半導体装置
【課題】高速の半導体装置で要求されるクロック整列トレーニング動作を提供すること。
【解決手段】システムクロック及びデータクロックを入力されるクロック入力部(200)と、データクロックの周波数を分周して所定の位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答して多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するクロック分周部(220)と、多重位相データ分周クロックのうち所定の第1選択クロックの位相を基準としてシステムクロックの位相を検出し、その結果に対応して分周制御信号のレベルを決定する第1位相検出部(240)と、多重位相データ分周クロックのうち所定の第2選択クロックの位相を基準としてシステムクロックの位相を検出し、その結果に対応してトレーニング情報信号を生成する第2位相検出部(260)と、トレーニング情報信号を外部に伝送するための信号伝送部(270)とを具備する。
【解決手段】システムクロック及びデータクロックを入力されるクロック入力部(200)と、データクロックの周波数を分周して所定の位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答して多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するクロック分周部(220)と、多重位相データ分周クロックのうち所定の第1選択クロックの位相を基準としてシステムクロックの位相を検出し、その結果に対応して分周制御信号のレベルを決定する第1位相検出部(240)と、多重位相データ分周クロックのうち所定の第2選択クロックの位相を基準としてシステムクロックの位相を検出し、その結果に対応してトレーニング情報信号を生成する第2位相検出部(260)と、トレーニング情報信号を外部に伝送するための信号伝送部(270)とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体設計技術に関するものであり、特に、高速の半導体装置で要求されるクロック整列トレーニング動作に関するものである。
【背景技術】
【0002】
複数の半導体素子で構成されたシステムで半導体装置は、データを保存するためのものである。データ処理装置、例えば、メモリーコントローラー(Memory Control Unit:MCU)などがデータの読み書きを要求する場合、半導体装置はデータを要求する装置から入力されたアドレスに対応するデータを出力するか、またはそのアドレスに対応する位置に提供されるデータを保存する。
【0003】
このために、最近開発される高速で動作する半導体装置では、外部から印加されるシステムクロックの上向きエッジ(立ち上りエッジ)と下向きエッジ(立下りエッジ)との間に二つのデータを入/出力して下向きエッジと次の上向きエッジとの間に二つのデータを入/出力するように設計される。すなわち、システムクロックの一周期に4個のデータを入/出力するように設計される。
【0004】
しかし、システムクロックは二つの状態(ロジック「ハイ」(High)またはロジック「ロー」(Low))しか表現することができないため、一周期に4個のデータが入/出力されるためにはシステムクロックより二倍早い周波数を有するデータクロックが必要である。すなわち、データ入/出力のための専用クロックがなければならない。
【0005】
したがって、高速で動作する半導体装置は、アドレス及びコマンドを送受信する時にはシステムクロックを基準クロックとして使用し、データを入/出力する時にはデータクロックを基準クロックとして使用してデータクロックがシステムクロックより二倍の周波数を有するように制御する。
【0006】
すなわち、システムクロックの一周期でデータクロックが二周期繰り返されるようにして、データ入/出力がデータクロックの上向きエッジ及び下向きエッジでそれぞれ発生するようにすることでシステムクロックの一周期で4個のデータが入/出力されることができるようにする。
【0007】
このように、読み出しあるいは書き込み動作を行うために行う1つのシステムクロックを基準として使用した従来のDDR同期式半導体装置と異なり高速で動作する半導体装置は、読み出しあるいは書き込み動作を行うために行う互いに異なる周波数を有する二つのクロックを使用してデータを取り交わす。
【0008】
しかし、仮にシステムクロックとデータクロックの位相が整列されていなければ、動作コマンド及びアドレスが伝達される基準とデータが伝達される基準とが整列されていないことを意味し、これはまさに高速で動作する半導体装置が正常に動作することができないということを意味する。
【0009】
したがって、高速で動作する半導体装置が正常に動作するためには、動作初期に必ず半導体装置とデータ処理装置間のインターフェーストレーニング(Interface Training)という動作が行われなければならない。
【0010】
ここで、インターフェーストレーニング(Interface Training)は、半導体装置とデータ処理装置間の正常動作が行われる前に、命令(コマンド)、アドレス、データを伝達するためのインターフェースが最適化された時点で動作するように訓練することを意味する。
【0011】
このようなインターフェーストレーニングは、アドレストレーニング(Address Training)、クロック整列トレーニング(Clock Alignment Training、WCK2CK training)、読み出しトレーニング(Read Training)、及び書き込みトレーニング(Write Training)などに分けられる。このうちクロック整列トレーニング(Clock Alignment Training、 WCK2CK training)でデータクロックとシステムクロックを整列させる動作を行う。
【0012】
図1は、従来技術に係るクロック整列トレーニングを行うための回路を示したブロック図である。
【0013】
先ず、クロック整列トレーニングの基本的な原理を説明すると、高速で動作する半導体装置は前述したようにシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBを基準としてアドレス信号とコマンド信号を外部のコントローラーから入力され、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBを基準として半導体装置内部に保存されていたデータを外部のコントローラーに出力する。
【0014】
したがって、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの間に位相差があれば、それに対応する時間程度半導体装置内部に保存されていたデータがさらに遅れるか、またはさらに早く外部コントローラーに到着するであろう。
【0015】
それで、高速で動作する半導体装置の動作初期に外部のコントローラーで印加されるシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相差を検出し、検出結果を外部のコントローラーに伝送することでシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相差を減少させるための動作がクロック整列トレーニングである。
【0016】
すなわち、図1に示された従来技術に係るクロック整列トレーニングを行うための回路は、外部のコントローラーからシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBを入力され、その位相差を検出し、検出結果を外部のコントローラーに伝送する動作を行うための回路である。
【0017】
図1を参照すれば、入力される正クロックHCK及び負クロックHCKBから、外部のコントローラーから入力されるアドレス信号とコマンド信号の入力時点を同期させるためのシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBを生成し、且つ、入力される正データクロックWCK及び負データクロックWCKBから、外部のコントローラーから入力されるデータ信号の入力時点を同期させるためのデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKB(システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBより高い周波数を有する)を生成するクロック入力部100と、クロック入力部100から出力されるデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成するためのクロック分周部120、及び複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち所定の選択クロックIWCKまたはIWCKBの位相を基準としてシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの位相を検出し、その結果に対応してトレーニング情報信号WCK2CK_INFOとなるPHASE_DETを生成するための位相検出部160、及びトレーニング情報信号WCK2CK_INFOを外部に伝送するための信号伝送部170を具備する。
【0018】
前述した従来技術に係るクロック整列トレーニングを行うための回路の構成要素のうち、クロック分周部120では、180度の位相差を有する状態(相互に反転された状態)で入力される(ディファレンシャル(differential)状態で入力されることを意味する)正データクロックWCKと負データクロックWCKBを使用し、それぞれ90度の位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成する動作を行うことが分かる。
【0019】
この時、クロック分周部120で生成される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBに対して、どのような位相順序で生成されるかをあらかじめ設定することができないという特徴を有する。
【0020】
すなわち、クロック分周部120が動作を始める時点で正データクロックWCKがロジック「ハイ」(High)であって、負データクロックWCKBがロジック「ロー」(Low)ならば、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBは、正データクロックWCKの位相に対して、順に0度(IWCK)、90度(QWCK)、180度(IWCKB)、270度(QWCKB)の位相を有する状態で生成されるであろう。
【0021】
しかし、反対にクロック分周部120が動作を始める時点で正データクロックWCKがロジック「ロー」(Low)で負データクロックWCKBがロジック「ハイ」(High)ならば、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBは、正データクロックWCK位相に対して、順に180度(IWCK)、270度(QWCK)、0度(IWCKB)、90度(QWCKB)の位相を有する状態に生成されるであろう。
【0022】
このように、クロック分周部120の動作は、設計を通じてあらかじめ決定されることができない状態が存在するにもかかわらず、クロック分周部120で生成される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち所定の選択クロックIWCKまたはIWCKBとシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの位相を比較する動作は常にあらかじめ決定された順に動作するようになる。
【0023】
したがって、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが正データクロックWCKの位相に対して、順に0度(IWCK)、90度(QWCK)、180度(IWCKB)、270度(QWCKB)の位相を有する状態で生成される場合には、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相を最大半周期(0.5×tck)程度だけ移動させれば、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBとの位相を一致させることができるために比較的短い時間以内にクロック整列トレーニング動作を完了させることができる。
【0024】
一方、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが正データクロックWCKの位相に対して、順に180度(IWCK)、270度(QWCK)、0度(IWCKB)、90度(QWCKB)の位相を有する状態で生成される場合には、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相を最大一周期(1×tck)程度移動させながらシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBとの位相を一致させる動作を遂行しなければならないために、クロック整列トレーニング動作を完了させるまでにかかる時間が長くなる問題点が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0025】
本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相に対して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相が常に決定された順序を有した状態で生成することができるクロック整列トレーニング動作を行うための回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0026】
前記目的を達成するための本発明の一側面によると、システムクロック及びデータクロックを入力されるクロック入力部と、前記データクロックの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答して前記複数の多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するクロック分周部と、前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第1選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応して前記分周制御信号のレベルを決定する第1位相検出部と、を具備し、前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第2選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応してトレーニング情報信号を生成する第2位相検出部と、前記トレーニング情報信号を外部に伝送する信号伝送部と、をさらに具備することを特徴とする半導体装置を提供する。
【0027】
前記目的を達成するための本発明の他の側面によると、システムクロック及びデータクロックの入力を受けるステップと、前記データクロックの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答してそれぞれの前記多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するステップと、ノーマルトレーニングモード進入またはセルフトレーニングモード進入を感知するステップと、前記感知するステップの結果によって前記セルフトレーニングモードに進入した場合、前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第1選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応して前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップと、を含み、前記感知するステップの結果によって前記ノーマルトレーニングモードに進入した場合、前記複数の多重位相データ分周クロックのうち、所定の第2選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応してトレーニング情報信号の論理レベルを決定するステップと、前記トレーニング情報信号を外部に伝送するステップと、をさらに含む半導体装置の動作方法を提供する。
【発明の効果】
【0028】
前述した本発明は、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周してそれぞれ所定の位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成する過程で分周制御信号PHASE_REVERSEに応答して複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相反転可否を決定することで、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相に対して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相が常に決定された順序を有した状態で、これら複数の多重位相データ分周クロックを生成することができる効果がある。
【0029】
これにより、クロック整列トレーニング動作を行うために必要になる時間を最小限に維持することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】従来技術に係るクロック整列トレーニングを行うための回路を示したブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路を示したブロック図である。
【図3】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備されたトレーニング動作モード制御部を詳しく示した回路図である。
【図4】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第2位相検出部を詳しく示した回路図である。
【図5】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備された位相比較部を詳しく示した回路図である。
【図6】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備された論理レベル変動部を詳しく示した回路図である。
【図7】図6に示された論理レベル変動部の構成要素のうち、複数のフリップフロップを詳しく示した回路図である。
【図8】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備された分周制御信号の初期化部を詳しく示した回路図である。
【図9】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備されたセルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部を詳しく示した回路図である。
【図10】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングチャートである。
【図11】図10と同様に、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングダイヤグラムである。
【図12】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングチャートである。
【図13】図12と同様に、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を説明する。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる多様な形態で構成されることができる。以下に示す実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、通常の知識を有する者に本発明の範疇を完全に知らしめるために提供されるものであり、本発明を制限するためのものではない。
【0032】
図2は、本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路を示したブロック図である。
【0033】
図2を参照すれば、本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路は、クロックHCK、HCKBとクロックWCK、WCKBとを入力され、それぞれに対応するシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBとを出力するクロック入力部200と、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成するが、このとき分周制御信号PHASE_REVERSEに応答して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKB位相の反転可否を決定するクロック分周部220、及び、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち所定の第1選択クロックQWCKまたはQWCKBの位相を基準としてシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの位相を検出し、その結果に対応して分周制御信号PHASE_REVERSEのレベルを決定するための第1位相検出部240を具備しており、さらに、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち所定の第2選択クロックIWCKまたはIWCKBの位相を基準としてシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの位相を検出し、その結果に対応してトレーニング情報信号WCK2CK_INFOとなるPHASE_DATA2を生成するための第2位相検出部260、及びトレーニング情報信号WCK2CK_INFOを外部に伝送するための信号伝送部270を具備する。
【0034】
ここで、クロック入力部200は、アドレス信号及びコマンド信号の入力時点を同期させるためのクロックHCK、HCKBを外部から入力され、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとして出力するためのシステムクロック生成部202、及びデータ信号の入力時点を同期させるためのクロックWCK、WCKBを外部から入力されデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBとして出力するためのデータクロック生成部204を具備する。
【0035】
そして、クロック分周部220は、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周して、データ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBを生成するための周波数分周部222、及びデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBに応答して複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成するが、分周制御信号PHASE_REVERSEに応答して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKB位相の反転可否を決定する位相分割部224を具備する。
【0036】
この時、クロック分周部220の構成要素のうち、位相分割部224は、分周制御信号PHASE_REVERSEがロジック「ハイ」(High)で活性化状態である時、生成した複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相を反転し、分周制御信号PHASE_REVERSEがロジック「ロー」(Low)で非活性化状態である時、生成した複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相を反転しないでそのまま出力する動作を行う。
【0037】
