(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023058463
(43)【公開日】2023-04-25
(54)【発明の名称】少ピン数のインターフェースを有するメモリ装置および対応する方法ならびにシステム
(51)【国際特許分類】
G11C 7/10 20060101AFI20230418BHJP
G06F 12/00 20060101ALI20230418BHJP
G06F 13/16 20060101ALI20230418BHJP
G11C 11/4096 20060101ALI20230418BHJP
【FI】
G11C7/10 460
G06F12/00 597D
G06F13/16 510A
G11C11/4096 550
【審査請求】未請求
【請求項の数】23
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022163715
(22)【出願日】2022-10-12
(31)【優先権主張番号】17/499,938
(32)【優先日】2021-10-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】507364997
【氏名又は名称】サイプレス セミコンダクター コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】Cypress Semiconductor Corporation
【住所又は居所原語表記】198 Champion Court, San Jose, CA 95134, United States of America
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】クリフォード ズィットロー
(72)【発明者】
【氏名】スティーヴン ロスナー
(72)【発明者】
【氏名】アヴィ アヴァニンドラ
【テーマコード(参考)】
5B160
5M024
【Fターム(参考)】
5B160MB09
5M024AA56
5M024JJ03
5M024JJ59
5M024PP01
5M024PP02
5M024PP07
(57)【要約】 (修正有)
【課題】高データ転送レートを有すると共に少ピン数を有するメモリ装置インターフェース、集積回路(IC)装置、システム及び方法を提供する。
【解決手段】集積回路装置において、4つ以下の並列の入力を有する単方向のコマンドアドレス(CA)バスで、3つ以上のコマンド値部分のシーケンスを受信するステップと、タイミングクロックCKの立ち上がりエッジに同期してそれぞれのコマンド値部分をラッチするステップと、3つ以上のコマンド値部分のシーケンスから入力コマンドを決定するステップと、入力コマンドを実行するステップと、6つ以下のデータ入力/出力(IO)を有する双方向のデータバスDQ上で、タイミングクロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期してデータ値のシーケンスを出力および入力するステップと、を含む。
【選択図】
図1B
【特許請求の範囲】
【請求項1】
方法であって、
前記方法は、集積回路装置において、
4つ以下の並列の入力を有する単方向のコマンドアドレス(CA)バスで、3つ以上のコマンド値部分のシーケンスを受信するステップと、
タイミングクロックの立ち上がりエッジに同期してそれぞれのコマンド値部分をラッチするステップと、
前記3つ以上のコマンド値部分のシーケンスから入力コマンドを決定するステップと、
前記集積回路装置において前記入力コマンドを実行するステップと、
6つ以下のデータ入力/出力(IO)を有する双方向のデータバス上で、データタイミングクロックの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期してデータ値のシーケンスを出力および入力するステップと、
を含む方法。
【請求項2】
前記コマンド値部分のシーケンスを受信するステップは、
12ビットのコマンドを形成するために、前記タイミングクロックの連続した4サイクルで3ビットのコマンド値部分を受信するステップを含む、
請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記方法は、
トレーニングモードの第1の部分の動作において、データマスク反転(DMI)IOにおいて、前記データバスが入力データを受信するように構成されていることを示すために、前記DMI IO上のDMI信号を所定の値まで駆動するステップと、
前記トレーニングモードの第2の部分の動作において、他のデータバス線が出力データを提供していることを示すために、少なくとも1つのデータバス線を所定の値まで駆動するステップと、
をさらに含む、
請求項1記載の方法。
【請求項4】
データ値のシーケンスを出力および入力するステップは、
前記タイミングクロックに同期しているデータストローブクロックの連続した立ち上がり上および立ち下がりエッジ上で、4ビットニブルとしてデータバイトを受信および送信するステップを含む、
請求項1記載の方法。
【請求項5】
前記方法は、
少なくとも第1のモードの動作において、データマスク反転(DMI)IOにおいて、
出力バイトの下位ニブルを示すために、DMI信号を第1の値まで駆動するステップと、
前記出力バイトの上位ニブルを示すために、前記DMI信号を第2の値まで駆動するステップと、
をさらに含む、
請求項1記載の方法。
【請求項6】
前記方法は、
前記DMI IOを駆動する前に、前記CAバス上でテストパターン値を受信するステップをさらに含み、
前記出力バイトは、前記集積回路装置によって捕捉されたテストパターンを含む、
請求項5記載の方法。
【請求項7】
前記方法は、トレーニングモードにおいて、
少なくとも前記データIO上で電圧基準値を受信するステップと、
前記電圧基準値を受信した後、入力トレーニング値を受信するステップと、
をさらに含む、
請求項1記載の方法。
【請求項8】
前記電圧基準値を受信するステップは、
前記データIO上で前記電圧基準値の第1の部分を受信し、これに続いて前記データIO上で前記電圧基準値の第2の部分を受信するステップを含む、
請求項7記載の方法。
【請求項9】
前記電圧基準値を受信するステップは、
前記CAバス上で前記電圧基準値の第1の部分を受信するステップと、
前記第1の部分と同時に、前記データバス上で前記電圧基準値の第2の部分を受信するステップと、
を含む、
請求項7記載の方法。
【請求項10】
集積回路(IC)装置であって、
前記集積回路(IC)装置は、インターフェースを含み、
前記インターフェースは、
周期的なタイミングクロックを受信するように構成された少なくとも1つのクロック入力と、
3つ以上のコマンド値部分のシーケンスを受信するように構成された4つ以下の並列の入力を有するコマンドアドレス(CA)バスと、
前記CAバス上に有効なCAデータが存在することを示すチップセレクト信号を受信するように構成された少なくとも1つのチップセレクト(CS)と、
前記タイミングクロックによって導出されるデータストローブ信号を出力および受信するように構成された双方向のデータストローブ入力/出力(IO)と、
前記データストローブ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期してデータ値を受信および送信するように構成された6つ以下の並列のIOを有する双方向のデータバスと、
前記タイミングクロックの連続したサイクルで3つ以上のコマンド値部分として受信したコマンドを実行するように構成された制御回路と、
前記CAバス上で受信したコマンドに応答してデータ値を取得および格納するように構成されたメモリセルアレイと、
を含む集積回路(IC)装置。
【請求項11】
前記CAバスは、3ビットのコマンド値部分を受信するように構成されており、
前記制御回路は、前記タイミングクロックの連続した4サイクルでコマンド値部分として受信したコマンドを実行するように構成されている、
請求項10記載のIC装置。
【請求項12】
前記インターフェースは、データマスク反転(DMI)I/Oをさらに含み、
前記IC装置は、DMI制御回路をさらに含み、
前記DMI制御回路は、
トレーニングモードの第1の部分において、前記データバスが入力データを受信するように構成されていることを示すために、前記DMI IO上のDMI信号を所定の値まで駆動し、
前記トレーニングモードの第2の部分において、他のデータIOが出力データを提供していることを示すために、少なくとも1つのデータIOを所定の値まで駆動する、
ように構成されている、
請求項10記載のIC装置。
【請求項13】
前記インターフェースは、データマスク反転(DMI)I/Oをさらに含み、
前記データバスは、前記タイミングクロックに同期しているデータストローブクロックの連続した立ち上がりエッジ上および立ち下がりエッジ上で、4ビットニブルとしてデータバイトを受信および送信するように構成されており、
前記IC装置は、DMI制御回路をさらに含み、
前記DMI制御回路は、
出力バイトの下位ニブルを示すために、前記DMI IO上のDMI信号を第1の値まで駆動し、
前記出力バイトの上位ニブルを示すために、前記DMI信号を第2の値まで駆動する、
ように構成されている、
請求項10記載のIC装置。
【請求項14】
前記IC装置は、
前記CAバスを介して基準値の第1の部分を受信し、前記データバスを介して前記基準値の第2の部分を受信するように構成されたトレーニング回路と、
前記基準値に応答して基準電圧を生成するように構成された電圧基準回路と、
をさらに含む、
請求項10記載のIC装置。
【請求項15】
前記制御回路は、前記データIOを介して基準値の第1の部分を受信し、これに続いて前記データIOを介して前記基準値の第2の部分を受信するようにさらに構成されており、
前記IC装置は、前記基準値に応答して基準電圧を生成するように構成された電圧基準回路をさらに含む、
請求項10記載のIC装置。
【請求項16】
前記インターフェースは、データマスク反転(DMI)I/Oをさらに含み、
前記IC装置は、DMI制御回路をさらに含み、
前記DMI制御回路は、
データマスク書き込み動作において、
前記DMI IO上のDMI信号が第1の値を有する場合には、前記データIO上で受信したデータ値の書き込みを禁止し、
前記DMI信号が第2の値を有する場合には、前記データIO上で受信したデータ値の書き込みをイネーブルする、
ように構成されている、
請求項10記載のIC装置。
【請求項17】
前記メモリセルアレイは、不揮発性メモリセルを含む、
請求項10記載のIC装置。
【請求項18】
システムであって、
前記システムは、第1のメモリ装置を含み、
前記第1のメモリ装置は、装置インターフェースを含み、
前記装置インターフェースは、
タイミングクロックを受信するように構成されたクロック入力と、
前記タイミングクロックの3サイクル以上にわたって単一のコマンドを受信するように構成された4つ以下の並列の入力を有するコマンドアドレス(CA)バスと、
データストローブ信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期してデータ値を受信および送信するように構成された6つ以下の並列の入力/出力(IO)を有する双方向のデータバスと、
を含み、
前記第1のメモリ装置は、前記CAバス上で受信したコマンドに応答してデータ値を取得および格納するように構成されたメモリセルアレイを含み、
前記システムは、前記クロック入力と前記CAバスと前記データバスとに結合されたシステムバスを含む、
システム。
【請求項19】
前記第1のメモリ装置は、
前記CAバス上で、4サイクルにわたって3ビットのデータ値のシーケンスとしてコマンドを受信し、
前記データバス上で、4ビットニブルのシーケンスでデータを受信および送信する、
ように構成されている、
請求項18記載のシステム。
【請求項20】
前記システムは、ホスト装置をさらに含み、
前記ホスト装置は、
前記システムバスに接続されており、
少なくとも前記第1のメモリ装置に対するコマンドを、4つの3ビットのコマンド値部分のシーケンスとして発行するように構成されている、
請求項18記載のシステム。
【請求項21】
前記ホスト装置は、トレーニングモードの動作において、
前記第1のメモリ装置の前記CAバス上での受信のためのテストパターンデータを発行し、
前記第1のメモリ装置によって受信された前記テストパターンデータを、前記第1のメモリ装置から受信し、
前記CAバス上でデータを発行するためのタイミングを調整する、
ように構成されている、
請求項18記載のシステム。
【請求項22】
前記第1のメモリ装置の前記メモリセルアレイは、不揮発性メモリセルを含み、
前記システムバスに結合された第2のメモリ装置は、揮発性メモリセルアレイを含む、
請求項18記載のシステム。
【請求項23】
前記第1のメモリ装置は、シリアルクロックに同期してシリアルデータバス上でシリアルデータを伝送するように構成されたシリアルインターフェースをさらに含み、
