JP3567318B2 - Semiconductor memory device and design method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体記憶装置の設計手法さらには2種類の半導体記憶装置の共通設計に適用して有効な技術に関し、例えばクロック同期型半導体記憶装置に利用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
同期型スタティックRAM(以下、シンクロナスSRAMと略す)には、大型コンピュータのメインメモリ等に使用されるノーマル・ライト仕様のSRAMと、EWS(エンジニアリング・ワーク・ステーション)のキャッシュメモリ等に使用されるレイト・ライト仕様のSRAMとがある。
【0003】
ノーマル・ライト仕様のSRAMは、書込みアドレスとライトデータとが同時にメモリに取り込まれ直ちにメモリアレイに書込みが行われる。一方、レイト・ライト仕様のSRAMは、ライトデータが書込みアドレスよりも1サイクル遅いタイミングで取り込まれ、しかも実際にメモリアレイに書込みが行なわれるのは次の書込みアドレスが入力されるサイクルである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のノーマル・ライト仕様のSRAMとレイト・ライト仕様のSRAMは、外部から見たタイミングの違いが僅かであるにもかかわらず、別々に設計されていた。しかるに、SRAMを含む半導体集積回路の製品寿命は近年ますます短くなって来ているため、ノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMとレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMを別々に設計していたのでは、新製品の開発期間が長くなるとともに、コストも高くなってしまうという問題点があった。
【0005】
この発明の目的は、開発期間が短くしかも価格競争力のある製品を効率がよく設計することができるシンクロナスSRAMの設計手法を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面から明らかになるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のとおりである。
【0007】
すなわち、ノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMの内部回路をレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMの内部回路と同一構成とするとともに、ライト・データの入力レジスタ(もしくはバッファ)を2段構成とし、前段のライト・データの入力レジスタは例えば外部制御端子の電位状態に応じて入力データをそのまま通過させる状態または一旦入力データをラッチさせる状態のいずれかに切換え可能な構成を有するようにした。
【0008】
具体的には、メモリアレイと、該メモリアレイ内の所望のメモリセルを選択するため外部から入力されるアドレス信号を取り込むアドレス入力回路と、入力されたアドレス信号をデコードして対応するメモリセルを選択するための信号を形成するデコーダ回路と、選択されたメモリセルから読み出された信号を外部へ出力する出力回路と、外部から入力されるライト・データを取り込むデータ入力回路とを備えた半導体記憶装置において、上記データ入力回路は、第1の入力レジスタとこれに縦続接続された第2の入力レジスタとからなり、第1の入力レジスタは、外部制御端子の電位状態に応じて入力データをそのまま通過させる状態または一旦入力データをラッチさせる状態のいずれかに切換え可能に構成する。
【0009】
上記した手段によれば、ノーマル・ライト仕様とレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMを同一チップ化を図ることができるため、新製品の開発においてはレイト・ライト仕様のSRAMの内部回路のみ設計すればよいので開発期間を短縮できるとともに、製造ラインも一つで済むので価格競争力のある製品を提供することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。図1は本発明を適用したシンクロナスSRAMの一実施例を示すブロックである。
【0011】
図1において、10は複数のメモリセルがマトリックス状に配置されたメモリアレイ、11Aは外部から入力されるアドレス信号SA0〜SA16を取り込んで保持する第1のアドレス・レジスタ、11Bはアドレス・レジスタ11Aに取り込まれたアドレス信号をさらにラッチして保持する第2のアドレス・レジスタで、これらのアドレス・レジスタ11A,11Bはクロック信号に同期してアドレス信号をラッチする。12は上記アドレス・レジスタ11Aまたは11Bに保持されているアドレス信号のいずれか一方を選択するアドレス・マルチプレクサ、13はこのアドレス・マルチプレクサ12により選択されたアドレス信号をデコードして上記メモリアレイ10内の対応するワード線およびデータ線を選択するデコーダ回路である。
【0012】
図示しないが、このデコーダ回路13は、通常の汎用メモリと同様に入力アドレスに対応したワード線を選択するXデコーダと、入力アドレスに対応したデータ線を選択するYデコーダとにより構成される。メモリアレイ10からは入力アドレス信号SA0〜SA16によって、1バイトごとに1ビットのパリティを有する4バイト(36ビット)のデータが読み出され、センスアンプ回路14によって増幅され、データ・マルチプレクサ15を介して出力データ・レジスタ16に保持される。17Aは外部から入力される4バイトのライト・データ信号DQa0〜DQa8,DQb0〜DQb8,DQc0〜DQc8,DQd0〜DQd8を取り込んで保持する第1の入力データ・レジスタ、17Bは入力データ・レジスタ17Aに取り込まれたライト・データ信号をさらにラッチして保持する第2の入力データ・レジスタである。第2の入力データ・レジスタ17Bに取り込まれたライト・データはライト・ドライバ18を介してメモリアレイ10に供給されて、そのとき選択されているメモリセルへ書込みが行なわれる。