そして、第1位相検出部240は、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBとシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとの位相を比較するための位相比較部242、及び位相比較部242の出力信号PHASE_DET1を所定の回数繰り返して入力され、その結果に応答して分周制御信号PHASE_REVERSE及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERの論理レベルを変動するための論理レベル変動部244を具備する。
【0038】
また、第1位相検出部240は、クロック整列トレーニング動作が開始するのに対応して活性化されるクロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERに応答して、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びリセット信号RESETBの論理レベルをそれぞれ決定するためのトレーニング動作モード制御部248をさらに具備する。
【0039】
参考に、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ハイ」(High)で活性化状態を維持する区間の長さ及びロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)で活性化される時点は、モードレジスタセット(MRS)に定義されている。
【0040】
また、第1位相検出部240は、リセット信号RESETBに応答して、論理レベル変動部244から出力されるプリ分周制御信号PRE_PHASE_REVERSEを初期化させるための分周制御信号初期化部246、及びリセット信号RESETBに応答して、論理レベル変動部244から出力されるプリセルフトレーニングモードディセーブル信号PRE_SPD_STOPPERを初期化させるためのセルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部247をさらに具備する。
【0041】
そして、第1位相検出部240の構成要素のうち、位相比較部242は、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBのエッジ(通常、上向きエッジ(rising edge)を意味し、設計者の選択によって下向きエッジ(falling edge)であっても構わない)でシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBがロジック「ハイ」(High)に活性化されているか、それともロジック「ロー」(Low)に非活性化されているかを判断して出力される信号PHASE_DET1の活性化の可否を決定する。
【0042】
そして、第1位相検出部240の構成要素のうち、論理レベル変動部244は、クロック整列トレーニング動作が開始するに対応してロジック「ハイ」(High)で活性化されるセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)である活性化状態を維持する区間において、所定の回数繰り返して入力される位相比較部242の出力信号PHASE_DET1に応答して、プリ分周制御信号PRE_PHASE_REVERSE及びプリセルフトレーニングモードディセーブル信号PRE_SPD_STOPPERの論理レベルを変動する。
【0043】
そして、第1位相検出部240の構成要素のうち、分周制御信号初期化部246は、セルフトレーニング動作を始める時点でリセット信号RESETBがトグリング(toggling)になる(トグルする)ことに応答して分周制御信号PHASE_REVERSEをロジック「ロー」(Low)に非活性化させることで、分周制御信号PHASE_REVERSEが確かにロジック「ロー」(Low)で非活性化状態を維持した状態でセルフトレーニング動作が開始するようにする。
【0044】
そして、第1位相検出部240の構成要素のうち、セルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部247は、セルフトレーニング動作を始める時点でリセット信号RESETBがトグリングされることに応答してセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをロジック「ロー」(Low)に非活性化させることで、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERが確かにロジック「ロー」(Low)で非活性化状態を維持した状態でセルフトレーニング動作が開始するようにする。
【0045】
そして、第1位相検出部240は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するセルフトレーニング動作モードのみで動作して、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するノーマルトレーニングモードでは動作しない。
【0046】
同じく、第2位相検出部260及び信号伝送部270は、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するノーマルトレーニングモードのみで動作して、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するセルフトレーニングモードでは動作しない。
【0047】
この時、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEとセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEは常に互いに相反する位相を有する。
【0048】
そして、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBは、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち、データ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBとその位相が同じでもなくて相反されない多重位相データ分周クロックQWCKまたはQWCKBである。
【0049】
例えば、後述する図10、図12に図示されているように、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBがそれぞれ90度の位相差を有すると仮定すると、第1選択クロックはデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBと90度(QWCK)または270度(QWCKB)の位相差を有するクロックになる。
【0050】
また、複数の多重位相データ分周クロックが図示されたことを越えて、それぞれ45度の位相差を有すると仮定(IWCK、IWCK45、QWCK、QWCK135、IWCKB、IWCKB225QWCKB、QWCK315)すると、第1選択クロックは、データ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBと45度(IWCK45)または90度(QWCK)または135度(QWCK135)または225度(IWCK225)または270度(QWCKB)または315度(QWCK315)の位相差を有するクロックになる。
【0051】
そして、第2選択クロックIWCKまたはIWCKBは、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうちデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBとその位相が同一であるか、または相反された多重位相データ分周クロックIWCK、IWCKBである。
【0052】
例えば、後述する図10、図12に図示されているように、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBがそれぞれ90度の位相差を有すると仮定すると、第2選択クロックはデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBと0度(IWCK)または180度(IWCKB)の位相差を有するクロックになる。
【0053】
また、複数の多重位相データ分周クロックが図示されたことを越えて、それぞれ45度の位相差を有すると仮定(IWCK、IWCK45、QWCK、QWCK135、IWCKB、IWCKB225 QWCKB、QWCK315)しても、第2選択クロックはデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBと0度(IWCK)または180度(IWCKB)の位相差を有するクロックになる。
【0054】
図3は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備されたトレーニング動作モード制御部248を詳しく示した回路図である。
【0055】
図3を参照すれば、第1位相検出部240に具備されたトレーニング動作モード制御部248は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYに応答してリセット信号RESETBを生成するためのリセット信号生成部2482と、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERに応答してノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEを生成するためのトレーニングモードイネーブル信号生成部2484を具備する。
【0056】
ここで、リセット信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYを入力され、所定の時間程度引き延ばして(遅延して)出力するためのディレーDELAYと、ディレーDELAYから出力される信号の位相を反転して出力するためのインバーターINV1と、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及びインバーターINV1の出力信号を入力され、否定論理積を遂行してリセット信号RESETBとして出力するためのNANDゲートNAND1とを具備する。
【0057】
すなわち、リセット信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)に遷移する時点で所定の時間の間にロジック「ロー」(Low)に活性化されるリセット信号RESETBを生成するようになる。
【0058】
そして、トレーニングモードイネーブル信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERを入力され、否定論理積を行うための第1NANDゲートNAND2と、第1NANDゲートNAND2から出力される信号の位相を反転してノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEとして出力するための第1インバーターINV2と、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERの位相を反転するための第2インバーターINV3と、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及び第2インバーターINV3の出力信号を入力され、否定論理積を行うための第2NANDゲートNAND3と、第2NANDゲートNAND3から出力される信号の位相を反転してセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEとして出力するための第3インバーターINV4とを具備する。
【0059】
すなわち、トレーニングモードイネーブル信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態でセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ハイ」(High)に活性化される時、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEをロジック「ハイ」(High)に活性化させて、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEをロジック「ロー」(Low)に非活性化させる。
【0060】
反対に、トレーニングモードイネーブル信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態でセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ロー」(Low)に非活性化される時、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEをロジック「ロー」(Low)に非活性化させて、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEをロジック「ハイ」(High)に活性化させる。
【0061】
そして、トレーニングモードイネーブル信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ロー」(Low)に非活性化された状態ではセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがどのような論理レベルを持っても構わず、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEをすべてロジック「ロー」(Low)に非活性化させる。
【0062】
図4は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第2位相検出部260を詳しく示した回路図である。
【0063】
図4を参照すれば、第2位相検出部260は、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びシステムクロックBUF_HCKに応答して検出動作制御クロックBUF_HCKDを生成するための検出動作制御クロック生成部262と、検出動作制御クロックBUF_HCKDに応答して第2選択クロックIWCKまたはIWCKBの論理レベルを検出するための論理レベル検出部264を具備する。
【0064】
ここで、検出動作制御クロック生成部262は、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びシステムクロックBUF_HCKを入力され否定論理積を行うためのNANDゲートNAND、及びNANDゲートNANDから出力されるクロックの位相を反転して検出動作制御クロックBUF_HCKDとして出力するための第1インバーターINV1を具備する。
【0065】
すなわち、検出動作制御クロック生成部262は、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化される時にだけシステムクロックBUF_HCKを検出動作制御クロックBUF_HCKDとして出力する。
【0066】
この時、図面ではシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正のシステムクロックBUF_HCKだけ使用するように示されているが、これは、一つの実施例に過ぎず、設計者によって負のシステムクロックBUF_HCKBだけを使用するものに変更することもできる。
【0067】
そして、論理レベル検出部264は、第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち正クロックIWCKを第1信号入力端に入力され、第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち負クロックIWCKBを第2信号入力端に入力され、検出動作制御クロックBUF_HCKDをクロック入力端に入力され検出動作制御クロックBUF_HCKDが活性化される区間で第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち正クロックIWCKの電圧レベルと、第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち負クロックIWCKBとの電圧レベル差を感知、増幅して出力される信号PHASE_DET2の論理レベルを決定する動作を行う。
【0068】
例えば、検出動作制御クロックBUF_HCKDがロジック「ハイ」(High)に活性化される区間で第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち正クロックIWCKの電圧レベルが第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち負クロックIWCKBの電圧レベルより高い状態ならば、出力される信号(PHASE_SET1)は、ロジック「ハイ」(High)の論理レベルを有する状態になるようにして出力して、この時、検出動作制御クロックBUF_HCKDがロジック「ロー」(Low)に非活性化される区間でも出力される信号PHASE_DET2は、そのままロジック「ハイ」(High)状態を維持するようになる。
【0069】
反対に、検出動作制御クロックBUF_HCKDがロジック「ハイ」(High)に活性化される区間で第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち正クロックIWCKの電圧レベルが第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち負クロックIWCKBの電圧レベルより低い状態ならば、出力される信号(PHASE_SET1)はロジック「ロー」(Low)の論理レベルを有する状態になるようにして出力し、この時、検出動作制御クロックBUF_HCKDがロジック「ロー」(Low)に非活性化される区間でも出力される信号PHASE_DET2はそのままロジック「ロー」(Low)状態を維持するようになる。
【0070】
図5は図2に図示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部240に具備された位相比較部242を詳しく図示した回路図である。
【0071】
図5を参照すれば、第1位相検出部240に具備された位相比較部242は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE及び第1選択クロックQWCKに応答して比較動作制御クロックQWCKDを生成するための比較動作制御クロック生成部2422と、比較動作制御クロックQWCKDに応答してシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの論理レベルを検出するための論理レベル検出部2424を具備する。
【0072】
ここで、比較動作制御クロック生成部2422は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE及び第1選択クロックQWCKを入力され否定論理積を行うためのNANDゲートNANDと、NANDゲートNANDから出力されるクロックの位相を反転して比較動作制御クロックQWCKDとして出力するための第1インバーターINV1とを具備する。
【0073】
すなわち、比較動作制御クロック生成部2422は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化される時にだけ第1選択クロックQWCKを比較動作制御クロックQWCKDとして出力する。
【0074】
この時、図面では第1選択クロックQWCK及びQWCKBのうち正クロックQWCKだけ使用するように示されているが、これは、一つの実施例に過ぎず、設計者によって第1選択クロックQWCK及びQWCKBのうち負クロックQWCKBだけを使用するものに変更することもできる。
【0075】
そして、論理レベル検出部2424は、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正システムクロックBUF_HCKを第1信号入力端に入力され、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち負システムクロックBUF_HCKBを第2信号入力端に入力され、比較動作制御クロックQWCKDをクロック入力端に入力され、比較動作制御クロックQWCKDが活性化される区間でシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正システムクロックBUF_HCKの電圧レベルとシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち負システムクロックBUF_HCKBの電圧レベル差を感知増幅して出力される信号(PHASE_DET1)の論理レベルを決定する動作を行う。
【0076】
例えば、比較動作制御クロックQWCKDがロジック「ハイ」(High)に活性化される区間で、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正システムクロックBUF_HCKの電圧レベルが負システムクロックBUF_HCKBの電圧レベルより高い状態なら、出力される信号(PHASE_DET1)はロジック「ハイ」(High)の論理レベルを有する状態になるようにして出力し、この時、比較動作制御クロックQWCKDがロジック「ロー」(Low)に非活性化される区間でも出力される信号(PHASE_DET1)はそのままロジック「ハイ」(High)状態を維持するようになる。
【0077】
反対に、比較動作制御クロックQWCKDがロジック「ハイ」(High)で活性化される区間で、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正システムクロックBUF_HCKの電圧レベルが負システムクロックBUF_HCKBの電圧レベルより低い状態ならば、出力される信号(PHASE_DET1)はロジック「ロー」(Low)の論理レベルを有する状態になるようにして出力し、この時、比較動作制御クロックQWCKDがロジック「ロー」(Low)に非活性化される区間でも出力される信号(PHASE_DET1)は、そのままロジック「ロー」(Low)状態を維持するようになる。
【0078】
図6は、図2に示された本発明の実施例によるクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部240に具備された論理レベル変動部244を詳しく示した回路図である。
【0079】
図6を参照すれば、第1位相検出部240に具備された論理レベル変動部244は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEが活性化状態を維持する区間で第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期されたカウントクロックSCLK、SCLKBを生成するためのカウントクロック生成部2442と、カウントクロックSCLK、SCLKBに対応する時点ごとに入力される位相比較部242の出力信号PHASE_DET1に応答して、その論理レベルが順に決定される複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCを生成するための比較情報信号生成部2444と、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCに応答して、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPER及び分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルを決定するために使用される複数の信号を生成する論理レベル決定部2446を具備する。
【0080】
ここで、カウントクロック生成部2442は、第1選択クロックQWCK及びQWCKBのうちの正クロックQWCK及びセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEを入力されて否定論理積を行うための第1NANDゲートNAND1と、第1NANDゲートNAND1から出力されるクロックの位相を反転してカウントクロックSCLK、SCLKBのうちの正カウントクロックSCLKとして出力するための第1インバーターINV1と、第1選択クロックQWCK及びQWCKBのうちの負クロックQWCKB及びセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEを入力されて否定論理積を行うための第2NANDゲートNAND2と、第2NANDゲートNAND2から出力されるクロックの位相を反転してカウントクロックSCLK、SCLKBのうちの負カウントクロックSCLKBとして出力するための第2インバーターINV2とを具備する。
