專利名稱：信息存儲(chǔ)設(shè)備,信息存儲(chǔ)方法和信息存儲(chǔ)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)累積電荷(electrical charge)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的信息存儲(chǔ)設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及實(shí)現(xiàn)與時(shí)鐘信號(hào)同步的同步信息存儲(chǔ)設(shè)備。
背景技術(shù)：
DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)被廣泛用作充當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)或類似系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器的信息存儲(chǔ)設(shè)備。其中，快于以前使用的異步DRAM的SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或同步DRAM)已越來(lái)越多地被使用。因?yàn)樗c時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)，因此正確地實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)識(shí)別。由于這種計(jì)時(shí)識(shí)別，SDRAM快速運(yùn)轉(zhuǎn)。SDRAM能夠高效地傳送數(shù)據(jù)，尤其是在與系統(tǒng)時(shí)鐘同步地連續(xù)輸出數(shù)據(jù)(例如突發(fā)傳輸)的情況下。
下面將說(shuō)明SDRAM的操作。在單一時(shí)鐘內(nèi)，激活操作，讀或?qū)懖僮?，預(yù)充電操作和其它操作被用于數(shù)據(jù)處理。這些操作由來(lái)自存儲(chǔ)器控制器或者其它外部設(shè)備的命令指定。激活操作用于通過(guò)用感應(yīng)放大器放大存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)，獲得存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)。讀操作用于借助輸出緩沖區(qū)輸出存在于感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)。寫(xiě)操作用于把I/O線路中的數(shù)據(jù)傳送給感應(yīng)放大器。預(yù)充電操作用于把存在于感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)寫(xiě)回存儲(chǔ)單元。
日本專利特許公開(kāi)No.2002-074953公開(kāi)的同步半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備的已知技術(shù)通過(guò)只在必要的工作周期才激活輸入緩沖區(qū)電路，降低了電流消耗，而不損害緩沖區(qū)的快速響應(yīng)。
一般來(lái)說(shuō)，常規(guī)的SDRAM被用于在單一時(shí)鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)激活操作，讀或?qū)懖僮骰蝾A(yù)充電操作。常見(jiàn)的SDRAM在操作確保時(shí)間方面受限。此外，等待時(shí)間和實(shí)時(shí)限制被強(qiáng)加于命令發(fā)布。等待時(shí)間被限制，與同步時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)。典型的等待時(shí)間是CAS等待時(shí)間，它表示發(fā)出讀命令的時(shí)刻和數(shù)據(jù)被輸出的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔所需的時(shí)鐘的數(shù)目。另一方面，實(shí)時(shí)限制一般與例如代表激活操作和預(yù)充電操作之間的時(shí)間的Tras(RAS激活時(shí)間)參數(shù)，代表激活操作和讀操作之間的時(shí)間的Trcd(RAS-CAS延遲時(shí)間)參數(shù)，和代表預(yù)充電操作和激活操作之間的時(shí)間的Trp(預(yù)充電時(shí)間)參數(shù)相關(guān)。命令發(fā)布必須在至少等待上述時(shí)間之后才被執(zhí)行。如果沒(méi)有等待上述時(shí)間就發(fā)出命令，那么操作得不到保證。
當(dāng)工作頻率被降低，以致時(shí)鐘周期大于上述實(shí)時(shí)限制(它是對(duì)SDRAM的時(shí)間限制之一)，那么為每個(gè)周期確定命令發(fā)布計(jì)時(shí)。于是，即使在每個(gè)時(shí)鐘能夠發(fā)出命令，多數(shù)時(shí)鐘周期是空白的，不是操作必需的。從而，SDRAM的性能下降。
此外，作為SDRAM的一個(gè)例子，一種已知的DRAM類似于SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)同時(shí)執(zhí)行激活操作，讀或?qū)懖僮?，和預(yù)充電操作。這種DRAM是有利的，因?yàn)镈RAM控制器不必實(shí)行頁(yè)面管理。但是，在每個(gè)時(shí)鐘執(zhí)行預(yù)充電操作。于是，能耗不低，盡管常見(jiàn)的DRAM以低能耗為特色。
鑒于上述技術(shù)情況做出了本發(fā)明，本發(fā)明提供一種信息存儲(chǔ)設(shè)備和信息存儲(chǔ)方法，并保證為DRAM特有的低能耗，所述信息存儲(chǔ)設(shè)備和信息存儲(chǔ)方法用于實(shí)現(xiàn)利用同步時(shí)鐘信號(hào)控制操作計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)高效操作過(guò)程，從而提供改進(jìn)性能的同步信息存儲(chǔ)設(shè)備功能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，信息存儲(chǔ)設(shè)備包括通過(guò)累積電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)單元，和放大存儲(chǔ)單元的電荷的放大器，并把同步時(shí)鐘信號(hào)用于數(shù)據(jù)的輸入/輸出計(jì)時(shí)。在把同步時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，處理把電荷從存儲(chǔ)單元轉(zhuǎn)移到放大器的電荷消除操作，或者從放大器獲得電荷并在存儲(chǔ)單元中累積所述電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的放大器的輸入/輸出操作。
在同步時(shí)鐘被用于數(shù)據(jù)輸入/數(shù)據(jù)輸出計(jì)時(shí)的信息存儲(chǔ)設(shè)備中，如果使同步時(shí)鐘朝著低頻率區(qū)偏移，那么能夠在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行上述兩個(gè)操作。于是，當(dāng)新設(shè)置執(zhí)行這兩個(gè)操作的命令，以便在把同步時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，處理這兩個(gè)操作時(shí)，能夠執(zhí)行效率更高的數(shù)據(jù)處理。即使當(dāng)執(zhí)行多個(gè)操作時(shí)，也不在每個(gè)時(shí)鐘執(zhí)行三個(gè)基本操作。于是，這些操作可被部分省略，從而降低能耗。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，信息存儲(chǔ)設(shè)備包括通過(guò)累積電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)單元，放大存儲(chǔ)單元的電荷的放大器，和對(duì)照臨時(shí)保持在放大器中的數(shù)據(jù)，比較請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址的比較器。如果請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址和放大器中的數(shù)據(jù)的地址不一致，那么發(fā)出指令，以便在把單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，按照指定的順序依次處理從放大器獲得電荷并在存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的放大器的輸入/輸出操作，和把電荷從存儲(chǔ)單元移動(dòng)到放大器的電荷消除操作。