前記ホスト装置は、前記シリアルデータバスに結合されている、
請求項18記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、全般的には、メモリ装置インターフェースに関し、より具体的には、高データ転送レートを有すると共に少ピン数を有するメモリ装置インターフェースに関する。
【背景技術】
【0002】
メモリ装置は、大抵の電子システムにおいて依然として重要なコンポーネントである。システム性能の観点からは、メモリ装置のデータレートが制限要因となる可能性がある。システム電力消費量の観点からは、メモリ装置の電力消費量を少しでも削減することが望まれている。それと同時に、例えば自動車のような多くのシステムにとって、システムバスサイズを最小に維持することも望まれている。したがって、このようなシステムでは、少ピン数(low pin count)のメモリ装置が広く利用されている。
【0003】
図32Aおよび
図32Bは、従来のメモリ装置の種類および性能を示す図である。
図32Aは、サイプレス・セミコンダクター社、すなわちインフィネオン・テクノロジーズ社によって策定されたHyperBus(登録商標)規格との互換性を有するメモリ装置3201Aの一例を示す。メモリ装置3201Aは、高性能のソリューションを提供することができる。いくつかの構成では、メモリ装置3201Aは、約200MHzのクロック速度で動作することができ、クロック信号の立ち上がりエッジ上と立ち下がりエッジ上との両方(すなわち、ダブルデータレート、DDR)においてデータを提供する。装置3201Aは、低電圧CMOS(LVCMOS)信号伝送を含むことができる。メモリ装置3201Aは、不揮発性メモリ装置(例えば、NORフラッシュメモリ)であってもよいし、または揮発性メモリ(例えば、隠れリフレッシュDRAM)であってもよい。
【0004】
図32Bは、半導体技術協会(JEDEC)によって策定された低電力DDR4(LPDDR4)規格JESD209-4Dとの互換性を有するメモリ装置3201Bを示す図である。メモリ装置3201Bは、比較的多ピン数を採用しながら高性能を提供することができる同期DRAM(SDRAM)である。メモリ装置3201Bは、差動クロック入力(CK_t/CK_c)と、差動データストローブ(DS_t/DS_c)と、を有することができる。
図32Bは、x8データ入力/出力(IO)を有する装置を示しているが、他のLPDDR4 SDRAMは、より大きいIO(すなわち、x16)を有していてもよい。メモリ装置3201Bは、約800MHzから始まるクロック速度で動作することができ、低電圧スイング終端ロジック(LVSTL)信号伝送を利用することができる。
【0005】
図32Cは、
図32Bに示されているような従来のLPDDR4装置のコマンド処理動作を示すタイミング図である。装置は、アクティブな(ハイの)チップセレクト(CS)信号に応答して、クロック信号(CK)の立ち上がりエッジ上で、コマンドの第1の6ビット部分をラッチし、次いで、クロック信号の次の立ち上がりエッジ上で、コマンドの第2の6ビット部分をラッチすることができる(CSは、非アクティブである)。
【0006】
望まれている高速の信号伝送が提供されているが、その一方で、この従来のアプローチは、ピン数が多いので、少ピン数の用途には適さない可能性がある。さらに、LPPDR4 SDRAMのストレージは、揮発性であるので、システム内のファームウェアのストレージのような多くの用途には適さない可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1A】実施形態によるメモリ装置のピンアウトを示す図である。
【
図1B】実施形態によるメモリ装置のピンアウトを示す図である。
【
図1C】実施形態によるメモリ装置のピンアウトを示す図である。
【
図1D】実施形態によるメモリ装置のピンアウトを示す図である。
【
図2】一実施形態によるコマンド入力動作を示すタイミング図である。
【
図3A】従来の動作による読み出し動作と、一実施形態による動作とを比較したタイミング図である。
【
図3B】従来の動作による読み出し動作と、一実施形態による動作とを比較したタイミング図である。
【
図4】一実施形態によるメモリ装置に関するピンの種類および機能を示す表である。
【
図5A】従来の誤り訂正符号(ECC)データ伝送と、一実施形態のデータ伝送とを比較したタイミング図である。
【
図5B】従来の誤り訂正符号(ECC)データ伝送と、一実施形態のデータ伝送とを比較したタイミング図である。
【
図5C】従来の誤り訂正符号(ECC)データ伝送と、一実施形態のデータ伝送とを比較したタイミング図である。
【
図6A】実施形態によるメモリ装置のコマンドバストレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図6B】実施形態によるメモリ装置のコマンドバストレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図6C】実施形態によるメモリ装置のコマンドバストレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図7】一実施形態によるメモリ装置の書き込みレベリング動作を示すタイミング図である。
【
図8A】一実施形態による読み出しデータバス較正動作を示す図である。
【
図8B】一実施形態による読み出しデータバス較正動作を示す図である。
【
図9A】実施形態によるデータストローブ-データバストレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図9B】実施形態によるデータストローブ-データバストレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図10A】実施形態によるデータストローブインターバル発振器動作を示すタイミング図である。
【
図10B】実施形態によるデータストローブインターバル発振器動作を示すタイミング図である。
【
図11】一実施形態による読み出しプリアンブルトレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図12A】実施形態による基準電圧トレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図12B】実施形態による基準電圧トレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図13】一実施形態によるメモリ装置のブロック図である。
【
図14】別の実施形態によるメモリ装置のブロック図である。
【
図15】一実施形態によるインターフェース回路のブロック図である。
【
図16A】実施形態による種々異なるインターフェース回路を示す図である。
【
図16B】実施形態による種々異なるインターフェース回路を示す図である。
【
図16C】実施形態による種々異なるインターフェース回路を示す図である。
【
図16D】実施形態による種々異なるインターフェース回路を示す図である。
【
図16E】実施形態による種々異なるインターフェース回路を示す図である。
【
図17A】実施形態に含めることができるメモリセルアレイの図である。
【
図17B】実施形態に含めることができるメモリセルアレイの図である。
【
図18】さらなる実施形態によるメモリ装置のブロック図である。
【
図19】一実施形態によるシステムのブロック図である。
【
図20】別の実施形態によるシステムのブロック図である。
【
図21】一実施形態によるメモリコントローラのブロック図である。
【
図22A】実施形態によるメモリコントローラ回路の図である。
【
図22B】実施形態によるメモリコントローラ回路の図である。
【
図23】一実施形態による集積回路装置の図である。
【
図24】一実施形態による自動車システムの図である。
【
図25】実施形態によるメモリ装置を動作させる方法のフロー図である。
【
図26】実施形態による誤り訂正符号データを提供する方法のフロー図である。
【
図27】一実施形態によるメモリ装置をトレーニングする方法のフロー図である。
【
図28】一実施形態によるデータマスク反転(DMI)信号を用いてデータ出力の部分を示すための方法のフロー図である。
【
図29】一実施形態によるDMI信号を用いてデータバス構成を示すための方法のフロー図である。
【
図30A】一実施形態によるメモリ装置の性能と、従来のメモリ装置の性能とを比較した図である。
【
図30B】一実施形態によるメモリ装置の性能と、従来のメモリ装置の性能とを比較した図である。
【
図30C】一実施形態によるメモリ装置の性能と、従来のメモリ装置の性能とを比較した図である。
【
図31】実施形態によるメモリ装置の用途を示す図である。
【
図32A】従来のメモリ装置と、性能と、動作とを示す図である。
【
図32B】従来のメモリ装置と、性能と、動作とを示す図である。
【
図32C】従来のメモリ装置と、性能と、動作とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
実施形態によれば、メモリ装置は、比較的少ピン数を用いて高速の信号伝送を提供することができる。コマンドおよびアドレスデータは、比較的小さいサイズのコマンドアドレス(CA)バス上で受信可能であり、コマンドは、複数の部分に分かれてタイミングクロック(例えば、立ち上がりエッジ)の3つ以上の連続したエッジ上で受信される。メモリ装置のためのデータは、比較的小さいデータバスにわたってダブルデータレート(DDR)で受信可能および送信可能であり、その結果、データバイトは、タイミングクロックの3つ以上の連続した立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジにわたって受信/送信される。
【0009】
いくつかの実施形態では、CAバスは、3ビットであってよく、12ビットのコマンドを、4つの連続した3ビットのコマンド部分として受信することができる。
【0010】
いくつかの実施形態では、データバスは、4ビットであってよく、DDRデータを4ビットニブルで送信および受信することができる。
【0011】
いくつかの実施形態では、メモリ装置は、データマスク反転(DMI)入力/出力(IO)を含むことができる。DMI IOは、データがデータバス上で転送される際に、反転データおよび/または誤り訂正符号(ECC)データの両方を同じ1つのクロックサイクルで伝送することができる。いくつかの実施形態では、DMI IOは、データがデータバス上で複数の部分に分かれて転送される際に、データ部分の上位ビットと下位ビットとを示すことができる。
【0012】
いくつかの実施形態では、較正モードにおいて、メモリ装置は、CAバス上とデータバス上との両方において較正設定データを同時に受信することができる。いくつかの実施形態では、較正設定データは、CAバストレーニング動作および/またはデータバストレーニング動作において使用される基準電圧設定であってよい。
【0013】
いくつかの実施形態では、メモリ装置は、少ピン数を用いて高速の信号伝送を提供する不揮発性メモリ装置であってよい。
【0014】
図1Aは、一実施形態によるメモリ装置100Aのブロック図である。メモリ装置100Aは、比較的高速の信号伝送を提供しながら、それと同時に比較的少ピン数を提供することができる。メモリ装置100Aのための主要な信号伝送ピンは、チップセレクト(CS)入力と、クロック(CK)入力と、クロックイネーブル(CKE)入力と、コマンドアドレス(CA)入力と、データストローブ(DQS)IOと、データマスク反転(DMI)IOと、データIO(DQ)と、を含むことができる。CA入力は、5つ以下の入力を含むことができ、その一方で、DQ IOは、6つ以下のIOを含むことができる。いくつかの実施形態では、残りの入力およびIOは、単数であってよい。したがって、装置100Aは、16ピン以下(専用ピンを除く)の総ピン数を有することができる。実施形態によれば、メモリ装置100Aは、不揮発性メモリセル、揮発性メモリセル、またはこれらの組み合わせにデータを格納することができる。
【0015】
図1Bは、別の実施形態によるメモリ装置100Bのブロック図である。メモリ装置100Bは、
図1Aに示されているメモリ装置の1つの実装例であってよい。メモリ装置100Bは、
図1Aと同様の項目を含むことができるが、CA入力を3ビットとすることができ、DQ IOを4ビットとすることができる。このような構成では、メモリ装置100Bは、比較的少ピン数である12ピンを有することができる。
【0016】
図1Cは、別の実施形態によるメモリ装置100Cのブロック図である。メモリ装置100Cは、
図1Aに示されているメモリ装置の1つの実装例であってよい。メモリ装置100Cは、
図1Bと同様の項目を含むことができるが、クロック入力は、相補的なクロック入力(CK/CKB)を含むことができる。さらに、データストローブIOは、相補的であってよい(DQS/DQSB)。このような構成では、メモリ装置100Cは、比較的少ピン数である14ピンを有することができる。