【0013】
このように、入力データ・レジスタを2段設けた点は、従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMにもレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMにもない構成である。しかも、この実施例のシンクロナスSRAMでは、上記第1の入力データ・レジスタ17Aは、外部端子として設けられたモード制御端子CTRLの電位に応じて、外部から入力されたライト・データをそのまま第2の入力データ・レジスタ17Bへ供給する動作(以下、これをレイト・ライト・モードと称する)または外部から入力されたライト・データを一旦ラッチしてから第2の入力データ・レジスタ17Bへ供給する動作(以下、これをノーマル・ライト・モードと称する)とを選択的に行なうように構成されている。
【0014】
また、本実施例のシンクロナスSRAMは、第2の入力データ・レジスタ17Bに保持されている4バイトのライト・データを全てメモリアレイ10に供給したりメモリアレイ10から読み出された4バイトのリード・データをすべて出力することを外部から指示するためのグローバルライト信号/SWEを取り込むグローバルライト信号ラッチ回路19、4バイトのライト・データのうちいずれか1バイトのデータを上記メモリアレイ10へ供給することを指示する2ビットのバイト選択信号/SWEa,b,c,dを取り込むバイト選択信号ラッチ回路20Aおよびこのラッチ回路20Aに取り込まれたバイト選択信号をさらにラッチして保持する第2のバイト選択信号ラッチ回路20Bとが設けられている。前段のラッチ回路20Aは2ビットのバイト選択信号/SWEa,b,c,dをデコードして4ビットの内部バイト選択信号を形成し、保持する機能を有している。21は外部から供給される当該SRAMを選択するチップ選択信号/SSを取り込むチップ選択信号ラッチ回路である。
【0015】
この実施例のシンクロナスSRAMには、外部から供給されるクロックK,/Kに基づいて第1のアドレス・レジスタ11Aから第2のアドレス・レジスタ11Bへのアドレス転送タイミングや第1の入力データ・レジスタ17Aから第2の入力データレジスタ17Bへのデータ転送タイミング等を与えるクロックを形成するクロック制御回路22と、第1のアドレス・レジスタ11Aに取り込まれたアドレスと第2のアドレス・レジスタ11Bに保持されているアドレスとを比較するコンパレータ23とが設けられている。上記データ・マルチプレクサ15は、このコンパレータ23の一致検出信号および上記第2バイト選択信号ラッチ回路20Bからのバイト選択信号に基づいて上記メモリアレイ10から読み出されたリード・データまたは第2入力データ・レジスタ17Bに保持されているデータのいずれかを選択して出力データ・レジスタ16に供給する。出力データ・レジスタ16に取り込まれたデータは、出力バッファ24を介して外部へ出力される。また、この出力バッファ24からの出力タイミングおよび4バイトのデータのすべてまたはそのうちいずれのバイトを出力するか制御可能な出力制御用レジスタ25が設けられている。
【0016】
上記のように、アドレスを比較するコンパレータ23と、上記メモリアレイ10から読み出されたリード・データまたは第2入力データ・レジスタ17Bに保持されているデータのいずれかを選択して出力データ・レジスタ16に供給するデータ・マルチプレクサ15とが設けられているのは、レイト・ライト・モードでは前述したように、実際にメモリアレイ10へデータが書き込まれるのはライト・データが入力データ・レジスタ17Bに取り込まれた時点ではなく、次のライト・データが入力されるサイクルであるため、その前に同一アドレスのデータの読出しが行なわれた場合、メモリアレイ10内には最新のデータがないので、そのときまだ入力データ・レジスタ17Bに保持されているライト・データを外部へ出力できるようにするためである。
【0017】
なお、上記実施例のシンクロナスSRAMにおいて、外部から入力される制御信号のうち符号の前に「/」が付されている制御信号は、ロウレベルが有効レベルであることを示している。また、この実施例のシンクロナスSRAMは、上記モード制御端子CTRLを、チップ外部において例えばボンディングワイヤを介して電源電圧端子または接地端子に接続するなどして電位を直流的に固定することで、モードを設定することができる。
【0018】
以下、この実施例のシンクロナスSRAMの機能を、図2および図3に示されている従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMのブロック構成図およびタイミングチャートと、図4および図5に示されているレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMのブロック構成図およびタイミングチャートと参照しながら説明する。
【0019】
前述のように、本実施例のシンクロナスSRAMは、図4に示されているレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMと類似の構成を有しており、入力データ・レジスタが2段構成にされている点のみが異なる。そして、本実施例のシンクロナスSRAMでは、第1の入力データ・レジスタ17Aが、外部端子として設けられたモード制御端子CTRLの電位に応じて、外部から入力されたライト・データをそのまま第2の入力データ・レジスタ17Bへ供給する動作(レイト・ライト・モード)または外部から入力されたライト・データを一旦ラッチしてから第2の入力データ・レジスタ17Bへ供給する動作(ノーマル・ライト・モード)とを選択的に行なうように構成されている。
【0020】