當(dāng)收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，上面的信息存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)照收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，臨時(shí)保持在放大器中的數(shù)據(jù)的地址，比較請(qǐng)求信號(hào)的存儲(chǔ)單元地址。于是，例如當(dāng)要從相同的地址連續(xù)輸出數(shù)據(jù)時(shí)，能夠高速輸出數(shù)據(jù)。從而，信息存儲(chǔ)設(shè)備的性能被提高。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，信息存儲(chǔ)設(shè)備包括通過(guò)累積電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)單元，放大存儲(chǔ)單元的電荷的放大器，和對(duì)照放大器中的數(shù)據(jù)，比較請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址的比較器，并在同步時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)單個(gè)時(shí)鐘上，執(zhí)行把電荷從存儲(chǔ)單元移動(dòng)到放大器的電荷消除操作，從放大器獲得電荷，并在存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的放大器的輸入/輸出操作。當(dāng)請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址與放大器中的數(shù)據(jù)的地址一致時(shí)，發(fā)出指令，以便在把同步時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，按照指定的順序依次處理從放大器獲得電荷并在存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的放大器的輸入/輸出操作，和把電荷從存儲(chǔ)單元移動(dòng)到放大器的電荷消除操作。
當(dāng)收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，上面的信息存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)照收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，臨時(shí)保持在放大器中的數(shù)據(jù)的地址，比較請(qǐng)求信號(hào)的存儲(chǔ)單元地址。于是，例如當(dāng)要從相同的地址連續(xù)輸出數(shù)據(jù)時(shí)，能夠高速輸出數(shù)據(jù)。從而，信息存儲(chǔ)設(shè)備的性能被提高。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，信息存儲(chǔ)方法包括下述步驟當(dāng)收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，對(duì)照臨時(shí)保持在放大器中的數(shù)據(jù)的地址，比較請(qǐng)求信號(hào)指定的存儲(chǔ)單元地址，并根據(jù)比較結(jié)果，有選擇地執(zhí)行把電荷從存儲(chǔ)單元移動(dòng)到放大器的電荷消除操作，從放大器獲得電荷并在存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的放大器的輸入/輸出操作。
根據(jù)本發(fā)明的信息存儲(chǔ)方法進(jìn)行地址比較。于是，能夠選擇可在相同時(shí)鐘內(nèi)同時(shí)處理的操作。根據(jù)地址比較結(jié)果選擇最佳操作。選擇的操作可在相同時(shí)鐘內(nèi)被同時(shí)處理，從而獲得高的處理速度。


圖1是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的典型SDRAM和存儲(chǔ)器控制器的方框圖。
圖2是圖解說(shuō)明供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SDRAM里使用的信號(hào)和命令之間的典型關(guān)系的表。
圖3A-3C是關(guān)于不同的DRAM讀操作，圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SDRAM的高速操作的計(jì)時(shí)圖。圖3A是在DRAM的最大工作頻率(Fmax)下獲得的讀操作計(jì)時(shí)圖。圖3B是在DRAM的最大工作頻率的一半(Fmax/2)下獲得的讀操作計(jì)時(shí)圖。圖3C是當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SDRAM執(zhí)行擴(kuò)展的復(fù)合操作時(shí)獲得的讀操作計(jì)時(shí)圖。
圖4A和4B是關(guān)于不同的DRAM讀操作，圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SDRAM的低能耗特征的計(jì)時(shí)圖。圖4A是在DRAM的最大工作頻率(Fmax)下獲得的讀操作計(jì)時(shí)圖。圖4B是當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SDRAM執(zhí)行擴(kuò)展的復(fù)合操作時(shí)獲得的讀操作計(jì)時(shí)圖。
圖5是圖解說(shuō)明由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SDRAM執(zhí)行的操作的流程圖。
圖6是圖解說(shuō)明由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SDRAM執(zhí)行的另一操作的流程圖。
圖7是圖解說(shuō)明由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的SDRAM執(zhí)行的另一操作的流程圖。該流程圖是圖6中的A的繼續(xù)。
圖8是圖解說(shuō)明其中存儲(chǔ)器控制器和根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的SDRAM被包含在PDA中的例子的方框圖。
具體實(shí)施例方式
作為根據(jù)本發(fā)明的信息存儲(chǔ)設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例，下面將參考

SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或同步DRAM)。
圖1是圖解說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的存儲(chǔ)單元31和存儲(chǔ)器控制器30的方框圖，存儲(chǔ)器控制器30被用于向存儲(chǔ)單元31傳送控制信號(hào)。存儲(chǔ)單元31被構(gòu)成為SDRAM，從而可變時(shí)鐘信號(hào)CLKv來(lái)自于所需頻率控制部分。
存儲(chǔ)器控制器30是輸出控制存儲(chǔ)單元31(它是DRAM)的操作的控制信號(hào)的設(shè)備。本實(shí)施例不僅輸出地址信號(hào)和各種控制信號(hào)，例如CS(片選)，RAS(行地址選通)，CAS(列地址選通)，WE(允許寫(xiě)入)，CKE(時(shí)鐘啟動(dòng))，BA(存儲(chǔ)體)，列地址和行地址，而且輸出EXT(擴(kuò)展)信號(hào)和MODE信號(hào)。這些控制信號(hào)進(jìn)入存儲(chǔ)單元31。后面將參考圖2說(shuō)明這些信號(hào)和命令之間的關(guān)系。關(guān)于可變時(shí)鐘頻率CLKv的頻率信息Infq從頻率控制部分和CPU(未示出)被提供給存儲(chǔ)器控制器30，以致能夠根據(jù)頻率信息Infq實(shí)現(xiàn)控制。
存儲(chǔ)單元31包括存儲(chǔ)體55，放大每個(gè)單元的電荷的感應(yīng)放大器56，和外圍電路。存儲(chǔ)體55是保存數(shù)據(jù)的電路。它包括多個(gè)單元55a。每個(gè)單元55a類似于電容器那樣被構(gòu)成。根據(jù)數(shù)據(jù)，每個(gè)單元55a被充電或放電。根據(jù)每個(gè)單元的電荷狀態(tài)圖，數(shù)據(jù)被保存。在本實(shí)施例中，一個(gè)存儲(chǔ)體55具有8×8個(gè)單元55a。但是，單元55a的數(shù)目可以不同于8×8。