【0017】
図1Dは、別の実施形態によるメモリ装置100Dのブロック図である。メモリ装置100Dは、
図1Aに示されているメモリ装置の1つの実装例であってよい。メモリ装置100Dは、
図1Bと同様の項目を含むことができるが、2つの異なるインターフェースを提供するデュアルチャネル型の装置であってよい。他の実施形態は、少ピン数のインターフェースをより多く含むことができる。
【0018】
図2は、一実施形態によるコマンド入力動作を示すタイミング図である。
図2は、クロック入力CKと、チップセレクト入力CSと、コマンドアドレス入力CA[2:0]と、に関する波形を示す。
【0019】
時点t0において、CKは、ハイに遷移することができる。それと同時にCSは、ハイになることができ、装置をアクティブ化する。CAバス上で、12ビットのコマンド(CMD1)のうちの3ビット部分(CMD[11:9])を受信することができる。
【0020】
時点t1において、CSは、ローに戻ることができる。クロック信号の次の3回のハイへの遷移において、コマンドの残りの3ビット部分(CMD[8:6]、CMD[5:3]、CMD[2:0])を受信することができる。
図2には、第1のコマンドの直後に受信される第2のコマンド(CMD2)が示されている。
【0021】
図3Aおよび
図3Bは、LPDDR4規格との互換性を有する従来の読み出しアクセス動作と、一実施形態による読み出しアクセス動作とを比較したタイミング図である。
図3Aは、CK入力およびCS入力と、6ビットのCA[5:0]入力と、DQS IOと、8ビットのDQ[7:0]IOとを示すタイミング図である。
【0022】
時点t0において、CKの立ち上がりエッジ上で、CSは、ハイになることができ、第1のアクティブ化コマンド(ACT1)のうちの最初の6ビットを受信することができる。CSは、その後、ローに戻ることができる。CK信号の次の立ち上がりエッジ上で、ACT1のうちの最後の6ビットを受信することができる。時点t1において、第2のアクティブ化コマンド(ACT2)を受信することができる。
【0023】
時点t3において、アクティブ化コマンド(ACT1/ACT2)に続いて、読み出しコマンド対(READ/CAS2)を入力することができる。CAS2コマンドは、ACT2の最後の6ビットに続く時点t2~t5に示されているRAS-to-CAS遅延(tRCD)の後に完了されなければならない。
【0024】
時点t6において、CAS2コマンドの最後の部分の後の読み出しレイテンシ(RL)に続いて、データの出力をイネーブルするためにデータストローブ信号(DQS)をアクティブにすることができる。時点t7において、DQSは、プリアンブル時間tRPREにわたってアクティブに移行することができる。時点t8において、DQSは、CKに同期して遷移を開始することができ、DQ[7:0]上では、DQSとタイミングを合わせてダブルデータレートでデータを出力することができる。8つのクロックサイクルにわたって半クロックサイクルごとに8ビットを出力することができる(D0~D15として示されている)。読み出しデータの出力に続いて、DQSは、ポストアンブル期間(tRPST)にわたってアクティブに留まることができる。
【0025】
図3Bは、
図3Aに対応してはいるが、
図1Bのような装置を用いた場合の、読み出し動作を示すタイミング図である。
図3Bは、同じ信号セットに関する波形を有するが、CA入力は、6ビットではなく3ビットであり、DQ IOは、8ビットではなく4ビットである。
【0026】
いくつかの実施形態では、
図3Bの読み出し動作は、
図3Aと同じコマンドを実行することができるが、コマンドは、より多くのクロックサイクルにわたって受信され、読み出しデータは、より多くのクロックサイクルにわたって出力される。いくつかの実施形態では、
図3Bの読み出し動作は、tRCDと、RLと、tDQSCKと、tRPREと、tRPSTと、を含んでいる
図3Aと同じタイミング制約によって動作可能である。
【0027】
さらに
図3Bを参照すると、時点t0において、CKの立ち上がりエッジ上で、CSがアクティブになり、ACT1コマンドが受信される。しかしながら、12ビットのコマンドのうちの3ビット部分だけが受信される。CSがローに戻ると、CKの後続の3つの立ち上がりエッジ上で、12ビット全てが受信されるまで、ACT1のうちのそれぞれ異なる3ビット部分を受信することができる。
【0028】
時点t1において、ACT1と同じ方式で4つの立ち上がりエッジ上でクロックされるACT2コマンドを受信することができる。
【0029】
図3Aに関して記載されているように、READおよびCAS2コマンドをtRCD期間よりも早期に受信することはできないが、それぞれのこのようなコマンドも、4つの3ビット部分に分けて受信することができる。
【0030】
時点t8において、読み出しデータをDDR方式で、ただし4ビットのデータバス上で16クロックサイクルにわたって出力することができる(D0~D31として示されている)。
【0031】
このようにして、少ピン数を有するメモリ装置は、既存の規格との互換性を有するコマンドを実行することができる。いくつかの実施形態では、メモリ装置は、LPDDR4規格との互換性を有しているが、コマンドアドレス値を受信するための、かつ書き込み動作においてデータ値を入力して、読み出し動作においてデータ値を出力するための、追加的なクロックサイクルとの互換性を有している。
【0032】
図4は、実施形態によるインターフェース接続(すなわち、ピン)の種類および機能を示す表である。CS、CKおよびCKE入力は、従来の方式で機能することができ、いくつかの実施形態は、差動クロック(CK_t,CK_c)を含む。
【0033】
CA[2:0]バスは、少ピン数を可能にするための縮小されたサイズのバスであってよい。オプションとして、CA[2:0]バスは、較正モードにおいて、例えば基準電圧値の一部分のような較正データを受信することができる。CA[2:0]バスの機能は、モードレジスタ設定によって確立可能である。
【0034】
DQS IOは、CKに同期しているデータアライメント信号として機能することができ、オプションとして、差動信号(DQS_t,DQS_c)を含むことができる。
【0035】
DMI IOは、書き込み動作においてデータマスキング値を提供すること、データ反転を示すこと、ECCデータを提供することおよび/またはバスDQ[3:0]上でのデータ出力のための同じバイトの上位ニブルおよび下位ニブルを示すことを含む、複数の機能のうちのいずれかを有することができる。DMI信号の機能は、モードレジスタ設定によって確立可能である。
【0036】
DQ[3:0]は、縮小されたサイズのデータIOバスであってよい。
【0037】
図4は、実施形態に含めることができるサポート入力も含む。RESET_nおよびODT(ca)は、従来の機能を有することができる。
【0038】
図5A~
図5Cは、従来のECCデータ伝送と、一実施形態によるECCデータ伝送とを比較したタイミング図である。
【0039】
図5Aは、「インバンド(in band)」のECCデータを提供するための従来の構成を示す。64ビットのデータが、DQ[7:0]上で8のバーストで伝送される。データ伝送は、DDRであり、クロック(CK_t)の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期して8ビットのデータが伝送される。DMI IOは、それぞれの8ビットのデータ値ごとに、データ反転(例えば、DMIハイ)を示すこと、またはデータ反転を示さないことが可能である。64ビットのデータに対応する8ビットのECCデータ(ECC7:0)は、データバーストの後に、DQ[7:0]上で提供される。すなわち、ECCデータを受信するために追加的なバス時間が必要となる。
【0040】
図5Bは、「アウトオブバンド(out of band)」のECCデータを提供するための従来の構成を示す。
図5Aの場合と同様に、64ビットのデータが、DMI値によってDQ[7:0]上で伝送される。しかしながら、ECC IOも含まれており、このECC IOは、DQ[7:0]上のそれぞれのデータバイトによってECCデータのビットを伝送することを可能にする。このような構成では、ピン数のさらなる増加が必要となる。
【0041】
図5Cは、一実施形態による「インバンド」のECCデータの伝送を示す。
図5Cは、タイミングクロックCKと、縮小されたサイズのデータバスDQ[3:0]と、多機能IO(DMI)と、に関する波形を示す。64ビットのデータが、DQ[3:0]上で16のバーストで伝送される。データ伝送は、DDRであり、クロック(CK)の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに同期して4ビットのデータ(すなわち、ニブル)が伝送される。DMI信号は、1つのクロックサイクル内で、(2ニブルにわたる)データマスク反転値と、ECC値との両方を提供することができる。例えば、データマスク反転値DMI0は、ニブルD3:0およびD7:4にわたってデータ反転を示すことができる。このような構成は、追加的なデータバス時間を必要とすることなくECCデータをインバンドで伝送することを可能にすることができる。
【0042】
いくつかの実施形態では、DMI信号は、書き込み動作のためのデータマスキングを示す。DMI信号がある1つの値(例えば、ハイ)を有する場合には、データ値を、装置への書き込みからマスキングすることができる。DMI信号が別の値(例えば、ロー)を有する場合には、データを装置に書き込むことができる。
図5Cを参照すると、データマスキング動作においてECC値が存在しない。ニブルD3:0にわたるDMI値がハイである結果、そのような値が書き込まれることはなくなる。次の半サイクルにおいてDMI信号がローであったならば(ECC0として示されている)、ニブルD7:4が書き込まれるであろう。
【0043】
図6Aおよび
図6Bは、一実施形態によるメモリ装置に関するコマンドバストレーニング動作のタイミング図である。
図6Aは、本明細書に記載されているものであってよいCK、CKE、CS、CA[2:0]、DQS、DQ[3:0]およびDMI、またはその均等物に関する波形を含む。
図6Aは、以下の他の波形、すなわち、CA[2:0]上に入力された値を記述するCommandと、較正基準電圧に関する状態であるVrefCAと、DQバスに関するオンダイ(on-die)終端状態であるODT for DQも含む。
図6Bは、
図6Aと同じ波形を含むが、DQ[2:0]とDQ[3]とを別々に示している。
【0044】
図6Aを参照すると、時点t0において、メモリ装置は、2つの12ビットのコマンド(例えば、モードレジスタ書き込みコマンド、MRW-1/MRW-2)を受信することができ、これらの2つの12ビットのコマンドは、メモリ装置を、コマンドバストレーニングモードに移行させることができる。このようなコマンドは、それぞれ本明細書に記載されているようにCKの連続した立ち上がりエッジ上で、4つの3ビット部分に分かれて受信可能である。
【0045】
CKEがローに遷移する前の所定の時間期間である時点t1において、DQSは、ローに遷移することができる。時点t2において、CKEは、ローに遷移することができる。続いて、周波数設定点(FSP)の値を更新することができ(VrefCAに示されている)、モードレジスタ間の切り替えを開始することができ(ODT_CAに示されている)、データIOのためのODT設定の遷移を開始することができる(ODT for DQ[3:0]に示されている)。
【0046】
所定のタイミングによる時点t3において、DQ[3:0]上で基準値の一部分Vref[3:0]を駆動することができる。この基準値部分が、Vref値の下位ビット(すなわち、less significant bits)を含んでいることを示すために、DMIをローにすることができる。
【0047】
時点t4において、DQ[3:0]上にVref[3:0]値が存在することを示すために、DQS_tは、ハイにストローブすることができる。いくつかの実施形態では、DQS_tは、基準値が捕捉されることを保証するために2回以上ハイにストローブすることができる。
【0048】
時点t5において、DQ[3:0]上で基準値の第2の部分Vref[6:4]を駆動することができる。この基準値部分が、Vref値の上位ビット(すなわち、more significant bits)を含んでいることを示すために、DMIをハイに駆動することができる。時点t6において、第2の基準値部分が存在することを示すために、DQS_tを1回または複数回ハイに駆動することができる。図示の実施形態では、基準値は7ビットであるが、代替的な実施形態は、DMI遷移を含まない4ビット値を含む、より多くのまたはより少ないビット数を含むことができる。
【0049】
時点t7において、CA[2:0]上で較正パターン(パターンA)を駆動することができる。
