KR100214483B1 - Dram for multi-bit input and output - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램에 관한 것으로, 종래에는 데이터 버스는 센스앰프 어레이마다 할당되어 있어, 센스앰프 어레이 마다 데이터 버스를 증설하거나 또는 동시에 동작하는 메모리 셀 어레이의 수를 증가시켜야 한다. 그런데 센스앰프 어레이는 레이아웃상에서 반복적으로 사용되는 블록이므로 데이터버스를 증설할 경우 레이아웃 면적의 증가로 칩 사이즈가 커지고, 동시에 동작하는 메모리 셀 어레이의 수가 증가할 경우 전력 소모가 커져서 적용 불가능한 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 데이터 버스의 트위스트(twist)와 컬럼 디코더 제어의 변경만으로 인접한 센스앰프 어레이간에 데이터 버스를 공유하도록 함으로써 레이아웃 면적의 증가없이 메모리 셀로 동시에 입출력되는 데이터 비트 수가 2배로 증가하여, 테스트 모드에 적용할 경우 테스트 타임을 줄일 수 있고, 병렬 처리되는 비트 수의 증가로 칩의 고속화가 가능하도록 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a DRAM for a multi-bit input / output, and conventionally, a data bus is allocated to each sense amplifier array, and the number of memory cell arrays do. However, since the sense amplifier array is a block used repeatedly in a layout, when a data bus is added, the chip size becomes large due to an increase in the layout area, and when the number of simultaneously operating memory cell arrays increases, power consumption becomes large. Therefore, according to the present invention, the data bus is shared between the adjacent sense amplifier arrays only by changing the twist of the data bus and the column decoder control, thereby doubling the number of data bits input / output to / from the memory cell without increasing the layout area. When applied, the test time can be reduced, and the number of bits processed in parallel can be increased to make the chip faster.
Description
제1도는 종래 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램 구조도.FIG. 1 is a diagram showing a conventional DRAM structure for multi-bit input / output.
제2도는 본 발명 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램 구조도.FIG. 2 is a diagram showing a DRAM structure for multi-bit input and output according to the present invention. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
100a, 100A : 메모리 셀 어레이 200a, 200A : 센스앰프 어레이100a, 100A: memory cell array 200a, 200A: sense amplifier array
300, 300A : 컬럼 스위치 400a, 400A : 컬럼 디코더300, 300A: column switches 400a, 400A: column decoder
본 발명은 디램(DRAM)에서 레이아웃 면적의 증가나 액세스 타임의 저하없이 메모리 셀에서 출력되거나 메모리 셀로 입력되는 비트 수를 증가시키기 위한 것으로, 특히 데이터 버스는 센스앰프 어레이의 중간에서 인접한 센스앰프 어레이의 데이터 버스와 트위스트(Twist)하여 사용함으로써 레이아웃 면적의 증가없이 메모리 셀로 입력되거나 메모리 셀로부터 출력되는 데이터 비트 수를 2배로 증가시켜 사용할 수 있도록 한 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램에 관한 것이다.The present invention is directed to increase the number of bits output from a memory cell or input to a memory cell without increasing the layout area and access time in a DRAM, and in particular, a data bus is provided between a sense amplifier array and a sense amplifier array adjacent to the sense amplifier array. Bit input / output, which can be used by doubling the number of data bits input to or outputted from a memory cell without increasing the layout area by using the data bus with a twist.
종래의 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램의 구조는, 제1도에 도시된 바와 같이, 워드라인과 비트라인 사이에 연결되어 비트 정보를 기억하는 셀을 갖는 구성이 다수개 연결된 메모리 셀 어레이(10a)(10A)가 위쪽과 아래쪽에 각각 위치시키고, 구동 신호(SP) 또는 (SNB)에 따라 상기 비트라인을 센싱하고 그 센싱한 신호를 폴-로직레벨(full-logic level)로 증폭하는 다수의 센스앰프로 이루어진 센스앰프 어레이(20)가 블록선택 스위치(BSU) 또는 (BSD)를 통해 상기 메모리 셀 어레이(10a)(10A)와 연결하고, 외부에서 입력되는 데이터로 상기 메모리 셀 어레이에 라이트(write)하거나 메모리 셀의 데이터를 주변회로로 전송하기 위한 데이터 버스(DB)는 상기 센스 앰프 어레이(20)와 컬럼 스위치(30)에 의해 연결하고, 상기 컬럼 스위치(30)는 입력되는 컬럼 어드레스를 디코딩하는 컬럼 디코더(40a) 또는 (40b)로부터 제어신호를 입력받도록 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional DRAM structure for a multi-bit input / output is a memory cell array (hereinafter, referred to as " DRAM ") having a plurality of structures each having a cell connected between a word line and a bit line, A plurality of amplifiers 10A for amplifying the sensed signals at the full-logic level and for sensing the bit lines according to the driving signals SP or SNB, respectively, A sense amplifier array 20 consisting of sense amplifiers of the memory cell array 10a and 10A is connected to the memory cell arrays 10a and 10A via a block selection switch BSU or BSD, a data bus DB for writing data in a memory cell or transferring data in a memory cell to a peripheral circuit is connected to the sense amplifier array 20 by a column switch 30 and the column switch 30 is connected to a column address Decode Is configured to input a control signal from the column decoder (40a) or (40b).