存儲(chǔ)體55的每一行中的一組單元55a被稱為一頁(yè)55b。當(dāng)從刷新控制電路中的刷新計(jì)時(shí)發(fā)生器輸入刷新信號(hào)時(shí)，或者當(dāng)從行選擇器53輸出讀信號(hào)時(shí)，存儲(chǔ)體55以和被輸入所述信號(hào)的一行對(duì)應(yīng)的一頁(yè)55b為單位，把每個(gè)單元55a的電荷移動(dòng)到感應(yīng)放大器56。在圖1中，沿存儲(chǔ)體55垂直/水平方向標(biāo)注的數(shù)字(0-7)代表指示每個(gè)單元55a的垂直位置的行編號(hào)，或者指示存儲(chǔ)體55中的每個(gè)單元55a的水平位置的列編號(hào)。
當(dāng)行選擇器53規(guī)定的頁(yè)55b的單元55a中的數(shù)據(jù)被傳送時(shí)，感應(yīng)放大器56能夠接收傳送的數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)放大到預(yù)定的電位，并把數(shù)據(jù)傳回初始頁(yè)55b。在這種情況下，如果在電荷被累積時(shí)，輸入對(duì)列選擇器57指定的列中的數(shù)據(jù)的讀信號(hào)，那么感應(yīng)放大器56讀取指定列中的數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)輸出給輸出放大器58。
在圖1中，感應(yīng)放大器56被配置，以致只有單元55a的一頁(yè)55b的電荷可被放大。于是，只可對(duì)一頁(yè)進(jìn)行刷新過(guò)程或讀過(guò)程。從而，由自刷新計(jì)時(shí)發(fā)生器產(chǎn)生的刷新信號(hào)，或者由行選擇器53產(chǎn)生的讀信號(hào)由CPU控制，以致產(chǎn)生為任意行上的過(guò)程執(zhí)行提供計(jì)時(shí)的信號(hào)?？刹贾枚鄠€(gè)感應(yīng)放大器56，從而能夠?qū)Χ鄠€(gè)頁(yè)(行)同時(shí)進(jìn)行刷新過(guò)程或讀過(guò)程。
當(dāng)收到從存儲(chǔ)器控制器30輸入的CAS信號(hào)時(shí)，列地址鎖存器52開(kāi)啟其操作狀態(tài)，并把和在指示存儲(chǔ)體55中的單元55a的位置的地址的列有關(guān)的信息輸出給列選擇器57。列選擇器57把關(guān)于和從列地址鎖存器52輸入的列對(duì)應(yīng)的感應(yīng)放大器數(shù)據(jù)的讀信號(hào)輸出給感應(yīng)放大器56。按照這種方式輸出的讀信號(hào)被輸出放大器58讀取。輸出放大器58放大輸入的電荷，并通過(guò)存儲(chǔ)器控制器30把數(shù)據(jù)輸出給CPU。
下面說(shuō)明存儲(chǔ)器控制器30依據(jù)來(lái)自CPU的指令，執(zhí)行的讀取存儲(chǔ)體55的單元55a中的數(shù)據(jù)的操作。例如當(dāng)存儲(chǔ)器控制器30試圖依據(jù)來(lái)自CPU的指令，讀取DRAM存儲(chǔ)體55的第六行、第四列的單元55a中的數(shù)據(jù)時(shí)，CPU指令存儲(chǔ)器控制器30讀取第六行、第四列的單元55a中的數(shù)據(jù)。當(dāng)收到這樣的指令時(shí)，存儲(chǔ)器控制器30的控制信號(hào)發(fā)生部分向行地址鎖存器51輸出RAS信號(hào)，隨后把相關(guān)的地址信號(hào)輸出給行地址鎖存器51和列地址鎖存器52。當(dāng)從控制信號(hào)發(fā)生部分收到RAS信號(hào)時(shí)，行地址鎖存器開(kāi)始其操作，并把隨后收到的地址信息的行信息輸出給行選擇器53。于是，根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM把名為“第六行”的信息輸出給行選擇器53。
根據(jù)從行地址鎖存器51輸入的行信息，行選擇器53輸出讀信號(hào)，用于把對(duì)應(yīng)于該行的頁(yè)55b內(nèi)的單元55a中的電荷移動(dòng)到感應(yīng)放大器56。在根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM中，由存儲(chǔ)體55的圖中實(shí)線圍繞的第六行中的頁(yè)55b內(nèi)的單元55a中的電荷隨后被輸出給感應(yīng)放大器56。感應(yīng)放大器56把轉(zhuǎn)移電荷的數(shù)量放大到預(yù)定值。執(zhí)行的讀取有關(guān)單元55a的信息，并使感應(yīng)放大器56放大讀信息的操作被稱為激活操作。
在上面的情況下，控制信號(hào)發(fā)生部分不僅向列地址鎖存器52輸出CAS信號(hào)，而且向行地址鎖存器51和列地址鎖存器52輸出地址信號(hào)。當(dāng)從控制信號(hào)發(fā)生部分收到CAS信號(hào)時(shí)，列地址鎖存器52開(kāi)始其操作，并把隨后收到的地址信息的列信息輸出給列選擇器57。于是，根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM把名為“第四列”的信息輸出給列選擇器57。
根據(jù)和列有關(guān)的輸入信息，列選擇器57向輸出放大器58輸出讀信號(hào)，用于轉(zhuǎn)移由感應(yīng)放大器56放大，并且對(duì)應(yīng)于該列的電荷。在根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM中，感應(yīng)放大器56根據(jù)讀信號(hào)，把由圖中的實(shí)線圍繞的第四列中的單元55a中的電荷輸出給輸出放大器58。執(zhí)行的把數(shù)據(jù)從感應(yīng)放大器56輸出給輸出放大器58的操作被稱為讀操作。
輸出放大器58把轉(zhuǎn)移的電荷的數(shù)量放大到傳輸所要求的預(yù)定值，隨后通過(guò)存儲(chǔ)器控制器30把數(shù)據(jù)輸出給CPU。隨后，感應(yīng)放大器56把第六行中的頁(yè)55b中的放大電荷返回給存儲(chǔ)體55中的初始單元55a。該操作被稱為預(yù)充電操作。于是，從其讀取數(shù)據(jù)的(圖1中第六行中的)頁(yè)55b中的八個(gè)單元55a中的電荷的數(shù)量被恢復(fù)到初始狀態(tài)(全充電狀態(tài))。
上述操作與常見(jiàn)SDRAM的操作相同。根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM還能夠處理用于把電荷從單元55a移動(dòng)到感應(yīng)放大器56的激活操作，或者用于從感應(yīng)放大器56在單元55a中累積電荷的預(yù)充電操作，和在利用同步時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，涉及SDRAM外部的對(duì)感應(yīng)放大器56的讀/寫(xiě)操作。至于根據(jù)保持在感應(yīng)放大器56中的數(shù)據(jù)的地址，利用同步時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行的操作，根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM在把電荷從單元55a移動(dòng)到感應(yīng)放大器56的激活操作之前，執(zhí)行從感應(yīng)放大器56在單元55a中累積電荷的預(yù)充電操作。
現(xiàn)在將詳細(xì)說(shuō)明上面的擴(kuò)展SDRAM操作。在根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM中，在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)可執(zhí)行四種不同的擴(kuò)展復(fù)合操作激活/讀操作(“A+R”)，激活/寫(xiě)操作(“A+W”)，預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)和預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)。在激活/讀操作(“A+R”)中，接著激活操作(“A”)執(zhí)行讀操作(“R”)。在激活/寫(xiě)操作(“A+W”)中，接著激活操作(“A”)執(zhí)行寫(xiě)操作(“W”)。在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)執(zhí)行的預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)或預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)中，從感應(yīng)放大器56在單元55a中累積電荷的預(yù)充電操作(“P”)在上述復(fù)合操作(激活/讀操作或激活/寫(xiě)操作)之前。根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM并不局限于上述四種不同的擴(kuò)展復(fù)合操作。也可執(zhí)行基于不同組合的各種其它復(fù)合操作。