【0081】
すなわち、カウントクロック生成部2442は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEの活性化区間で、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期して、カウントクロックSCLK、SCLKBをトグリングさせて、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEの非活性化区間では、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBと関係なくカウントクロックSCLK、SCLKBをトグリングさせない。
【0082】
そして、比較情報信号生成部2444は、直列のチェーン形態に接続された複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)を具備して、カウントクロックSCLK、SCLKBに対応する時点ごとに位相比較部242の出力信号PHASE_DET1が一番目のフリップフロップ(フリップフロップ0)に入力されるようにすることで、カウントクロックSCLK、SCLKBのトグリングに応答して、それぞれのフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)で順にそれぞれの比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCが生成される。
【0083】
すなわち、比較情報信号生成部2444は、カウントクロックSCLK、SCLKBのうち負カウントクロックSCLKBがトグリングする時点ごとに、一番目のフリップフロップ(フリップフロップ0)が位相比較部242の出力信号PHASE_DET1を第0比較情報信号PHASE_DET1_S0として出力し、残りのフリップフロップ(フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)は、カウントクロックSCLK、SCLKBのうち正カウントクロックSCLKがトグリングする時点ごとに、順に該当フリップフロップより前段のフリップフロップから出力される第0〜第2比較情報信号(PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB)を第1〜第3比較情報信号(PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SC)として出力する動作を行う。
【0084】
したがって、比較情報信号生成部2444から出力される複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCは、結局カウントクロックSCLK、SCLKBが所定の回数トグリングするうちに入力される位相比較部242の出力信号PHASE_DET1を一つに集めたものになる。
【0085】
そして、論理レベル決定部2446は、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCのうち第1比較情報信号PHASE_DET1_SA及び電源電圧VDDレベルを有する信号を入力されて排他的論理和演算を遂行して第1比較信号COMPAとして出力するための第1エックスオアXOR1と、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCのうち第2比較情報信号PHASE_DET1_SB及び電源電圧VDDレベルを有する信号を入力されて排他的論理和演算を遂行して第2比較信号COMPBとして出力するための第2エックスオアXOR2と、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCのうち第3比較情報信号PHASE_DET1_SCと電源電圧VDDレベルを有する信号を入力されて排他的論理和演算を遂行して第3比較信号COMPCとして出力するための第3エックスオアXOR3と、第1〜第3比較信号COMPA、COMPB、COMPCを入力され否定論理積を行うためのNANDゲートNAND3と、NANDゲートNAND3から出力される信号の位相を反転して、分周制御信号PHASE_REVERSEとして出力するためのインバーターINV3と、第1〜第3比較信号COMPA、COMPB、COMPCを入力されて不正論理和演算を遂行してセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERとして出力するためのノアゲートNOR1とを具備する。
【0086】
すなわち、論理レベル決定部2446は、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルがすべて決定された時点で、すなわち、カウントクロックSCLK、SCLKBが充分にトグリングした時点で複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがすべてロジック「ハイ」(High)に活性化される場合、分周制御信号PHASE_REVERSE及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをすべてロジック「ロー」(Low)に非活性化させる。
【0087】
また、論理レベル決定部2446は、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがすべてロジック「ハイ」(High)に活性化されないが、そのうち少なくとも1つ以上の信号がロジック「ハイ」(High)に活性化される場合、分周制御信号PHASE_REVERSEをロジック「ハイ」(High)に活性化させて、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをロジック「ロー」(Low)に非活性化させる。
【0088】
また、論理レベル決定部2446は、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがすべてロジック「ロー」(Low)に非活性化される場合、分周制御信号PHASE_REVERSE及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをロジック「ハイ」(High)に活性化させる。
【0089】
また、論理レベル決定部2446は、リセット信号RESETBに応答して、分周制御信号PHASE_REVERSE及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをすべてロジック「ロー」(Low)の非活性化状態に初期化させる。
【0090】
図7は、図6に示された論理レベル変動部244の構成要素のうち、複数のフリップフロップを詳しく示した回路図である。
【0091】
参考に、図7の回路図は複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)のうち第1フリップフロップ(フリップフロップA)を詳しく示した回路図であり、残りのフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップB、フリップフロップC)も入力される信号と出力される信号の名前が異なるだけで実質的に同様の回路であるために、ここでは第1フリップフロップ(フリップフロップA)のみに関して説明することにする。
【0092】
図7を参照すれば、図6に示された複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)のそれぞれは、カウントクロックSCLK、SCLKBのうち、正入力端に印加される正カウントクロックSCLK及び負入力端に印加される負カウントクロックSCLKBに応答して、信号入力端に入力される信号PHASE_DET1_S0を伝達することを制御するための第1伝達ゲートTG1と、第1伝達ゲートTG1を通じて伝達する信号の論理レベルを維持するためにラッチ形態に接続された2つの第1インバーターINV2、INV3と、カウントクロックSCLK、SCLKBのうち、負入力端に印加される正カウントクロックSCLK及び正入力端に印加される負カウントクロックSCLKBに応答して第1インバーターINV2、INV3から出力される信号を伝達することを制御するための第2伝達ゲートTG2と、第2伝達ゲートTG2を通じて伝達される信号の論理レベルを維持して、信号出力端から信号PHASE_DET1_SAとして出力するためにラッチ形態に接続された2つの第2インバーターINV4、INV5とを具備する。
【0093】
すなわち、図6に示された複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)のそれぞれは、カウントクロックSCLK、SCLKBの所定の活性化区間(図面では正カウントクロックSCLKのロジック「ハイ」(High)区間でありながら、負カウントクロックSCLKBのロジック「ロー」(Low)区間である)で前段の比較情報信号(PHASE_DET1_D0)を入力され、カウントクロックSCLK、SCLKBの所定の非活性化区間(図面では正カウントクロックSCLKのロジック「ロー」(Low)区間であり、負カウントクロックSCLKBのロジック「ハイ」(High)区間である)で該当比較情報信号(PHASE_DET1_DA)を出力する動作を行う。
【0094】
したがって、図6に示された複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)それぞれに入力される比較情報信号(PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB)は、カウントクロックSCLK、SCLKBの一周期(1tck)の間にその論理レベルを維持する動作を行う。
【0095】
図8は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部240に具備された分周制御信号初期化部246を詳しく示した回路図である。
【0096】
図8を参照すれば、第1位相検出部240に具備された分周制御信号初期化部246は、電源電圧VDD端と接地電圧(VSS)端の間に直列に接続されたPMOSトランジスターP1とNMOSトランジスターN1とを具備している。PMOSトランジスターP1はゲートに印加されるリセット信号RESETBに応答して、PMOSトランジスターP1のソースに接続された電源電圧VDD端が、ドレイン接続(2つのトランジスターのソース同士が接続された状態)されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードに接続されることをオン/オフ制御する動作を遂行して、NMOSトランジスターN1はゲートに印加されるプリ分周制御信号PRE_PHASE_REVERSEに応答して、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードが、NMOSトランジスターN1のソースに接続された接地電圧(VSS)端に接続されることをオン/オフ制御する動作を行うことで、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードから出力される信号(分周制御信号PHASE_REVERSE)がリセット信号RESETBに応答して、特定条件(リセット信号RESETBがロジック「ロー」(Low)で活性化される状態を意味する)で初期化されることができるようにする。この時、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードには、分周制御信号PHASE_REVERSEがフローティング(floating)されることを防止するためにラッチ形態に接続された2つのインバーターINV1、INV2がさらに具備される。
【0097】
すなわち、第1位相検出部240に具備された分周制御信号初期化部246は、分周制御信号PHASE_REVERSEの現在の論理レベルがいずれであっても、リセット信号RESETBがロジック「ロー」(Low)に活性化される瞬間に分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルをロジック「ロー」(Low)に非活性化させてしまう。
【0098】
図9は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部240に具備されたセルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部247を詳しく示した回路図である。
【0099】
図9を参照すれば、第1位相検出部240に具備されたセルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部247は、電源電圧VDD端と接地電圧(VSS)端との間に直列に接続されたPMOSトランジスターP1とNMOSトランジスターN1とを具備している。PMOSトランジスターP1はゲートに印加されるリセット信号RESETBに応答して、PMOSトランジスターP1のソースに接続された電源電圧VDD端が、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードに接続されることをオン/オフ制御する動作を遂行して、NMOSトランジスターN1はゲートに印加されるプリセルフトレーニングモードディセーブル信号PRE_SPD_STOPPERに応答して、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードが、NMOSトランジスターN1のソースに接続された接地電圧(VSS)端に連結されることをオン/オフ制御する動作を行うことで、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードから出力される信号(セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPER)がリセット信号RESETBに応答して特定条件(リセット信号RESETBがロジック「ロー」(Low)で活性化される状態を意味する)で初期化されることができるようにする。この時、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードにはセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがフローティング(floating)されることを防止するためにラッチ形態に接続された2つのインバーターINV1、INV2がさらに具備される。
【0100】
すなわち、第1位相検出部240に具備された分周制御信号初期化部247は、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERの現在の論理レベルがいずれであっても、リセット信号RESETBがロジック「ロー」(Low)で活性化される瞬間にセルフトレーニングディセーブル信号SPD_STOPPERの論理レベルをロジック「ロー」(Low)に非活性化させてしまう。
【0101】
図10及び図11は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングチャートである。
【0102】
参考に、図10及び図11に示されたタイミングチャートは、本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作のうち、位相分割部224から出力される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが、正データクロックWCKの位相に対して順に0度(IWCK)、90度(QWCK)、180度(IWCKB)、270度(QWCKB)の位相を有する状態になって位相分割部224から出力される場合を示しており、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相を反転させる必要がない場合に対するタイミングチャートである。
【0103】
図10及び図11を参照すれば、クロック整列トレーニング動作は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYが活性化されると開始することが分かる。すなわち、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ロー」(Low)の非活性化状態からロジック「ハイ」(High)の活性化状態に遷移しながらリセット信号RESETBがトグリングし、それによって分周制御信号PHASE_REVERSE、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPER、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEが初期論理レベルに変わりながらクロック整列トレーニング動作が開始する。
【0104】
この時、クロック整列トレーニング動作が開始すると同時にセルフトレーニング動作も同時に開始することが分かるが、これは、リセット信号RESETBがトグリングすることによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEは、ロジック「ハイ」(High)に活性化されて、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERはロジック「ロー」(Low)に非活性化されて、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEもロジック「ロー」(Low)に非活性化されるためである。
【0105】
このように、セルフトレーニング動作が始まれば、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第1選択クロックQWCKを基準としてシステムクロックBUF_HCKの論理レベルを検出するようになり(A、B、C)、それによって複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが順に決定されるようになる。
【0106】
すなわち、図11では、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期されているカウントクロックSCLK、SCLKBの一周期ごとに第1比較情報信号(PHASE_DET1_SA)の論理レベルが先ずロジック「ハイ」(High)になって、続いて第2比較情報信号PHASE_DET1_SBの論理レベルがロジック「ハイ」(High)になって、その次に第3比較情報信号(PHASE_DET1_SC)の論理レベルがロジック「ハイ」(High)になる。
【0107】
このように、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが決定される瞬間、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがロジック「ハイ」(High)レベルを有する状態ということが分かるために分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルは、初期に設定されたロジック「ロー」(Low)状態をそのまま維持するようになって、同時にセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)に遷移するようになる。
【0108】
このように、分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルが決定された以後にセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ハイ」(High)に活性化されて、それによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ロー」(Low)に非活性化されて、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEはロジック「ハイ」(High)に活性化されて、セルフトレーニング動作が終わってノーマルトレーニング動作が開始する。
【0109】
以後続いてノーマルトレーニング動作では従来技術と同じくシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBを基準として複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第2選択クロックIWCKまたはIWCKBの論理レベルを検出(D、E、F)するようになって、それによってトレーニング情報信号WCK2CK_INFOの論理レベルを決定することが分かる。
【0110】
図12及び図13は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングチャートである。
【0111】
参考に、図12及び図13に示されたタイミングチャートは、本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作のうち、位相分割部224から出力される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが、正データクロックWCKの位相に対して順に180度(IWCK)、270度(QWCK)、0度(IWCKB)、90度(QWCKB)の位相を有する状態になって、位相分割部224から出力される場合を示しており、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相を反転させなければならない場合に対するタイミングチャートである。
【0112】
図12及び図13を参照すれば、クロック整列トレーニング動作は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYが活性化されると開始することが分かる。すなわち、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ロー」(Low)の非活性化状態からロジック「ハイ」(High)の活性化状態に遷移しながらリセット信号RESETBがトグリングし、それによって分周制御信号PHASE_REVERSE、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPER、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEが初期論理レベルに変わりながらクロック整列トレーニング動作が開始する。
【0113】
この時、クロック整列トレーニング動作が開始すると同時にセルフトレーニング動作も同時に開始することが分かるが、これは、リセット信号RESETBがトグリングすることによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEは、ロジック「ハイ」(High)に活性化されて、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERは、ロジック「ロー」(Low)に非活性化されて、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEもロジック「ロー」(Low)に非活性化されるためである。
【0114】
このように、セルフトレーニング動作が始まれば、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第1選択クロックQWCKを基準としてシステムクロックBUF_HCKの論理レベルを検出するようになり(H、I、J)、それによって複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが順に決定されるようになる。
【0115】
すなわち、図12では第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期されているカウントクロックSCLK、SCLKBの一周期ごとに第1比較情報信号(PHASE_DET1_SA)の論理レベルが先ずロジック「ロー」(Low)になって、続いて第2比較情報信号PHASE_DET1_SBの論理レベルがロジック「ロー」(Low)になって、その次に第3比較情報信号(PHASE_DET1_SC)の論理レベルがロジック「ロー」(Low)になる。
【0116】