【0050】
図6Bを参照すると、時点t8において、CA[2:0]上での較正パターンの適用に続いて、メモリ装置によって受信したパターン(パターンA)をDQ[2:0]上で提供することができる。図示の実施形態では、捕捉パターン値が存在することを信号伝送するために、DQ[3]を所定のレベル(この場合にはハイ)まで駆動することができる。代替的な実施形態では、捕捉されたパターンデータが存在することを信号伝送するために、DMIを使用することができる。時点t9において、DQ[3]は、以前のレベル(この場合にはロー)に戻ることができる。
【0051】
図示の実施形態では、時点t10において、第2の較正パターン(パターンB)をCA[3:0]に適用することができ、較正動作を継続することができる。
【0052】
図6Cは、別の実施形態によるコマンドバストレーニング動作のタイミング図である。トレーニング動作は、
図6Aの時点t0とt1との間に示されているようなトレーニングモードコマンドによって進行可能である。
【0053】
図6Aとは異なり、時点t3において、CA[2:0]バス上とDQ[3:0]バス上との両方において較正データを提供することができる。時点t4において、較正データが存在することを示すために、DQS_tを1回または複数回アクティブ化することができる。いくつかの実施形態では、DMI IOをローに駆動することができ、これにより、DQ[3:0]が入力として動作すべきであるということを示すことができる。次いで、較正動作は、
図6Bに示されているように進行することができ、CA[2:0]において較正パターンが適用され、続いて、時点t8において、メモリ装置によって検出されたこのようなパターンをDQ[3:0]上で出力することができる。いくつかの実施形態では、DMI IOをハイに駆動することができ、これにより、DQ[3:0]が出力として動作すべきであるということを示して、パターンデータを提供することができる。
【0054】
図7は、一実施形態によるメモリ装置に関する書き込みレベリング動作のタイミング図である。
図7は、本明細書で前述したCKと、CKEと、CSと、CA[2:0]と、Commandと、DQ[3:0]と、DMIと、に関する波形を含む。
図7は、差動データストローブ信号DQS_t/(c)も含む。しかしながら、代替的な実施形態は、シングルエンドDQS信号を含むことができる。
【0055】
時点t0において、メモリ装置は、2つの12ビットモードレジスタ書き込みコマンド(MRW-1,MRW-2)を受信することができ、これらの2つの12ビットのコマンドは、メモリ装置を、書き込みレベリングモードに移行させることができる。このようなコマンドは、それぞれ本明細書に記載されているようにCKの連続した立ち上がりエッジ上で、4つの3ビット部分に分かれて受信可能である。
【0056】
時点t1において、MWR-2の最後の部分の後の時間期間tWLMRDに続いて、データストローブ信号(DQS_tまたはDQS_c)が遷移することができる。時間期間tWLMRDは、コントローラ装置によって確立可能である。このとき、メモリ装置は、フィードバック値を生成するためにストローブ信号をサンプリングすることができる。いくつかの実施形態では、クロックCKを使用して、データストローブ信号(DQS_tまたはDQS_c)をサンプリングすることができる。サンプリングされたDQS信号がある1つの値(例えば、ハイ)を有する場合には、全てのデータバスDQ[3:0]は、その値(例えば、ハイ)を有することができる。サンプリングされたDQS信号が別の値(例えば、ロー)を有する場合には、全てのデータバスDQ[3:0]は、その値(例えば、ロー)を有することができる。
【0057】
時点t2において、書き込みレベリング出力遅延(tWLO)に続いて、フィードバック値(例えば、サンプリングされたクロック状態)をメモリ装置によって出力することができる。フィードバック値の第1の部分を出力することができる(Fdbk[3:0])。時点t3において、フィードバック値の第2の部分を出力することができる(Fdbk[7:4])。DMIの値は、変化可能であり、ニブル値の変化を示している(この場合には、上位ビット)。時点t4において、フィードバック値の第3の部分を出力することができ(Fdbk[11:8])、続いて、第4の部分を出力することができる(Fdbk[15:12])。
【0058】
コントローラは、このフィードバック値からクロックCKに対するDQS_t/DQS_c信号の配置を調整することができる。
【0059】
図8Aおよび
図8Bは、一実施形態によるメモリ装置に関する読み出しデータバス(RD DQ)較正動作を示す図である。
図8Aは、本明細書で前述した波形を含むタイミング図である。
図8Bは、RD DQ較正動作におけるDQ IO上およびDMI IO上でのビットシーケンス出力を示す表を含む。
【0060】
図8Aを参照すると、時点t0において、メモリ装置は、多目的コマンド(MPC-1)とそれに続くCAS-2コマンドとを含む、2つの12ビットのコマンドを受信することができる。このようなコマンドは、メモリ装置を、RD DQ較正モードに移行させることができる。このようなコマンドは、それぞれ本明細書に記載されているようにCKの連続した立ち上がりエッジ上で、4つの3ビット部分に分かれて受信可能である。RD DQ較正モードでは、メモリ装置は、モードレジスタにアクセスすることができ、このようなレジスタにおいて定義されたパターンを、DQ出力上で出力することができる。
【0061】
時点t3において、読み出しレイテンシ(RL)および出力アクセス時間(tDQSCK)に続いて、縮小されたサイズのバスDQ[3:0]上でテストパターンを出力することができる。
【0062】
図8Bを参照すると、表802は、モードレジスタ804に格納されている値に従ってDQ IO上で出力することができるビットシーケンスを示す。モードレジスタ804は、テストパターンと、このようなテストパターンのための反転マスクとに対応する値を格納することができる。図示のRD DQ較正動作では、DMI値は、反転されず、DQ出力値の反転を命令しない。レジスタ値804は、プログラミング可能であってよく、デフォルト値にも設定可能である。
【0063】
図9Aおよび
図9Bは、一実施形態によるメモリ装置に関するデータストローブ・ツー・データバス(DQS-DQ)トレーニング動作を示すタイミング図である。DQS-DQトレーニング動作は、データストローブ信号DQSをDQ値と適切に揃えることを可能にするためにテストパターンを生成することができる(例えば、DQSは、データの中心(中央)におけるDQデータラッチを可能にする)。
図9Aは、テストFIFO書き込み動作を示す。
図9Bは、テストFIFO読み出し動作を示す。
【0064】
図9Aを参照すると、時点t0において、メモリ装置は、多目的コマンド(MPC WR FIFO)とそれに続くCAS-2コマンドとを含む、2つの12ビットのコマンドを受信することができる。このようなコマンドは、メモリ装置を、テストFIFOへの書き込みモードに移行させることができる。このようなコマンドは、それぞれ本明細書に記載されているようにCKの連続した立ち上がりエッジ上で、4つの3ビット部分に分かれて受信可能である。図示の実施形態では、書き込みFIFOコマンドは、時点t1において繰り返される。
【0065】
時点t2において、書き込みレイテンシおよび他のタイミング制約に続いて、書き込みデータ値をDQ[3:0](およびオプションとしてDMI)上で駆動することができる。データ値は、コントローラ装置等によって選択可能である。さらに、データ値DQ[3:0]は、初期タイミングを有するデータストローブ値DQS_tによって提供可能である。このような書き込みデータ値は、テストFIFOのエントリ(エントリx)に格納可能である。テストデータは、コントローラのためのトレーニングの種類に応じて任意の適切な形態を取ることができる。図示の実施形態では、時点t3において、2つのテストFIFOへの書き込みコマンドのタイミングに起因して、次のエントリ(エントリx+1)のためのデータは、前のエントリのデータに従うことができる。いくつかの実施形態では、それぞれの書き込みFIFO動作は、最後のFIFOエントリに到達するまでデータを次のFIFOエントリに書き込むことができる。
【0066】
図9Bを参照すると、初期DQS_tタイミングを有するテストFIFOにテストデータが書き込まれた後、このようなデータ値をテストFIFOから読み出して、DQS_tタイミングを評価することができる。
【0067】
図9Bを参照すると、時点t0において、メモリ装置は、それぞれMPC RD FIFOコマンドとそれに続くCAS-2コマンドとから形成されている、2つのFIFO読み出しコマンドを受信することができる。
【0068】
時点t1において、読み出しレイテンシおよび他の遅延に続いて、第1のFIFOエントリ(エントリx)からのデータ値をDQ[3:0](およびオプションとしてDMI)上で出力することができる。コントローラは、そのようなデータ値から現在のDQS_tタイミングの性能を決定し、必要に応じてそのようなタイミングを調整することができる。図示の実施形態では、時点t2において、2つのテストFIFOからの読み出しコマンドのタイミングに起因して、次のエントリ(エントリx+1)のためのデータは、前のエントリのデータに従うことができる。いくつかの実施形態では、それぞれの読み出しFIFO動作は、最後のFIFOエントリに到達するまで次のFIFOエントリからデータを読み出すことができる。
【0069】
図10Aおよび
図10Bは、一実施形態によるメモリ装置に関するDQSインターバル発振器の読み出し動作を示すタイミング図である。このような動作では、カウント値を生成するために、DQSクロックツリーパスを含む発振器を始動および停止させることができる。カウント値を使用して、DQSクロックツリーパスのあらゆる変動を検出することができる。このような変動が十分に大きい場合には、メモリ装置は、再トレーニングを受けることができる。
【0070】
図10Aを参照すると、時点t0において、メモリ装置は、DQSインターバル発振器を始動させる12ビットの多目的コマンドを受信することができる。コマンドは、本明細書に記載されているようにCK信号の連続した立ち上がりエッジ上で、4つの3ビット部分に分かれて受信可能である。
【0071】
時点t1において、コントローラ等によって選択することができる測定時間期間の後に、メモリ装置は、カウント値を捕捉する12ビットの多目的コマンドを受信することができる。コマンドは、発振器始動コマンド(MPCコマンド)と同じ方式で受信可能である。発振器停止コマンドを受信すると、カウント値をレジスタに格納することができる。
【0072】
時点t2において、適切なレジスタからカウンタ値を読み出すための読み出しレジスタコマンドを発行することができる。図示の実施形態では、このコマンドは、モードレジスタ読み出し(MRR)コマンドとそれに続くCAS-2コマンドとを含む、2つの12ビットのコマンドを含むことができる。いくつかの実施形態では、このようなコマンドを所定の遅延(tOSCO)よりも早期に受信することはできない。
【0073】
時点t3において、読み出しレイテンシおよび他の遅延に続いて、レジスタからの発振器カウンタ値をDQ[3:0]上で出力することができる。コントローラは、そのようなデータ値から、DQS_tクロックツリーパスによって導入される遅延の変化を考慮するために追加的なトレーニングが必要であるかどうかを判定することができる。
【0074】
図10Bは、DQSインターバル発振器のカウント値を取得するための代替的な方法のタイミング図である。
図10Bの動作は、
図10Aの動作と同様であってよいが、(t1において発行された)読み出しレジスタコマンドは、カウント値をレジスタに格納することと、その後、(時点t3において)カウント値をDQ[3:0]上で出力することとの両方を結果的にもたらすことができる。
【0075】
図11は、一実施形態によるメモリ装置に関する読み出しプリアンブルトレーニング動作のタイミング図である。
図11は、本明細書に記載されているような波形を含む。読み出しプリアンブルトレーニング動作を使用して、DQS_t信号のための読み出しプリアンブルタイミングを確立することができる。
図11は、DQS_tのみを示しているが、他の実施形態は、差動データストローブ信号DQS_t/DQS_cを含むことができ、その場合、DQS_cは、DQS_tの反対レベルまで駆動される。
【0076】
時点t0において、メモリ装置は、12ビットのコマンドMRW-1およびMRW-2を受信することができ、これらの12ビットのコマンドMRW-1およびMRW-2は、メモリ装置を、読み出しプリアンブルトレーニングモードに移行させることができる。このようなコマンドは、それぞれ本明細書に記載されているようにCKの連続した立ち上がりエッジ上で、4つの3ビット部分に分かれて受信可能である。MRW-2の最後の3ビット部分に続く遅延tDSOの後、時点t1において、DQS_tをローに駆動することができる。そのような遷移に続いて、メモリ装置は、標準プリアンブルによって出力データを先導したり、または標準ポストアンブルによって出力データに追従したりはしなくなる。