對(duì)于上述擴(kuò)展的SDRAM操作，根據(jù)圖2中的信號(hào)/命令對(duì)應(yīng)表發(fā)出命令。信號(hào)/命令組合并不局限于圖2中指示的那些。各種其它組合可被用于命令發(fā)出。不僅可利用現(xiàn)有的信號(hào)組合，而且可以利用新增加的信號(hào)來(lái)規(guī)定命令。應(yīng)注意為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，省略了線條符號(hào)的使用。
如圖2中所示，MODE信號(hào)和EXT信號(hào)主要啟動(dòng)上面提及的的四種擴(kuò)展復(fù)合操作。更具體地說(shuō)，當(dāng)EXT和MODE信號(hào)都是低電平(“L”)時(shí)，執(zhí)行預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)或預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)，其中從感應(yīng)放大器56在單元55a中累積電荷的預(yù)充電操作(“P”)在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)的其它操作之前。如果在上述情況下，WE(允許寫(xiě)入)信號(hào)處于高電平(“H”)，那么執(zhí)行預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)。另一方面，如果WE(允許寫(xiě)入)信號(hào)處于低電平(“L”)，那么執(zhí)行預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)。。
當(dāng)EXT信號(hào)是低電平(“L”)，MODE信號(hào)是高電平(“H”)時(shí)，執(zhí)行剩余的兩種擴(kuò)展復(fù)合操作，即，其中接著激活操作(“A”)執(zhí)行讀操作(“R”)的激活/讀操作(“A+R”)，和其中接著激活操作(“A”)執(zhí)行寫(xiě)操作(“W”)的激活/寫(xiě)操作(“A+W”)。這種情況下，激活/讀操作(“A+R”)和激活/寫(xiě)操作(“A+W”)之間的差異取決于WE(允許寫(xiě)入)信號(hào)。如果WE(允許寫(xiě)入)信號(hào)處于高電平(“H”)，那么執(zhí)行激活/讀操作(“A+R”)。另一方面，如果WE(允許寫(xiě)入)信號(hào)處于低電平(“L”)，那么激活/寫(xiě)操作(“A+W”)。
當(dāng)EXT信號(hào)是高電平(“H”)時(shí)，那么其它操作，即，基本SDRAM操作，各種命令由CS(片選)信號(hào)，RAS(行地址選通)信號(hào)，CAS(列地址選通)信號(hào)，和WE(允許寫(xiě)入)信號(hào)規(guī)定。更具體地說(shuō)，當(dāng)CS(片選)信號(hào)為低電平(“L”)時(shí)，存儲(chǔ)單元31被選擇。當(dāng)CS(片選)信號(hào)為高電平(“H”)時(shí)，不執(zhí)行任何操作(DESL)。
根據(jù)當(dāng)CS(片選)信號(hào)為低電平(“L”)時(shí)，RAS(行地址選通)信號(hào)，CAS(列地址選通)信號(hào)，和WE(允許寫(xiě)入)信號(hào)的組合，形成用于上述激活操作“A”，讀操作“R”和預(yù)充電操作“P”的命令。更具體地說(shuō)，當(dāng)RAS信號(hào)為低電平“L”，CAS信號(hào)為高電平“H”，WE信號(hào)為高電平“H”時(shí)，形成激活操作命令(ACT)。當(dāng)RAS信號(hào)為高電平“H”，CAS信號(hào)為低電平“L”，WE信號(hào)為高電平“H”時(shí)，形成讀操作命令(READ)。當(dāng)RAS信號(hào)為高電平“H”，CAS信號(hào)為低電平“L”，WE信號(hào)為低電平“L”時(shí)，形成寫(xiě)操作命令(WRITE)。當(dāng)RAS信號(hào)為低電平“L”，CAS信號(hào)為高電平“H”，WE信號(hào)為低電平“L”時(shí)，形成預(yù)充電操作命令(PRE)或者所有存儲(chǔ)體預(yù)充電操作命令(PALL)。
當(dāng)CS(片選)信號(hào)為低電平“L”，RAS信號(hào)為高電平“H”，CAS信號(hào)為高電平“H”，WE信號(hào)為高電平“H”時(shí)，形成無(wú)指令命令(NOP)。當(dāng)CS(片選)信號(hào)為低電平“L”，RAS信號(hào)為低電平“L”，CAS信號(hào)為低電平“L”，WE信號(hào)為高電平“H”時(shí)，形成對(duì)存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)充分充電的刷新命令(REF)。當(dāng)CS(片選)信號(hào)為低電平“L”，RAS信號(hào)為低電平“L”，CAS信號(hào)為低電平“L”，WE信號(hào)為低電平“L”時(shí)，形成模式設(shè)置命令(MRS)。當(dāng)CS(片選)信號(hào)為低電平“L”，RAS信號(hào)為高電平“H”，CAS信號(hào)為高電平“H”，WE信號(hào)為低電平“L ”時(shí)，形成突發(fā)停止命令(BST)。
信號(hào)/命令組合并不局限于圖2中所示的那些。各種其它組合可被用于規(guī)定命令。雖然說(shuō)明了四種不同的擴(kuò)展復(fù)合操作(預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)，預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)，激活/讀操作(“A+R”)，激活/寫(xiě)操作(“A+W”))，不過(guò)通過(guò)把多個(gè)位用于MODE選擇，能夠執(zhí)行許多其它擴(kuò)展的復(fù)合操作。
下面將參考圖3和4詳細(xì)說(shuō)明由根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM執(zhí)行的操作。圖3圖解說(shuō)明當(dāng)提供低頻同步時(shí)鐘時(shí)產(chǎn)生的性能。圖3A是圖解說(shuō)明常規(guī)的DRAM(比較例)以最大工作頻率(Fmax)工作的讀操作的計(jì)時(shí)圖。圖3B是圖解說(shuō)明常規(guī)的DRAM(比較例)以最大工作頻率的一半(Fmax/2)工作的讀操作的計(jì)時(shí)圖。圖3C是圖解說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM執(zhí)行的擴(kuò)展復(fù)合操作的計(jì)時(shí)圖。在這些圖中，符號(hào)“A”，“R”和“P”分別代表激活操作，讀操作和預(yù)充電操作。
當(dāng)如圖3A中所示，以常規(guī)DRAM(比較例)的最大工作頻率(Fmax)達(dá)到同步時(shí)，在數(shù)據(jù)輸出(圖中的灰色區(qū))之前，總共需要3個(gè)時(shí)鐘，因?yàn)榧せ畈僮?“A”)，讀操作(“R”)和預(yù)充電操作(“P”)在相應(yīng)的時(shí)鐘上執(zhí)行。圖3A表明在第三個(gè)時(shí)鐘上輸出數(shù)據(jù)，所述第三個(gè)時(shí)鐘是預(yù)充電時(shí)鐘。圖3B中的計(jì)時(shí)解說(shuō)明相同的DRAM以最大工作頻率的一半(Fmax/2)工作的情況。DRAM是同步類型的DRAM。于是，即使時(shí)鐘周期的長(zhǎng)度變成兩倍，仍然需要總共三個(gè)時(shí)鐘，因?yàn)榧せ畈僮?“A”)，讀操作(“R”)和預(yù)充電操作(“P”)在相應(yīng)的時(shí)鐘上執(zhí)行。由于每個(gè)時(shí)鐘的周期為兩倍，因此在最大工作頻率(Fmax)下，在第五個(gè)和第六個(gè)時(shí)鐘上發(fā)出數(shù)據(jù)輸出。這種情況下，每個(gè)操作易于被處理。但是，每個(gè)操作所需的時(shí)間被增大兩倍，因?yàn)闉榱嗽谀骋粫r(shí)鐘實(shí)現(xiàn)同步，進(jìn)行了控制。