このように、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが決定される瞬間、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがロジック「ロー」(Low)レベルを有する状態であるということが分かるために分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルは、初期に設定されたロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)に遷移するようになって、それと同時に、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERは、ずっとロジック「ロー」(Low)を維持するようになる。
【0117】
このように、分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルがロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)に遷移したために位相分割部224から出力される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相が反転されて、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが正データクロックWCKの位相に対して順に0度(IWCK)、90度(QWCK)、180度(IWCKB)、270度(QWCKB)の位相を有する状態になる。
【0118】
また、分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルがロジック「ハイ」(High)状態になって、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ロー」(Low)の非活性化状態をそのまま維持するようになって、それによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがずっとロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するようになって、セルフトレーニングモードが終わらないでずっと遂行されるようになる。
【0119】
したがって、再び複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第1選択クロックQWCKを基準としてシステムクロックBUF_HCKの論理レベルを検出するようになって(K、L、M)、それによって再び複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが順に決定されるようになる。
【0120】
すなわち、図12では、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期されているカウントクロックSCLK、SCLKBの一周期ごとに第1比較情報信号(PHASE_DET1_SA)の論理レベルが先ずロジック「ハイ」(High)になって、続いて第2比較情報信号PHASE_DET1_SBの論理レベルがロジック「ハイ」(High)になって、その次に第3比較情報信号(PHASE_DET1_SC)の論理レベルがロジック「ハイ」(High)になる。
【0121】
このように、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが決定される瞬間、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがロジック「ハイ」(High)レベルを有する状態であって、分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルは以前に決定されたロジック「ハイ」(High)をそのまま維持するようになるために、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ハイ」(High)に活性化されて、それによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ロー」(Low)に非活性化されて、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEはロジック「ハイ」(High)に活性化されて、セルフトレーニング動作が終わってノーマルトレーニング動作が開始する。
【0122】
以後続いてノーマルトレーニング動作では、従来技術と同じくシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBを基準として複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第2選択クロックIWCKまたはIWCKBの論理レベルを検出(K、L、M)するようになって、それによってトレーニング情報信号WCK2CK_INFOの論理レベルを決定することが分かる。
【0123】
以上で説明したように本発明の実施形態を適用して、セルフトレーニング動作がクロック整列トレーニング動作に含まれるようにすることで、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周して、それぞれ所定の位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成する過程で分周制御信号PHASE_REVERSEに応答して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相反転可否を決定することができるし、これを通じてデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相対比複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相が常に決定された順序を有した状態に生成されることができる。
【0124】
したがって、クロック整列トレーニング動作を行うために要する時間を最小限に維持することができる。
【0125】
以上で説明した本発明は、前述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなくて、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内でさまざまな置換、変形及び変更が可能であるということが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者には明白であろう。
【0126】
例えば、前述した実施形態で論理レベル変動部244は、位相比較部242から出力される信号PHASE_DET1が連続して3回同じ論理レベルを有する時、それに応答して分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルを変更する動作を遂行しているが、本発明の範疇には位相比較部242から出力される信号PHASE_DET1が連続して3回よりもさらに多い回数やさらに少ない回数の間に同じ論理レベルを有する時、それに応答して分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルを変更する動作を行うことも含まれる。
【0127】
また、例示した論理ゲート及びトランジスターは、入力される信号の極性によって、回路中のその位置及び種類が異なるように具現されなければならないであろう。
【符号の説明】
【0128】
200 クロック入力部
220 クロック分周部
240 第1位相検出部
260 第2位相検出部
270 信号伝送部
202 データクロック生成部
204 システムクロック生成部
222 周波数分周部
224 位相分割部
242 位相比較部
244 論理レベル変動部
246 分周制御信号初期化部
247 セルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部
248 トレーニングモード動作制御部
BUF_HCK、BUF_HCKB システムクロック
BUF_WCK、BUF_WCKB データクロック
QWCK、QWCKB 第1選択クロック
IWCK、IWCKB 第2選択クロック
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体設計技術に関するものであり、特に、高速の半導体装置で要求されるクロック整列トレーニング動作に関するものである。
【背景技術】
【0002】
複数の半導体素子で構成されたシステムで半導体装置は、データを保存するためのものである。データ処理装置、例えば、メモリーコントローラー(Memory Control Unit:MCU)などがデータの読み書きを要求する場合、半導体装置はデータを要求する装置から入力されたアドレスに対応するデータを出力するか、またはそのアドレスに対応する位置に提供されるデータを保存する。
【0003】
このために、最近開発される高速で動作する半導体装置では、外部から印加されるシステムクロックの上向きエッジ(立ち上りエッジ)と下向きエッジ(立下りエッジ)との間に二つのデータを入/出力して下向きエッジと次の上向きエッジとの間に二つのデータを入/出力するように設計される。すなわち、システムクロックの一周期に4個のデータを入/出力するように設計される。
【0004】
しかし、システムクロックは二つの状態(ロジック「ハイ」(High)またはロジック「ロー」(Low))しか表現することができないため、一周期に4個のデータが入/出力されるためにはシステムクロックより二倍早い周波数を有するデータクロックが必要である。すなわち、データ入/出力のための専用クロックがなければならない。
【0005】
したがって、高速で動作する半導体装置は、アドレス及びコマンドを送受信する時にはシステムクロックを基準クロックとして使用し、データを入/出力する時にはデータクロックを基準クロックとして使用してデータクロックがシステムクロックより二倍の周波数を有するように制御する。
【0006】
すなわち、システムクロックの一周期でデータクロックが二周期繰り返されるようにして、データ入/出力がデータクロックの上向きエッジ及び下向きエッジでそれぞれ発生するようにすることでシステムクロックの一周期で4個のデータが入/出力されることができるようにする。
【0007】
このように、読み出しあるいは書き込み動作を行うために行う1つのシステムクロックを基準として使用した従来のDDR同期式半導体装置と異なり高速で動作する半導体装置は、読み出しあるいは書き込み動作を行うために行う互いに異なる周波数を有する二つのクロックを使用してデータを取り交わす。
【0008】
しかし、仮にシステムクロックとデータクロックの位相が整列されていなければ、動作コマンド及びアドレスが伝達される基準とデータが伝達される基準とが整列されていないことを意味し、これはまさに高速で動作する半導体装置が正常に動作することができないということを意味する。
【0009】
したがって、高速で動作する半導体装置が正常に動作するためには、動作初期に必ず半導体装置とデータ処理装置間のインターフェーストレーニング(Interface Training)という動作が行われなければならない。
【0010】
ここで、インターフェーストレーニング(Interface Training)は、半導体装置とデータ処理装置間の正常動作が行われる前に、命令(コマンド)、アドレス、データを伝達するためのインターフェースが最適化された時点で動作するように訓練することを意味する。
【0011】
このようなインターフェーストレーニングは、アドレストレーニング(Address Training)、クロック整列トレーニング(Clock Alignment Training、WCK2CK training)、読み出しトレーニング(Read Training)、及び書き込みトレーニング(Write Training)などに分けられる。このうちクロック整列トレーニング(Clock Alignment Training、 WCK2CK training)でデータクロックとシステムクロックを整列させる動作を行う。
【0012】
図1は、従来技術に係るクロック整列トレーニングを行うための回路を示したブロック図である。
【0013】
先ず、クロック整列トレーニングの基本的な原理を説明すると、高速で動作する半導体装置は前述したようにシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBを基準としてアドレス信号とコマンド信号を外部のコントローラーから入力され、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBを基準として半導体装置内部に保存されていたデータを外部のコントローラーに出力する。
【0014】
したがって、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの間に位相差があれば、それに対応する時間程度半導体装置内部に保存されていたデータがさらに遅れるか、またはさらに早く外部コントローラーに到着するであろう。
【0015】
それで、高速で動作する半導体装置の動作初期に外部のコントローラーで印加されるシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相差を検出し、検出結果を外部のコントローラーに伝送することでシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相差を減少させるための動作がクロック整列トレーニングである。
【0016】
すなわち、図1に示された従来技術に係るクロック整列トレーニングを行うための回路は、外部のコントローラーからシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBを入力され、その位相差を検出し、検出結果を外部のコントローラーに伝送する動作を行うための回路である。
【0017】
図1を参照すれば、入力される正クロックHCK及び負クロックHCKBから、外部のコントローラーから入力されるアドレス信号とコマンド信号の入力時点を同期させるためのシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBを生成し、且つ、入力される正データクロックWCK及び負データクロックWCKBから、外部のコントローラーから入力されるデータ信号の入力時点を同期させるためのデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKB(システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBより高い周波数を有する)を生成するクロック入力部100と、クロック入力部100から出力されるデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成するためのクロック分周部120、及び複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち所定の選択クロックIWCKまたはIWCKBの位相を基準としてシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの位相を検出し、その結果に対応してトレーニング情報信号WCK2CK_INFOとなるPHASE_DETを生成するための位相検出部160、及びトレーニング情報信号WCK2CK_INFOを外部に伝送するための信号伝送部170を具備する。
【0018】
前述した従来技術に係るクロック整列トレーニングを行うための回路の構成要素のうち、クロック分周部120では、180度の位相差を有する状態(相互に反転された状態)で入力される(ディファレンシャル(differential)状態で入力されることを意味する)正データクロックWCKと負データクロックWCKBを使用し、それぞれ90度の位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成する動作を行うことが分かる。
【0019】
この時、クロック分周部120で生成される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBに対して、どのような位相順序で生成されるかをあらかじめ設定することができないという特徴を有する。
【0020】
すなわち、クロック分周部120が動作を始める時点で正データクロックWCKがロジック「ハイ」(High)であって、負データクロックWCKBがロジック「ロー」(Low)ならば、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBは、正データクロックWCKの位相に対して、順に0度(IWCK)、90度(QWCK)、180度(IWCKB)、270度(QWCKB)の位相を有する状態で生成されるであろう。
【0021】
しかし、反対にクロック分周部120が動作を始める時点で正データクロックWCKがロジック「ロー」(Low)で負データクロックWCKBがロジック「ハイ」(High)ならば、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBは、正データクロックWCK位相に対して、順に180度(IWCK)、270度(QWCK)、0度(IWCKB)、90度(QWCKB)の位相を有する状態に生成されるであろう。
【0022】
このように、クロック分周部120の動作は、設計を通じてあらかじめ決定されることができない状態が存在するにもかかわらず、クロック分周部120で生成される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち所定の選択クロックIWCKまたはIWCKBとシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの位相を比較する動作は常にあらかじめ決定された順に動作するようになる。
【0023】
したがって、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが正データクロックWCKの位相に対して、順に0度(IWCK)、90度(QWCK)、180度(IWCKB)、270度(QWCKB)の位相を有する状態で生成される場合には、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相を最大半周期(0.5×tck)程度だけ移動させれば、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBとの位相を一致させることができるために比較的短い時間以内にクロック整列トレーニング動作を完了させることができる。
【0024】
一方、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが正データクロックWCKの位相に対して、順に180度(IWCK)、270度(QWCK)、0度(IWCKB)、90度(QWCKB)の位相を有する状態で生成される場合には、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相を最大一周期(1×tck)程度移動させながらシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBとの位相を一致させる動作を遂行しなければならないために、クロック整列トレーニング動作を完了させるまでにかかる時間が長くなる問題点が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0025】
本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相に対して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相が常に決定された順序を有した状態で生成することができるクロック整列トレーニング動作を行うための回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0026】
前記目的を達成するための本発明の一側面によると、システムクロック及びデータクロックを入力されるクロック入力部と、前記データクロックの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答して前記複数の多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するクロック分周部と、前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第1選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応して前記分周制御信号のレベルを決定する第1位相検出部と、を具備し、前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第2選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応してトレーニング情報信号を生成する第2位相検出部と、前記トレーニング情報信号を外部に伝送する信号伝送部と、をさらに具備することを特徴とする半導体装置を提供する。
【0027】
前記目的を達成するための本発明の他の側面によると、システムクロック及びデータクロックの入力を受けるステップと、前記データクロックの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答してそれぞれの前記多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するステップと、ノーマルトレーニングモード進入またはセルフトレーニングモード進入を感知するステップと、前記感知するステップの結果によって前記セルフトレーニングモードに進入した場合、前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第1選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応して前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップと、を含み、前記感知するステップの結果によって前記ノーマルトレーニングモードに進入した場合、前記複数の多重位相データ分周クロックのうち、所定の第2選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応してトレーニング情報信号の論理レベルを決定するステップと、前記トレーニング情報信号を外部に伝送するステップと、をさらに含む半導体装置の動作方法を提供する。
【発明の効果】
【0028】
前述した本発明は、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周してそれぞれ所定の位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成する過程で分周制御信号PHASE_REVERSEに応答して複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相反転可否を決定することで、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相に対して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相が常に決定された順序を有した状態で、これら複数の多重位相データ分周クロックを生成することができる効果がある。
【0029】
これにより、クロック整列トレーニング動作を行うために必要になる時間を最小限に維持することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】従来技術に係るクロック整列トレーニングを行うための回路を示したブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路を示したブロック図である。
【図3】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備されたトレーニング動作モード制御部を詳しく示した回路図である。
【図4】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第2位相検出部を詳しく示した回路図である。
