデバイス１００のステータス情報の記憶に用いられる。
【００１４】
そのほか、リフレッシュ信号発生器１３０は、タイマー１３２と、リフレッシュアドレス発生器１３４とをさらに含む。本実施例において、タイマー１３２は、電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮを周期的に有効にし、動作電圧ＶＰＰがレディ状態であるときにリフレッシュ信号ＲＥＦを生成することに用いられる。タイマー１３２はリフレッシュアドレス発生器１３４に結合される。そのうち、リフレッシュアドレス発生器１３４は、リフレッシュ信号ＲＥＦに基づいてセルフリフレッシュアドレスＲＥＦＡＤＤを生成し、コントローラ１２０におけるアドレスデコーダ１２４に提供することに用いられる。これに基づき、ダイナミックメモリアレイ１１０は、メモリブロックにおけるセルフリフレッシュアドレスＲＥＦＡＤＤに対応するデータをリフレッシュすることができる。
【００１５】
本実施例において、タイマー１３２は、従来のカウント機能を有し、かつ発振器を含むカウンタ回路であってもよい（但し、これに限らない）。制御論理回路１２２は複数の論理ゲートからなる論理回路であってもよい（但し、これに限らない）。ダイナミックメモリアレイ１１０は従来のダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）であってもよく、但し、これに限らない。アドレスデコーダ１２４、ステータスレジスタ１２６＿０〜１２６＿Ｎ、リフレッシュアドレス発生器１３４、プルアップ回路１４０及び入出力回路１５０は、いずれも、集積回路分野において当業者が熟知するアプリケーションメモリ回路の構造により実行されることができる。
【００１６】
図２は、本発明の実施例に基づく揮発性メモリデバイスのセルフリフレッシュ方法を説明する波形図である。以下は図１及び図２を同時に参照して、本願のセルフリフレッシュ方法を説明する。例えば、スリープモードに入っていないとき、制御論理回路１２２は、ベースクロック信号ＣＬＫに基づいてダイナミックメモリアレイ１１０の一般的な読み書き操作を行うことができる。制御論理回路１２２が、クロック有効信号ＣＫＥが無効にされていることを検知したとき、揮発性メモリデバイス１００はスリープモードに入り始め、制御論理回路１２２はセルフリフレッシュ要求信号ＲＱをタイマー１３２に送信することができる。
【００１７】
セルフリフレッシュ要求信号ＲＱを受信したタイマー１３２は、ダイナミックメモリアレイ１１０が周期的にセルフリフレッシュ動作を行うように、電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮを周期的に有効にすることができる。即ち、スリープモードにおいて、電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮは、特定の時間間隔（例えば、１０〜２５０マイクロ秒）を経過する度に低論理レベルから高論理レベルまでプルアップされる。本願の図２に示すように、電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮは、それぞれ時点ｔ１及びｔ４のときに、周期的に低論理レベルから高論理レベルまでプルアップされ、プルアップ回路１４０がセルフリフレッシュ動作を駆動するための動作電圧ＶＰＰをプルアップし始めるように通知する。
【００１８】
プルアップ回路１４０が、電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮが有効にされていることを検知したとき、プルアップ回路１４０は、フローティング状態である動作電圧ＶＰＰをセルフリフレッシュレベルＲＬＶまでプルアップし始めることができる。セルフリフレッシュレベルＲＬＶは例えば２．６ボルトであり、ダイナミックメモリアレイ１１０におけるワード線を駆動するための電圧レベルである。
【００１９】
動作電圧ＶＰＰをセルフリフレッシュレベルＲＬＶまでプルアップする時間間隔は、例えば１００〜２００ナノ秒である。プルアップ回路１４０は、例えばセルフリフレッシュレベルＲＬＶまでプルアップされた動作電圧ＶＰＰをダイナミックメモリアレイ１１０におけるワード線ドライブ（図示されていない）に送信し、ダイナミックメモリアレイ１１０をセルフリフレッシュ動作を行うように駆動することができる。
【００２０】
時点ｔ２において、プルアップ回路１４０が動作電圧ＶＰＰをセルフリフレッシュレベルＲＬＶまでプルアップした後、プルアップ回路１４０は電圧レディ信号ＤＣ＿ＲＤを有効にして、リフレッシュ信号発生器１３０に、動作電圧ＶＰＰがセルフリフレッシュレベルＲＬＶに達し、セルフリフレッシュ動作を開始することができることを通知することができる。従って、タイマー１３２が電圧レディ信号ＤＣ＿ＲＤが有効にされていることを検知したとき、リフレッシュアドレス発生器１３４にリフレッシュ信号ＲＥＦ（低論理レベルから高低論理レベルまでプルアップする）を生成することができる。
【００２１】