ここで、図4のレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMのブロック図を参照すれば明らかなように、図1の実施例のシンクロナスSRAMにおいて、第1の入力データ・レジスタ17Aを、外部から入力されたライト・データをそのまま第2の入力データ・レジスタ17Bへ供給するように動作させた場合には第1の入力データ・レジスタ17Aがないのと全く同じである。従って、この場合、実施例のシンクロナスSRAMのタイミングチャートは、図5のレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMのタイミングチャートと全く同一になり、同一の動作および同一の機能を有することが分かる。
【0021】
一方、図1の実施例のシンクロナスSRAMにおいて、第1の入力データ・レジスタ17Aを、外部から入力されたライト・データを一旦ラッチしてから第2の入力データ・レジスタ17Bへ供給するように動作させた場合には、書込み制御信号(グローバルライト信号/SWE)と同期して入力されるライト・データは、クロックK,/Kの立ち上がりもしくは立ち下がりで第1の入力データ・レジスタ17Aに取り込まれ、クロックK,/Kの次の立ち上がりもしくは立ち下がりで第2の入力データ・レジスタ17Bに転送される。つまり、外部から見た場合、実施例のシンクロナスSRAMは書込み制御信号(グローバルライト信号/SWE)と同期して入力されるライト・データを取り込むので、ノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMと同一の動作をしていることとなる。
【0022】
また、データ読出し時のタイミングに関しては、従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMのタイミングチャートを示す図3と、レイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMのタイミングチャートを示す図5を参照すれば明らかなように、同一のタイミングである。従って、この実施例のシンクロナスSRAMのノーマル・ライト・モードの動作は、外部から見た場合、従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMと全く同一である。
【0023】
一方、本実施例のシンクロナスSRAMの構成を示す図1と、従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMのブロック構成を示す図2とを比較すると明らかなように、両者は内部回路を異にしており、本実施例のシンクロナスSRAMは、従来のレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMに類似した構成を備えている。本実施例のシンクロナスSRAMは、ノーマル・ライト・モードでは第1の入力データ・レジスタ17Aが有効に機能するため、外部から図3のノーマル・ライト仕様のタイミングで書込みアドレスとライト・データが入力されても、内部回路(第1の入力データ・レジスタ17Aを除く回路)にとっては図5に示されているレイト・ライト仕様のタイミングで書込みアドレスとライト・データが入力されたのと同じように見えることとなる。
【0024】
また、データ読出し時のタイミングに関しては、前述したように、従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMもレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMも同一のタイミングである。従って、本実施例のシンクロナスSRAMは、内部回路は従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMと異なる動作をしても外部から見た入出力タイミングは、データ読出し時を含めてノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMと全く同じとなる。その結果、本実施例に従えば、ノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMもノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMも同一の半導体チップとして提供することができ、新製品の開発においてはレイト・ライト仕様のSRAMの内部回路のみ設計すればよいので開発期間を短縮できるとともに、製造ラインも一つで済むので価格競争力のある製品を提供することができるようになる。
【0025】
図6,図7には、上記実施例のシンクロナスSRAMにおける第1の入力データ・レジスタ17Aの具体的な回路例を示す。
【0026】
このうち図6の実施例は、互いに入出力端子が結合されたインバータINV1,INV2と出力用インバータINV3とからなるラッチ回路LTと、このラッチ回路LTの入力側と出力側にそれぞれ設けられクロック信号によって制御されるMOSFETからなる伝送ゲートTG1,TG2と、出力側伝送ゲートTG2と出力端子OUTとの間および入力端子INと出力端子OUTとの間の上記ラッチ回路LTを迂回するバイパス経路にそれぞれ設けられ制御端子CTRLに印加される電位によって制御されるMOSFETからなる伝送ゲートTG3,TG4とにより構成されている。
【0027】
この実施例の回路は、制御端子CTRLがハイレベル(電源電圧Vcc)にされると、伝送ゲートTG3が遮断、TG4が導通状態とされ、入力端子INに供給される信号(実施例では入力ライト・データ)をラッチ回路LTを経由せずにそのまま出力端子OUTより次段の回路へ伝達する。一方、制御端子CTRLがロウレベル(接地電位0V)にされると、伝送ゲートTG3が導通、TG4が遮断状態とされ、入力端子INに供給される信号をクロック信号(K,/K)に同期してラッチ回路LTに取り込んで保持しそのラッチした信号を出力端子OUTより次段の回路へ伝達するように動作する。
【0028】
図7に示す実施例の入力データ・レジスタは、図6の実施例における伝送ゲートTG1,TG2をクロック信号によって直接制御する代わりに、クロック信号と制御端子CTRLの信号とを論理合成した信号で制御するようにしたものであり、伝送ゲートTG1を制御する信号を形成するためクロック信号の反転信号と制御端子の信号とを入力とするANDゲートG1と、該ANDゲートG1の出力の反転信号と制御端子の信号を反転した信号とを入力とするNANDゲートG2とが設けられている。