在圖3C中，執(zhí)行激活/讀操作(“A+R”)，它是激活操作“A”和讀操作“R”的組合。和在(B)中指出的情況中相比，早一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生結(jié)果數(shù)據(jù)輸出。如前所述，激活操作“A”和讀操作“W”被組織成以致以最大工作頻率(Fmax)在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)完成處理。于是，在最大工作頻率的一半下(周期被增大兩倍)，在一個(gè)時(shí)鐘內(nèi)能夠處理兩個(gè)操作。于是，激活/讀操作(“A+R”)被執(zhí)行。從而，預(yù)充電操作“P”在第二個(gè)時(shí)鐘上執(zhí)行。這意味著比(B)中所示的情況早一個(gè)時(shí)鐘執(zhí)行處理。當(dāng)使用激活/讀操作(“A+R”)(它是一個(gè)擴(kuò)展復(fù)合操作)時(shí)，總體上執(zhí)行高速過(guò)程，以便提高存儲(chǔ)器性能。
下面參考圖4，說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM的低能耗。圖4A是圖解說(shuō)明作為常規(guī)DRAM的一個(gè)例子的SDRAM的操作的計(jì)時(shí)圖。在該例子中，SDRAM類似于DRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)工作，從而在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)執(zhí)行激活操作，讀操作，和預(yù)充電操作。在常規(guī)DRAM的該例子中，在每個(gè)時(shí)鐘上執(zhí)行激活操作，讀操作，和預(yù)充電操作(三個(gè)操作(“A+R+P”))。數(shù)據(jù)同樣在每個(gè)時(shí)鐘被輸出。對(duì)于激活操作(“A”)和預(yù)充電操作(“P”)來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)存儲(chǔ)體的感應(yīng)放大器被操作，以便進(jìn)行放大。于是，所得到的能耗大于讀操作和寫(xiě)操作的能耗。例如，當(dāng)在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)執(zhí)行激活操作，讀操作，和預(yù)充電操作，并且該序列被連續(xù)執(zhí)行5次時(shí)，如圖4A中所示，那么激活操作，讀操作，和預(yù)充電操作中的每個(gè)操作被執(zhí)行5次。這意味著能耗被相應(yīng)增大。
至于根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM，如果按照后續(xù)指令要讀取的數(shù)據(jù)(單元)被包括在由激活操作讀取的行地址(頁(yè))中，以便在讀操作期間讀取特定單元，那么可以使用其中恰當(dāng)?shù)厥÷约せ畈僮骱皖A(yù)充電操作的備選指令格式。在圖4B中所示的例子中，發(fā)出指令以便在第一時(shí)鐘上執(zhí)行激活/讀操作(“A+R”)，在第二和第三時(shí)鐘上執(zhí)行讀操作(“R”)，在第四時(shí)鐘上執(zhí)行預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)，并在第五時(shí)鐘上執(zhí)行讀操作(“R”)。讀操作被包括在所有上述操作中。于是，數(shù)據(jù)也在每個(gè)時(shí)鐘上被輸出。在圖4B中所示的例子中，在前三個(gè)時(shí)鐘內(nèi)，數(shù)據(jù)讀的地址(頁(yè))保持不變。因此，預(yù)充電操作和激活操作可被省略。至于第四時(shí)鐘的命令，從感應(yīng)放大器在單元中累積電荷的預(yù)充電操作(“P”)在把電荷從單元轉(zhuǎn)移到感應(yīng)放大器的激活操作(“A”)之前。當(dāng)行地址(頁(yè))改變時(shí)應(yīng)規(guī)定預(yù)充電/激活/讀操作。相反，如果對(duì)于讀操作來(lái)說(shuō)，相鄰數(shù)據(jù)的行地址保持不變，那么只應(yīng)規(guī)定能耗方面較低的讀操作(“R”)。對(duì)在圖4B中所示的例子中的5-時(shí)鐘數(shù)據(jù)讀取來(lái)說(shuō)，激活操作總共被執(zhí)行2次；讀操作總共被執(zhí)行5次；預(yù)充電操作被執(zhí)行1次。當(dāng)與圖4A中所示的操作相比時(shí)，能耗被降低，因?yàn)榧せ畈僮鞯拇螖?shù)少3，預(yù)充電操作的次數(shù)少4。激活操作和預(yù)充電操作基本上消耗了大量的能量。于是，當(dāng)激活操作和預(yù)充電操作的次數(shù)被減少時(shí)，能耗大大降低。
當(dāng)如前所述，采用的控制方法并不每次執(zhí)行預(yù)充電操作時(shí)，通常通過(guò)發(fā)出激活/讀操作(“A+R”)的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入/輸出。從而，在命令發(fā)布之后，頁(yè)保持有效。于是，如果要訪問(wèn)的頁(yè)保持不變，那么簡(jiǎn)單的讀操作就足夠了。另一方面，如果要訪問(wèn)一個(gè)不同的頁(yè)，那么在一個(gè)時(shí)鐘內(nèi)的指示的序列內(nèi)，應(yīng)執(zhí)行預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)。特別是當(dāng)從感應(yīng)放大器在單元中累積電荷的預(yù)充電操作(“P”)在把電荷從單元轉(zhuǎn)移到感應(yīng)放大器的激活操作(“A”)之前時(shí)，等待時(shí)間和使用常規(guī)的類似于SRAM的DRAM時(shí)的等待時(shí)間相同，而不必要的激活操作和預(yù)充電操作被避免。從而，能耗被降低。
下面將參考圖5-7說(shuō)明供根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM中使用的另一種控制方法。圖5是對(duì)照感應(yīng)放大器數(shù)據(jù)地址比較請(qǐng)求的地址，并發(fā)出復(fù)合操作命令的流程圖。流程圖中指示的過(guò)程由存儲(chǔ)器控制器或者其它類似的控制設(shè)備執(zhí)行。但是，如果存儲(chǔ)器是微計(jì)算機(jī)的一部分，那么該過(guò)程由外圍的存儲(chǔ)器控制電路執(zhí)行。
首先，執(zhí)行步驟S10，從CPU或其它類似的計(jì)算設(shè)備接收請(qǐng)求。該請(qǐng)求是，例如數(shù)據(jù)讀或數(shù)據(jù)寫(xiě)請(qǐng)求。它指定預(yù)定的存儲(chǔ)單元地址，并進(jìn)入存儲(chǔ)器控制器或者其它類似的控制設(shè)備。隨后，執(zhí)行步驟S11，比較和所述請(qǐng)求相關(guān)的單元的地址與SDRAM感應(yīng)放大器中的當(dāng)前數(shù)據(jù)的地址。該比較的結(jié)果可被分成下面說(shuō)明的三類。
首先，如果在感應(yīng)放大器中未包含任何數(shù)據(jù)，那么流程進(jìn)入步驟S12。在步驟S12中，發(fā)出激活/讀操作(“A+R”)的命令或者激活/寫(xiě)操作(“A+W”)的命令，以便執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入/輸出操作。在發(fā)出命令之后，流程進(jìn)入步驟S15，等待下一請(qǐng)求。其次，如果感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)的行地址和與該請(qǐng)求相關(guān)的單元的行地址一致，那么流程進(jìn)入步驟S13。在步驟S13中，發(fā)出讀操作(“R”)的命令或?qū)懖僮?“W”)的命令。當(dāng)感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)的行地址和與該請(qǐng)求相關(guān)的單元的行地址一致時(shí)，不必執(zhí)行把電荷從單元移動(dòng)到感應(yīng)放大器的激活操作(“A”)或者把來(lái)自感應(yīng)放大器的電荷累積到單元中的預(yù)充電操作(“P”)。于是可簡(jiǎn)單地通過(guò)發(fā)出讀操作(“R”)的命令或?qū)懖僮?“W”)的命令繼續(xù)該過(guò)程。當(dāng)通過(guò)利用簡(jiǎn)單的讀操作(“R”)或?qū)懖僮?“W”)的命令繼續(xù)該過(guò)程時(shí)，能夠避免能耗較高的不必要的激活操作和預(yù)充電操作。在發(fā)出命令之后，流程進(jìn)入步驟S15，等待下一請(qǐng)求。
