(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-21
(45)【発行日】2022-07-29
(54)【発明の名称】デューティ訂正回路を含む不揮発性メモリ、及び該不揮発性メモリを含むストレージ装置
(51)【国際特許分類】
G06F 12/00 20060101AFI20220722BHJP
G11C 7/22 20060101ALI20220722BHJP
G11C 7/10 20060101ALI20220722BHJP
【FI】
G06F12/00 564D
G11C7/22
G11C7/10 405
(21)【出願番号】P 2018105930
(22)【出願日】2018-06-01
【審査請求日】2021-03-18
(32)【優先日】2017-06-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】10-2017-0097815
(32)【優先日】2017-08-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】129,Samsung-ro,Yeongtong-gu,Suwon-si,Gyeonggi-do,Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100091214
【氏名又は名称】大貫 進介
(72)【発明者】
【氏名】朴 廷 ▲じゅん▼
(72)【発明者】
【氏名】任 政 燉
(72)【発明者】
【氏名】鄭 秉 勳
(72)【発明者】
【氏名】金 恩 智
(72)【発明者】
【氏名】申 知 娟
(72)【発明者】
【氏名】崔 榮 暾
【審査官】後藤 彰
(56)【参考文献】
【文献】特開2008-059738(JP,A)
【文献】特開2010-055676(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G06F 12/00
G11C 7/10
G11C 7/22
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
デューティ訂正回路(DCC)トレーニング区間の間、外部クロック信号を受信するように構成されたクロックピンと、
前記DCCトレーニング区間の間、前記外部クロック信号に基づいた内部クロック信号に対するデューティ訂正動作を並列的に遂行する複数のメモリチップと、
前記複数のメモリチップに共通して接続された入出力ピンと、を含み、
前記複数のメモリチップそれぞれは、
前記内部クロック信号に対する前記デューティ訂正動作を遂行するDCCと、
前記DCCの出力端子と前記入出力ピンとの間に接続されるように構成された出力バッファと、を含む、
不揮発性メモリ。
【請求項2】
前記DCCトレーニング区間の間、前記複数のメモリチップにそれぞれ含まれた前記出力バッファは、いずれもディセーブルされ、前記入出力ピンは、フローティングされることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性メモリ。
【請求項3】
前記DCCトレーニング区間の間、前記複数のメモリチップのうち第1メモリチップに含まれた第1出力バッファだけイネーブルされ、残りのメモリチップに含まれた前記出力バッファは、ディセーブルされ、イネーブルされた前記第1出力バッファの出力は、前記入出力ピンを介して、外部に出力されることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性メモリ。
【請求項4】
前記複数のメモリチップそれぞれは、
前記クロックピンを介して、前記外部クロック信号を受信し、受信した前記外部クロック信号から、前記内部クロック信号を生成する内部回路をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項5】
前記外部クロック信号は、前記DCCトレーニング区間の間、既定周波数でトグリングする読み取りイネーブル信号であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項6】
前記読み取りイネーブル信号は、前記DCCトレーニング区間の間、前記出力バッファの動作と係わりなく、前記既定周波数でトグリングすることを特徴とする請求項5に記載の不揮発性メモリ。
【請求項7】
前記外部クロック信号は、前記DCCトレーニング区間の間、既定周波数でトグリングするデータストローブ信号であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項8】
前記DCCトレーニング区間は、既定個数のクロックサイクルを含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項9】
前記複数のメモリチップそれぞれは、デューティ訂正開始コマンドが印加されれば、前記デューティ訂正動作を始め、デューティ訂正終了コマンドが印加されれば、前記デューティ訂正動作を終了することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項10】
前記複数のメモリチップそれぞれは、第1セットフィーチャコマンドが印加されれば、前記デューティ訂正動作を始め、第2セットフィーチャコマンドが印加されれば、前記デューティ訂正動作を終了することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項11】
前記クロックピン及び前記入出力ピンと前記複数のメモリチップとの間に配置され、前記クロックピンを介して、前記外部クロック信号を受信し、受信した外部クロック信号をバッファリングすることにより、バッファリングされたクロック信号を、前記複数のメモリチップに提供するように構成されたバッファチップをさらに含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項12】
前記バッファチップは、前記複数のメモリチップのうち一つに含まれた前記出力バッファの出力に対するデューティ訂正動作を遂行する第1 DCCを含むことを特徴とする請求項11に記載の不揮発性メモリ。
【請求項13】
デューティ訂正回路(DCC)トレーニング区間の間、外部クロック信号を受信するように構成されたクロックピンと、
データ信号またはデータストローブ信号を送受信するように構成された入出力ピンと、
前記クロックピン及び前記入出力ピンに接続され、前記外部クロック信号をバッファリングすることにより、バッファリングされたクロック信号を生成するバッファチップと、
前記バッファリングされたクロック信号に基づいた内部クロック信号に対するデューティ訂正動作を並列的に遂行する複数のメモリチップと、を含み、
前記バッファチップは、
前記複数のメモリチップのうち一つから受信した出力信号に対するデューティ訂正動作を遂行する第1 DCCと、
前記第1 DCCの出力端子と前記入出力ピンとの間に接続されるように構成された第1出力バッファと、を含む、
不揮発性メモリ。
【請求項14】
前記DCCトレーニング区間の間、前記第1出力バッファは、ディセーブルされ、前記入出力ピンは、フローティングされることを特徴とする請求項13に記載の不揮発性メモリ。
【請求項15】
前記DCCトレーニング区間の間、前記第1出力バッファは、イネーブルされ、イネーブルされた前記第1出力バッファの出力は、前記入出力ピンを介して、外部に出力されることを特徴とする請求項13に記載の不揮発性メモリ。
【請求項16】
前記複数のメモリチップそれぞれは、
前記内部クロック信号に対する前記デューティ訂正動作を遂行する第2 DCCと、
前記第2 DCCの出力端子と前記バッファチップとの間に接続されるように構成された第2出力バッファと、を含むことを特徴とする請求項13乃至15のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項17】
前記DCCトレーニング区間の間、前記複数のメモリチップのうち第1メモリチップに含まれた前記第2出力バッファだけイネーブルされ、残りのメモリチップに含まれた前記第2出力バッファは、ディセーブルされ、イネーブルされた前記第2出力バッファの出力は、前記バッファチップに提供されることを特徴とする請求項16に記載の不揮発性メモリ。
【請求項18】
前記外部クロック信号は、前記DCCトレーニング区間の間、既定周波数でトグリングする読み取りイネーブル信号であることを特徴とする請求項13乃至17のいずれか一項に記載の不揮発性メモリ。
【請求項19】
デューティ訂正回路(DCC)トレーニング区間の間、外部クロック信号を受信するように構成されたクロックピンと、
データ信号またはデータストローブ信号を送受信するように構成された入出力ピンと、
前記クロックピン及び前記入出力ピンに接続されたメモリチップと、を含み、
前記メモリチップは、
前記クロックピンを介して、前記外部クロック信号を受信し、受信した前記外部クロック信号から、内部クロック信号を生成する内部回路と、
前記内部クロック信号に対するデューティ訂正動作を遂行するDCCと、
前記DCCの出力端子と前記入出力ピンとの間に接続されるように構成された出力バッファと、を含
み、
前記DCCトレーニング区間の間、前記出力バッファは、ディセーブルされ、前記入出力ピンは、フローティングされる、
不揮発性メモリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、メモリ装置に係り、さらに詳細には、デューティ訂正回路(DCC:duty correction circuit)を含む不揮発性メモリ、前記不揮発性メモリを含むストレージ装置、及び前記ストレージ装置の動作方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ストレージ装置は、不揮発性メモリ及び不揮発性メモリを制御するためのコントローラを含む。従来には、不揮発性メモリとコントローラとの通信が、DRAM(dynamic random access memory)またはSRAM(static random access memory)のような高速メモリを含むメモリシステムに比べて低い動作周波数でなされた。しかし、最近では、不揮発性メモリとコントローラとの通信が高い動作周波数で行われることが要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本開示の技術的思想は、読み取りデータの有効ウィンドウを確保するためのDCCトレーニング時間を短縮させることにより、性能を向上させることができる不揮発性メモリ、及び前記不揮発性メモリを含むストレージ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示の技術的思想による不揮発性メモリは、DCCトレーニング区間の間、外部クロック信号を受信するように構成されたクロックピン、前記DCCトレーニング区間の間、前記外部クロック信号に基づいた内部クロック信号に対するデューティ訂正動作を並列的に遂行する複数のメモリチップ、及び前記複数のメモリチップに共通して接続された入出力ピンを含み、前記複数のメモリチップそれぞれは、前記内部クロック信号に対する前記デューティ訂正動作を遂行するDCC、及び前記DCCの出力端子と前記入出力ピンとの間に接続されるように構成された出力バッファを含む。