【0029】
この実施例の回路は、制御端子CTRLがハイレベル(電源電圧Vcc)にされると、クロック信号(K,/K)のハイ・ロウにかかわらず伝送ゲートTG1,TG2が導通状態とされ、入力端子INに供給される信号(実施例では入力ライト・データ)をラッチ回路LTのインバータINV3のみを経由して直ちに出力端子OUTより次段の回路へ伝達する。一方、制御端子CTRLがロウレベル(接地電位0V)にされると、クロック信号(K,/K)のハイ・ロウに応じて伝送ゲートTG1,TG2が相補的にオン・オフされて、入力端子INに供給される信号をクロック信号(K,/K)のロウレベルの期間にラッチ回路LTに取り込んで保持しそのラッチした信号をクロック信号のハイレベルの期間に伝送ゲートTG2を介して出力端子OUTから次段の回路へ伝達するように動作する。
【0030】
図8は、上記実施例のシンクロナスSRAMをノーマル・ライト・モードとレイト・ライト・モードに切り換える方法の他の実施例を示す。この実施例は、ライト・データの入力端子Dinと第1の入力データ・レジスタ17Aまたは第2の入力データ・レジスタ17Bとの間を、配線パターン形成用のマスクを変えることで選択的に接続するようにしたものであり、図8はそれを概念的に示したものである。
【0031】
以上説明したように、上記実施例は、ノーマル・ライト仕様のSRAMの内部回路をレイト・ライト仕様のSRAMの内部回路と同一構成とするとともに、ライト・データの入力レジスタを2段構成とし、前段のライト・データの入力レジスタは外部からの制御信号または所定の端子の電位状態に応じて入力データをそのまま通過させる状態または一旦入力データをラッチさせる状態のいずれかに切換え可能な構成を有するようにしたので、ノーマル・ライト仕様とレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMを同一チップ化を図ることができるため、新製品の開発においてはレイト・ライト仕様のSRAMの内部回路のみ設計すればよいので開発期間を短縮できるとともに、製造ラインも一つで済むので価格競争力のある製品を提供することができるという効果がある。
【0032】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記実施例においては、入力アドレス信号は17ビットとされ、データはバイト単位で4バイトまでリード・ライト可能に構成されているが、アドレス信号のビット数やリード・ライト・データのバイト数は実施例に限定されるものでない。
【0033】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるシンクロナスSRAMに適用した場合について説明したが、この発明はそれに限定されるものでなくシンクロナスSRAM以外の半導体メモリや半導体集積回路の設計手法に広く利用することができる。
【0034】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【0035】
すなわち、ノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMおよびレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMの新製品を短期間に開発することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用して好適な半導体記憶装置の一例としてのシンクロナスSRAMの一実施例を示すブロック図である。
【図2】従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMの一例を示すブロック図である。
【図3】従来のノーマル・ライト仕様のシンクロナスSRAMの動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図4】従来のレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMの一例を示すブロック図である。
【図5】従来のレイト・ライト仕様のシンクロナスSRAMの動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図6】本発明を適用したシンクロナスSRAMにおける第1の入力データ・レジスタの第1の実施例を示す回路図である。
【図7】本発明を適用したシンクロナスSRAMにおける第1の入力データ・レジスタの第2の実施例を示す回路図である。
【図8】本発明を適用したシンクロナスSRAMをノーマル・ライト・モードとレイト・ライト・モードに切り換える方法の他の実施例を示す概念図である。
【符号の説明】
10 メモリアレイ
11A,11B アドレスレジスタ
12 アドレス・マルチプレクサ
13 デコーダ
14 センスアンプ回路
15 データ・マルチプレクサ
16 出力データ・レジスタ
17A,17B 入力データ・レジスタ
18 ライト・ドライバ
19 グローバルライト信号ラッチ回路
20A,20B バイト選択信号ラッチ回路
21 チップ選択信号ラッチ回路
22 クロック制御回路
23 アドレス・コンパレータ
24 出力バッファ
25 出力制御用レジスタ
CTRL モード制御端子
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique effective when applied to a design method of a semiconductor memory device and a common design of two types of semiconductor memory devices, for example, to a technology effective when applied to a clock synchronous semiconductor memory device.