第三，如果感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)的行地址和與該請(qǐng)求相關(guān)的單元的行地址不一致，那么流程進(jìn)入步驟S14。在步驟S14中，發(fā)出預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)的命令或者預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)的命令。當(dāng)感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)的行地址和與該請(qǐng)求相關(guān)的單元的行地址不一致時(shí)，需要數(shù)據(jù)替換。對(duì)于這樣的數(shù)據(jù)替換，必須寫(xiě)入在前數(shù)據(jù)并讀取到感應(yīng)放大器。于是，人感應(yīng)放大器把電荷累積在單元中的預(yù)充電操作(“P”)在把電荷從單元轉(zhuǎn)移到感應(yīng)放大器的激活操作(“A”)之前。在激活操作(“A”)之后，發(fā)出讀操作(“R”)或?qū)懖僮?“W”)的命令，以便讀取或?qū)懭朐谂c該請(qǐng)求相關(guān)的地址的數(shù)據(jù)。在發(fā)出命令之后，流程進(jìn)入步驟S15，等待下一請(qǐng)求。
當(dāng)根據(jù)上面的流程圖執(zhí)行該過(guò)程時(shí)，能夠避免不必要的激活操作和預(yù)充電操作，并降低能耗，而不必改變，例如等待時(shí)間。圖5中所示的過(guò)程由能夠不斷發(fā)出預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)，預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)，激活/讀操作(“A+R”)，激活/寫(xiě)操作(“A+W”)，讀操作(“R”)和寫(xiě)操作(“W”)的命令(六個(gè)命令)。
下面參考圖6和7說(shuō)明供根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM中使用的另一控制方法。圖6和7是圖解說(shuō)明考慮頻率未被降低，以使三個(gè)操作，例如包括在預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)中的那三個(gè)操作在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)被執(zhí)行的情形的典型過(guò)程的流程圖。應(yīng)注意圖7中的A對(duì)應(yīng)于圖6中的A(步驟S25)。流程圖中指示的過(guò)程由存儲(chǔ)器控制器或者其它類似的控制設(shè)備執(zhí)行。但是，如果存儲(chǔ)器是微計(jì)算機(jī)的一部分，那么該過(guò)程由外圍的存儲(chǔ)器控制電路執(zhí)行。
首先，執(zhí)行步驟S20，接收來(lái)自CPU或其它類似計(jì)算設(shè)備的請(qǐng)求。該請(qǐng)求是例如數(shù)據(jù)讀或數(shù)據(jù)寫(xiě)請(qǐng)求。它指定預(yù)定的存儲(chǔ)單元地址，并進(jìn)入存儲(chǔ)器控制器或者其它類似的控制設(shè)備。隨后，執(zhí)行步驟S21，比較和所述請(qǐng)求相關(guān)的單元的地址與SDRAM感應(yīng)放大器中的當(dāng)前數(shù)據(jù)的地址。和圖5中的流程圖的情況一樣，該比較的結(jié)果可被分成下面說(shuō)明的三類。
首先，如果在感應(yīng)放大器中未包含任何數(shù)據(jù)，那么流程進(jìn)入步驟S22。在步驟S22，發(fā)出激活/讀操作(“A+R”)的命令或者激活/寫(xiě)操作(“A+W”)的命令，以便執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入/輸出操作。隨后，流程進(jìn)入步驟S24。在步驟S24中，如果需要，那么發(fā)出讀操作(“R”)或者寫(xiě)操作(“W”)的命令。在發(fā)出命令之后，流程進(jìn)入步驟S26，等待下一請(qǐng)求。
其次，如果感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)的行地址和與該請(qǐng)求相關(guān)的單元的行地址一致，那么流程進(jìn)入步驟S23。在步驟S23，發(fā)出讀操作(“R”)的命令或?qū)懖僮?“W”)的命令。當(dāng)感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)的行地址和與該請(qǐng)求相關(guān)的單元的行地址一致時(shí)，不必執(zhí)行把電荷從單元移動(dòng)到感應(yīng)放大器的激活操作(“A”)或者從感應(yīng)放大器在單元中累積電荷的預(yù)充電操作(“P”)。于是可簡(jiǎn)單地通過(guò)發(fā)出讀操作(“R”)的命令或?qū)懖僮?“W”)的命令繼續(xù)該過(guò)程。當(dāng)通過(guò)利用簡(jiǎn)單的讀操作(“R”)或?qū)懖僮?“W”)的命令繼續(xù)該過(guò)程時(shí)，能夠避免能耗較高的不必要的激活操作和預(yù)充電操作。在發(fā)出命令之后，流程進(jìn)入步驟S26，等待下一請(qǐng)求。
第三，如果感應(yīng)放大器中的數(shù)據(jù)的行地址和與該請(qǐng)求相關(guān)的單元的行地址不一致，那么流程進(jìn)入步驟S25，并繼續(xù)圖7中的流程圖。在圖7中的所示的流程圖中，可選擇三種不同的處理方法。根據(jù)一種處理方法選擇，流程進(jìn)入發(fā)出預(yù)充電操作(“P”)的命令的步驟S31，發(fā)出預(yù)充電/激活操作(“P+A”)的命令的步驟S34，或者發(fā)出預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)或預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)的命令的步驟S36?？筛鶕?jù)時(shí)鐘頻率和操作所需的時(shí)間周期之間的關(guān)系做出所述選擇。例如，可實(shí)行控制，以致當(dāng)預(yù)充電操作，激活操作和讀操作可在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)被處理時(shí)，流程進(jìn)入步驟S36，或者當(dāng)這三個(gè)操作不能在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)被處理時(shí)，流程進(jìn)入步驟S31或S34當(dāng)流程進(jìn)入步驟S31時(shí)，發(fā)出預(yù)充電操作(“P”)的命令，隨后發(fā)出激活/讀操作(“A+R”)或者激活/寫(xiě)操作(“A+W”)的命令(步驟S32)。當(dāng)步驟S31和S32都完成時(shí)，執(zhí)行預(yù)充電操作，激活操作和讀或?qū)懖僮?。隨后，流程進(jìn)入步驟S33。在步驟S33中，如果需要，那么發(fā)出讀操作(“R”)或?qū)懖僮?“W”)的命令。在發(fā)出命令之后，流程進(jìn)入步驟S38，等待下一請(qǐng)求。
當(dāng)流程進(jìn)入步驟S34時(shí)，發(fā)出預(yù)充電/激活操作(“P+A”)的命令。隨后，執(zhí)行步驟S35，發(fā)出讀操作(“R”)或?qū)懖僮?“W”)的命令。在發(fā)出命令之后，流程進(jìn)入步驟S38，等待下一請(qǐng)求。
當(dāng)流程進(jìn)入步驟S36時(shí)，發(fā)出預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)或預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)的命令。隨后，執(zhí)行步驟S37，如果需要，那么發(fā)出讀操作(“R”)或?qū)懖僮?“W”)的命令。在發(fā)出命令之后，流程進(jìn)入步驟S38，等待下一請(qǐng)求。
當(dāng)根據(jù)上面的流程圖執(zhí)行該過(guò)程時(shí)，能夠避免不必要的激活操作和預(yù)充電操作，并降低能耗，而不必改變，例如等待時(shí)間。此外，即使當(dāng)以不同在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)處理預(yù)充電操作，激活操作和讀操作的低頻時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行操作時(shí)，也能夠獲得高的處理效率。