【図5】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備された位相比較部を詳しく示した回路図である。
【図6】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備された論理レベル変動部を詳しく示した回路図である。
【図7】図6に示された論理レベル変動部の構成要素のうち、複数のフリップフロップを詳しく示した回路図である。
【図8】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備された分周制御信号の初期化部を詳しく示した回路図である。
【図9】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備されたセルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部を詳しく示した回路図である。
【図10】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングチャートである。
【図11】図10と同様に、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングダイヤグラムである。
【図12】図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングチャートである。
【図13】図12と同様に、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を説明する。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる多様な形態で構成されることができる。以下に示す実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、通常の知識を有する者に本発明の範疇を完全に知らしめるために提供されるものであり、本発明を制限するためのものではない。
【0032】
図2は、本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路を示したブロック図である。
【0033】
図2を参照すれば、本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路は、クロックHCK、HCKBとクロックWCK、WCKBとを入力され、それぞれに対応するシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBとを出力するクロック入力部200と、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成するが、このとき分周制御信号PHASE_REVERSEに応答して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKB位相の反転可否を決定するクロック分周部220、及び、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち所定の第1選択クロックQWCKまたはQWCKBの位相を基準としてシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの位相を検出し、その結果に対応して分周制御信号PHASE_REVERSEのレベルを決定するための第1位相検出部240を具備しており、さらに、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち所定の第2選択クロックIWCKまたはIWCKBの位相を基準としてシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの位相を検出し、その結果に対応してトレーニング情報信号WCK2CK_INFOとなるPHASE_DATA2を生成するための第2位相検出部260、及びトレーニング情報信号WCK2CK_INFOを外部に伝送するための信号伝送部270を具備する。
【0034】
ここで、クロック入力部200は、アドレス信号及びコマンド信号の入力時点を同期させるためのクロックHCK、HCKBを外部から入力され、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとして出力するためのシステムクロック生成部202、及びデータ信号の入力時点を同期させるためのクロックWCK、WCKBを外部から入力されデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBとして出力するためのデータクロック生成部204を具備する。
【0035】
そして、クロック分周部220は、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周して、データ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBを生成するための周波数分周部222、及びデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBに応答して複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成するが、分周制御信号PHASE_REVERSEに応答して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKB位相の反転可否を決定する位相分割部224を具備する。
【0036】
この時、クロック分周部220の構成要素のうち、位相分割部224は、分周制御信号PHASE_REVERSEがロジック「ハイ」(High)で活性化状態である時、生成した複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相を反転し、分周制御信号PHASE_REVERSEがロジック「ロー」(Low)で非活性化状態である時、生成した複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相を反転しないでそのまま出力する動作を行う。
【0037】
そして、第1位相検出部240は、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBとシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBとの位相を比較するための位相比較部242、及び位相比較部242の出力信号PHASE_DET1を所定の回数繰り返して入力され、その結果に応答して分周制御信号PHASE_REVERSE及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERの論理レベルを変動するための論理レベル変動部244を具備する。
【0038】
また、第1位相検出部240は、クロック整列トレーニング動作が開始するのに対応して活性化されるクロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERに応答して、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びリセット信号RESETBの論理レベルをそれぞれ決定するためのトレーニング動作モード制御部248をさらに具備する。
【0039】
参考に、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ハイ」(High)で活性化状態を維持する区間の長さ及びロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)で活性化される時点は、モードレジスタセット(MRS)に定義されている。
【0040】
また、第1位相検出部240は、リセット信号RESETBに応答して、論理レベル変動部244から出力されるプリ分周制御信号PRE_PHASE_REVERSEを初期化させるための分周制御信号初期化部246、及びリセット信号RESETBに応答して、論理レベル変動部244から出力されるプリセルフトレーニングモードディセーブル信号PRE_SPD_STOPPERを初期化させるためのセルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部247をさらに具備する。
【0041】
そして、第1位相検出部240の構成要素のうち、位相比較部242は、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBのエッジ(通常、上向きエッジ(rising edge)を意味し、設計者の選択によって下向きエッジ(falling edge)であっても構わない)でシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBがロジック「ハイ」(High)に活性化されているか、それともロジック「ロー」(Low)に非活性化されているかを判断して出力される信号PHASE_DET1の活性化の可否を決定する。
【0042】
そして、第1位相検出部240の構成要素のうち、論理レベル変動部244は、クロック整列トレーニング動作が開始するに対応してロジック「ハイ」(High)で活性化されるセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)である活性化状態を維持する区間において、所定の回数繰り返して入力される位相比較部242の出力信号PHASE_DET1に応答して、プリ分周制御信号PRE_PHASE_REVERSE及びプリセルフトレーニングモードディセーブル信号PRE_SPD_STOPPERの論理レベルを変動する。
【0043】
そして、第1位相検出部240の構成要素のうち、分周制御信号初期化部246は、セルフトレーニング動作を始める時点でリセット信号RESETBがトグリング(toggling)になる(トグルする)ことに応答して分周制御信号PHASE_REVERSEをロジック「ロー」(Low)に非活性化させることで、分周制御信号PHASE_REVERSEが確かにロジック「ロー」(Low)で非活性化状態を維持した状態でセルフトレーニング動作が開始するようにする。
【0044】
そして、第1位相検出部240の構成要素のうち、セルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部247は、セルフトレーニング動作を始める時点でリセット信号RESETBがトグリングされることに応答してセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをロジック「ロー」(Low)に非活性化させることで、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERが確かにロジック「ロー」(Low)で非活性化状態を維持した状態でセルフトレーニング動作が開始するようにする。
【0045】
そして、第1位相検出部240は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するセルフトレーニング動作モードのみで動作して、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するノーマルトレーニングモードでは動作しない。
【0046】
同じく、第2位相検出部260及び信号伝送部270は、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するノーマルトレーニングモードのみで動作して、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するセルフトレーニングモードでは動作しない。
【0047】
この時、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEとセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEは常に互いに相反する位相を有する。
【0048】
そして、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBは、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち、データ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBとその位相が同じでもなくて相反されない多重位相データ分周クロックQWCKまたはQWCKBである。
【0049】
例えば、後述する図10、図12に図示されているように、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBがそれぞれ90度の位相差を有すると仮定すると、第1選択クロックはデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBと90度(QWCK)または270度(QWCKB)の位相差を有するクロックになる。
【0050】
また、複数の多重位相データ分周クロックが図示されたことを越えて、それぞれ45度の位相差を有すると仮定(IWCK、IWCK45、QWCK、QWCK135、IWCKB、IWCKB225QWCKB、QWCK315)すると、第1選択クロックは、データ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBと45度(IWCK45)または90度(QWCK)または135度(QWCK135)または225度(IWCK225)または270度(QWCKB)または315度(QWCK315)の位相差を有するクロックになる。
【0051】
そして、第2選択クロックIWCKまたはIWCKBは、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうちデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBとその位相が同一であるか、または相反された多重位相データ分周クロックIWCK、IWCKBである。
【0052】
例えば、後述する図10、図12に図示されているように、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBがそれぞれ90度の位相差を有すると仮定すると、第2選択クロックはデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBと0度(IWCK)または180度(IWCKB)の位相差を有するクロックになる。
【0053】
また、複数の多重位相データ分周クロックが図示されたことを越えて、それぞれ45度の位相差を有すると仮定(IWCK、IWCK45、QWCK、QWCK135、IWCKB、IWCKB225 QWCKB、QWCK315)しても、第2選択クロックはデータ分周クロックDIV_WCK、DIV_WCKBと0度(IWCK)または180度(IWCKB)の位相差を有するクロックになる。
【0054】
図3は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部に具備されたトレーニング動作モード制御部248を詳しく示した回路図である。
【0055】
図3を参照すれば、第1位相検出部240に具備されたトレーニング動作モード制御部248は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYに応答してリセット信号RESETBを生成するためのリセット信号生成部2482と、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERに応答してノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEを生成するためのトレーニングモードイネーブル信号生成部2484を具備する。
【0056】
ここで、リセット信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYを入力され、所定の時間程度引き延ばして(遅延して)出力するためのディレーDELAYと、ディレーDELAYから出力される信号の位相を反転して出力するためのインバーターINV1と、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及びインバーターINV1の出力信号を入力され、否定論理積を遂行してリセット信号RESETBとして出力するためのNANDゲートNAND1とを具備する。
【0057】
すなわち、リセット信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)に遷移する時点で所定の時間の間にロジック「ロー」(Low)に活性化されるリセット信号RESETBを生成するようになる。
【0058】
そして、トレーニングモードイネーブル信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERを入力され、否定論理積を行うための第1NANDゲートNAND2と、第1NANDゲートNAND2から出力される信号の位相を反転してノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEとして出力するための第1インバーターINV2と、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERの位相を反転するための第2インバーターINV3と、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRY及び第2インバーターINV3の出力信号を入力され、否定論理積を行うための第2NANDゲートNAND3と、第2NANDゲートNAND3から出力される信号の位相を反転してセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEとして出力するための第3インバーターINV4とを具備する。
【0059】
すなわち、トレーニングモードイネーブル信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態でセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ハイ」(High)に活性化される時、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEをロジック「ハイ」(High)に活性化させて、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEをロジック「ロー」(Low)に非活性化させる。
【0060】
反対に、トレーニングモードイネーブル信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ハイ」(High)に活性化された状態でセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ロー」(Low)に非活性化される時、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEをロジック「ロー」(Low)に非活性化させて、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEをロジック「ハイ」(High)に活性化させる。
【0061】
そして、トレーニングモードイネーブル信号生成部2482は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ロー」(Low)に非活性化された状態ではセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがどのような論理レベルを持っても構わず、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEをすべてロジック「ロー」(Low)に非活性化させる。
【0062】
図4は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第2位相検出部260を詳しく示した回路図である。
【0063】
図4を参照すれば、第2位相検出部260は、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びシステムクロックBUF_HCKに応答して検出動作制御クロックBUF_HCKDを生成するための検出動作制御クロック生成部262と、検出動作制御クロックBUF_HCKDに応答して第2選択クロックIWCKまたはIWCKBの論理レベルを検出するための論理レベル検出部264を具備する。
【0064】
ここで、検出動作制御クロック生成部262は、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLE及びシステムクロックBUF_HCKを入力され否定論理積を行うためのNANDゲートNAND、及びNANDゲートNANDから出力されるクロックの位相を反転して検出動作制御クロックBUF_HCKDとして出力するための第1インバーターINV1を具備する。
【0065】
すなわち、検出動作制御クロック生成部262は、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化される時にだけシステムクロックBUF_HCKを検出動作制御クロックBUF_HCKDとして出力する。
【0066】
この時、図面ではシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正のシステムクロックBUF_HCKだけ使用するように示されているが、これは、一つの実施例に過ぎず、設計者によって負のシステムクロックBUF_HCKBだけを使用するものに変更することもできる。
【0067】
そして、論理レベル検出部264は、第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち正クロックIWCKを第1信号入力端に入力され、第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち負クロックIWCKBを第2信号入力端に入力され、検出動作制御クロックBUF_HCKDをクロック入力端に入力され検出動作制御クロックBUF_HCKDが活性化される区間で第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち正クロックIWCKの電圧レベルと、第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち負クロックIWCKBとの電圧レベル差を感知、増幅して出力される信号PHASE_DET2の論理レベルを決定する動作を行う。
【0068】
例えば、検出動作制御クロックBUF_HCKDがロジック「ハイ」(High)に活性化される区間で第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち正クロックIWCKの電圧レベルが第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち負クロックIWCKBの電圧レベルより高い状態ならば、出力される信号(PHASE_SET1)は、ロジック「ハイ」(High)の論理レベルを有する状態になるようにして出力して、この時、検出動作制御クロックBUF_HCKDがロジック「ロー」(Low)に非活性化される区間でも出力される信号PHASE_DET2は、そのままロジック「ハイ」(High)状態を維持するようになる。
【0069】
反対に、検出動作制御クロックBUF_HCKDがロジック「ハイ」(High)に活性化される区間で第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち正クロックIWCKの電圧レベルが第2選択クロックIWCK及びIWCKBのうち負クロックIWCKBの電圧レベルより低い状態ならば、出力される信号(PHASE_SET1)はロジック「ロー」(Low)の論理レベルを有する状態になるようにして出力し、この時、検出動作制御クロックBUF_HCKDがロジック「ロー」(Low)に非活性化される区間でも出力される信号PHASE_DET2はそのままロジック「ロー」(Low)状態を維持するようになる。
【0070】
図5は図2に図示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部240に具備された位相比較部242を詳しく図示した回路図である。
【0071】
