DRAM PreCharge ( 동작 순서, 이유 )

DRAM Pre-charging

 

DRAM에서 Row를 선택하고, Read/Write 후에 해당 Word Line을 닫는 동작인 Pre-Charge에 대해 알아보자. 

 

별거 없다. DRAM에서 어떤 동작을 하기 위해 또는 하기 전에 해야 하는 과정이다. 여기서 어떤 동작이라 함은  Active / Read / Write / Refresh와 같은 동작을 말한다. 더 간단히 말하면, 이 동작들을 하기 위한 Setting 동작을 Pre-Charge라고 부른다.

 

조금 더 설명하면, 다른 Word Line을 Active 하기 전에 볼 일 다 본 Word Line을 닫아줘야 한다. 즉, Word Line을 0V로 만든 다음 해당 Word Line에 걸린 Column의 전압을 Half VDD로 만들기 위한 과정이다.

 

왜 Half VDD로 만드는지 잘 모르겠다면, 앞선 포스팅을 참조하길 바란다. 시간이 없는 사람들을 위해 간단히 말하면, BLSA (Bit Line Sense Amp)에서 /BL와 비교하여 증폭하기 때문에 /BL의 전압은 항상 Half VDD로 유지 돼야 한다.

 

2023.04.24 - [내가 하는 공부/DRAM] - DRAM Charge Sharing (전하 공유, BLSA, Bit Line Bar)

DRAM Charge Sharing (전하 공유, BLSA, Bit Line Bar)

 

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왜 Pre-Charge가 필요한지 알아보자. 

DRAM은 같은 Bank 내에서는 하나의 Word Line에서만 Read / Write 동작을 할 수 있다.

 

그래서 현재 사용 중인 Word Line이 아닌, 다른 Word Line을 선택해야 된다고 했을 때, 현재 사용하는 Word Line은 Close 해야 한다. 그리고 다른 Word Line은 Active상태가 돼 있어야 한다.

 

예를 들어 A, B 2개의 Word Line이 있다고 했을 때 현재 사용 중인 Word Line A를 닫고 Word Line B를 활성화하는 과정을 순서에 따라 보자.

 

1. Pre-Charging ( Word Line A Close)

2. Active ( Word Line B, Word Line B는 이미 Pre-Charging 돼 있었음)

3. Read / Write ( Word Line B) 

4. Pre-Charging (Word Line B Close)

 

간단히 말하면 Pre-Charging 이란, Word Line과 BLSA를 OFF(Close)하고, Bit Line과 Bit Line Bar를 Half VDD로 채우는 상태를 말한다.

 

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예를 들어보자. 상태는 현재 사용하던 Word Line에서 Bit Line의 Capcitor에 1V가 차 있고, 현재 Word Line에는 1V가 인가 돼 있다. 

 

1. Word Line에 1V가 인가 돼 있기 때문에 형성된 Channel을 통해 Charging Sharing이 일어난다. 즉, 0.5V로 있던 Bit Line이 0.6V로 된다. 

 

 

2. 0.5V인 /BL과 0.6V인 BL이 BLAS에서 BL은 1V로 /BL은 0V로 증폭된다.

3. 증폭된 1V는 BL을 통해 Capacitor에 저장된다.

 

 

4. 그럼 Word Line과 BLAS에 0V을 인가한다.

5. Channel이 사라지고 BL과 /BL은 Half VDD로 된다.

 

 

위와 같은 동작이 Pre-Charge 동작이다.