下面參考圖8說(shuō)明其中包含根據(jù)本發(fā)明的SDRAM的PDA(個(gè)人數(shù)字助手)。PDA包括PDA核心部分60，PDA核心部分將與LCD(液晶顯示器)，觸摸面板等(未示出)連接。PDA核心部分60包括執(zhí)行所需信息處理程序的CPU 61和協(xié)處理器62。CPU 61與總線66連接?？偩€66與例如連接低速電路部分的總線橋67，高速繪制圖形的圖形引擎63，連接攝像機(jī)的攝影機(jī)接口65和與LCD交換信號(hào)的LCD控制器連接。
總線橋67與例如USB(通用串行總線)控制器81，I/O總線82，觸摸面板接口83和鍵盤/滾輪/LED接口84連接。總線橋67還與頻率控制部分76連接，頻率控制部分76輸出時(shí)鐘信號(hào)CLKv和時(shí)鐘信號(hào)CLKv的頻率信息Infq。
上面提及的總線66還與SDRAM 71(它是信息存儲(chǔ)設(shè)備)，DRAM控制器72，和外部存儲(chǔ)器控制器73連接。DRAM控制器72是把控制信號(hào)傳送給SDRAM 71的電路部分。根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM能夠在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)執(zhí)行例如四種不同的擴(kuò)展復(fù)合操作激活/讀操作(“A+R”)，激活/寫(xiě)操作(“A+W”)，預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)和預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)。在后兩種操作中，從感應(yīng)放大器在單元中累積電荷的預(yù)充電操作(“P”)在前兩種操作之前。上面操作的命令從DRAM控制器72被傳送給作為信息存儲(chǔ)設(shè)備的SDRAM 71。此外，可由頻率控制部分76改變的時(shí)鐘信號(hào)CLKv的頻率信息Infq被提供給DRAM控制器72。DRAM控制器72利用頻率信息Infq進(jìn)行解碼過(guò)程和其它計(jì)算過(guò)程，以便即使時(shí)鐘信號(hào)CLKv的頻率改變時(shí)，也對(duì)SDRAM 71執(zhí)行最佳處理。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLKv的頻率改變時(shí)，包括SDRAM 1和DRAM控制器72的存儲(chǔ)器系統(tǒng)能夠根據(jù)頻率信息Infq執(zhí)行處理，從而獲得高的處理速度，而不必等待額外的一段時(shí)間。
除了存儲(chǔ)器系統(tǒng)41之外，外部存儲(chǔ)器控制器73可被配置成發(fā)出執(zhí)行擴(kuò)展的復(fù)合操作的命令，以致外部SDRAM 75執(zhí)行復(fù)合操作。例如，外部SDRAM 75可在單個(gè)時(shí)鐘內(nèi)執(zhí)行四種不同的擴(kuò)展復(fù)合操作激活/讀操作(“A+R”)，激活/寫(xiě)操作(“A+W”)，預(yù)充電/激活/讀操作(“P+A+R”)和預(yù)充電/激活/寫(xiě)操作(“P+A+W”)。在后兩種操作中，從感應(yīng)放大器在單元中累積電荷的預(yù)充電操作(“P”)在前兩種操作之前?？勺儠r(shí)鐘信號(hào)CLKv的頻率信息Infq可被提供給外部存儲(chǔ)器控制器73。外部存儲(chǔ)器控制器73是把控制信號(hào)傳送給與外部存儲(chǔ)器總線連接的ROM 74和外部SDRAM 75的電路。外部存儲(chǔ)器控制器也利用頻率信息Infq進(jìn)行解碼過(guò)程和其它計(jì)算過(guò)程，以便當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLKv的頻率變化時(shí)，對(duì)ROM 74和外部SDRAM 75執(zhí)行最佳處理，而不必等待額外的一段時(shí)間。包括外部存儲(chǔ)器控制器73的控制部分42，和包括ROM74與外部SDRAM 75的存儲(chǔ)器部分43構(gòu)成存儲(chǔ)器系統(tǒng)。如同上面提及的存儲(chǔ)器系統(tǒng)41一樣，該存儲(chǔ)器系統(tǒng)執(zhí)行高速處理。與外部存儲(chǔ)器控制器73連接的存儲(chǔ)器并不局限于ROM 74和外部SDRAM 75。另一方面，其它存儲(chǔ)器和信號(hào)處理設(shè)備可與外部存儲(chǔ)器控制器73連接。此外，相同的頻率信號(hào)Infq可被提供給外部存儲(chǔ)器控制器73和DRAM控制器2。當(dāng)使用不同的時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，可使用不同的多組頻率信息Infq。
雖然圖8圖解說(shuō)明典型的PDA，不過(guò)根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM也可適用于個(gè)人計(jì)算機(jī)，蜂窩電話機(jī)或者其它電子設(shè)備。由于根據(jù)本實(shí)施例的SDRAM能耗低，因此非常適合于供包括例如睡眠模式或待機(jī)狀態(tài)的設(shè)備中使用。
上面提及的一系列的過(guò)程可由硬件執(zhí)行。但是，它們也可由軟件執(zhí)行。至于編寫(xiě)程序的步驟，將按照規(guī)定的序列按照時(shí)間順序執(zhí)行的過(guò)程不僅包括按時(shí)間順序的過(guò)程，而且包括并行地或者單獨(dú)地執(zhí)行的過(guò)程。
在假定存儲(chǔ)器控制器或其它存儲(chǔ)設(shè)備控制器大體配有讀取頻率信息Infq并調(diào)整控制功能的機(jī)構(gòu)的假定下，說(shuō)明了上面的實(shí)施例。但是，本發(fā)明并不局限于使用這樣的方案。例如，本發(fā)明適用于可變時(shí)鐘信號(hào)被提供給信號(hào)處理設(shè)備或電路的情況。所采用的電路能夠?qū)勺儠r(shí)鐘信號(hào)的頻率信息進(jìn)行計(jì)算處理，從而計(jì)算所需的等待時(shí)間，并執(zhí)行最佳的信息處理。
本實(shí)施例將被包含于其中的電子設(shè)備并不局限于PDA和個(gè)人計(jì)算機(jī)。本實(shí)施例也可被包含在打印機(jī)，傳真機(jī)，個(gè)人計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備，蜂窩電話機(jī)和其它電話機(jī)，電視接收機(jī)，圖像顯示設(shè)備，通信設(shè)備，照相機(jī)，無(wú)線電裝置，VCR，數(shù)字家電，照明設(shè)備，游戲機(jī)，無(wú)線電控制的模型車和其它玩具，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的工具，醫(yī)療器械，測(cè)量?jī)x表，車載設(shè)備，辦公設(shè)備，保健/美容器械，電子控制的機(jī)器人，可佩戴的電子設(shè)備，各種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，汽車，輪船，飛機(jī)和其它運(yùn)輸工具，家用/工業(yè)發(fā)電機(jī)，以及其它用途的各種其它電子設(shè)備中。
根據(jù)本發(fā)明的信息存儲(chǔ)設(shè)備能夠新設(shè)置其中執(zhí)行兩個(gè)或三個(gè)操作的擴(kuò)展復(fù)合操作的命令，并在把同步時(shí)鐘信號(hào)的基本相同時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，處理該擴(kuò)展復(fù)合操作。從而，獲得高的數(shù)據(jù)處理效率。此外，即使當(dāng)執(zhí)行多個(gè)操作時(shí)，進(jìn)行處理，以致在每個(gè)時(shí)鐘上并不執(zhí)行所有三個(gè)基本操作。從而，這些操作可被部分省略，從而降低能耗。
權(quán)利要求
1.一種信息存儲(chǔ)設(shè)備，包括通過(guò)累積電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)單元；和放大存儲(chǔ)單元的電荷的放大器，其中同步時(shí)鐘信號(hào)被用于數(shù)據(jù)的輸入/輸出計(jì)時(shí)；并且其中在把所述同步時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，處理把電荷從所述存儲(chǔ)單元移動(dòng)到所述放大器的電荷消除操作，或者從所述放大器獲得電荷并在所述存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的放大器的輸入/輸出操作。
2.按照權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)設(shè)備，其中所述同步時(shí)鐘信號(hào)的頻率是可變的。