【0005】
本開示の他の技術的思想による不揮発性メモリは、DCCトレーニング区間の間、外部クロック信号を受信するように構成されたクロックピン、データ信号またはデータストローブ信号を送受信するように構成された入出力ピン、前記クロックピン及び前記入出力ピンに接続され、前記外部クロック信号をバッファリングすることにより、バッファリングされたクロック信号を生成するバッファチップ、前記バッファリングされたクロック信号に基づいた内部クロック信号に対するデューティ訂正動作を並列的に遂行する複数のメモリチップを含み、前記バッファチップは、前記複数のメモリチップのうち一つから受信した出力信号に対するデューティ訂正動作を遂行する第1 DCC、及び前記第1 DCCの出力端子と前記入出力ピンとの間に接続されるように構成された第1出力バッファを含む。
【0006】
本開示の他の技術的思想による不揮発性メモリは、DCCトレーニング区間の間、外部クロック信号を受信するように構成されたクロックピン、データ信号またはデータストローブ信号を送受信するように構成された入出力ピン、前記クロックピン及び前記入出力ピンに接続されたメモリチップを含み、前記メモリチップは、前記クロックピンを介して、前記外部クロック信号を受信し、受信した前記外部クロック信号から、内部クロック信号を生成する内部回路、前記内部クロック信号に対するデューティ訂正動作を遂行するDCC、及び前記DCCの出力端子と前記入出力ピンとの間に接続されるように構成された出力バッファを含む。
【発明の効果】
【0007】
本開示の技術的思想によれば、マルチチップメモリに含まれた各メモリチップにおいて、DCCトレーニングを並列的に行うことにより、DCCトレーニングに要する時間を短縮させることができる。また、各メモリチップにおいてDCCトレーニングを行うことにより、高速で動作する不揮発性メモリから出力されるデータの有効データウィンドウを確保することができるので、不揮発性メモリの性能を向上させることができる。
【0008】
一実施形態において、各メモリチップに含まれた出力バッファをいずれもディセーブルさせることにより、DCCトレーニング区間からリードアウト区間を除去することができるので、DCCトレーニングに要する時間及び電力消費をさらに減らすことができる。一実施形態において、複数のメモリチップのうち一つのメモリチップに含まれた出力バッファだけイネーブルさせることにより、マルチチップメモリに含まれたメモリチップの個数に係わりなく、DCCトレーニング区間において、リードアウト区間を一定に維持することができ、残りのメモリチップに含まれた出力バッファは、ディセーブルされることにより、DCCトレーニングにおいて、電力消費を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本開示の一実施形態によるストレージ装置を概略的に示すブロック図である。
【
図2】
図1のストレージ装置の一例のDCCトレーニング動作を示すブロック図である。
【
図3】
図2のストレージ装置で遂行されるDCCトレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図4】本開示の一実施形態による、
図2の不揮発性メモリの一例を示す図面である。
【
図5】
図1のストレージ装置の一例のDCCトレーニング動作を示すブロック図である。
【
図6】
図5のストレージ装置で遂行されるDCCトレーニング動作を示すタイミング図である。
【
図7】本開示の一実施形態による、
図5の不揮発性メモリの一例を示す図面である。
【
図8】本開示の一実施形態による不揮発性メモリを詳細に示すブロック図である。
【
図9】本開示の一実施形態によるメモリチップの一例を示すブロック図である。
【
図10A】本開示の一実施形態によるメモリチップの他の例を示すブロック図である。
【
図11A】本開示の一部実施形態によるデューティ訂正シーケンスを示すタイミング図である。
【
図11B】本開示の一部実施形態によるデューティ訂正シーケンスを示すタイミング図である。
【
図12】本開示の一実施形態によるストレージ装置を概略的に示すブロック図である。
【
図13】本開示の一実施形態による不揮発性メモリを詳細に示すブロック図である。
【
図14】本開示の一実施形態によるストレージ装置を概略的に示すブロック図である。
【
図15】本開示の一実施形態による不揮発性メモリを詳細に示すブロック図である。
【
図16】本開示の一実施形態によるストレージ装置を概略的に示すブロック図である。
【
図17】本開示の一実施形態による不揮発性メモリを詳細に示すブロック図である。
【
図18】本開示の一部実施形態によるストレージ装置の動作方法を示すフローチャートである。
【
図19】本開示の一部実施形態によるストレージ装置の動作方法を示すフローチャートである。
【
図20】本開示の一実施形態による電子装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1は、本開示の一実施形態によるストレージ装置SD1を概略的に示すブロック図である。
図1を参照すれば、ストレージ装置SD1は、不揮発性メモリ(NVM:non-volatile memory)10及びコントローラ20を含み、不揮発性メモリ10は、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200を含む。不揮発性メモリ10は、少なくとも第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200を含む複数の不揮発性メモリチップを含み、それにより、「マルチチップメモリ」と称することができる。例えば、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200それぞれは、DDP(dual die package)またはQDP(quadruple die package)でもある。一実施形態において、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200それぞれは、NANDフラッシュメモリチップでもある。しかし、本発明は、それに限定されるものではなく、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200のうち少なくとも一つは、ReRAM(resistive random access memory)、PRAM(phase-change random access memory)、MRAM(magnetic random access memory)のような抵抗性メモリチップであってもよい。
【0011】
不揮発性メモリ10とコントローラ20は、第1信号ラインSL1ないし第3信号ラインSL3を介して通信することができる。第1信号ラインSL1を介して、クロック信号CLKが伝送され、第1信号ラインSL1を「クロック信号ライン」と称することができる。本実施形態において、クロック信号CLKは、特定区間において、所定周波数でトグリングすることができ、それにより、ストレージ装置SD1は、非同期式システムであると言える。例えば、クロック信号CLKは、データ入出力速度に対応する周波数でトグリングすることができる。第2信号ラインSL2を介して、データストローブ信号DQSが伝送され、第2信号ラインSL2を「データストローブ信号ライン」と称することができる。第3信号ラインSL3を介して、コマンド及びアドレスが伝送され、続いて、データDQが伝送される。それにより、第3信号ラインSL3を「入出力ライン」または「データライン」と称することができる。
【0012】
不揮発性メモリ10は、第1ピンP1ないし第3ピンP3を含み、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200は、第1ピンP1ないし第3ピンP3それぞれに共通して接続される。第1ピンP1ないし第3ピンP3は、第1パッドないし第3パッドと称することもできる。第1ピンP1は、第1信号ラインSL1に接続され、「クロックピン」と称することができる。第2ピンP2は、第2信号ラインSL2に接続され、第3ピンP3は、第3信号ラインSL3に接続される。以下では、第2ピンP2及び第3ピンP3を「入出力ピン」と称することができる。一方、コントローラ20は、第1信号ラインSL1ないし第3信号ラインSL3にそれぞれ接続される第1ピンP1’ないし第3ピンP3’を含む。
【0013】
不揮発性メモリ10に対する読み取り動作時、不揮発性メモリ10は、クロック信号CLK、例えば、読み取りイネーブル信号を受信し、データストローブ信号DQS及びデータDQを出力することができる。DDR(double data rate)モードにおいて、データDQは、データストローブ信号DQSの立ち上がり上昇エッジ及び立ち下がりエッジに同期され、出力、例えば、順次に出力される。それにより、順次に出力される第1データ及び第2データのデータウィンドウは、データストローブ信号DQSのロジックハイ区間及びロジックロー区間にそれぞれ対応する。このとき、データストローブ信号DQSは、クロック信号CLKを基に生成されるので、クロック信号CLKのロジックハイ区間とロジックロー区間との比率、例えば、デューティ比により、第1データ及び第2データのデータウィンドウが決定される。
【0014】
クロック信号CLKにおいて「デューティミスマッチ」が発生する場合、クロック信号CLKのロジックハイ区間及びロジックロー区間が、例えば、ロジックハイ区間の長さとロジックロー区間の長さとが互いに異なり、言い換えれば、ロジックハイ区間とロジックロー区間との比率が1:1ではないことがある。このとき、第1データ及び第2データは、互いに異なるデータウィンドウを有することができ、第1データ及び第2データの有効データウィンドウが低減し、結果として、不揮発性メモリ10の性能低下が発生しうる。従って、クロック信号CLKのデューティミスマッチを解消するために、クロック信号CLKに対するデューティ訂正を行うことにより、有効データウィンドウを確保する方案が要求される。