【0077】
時点t2において、メモリ装置は、トレーニング動作を開始するために、8つのCKの立ち上がり遷移にわたって12ビットのコマンドMPC-1およびCAS-2を受信することができる。時点t3において、このようなコマンドに応答して、読み出しレイテンシおよび他の遅延(例えば、tDQSCK)に続いて、DQS_t信号は、DQ[3:0]上でのデータ出力に同期して遷移することができる。いくつかの実施形態では、このような出力データは、レジスタ(例えば、
図8Bに示されているレジスタ)に格納されたデータであってよい。コントローラは、このようなデータから自身のDQS受信器を評価またはトレーニングすることができる。
【0078】
図12Aおよび
図12Bは、実施形態によるCA Vrefトレーニング動作を示すタイミング図である。CA Vrefトレーニング動作を使用して、CA入力に対する基準電圧を確立することができる。しかしながら、同じプロセスを使用して、メモリ装置における任意の他の適切な基準値を確立してもよい。
図12Aは、本明細書に記載されているような波形を示すタイミング図である。
図12Bは、受信したコマンドに含まれているデータを詳細に示すタイミング図である。
【0079】
図12Aを参照すると、時点t0において、メモリ装置は、12ビットのコマンドMRW-1およびMRW-2を受信することができ、これらの12ビットのコマンドMRW-1およびMRW-2は、メモリ装置を、基準値設定動作に移行させることができる。このようなコマンドは、それぞれ本明細書に記載されているようにCKの連続した立ち上がりエッジ上で、4つの3ビット部分に分かれて受信可能である。
【0080】
MRW-2の最後の部分の受信に続いて、遅延Vref_timeの後、新しい基準値を確立することができる。いくつかの実施形態では、遅延Vref_timeを、変化の大きさに応じて変更することができる。
【0081】
図12Bを参照すると、一実施形態による基準設定動作におけるコマンドの構造が、タイミング図で示されている。コマンドに含まれているデータの種類は、コマンドデータCMD(すなわち、コマンドを識別するビット)と、アドレス値ADD(すなわち、レジスタアドレスを識別するビット)と、基準値Vref(すなわち、基準値を設定することができるビット)と、DATA(他のデータを含むことができる)と、を含むことができる。
【0082】
図12Bの実施形態では、第1のコマンド(MRW-1)は、第1の2つの部分にコマンドデータを含むことができ、第2の2つの部分にアドレスデータを含むことができる。第2のコマンド(MRW-2)は、第1の2つの部分にコマンドデータを含むことができ、第2の2つの部分に基準値を含むことができる。基準値がCA基準電圧を確立する一実施形態では、そのような基準値は、Vref(CA)値の範囲に対して1ビットを含むことができ、Vref(CA)値を設定するために6ビットを含むことができる。
【0083】
図12Bに示された特定の値は、単なる一例に過ぎず、限定するものとして解釈されるべきではないことを理解すべきである。
【0084】
図6A~
図12Bに示されている種々異なる動作のためのコマンドデータおよびアドレスデータ値は、任意の適切な形態を取ることができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、コマンド値およびアドレス値は、LPDDR4規格(JESD209-4D)との互換性を有することができるが、新規のCAバス上で、本明細書に記載されているような方式およびその均等物の方式で伝送可能である。
【0085】
図13は、一実施形態によるメモリ装置1302のブロック図である。メモリ装置1302は、x4 DDRインターフェース(I/F)回路1304と、1つまたは複数のメモリアレイ1306と、制御回路1308と、を含むことができる。x4 DDR I/F回路1304は、本明細書に記載されているようなCK、CS、CA[2:0]入力、ならびにDQS、DQ[3:0]およびDMI IO、またはその均等物を含むことができる。CK入力およびDQS入力は、シングルエンドとして示されているが、代替的な実施形態では、このような入力の一方または両方は、差動入力であってよい。本明細書に記載されているように、データは、DQ[3:0]上でニブルとして並列に伝送されるので、x4 DDR IF1304は、並列インターフェースであってよい。x4 DDR I/F回路1304は、DMI制御回路1304-0を含むことができ、このDMI制御回路1304-0は、書き込み動作中のデータマスキング、または読み出し動作中または書き込み動作中のデータ反転を示すことを超えた機能を、DMI IOに提供することができる。このような追加的な機能は、限定するわけではないが、読み出しおよび書き込み動作のためのECCデータを提供すること、DQ[3:0]上での読み出しまたは書き込みデータのための上位ニブルまたは下位ニブルインジケータを示すことおよび/またはDQ[3:0]の状態(例えば、データの受信または送信)を示すことを含むことができる。
【0086】
いくつかの実施形態では、x4 DDR IF1304は、発振器回路1304-1を含むことができる。発振器回路1304-1は、DQS信号パスの少なくとも一部分を含むことができ、DQS信号パスのための遅延値を決定するために使用可能である。いくつかの実施形態では、x4 DDR I/F回路1304は、トレーニング回路1304-2を含むことができる。トレーニング回路1304-2は、CA[2:0]上で受信したデータを、コマンドおよび/またはアドレス復号回路以外の回路に提供することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、トレーニング回路1304-2は、基準電圧を確立する部分のような基準値の一部分を、DQ[3:0]IO上で基準値の別の部分と一緒に入力することを可能にすることができる。
【0087】
メモリアレイ1306は、1つまたは複数のメモリセルアレイを含むことができ、この1つまたは複数のメモリセルアレイは、書き込み動作においてデータを格納することができ、読み出し動作に応答してデータを出力することができる。メモリセルアレイは、任意の適切な種類のメモリセル(例えば、揮発性、不揮発性)またはアーキテクチャ(ランダムアクセス、NOR、NAND)を含むことができる。メモリアレイ1306は、対応する復号回路、読み出しパス回路および書き込みパス回路を含むこともでき、不揮発性メモリセルの場合にはプログラム回路および消去回路を含む。
【0088】
制御回路1308は、メモリ装置の動作を制御することができ、x4 DDR I/F1304を介して受信したコマンドによって示される動作を実行するためのロジックを含むことができる。制御回路1308は、構成値および他の値を格納するためのレジスタ1308-2(例えば、モードレジスタ)を含むことができる。このようなレジスタ1308-2の全部または一部は、モードレジスタ読み出しコマンドおよびモードレジスタ書き込みコマンドによってアクセス可能である。
【0089】
いくつかの実施形態では、制御回路1308は、FIFO1308-1および/または基準電圧生成器1308-0を含むことができる。FIFO1308-1は、x4 DDR IF1304で受信した値を、後続する読み出しのために較正動作中に格納することができる。基準電圧生成器1308-0は、x4 DDR IF1304で受信した構成基準値に応答して基準電圧を生成することができる。
【0090】
図14は、別の実施形態によるメモリ装置1402のブロック図である。メモリ装置1402は、
図13と同様の項目を含むことができ、このような項目は、同じ参照符号によって参照されるが、先頭の数字が「13」ではなく「14」になっている。メモリ装置1402は、メモリアレイがバンク1406-0~-3に配置されていて、メモリ装置1402がシリアルIF1410をさらに含むことができるという点で、
図13のメモリ装置とは異なることができる。シリアルIF1410は、シリアルクロックS_CKおよびシリアルチップセレクトS_CSに同期して、1つまたは複数のシリアルデータIO(S_DQ0~S_DQ3として示されている4つ)上でのシリアルデータトランザクションをイネーブルすることができる。いくつかの実施形態では、シリアルIF1410は、シリアルペリフェラルインターフェース(SPI)規格との互換性を有することができる。しかしながら、代替的な実施形態は、任意の他の適切なシリアル規格との互換性を有するインターフェースを含むことができる。
【0091】
バンク(1406-0~-3)は、それぞれ複数の不揮発性メモリ(NVM)セルを含むことができる。それぞれのバンク(1406-0~-3)内で、NVMセルを1つまたは複数のアレイに配置することができる。NVMセルは、任意の適切な形態を取ることができ、いくつかの実施形態では、「フラッシュ」型のNVMセルであってよい。バンク(1406-0~-3)は、別個にアドレス指定可能である。すなわち、装置1402の物理的なアドレス指定は、それぞれのバンク(1406-0~-3)ごとに別個のバンクアドレスを有することができる。図示の実施形態では、全てのバンク(1406-0~-3)を、第1のバスシステム1412Aまたは第2のバスシステム1412Bに接続することができる。第1のバスシステム1412Aは、バンク(1406-0~-3)をx4 DDR IF1404に接続することができ、第2のバスシステム1412Bは、バンク(1402-0~-3)を第2のI/F1406に接続することができる。
図14は、4つのバンクを有する装置を示しているが、実施形態は、より多数またはより少数のバンクを含むことができる。
【0092】
図15は、実施形態に含めることができるインターフェース回路1514のブロック図である。インターフェース回路は、物理的な受信回路1516-0および物理的な送信回路1516-1と、CA入力回路1518と、データ入力パス回路1520と、データ出力パス回路1522と、トレーニングパス回路1524と、DMI制御回路1504-0と、を含むことができる。いくつかの実施形態では、受信回路および送信回路1516-0/1は、低電圧スイング終端ロジック(LVSTL)回路であってよい。
【0093】
CA入力回路1518は、CA[2:0]入力から3ビット値を受信し、CA DATA INのような値を提供することができる。いくつかの実施形態では、CA DATA INは、2つの3ビットの入力値から形成される6ビットの入力値であってよい。いくつかの実施形態では、CA入力回路1518は、CA[2:0]からのデータをトレーニングパス回路1524に提供することもできる。
【0094】
データ入力パス回路1520は、DQ[3:0]から4ビットのデータ値を受信し、このような値を内部データDATA_INTとして提供することができる。データ出力パス回路1522は、DATA_INTから出力データを受信し、DQ[3:0]上で4ビットのデータ値のようなデータを提供することができる。いくつかの実施形態では、DATA_INTは、8ビット、16ビット等のような4ビットのより大きな倍数であってよい。トレーニングパス回路1524は、CA[2:0]入力上で受信したデータを、CAトレーニングモードでのように、データ出力パス回路1522に選択的に接続することができる。
【0095】
DMI制御回路1504-0は、DMI IOが、データマスキングおよびデータ反転に加えて、限定するわけではないが、読み出し動作および書き込み動作のためのECCデータを提供すること、DQ[3:0]上での読み出しデータまたは書き込みデータのための上位ニブルまたは下位ニブルの値を示すこと、またはDQ[3:0]がデータを送信または受信すべきかどうかを示すことを含む、種々異なる機能を提供することを可能にすることができる。DMI制御回路1504-0は、出力DMI値を受信し、DMI入力値(DMI IO)を提供することができ、ECCデータを提供および/または受信することができる。
【0096】
図16Aは、一実施形態によるCA入力回路1618の概略図である。CA入力回路1618は、入力ラッチ1618-0と、入力デマルチプレクサ(deMUX)1618-1と、deMUXロジック1618-3と、コマンドラッチ1618-2と、を含むことができる。入力ラッチ1618-0は、クロック信号CK’に応答してCA[2:0]からの3ビット値をラッチすることができ、このクロック信号CK’は、CK入力に応答して(場合により、CSのような他の入力状態として)生成可能である。deMUXロジック1618-3に応答して、deMUX1618-2は、3ビット値をコマンドラッチ1618-2の複数の異なる位置に選択的に渡すことができる。コマンドラッチ1618-2は、12ビットのコマンドを形成することができ、この12ビットのコマンドは、コマンド復号回路等によって処理可能である。DeMUXロジック1618-3は、12ビットのコマンドを形成するために、CA[2:0]の3ビット部分に分けてクロックするための信号を生成することができる。