3.按照權(quán)利要求1所述的信息存儲(chǔ)設(shè)備，其中當(dāng)收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，開(kāi)始所述操作；并且其中當(dāng)收到所述請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，對(duì)照收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，臨時(shí)保持在所述放大器中的數(shù)據(jù)的地址，比較與請(qǐng)求信號(hào)相關(guān)的存儲(chǔ)單元的地址。
4.一種信息存儲(chǔ)設(shè)備，包括通過(guò)累積電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)單元；放大存儲(chǔ)單元的電荷的放大器；和對(duì)照臨時(shí)保持在所述放大器中的數(shù)據(jù)，比較請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址的比較器，其中如果請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址和所述放大器中的數(shù)據(jù)的地址不一致，那么發(fā)出指令，以便在把單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，按照指定的順序依次處理從所述放大器獲得電荷并在所述存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作，和把電荷從所述存儲(chǔ)單元移動(dòng)到所述放大器的電荷消除操作。
5.按照權(quán)利要求4所述的信息存儲(chǔ)設(shè)備，其中當(dāng)所述放大器未保持任何內(nèi)容時(shí)，所述比較器發(fā)出指令，以便在把單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，按照指定的順序依次處理把電荷從所述存儲(chǔ)單元移動(dòng)到所述放大器的電荷消除操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作。
6.按照權(quán)利要求4所述的信息存儲(chǔ)設(shè)備，其中當(dāng)請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址與所述放大器中的數(shù)據(jù)的地址一致時(shí)，所述比較器發(fā)出指令，以便在達(dá)到時(shí)鐘同步的情況下，處理與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作。
7.按照權(quán)利要求4所述的信息存儲(chǔ)設(shè)備，其中所述同步時(shí)鐘信號(hào)的頻率是可變的。
8.一種信息存儲(chǔ)設(shè)備，包括通過(guò)累積電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)單元；放大存儲(chǔ)單元的電荷的放大器；和對(duì)照所述放大器中的數(shù)據(jù)，比較請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址的比較器，并在同步時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)單個(gè)時(shí)鐘上，執(zhí)行把電荷從所述存儲(chǔ)單元移動(dòng)到所述放大器的電荷消除操作，從所述放大器獲得電荷并在存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作，其中如果請(qǐng)求的存儲(chǔ)單元地址與所述放大器中的數(shù)據(jù)的地址一致時(shí)，則發(fā)出指令，以便在把所述同步時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，按照指定的順序依次處理從所述放大器獲得電荷并在所述存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作，和把電荷從所述存儲(chǔ)單元移動(dòng)到所述放大器的電荷消除操作。
9.按照權(quán)利要求8所述的信息存儲(chǔ)設(shè)備，其中所述同步時(shí)鐘信號(hào)的頻率是可變的。
10.按照權(quán)利要求8所述的信息存儲(chǔ)設(shè)備，其中根據(jù)所述同步時(shí)鐘信號(hào)的頻率，所述比較器發(fā)出指令，以便按照指定的順序依次處理從所述放大器獲得電荷并在所述存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作的指令，以及按照指定的順序依次處理與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作，和從所述放大器獲得電荷并在所述存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作。
11.一種信息存儲(chǔ)方法，包括下述步驟當(dāng)收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，對(duì)照臨時(shí)保持在放大器中的數(shù)據(jù)的地址，比較請(qǐng)求信號(hào)指定的存儲(chǔ)單元地址；和根據(jù)比較結(jié)果，有選擇地執(zhí)行把電荷從所述存儲(chǔ)單元移動(dòng)到所述放大器的電荷消除操作，從所述放大器獲得電荷并在所述存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作。
12.按照權(quán)利要求11所述的信息存儲(chǔ)方法，其中在把同步時(shí)鐘信號(hào)的基本相同時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，處理有選擇地執(zhí)行所述操作的步驟。
13.按照權(quán)利要求11所述的信息存儲(chǔ)方法，其中所述同步時(shí)鐘信號(hào)的頻率是可變的。
14.按照權(quán)利要求11所述的信息存儲(chǔ)方法，其中所述有選擇地執(zhí)行的操作包括作為兩個(gè)或更多操作的組合的過(guò)程。
15.一種執(zhí)行信息存儲(chǔ)方法的信息存儲(chǔ)程序，所述信息存儲(chǔ)方法包括下述步驟當(dāng)收到請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，對(duì)照臨時(shí)保持在放大器中的數(shù)據(jù)的地址，比較請(qǐng)求信號(hào)指定的存儲(chǔ)單元地址；和根據(jù)比較結(jié)果，有選擇地執(zhí)行把電荷從所述存儲(chǔ)單元移動(dòng)到所述放大器的電荷消除操作，從所述放大器獲得電荷并在所述存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的所述放大器的輸入/輸出操作。
16.按照權(quán)利要求15所述的信息存儲(chǔ)程序，其中在把同步時(shí)鐘信號(hào)的基本相同時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，處理有選擇地執(zhí)行所述操作的步驟。
17.按照權(quán)利要求15所述的信息存儲(chǔ)程序，其中所述有選擇地執(zhí)行的操作包括作為兩個(gè)或更多操作的組合的過(guò)程。
全文摘要
公開(kāi)一種使用同步時(shí)鐘信號(hào)實(shí)行操作計(jì)時(shí)控制，并高效處理操作，從而改進(jìn)性能并提供低能耗(這是DRAM的特征)的同步信息存儲(chǔ)設(shè)備。該信息存儲(chǔ)設(shè)備包括通過(guò)累積電荷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)單元，和放大存儲(chǔ)單元的電荷的放大器，并把同步時(shí)鐘信號(hào)用于數(shù)據(jù)的輸入/輸出計(jì)時(shí)。在把同步時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)時(shí)鐘用于同步計(jì)時(shí)的同時(shí)，處理把電荷從存儲(chǔ)單元移動(dòng)到放大器的電荷消除操作，或者從放大器獲得電荷并在存儲(chǔ)單元中累積電荷的電荷累積操作，和與信息存儲(chǔ)設(shè)備的外部相關(guān)的放大器的輸入/輸出操作。
文檔編號(hào)G11C11/407GK1751360SQ20038010370
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月20日
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