【0015】
第1メモリチップ100は、DCC(duty correction circuit)120及び出力バッファ140を含み、第2メモリチップ200は、DCC 220及び出力バッファ240を含んでもよい。DCC 120,220は、クロック信号CLKのデューティミスマッチを低減させたり改善させたりするために、クロック信号CLKに対するデューティ訂正動作を並列的に遂行することができる。出力バッファ140,240は、DCC 120,220の出力をそれぞれバッファリングすることができ、第2ピンP2または第3ピンP3に接続される。一実施形態において、出力バッファ140,240がデータストローブ信号出力バッファである場合、出力バッファ140,240は、第2ピンP2に接続される。一実施形態において、出力バッファ140,240がデータ信号出力バッファである場合、出力バッファ140,240は、第3ピンP3に接続される。
【0016】
不揮発性メモリ10は、非同期システムであり、常時トグリングする周波数が存在しないので、DCC 120,220は、クロック信号CLKが印加される区間でのみデューティ訂正動作を遂行することができる。一実施形態において、不揮発性メモリ10は、読み取りイネーブル信号をクロック信号CLKとして利用して、デューティ訂正動作を遂行することができる。もし不揮発性メモリ10に対する読み取り動作が遂行される読み取り区間中、読み取りデータが出力されるリードアウト区間でデューティ訂正動作が遂行される場合、デューティ訂正動作により、各クロックサイクルごとにクロックデューティが変わり、それにより、読み取りデータの有効データウィンドウが低減してしまう。
【0017】
従って、一実施形態において、DCC 120,220は、リードアウト区間ではない専用区間において、デューティ訂正動作を遂行することができる。以下では、デューティ訂正動作の専用区間を「DCCトレーニング区間」と称し、DCCトレーニング区間で遂行されるDCC 120,220の動作を「DCCトレーニング」と称する。一実施形態において、「DCCトレーニング区間」は、既定個数のクロックサイクルを含んでもよい。DCCトレーニング区間の間、クロック信号CLK、例えば、読み取りイネーブル信号は、出力バッファ140,240の動作と係わりなく、既定周波数でトグリングすることができる。
【0018】
一実施形態において、DCCトレーニングは、読み取り区間中、リードアウト区間前の読み取りレイテンシ区間に行われる。一実施形態において、DCCトレーニングは、ストレージ装置SD1に電源が印加されるパワーアップ区間に行われる。もしDCC 120,220において、DCCトレーニングを順次に行う場合、DCCトレーニング区間は、相当に長くなる。不揮発性メモリ10に含まれたメモリチップの個数が「m」であり、各メモリチップに対するDCCトレーニング区間が「A」であるならば、不揮発性メモリ10の全体DCCトレーニング区間は、「m*A」に対応する。従って、不揮発性メモリ10に含まれたメモリチップの個数が増加するにつれ、全体DCCトレーニング区間が長くなり、それにより、不揮発性メモリ10の性能が低下してしまう。しかし、本実施形態によれば、DCC 120,220は、DCCトレーニングを並列的に行うことにより、不揮発性メモリ10に含まれたメモリチップの個数が増加しても、全体DCCトレーニング区間は、一定であり、それにより、不揮発性メモリ10の性能低下を防止することができる。
【0019】
一部実施形態において、ストレージ装置SD1は、電子装置に内蔵される内部メモリでもある。例えば、ストレージ装置SD1は、SSD(solid-state drive)、エンベデッドUFS(universal flash storage)メモリ装置またはeMMC(embedded multi-media card)でもある。一部実施形態において、ストレージ装置SD1は、電子装置に着脱可能な外装メモリでもある。例えば、ストレージ装置SD1は、UFS(universal flash storage)メモリカード、CF(compact flash)、SD(Secure digital)、Micro-SD(micro secure digital)、Mini-SD(mini secure digital)、xD(extreme digital)またはメモリスティック(memory stick)でもある。
【0020】
図2は、
図1のストレージ装置の一例(SD1a)のDCCトレーニング動作を示すブロック図であり、
図3は、
図2のストレージ装置SD1aで遂行されるDCCトレーニング動作を示すタイミング図である。
【0021】
図2及び
図3を参照すれば、ストレージ装置SD1aは、不揮発性メモリ10a及びコントローラ20を含み、不揮発性メモリ10aは、第1メモリチップ100a及び第2メモリチップ200aを含む。第1メモリチップ100aは、内部回路110、DCC 120及び出力バッファ140aを含み、第2メモリチップ200aは、内部回路210、DCC 220及び出力バッファ240aを含んでもよい。
【0022】
DCCトレーニング区間DCC_PDの間、不揮発性メモリ10aは、第1ピンP1を介して、コントローラ20から外部クロック信号、例えば、読み取りイネーブル信号nREを受信することができる。読み取りイネーブル信号nREは、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、所定周波数でトグリングすることができる。以下では、外部クロック信号が読み取りイネーブル信号nREである実施形態を中心に説明する。しかし、本発明は、それに限定されるものではなく、外部クロック信号は、不揮発性メモリ10aの動作を示す多様な制御信号のうち一つでもある。一部実施形態において、データストローブ信号DQSがクロック信号CLKにも利用される。
【0023】
内部回路110は、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、読み取りイネーブル信号nREを受信し、内部読み取りイネーブル信号nREiを生成することができる。内部回路110は、読み取りイネーブル信号nREが、第1メモリチップ100aに受信された後から、DCC 120に入力されるまでの、第1メモリチップ100a内における読み取りイネーブル信号nREの伝達経路を総称するものであり、クロック分配(distribution)回路と称することもできる。内部回路110に受信された読み取りイネーブル信号nREでデューティミスマッチが発生しないとしても、読み取りイネーブル信号nREが、内部回路110を介して伝達されることにより、内部読み取りイネーブル信号nREiでデューティミスマッチが発生しうる。従って、DCC 120は、内部クロック信号パスの最終段階に配置される。
【0024】
DCC 120は、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、内部読み取りイネーブル信号nREiに対して、デューティ訂正動作を遂行することにより、デューティが訂正された読み取りイネーブル信号nREc(以下、「訂正(corrected)読み取りイネーブル信号」と称する)を生成することができる。出力バッファ140aは、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、ディセーブルされる。具体的には、出力バッファ140aの出力は、3状態(tri-state)、すなわち、ハイインピーダンス(Hi-Z:high impedance)状態であり、出力バッファ140aは、第2ピンP2または第3ピンP3と電気的に接続されず、第2ピンP2または第3ピンP3は、フローティングされる。
【0025】
内部回路210は、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、読み取りイネーブル信号nREを受信し、内部読み取りイネーブル信号nREi’を生成することができる。内部回路110,210に含まれた素子は、互いに異なり、内部回路110,210は、同一読み取りイネーブル信号nREを受信しても、異なる内部読み取りイネーブル信号nREi,nREi’をそれぞれ生成することができる。DCC 220は、内部読み取りイネーブル信号nREi’に対して、デューティ訂正動作を遂行することにより、訂正読み取りイネーブル信号nREc’を生成することができる。DCC 120,220は、互いに並列的にデューティ訂正動作を遂行することができ、実質的に、同時にデューティ訂正動作を遂行することができる。出力バッファ240aは、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、ディセーブルされる。具体的には、出力バッファ240aの出力は、3状態、すなわち、ハイインピーダンス(Hi-Z)状態であり、出力バッファ240aは、第2ピンP2または第3ピンP3と電気的に接続されず、第2ピンP2または第3ピンP3は、フローティングされる。
【0026】
本実施形態によれば、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、出力バッファ140a,240aがディセーブルされるので、DCC 120,220の出力がコントローラ20に提供されない。それにより、DCCトレーニング区間DCC_PDからリードアウト区間が除去されるので、DCCトレーニング区間DCC_PDが減少する。また、DCCトレーニング区間DCC_PDにおいて、リードアウト区間を確保しなくてもよいので、DCC 120,220は、並列的にデューティ訂正動作を遂行することができる。従って、不揮発性メモリ10aに含まれるメモリチップの個数が増加しても、全体DCCトレーニング区間は、メモリチップの個数に係わりなく、一定に維持することができる。さらに、出力バッファ140a,240aがディセーブルされるので、DCCトレーニング動作における電力消費を減らすことができる。
【0027】
図4は、本開示の一実施形態による、
図2の不揮発性メモリの一例10a’を示す。
図4を参照すれば、不揮発性メモリ10a’は、基板SUB、及び複数のメモリチップMC1ないしMC5を含み、複数のメモリチップMC1ないしMC5は、基板SUB上に垂直方向に積層される。基板SUB上には、入出力ピンPnが配置され、複数のメモリチップMC1ないしMC5の入出力ノードNDは、入出力ピンPnと接続される。例えば、入出力ピンPnと入出力ノードNDは、ワイヤボンディングで互いに接続され、このとき、ワイヤボンディングのために、複数のメモリチップMC1ないしMC5は、水平方向にスキューをもって積層される。
【0028】