図5を参照すれば、第1位相検出部240に具備された位相比較部242は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE及び第1選択クロックQWCKに応答して比較動作制御クロックQWCKDを生成するための比較動作制御クロック生成部2422と、比較動作制御クロックQWCKDに応答してシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBの論理レベルを検出するための論理レベル検出部2424を具備する。
【0072】
ここで、比較動作制御クロック生成部2422は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE及び第1選択クロックQWCKを入力され否定論理積を行うためのNANDゲートNANDと、NANDゲートNANDから出力されるクロックの位相を反転して比較動作制御クロックQWCKDとして出力するための第1インバーターINV1とを具備する。
【0073】
すなわち、比較動作制御クロック生成部2422は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ハイ」(High)に活性化される時にだけ第1選択クロックQWCKを比較動作制御クロックQWCKDとして出力する。
【0074】
この時、図面では第1選択クロックQWCK及びQWCKBのうち正クロックQWCKだけ使用するように示されているが、これは、一つの実施例に過ぎず、設計者によって第1選択クロックQWCK及びQWCKBのうち負クロックQWCKBだけを使用するものに変更することもできる。
【0075】
そして、論理レベル検出部2424は、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正システムクロックBUF_HCKを第1信号入力端に入力され、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち負システムクロックBUF_HCKBを第2信号入力端に入力され、比較動作制御クロックQWCKDをクロック入力端に入力され、比較動作制御クロックQWCKDが活性化される区間でシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正システムクロックBUF_HCKの電圧レベルとシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち負システムクロックBUF_HCKBの電圧レベル差を感知増幅して出力される信号(PHASE_DET1)の論理レベルを決定する動作を行う。
【0076】
例えば、比較動作制御クロックQWCKDがロジック「ハイ」(High)に活性化される区間で、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正システムクロックBUF_HCKの電圧レベルが負システムクロックBUF_HCKBの電圧レベルより高い状態なら、出力される信号(PHASE_DET1)はロジック「ハイ」(High)の論理レベルを有する状態になるようにして出力し、この時、比較動作制御クロックQWCKDがロジック「ロー」(Low)に非活性化される区間でも出力される信号(PHASE_DET1)はそのままロジック「ハイ」(High)状態を維持するようになる。
【0077】
反対に、比較動作制御クロックQWCKDがロジック「ハイ」(High)で活性化される区間で、システムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBのうち正システムクロックBUF_HCKの電圧レベルが負システムクロックBUF_HCKBの電圧レベルより低い状態ならば、出力される信号(PHASE_DET1)はロジック「ロー」(Low)の論理レベルを有する状態になるようにして出力し、この時、比較動作制御クロックQWCKDがロジック「ロー」(Low)に非活性化される区間でも出力される信号(PHASE_DET1)は、そのままロジック「ロー」(Low)状態を維持するようになる。
【0078】
図6は、図2に示された本発明の実施例によるクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部240に具備された論理レベル変動部244を詳しく示した回路図である。
【0079】
図6を参照すれば、第1位相検出部240に具備された論理レベル変動部244は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEが活性化状態を維持する区間で第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期されたカウントクロックSCLK、SCLKBを生成するためのカウントクロック生成部2442と、カウントクロックSCLK、SCLKBに対応する時点ごとに入力される位相比較部242の出力信号PHASE_DET1に応答して、その論理レベルが順に決定される複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCを生成するための比較情報信号生成部2444と、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCに応答して、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPER及び分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルを決定するために使用される複数の信号を生成する論理レベル決定部2446を具備する。
【0080】
ここで、カウントクロック生成部2442は、第1選択クロックQWCK及びQWCKBのうちの正クロックQWCK及びセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEを入力されて否定論理積を行うための第1NANDゲートNAND1と、第1NANDゲートNAND1から出力されるクロックの位相を反転してカウントクロックSCLK、SCLKBのうちの正カウントクロックSCLKとして出力するための第1インバーターINV1と、第1選択クロックQWCK及びQWCKBのうちの負クロックQWCKB及びセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEを入力されて否定論理積を行うための第2NANDゲートNAND2と、第2NANDゲートNAND2から出力されるクロックの位相を反転してカウントクロックSCLK、SCLKBのうちの負カウントクロックSCLKBとして出力するための第2インバーターINV2とを具備する。
【0081】
すなわち、カウントクロック生成部2442は、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEの活性化区間で、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期して、カウントクロックSCLK、SCLKBをトグリングさせて、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEの非活性化区間では、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBと関係なくカウントクロックSCLK、SCLKBをトグリングさせない。
【0082】
そして、比較情報信号生成部2444は、直列のチェーン形態に接続された複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)を具備して、カウントクロックSCLK、SCLKBに対応する時点ごとに位相比較部242の出力信号PHASE_DET1が一番目のフリップフロップ(フリップフロップ0)に入力されるようにすることで、カウントクロックSCLK、SCLKBのトグリングに応答して、それぞれのフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)で順にそれぞれの比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCが生成される。
【0083】
すなわち、比較情報信号生成部2444は、カウントクロックSCLK、SCLKBのうち負カウントクロックSCLKBがトグリングする時点ごとに、一番目のフリップフロップ(フリップフロップ0)が位相比較部242の出力信号PHASE_DET1を第0比較情報信号PHASE_DET1_S0として出力し、残りのフリップフロップ(フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)は、カウントクロックSCLK、SCLKBのうち正カウントクロックSCLKがトグリングする時点ごとに、順に該当フリップフロップより前段のフリップフロップから出力される第0〜第2比較情報信号(PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB)を第1〜第3比較情報信号(PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SC)として出力する動作を行う。
【0084】
したがって、比較情報信号生成部2444から出力される複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCは、結局カウントクロックSCLK、SCLKBが所定の回数トグリングするうちに入力される位相比較部242の出力信号PHASE_DET1を一つに集めたものになる。
【0085】
そして、論理レベル決定部2446は、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCのうち第1比較情報信号PHASE_DET1_SA及び電源電圧VDDレベルを有する信号を入力されて排他的論理和演算を遂行して第1比較信号COMPAとして出力するための第1エックスオアXOR1と、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCのうち第2比較情報信号PHASE_DET1_SB及び電源電圧VDDレベルを有する信号を入力されて排他的論理和演算を遂行して第2比較信号COMPBとして出力するための第2エックスオアXOR2と、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCのうち第3比較情報信号PHASE_DET1_SCと電源電圧VDDレベルを有する信号を入力されて排他的論理和演算を遂行して第3比較信号COMPCとして出力するための第3エックスオアXOR3と、第1〜第3比較信号COMPA、COMPB、COMPCを入力され否定論理積を行うためのNANDゲートNAND3と、NANDゲートNAND3から出力される信号の位相を反転して、分周制御信号PHASE_REVERSEとして出力するためのインバーターINV3と、第1〜第3比較信号COMPA、COMPB、COMPCを入力されて不正論理和演算を遂行してセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERとして出力するためのノアゲートNOR1とを具備する。
【0086】
すなわち、論理レベル決定部2446は、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルがすべて決定された時点で、すなわち、カウントクロックSCLK、SCLKBが充分にトグリングした時点で複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがすべてロジック「ハイ」(High)に活性化される場合、分周制御信号PHASE_REVERSE及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをすべてロジック「ロー」(Low)に非活性化させる。
【0087】
また、論理レベル決定部2446は、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがすべてロジック「ハイ」(High)に活性化されないが、そのうち少なくとも1つ以上の信号がロジック「ハイ」(High)に活性化される場合、分周制御信号PHASE_REVERSEをロジック「ハイ」(High)に活性化させて、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをロジック「ロー」(Low)に非活性化させる。
【0088】
また、論理レベル決定部2446は、複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがすべてロジック「ロー」(Low)に非活性化される場合、分周制御信号PHASE_REVERSE及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをロジック「ハイ」(High)に活性化させる。
【0089】
また、論理レベル決定部2446は、リセット信号RESETBに応答して、分周制御信号PHASE_REVERSE及びセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERをすべてロジック「ロー」(Low)の非活性化状態に初期化させる。
【0090】
図7は、図6に示された論理レベル変動部244の構成要素のうち、複数のフリップフロップを詳しく示した回路図である。
【0091】
参考に、図7の回路図は複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)のうち第1フリップフロップ(フリップフロップA)を詳しく示した回路図であり、残りのフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップB、フリップフロップC)も入力される信号と出力される信号の名前が異なるだけで実質的に同様の回路であるために、ここでは第1フリップフロップ(フリップフロップA)のみに関して説明することにする。
【0092】
図7を参照すれば、図6に示された複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)のそれぞれは、カウントクロックSCLK、SCLKBのうち、正入力端に印加される正カウントクロックSCLK及び負入力端に印加される負カウントクロックSCLKBに応答して、信号入力端に入力される信号PHASE_DET1_S0を伝達することを制御するための第1伝達ゲートTG1と、第1伝達ゲートTG1を通じて伝達する信号の論理レベルを維持するためにラッチ形態に接続された2つの第1インバーターINV2、INV3と、カウントクロックSCLK、SCLKBのうち、負入力端に印加される正カウントクロックSCLK及び正入力端に印加される負カウントクロックSCLKBに応答して第1インバーターINV2、INV3から出力される信号を伝達することを制御するための第2伝達ゲートTG2と、第2伝達ゲートTG2を通じて伝達される信号の論理レベルを維持して、信号出力端から信号PHASE_DET1_SAとして出力するためにラッチ形態に接続された2つの第2インバーターINV4、INV5とを具備する。
【0093】
すなわち、図6に示された複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)のそれぞれは、カウントクロックSCLK、SCLKBの所定の活性化区間(図面では正カウントクロックSCLKのロジック「ハイ」(High)区間でありながら、負カウントクロックSCLKBのロジック「ロー」(Low)区間である)で前段の比較情報信号(PHASE_DET1_D0)を入力され、カウントクロックSCLK、SCLKBの所定の非活性化区間(図面では正カウントクロックSCLKのロジック「ロー」(Low)区間であり、負カウントクロックSCLKBのロジック「ハイ」(High)区間である)で該当比較情報信号(PHASE_DET1_DA)を出力する動作を行う。
【0094】
したがって、図6に示された複数のフリップフロップ(フリップフロップ0、フリップフロップA、フリップフロップB、フリップフロップC)それぞれに入力される比較情報信号(PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB)は、カウントクロックSCLK、SCLKBの一周期(1tck)の間にその論理レベルを維持する動作を行う。
【0095】
図8は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部240に具備された分周制御信号初期化部246を詳しく示した回路図である。
【0096】
図8を参照すれば、第1位相検出部240に具備された分周制御信号初期化部246は、電源電圧VDD端と接地電圧(VSS)端の間に直列に接続されたPMOSトランジスターP1とNMOSトランジスターN1とを具備している。PMOSトランジスターP1はゲートに印加されるリセット信号RESETBに応答して、PMOSトランジスターP1のソースに接続された電源電圧VDD端が、ドレイン接続(2つのトランジスターのソース同士が接続された状態)されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードに接続されることをオン/オフ制御する動作を遂行して、NMOSトランジスターN1はゲートに印加されるプリ分周制御信号PRE_PHASE_REVERSEに応答して、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードが、NMOSトランジスターN1のソースに接続された接地電圧(VSS)端に接続されることをオン/オフ制御する動作を行うことで、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードから出力される信号(分周制御信号PHASE_REVERSE)がリセット信号RESETBに応答して、特定条件(リセット信号RESETBがロジック「ロー」(Low)で活性化される状態を意味する)で初期化されることができるようにする。この時、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードには、分周制御信号PHASE_REVERSEがフローティング(floating)されることを防止するためにラッチ形態に接続された2つのインバーターINV1、INV2がさらに具備される。
【0097】
すなわち、第1位相検出部240に具備された分周制御信号初期化部246は、分周制御信号PHASE_REVERSEの現在の論理レベルがいずれであっても、リセット信号RESETBがロジック「ロー」(Low)に活性化される瞬間に分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルをロジック「ロー」(Low)に非活性化させてしまう。
【0098】
図9は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の構成要素のうち、第1位相検出部240に具備されたセルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部247を詳しく示した回路図である。
【0099】
図9を参照すれば、第1位相検出部240に具備されたセルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部247は、電源電圧VDD端と接地電圧(VSS)端との間に直列に接続されたPMOSトランジスターP1とNMOSトランジスターN1とを具備している。PMOSトランジスターP1はゲートに印加されるリセット信号RESETBに応答して、PMOSトランジスターP1のソースに接続された電源電圧VDD端が、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードに接続されることをオン/オフ制御する動作を遂行して、NMOSトランジスターN1はゲートに印加されるプリセルフトレーニングモードディセーブル信号PRE_SPD_STOPPERに応答して、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードが、NMOSトランジスターN1のソースに接続された接地電圧(VSS)端に連結されることをオン/オフ制御する動作を行うことで、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードから出力される信号(セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPER)がリセット信号RESETBに応答して特定条件(リセット信号RESETBがロジック「ロー」(Low)で活性化される状態を意味する)で初期化されることができるようにする。この時、ドレイン接続されたPMOSトランジスターP1及びNMOSトランジスターN1の接続ノードにはセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがフローティング(floating)されることを防止するためにラッチ形態に接続された2つのインバーターINV1、INV2がさらに具備される。
【0100】
すなわち、第1位相検出部240に具備された分周制御信号初期化部247は、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERの現在の論理レベルがいずれであっても、リセット信号RESETBがロジック「ロー」(Low)で活性化される瞬間にセルフトレーニングディセーブル信号SPD_STOPPERの論理レベルをロジック「ロー」(Low)に非活性化させてしまう。
【0101】
図10及び図11は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングチャートである。
【0102】
参考に、図10及び図11に示されたタイミングチャートは、本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作のうち、位相分割部224から出力される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが、正データクロックWCKの位相に対して順に0度(IWCK)、90度(QWCK)、180度(IWCKB)、270度(QWCKB)の位相を有する状態になって位相分割部224から出力される場合を示しており、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相を反転させる必要がない場合に対するタイミングチャートである。
【0103】
図10及び図11を参照すれば、クロック整列トレーニング動作は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYが活性化されると開始することが分かる。すなわち、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ロー」(Low)の非活性化状態からロジック「ハイ」(High)の活性化状態に遷移しながらリセット信号RESETBがトグリングし、それによって分周制御信号PHASE_REVERSE、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPER、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEが初期論理レベルに変わりながらクロック整列トレーニング動作が開始する。
【0104】
この時、クロック整列トレーニング動作が開始すると同時にセルフトレーニング動作も同時に開始することが分かるが、これは、リセット信号RESETBがトグリングすることによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEは、ロジック「ハイ」(High)に活性化されて、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERはロジック「ロー」(Low)に非活性化されて、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEもロジック「ロー」(Low)に非活性化されるためである。
【0105】
このように、セルフトレーニング動作が始まれば、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第1選択クロックQWCKを基準としてシステムクロックBUF_HCKの論理レベルを検出するようになり(A、B、C)、それによって複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが順に決定されるようになる。