그리고, 아래쪽에 인접한 디램 또한 동일한 구성을 갖는다.Further, the dummy adjacent to the lower side also has the same configuration.
이와 같이 구성된 종래의 기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.The conventional technique configured as described above will be described as follows.
외부에서 입력되는 로우 어드레스(Row Address)에 의해 블록 선택스위치(BSU) 또는 (BSD)가 온되면 등화신호(EQPR)가 하이상태(H)에서 로우상태(L)로 천이하게 되므로 등화용 엔모스트랜지스터가 턴오프되어 센스앰프 어레이(20)의 프리차지가 해제되어 프리앰프가 동작하지 않게된다.When the block select switch BSU or BSD is turned on by an external row address, the equalized signal EQPR transits from the high state H to the low state L, The transistor is turned off so that the pre-charge of the sense amplifier array 20 is released and the preamplifier does not operate.
이어서, 메모리 셀 어레이(10a) 또는 (10A)에 있는 하나의 워드라인이 선택되면 메모리 셀의 데이터가 비트라인으로 츨력된다.Then, when one word line in the memory cell array 10a or 10A is selected, the data of the memory cell is outputted as a bit line.
이때 앰프 구동신호인 SP와 SNB가 각각 하이 H, 로우 L로 천이하여 센스앰프 어레이(20)의 센스앰프가 동작가능하도록 한다.At this time, the amplifier driving signals SP and SNB transit to high H and low L, respectively, so that the sense amplifier of the sense amplifier array 20 can operate.
이에 상기 센스앰프가 비트라인에 전달된 메모리 셀의 데이터를 센싱하고, 그 센싱한 신호를 풀-로직레벨(full-logic level)로 증폭한다.The sense amplifier senses data of a memory cell transferred to the bit line, and amplifies the sensed signal to a full-logic level.
컬럼 디코더(40a) 또는 (40b)에서 컬럼 어드레스를 입력받아 디코딩하고, 이 디코딩하여 얻은 선택신호를 선택스위치(30)로 출력하면, 상기 선택스위치(30)는 상기 컬럼 디코더(40a) 또는 (40b)에서 츨력한 선택신호를 받아 컬럼 스위치중 하나를 온시킨다.When the column decoder 40a or 40b receives and decodes the column address and outputs the selected selection signal to the selection switch 30, the selection switch 30 selects the column decoder 40a or 40b ) Receives the selection signal and turns on one of the column switches.
그러면, 온된 컬럼 스위치에 의해 센스앰프 어레이(20)와 데이터 버스(DB)가 연결되어 상기 센스앰프 어레이(20)에서 출력되는 데이터가 데이터 버스(DB)를 통해 필요로 하는 주변회로로 출력된다.Then, the sense amplifier array 20 and the data bus DB are connected by the ON column switch, and the data output from the sense amplifier array 20 is output to the required peripheral circuit through the data bus DB.
한편, 센스앰프 어레이(20)에서 선택되지 않은 센스앰프는 프라차지 상태를 유지하며, 이 센스앰프상의 데이터 버스도 프리차지 상태로 남아있게 된다.On the other hand, a sense amplifier not selected in the sense amplifier array 20 maintains the precharge state, and the data bus on the sense amplifier remains in the precharge state.