[0002]
[Prior art]
A synchronous static RAM (hereinafter, abbreviated as a synchronous SRAM) is used as a normal write SRAM used as a main memory of a large computer and a cache memory of an EWS (Engineering Work Station). There is an SRAM of late write specification.
[0003]
In an SRAM of the normal write specification, a write address and write data are simultaneously taken into a memory and immediately written into a memory array. On the other hand, in the SRAM of the late write specification, write data is taken in at a timing one cycle later than the write address, and writing to the memory array is actually performed in the cycle at which the next write address is input.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional normal write SRAM and the late write SRAM have been designed separately even though the timing difference seen from the outside is slight. However, since the product life of a semiconductor integrated circuit including an SRAM has been increasingly shortened in recent years, if the synchronous SRAM of the normal write specification and the synchronous SRAM of the late write specification were separately designed, There has been a problem that the development period of a new product becomes longer and the cost becomes higher.
[0005]
An object of the present invention is to provide a synchronous SRAM design method capable of efficiently designing a product having a short development period and a price competitiveness. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The outline of a representative invention among the inventions disclosed in the present application will be described as follows.
[0007]
That is, the internal circuit of the synchronous SRAM of the normal write specification has the same configuration as the internal circuit of the synchronous SRAM of the late write specification, and the input register (or buffer) of the write data has a two-stage configuration. The write data input register is configured to be switchable between a state in which input data is passed as it is and a state in which input data is temporarily latched, for example, according to the potential state of the external control terminal.
[0008]
Specifically, a memory array, an address input circuit for receiving an externally input address signal for selecting a desired memory cell in the memory array, and a corresponding memory cell which decodes the input address signal and A semiconductor comprising: a decoder circuit for forming a signal for selection; an output circuit for outputting a signal read from a selected memory cell to the outside; and a data input circuit for receiving write data input from the outside In the storage device, the data input circuit includes a first input register and a second input register cascaded to the first input register, and the first input register inputs input data in accordance with a potential state of an external control terminal. The configuration is such that it can be switched to either a state in which the data is passed as it is or a state in which input data is temporarily latched.
[0009]
According to the above-described means, since the synchronous SRAM of the normal write specification and the late write specification can be integrated into the same chip, it is necessary to design only the internal circuit of the SRAM of the late write specification in the development of a new product. Because it is good, the development period can be shortened, and a single production line can be used, so that a product that is price competitive can be provided.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a synchronous SRAM to which the present invention is applied.
[0011]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a memory array in which a plurality of memory cells are arranged in a matrix, 11A denotes a first address register that receives and holds externally input address signals SA0 to SA16, and 11B denotes an address register 11A. The second address register 11A and 11B latch and hold the address signal in synchronization with the clock signal. An address multiplexer 12 selects one of the address signals held in the address registers 11A and 11B. A decoder 13 decodes the address signal selected by the address multiplexer 12 and decodes the address signal in the memory array 10. A decoder circuit for selecting a corresponding word line and data line.
[0012]
Although not shown, the decoder circuit 13 includes an X decoder for selecting a word line corresponding to an input address and a Y decoder for selecting a data line corresponding to an input address, as in a general-purpose memory. From the memory array 10, 4-byte (36-bit) data having a parity of 1 bit per byte is read out by the input address signals SA 0 to SA 16, amplified by the sense amplifier circuit 14, and passed through the data multiplexer 15. And held in the output data register 16. 17A is a first input data register for receiving and holding externally input 4-byte write data signals DQa0 to DQa8, DQb0 to DQb8, DQc0 to DQc8, DQd0 to DQd8, and 17B is an input data register 17A. A second input data register for further latching and holding the fetched write data signal; The write data fetched by the second input data register 17B is supplied to the memory array 10 via the write driver 18, and the data is written to the memory cell selected at that time.
[0013]
The point that two stages of input data registers are provided does not exist in the conventional synchronous SRAM of the normal write specification nor in the synchronous SRAM of the late write specification. Moreover, in the synchronous SRAM of this embodiment, the first input data register 17A stores the write data input from the outside as it is in accordance with the potential of the mode control terminal CTRL provided as an external terminal. (Hereinafter referred to as a late write mode) or an operation of temporarily latching externally input write data and then supplying the same to the second input data register 17B. (Hereinafter, referred to as a normal write mode).
[0014]
In addition, the synchronous SRAM of the present embodiment supplies all the 4-byte write data held in the second input data register 17B to the memory array 10 or reads the 4-byte write data read from the memory array 10. A global write signal latch circuit 19 for receiving a global write signal / SWE for externally instructing to output all read data, and supplies any one byte of the four bytes of write data to the memory array 10. Select signal / SWEa, b, c, d byte select signal latch circuit 20A for instructing to perform operation, and the second byte for further latching and holding the byte select signal fetched by latch circuit 20A A selection signal latch circuit 20B is provided. The preceding latch circuit 20A has a function of decoding the 2-bit byte selection signal / SWEa, b, c, d to form and hold a 4-bit internal byte selection signal. Reference numeral 21 denotes a chip selection signal latch circuit which receives a chip selection signal / SS for selecting the SRAM supplied from the outside.