一実施形態において、DCCトレーニング区間の間、複数のメモリチップMC1ないしMC5に含まれた出力バッファは、いずれもハイインピーダンス状態(Hi-Z)であり、複数のメモリチップMC1ないしMC5の入出力ノードNDは、入出力ピンPnと電気的に接続されない。それにより、複数のメモリチップMC1ないしMC5から、データDQまたはデータストローブ信号DQSが出力されず、入出力ピンPnは、フローティングされる。
【0029】
図5は、
図1のストレージ装置の一例(SD1b)のDCCトレーニング動作を示すブロック図であり、
図6は、
図5のストレージ装置SD1bで遂行されるDCCトレーニング動作を示すタイミング図である。
【0030】
図5及び
図6を参照すれば、ストレージ装置SD1bは、不揮発性メモリ10b及びコントローラ20を含み、不揮発性メモリ10bは、第1メモリチップ100b及び第2メモリチップ200bを含む。第1メモリチップ100bは、内部回路110、DCC 120及び出力バッファ140bを含み、第2メモリチップ200bは、内部回路210、DCC 220及び出力バッファ240bを含んでもよい。
【0031】
出力バッファ140bは、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、イネーブルされ、第2ピンP2または第3ピンP3と電気的に接続される。従って、DCC 120の出力、すなわち、訂正読み取りイネーブル信号nREcは、第2ピンP2または第3ピンP3を介して、コントローラ20に伝達される。一方、出力バッファ240bは、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、ディセーブルされる。具体的には、出力バッファ240bの出力は、3状態、すなわち、ハイインピーダンス(Hi-Z)状態であり、出力バッファ240bは、第2ピンP2または第3ピンP3と電気的に接続されず、第2ピンP2または第3ピンP3は、フローティングされる。従って、DCC 220の出力、すなわち、訂正読み取りイネーブル信号nREc’は、コントローラ20に伝達されない。
【0032】
コントローラ20は、第2信号ラインSL2または第3信号ラインSL3を介して、出力バッファ140bの出力を受信することができ、それにより、不揮発性メモリ10bに対するデューティ訂正動作をモニタリングすることができる。一実施形態において、コントローラ20は、モニタリング結果を基に、デューティ訂正動作の終了時点を決定することができ、決定された終了時点で、デューティ訂正終了コマンドまたはセットフィーチャコマンドを不揮発性メモリ10bに伝送することができる。しかし、本発明は、それに限定されるものではなく、コントローラ20は、既定クロックサイクル個数に該当するDCCトレーニング区間が終了すれば、デューティ訂正終了コマンドまたはセットフィーチャコマンドを、不揮発性メモリ10bに伝送することもできる。
【0033】
本実施形態によれば、DCCトレーニング区間DCC_PDの間、出力バッファ140b,240bのうち一つだけイネーブルされるので、DCC 120,220のうち1つの出力だけコントローラ20に提供される。それにより、DCCトレーニング区間DCC_PDにおいて、1つのメモリチップに対するリードアウト区間だけ必要であるので、全てのメモリチップに対するリードアウト区間が必要な場合に比べ、DCCトレーニング区間DCC_PDが減少する。また、DCCトレーニング区間DCC_PDにおいて、1つのメモリチップに対するリードアウト区間だけ必要であるので、DCC 120,220は、並列的にデューティ訂正動作を遂行することができる。従って、不揮発性メモリ10bに含まれるメモリチップの個数が増加しても、全体DCCトレーニング区間は、メモリチップの個数に係わりなく、一定に維持することができる。さらに、出力バッファ140b,240bのうち一つだけイネーブルされるので、DCCトレーニング動作における電力消費を減らすことができる。
【0034】
図7は、本開示の一実施形態による、
図5の不揮発性メモリの一例(10b’)を示す。本実施形態による不揮発性メモリ10b’は、
図4の不揮発性メモリ10a’の変形実施形態に対応するが、重複説明は省略する。
【0035】
図7を参照すれば、不揮発性メモリ10b’は、基板SUB、及び複数のメモリチップMC1ないしMC5を含んでもよい。一実施形態において、DCCトレーニング区間の間、複数のメモリチップMC1ないしMC5のうち、第1メモリチップMC1に含まれた出力バッファだけイネーブルされ、残りのメモリチップMC2ないしMC5に含まれた出力バッファは、いずれもハイインピーダンス(Hi-Z)状態である。従って、第1メモリチップMC1の入出力ノードNDだけ入出力ピンPnと電気的に接続され、残りのメモリチップMC2ないしMC5の入出力ノードNDは、入出力ピンPnと電気的に接続されない。それにより、第1メモリチップMC1から出力されるデータDQ、すなわち、Doutまたはデータストローブ信号DQSだけ入出力ピンPnに伝達される。
【0036】
図8は、本開示の一実施形態による不揮発性メモリ10Aを詳細に示すブロック図である。不揮発性メモリ10Aは、
図1の不揮発性メモリ10の一例でもある。
【0037】
図8を参照すれば、不揮発性メモリ10Aは、クロックピン101、入出力ピン102、及び複数のメモリチップ100,200,300を含んでもよい。不揮発性メモリ10Aは、クロックピン101を介して、コントローラ20から、外部クロック信号CLK、例えば、読み取りイネーブル信号を受信することができ、入出力ピン102を介して、コントローラ20に、データストローブ信号DQSまたはデータDQを提供することができる。例えば、クロックピン101は、
図1の第1ピンP1に対応し、入出力ピン102は、
図1の第2ピンP2または第3ピンP3に対応する。
【0038】
第1メモリチップ100は、クロックピン101に接続されるように構成された第1ノードND11、及び入出力ピン102に接続されるように構成された第2ノードND12を含んでもよい。第1メモリチップ100は、第1ノードND11を介して、外部クロック信号CLKを受信することができる。第1メモリチップ100に入力された外部クロック信号CLKの伝達パス(以下、「クロック信号パス」と称する)でデューティミスマッチが発生しうるので、DCC 120は、第1メモリチップ100において、クロック信号パスの最終段階に配置される。
【0039】
DCC 120は、外部クロック信号CLKに基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を遂行し、出力バッファ140は、DCC 120の出力をバッファリングすることができる。一実施形態において、スイッチSW1は、ターンオンされ、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12と接続され、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12を介して、入出力ピン102に提供される。一実施形態において、スイッチSW1は、ターンオフされ、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12と接続されない。第2メモリチップ200及び第nメモリチップ300の構成並びに動作は、第1メモリチップ100と実質的に類似している。一実施形態において、スイッチSW2,SW3は、いずれもターンオフされ、出力バッファ240,340の出力は、第2ノードND22,ND32にそれぞれ接続されない。
【0040】
第1メモリチップ100において、第1ノードND11を介して、外部クロック信号CLKが入力される時点から、第2ノードND12を介して、出力信号が出力される時点まで、第1時間T1が所要される。第2メモリチップ200において、第1ノードND21を介して、外部クロック信号CLKが入力される時点から、第2ノードND22を介して、出力信号が出力される時点まで、第2時間T2が所要される。第nメモリチップ300において、第1ノードND31を介して、外部クロック信号CLKが入力される時点から、第2ノードND32を介して、出力信号が出力される時点まで、第n時間Tnが所要される。このとき、第1メモリチップ100ないし第nメモリチップ300の内部構成は、互いに異なり、第1時間T1ないし第n時間Tnは、互いに異なる。従って、第1メモリチップ100ないし第nメモリチップ300において、DCCトレーニングを順次に行わなければならない制約条件が生ずる。
【0041】
しかし、本実施形態によれば、第1メモリチップ100ないし第nメモリチップ300の出力バッファ140,240,340をいずれもディセーブルさせるか、あるいは第1メモリチップ100ないし第nメモリチップ300の出力バッファ140,240,340のうち一つだけイネーブルさせることにより、DCCトレーニング区間において、リードアウト区間を考慮せず、第1メモリチップ100ないし第nメモリチップ300において、DCCトレーニングを並列的に行うことができる。
【0042】
図9は、本開示の一実施形態によるメモリチップの一例(100A)を示すブロック図である。
図9を参照すれば、メモリチップ100Aは、内部回路110、DCC 120a、マルチプレクサ130及び出力バッファ140を含んでもよい。内部回路110は、読み取りイネーブル信号nREを受信し、受信した読み取りイネーブル信号nREに基づいた内部読み取りイネーブル信号nREiを生成することができる。例えば、内部回路110は、複数のインバータ、例えば、偶数個のインバータを含んでもよい。読み取りイネーブル信号nREでデューティミスマッチが発生した場合、内部読み取りイネーブル信号nREiでも、デューティミスマッチが発生しうる。一方、読み取りイネーブル信号nREでデューティミスマッチが発生していない場合にも、内部回路110を経ながら、内部イネーブル信号nREiでデューティミスマッチが発生しうる。
【0043】
DCC 120aは、内部読み取りイネーブル信号nREiに対してデューティ訂正動作を遂行することにより、訂正読み取りイネーブル信号nREcを生成することができる。DCC 120aは、内部読み取りイネーブル信号nREiで発生したデューティミスマッチを除去することができ、それにより、訂正読み取りイネーブル信号nREcのデューティ比は、1:1であるか、あるいは1:1に近接することができる。一実施形態により、DCC 120aは、デューティ訂正動作を遂行するための多様な構成を有することができる。本明細書に記載されたDCC 120aの構成及び動作は、例示的なものであり、本発明は、それに限定されるものではない。
【0044】