【0097】
図16Aの実施形態は、コマンド復号回路等による処理のために3ビット値が12ビット値に変換される構成を示しているが、このような実施形態は、限定するものとして解釈されるべきではない。代替的な実施形態は、コマンドの3ビット部分に基づいて動作するコマンド復号回路にコマンドする装置を含むことができる。
【0098】
図16Bは、一実施形態によるデータパス1620/1622の概略図である。図示の実施形態では、データ入力パス1620は、DQラッチ1620-0と、入力データ制御ロジック1620-1と、入力deMUX1620-2と、入力データラッチ1620-3と、を含むことができる。DQラッチ1620-0は、信号DQS’に応答してDQ[3:0]からの4ビットの値をラッチすることができ、この信号DQS’は、入力データストローブおよび他の信号に応答して形成可能である。入力deMUXロジック1620-1に応答して、入力deMUX1620-2は、4ビット値を入力ラッチ1620-3の複数の異なる位置に選択的に渡すことができる。入力データラッチ1620-3は、8ビットのデータ値を形成することができ、この8ビットのデータ値は、より大きなデータ値の一部を形成してもよいし、または形成しなくてもよい。
【0099】
データ出力パス1622は、出力データラッチ1622-0と、出力データ制御ロジック1622-1と、出力MUX1622-2と、出力ドライバ1622-3と、を含むことができる。出力データラッチ1622-0は、DQ[3:0]上で出力するための8ビット値を格納することができる。出力MUXロジック1622-1に応答して、出力MUX1622-2は、4ビットの値を出力ラッチ1620-0の複数の異なる位置から出力データとして選択的に渡すことができる。このようなデータ値は、DQ[3:0]上で出力ドライバ1622-3によって駆動可能である。
【0100】
実施形態によれば、(
図6Cに示されているような)いくつかの動作では、DMI IOは、DQ[3:0]IOの状態を示すことができる。
図16Cは、1つのこのような実施形態を示す概略図である。
図16Cは、データ出力パス回路1620Bと、データ入力パス回路1622Bと、DMI制御回路1604-0と、モード制御回路1624と、を含む。データ出力パス回路1620Bは、DQ[3:0]上で出力するためのデータを提供することができ、モード制御回路1624によってイネーブル可能またはディスエーブル可能である。データ入力パス回路1622Bは、DQ[3:0]において入力データとしてデータを受信することができ、同じくモード制御回路1624によってイネーブル可能である。
【0101】
DMI制御回路1604-0は、入力DMI信号を受信して、出力DMI信号を提供することができる。さらに、ローDMI入力信号を検出するモード制御回路1624に応答して、データ入力パス回路1622Bは、DQ[3:0]上で(場合により、CAバス上でも)入力データ(例えば、較正値)を受信することが可能となる。続いて、DMI制御回路1604-0は、DQ[3:0]が出力データ(例えば、CAバス上で受信したテストパターン)を提供していることを示すDMI出力信号を生成することができる。
【0102】
実施形態によれば、(
図6Aおよび
図7に示されているような)いくつかの動作では、DMI IOが、DQ[3:0]IO上で出力ニブルの重要度を示すことができる。
図16Dは、1つのこのような実施形態の概略図である。
図16Dは、データ出力パス回路1620Dと、データ入力パス回路1622Dと、DMI制御回路1604-0と、を含む。データ出力パス回路1620Dは、
図16Bに関して説明したようにDQ[3:0]上で出力するためのデータを提供することができ、4ビットのデータ値は、NIBBLE_CTRL信号に応答して多重化された出力である。データ入力パス回路1622Bは、本明細書の実施形態のいずれかによるDQ[3:0]またはその均等物においてデータを受信することができる。
【0103】
DMI制御回路1604-0Dは、出力DMI信号を提供する出力部1604-0_Outと、入力DMI信号を受信する入力部1604-0_Inと、を含むことができる。さらに、モード制御信号MODEに応答して、出力部1604-0_Outは、DQ[3:0]IO上でデータのニブル重要度および/またはニブル値変化を示すDMI出力信号を生成することができる。同様に、入力部1604-0_Inは、DQ[3:0]IO上でデータのニブル重要度および/またはニブル値変化を示す入力DMI信号を受信することができる。多数の考えられる例のうちの単なる2つの例として、1つの種類の較正動作では、入力DMI信号は、DQ[3:0]上で入力基準値の下位ビットであることを示すためにある1つの値(例えば、ロー)を有することができ、続いて、DQ[3:0]上で入力基準値の上位ビットが存在することを示すために別の値(例えば、ハイ)を有することができ、そして、別の種類の較正動作では、DQ[3:0]上で出力値の下位ビットが駆動される場合には、1つの値(例えば、ロー)を有する出力DMI信号を生成することができ、DQ[3:0]上で出力値の上位ビットが駆動される場合には、別の値(例えば、ハイ)を有する出力DMI信号を生成することができる。
【0104】
実施形態によれば、(
図6Cに示されているような)いくつかの動作では、CA[2:0]上で受信したデータを、DQ[3:0]上で受信したデータと組み合わせて、基準値(例えば、Vref[5:0])を形成することができる。
図16Eは、1つのこのような実施形態の概略図である。
図16Eは、CA入力回路1618Eと、データ入力パス回路1620Eと、データ出力パス回路1622Eと、(DMI制御回路1604-0Eと、)トレーニングパス回路1624と、を含む。データ入力パス回路1620Eは、本明細書に記載されているようなデータ入力値およびその均等物を受信することができる。データ出力パス回路1622Eは、本明細書に記載されているようなデータ出力値およびその均等物を提供することができる。
【0105】
CA入力回路1618Eは、3ビットのCA[2:0]値を受信し、それらをコマンドおよび/またはアドレス復号器に提供することができる。しかしながら、CA入力回路1618Eは、CA[2:0]の入力値をトレーニングパス回路1624に提供する回路1618-4をさらに含むことができる。
【0106】
いくつかの実施形態では、トレーニングパス回路1624は、CA[2:0]からのデータ(例えば、CAパターン)をデータ出力パス回路1622E上で出力データとして選択的に提供するための回路1624-1を含むことができる。いくつかの実施形態では、トレーニングパス回路1624は、CA[2:0]からのデータ(例えば、Vref[2:0])を基準値の一部分として選択的に提供するための回路1624-0を含むことができ、DQ[3:0]は、基準値の別の部分(例えば、Vref[6:4])を提供する。
【0107】
図16B~
図16Eの実施形態は、DQ[3:0]上の4ビットの値が内部データバス上での転送のために8ビットの値に変換される構成を示しているが、このような実施形態は、限定するものとして解釈されるべきではない。代替的な実施形態は、ネイティブの狭帯域(例えば、3ビットCA、4ビットデータ)内部バスを有する装置を含むことができる。
【0108】
実施形態は、任意の適切なメモリセルアレイ構造を含むことができるが、いくつかの実施形態は、1-トランジスタ(1T)NOR型アレイを含むことができる。
図17Aは、実施形態に含めることができる1T NORアレイ1706Aの概略図である。アレイ1706Aは、行および列になるように配置された複数のメモリセル(1つが1726-0として示されている)を含むことができ、同じ行のメモリセルは、同じワード線(1つが1726-2として示されている)に接続されており、同じ列のメモリセルは、同じビット線(1つが1726-3として示されている)に接続されている。いくつかの実施形態では、メモリセル(1726-0)は、制御ゲートとチャネルとの間に電荷蓄積構造1726-1を有する単一のトランジスタ構造によって形成可能である。電荷蓄積構造1726-1は、1ビットまたは複数ビットのデータを(電荷の欠如を含む)電荷として蓄積することができる。電荷蓄積構造1726-1は、限定するわけではないが、フローティングゲート、電荷蓄積誘電体(例えば、リプレイスメントゲート)、またはこれらの組み合わせを含む、任意の適切な形態を取ることができる。
【0109】
実施形態は、不揮発性メモリセルを含むことができるが、実施形態は、任意の適切な揮発性アレイ構造または揮発性メモリセル型を含むこともできる。
図17Bは、実施形態に含めることができる考えられる揮発性メモリセルアレイの概略図である。
図17Bは、複数の揮発性メモリセル(1つが1726-0Vとして示されている)を含むことができるアレイ1706Bを示し、これらの複数の揮発性メモリセルは、行および列になるように配置されており、1つまたは複数のビット線(例えば、1726-3)およびワード線(例えば、1726-2)に接続されている。揮発性メモリセルは、限定するわけではないが、DRAMセル1726-0V1および/またはSRAMセル1726-0V2を含む、任意の適切な形態を取ることができる。SRAMセル1726-0V2は、限定するわけではないが、4トランジスタ(4T)、6Tおよび/または8Tのバリエーションを含むことができる。
【0110】
図18は、さらなる実施形態によるNVM装置1802のブロック図である。NVM装置1802は、本明細書に示されているNVM装置のいずれかの1つの実装例であってよい。NVM装置1802は、x4 LPDDR4 IF1804と、マルチバンク1806-0~-7と、制御回路1808と、クワッドSPI(QSPI)互換性IF1810と、を含むことができる。x4 LPDDR4 IFは、CS入力と、CK入力と、CKE入力と、CA[2:0]入力と、DQS IOと、DMI IOと、DQ[3:0]IOと、を含むことができる。いくつかの実施形態では、x4 LPDDR IFは、LPDDR4規格(JESD209-4D)との互換性を有する信号伝送要件を有することができるが、縮小されたサイズのCAバス上でコマンドを受信し、本明細書において説明するような縮小されたサイズのDQバス上またはその均等物上でデータを提供することができる。いくつかの実施形態では、x4 LPDDR4 IF1804は、差動クロック入力(CK_t,CK_c)または差動データストローブ(DQS_t,DQS_c)のいずれかを含む、差動信号伝送を有することができる。
【0111】
いくつかの実施形態では、それぞれのバンク(1806-0~-7)は、行および列になるように配置された複数のNVMセルを含むことができる。それぞれのバンク(1806-0~-7)には、一意のバンクアドレスを介して個別にアクセス可能である。いくつかの実施形態では、NVMセルは、グループ消去可能であってよい(例えば、フラッシュ型セル)。第1のバンクアクセス回路1828-0は、第1のバスシステム1812Aを介してx4 LPDDR4 IF1804から各自の対応するバンク(1802-0~-7)への読み出しおよび書き込みアクセスをイネーブルすることができる。第2のバンクアクセス回路1828-1は、第2のバスシステム1812Bを介してQSPI IF1810から各自の対応するバンク(1802-0~-7)への読み出しアクセスまたは書き込みアクセスをイネーブルすることができる。それぞれ異なるバンクアクセス回路1828-0/1は、それぞれ異なるインターフェース1804/1810を介してそれぞれ異なるバンクへの同時のアクセスをイネーブルすることができる。
【0112】
制御回路1808は、装置1802の動作を制御することができ、
図13に示されている特徴を含む、本明細書に記載されている制御回路の特徴のいずれかを含むことができる。
【0113】
QSPI IF1810は、シリアルチップセレクトSPI_CSと、シリアルクロック入力SPI_CKと、4つのシリアルデータIO SPI_DQと、を含むことができる。このようなIOは、SPI互換性シリアルバスに接続可能である。QSPI IF1810は、SPI_DQを介して受信したコマンドを処理することができる。このようなコマンドは、読み出しコマンドおよび書き込みコマンド(例えば、プログラムコマンド、消去コマンド)の両方を含むことができる。
【0114】
実施形態は、装置と、回路と、対応する方法および動作と、を含むことができるが、実施形態は、小さい高性能バスによって相互に接続された、ピン数が削減された装置を有するシステムを含むこともできる。
図19には、1つのこのような実施形態が示されている。
【0115】