[0015]
In the synchronous SRAM of this embodiment, the address transfer timing from the first address register 11A to the second address register 11B and the first input data are stored on the basis of clocks K and / K supplied from the outside. A clock control circuit 22 for forming a clock for giving a data transfer timing or the like from the register 17A to the second input data register 17B; an address taken into the first address register 11A and held in the second address register 11B And a comparator 23 for comparing the address with the address. The data multiplexer 15 reads the read data or the second input data read from the memory array 10 based on the coincidence detection signal of the comparator 23 and the byte selection signal from the second byte selection signal latch circuit 20B. One of the data held in the register 17B is selected and supplied to the output data register 16. The data captured by the output data register 16 is output to the outside via the output buffer 24. Further, there is provided an output control register 25 which can control the output timing from the output buffer 24 and all or four bytes of data to be output.
[0016]
As described above, the comparator 23 for comparing the address and the output data register by selecting either the read data read from the memory array 10 or the data held in the second input data register 17B. The data multiplexer 15 that supplies the data to the memory array 10 is provided in the late write mode, as described above. Since the next write data is not input but at the time of the cycle in which the next write data is input, if data of the same address is read before that, there is no newest data in the memory array 10. So that the write data still held in the input data register 17B can be output to the outside. It is an order.
[0017]
In the synchronous SRAM of the above-described embodiment, among the control signals input from the outside, the control signal whose symbol is prefixed with "/" indicates that the low level is the effective level. In the synchronous SRAM of this embodiment, the mode control terminal CTRL is connected to a power supply voltage terminal or a ground terminal via a bonding wire, for example, via a bonding wire outside the chip, so that the potential is fixed in a DC manner. Can be set.
[0018]
The function of the synchronous SRAM of this embodiment will be described below with reference to the block diagram and timing chart of the conventional normal write synchronous SRAM shown in FIGS. 2 and 3, and FIGS. 4 and 5. This will be described with reference to a block configuration diagram and a timing chart of a synchronous SRAM of late write specification.
[0019]
As described above, the synchronous SRAM of the present embodiment has a configuration similar to that of the synchronous SRAM of the late write specification shown in FIG. 4, and the input data register has a two-stage configuration. Only the differences. In the synchronous SRAM according to the present embodiment, the first input data register 17A uses the write data input from the outside as the second data in accordance with the potential of the mode control terminal CTRL provided as an external terminal. An operation of supplying to the input data register 17B (late write mode) or an operation of temporarily latching externally input write data and then supplying the same to the second input data register 17B (normal write mode) Are selectively performed.
[0020]
Here, as apparent from the block diagram of the synchronous SRAM of the late write specification shown in FIG. 4, in the synchronous SRAM of the embodiment of FIG. 1, the first input data register 17A is externally input. If the operation is performed so as to supply the written write data as it is to the second input data register 17B, it is exactly the same as without the first input data register 17A. Therefore, in this case, the timing chart of the synchronous SRAM according to the embodiment is exactly the same as the timing chart of the synchronous SRAM of the late write specification shown in FIG. 5, and it can be seen that it has the same operation and the same function.
[0021]
On the other hand, in the synchronous SRAM of the embodiment shown in FIG. 1, the first input data register 17A is provided so that write data input from the outside is temporarily latched and then supplied to the second input data register 17B. When operated, the write data input in synchronization with the write control signal (global write signal / SWE) is taken into the first input data register 17A at the rise or fall of the clocks K and / K. The data is transferred to the second input data register 17B at the next rising or falling of the clocks K and / K. That is, when viewed from the outside, the synchronous SRAM of the embodiment takes in the write data input in synchronization with the write control signal (global write signal / SWE), so that it is the same as the synchronous SRAM of the normal write specification. It is operating.
[0022]
Regarding the timing at the time of data reading, it is apparent from FIG. 3 showing a timing chart of a conventional normal write synchronous SRAM and FIG. 5 showing a timing chart of a late write synchronous SRAM. Thus, the timing is the same. Therefore, the operation of the synchronous SRAM of this embodiment in the normal write mode is exactly the same as that of the conventional normal write synchronous SRAM when viewed from the outside.
[0023]
On the other hand, comparing FIG. 1 showing the configuration of the synchronous SRAM of the present embodiment with FIG. 2 showing the block configuration of the conventional synchronous SRAM of the normal write specification, it is clear that both have different internal circuits. Thus, the synchronous SRAM of this embodiment has a configuration similar to that of the conventional synchronous SRAM of the late write specification. In the synchronous SRAM of this embodiment, the first input data register 17A functions effectively in the normal write mode, so that the write address and the write data are externally input at the timing of the normal write specification of FIG. Even if the write address and write data are input to the internal circuits (circuits other than the first input data register 17A) at the timing of the late write specification shown in FIG. Will be visible.