マルチプレクサ130は、第1内部データDin1及び第2内部データDin2を受信し、訂正読み取りイネーブル信号nREcにより、第1内部データDin1及び第2内部データDin2から出力信号nREc’を生成することができる。一実施形態において、メモリチップ100Aは、ランダムデータ生成器をさらに含み、第1内部データDin1及び第2内部データDin2は、ランダムデータ生成器で生成される。一実施形態において、メモリチップ100Aは、レジスタをさらに含み、第1内部データDin1及び第2内部データDin2は、レジスタにあらかじめ保存されたデータでもある。例えば、第1内部データDin1は、論理「1」であり、第2内部データDin2は、論理「0」でもある。マルチプレクサ130は、訂正読み取りイネーブル信号nREcのロジックハイ区間においては、第1内部データDin1を出力し、訂正読み取りイネーブル信号nREcのロジックロー区間においては、第2内部データDin2を出力することにより、出力信号nREc’を生成することができる。
【0045】
一方、DCC 120aから出力された訂正読み取りイネーブル信号nREcから、マルチプレクサ130から出力された出力信号nREc’までのパスにおいて、出力信号nREc’のデューティミスマッチが発生しうる。従って、メモリチップ100Aは、出力信号nREc’のデューティミスマッチを検出するためのフィードバックループを有することができる。具体的には、出力信号nREc’は、DCC 120aにフィードバックされ、DCC 120aは、出力信号nREc’に対してデューティ訂正動作を遂行することができる。それにより、出力バッファ140に入力される信号のデューティを正確に訂正することができる。
【0046】
出力バッファ140は、マルチプレクサ130から出力信号nREc’を受信し、イネーブル信号ENによってイネーブルされる。イネーブル信号ENが活性化されれば、出力バッファ140は、イネーブルされ、出力信号nREc’は、入出力ピン102に提供される。一方、イネーブル信号ENが非活性化されれば、出力バッファ140は、ディセーブルされ、出力信号nREc’は、入出力ピン102に提供されず、入出力ピン102は、フローティングされる。
【0047】
図10Aは、本開示の一実施形態によるメモリチップの他の例100Bを示すブロック図であり、
図10Bは、
図10Aのメモリチップ100Bに含まれたDCA回路(121)を示す回路図である。本実施形態によるメモリチップ100Bは、
図9のメモリチップ100Aの変形実施形態に対応し、重複説明は省略する。
【0048】
図10Aを参照すれば、メモリチップ100Bは、内部回路110、DCC(120b)及び出力バッファ140を含み、DCC(120b)は、デューティサイクル調整(DCA:DutyCycleAdjustment)回路121、第1リピータ(RPT)122及び第2リピータ(RPT)123、チャージポンプ124、比較器(COMP)125、及びアップ/ダウンカウンタ126を含んでもよい。DCA回路121は、内部読み取りイネーブル信号nREiのデューティサイクルを調整することにより、調整(adjusted)読み取りイネーブル信号nREaを生成することができる。
【0049】
第1リピータ122は、調整読み取りイネーブル信号nREaを受信し、第2リピータ123は、第1リピータ122の出力から、第1クロック信号CLKP及び第2クロック信号CLKNを出力することができる。第1クロック信号CLKP及び第2クロック信号CLKNそれぞれは、調整読み取りイネーブル信号nREaに基づいたデューティ比を有し、第2クロック信号CLKNは、第1クロック信号CLKPに対して反転位相を有することができる。しかし、本発明は、それに限定されるものではなく、一部実施形態において、第2リピータ123は、調整読み取りイネーブル信号nREaに基づいたクロック信号及び基準(reference)信号を出力することもできる。
【0050】
チャージポンプ124は、第1クロック信号CLKP及び第2クロック信号CLKNからチャージポンピングを介して、第1チャージポンプ信号CPUMPP及び第2チャージポンプ信号CPUMPNをそれぞれ生成することができる。例えば、第1チャージポンプ信号CPUMPPは、第1クロック信号CLKPのロジックハイ区間で増大し、第1クロック信号CLKPのロジックロー区間で減少することができる。同様に、第2チャージポンプ信号CPUMPNは、第2クロック信号CLKNのロジックハイ区間で増大し、第2クロック信号CLKNのロジックロー区間で減少することができる。従って、第1クロック信号CLKP及び第2クロック信号CLKNでデューティミスマッチが発生し、第1クロック信号CLKPでロジックハイ区間が相対的に長く、第2クロック信号CLKNでロジックハイ区間が相対的に短ければ、第1クロック信号CLKP及び第2クロック信号CLKNの数クロックサイクル後、第1チャージポンプ信号CPUMPPは、増大する一方、第2チャージポンプ信号CPUMPNは、減少する。
【0051】
比較器125は、第1チャージポンプ信号CPUMPP及び第2チャージポンプ信号CPUMPNを比較し、比較結果信号(counting result signal)CRを生成することができる。例えば、第1チャージポンプ信号CPUMPPが第2チャージポンプ信号CPUMPNより大きければ、比較結果信号CRを論理ハイに生成し、第1チャージポンプ信号CPUMPPが第2チャージポンプ信号CPUMPNほど大きくなければ、比較結果信号CRを論理ローに生成することができる。アップ/ダウンカウンタ126は、比較結果信号CRから制御信号CSを生成することができる。例えば、制御信号CSは、4ビットデジタルコードによって生成され、比較結果信号CRが論理ハイであるならば、制御信号CSのコードを1だけ増加させ、比較結果信号CRが論理ローであるならば、制御信号CSのコードを1だけ減少させる。
【0052】
図10A及び
図10Bを参照すれば、DCA回路121は、第1 PMOSトランジスタPM11ないしPM14、第2 PMOSトランジスタPM21ないしPM25、第1 NMOSトランジスタNM11ないしNM14、及び第2 NMOSトランジスタNM21ないしNM25を含んでもよい。第1 PMOSトランジスタPM11ないしPM14は、電源電圧端子VDDに共通して接続され、第1 NMOSトランジスタNM11ないしNM14は、接地電圧端子VSSに共通して接続され、第1 PMOSトランジスタPM11ないしPM14、及び第1 NMOSトランジスタNM11ないしNM14は、制御信号CSによって駆動される。第2 PMOSトランジスタPM21ないしPM25、及び第2 NMOSトランジスタNM21ないしNM25は、内部読み取りイネーブル信号nREiによって駆動される。
【0053】
例えば、制御信号CSは、4ビットデジタルコードである。例えば、制御信号CSのコードが1だけ増加すれば、第1 PMOSトランジスタPM11ないしPM14のうち一部がターンオフされ、第1 NMOSトランジスタNM11ないしNM14のうち一部がターンオンされ、それにより、内部読み取り信号nREiに比べ、調整内部読み取り信号nREaの論理ハイ区間が減少する。例えば、制御信号CSのコードが1だけ減少すれば、第1 PMOSトランジスタPM11ないしPM14のうち一部がターンオンされ、第1 NMOSトランジスタNM11ないしNM14のうち一部がターンオフされ、それにより、内部読み取り信号nREaに比べ、調整内部読み取り信号nREaの論理ハイ区間が増加する。
【0054】
図11A及び
図11Bは、本開示の一部実施形態によるデューティ訂正シーケンスをそれぞれ示すタイミング図である。
【0055】
図11Aを参照すれば、デューティ訂正シーケンスは、セットフィーチャタイプと定義される。コントローラは、不揮発性メモリの通常動作以前に、セットフィーチャコマンドを発行することができる。具体的には、該セットフィーチャコマンドは、不揮発性メモリのフィーチャまたは動作条件を設定するコマンドである。一実施形態において、該セットフィーチャコマンドを受信することにより、デューティ訂正イネーブルシーケンスが開始される。具体的には、デューティ訂正シーケンスは、第1区間PR1ないし第3区間PR3を含んでもよい。
【0056】
第1区間PR1において、データライン(例えば、SL3(
図1))を介して、第1セットフィーチャコマンドSF1とアドレスADDRとが順次に印加され、続いて、デューティ訂正動作開始を指示する書き込みデータWDが伝送される。第1区間PR1で印加される書き込みデータWDにより、不揮発性メモリの動作フィーチャは、通常動作からデューティ訂正シーケンスに修正される。書き込みデータWDが伝送された後、レディ/ビジー(ready/busy)信号
【0057】
【0058】
第2区間PR2において、データラインを介して、ランダム読み取りコマンドRRとアドレスADDRとが順次に印加され、続いて、ランダム読み取りデータRDが伝送される。一実施形態において、不揮発性メモリは、ランダムデータ生成器を含み、ランダムデータ生成器で生成されるランダムデータを、ランダム読み取りデータRDとして出力することができる。一実施形態において、不揮発性メモリは、レジスタを含み、レジスタにあらかじめ保存されたデータを、ランダム読み取りデータRDに出力することができる。
【0059】
第3区間PR3において、データラインを介して、第2セットフィーチャコマンドSF2とアドレスADDRとが順次に印加され、続いて、デューティ訂正動作終了を指示する書き込みデータWDが印加される。第3区間PR3で印加される書き込みデータWDにより、不揮発性メモリの動作フィーチャは、デューティ訂正シーケンスから通常動作に修正される。書き込みデータWDが伝送された後、レディ/ビジー信号
【0060】
【0061】
図11Bを参照すれば、デューティ訂正シーケンスは、コマンドタイプに定義される。まず、データラインを介して、デューティ訂正開始コマンド(duty correction start command)DCS及びアドレスADDRが順次に印加され、それにより、不揮発性メモリにおいて、デューティ訂正動作が開始され、DCCトレーニング区間が開始される。このとき、該デューティ訂正開始コマンドは、デューティ訂正イネーブルコマンドと称することもできる。
【0062】
続いて、データラインを介して、DCCトレーニングを介したランダム読み取りデータRDが伝送される。続いて、データラインを介して、デューティ訂正終了コマンド(duty correction end command)DCE及びアドレスADDRが順次に印加され、それにより、不揮発性メモリにおいて、デューティ訂正動作が終わり、DCCトレーニング区間が終わる。このとき、該デューティ訂正終了コマンドは、デューティ訂正ディセーブルコマンドと称することもできる。
【0063】
図11Aまたは