図19は、一実施形態によるシステム1930のブロック図である。システム1930は、ホストマイクロコントローラ(MCU)1932と、第1のメモリ装置1902と、第2のメモリ装置1934と、を含むことができる。ホストメモリ装置1932は、x4 DDR4コントローラ(コントローラ)1932-0を含むことができる。コントローラ1932は、DDRバス1936に接続可能であり、このDDRバス1936は、本明細書に記載されている少ピン数のインターフェースのいずれかによる信号線を含むことができる。DDRバス1936は、それぞれの装置のためのCS入力(CS_dram,CS_nvm)を含むことができる。
図19は、
図1Bに示されている装置のような装置に対応することができるサイズのバス13を示しているが、代替的な実施形態は、これよりも小さいまたは大きいバスサイズを含むことができる。
【0116】
第1のメモリ装置1902は、本明細書の実施形態のいずれかによる少ピン数を有するNVM装置であってよい。第2のメモリ装置1934は、本明細書の実施形態のいずれかによる少ピン数を有するNVM装置であってよい。このようにして、システム1930は、揮発性および不揮発性のストレージを含むことができ、その一方で、縮小されたサイズのバス上での高性能の信号伝送を含むこともできる。
【0117】
図20は、一実施形態による別のシステム2030のブロック図である。システム2030は、ホストシステム2032と、x4 LPDDRバス2036と、シリアルバス2040と、3つが2002、2034、2038として示されている複数の他の装置と、を含むことができる。ホストシステム2032は、x4 LPDDR4メモリコントローラ(MC)2032-0と、シリアルバスMC2032-1と、を含むことができる。x4 LPDDR4 MC2032-0は、本明細書に開示されている実施形態またはその均等物によるコマンドおよびデータを発行することにより、x4 LPDDR4バス2036を介して装置にアクセスすることができる。x4 LPDDR4バス2036は、本明細書に開示されている実施形態およびその均等物による縮小されたサイズのCAバス(すなわち、5つ以下)と、縮小されたサイズのDQバス(すなわち、6つ以下)と、を含むことができる。シリアルバスMC2032-1は、任意の適切なシリアル通信プロトコルに準拠したシリアルバス2040を介して装置にアクセスすることができる。
【0118】
装置2002は、NVMアレイ2006を有するNVM装置であってよく、x4 LPDDR IF2004を介してx4 LPDDRバス2036に接続可能であり、シリアルバスIF2010を介してシリアルバス2040に接続可能である。装置2002は、本明細書に記載されている装置のいずれかおよびその均等物の形態を取ることができる。装置2034は、DRAM装置であってよく、x4 LPDDR IF2004Dを介してx4 LPDDRバス2036に接続可能である。装置2038は、シリアルバス2040に接続されているシリアル装置2038であってよい。
【0119】
x4 LPDDR4 MC2032-0は、コマンド(および場合により)データを、本明細書に記載されている装置2002もしくは2034またはその均等物に発行することができる。
【0120】
実施形態は、装置と、システムと、対応する方法と、を含むことができるが、実施形態は、本明細書に記載されているようなx4 LPDDR I/Fおよびその均等物を介してコマンドと、アドレスと、データ値とを生成することができるメモリコントローラを含むこともできる。
図21は、このような実施形態によるメモリコントローラ2132-0を示す。
【0121】
メモリコントローラ2132-0は、コマンドキュー2142-0と、書き込みキュー2142-1と、読み出しキュー2142-2と、トランザクション処理回路2142-3と、MC IF2104と、ECC回路2142-5と、を含むことができる。コマンドキュー2142-0と、書き込みキュー2142-1と、読み出しキュー2142-2とは、コントローラIFに接続可能であり、このコントローラIFは、コントローラ(例えば、ホストプロセッサ)等に接続可能である。コマンドキュー2142-0は、メモリ装置にアクセスするためにコントローラIFを介してメモリリクエストを受信することができるか、または(較正またはトレーニングのような)他の動作を実施することができる。書き込みキュー2142-1は、MC IF2104を介して書き込まれるべき書き込みデータを受信することができる。読み出しキュー2142-2は、MC IF2104から受信した読み出しデータを提供することができる。
【0122】
トランザクション処理回路2142-3は、リクエストを、所定のビット値を有するコマンドに符号化することができる。いくつかの実施形態では、このことは、コマンドを、2つの6ビット部分から構成される12ビットのコマンドに符号化することを含むことができる。いくつかの実施形態では、このようなコマンドは、LPDDR4規格(JESD209-4D)との互換性を有することができる。トランザクション処理回路は、x4 LPDDR4 IF2104を介して受信した出力および読み出しデータのために書き込みデータをフォーマットすることもできる。
【0123】
MC IF2104は、本明細書に記載されているようなコマンドおよびその均等物を生成することができる。いくつかの実施形態では、MC IF2104は、12ビットのコマンドを受信し、この12ビットのコマンドをCA[2:0]上で4つの3ビット値として出力することができる。データ値は、DQ[3:0]上で、ニブル単位で受信可能および送信可能である。MC IF2104は、本明細書に記載されているようなマスキングおよび反転またはその均等物に加えて、DMI IO上のDMI信号が指示を提供することを可能にすることができる。このことは、限定するわけではないが、反転データによってECCデータを符号化すること、DQ[3:0]に関する入力状態または出力状態を示すこと、またはDQ[3:0]上での8ビット値の上位ニブルまたは下位ニブルを示すことを含むことができる。
【0124】
図22Aは、一実施形態によるホスト装置のためのCA出力回路2244の概略図である。CA出力回路2244は、出力ラッチ2244-0と、出力MUX2240-1と、を含むことができる。出力ラッチ2240-0は、12ビットのコマンドをラッチすることができる。MUX2240-1は、そのような3ビット部分をCA[2:0]上で出力することができる。いくつかの実施形態では、12ビットのコマンド値を、タイミングクロック(例えば、CK)の連続した立ち上がりエッジ上で、4つの3ビット部分に分けて発行することができる。
【0125】
図22Bは、一実施形態によるMC DMI回路2246を示す概略図である。MC DMI回路2246は、DMI IO上でDMI出力値を生成することができ、このDMI出力値は、タイミングクロックの同じサイクルにおいてECCデータを有する反転データを含むことができる。MC DMI回路2246は、反転データまたはマスクデータのためのストレージ2246-1と、ECCデータ2246-2を格納するためのストレージ2246-2と、を含むことができる。ストレージ2246-0/1は、レジスタまたはラッチ等であってよい。MUX2246-3は、反転データおよび/またはマスクデータを含むECCデータまたはDMIデータを選択的に出力することができる。いくつかの実施形態では、このような多重化は、単なる一例として
図5Cに示されているようなタイミングクロックの一方の半分の間にマスク/反転データを提供し、タイミングクロックの他方の半分の間にECCデータを提供することを含むことができる。
【0126】
実施形態は、ホスト装置と一緒に動作するメモリ装置を有するシステムを含むことができるが、実施形態は、本明細書に記載されているようなピン数の削減されたインターフェースおよびその均等物を有するスタンドアローン型の装置を含むこともできる。このような実施形態は、
図23に示されている。
図23は、パッケージ化されたメモリ装置2303を斜視上面図で示す。メモリ装置2302は、本明細書に記載されているメモリ装置のいずれかまたはその均等物の形態を取ることができる。いくつかの実施形態では、メモリ装置2302は、単一の集積回路ダイを含むことができる。メモリ装置2302は、1つが2348として示されている複数の物理的な接続(例えば、ピン)を含むことができる。いくつかの実施形態では、メモリ装置2302は、高速のLVSTL信号伝送を提供することができるが、本明細書で記載されているように比較的少ピン数を有する。
【0127】
図24を参照すると、一実施形態による自動車システム2430が図示されている。自動車システム2430は、多数のサブシステム(2つが2430-0および2430-1として示されている)を有することができる。サブシステム2430-0/1は、1つまたは複数のメモリ装置と通信するホスト装置(例えば、CPUサブシステム)と共に動作することができる。このようなサブシステム2430-0/1は、電子制御ユニット(ECU)および/または先進運転者支援システム(ADAS)を含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、そのようなサブシステムは、多数の考えられる例のうちの単なる2つの例として、ダッシュボードディスプレイ/制御サブシステムおよび/またはインフォテインメントサブシステムを含むことができる。それぞれのサブシステム2430-0/1は、本明細書に記載されているメモリバスのような縮小されたサイズのメモリバスを介してメモリ装置にアクセスすることができるホスト装置を含むことができる。すなわち、ホスト装置は、少ピン数のインターフェースを有することができ、メモリ装置は、少ピン数のメモリ装置であってよい。いくつかの実施形態では、ホスト装置は、NVMメモリ装置から直接的にコードを実行するように構成可能であり、LPDDR4信号伝送との互換性を有するもののように、高速データ転送レートから利益を得ることができる。
【0128】
記載されている装置およびシステムは、実施形態による種々異なる方法を開示しているが、追加的な方法についてフロー図を参照しながら説明する。
【0129】
図25は、一実施形態によるメモリ装置に関する動作の方法2550のフロー図である。方法2550は、コマンドの3ビット部分を受信すること2550-0を含むことができる。いくつかの実施形態では、このことは、タイミングクロックの立ち上がりエッジ上で、複数の異なるコマンド部分をラッチすることを含むことができる。コマンドの最後の部分が受信されるまでの間(2550-1からのN)、次のコマンド部分を受信することができる2550-2。最後のコマンド部分が受信されると(2550-1からのY)、受信したコマンドを処理することができる2550-4。いくつかの実施形態では、コマンドは、12ビットのコマンドであってよく、最後のコマンド部分を受信することは、第4の3ビット部分を受信することを含むことができる。
【0130】
コマンドが書き込みコマンドである場合(2550-4からのWRITE)には、方法2550は、書き込みデータを4ビットデータバス上で4ビットニブルのシーケンスとして受信すること2550-5を含むことができる。いくつかの実施形態では、コマンド部分は、タイミングクロック信号の立ち上がりエッジ上および立ち下がりエッジ上で受信可能であり、4ビット値は、タイミングクロック信号の立ち上がりおよび立ち下がりエッジに同期して受信可能である(すなわち、DDR方式)。コマンドが読み出しコマンドである場合(2550-4からのREAD)には、方法2550は、読み出しデータを4ビットデータバス上で4ビットニブルのシーケンスとして出力することができる2550-6。いくつかの実施形態では、そのような値は、DDR方式で出力可能である。コマンドが何らかの他の種類のコマンドである場合には、そのコマンドを処理することができる2550-7。いくつかの実施形態では、このことは、本明細書に記載されているような較正/トレーニング動作を処理することを含むことができる。
【0131】
図26は、一実施形態によるDMI IO上で反転データを有するECCデータを提供するための方法2650のフロー図である。いくつかの実施形態では、方法2650は、メモリ装置によって実行可能である。方法2650は、コマンドを受信すること2650-0を含むことができる。このようなアクションは、3つ以上のクロックサイクル遷移において縮小されたサイズのCAバス上で複数のコマンド部分を受信することを含む、本発明書に記載されている実施形態によるコマンドまたはその均等物を受信することを含むことができる。
【0132】
方法2650は、DMI ECCがイネーブルされているかどうかを判定することができる2650-1。このようなアクションは、限定するわけではないが、構成レジスタが所定の値にプログラミングされるようにすること、特定の装置IDを有すること、またはDMI信号がECC機能を有するべきであるということを、受信したコマンドに示させることを含むことができる。DMI ECCがイネーブルされていない場合(2650-1からのN)には、方法2650は、コマンドを実行することができる2650-2。
【0133】