[0024]
As for the timing at the time of data reading, as described above, the conventional SRAM of the normal write specification and the synchronous SRAM of the late write specification have the same timing. Therefore, in the synchronous SRAM of the present embodiment, even if the internal circuit operates differently from the conventional synchronous SRAM of the normal write specification, the input / output timing viewed from the outside will be the same as that of the normal write specification including the data read. Is exactly the same as the synchronous SRAM. As a result, according to the present embodiment, both the synchronous SRAM of the normal write specification and the synchronous SRAM of the normal write specification can be provided as the same semiconductor chip. Since only the internal circuit of the SRAM needs to be designed, the development period can be shortened, and a single production line can be used, so that a product that is price competitive can be provided.
[0025]
FIGS. 6 and 7 show specific circuit examples of the first input data register 17A in the synchronous SRAM of the above embodiment.
[0026]
The embodiment of FIG. 6 includes a latch circuit LT including inverters INV1 and INV2 and an output inverter INV3 whose input / output terminals are coupled to each other, and clock signals provided on the input side and output side of the latch circuit LT, respectively. Transmission gates TG1 and TG2, which are MOSFETs controlled by the control circuit, and provided on bypass paths bypassing the latch circuit LT between the output-side transmission gate TG2 and the output terminal OUT and between the input terminal IN and the output terminal OUT, respectively. And transmission gates TG3 and TG4 formed of MOSFETs controlled by a potential applied to the control terminal CTRL.
[0027]
In the circuit of this embodiment, when the control terminal CTRL is set to a high level (power supply voltage Vcc), the transmission gate TG3 is cut off, TG4 is turned on, and the signal supplied to the input terminal IN (input write in this embodiment) (Data) is transmitted from the output terminal OUT to the next-stage circuit without passing through the latch circuit LT. On the other hand, when the control terminal CTRL is set to the low level (ground potential 0 V), the transmission gate TG3 is turned on and the TG4 is turned off, and the signal supplied to the input terminal IN is synchronized with the clock signal (K, / K). Then, the latch circuit LT operates so as to transmit the latched signal from the output terminal OUT to the next-stage circuit.
[0028]
The input data register of the embodiment shown in FIG. 7 is controlled by a signal obtained by logically synthesizing the clock signal and the signal of the control terminal CTRL instead of directly controlling the transmission gates TG1 and TG2 in the embodiment of FIG. An AND gate G1 which receives an inverted signal of a clock signal and a signal of a control terminal for forming a signal for controlling the transmission gate TG1, and an inverted signal of an output of the AND gate G1 And a NAND gate G2 that receives a signal obtained by inverting the signal of the terminal.
[0029]
In the circuit of this embodiment, when the control terminal CTRL is set to a high level (power supply voltage Vcc), the transmission gates TG1 and TG2 are turned on regardless of whether the clock signal (K, / K) is high or low, and the input is controlled. The signal (input write data in the embodiment) supplied to the terminal IN is immediately transmitted from the output terminal OUT to the next circuit via only the inverter INV3 of the latch circuit LT. On the other hand, when the control terminal CTRL is set to a low level (ground potential 0 V), the transmission gates TG1 and TG2 are turned on / off complementarily in response to the high / low of the clock signal (K, / K), and the input terminal IN To the latch circuit LT during the low-level period of the clock signal (K, / K) and holds the latched signal. The latched signal is output from the output terminal OUT via the transmission gate TG2 during the high-level period of the clock signal. It operates to transmit to the next stage circuit.
[0030]
FIG. 8 shows another embodiment of a method for switching the synchronous SRAM of the above embodiment between a normal write mode and a late write mode. In this embodiment, the write data input terminal Din is selectively connected to the first input data register 17A or the second input data register 17B by changing a wiring pattern forming mask. FIG. 8 conceptually shows this.
[0031]
As described above, in the above embodiment, the internal circuit of the SRAM of the normal write specification has the same configuration as the internal circuit of the SRAM of the late write specification, and the write data input register has a two-stage configuration. The write data input register has a configuration capable of switching to a state in which input data is passed as it is or a state in which input data is temporarily latched in accordance with an external control signal or a potential state of a predetermined terminal. Therefore, the synchronous SRAM of the normal write specification and the late write specification can be integrated into the same chip. In the development of a new product, only the internal circuit of the SRAM of the late write specification has to be designed. To provide products that are price competitive because only one production line is required. There is an effect that it is.
[0032]
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Nor. For example, in the above embodiment, the input address signal is 17 bits, and the data is configured to be readable / writable up to 4 bytes in byte units. Is not limited to the embodiment.