図11Bに例示されたデューティ訂正シーケンスの間、クロック信号、例えば、読み取りイネーブル信号は、活性化され、所定周波数でトグリングすることができる。デューティ訂正シーケンスが開始された後、読み取りイネーブル信号は、不揮発性メモリのDCC機能または動作環境により、数十サイクルまたは数百サイクルをトグリングする。かような読み取りイネーブル信号のトグリングを利用し、各メモリチップに含まれたDCCは、内部読み取りイネーブル信号で発生しうるデューティミスマッチを訂正することができる。一方、デューティ訂正シーケンスが終わった後、不揮発性メモリは、通常の読み取り動作またはプログラム動作を開始することができる。デューティ訂正シーケンスが終われば、不揮発性メモリに対する通常の読み取り動作内またはプログラム動作内にクロック信号が入力されるとき、各メモリチップに含まれたDCCは、デューティが訂正されたクロック信号を続けて提供することができる。
【0064】
一実施形態において、デューティ訂正シーケンスは、不揮発性メモリに電源が印加されるパワーアップシーケンス後に遂行される。一実施形態において、デューティ訂正シーケンスは、不揮発性メモリの遊休(idle)状態で周期的に遂行される。一実施形態において、デューティ訂正シーケンスは、不揮発性メモリの読み取り区間のうち、リードアウト区間以前の読み取りレイテンシ区間の一部で遂行される。
【0065】
図12は、本開示の一実施形態によるストレージ装置SD2を概略的に示すブロック図である。本実施形態によるストレージ装置SD2は、
図1のストレージ装置SD1の変形実施形態に対応し、
図1ないし
図11Bを参照して述べた内容は、本実施形態にも適用される。
【0066】
図12を参照すれば、ストレージ装置SD2は、不揮発性メモリ30及びコントローラ20を含み、不揮発性メモリ30は、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200、並びにバッファチップ400を含む。バッファチップ400は、第1ピンP1ないし第3ピンP3と、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200との間に接続され、内部回路410及び出力バッファ430を含んでもよい。バッファチップ400は、周波数ブースティングインターフェース(FBI:frequency boosting interface)回路と称することもできる。
【0067】
内部回路410は、第1ピンP1を介して、外部クロック信号CLKを受信し、受信した外部クロック信号CLKをバッファリングすることにより、バッファリングされたクロック信号CLKbを生成することができる。内部回路410は、バッファリングされたクロック信号CLKbを、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200に提供することができる。出力バッファ430は、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200の出力信号をバッファリングし、バッファリングされた出力信号を、第2ピンP2または第3ピンP3を介して、コントローラ20に提供することができる。
【0068】
DCCトレーニング区間において、DCC 120,220は、バッファリングされたクロック信号CLKbに基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を並列的に遂行することができる。一実施形態において、DCCトレーニング区間において、出力バッファ140,240は、いずれもディセーブルされ、DCC 120,220の出力は、バッファチップ400及びコントローラ20に提供されない。このとき、不揮発性メモリ30に含まれた第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200に対してDCCトレーニングを並列的に行うことができる。
【0069】
一実施形態において、DCCトレーニング区間において、出力バッファ140,240のうち一つだけイネーブルされ、例えば、出力バッファ140がイネーブルされる。このとき、イネーブルされた出力バッファ140の出力は、バッファチップ400に提供される。一実施形態において、出力バッファ430は、ディセーブルされ、DCC 120の出力は、コントローラ20に提供されず、第2ピンP2または第3ピンP3は、フローティングされる。一実施形態において、出力バッファ430は、イネーブルされ、イネーブルされた出力バッファ430は、出力バッファ140の出力をバッファリングすることができる。このとき、出力バッファ430の出力は、コントローラ20に提供される。
【0070】
一実施形態において、バッファチップ400は、DCCをさらに含み、該DCCは、出力バッファ140の出力に対してデューティ訂正動作を遂行することができる。このとき、不揮発性メモリ30に含まれた第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200、並びにバッファチップ400のいずれに対してもDCCトレーニングを行うことができる。以下では、
図13を参照し、バッファチップ400がDCCをさらに含む実施形態について説明する。一方、一実施形態において、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200は、DCC 120,220を含まず、バッファチップ400だけDCCを含んでもよい。
【0071】
図13は、本開示の一実施形態による不揮発性メモリ30Aを詳細に示すブロック図である。不揮発性メモリ30Aは、
図12の不揮発性メモリ30の一例でもある。
【0072】
図13を参照すれば、不揮発性メモリ30Aは、クロックピン301、入出力ピン302、複数のメモリチップ100,200,300、及びバッファチップ400を含んでもよい。不揮発性メモリ30Aは、クロックピン301を介して、コントローラ20から外部クロック信号CLK、例えば、読み取りイネーブル信号を受信し、入出力ピン302を介して、コントローラ20に、データストローブ信号DQSまたはデータDQを提供することができる。例えば、クロックピン301は、
図1の第1ピンP1に対応し、入出力ピン302は、
図1の第2ピンP2または第3ピンP3に対応する。
【0073】
バッファチップ400は、クロックピン301に接続されるように構成された第1ノードND41、入出力ピン302に接続されるように構成された第2ノードND42、DCC 420、出力バッファ430、及びスイッチSW4を含んでもよい。また、バッファチップ400は、第3ノードND43及び第4ノードND44をさらに含んでもよい。第3ノードND43は、複数のメモリチップ100,200,300に含まれた第1ノードND11,ND21,ND31に共通して接続され、第4ノードND44は、複数のメモリチップ100,200,300に含まれた第2ノードND12,ND22,ND32に共通して接続される。
【0074】
バッファチップ400は、第1ノードND41を介して、外部クロック信号CLKを受信し、第3ノードND43を介して、バッファリングされたクロック信号CLKbを出力することができる。第1メモリチップ100、第2メモリチップ200及び第nメモリチップ300は、第1ノードND11,ND21,ND31を介して、バッファリングされたクロック信号CLKbを受信することができる。DCC 120,220,320は、バッファリングされたクロック信号CLKbに基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を並列的に遂行し、出力バッファ140,240,340は、対応するDCC 120,220,320の出力をバッファリングすることができる。一実施形態において、スイッチSW1,SW2,SW3のうちスイッチSW1だけターンオンされ、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12と接続され、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12を介して、バッファチップ400の第4ノードND44に提供される。
【0075】
バッファチップ400で、DCC420は、第1メモリチップ100に含まれた出力バッファ140から受信した出力信号に対して、デューティ訂正動作を遂行することができる。出力バッファ430は、DCC 420の出力をバッファリングすることができる。一実施形態において、スイッチSW4は、ターンオフされ、出力バッファ430の出力は、第2ノードND42に提供されない。それにより、入出力ピン302は、フローティングされ、コントローラ20は、出力バッファ430の出力を受信することができない。
【0076】
一実施形態において、スイッチSW4は、ターンオンされ、出力バッファ430の出力は、第2ノードND42を介して、入出力ピン302に提供される。それにより、コントローラ20は、出力バッファ430の出力を受信することができる。コントローラ20は、出力バッファ430の出力を受信し、それにより、不揮発性メモリ30Aに対するデューティ訂正動作をモニタリングすることができる。一実施形態において、コントローラ20は、モニタリング結果を基に、デューティ訂正動作終了時点を決定し、決定された終了時点で、デューティ訂正終了コマンドまたはセットフィーチャコマンドを不揮発性メモリ30Aに伝送することができる。しかし、本発明は、それに限定されるものではなく、コントローラ20は、既定クロックサイクル個数に該当するDCCトレーニング区間が終了すれば、デューティ訂正終了コマンドまたはセットフィーチャコマンドを不揮発性メモリ30Aに伝送することもできる。
【0077】
バッファチップ400は、複数のメモリチップ100,200,300の第2ノードND12,ND22,ND32のキャパシティブローディング(capacitive loadings)を、不揮発性メモリ30Aの入出力ピン302のキャパシティブローディングから切断(cut off)または分離することができる。それにより、出力データは、迅速にスウィングすることができるので、不揮発性メモリ30Aのデータ伝達性能を向上させることができる。また、バッファチップ400は、クロックピン301のキャパシティブローディングから、複数のメモリチップ100,200,300の第1ノードND11,ND21,ND31のキャパシティブローディングを切断または分離することができる。それにより、クロック信号CLKは、高速動作時、信号無欠性を維持することができる。
【0078】
図14は、本開示の一実施形態によるストレージ装置SD3を概略的に示すブロック図である。本実施形態によるストレージ装置SD3は、