【0106】
すなわち、図11では、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期されているカウントクロックSCLK、SCLKBの一周期ごとに第1比較情報信号(PHASE_DET1_SA)の論理レベルが先ずロジック「ハイ」(High)になって、続いて第2比較情報信号PHASE_DET1_SBの論理レベルがロジック「ハイ」(High)になって、その次に第3比較情報信号(PHASE_DET1_SC)の論理レベルがロジック「ハイ」(High)になる。
【0107】
このように、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが決定される瞬間、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがロジック「ハイ」(High)レベルを有する状態ということが分かるために分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルは、初期に設定されたロジック「ロー」(Low)状態をそのまま維持するようになって、同時にセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)に遷移するようになる。
【0108】
このように、分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルが決定された以後にセルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ハイ」(High)に活性化されて、それによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ロー」(Low)に非活性化されて、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEはロジック「ハイ」(High)に活性化されて、セルフトレーニング動作が終わってノーマルトレーニング動作が開始する。
【0109】
以後続いてノーマルトレーニング動作では従来技術と同じくシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBを基準として複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第2選択クロックIWCKまたはIWCKBの論理レベルを検出(D、E、F)するようになって、それによってトレーニング情報信号WCK2CK_INFOの論理レベルを決定することが分かる。
【0110】
図12及び図13は、図2に示された本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作を説明するために示したタイミングチャートである。
【0111】
参考に、図12及び図13に示されたタイミングチャートは、本発明の実施形態に係るクロック整列トレーニング動作を行うための回路の動作のうち、位相分割部224から出力される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが、正データクロックWCKの位相に対して順に180度(IWCK)、270度(QWCK)、0度(IWCKB)、90度(QWCKB)の位相を有する状態になって、位相分割部224から出力される場合を示しており、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相を反転させなければならない場合に対するタイミングチャートである。
【0112】
図12及び図13を参照すれば、クロック整列トレーニング動作は、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYが活性化されると開始することが分かる。すなわち、クロック整列トレーニング進入制御信号WCK2CK_ENTRYがロジック「ロー」(Low)の非活性化状態からロジック「ハイ」(High)の活性化状態に遷移しながらリセット信号RESETBがトグリングし、それによって分周制御信号PHASE_REVERSE、セルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLE、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPER、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEが初期論理レベルに変わりながらクロック整列トレーニング動作が開始する。
【0113】
この時、クロック整列トレーニング動作が開始すると同時にセルフトレーニング動作も同時に開始することが分かるが、これは、リセット信号RESETBがトグリングすることによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEは、ロジック「ハイ」(High)に活性化されて、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERは、ロジック「ロー」(Low)に非活性化されて、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEもロジック「ロー」(Low)に非活性化されるためである。
【0114】
このように、セルフトレーニング動作が始まれば、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第1選択クロックQWCKを基準としてシステムクロックBUF_HCKの論理レベルを検出するようになり(H、I、J)、それによって複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが順に決定されるようになる。
【0115】
すなわち、図12では第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期されているカウントクロックSCLK、SCLKBの一周期ごとに第1比較情報信号(PHASE_DET1_SA)の論理レベルが先ずロジック「ロー」(Low)になって、続いて第2比較情報信号PHASE_DET1_SBの論理レベルがロジック「ロー」(Low)になって、その次に第3比較情報信号(PHASE_DET1_SC)の論理レベルがロジック「ロー」(Low)になる。
【0116】
このように、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが決定される瞬間、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがロジック「ロー」(Low)レベルを有する状態であるということが分かるために分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルは、初期に設定されたロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)に遷移するようになって、それと同時に、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERは、ずっとロジック「ロー」(Low)を維持するようになる。
【0117】
このように、分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルがロジック「ロー」(Low)からロジック「ハイ」(High)に遷移したために位相分割部224から出力される複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相が反転されて、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBが正データクロックWCKの位相に対して順に0度(IWCK)、90度(QWCK)、180度(IWCKB)、270度(QWCKB)の位相を有する状態になる。
【0118】
また、分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルがロジック「ハイ」(High)状態になって、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ロー」(Low)の非活性化状態をそのまま維持するようになって、それによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがずっとロジック「ハイ」(High)に活性化された状態を維持するようになって、セルフトレーニングモードが終わらないでずっと遂行されるようになる。
【0119】
したがって、再び複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第1選択クロックQWCKを基準としてシステムクロックBUF_HCKの論理レベルを検出するようになって(K、L、M)、それによって再び複数の比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが順に決定されるようになる。
【0120】
すなわち、図12では、第1選択クロックQWCKまたはQWCKBに同期されているカウントクロックSCLK、SCLKBの一周期ごとに第1比較情報信号(PHASE_DET1_SA)の論理レベルが先ずロジック「ハイ」(High)になって、続いて第2比較情報信号PHASE_DET1_SBの論理レベルがロジック「ハイ」(High)になって、その次に第3比較情報信号(PHASE_DET1_SC)の論理レベルがロジック「ハイ」(High)になる。
【0121】
このように、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCの論理レベルが決定される瞬間、すべての比較情報信号PHASE_DET1_S0、PHASE_DET1_SA、PHASE_DET1_SB、PHASE_DET1_SCがロジック「ハイ」(High)レベルを有する状態であって、分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルは以前に決定されたロジック「ハイ」(High)をそのまま維持するようになるために、セルフトレーニングモードディセーブル信号SPD_STOPPERがロジック「ハイ」(High)に活性化されて、それによってセルフトレーニングモードイネーブル信号SPD_ENABLEがロジック「ロー」(Low)に非活性化されて、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号PD_ENABLEはロジック「ハイ」(High)に活性化されて、セルフトレーニング動作が終わってノーマルトレーニング動作が開始する。
【0122】
以後続いてノーマルトレーニング動作では、従来技術と同じくシステムクロックBUF_HCK、BUF_HCKBを基準として複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBのうち第2選択クロックIWCKまたはIWCKBの論理レベルを検出(K、L、M)するようになって、それによってトレーニング情報信号WCK2CK_INFOの論理レベルを決定することが分かる。
【0123】
以上で説明したように本発明の実施形態を適用して、セルフトレーニング動作がクロック整列トレーニング動作に含まれるようにすることで、データクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの周波数を分周して、それぞれ所定の位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBを生成する過程で分周制御信号PHASE_REVERSEに応答して、複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相反転可否を決定することができるし、これを通じてデータクロックBUF_WCK、BUF_WCKBの位相対比複数の多重位相データ分周クロックIWCK、QWCK、IWCKB、QWCKBの位相が常に決定された順序を有した状態に生成されることができる。
【0124】
したがって、クロック整列トレーニング動作を行うために要する時間を最小限に維持することができる。
【0125】
以上で説明した本発明は、前述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなくて、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内でさまざまな置換、変形及び変更が可能であるということが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者には明白であろう。
【0126】
例えば、前述した実施形態で論理レベル変動部244は、位相比較部242から出力される信号PHASE_DET1が連続して3回同じ論理レベルを有する時、それに応答して分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルを変更する動作を遂行しているが、本発明の範疇には位相比較部242から出力される信号PHASE_DET1が連続して3回よりもさらに多い回数やさらに少ない回数の間に同じ論理レベルを有する時、それに応答して分周制御信号PHASE_REVERSEの論理レベルを変更する動作を行うことも含まれる。
【0127】
また、例示した論理ゲート及びトランジスターは、入力される信号の極性によって、回路中のその位置及び種類が異なるように具現されなければならないであろう。
【符号の説明】
【0128】
200 クロック入力部
220 クロック分周部
240 第1位相検出部
260 第2位相検出部
270 信号伝送部
202 データクロック生成部
204 システムクロック生成部
222 周波数分周部
224 位相分割部
242 位相比較部
244 論理レベル変動部
246 分周制御信号初期化部
247 セルフトレーニングモードディセーブル信号初期化部
248 トレーニングモード動作制御部
BUF_HCK、BUF_HCKB システムクロック
BUF_WCK、BUF_WCKB データクロック
QWCK、QWCKB 第1選択クロック
IWCK、IWCKB 第2選択クロック
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムクロック及びデータクロックの入力を受けるクロック入力部と、
前記データクロックの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答して前記複数の多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するクロック分周部と、
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第1選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応して前記分周制御信号のレベルを決定する第1位相検出部と、
を具備する半導体装置。
【請求項2】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第2選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応してトレーニング情報信号を生成する第2位相検出部と、
前記トレーニング情報信号を外部に伝送する信号伝送部と、
をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記クロック入力部が、アドレス信号及びコマンド信号の入力時点を同期させるためのクロックを外部から入力され、前記システムクロックとして出力するシステムクロック生成部と、
データ信号の入力時点を同期させるためのクロックを外部から入力され、前記データクロックとして出力するデータクロック生成部と、
を具備することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記クロック分周部が、
前記データクロックの周波数を分周してデータ分周クロックを生成する周波数分周部と、
前記データ分周クロックに応答して前記複数の多重位相データ分周クロックを生成し、前記分周制御信号に応答して前記複数の多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定する位相分割部と、を具備することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記位相分割部が、
前記分周制御信号が活性化状態である時に前記複数の多重位相データ分周クロックの位相を反転して出力し、
前記分周制御信号が非活性化状態である時に前記複数の多重位相データ分周クロックの位相を反転せず、そのまま出力することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの1つのクロックである前記第1選択クロックの位相が、前記データ分周クロックの位相と同じでもなく相反でもないことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの1つのクロックである前記第2選択クロックの位相が、前記データ分周クロックの位相と同じであるか、または相反であることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第1位相検出部が、
前記第1選択クロック及び前記システムクロックの位相を比較する位相比較部と、
前記位相比較部の出力信号を所定の回数繰り返し入力され、その結果に応答して前記分周制御信号及びセルフトレーニングモードディセーブル信号の論理レベルを変動する論理レベル変動部と、
を具備することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記論理レベル変動部が、クロック整列トレーニング動作の開始に対応して、活性化されるセルフトレーニングモードイネーブル信号が活性化状態を維持する区間において、所定の回数繰り返し入力される前記位相比較部の出力信号に応答して前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号の論理レベルを変動することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記論理レベル変動部が、
前記セルフトレーニングモードイネーブル信号の活性化状態を維持する区間において、前記第1選択クロックに同期したカウントクロックを生成するカウントクロック生成部と、
前記カウントクロックに対応する時点ごとに入力される前記位相比較部の出力信号に応答して、論理レベルが順次決定される複数の比較情報信号を生成する比較情報信号生成部と、
前記複数の比較情報信号に応答して、前記セルフトレーニングモードディセーブル信号及び前記分周制御信号の論理レベルを決定する論理レベル決定部と、を具備することを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記比較情報信号生成部が、直列のチェーン形態に接続された複数のフリップフロップを具備し、
前記カウントクロックに対応する時点ごとに前記位相比較部の出力信号が一番目のフリップフロップに入力されるようにすることで、前記カウントクロックのトグリングに応答して、それぞれの前記フリップフロップで順次それぞれの比較情報信号が生成されることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記論理レベル決定部が、前記複数の比較情報信号の論理レベルがすべて決定された時点で、
前記複数の比較情報信号がすべて活性化される場合、前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化させ、
前記複数の比較情報信号がすべては活性化されず、前記複数の比較情報信号のうち少なくとも1つの信号が活性化される場合、前記分周制御信号を活性化させ、且つ前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化させ、
前記複数の比較情報信号がすべて非活性化される場合、前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を活性化させることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
【請求項13】
前記論理レベル決定部が、リセット信号に応答して前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化状態に初期化させることを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。
【請求項14】
前記第1位相検出部が、クロック整列トレーニング動作の開始に対応して活性化されるクロック整列トレーニング進入制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号に応答して、前記セルフトレーニングモードイネーブル信号、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号及び前記リセット信号の論理レベルをそれぞれ決定するトレーニング動作モード制御部をさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の半導体装置。
【請求項15】
前記第1位相検出部が、前記セルフトレーニングモードイネーブル信号が活性化されると動作し、
前記第2位相検出部及び前記信号伝送部は、前記ノーマルトレーニングモードイネーブル信号が活性化されると動作することを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。
【請求項16】
前記クロック整列トレーニング進入制御信号の活性化区間及び活性化時点は、モードレジスタセット(MRS)に定義されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
【請求項17】
システムクロック及びデータクロックの入力を受けるステップと、
前記データクロックの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答してそれぞれの前記多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するステップと、
ノーマルトレーニングモード進入またはセルフトレーニングモード進入を感知するステップと、
前記感知するステップの結果によって前記セルフトレーニングモードに進入した場合、前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第1選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応して前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップと、
を含む半導体装置の動作方法。
【請求項18】
前記感知するステップの結果によって前記ノーマルトレーニングモードに進入した場合、前記複数の多重位相データ分周クロックのうち、所定の第2選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応してトレーニング情報信号の論理レベルを決定するステップと、
前記トレーニング情報信号を外部に伝送するステップと、をさらに含む請求項17に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項19】
前記複数の多重位相データ分周クロックを生成するステップが、
前記データクロックの周波数を分周してデータ分周クロックを生成するステップと、
前記分周制御信号が活性化されることに応答して、前記複数の多重位相データ分周クロックの位相を反転して出力するステップと、
前記分周制御信号が非活性化されることに応答して、前記複数の多重位相データ分周クロックの位相を反転せずにそのまま出力するステップと、を含むことを特徴とする請求項18に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項20】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの1つのクロックである前記第1選択クロックの位相が、前記データ分周クロックの位相と同じでもなく相反でもないことを特徴とする請求項19に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項21】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの1つのクロックである前記第2選択クロックの位相が、前記データ分周クロックの位相と同じであるか、または相反であることを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項22】