リフレッシュアドレス発生器１３４は、リフレッシュ信号ＲＥＦに基づいてセルフリフレッシュアドレスＲＥＦＡＤＤを生成して、コントローラ１２０におけるアドレスデコーダ１２４に提供することができる。アドレスデコーダ１２４は、セルフリフレッシュアドレスＲＥＦＡＤＤ（例えば、デコードを行う）に基づいてダイナミックメモリアレイ１１０にアドレス信号ＡＤＤを生成することができる。従って、ダイナミックメモリアレイ１１０は、動作電圧ＶＰＰの駆動を通じて、メモリブロックにおけるセルフリフレッシュアドレスＲＥＦＡＤＤに対応するデータをリフレッシュし、セルフリフレッシュ動作を完成することができる。
【００２２】
時点ｔ３において、今回のセルフリフレッシュ動作を完成した後（リフレッシュ信号ＲＥＦが高論理レベルから低論理レベルまで低下する）、タイマー１３２は電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮを無効にすることができる。電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮが無効にされていることを検知したプルアップ回路１４０は、再度、動作電圧ＶＰＰをフローティングし、かつ電圧レディ信号ＤＣ＿ＲＤを無効にし、次の時点ｔ４から開始するセルフリフレッシュ動作を待つ。
【００２３】
時点ｔ３と時点ｔ４との間において、フローティング状態である動作電圧ＶＰＰのレベルは徐々に低下され、消費電力を減少する効果を達成する。
【００２４】
説明すべきこととして、本願の図２に示すように、本実施例において、電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮ、電圧レディ信号ＤＣ＿ＲＤ及びリフレッシュ信号ＲＥＦは、いずれも、ハイアクティブ（ｈｉｇｈ  ａｃｔｉｖｅ）の信号であり、即ち、上記信号が有効状態であるとき、高論理レベルである。当然ながら、本発明の他の実施例において、上記信号はローアクティブ（ｌｏｗ  ａｃｔｉｖｅ）であってもよく、絶対的な制限はない。
【００２５】
図３は、本発明の実施例に基づく揮発性メモリデバイスのセルフリフレッシュ方法を説明するフローチャートである。図１及び図３を同時に参照し、ステップＳ３１０において、省電力モードに入るとき、コントローラ１２０はセルフリフレッシュ要求信号ＲＱを送信する。ステップＳ３２０において、リフレッシュ信号発生器１３０はセルフリフレッシュ要求信号ＲＱに基づいて、電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮを周期的に有効にする。ステップ３３０において、電圧プルアップ信号ＤＣ＿ＥＮが有効にされていることを検知したとき、プルアップ回路１４０はセルフリフレッシュ動作を駆動するための動作電圧ＶＰＰをセルフリフレッシュレベルＲＬＶまでプルアップする。ステップ３４０において、動作電圧ＶＰＰがセルフリフレッシュレベルＲＬＶまでプルアップされた後、コントローラ１２０はダイナミックメモリアレイ１１０に対してセルフリフレッシュ動作を行う。ステップＳ３５０において、セルフリフレッシュ動作が終了した後、プルアップ回路１４０は動作電圧ＶＰＰをフローティングする。各ステップの実施の詳細は、前記の実施例及び実施方法において詳しく説明したため、再度説明しない。
【００２６】
上記のように、本発明のセルフリフレッシュ方法は、セルフリフレッシュ動作が終了した後に動作電圧をフローティング状態（フローティング）にして、それを徐々に低下させ、次のセルフリフレッシュ動作を開始しようとするときに、動作電圧をセルフリフレッシュが必要とするレベルまでプルアップする。従って、セルフリフレッシュが相対的に頻繁（リフレッシュの時間間隔が短い）な操作方法において、動作電圧を頻繁に低下、上昇させることによる消費電力の消耗を大いに減少させて、それをモバイルデバイスの省電力の要求に符合させることができる。
【００２７】
本発明は実施例で以上のことを開示しているが、それは本発明を限定するものではなく、当業者は、本発明の主旨および範囲を逸脱しない条件において、些細な変動および修飾をしてもよいため、本発明の保護範囲は後の特許請求の範囲に限定した内容を基準とする。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の揮発性メモリデバイス及びそのセルフリフレッシュ方法は、セルフリフレッシュ動作が終了した後に動作電圧をフローティング状態にさせることによって、セルフリフレッシュの消費電力を低下させることに利用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１００  揮発性メモリデバイス
１１０  ダイナミックメモリアレイ
１２０  コントローラ
１２２  制御論理回路
１２４  アドレスデコーダ
１２６＿０、１２６＿Ｎ  ステータスレジスタ
１３０  リフレッシュ信号発生器
１３２  タイマー
１３４  リフレッシュアドレス発生器
１４０  プルアップ回路
１５０  入出力回路
ＡＤＤ  アドレス信号
ＤＣ＿ＥＮ  電圧プルアップ信号
ＤＣ＿ＲＤ  電圧レディ信号
ＣＫＥ  クロック有効信号
ＣＬＫ  ベースクロック信号
ＲＥＦ  リフレッシュ信号
ＲＥＦＡＤＤ  セルフリフレッシュアドレス
ＲＬＶ  セルフリフレッシュレベル
ＲＱ  セルフリフレッシュ要求信号
ｔ１〜ｔ４  時点
ＶＰＰ  動作電圧
Ｓ３１０〜Ｓ３５０  ステップ
【図１】
2019096370.tif 000003
【図２】
2019096370.tif 000004
【図３】
2019096370.tif 000005