[0033]
In the above description, the case where the invention made by the inventor is mainly applied to a synchronous SRAM as a background of application has been described. However, the present invention is not limited to this, and semiconductors other than the synchronous SRAM are used. It can be widely used for designing techniques for memories and semiconductor integrated circuits.
[0034]
【The invention's effect】
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0035]
That is, new products of the synchronous SRAM of the normal write specification and the synchronous SRAM of the late write specification can be developed in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a synchronous SRAM as an example of a semiconductor memory device suitable for applying the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional normal-write synchronous SRAM.
FIG. 3 is a timing chart showing the operation timing of a conventional normal write synchronous SRAM.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional synchronous SRAM of late write specification.
FIG. 5 is a timing chart showing operation timing of a conventional synchronous SRAM of late write specification.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a first embodiment of a first input data register in a synchronous SRAM to which the present invention is applied;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a second embodiment of the first input data register in the synchronous SRAM to which the present invention is applied;
FIG. 8 is a conceptual diagram showing another embodiment of a method for switching a synchronous SRAM to which the present invention is applied between a normal write mode and a late write mode.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 Memory array 11A, 11B Address register 12 Address multiplexer 13 Decoder 14 Sense amplifier circuit 15 Data multiplexer 16 Output data register 17A, 17B Input data register 18 Write driver 19 Global write signal latch circuit 20A, 20B Byte select signal Latch circuit 21 Chip select signal latch circuit 22 Clock control circuit 23 Address comparator 24 Output buffer 25 Output control register CTRL Mode control terminal

Claims (3)

メモリアレイと、該メモリアレイ内の所望のメモリセルを選択するため外部から入力されるアドレス信号を取り込むアドレス入力回路と、入力されたアドレス信号をデコードして対応するメモリセルを選択するための信号を形成するデコーダ回路と、選択されたメモリセルから読み出された信号を外部へ出力する出力回路と、外部から入力されるライト・データを取り込むデータ入力回路と、外部から入力されるバイト選択信号を取り込むレジスタとを備えた半導体記憶装置において、
上記データ入力回路は、第1の入力レジスタとこれに縦続接続された第2の入力レジスタとからなり、第1の入力レジスタは、外部制御端子の電位状態に応じて入力データをそのまま通過させる状態または一旦入力データをラッチさせる状態のいずれかに切換え可能に構成され、上記バイト選択信号に応じてバイト単位で少なくとも上記メモリアレイへのライト・データの書込みが可能に構成されていることを特徴とする半導体記憶装置。
A memory array, an address input circuit for receiving an externally input address signal for selecting a desired memory cell in the memory array, and a signal for decoding the input address signal and selecting a corresponding memory cell , An output circuit for outputting a signal read from a selected memory cell to the outside, a data input circuit for receiving write data input from the outside, and a byte selection signal input from the outside And a register for capturing the
The data input circuit includes a first input register and a second input register connected in cascade to the first input register. The first input register is configured to pass input data as it is in accordance with a potential state of an external control terminal. Alternatively, it is configured to be able to switch to one of a state in which input data is temporarily latched, and to be able to write at least write data to the memory array in byte units according to the byte selection signal. Semiconductor storage device.
上記アドレス入力回路は、縦続接続された2段構成のレジスタからなり、前段のアドレス・レジスタと後段のアドレス・レジスタのアドレスを比較するコンパレータと、該コンパレータによりアドレスの一致が検出された場合に上記メモリアレイから読み出されたデータの代わりに上記データ入力回路に保持されているデータを出力回路に供給するデータ・マルチプレクサとを備えていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。The address input circuit comprises a cascade-connected two-stage register, a comparator for comparing the addresses of a preceding-stage address register and a subsequent-stage address register, and a comparator for detecting an address match when the comparator detects an address match. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a data multiplexer for supplying data held in said data input circuit to an output circuit instead of data read from a memory array. 内部回路をレイト・ライト仕様のクロック同期型スタティックRAMと同一構成とするとともに、ライト・データの入力回路を縦続接続されたレジスタの2段構成とし、前段のレジスタは入力データをそのまま通過させる状態または一旦入力データをラッチさせる状態のいずれかに切換え可能な構成を有するように設計して、ノーマル・ライト仕様のクロック同期型スタティックRAMとレイト・ライト仕様のクロック同期型スタティックRAMとを同一の半導体チップとして提供することを特徴とする半導体記憶装置の設計方法。The internal circuit has the same configuration as the clock synchronous static RAM of the late write specification, and the input circuit for the write data has a two-stage configuration of cascade-connected registers. Designed to have a configuration that can switch to any of the states in which input data is temporarily latched, so that a clock synchronous static RAM of normal write specification and a clock synchronous static RAM of late write specification are the same semiconductor chip. A method of designing a semiconductor memory device, characterized in that the method is provided as:
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