図13のストレージ装置SD2の変形実施形態に対応し、
図1ないし
図13を参照して述べた内容は、本実施形態にも適用される。
【0079】
図14を参照すれば、ストレージ装置SD3は、不揮発性メモリ40及びコントローラ20を含み、不揮発性メモリ40は、第1メモリチップ100、第2メモリチップ200、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700、並びに第1バッファチップ400及び第2バッファチップ500を含む。第1バッファチップ400は、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200に共通して接続され、第1バッファチップ400と、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200は、第1セットSET1を構成することができる。第2バッファチップ500は、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700に共通して接続され、第2バッファチップ500と、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700は、第2セットSET2を構成することができる。
【0080】
第1バッファチップ400は、第1ピンP1ないし第3ピンP3と、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200との間に接続され、内部回路410及び出力バッファ430を含んでもよい。内部回路410は、第1ピンP1を介して、外部クロック信号CLKを受信し、受信した外部クロック信号CLKをバッファリングすることにより、第1バッファリングされたクロック信号CLKb1を生成することができる。第2バッファチップ500は、第1ピンP1ないし第3ピンP3と、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700との間に接続され、内部回路510及び出力バッファ530を含んでもよい。内部回路510は、第1ピンP1を介して、外部クロック信号CLKを受信し、受信した外部クロック信号CLKをバッファリングすることにより、第2バッファリングされたクロック信号CLKb2を生成することができる。
【0081】
DCCトレーニング区間において、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200は、第1バッファリングされたクロック信号CLKb1に基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を並列的に遂行し、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700は、第2バッファリングされたクロック信号CLKb2に基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を並列的に遂行することができる。例えば、第1メモリチップ100、第2メモリチップ200、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700は、実質的に同時にデューティ訂正動作を遂行することができる。
【0082】
一実施形態において、DCCトレーニング区間において、第1メモリチップ100、第2メモリチップ200、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700に含まれた出力バッファは、いずれもディセーブルされる。一実施形態において、DCCトレーニング区間において、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200のうち一つに含まれた出力バッファだけイネーブルされ、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700のうち一つに含まれた出力バッファだけイネーブルされる。一実施形態において、DCCトレーニング区間において、出力バッファ430,530は、いずれもディセーブルされる。一実施形態において、DCCトレーニング区間において、出力バッファ430,530のうち一つだけイネーブルされる。
【0083】
一実施形態において、第1バッファチップ400及び第2バッファチップ500それぞれは、DCCをさらに含み、第1バッファチップ400に含まれたDCCは、第1メモリチップ100及び第2メモリチップ200のうち1つの出力信号に対して、デューティ訂正動作を遂行し、第2バッファチップ500に含まれたDCCは、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700のうち1つの出力信号に対して、デューティ訂正動作を遂行することができる。このとき、不揮発性メモリ40に含まれた第1メモリチップ100、第2メモリチップ200、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700、並びに第1バッファチップ400及び第2バッファチップ500のいずれに対してもDCCトレーニングを行うことができる。以下では、
図15を参照し、第1バッファチップ400及び第2バッファチップ500がDCCをさらに含む実施形態について説明する。一方、一実施形態において、第1メモリチップ100、第2メモリチップ200、第3メモリチップ600及び第4メモリチップ700は、DCCを含まず、第1バッファチップ400及び第2バッファチップ500だけDCCを含んでもよい。
【0084】
図15は、本開示の一実施形態による不揮発性メモリ40Aを詳細に示すブロック図である。不揮発性メモリ40Aは、
図14の不揮発性メモリ40の一例でもある。
図15を参照すれば、不揮発性メモリ40Aは、クロックピン401、入出力ピン402、複数のメモリチップ100,200,600,700、並びに第1バッファチップ400及び第2バッファチップ500を含んでもよい。不揮発性メモリ40Aは、クロックピン401を介して、コントローラ20から、外部クロック信号CLK、例えば、読み取りイネーブル信号を受信し、入出力ピン402を介して、コントローラ20に、データストローブ信号DQSまたはデータDQを提供することができる。例えば、クロックピン401は、
図1の第1ピンP1に対応し、入出力ピン402は、
図1の第2ピンP2または第3ピンP3に対応する。
【0085】
第1バッファチップ400は、クロックピン401に接続されるように構成された第1ノードND41、入出力ピン402に接続されるように構成された第2ノードND42、DCC 420、出力バッファ430、及びスイッチSW4を含んでもよい。また、第1バッファチップ400は、第3ノードND43及び第4ノードND44をさらに含んでもよい。第3ノードND43は、複数のメモリチップ100,200に含まれた第1ノードND11,ND21に共通して接続され、第4ノードND44は、複数のメモリチップ100,200に含まれた第2ノードND12,ND22に共通して接続される。
【0086】
第1バッファチップ400は、第1ノードND41を介して、外部クロック信号CLKを受信し、第3ノードND43を介して、第1バッファリングされたクロック信号CLKb1を出力することができる。複数のメモリチップ100,200は、第1ノードND11,ND21を介して、第1バッファリングされたクロック信号CLKb1を受信することができる。DCC 120,220は、第1バッファリングされたクロック信号CLKb1に基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を並列的に遂行し、出力バッファ140,240は、対応するDCC 120,220の出力をバッファリングすることができる。一実施形態において、スイッチSW1,SW2のうちスイッチSW1だけターンオンされ、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12と接続され、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12を介して、第1バッファチップ400の第4ノードND44に提供される。
【0087】
第1バッファチップ400において、DCC420は、メモリチップ100に含まれた出力バッファ140から受信した出力信号に対して、デューティ訂正動作を遂行することができる。出力バッファ430は、DCC 420の出力をバッファリングすることができる。一実施形態において、スイッチSW4は、ターンオンされ、出力バッファ430の出力は、第2ノードND42を介して、入出力ピン402に提供される。それにより、コントローラ20は、出力バッファ430の出力を受信することができる。一実施形態において、スイッチSW4は、ターンオフされ、出力バッファ430の出力は、第2ノードND42に提供されない。それにより、入出力ピン402は、フローティングされ、コントローラ20は、出力バッファ430の出力を受信することができない。
【0088】
第2バッファチップ500は、クロックピン401に接続されるように構成された第1ノードND51、入出力ピン402に接続されるように構成された第2ノードND52、DCC 520、出力バッファ530、及びスイッチSW5を含んでもよい。また、第2バッファチップ500は、第3ノードND53及び第4ノードND54をさらに含んでもよい。第3ノードND53は、複数のメモリチップ600,700に含まれた第1ノードND61,ND71に共通して接続され、第4ノードND54は、複数のメモリチップ600,700に含まれた第2ノードND62,ND72に共通して接続される。
【0089】
第2バッファチップ500は、第1ノードND51を介して、外部クロック信号CLKを受信し、第3ノードND53を介して、第2バッファリングされたクロック信号CLKb2を出力することができる。複数のメモリチップ600,700は、第1ノードND61,ND71を介して、第2バッファリングされたクロック信号CLKb2を受信することができる。DCC 620,720は、第2バッファリングされたクロック信号CLKb2に基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を並列的に遂行し、出力バッファ640,740は、対応するDCC 620,720の出力をバッファリングすることができる。一実施形態において、スイッチSW6,SW7のうちスイッチSW6だけターンオンされ、出力バッファ640の出力は、第2ノードND62と接続され、出力バッファ640の出力は、第2ノードND62を介して、第2バッファチップ500の第4ノードND54に提供される。