DMI ECCがイネーブルされている場合(2650-1からのY)には、方法2650は、コマンドが読み出しコマンドであるか、または書き込みコマンドであるかを判定することができる2650-3。コマンドが読み出しコマンドである場合(2650-3からのREAD)には、データクロックサイクルの一方の半分の間にDMI IO上で反転データを出力することができ2650-4、データクロックサイクルの他方の半分の間にECCデータを出力することができる2650-5。いくつかの実施形態では、そのような反転データおよびECCデータは、データIO上で出力されているデータ(例えば、DQ[3:0])に対応することができる。コマンドが書き込みコマンドである場合(2650-3からのWRITE)には、データクロックサイクルの一方の半分の間にDMI IO上で反転データを受信することができ2650-6、データクロックサイクルの他方の半分の間にECCデータを受信することができる2650-7。いくつかの実施形態では、そのような反転データおよびECCデータは、データIO上で受信されているデータに対応することができる。
【0134】
図27は、一実施形態によるメモリ装置の入力または出力をトレーニングするための方法2750のフロー図である。方法2750は、コマンドを受信すること2750-0を含むことができる。このようなアクションは、本明細書に記載されているアクションのいずれかまたはその均等物を含むことができる。方法2750は、受信したコマンドがトレーニングモードを示しているかどうかを判定することができる2750-1。いくつかの実施形態では、このようなアクションは、コマンドが、1つまたは複数の基準値の受信を予期するトレーニングモードを示しているかどうかを判定するために、コマンドを復号することを含むことができる。多数の考えられるアクションのうちの単なる1つとして、このようなアクションは、コマンドが、メモリ装置をCAバストレーニングモードまたはDQトレーニングモードに移行させているかどうかを判定することができる。トレーニングモードに突入していない場合(2750-1からのN)には、方法2750は、受信したコマンドを実行することができる2750-2。
【0135】
トレーニングモードに突入している場合(2750-1からのY)には、方法2750は、CAバス上とDQバス上との両方においてマルチビット基準値を受信すること2750-3を含むことができる。いくつかの実施形態では、このようなアクションは、CAバス上で基準値の第1の部分を受信し、DQバス上で基準値の残りの部分を受信することを含むことができる。いくつかの実施形態によれば、同じ基準値のそれぞれ異なる部分を、CAバス上およびDQバス上で同時に受信することができる。いくつかの実施形態では、基準値は、CAバストレーニング動作において使用される基準電圧に関するものであってよい。
【0136】
方法2750は、基準値を用いて装置を構成すること2750-4を含むことができる。いくつかの実施形態では、このようなアクションは、基準値のビットからアナログ値を生成することを含むことができる。いくつかの実施形態では、基準値のビットから基準電圧を生成することができる。
【0137】
方法2750は、トレーニング動作を実行することができる2750-5。このようなアクションは、メモリ装置に追加的な入力を提供すること、またはメモリ装置からの追加的な出力をリクエストすることを含むことができる。いくつかの実施形態では、このようなアクションは、テストパターンを入力としてCAバスに適用し、次いで、DQ IOバス上でメモリ装置によって受信したような値を受信することを含むことができる。トレーニング動作は、トレーニングモードが終了するまで2750-6、継続することができる(2750-6からのN)。いくつかの実施形態では、トレーニングモードを終了することは、所定のコマンドを受信することを含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、所定の時間期間の後にトレーニングモードを終了させることができる。
【0138】
図28は、実施形態によるDMI信号を使用して出力データ値の部分を示すための方法2850のフロー図である。このような方法は、メモリ装置、コマンド発行装置(例えば、メモリコントローラ)、またはこれらの組み合わせによって実行可能である。方法2850は、コマンドを受信すること2850-0を含むことができる。このようなアクションは、本明細書に記載されているアクションのいずれかまたはその均等物を含むことができる。方法2850は、受信したコマンドが特別なDMIモードを示しているかどうかを判定することができる2850-1。いくつかの実施形態では、このようなアクションは、コマンドを復号することを含むことができる。多数の考えられるアクションのうちの単なる1つとして、このようなアクションは、コマンドが、メモリ装置をCAバストレーニングモードに移行させているかどうかを判定することができる。特別なDMIモードに突入していない場合(2850-1からのN)には、方法2850は、受信したコマンドを実行することができる2850-2。
【0139】
トレーニングモードに突入している場合(2850-1からのY)には、方法2850は、データを生成すること2850-3を含むことができる。このようなアクションは、データバス上で出力するためのデータを生成するメモリ装置、またはメモリ装置に入力するためのデータを生成するコマンド発行装置を含むことができる。データの第1の部分は、DMI IOによって第1のレベルで提供可能であり2850-4、データの第2の部分は、DMI IOによって第2のレベルで提供可能である2850-5。DMIレベルは、メモリ装置、コマンド発行装置、またはこれらの組み合わせによって確立可能である。
【0140】
図29は、実施形態によるDMI信号を用いて双方向データバスの状態(すなわち、入力または出力)を示すための方法2950のフロー図である。このような方法は、メモリ装置、コマンド発行装置、またはこれらの組み合わせによって実行可能である。方法2950は、コマンドを受信すること2950-0を含むことができる。このようなアクションは、本明細書に記載されているアクションのいずれかまたはその均等物を含むことができる。方法2950は、受信したコマンドが特別なDMI IOモードを示しているかどうかを判定することができる2950-1。いくつかの実施形態では、このようなアクションは、コマンドを復号することを含むことができる。多数の考えられるアクションのうちの単なる1つとして、このようなアクションは、コマンドが、メモリ装置をCAバストレーニングモードに移行させているかどうかを判定することができる。特別なDMI IOモードに突入していない場合(2950-1からのN)には、方法2950は、受信したコマンドを実行することができる2950-2。
【0141】
特別なDMI IOモードに突入している場合(2950-1からのY)には、方法2950は、DQがデータを受信すべきであるということを示すために、DMI IOを第1のレベルまで駆動すること2950-3を含むことができる。このようなアクションは、DQ[3:0]データバス上でデータが受信されるべきであるということを示すために、単一のDMI IOをある1つのレベルまで駆動することを含むことができる。いくつかの実施形態では、このようなアクションは、DQバス上および/またはCAバス上に基準値が存在することを示すために、DMIを第1のレベルまで駆動するコマンド発行装置を含むことができる。方法2950は、DQがデータを出力していることを示すために、DMI IOを第2のレベルまで駆動することを含むこともできる。いくつかの実施形態では、このようなアクションは、CA[3:0]入力上でラッチされたテストパターン値がDQバス上の出力データとして利用可能であることを示すために、DMIを第2のレベルまで駆動するメモリ装置を含むことができる。
【0142】
図30A~
図30Cは、一実施形態によるメモリ装置の性能と、従来のメモリソリューションとを比較した図である。
【0143】
図30Aは、従来のx8 LPDDR4 SDRAMに関する連続した読み出し動作を示すタイミング図である。この動作は、「LPDDR x8」型の動作であると見なすことができる。この動作は、800MHzのクロック速度で実施可能であり、それぞれの読み出し動作は、32バイトのデータにアクセスする。読み出しデータは、ダブルデータレートで出力され、したがって、16クロックにわたって1クロックサイクル当たり2バイトを提供する。SDRAMは、18ns(すなわち、16クロック)のtRCD値と、14クロックのRLと、を有することができる。
図30Aは、CSと、CA6(すなわち、6ビットのコマンドアドレスバス)と、第1の読み出しコマンドに対応するレイテンシ(Lat1)と、第2の読み出しコマンドに対応するレイテンシ(Lat2)と、DQ8(すなわち、8ビットのDQ IOバス)と、に関する波形を含む。
【0144】
引き続き
図30Aを参照すると、それぞれの読み出しコマンドは、2つのアクティブ化コマンド(ACT1/ACT2)と、それに続く読み出しコマンドおよびCASコマンド(RD/CAS)と、を含むことができる。RD/CSコマンドは、tRCDの遅延の後に受信可能である。読み出しデータは、CASコマンドの後のRLに続いて出力される。読み出し動作は、それぞれ32バイトのデータを提供するそれぞれ16クロックの相次ぐバーストを提供するためにタイミングが合わせられる。
【0145】
図30Bは、一実施形態によるメモリ装置に関する連続した読み出し動作を示すタイミング図である。この動作は、「LPDDR x4」動作であると見なすことができる。メモリ装置は、DRAM、不揮発性メモリ(例えば、NORフラッシュ)、またはこれらの組み合わせであってよい。この動作は、800MHzのクロック速度と、16クロックのtRCDと、14クロックのRLと、を含む、
図30Aのタイミングのようなタイミングを含むことができる。しかしながら、
図30Bの動作は、3ビットの縮小されたCAバスと、4ビットの縮小されたDQバスと、を含む。その結果、
図30Aに示されているようにそれぞれの読み出し動作が32バイトのデータにアクセスしている間、読み出し動作は、32クロックにわたって1クロックサイクル当たり1バイトを提供する。
図30Bは、CSと、CA3(すなわち、3ビットのコマンドアドレスバス)と、Lat1と、Lat2と、DQ4(すなわち、4ビットのDQ IOバス)と、に関する波形を含む。
【0146】
引き続き
図30Bを参照すると、
図30Aの場合と同じコマンドを処理することができるが、CA3のおかげで、コマンドを2サイクルではなく4サイクルにわたって受信することができる。読み出し動作は、それぞれ32バイトのデータを提供するそれぞれ32クロックの相次ぐバーストを提供するためにタイミングが合わせられる。
【0147】
図30Cは、従来の装置の性能と、
図30Bに示されているLPDDR x4の実施形態の性能とを比較した表である。
図30Cは、tCK(クロック速度)と、ピン数と、利用可能な帯域幅(データを送信することができる推定レート)と、信号伝送(使用されるIO信号伝送の種類)というパラメータを含む。この表には、HBM x16メモリと、LPDDR x8と、LPDDR x4との実施形態についてのパラメータが含まれている。図示のように、LPDDR x4の実施形態は、少ピン数(12)を用いて高性能を提供することができる。
【0148】
図31は、実施形態によるピン数の削減された高性能のメモリ装置3100(例えば、LPDDR4 ×4 RAM)が、比較的多ピン数および/または比較的低性能を有する従来の装置の間のソリューションとしてどのように機能することができるかを示す図である。
【0149】
本明細書全体を通して「一実施形態」または「実施形態」への参照は、その実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれていることを意味していると理解すべきである。したがって、本明細書のそれぞれ異なる部分における「実施形態」または「一実施形態」または「代替的な実施形態」への2つ以上の参照は、必ずしも全て同じ実施形態を参照しているとは限らないことが強調され、また理解されるべきである。さらに、特定の特徴、構造、または特性を、本発明の1つまたは複数の実施形態において適切に組み合わせてよい。
【0150】
同様に、本発明の例示的な実施形態の前述した説明において、本発明の複数の異なる特徴は、発明性のある種々異なる態様のうちの1つまたは複数の態様の理解を支援するための本開示を簡素化する目的で、本発明の単一の実施形態、図面、または説明に一緒にまとめられているときがあることを理解すべきである。しかしながら、本開示の本方法は、特許請求の範囲が、それぞれの請求項に明示的に列挙されている特徴よりも多くの特徴を要求するという意図を反映しているとして解釈されるべきではない。むしろ、発明性のある態様は、前述の開示された単一の実施形態の全ての特徴よりも少ないことにある。したがって、詳細な説明に続く特許請求の範囲は、この詳細な説明に明示的に組み込まれており、それぞれの請求項は、本発明の別個の実施形態として独立している。
【外国語明細書】