前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップが、
前記セルフトレーニングモードに進入した場合に前記第1選択クロック及び前記システムクロックの位相を比較するステップと、
前記セルフトレーニングモードに進入した場合に前記位相を比較するステップの出力信号を所定の回数繰り返して入力され、その結果に応答して前記分周制御信号及びセルフトレーニングモードディセーブル信号の論理レベルを変動するステップと、を含むことを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項23】
前記分周制御信号の論理レベルを変動するステップが、前記セルフトレーニングモードに進入してセルフトレーニングモードイネーブル信号が活性化状態を維持する区間において繰り返して入力される、前記位相を比較するステップの出力信号に応答して、前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号の論理レベルを変動するステップであることを特徴とする請求項22に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項24】
前記分周制御信号の論理レベルを変動するステップが、
前記セルフトレーニングモードに進入した後、前記セルフトレーニングモードイネーブル信号の活性化区間において前記第1選択クロックに同期したカウントクロックを生成するステップと、
前記カウントクロックに対応する時点ごとに、前記位相を比較するステップの出力信号を繰り返し入力され、入力された信号に応答して、その論理レベルが順次決定される複数の比較情報信号を生成するステップと、
前記複数の比較情報信号に応答して前記セルフトレーニングモードディセーブル信号及び前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項23に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項25】
前記複数の比較情報信号を生成するステップが、
前記カウントクロックのエッジごとに、前記位相を比較するステップの出力信号を繰り返し入力されるステップと、
前記繰り返し入力されるステップを通じて順次印加される前記位相を比較するステップの出力信号に応答してそれぞれの比較情報信号の論理レベルを順次決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項24に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項26】
前記セルフトレーニングモードディセーブル信号及び前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップが、
前記複数の比較情報信号の論理レベルがすべて決定された時点で、前記複数の比較情報信号がすべて活性化される場合に前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化させるステップと、
前記複数の比較情報信号の論理レベルがすべて決定された時点で、前記複数の比較情報信号がすべては活性化されず、そのうち少なくとも1つ信号が活性化される場合に前記分周制御信号を活性化させ、且つ前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化させるステップと、
前記複数の比較情報信号の論理レベルがすべて決定された時点で、前記複数の比較情報信号がすべて非活性化される場合に、前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を活性化させるステップと、を含むことを特徴とする請求項25に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項27】
前記セルフトレーニングモードディセーブル信号及び前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップが、リセット信号に応答して前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化状態に初期化させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項28】
前記分周制御信号の論理レベルを変動するステップが、
前記セルフトレーニングモードに進入した後前記セルフトレーニングモードディセーブル信号が活性化される場合に前記セルフトレーニングモードイネーブル信号を非活性化させるステップと、
前記セルフトレーニングモードに進入した後前記セルフトレーニングモードディセーブル信号が非活性化される場合に前記セルフトレーニングモードイネーブル信号を活性化させるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項27に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項29】
前記感知するステップが、クロックトレーニングモードイネーブル信号が非活性化状態から活性化状態に遷移することに応答して、前記セルフトレーニングモードに進入したことを感知するステップと、
前記クロックトレーニングモードイネーブル信号の活性化区間で前記セルフトレーニングモードディセーブル信号が非活性化状態から活性化状態に遷移することに応答して前記セルフトレーニングモードから脱出して、前記ノーマルトレーニングモードに進入したということを感知するステップと、
前記クロックトレーニングモードイネーブル信号が活性化状態から非活性化状態に遷移することに応答して前記ノーマルトレーニングモードから脱出したことを感知するステップと、を含む請求項28に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項30】
前記分周制御信号の論理レベルを変動するステップが、
クロックトレーニングモードイネーブル信号が非活性化状態から活性化状態に遷移することに応答して前記リセット信号をトグリングさせるステップをさらに含むことを特徴とする請求項29に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項1】
システムクロック及びデータクロックの入力を受けるクロック入力部と、
前記データクロックの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答して前記複数の多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するクロック分周部と、
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第1選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応して前記分周制御信号のレベルを決定する第1位相検出部と、
を具備する半導体装置。
【請求項2】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第2選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応してトレーニング情報信号を生成する第2位相検出部と、
前記トレーニング情報信号を外部に伝送する信号伝送部と、
をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記クロック入力部が、アドレス信号及びコマンド信号の入力時点を同期させるためのクロックを外部から入力され、前記システムクロックとして出力するシステムクロック生成部と、
データ信号の入力時点を同期させるためのクロックを外部から入力され、前記データクロックとして出力するデータクロック生成部と、
を具備することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記クロック分周部が、
前記データクロックの周波数を分周してデータ分周クロックを生成する周波数分周部と、
前記データ分周クロックに応答して前記複数の多重位相データ分周クロックを生成し、前記分周制御信号に応答して前記複数の多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定する位相分割部と、を具備することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記位相分割部が、
前記分周制御信号が活性化状態である時に前記複数の多重位相データ分周クロックの位相を反転して出力し、
前記分周制御信号が非活性化状態である時に前記複数の多重位相データ分周クロックの位相を反転せず、そのまま出力することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの1つのクロックである前記第1選択クロックの位相が、前記データ分周クロックの位相と同じでもなく相反でもないことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの1つのクロックである前記第2選択クロックの位相が、前記データ分周クロックの位相と同じであるか、または相反であることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第1位相検出部が、
前記第1選択クロック及び前記システムクロックの位相を比較する位相比較部と、
前記位相比較部の出力信号を所定の回数繰り返し入力され、その結果に応答して前記分周制御信号及びセルフトレーニングモードディセーブル信号の論理レベルを変動する論理レベル変動部と、
を具備することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記論理レベル変動部が、クロック整列トレーニング動作の開始に対応して、活性化されるセルフトレーニングモードイネーブル信号が活性化状態を維持する区間において、所定の回数繰り返し入力される前記位相比較部の出力信号に応答して前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号の論理レベルを変動することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記論理レベル変動部が、
前記セルフトレーニングモードイネーブル信号の活性化状態を維持する区間において、前記第1選択クロックに同期したカウントクロックを生成するカウントクロック生成部と、
前記カウントクロックに対応する時点ごとに入力される前記位相比較部の出力信号に応答して、論理レベルが順次決定される複数の比較情報信号を生成する比較情報信号生成部と、
前記複数の比較情報信号に応答して、前記セルフトレーニングモードディセーブル信号及び前記分周制御信号の論理レベルを決定する論理レベル決定部と、を具備することを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記比較情報信号生成部が、直列のチェーン形態に接続された複数のフリップフロップを具備し、
前記カウントクロックに対応する時点ごとに前記位相比較部の出力信号が一番目のフリップフロップに入力されるようにすることで、前記カウントクロックのトグリングに応答して、それぞれの前記フリップフロップで順次それぞれの比較情報信号が生成されることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記論理レベル決定部が、前記複数の比較情報信号の論理レベルがすべて決定された時点で、
前記複数の比較情報信号がすべて活性化される場合、前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化させ、
前記複数の比較情報信号がすべては活性化されず、前記複数の比較情報信号のうち少なくとも1つの信号が活性化される場合、前記分周制御信号を活性化させ、且つ前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化させ、
前記複数の比較情報信号がすべて非活性化される場合、前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を活性化させることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
【請求項13】
前記論理レベル決定部が、リセット信号に応答して前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化状態に初期化させることを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。
【請求項14】
前記第1位相検出部が、クロック整列トレーニング動作の開始に対応して活性化されるクロック整列トレーニング進入制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号に応答して、前記セルフトレーニングモードイネーブル信号、ノーマルトレーニングモードイネーブル信号及び前記リセット信号の論理レベルをそれぞれ決定するトレーニング動作モード制御部をさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の半導体装置。
【請求項15】
前記第1位相検出部が、前記セルフトレーニングモードイネーブル信号が活性化されると動作し、
前記第2位相検出部及び前記信号伝送部は、前記ノーマルトレーニングモードイネーブル信号が活性化されると動作することを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。
【請求項16】
前記クロック整列トレーニング進入制御信号の活性化区間及び活性化時点は、モードレジスタセット(MRS)に定義されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
【請求項17】
システムクロック及びデータクロックの入力を受けるステップと、
前記データクロックの周波数を分周して、それぞれ所定の大きさの位相差を有する複数の多重位相データ分周クロックを生成し、分周制御信号に応答してそれぞれの前記多重位相データ分周クロックの位相の反転可否を決定するステップと、
ノーマルトレーニングモード進入またはセルフトレーニングモード進入を感知するステップと、
前記感知するステップの結果によって前記セルフトレーニングモードに進入した場合、前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの所定の第1選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応して前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップと、
を含む半導体装置の動作方法。
【請求項18】
前記感知するステップの結果によって前記ノーマルトレーニングモードに進入した場合、前記複数の多重位相データ分周クロックのうち、所定の第2選択クロックの位相を基準として前記システムクロックの位相を検出し、該検出結果に対応してトレーニング情報信号の論理レベルを決定するステップと、
前記トレーニング情報信号を外部に伝送するステップと、をさらに含む請求項17に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項19】
前記複数の多重位相データ分周クロックを生成するステップが、
前記データクロックの周波数を分周してデータ分周クロックを生成するステップと、
前記分周制御信号が活性化されることに応答して、前記複数の多重位相データ分周クロックの位相を反転して出力するステップと、
前記分周制御信号が非活性化されることに応答して、前記複数の多重位相データ分周クロックの位相を反転せずにそのまま出力するステップと、を含むことを特徴とする請求項18に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項20】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの1つのクロックである前記第1選択クロックの位相が、前記データ分周クロックの位相と同じでもなく相反でもないことを特徴とする請求項19に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項21】
前記複数の多重位相データ分周クロックのうちの1つのクロックである前記第2選択クロックの位相が、前記データ分周クロックの位相と同じであるか、または相反であることを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項22】
前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップが、
前記セルフトレーニングモードに進入した場合に前記第1選択クロック及び前記システムクロックの位相を比較するステップと、
前記セルフトレーニングモードに進入した場合に前記位相を比較するステップの出力信号を所定の回数繰り返して入力され、その結果に応答して前記分周制御信号及びセルフトレーニングモードディセーブル信号の論理レベルを変動するステップと、を含むことを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項23】
前記分周制御信号の論理レベルを変動するステップが、前記セルフトレーニングモードに進入してセルフトレーニングモードイネーブル信号が活性化状態を維持する区間において繰り返して入力される、前記位相を比較するステップの出力信号に応答して、前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号の論理レベルを変動するステップであることを特徴とする請求項22に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項24】
前記分周制御信号の論理レベルを変動するステップが、
前記セルフトレーニングモードに進入した後、前記セルフトレーニングモードイネーブル信号の活性化区間において前記第1選択クロックに同期したカウントクロックを生成するステップと、
前記カウントクロックに対応する時点ごとに、前記位相を比較するステップの出力信号を繰り返し入力され、入力された信号に応答して、その論理レベルが順次決定される複数の比較情報信号を生成するステップと、
前記複数の比較情報信号に応答して前記セルフトレーニングモードディセーブル信号及び前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項23に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項25】
前記複数の比較情報信号を生成するステップが、
前記カウントクロックのエッジごとに、前記位相を比較するステップの出力信号を繰り返し入力されるステップと、
前記繰り返し入力されるステップを通じて順次印加される前記位相を比較するステップの出力信号に応答してそれぞれの比較情報信号の論理レベルを順次決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項24に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項26】
前記セルフトレーニングモードディセーブル信号及び前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップが、
前記複数の比較情報信号の論理レベルがすべて決定された時点で、前記複数の比較情報信号がすべて活性化される場合に前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化させるステップと、
前記複数の比較情報信号の論理レベルがすべて決定された時点で、前記複数の比較情報信号がすべては活性化されず、そのうち少なくとも1つ信号が活性化される場合に前記分周制御信号を活性化させ、且つ前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化させるステップと、
前記複数の比較情報信号の論理レベルがすべて決定された時点で、前記複数の比較情報信号がすべて非活性化される場合に、前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を活性化させるステップと、を含むことを特徴とする請求項25に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項27】
前記セルフトレーニングモードディセーブル信号及び前記分周制御信号の論理レベルを決定するステップが、リセット信号に応答して前記分周制御信号及び前記セルフトレーニングモードディセーブル信号を非活性化状態に初期化させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項28】
前記分周制御信号の論理レベルを変動するステップが、
前記セルフトレーニングモードに進入した後前記セルフトレーニングモードディセーブル信号が活性化される場合に前記セルフトレーニングモードイネーブル信号を非活性化させるステップと、
前記セルフトレーニングモードに進入した後前記セルフトレーニングモードディセーブル信号が非活性化される場合に前記セルフトレーニングモードイネーブル信号を活性化させるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項27に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項29】
前記感知するステップが、クロックトレーニングモードイネーブル信号が非活性化状態から活性化状態に遷移することに応答して、前記セルフトレーニングモードに進入したことを感知するステップと、
前記クロックトレーニングモードイネーブル信号の活性化区間で前記セルフトレーニングモードディセーブル信号が非活性化状態から活性化状態に遷移することに応答して前記セルフトレーニングモードから脱出して、前記ノーマルトレーニングモードに進入したということを感知するステップと、
前記クロックトレーニングモードイネーブル信号が活性化状態から非活性化状態に遷移することに応答して前記ノーマルトレーニングモードから脱出したことを感知するステップと、を含む請求項28に記載の半導体装置の動作方法。
【請求項30】
前記分周制御信号の論理レベルを変動するステップが、
クロックトレーニングモードイネーブル信号が非活性化状態から活性化状態に遷移することに応答して前記リセット信号をトグリングさせるステップをさらに含むことを特徴とする請求項29に記載の半導体装置の動作方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2011−55462(P2011−55462A)
【公開日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−86934(P2010−86934)
【出願日】平成22年4月5日(2010.4.5)
【出願人】(591024111)株式会社ハイニックスセミコンダクター (1,189)
【氏名又は名称原語表記】HYNIX SEMICONDUCTOR INC.
【住所又は居所原語表記】San 136−1,Ami−Ri,Bubal−Eup,Ichon−Shi,Kyoungki−Do,Korea
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年4月5日(2010.4.5)
【出願人】(591024111)株式会社ハイニックスセミコンダクター (1,189)
【氏名又は名称原語表記】HYNIX SEMICONDUCTOR INC.
【住所又は居所原語表記】San 136−1,Ami−Ri,Bubal−Eup,Ichon−Shi,Kyoungki−Do,Korea
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]