【0090】
第2バッファチップ500において、DCC520は、メモリチップ600に含まれた出力バッファ640から受信した出力信号に対して、デューティ訂正動作を遂行することができる。出力バッファ530は、DCC 520の出力をバッファリングすることができる。一実施形態において、スイッチSW5は、ターンオフされ、出力バッファ530の出力は、第2ノードND52に提供されない。
【0091】
一実施形態において、スイッチSW4は、ターンオンされ、スイッチSW5は、ターンオフされ、出力バッファ430の出力が、第2ノードND42を介して、入出力ピン402に提供される。それにより、コントローラ20は、出力バッファ430の出力を受信することができる。コントローラ20は、出力バッファ430の出力を受信し、それにより、不揮発性メモリ40Aに対するデューティ訂正動作をモニタリングすることができる。一実施形態において、コントローラ20は、モニタリング結果を基に、デューティ訂正動作終了時点を決定し、決定された終了時点で、デューティ訂正終了コマンドまたはセットフィーチャコマンドを、不揮発性メモリ40Aに伝送することができる。しかし、本発明は、それに限定されるものではなく、コントローラ20は、既定クロックサイクル個数に該当するDCCトレーニング区間が終了すれば、デューティ訂正終了コマンドまたはセットフィーチャコマンドを、不揮発性メモリ40Aに伝送することもできる。
【0092】
図16は、本開示の一実施形態によるストレージ装置SD4を概略的に示すブロック図である。本実施形態によるストレージ装置SD4は、
図1のストレージ装置SDの変形実施形態に対応し、
図1ないし
図11Bを参照して述べた内容は、本実施形態にも適用される。
【0093】
図16を参照すれば、ストレージ装置SD4は、不揮発性メモリ50及びコントローラ20を含み、不揮発性メモリ50は、メモリチップ100を含む。不揮発性メモリ50は、「シングルチップメモリ」と称することができる。メモリチップ100は、DCC 120及び出力バッファ140を含んでもよい。DCCトレーニング区間において、DCC 120は、外部クロック信号CLKに基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を遂行することができる。また、DCCトレーニング区間において、出力バッファ140は、ディセーブルされる。具体的には、出力バッファ140の出力は、3状態、すなわち、ハイインピーダンス(Hi-Z)状態であり、出力バッファ140は、第2ピンP2または第3ピンP3と電気的に接続されず、第2ピンP2または第3ピンP3は、フローティングされる。それにより、DCCトレーニング動作時、消費電力を減らすことができ、DCCトレーニング区間において、リードアウト区間が除去されるので、DCCトレーニング区間が減少する。
【0094】
図17は、本開示の一実施形態による不揮発性メモリ50Aを詳細に示すブロック図である。不揮発性メモリ50Aは、
図16の不揮発性メモリ50の一例でもある。
図17を参照すれば、不揮発性メモリ50Aは、クロックピン101、入出力ピン102及びメモリチップ100を含んでもよい。不揮発性メモリ50Aは、クロックピン101を介して、コントローラ20から、外部クロック信号CLK、例えば、読み取りイネーブル信号を受信し、入出力ピン102を介して、コントローラ20に、データストローブ信号DQSまたはデータDQを提供することができる。例えば、クロックピン101は、
図1の第1ピンP1に対応し、入出力ピン102は、
図1の第2ピンP2または第3ピンP3に対応する。
【0095】
メモリチップ100は、クロックピン101に接続されるように構成された第1ノードND11、及び入出力ピン102に接続されるように構成された第2ノードND12を含んでもよい。メモリチップ100は、第1ノードND11を介して、外部クロック信号CLKを受信することができる。DCC 120は、外部クロック信号CLKに基づいた内部クロック信号に対して、デューティ訂正動作を遂行し、出力バッファ140は、DCC 120の出力をバッファリングすることができる。一実施形態において、スイッチSW1は、ターンオンされ、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12と接続され、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12を介して、入出力ピン102に提供される。一実施形態において、スイッチSW1は、ターンオフされ、出力バッファ140の出力は、第2ノードND12と接続されない。
【0096】
図18は、本開示の一実施形態によるストレージ装置の動作方法を示すフローチャートである。例えば、不揮発性メモリ10及びコントローラ20は、
図1の不揮発性メモリ10及びコントローラ20に対応する。
【0097】
段階S110において、コントローラ20は、DCCトレーニング開始を指示する開始コマンドを発行し、クロック信号CLKを活性化させる。例えば、該開始コマンドは、セットフィーチャコマンドによっても具現される。例えば、該開始コマンドは、デューティ訂正開始コマンドに対応する。段階S120において、コントローラ20は、開始コマンド、及び活性化されたクロック信号CLKを、不揮発性メモリ10に伝送する。例えば、該開始コマンドは、第3信号ラインSL3を介して、コントローラ20から不揮発性メモリ10に伝送され、クロック信号CLKは、第1信号ラインSL1を介して、コントローラ20から不揮発性メモリ10に伝送される。
【0098】
段階S130において、不揮発性メモリ10に含まれた複数のメモリチップは、クロック信号CLKに対して、デューティ訂正動作を同時に遂行する。段階S140において、不揮発性メモリ10に含まれた全ての出力バッファは、ディセーブルされる。段階S170において、コントローラ20は、DCCトレーニング終了を指示する終了コマンドを発行し、クロック信号CLKを非活性化させる。例えば、該終了コマンドは、セットフィーチャコマンドによっても具現される。例えば、該終了コマンドは、デューティ訂正終了コマンドに対応する。段階S180において、コントローラ20は、終了コマンド、及び非活性化されたクロック信号CLKを、不揮発性メモリ10に伝送する。段階S190において、不揮発性メモリ10に含まれたメモリチップは、デューティ訂正動作を終了する。
【0099】
図19は、本開示の一実施形態によるストレージ装置の動作方法を示すフローチャートである。本実施形態による動作方法は、
図18に例示された動作方法の変形実施形態に対応し、重複説明は省略する。
【0100】
段階S110において、コントローラ20は、DCCトレーニング開始を指示する開始コマンドを発行し、クロック信号CLKを活性化させる。段階S120において、コントローラ20は、該開始コマンド、及び活性化されたクロック信号CLKを、不揮発性メモリ10に伝送する。段階S130において、不揮発性メモリ10に含まれた複数のメモリチップは、クロック信号CLKに対して、デューティ訂正動作を同時に遂行する。
【0101】
段階S150において、不揮発性メモリ10に含まれた出力バッファのうち一つだけイネーブルされ、残りの出力バッファは、ディセーブルされる。段階S160において、不揮発性メモリ10は、イネーブルされた出力バッファから出力されるランダムデータを、コントローラ20に伝送する。例えば、ランダムデータは、第3信号ラインSL3を介して、コントローラ20に伝送される。段階S170において、コントローラ20は、DCCトレーニング終了を指示する終了コマンドを発行し、クロック信号CLKを非活性化させる。段階S180において、コントローラ20は、終了コマンド、及び非活性化されたクロック信号CLKを、不揮発性メモリ10に伝送する。段階S190において、不揮発性メモリ10に含まれたメモリチップは、デューティ訂正動作を終了する。
【0102】
図20は、本開示の一実施形態による電子装置を示すブロック図である。
図20を参照すれば、電子装置1000は、プロセッサ1100、メモリ装置1200、ストレージ装置1300、モデム1400、入出力(I/O)装置1500及び電源1600を含んでもよい。プロセッサ1100、メモリ装置1200、ストレージ装置1300、モデム1400、入出力装置1500及び電源1600は、バス1700を介して、互いに通信することができる。本実施形態において、ストレージ装置1300は、
図1ないし
図19を参照して述べた実施形態によっても具現される。一実施形態において、ストレージ装置1300は、不揮発性メモリ及びコントローラを含み、該不揮発性メモリは、複数のメモリチップを含み、各メモリチップは、DCC及び出力バッファを含んでもよい。複数のメモリチップに含まれたDCCは、互いに並列的にDCCトレーニングを行うことができ、複数のメモリチップに含まれた出力バッファは、いずれもディセーブルされるか、あるいは複数のメモリチップのうち一つに含まれた出力バッファだけイネーブルされ、残りのメモリチップに含まれた出力バッファは、ディセーブルされる。それにより、ストレージ装置1300において、該DCCトレーニング区間を短縮させることができ、該DCCトレーニング動作時、電力消費を減らすことができる。また、該DCCトレーニングにより、読み取りデータの有効データウィンドウを確保することができるので、ストレージ装置1300の性能、及びそれによる電子装置1000の全体性能が向上することができる。
【0103】
以上のように、図面及び明細書でもって、例示的な実施形態が開示された。本明細書において、特定用語を使用して実施形態について説明したが、それらは、ただ本開示の技術的思想を説明するための目的で使用されたものであり、意味限定や、特許請求の範囲に記載された本開示の範囲を制限するために使用されたものではない。従って、本技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本開示の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決められるものである。
【産業上の利用可能性】
【0104】
本発明の、デューティ訂正回路を含む不揮発性メモリ、及び該不揮発性メモリを含むストレージ装置は、例えば、保存関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【0105】
10A 不揮発性メモリ
20 コントローラ
100,200,300 メモリチップ
101 クロップピン
102 入出力ピン
120,220,320 DCC
140,240,340 出力バッファ