상기의 경우와 마찬가지로 데이터 버스(DB)를 통해 외부에서 데이터가 입력되는 경우에는 컬럼 디코더(40a) 또는 (40b)에 의해 컬럼 스위치(30)중의 하나를 온시켜 센스앰프 어레이(20)의 센스앰프를 선택하고, 이 선택된 센스앰프에 의해 증폭된 신호는 블록 선택스위치(BUS) 또는 (BSD)에 의해 선택된 메모리 셀 어레이(10a) 또는 (10A)내의 메모리 셀에 저장된다.When data is inputted from the outside through the data bus DB, one of the column switches 30 is turned on by the column decoder 40a or 40b to turn on the sense amplifier of the sense amplifier array 20 And the signal amplified by the selected sense amplifier is stored in the memory cell in the memory cell array 10a or 10A selected by the block selection switch (BUS) or (BSD).
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에 있어서, 고속 동작, 다 비트(Bit) 병렬 테스트등의 요구에 의해 동시에 메모리 셀에 입력되거나 메모리 셀로부터 출력되는 비트 수가 증가하고 있는데, 이를 위해서는 동시에 동작하는 데이터 버스의 수를 증가시켜야 한다.However, according to the conventional technique as described above, the number of bits input to or output from a memory cell at the same time is increased due to a demand for a high-speed operation and a multi-bit parallel test. Of the total number.
따라서, 종래기술의 경우 데이터 버스는 센스앰프 어레이마다 할당되어 있어, 센스앰프 어레이 마다 데이터 버스를 증설하거나 또는 동시에 동작하는 메모리 셀 어레이의 수를 증가시켜야 한다. 그런데 센스앰프 어레이는 레이아웃상에서 반복적으로 사용되는 블록이므로 데이터버스를 증설할 경우 레이아웃 면적의 증가로 칩 사이즈가 커지고, 동시에 동작하는 메모리셀 어레이의 수가 증가할 경우 전력 소모가 커져서 적용 불가능한 문제점이 있다.Therefore, in the conventional art, the data buses are allocated to each sense amplifier array, so that the number of memory cell arrays which increase the number of data buses or operate simultaneously must be increased for each sense amplifier array. However, since the sense amplifier array is a block used repeatedly in a layout, when a data bus is added, the chip size becomes large due to an increase in the layout area, and when the number of simultaneously operating memory cell arrays increases, power consumption becomes large.
따라서, 본 발명의 목적은 데이터 버스는 센스앰프 어레이의 중간에서 인접한 센스앰프 어레이의 데이터 버스와 트위스트(Twist)하여 사용함으로써, 레이아웃 면적의 증가없이 메모리 셀로 입력되거나 메모리 셀로부터 출력되는 데이터 비트 수를 2배로 증가시켜 사용할 수 있도록 한 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a data bus which is twisted with a data bus of a sense amplifier array in the middle of a sense amplifier array so that the number of data bits input to or output from a memory cell And to provide a DRAM for a multi-bit input / output which can be used by doubling it.
본 발명의 다른 목적은 데이터 버스를 트위시트시켜 사용함으로써, 병렬 처리되는 비트 수의 증가로 칩의 고속화가 가능하도록 한 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a DRAM for a multi-bit input / output which enables a high-speed chip by increasing the number of parallel processed bits by using a data bus in a twisted state.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램 구조는, 워드라인과 비트라인으로 이루어진 메모리 셀 어레이를 위아래로 각각 위치시키고, 상기 비트라인을 센싱한 후 풀-로직레벨로 증폭하는 센스엠프 어레이와 컬럼디코더의 제어에 의해 상기 위 아래의 메모리 셀어레이를 선택하기 위한 컬럼 스위치를 상기 위의 메모리 셀 어레이에 순차적으로 배치하고, 상기 컬럼 스위치와 아래쪽 메모리 셀 어레이 사이에 위치하여 외부에서 입력되는 데이터를 메모리 셀에 라이트 하거나 메모리 셀의 데이터를 주변회로로 전송하기 위한 데이터 버스는 인접한 센스앰프 어레이의 데이터 버스와 트위스트되어 구성한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a DRAM structure for a multi-bit input / output, the memory array including a word line and a bit line, A column switch for selecting the upper and lower memory cell arrays under the control of a sense amplifier array and a column decoder is sequentially disposed in the memory cell array above and the memory cell array is disposed between the column switch and the lower memory cell array, The data bus for writing the data input to the memory cell into the memory cell or transmitting the data of the memory cell to the peripheral circuit is configured by being twisted with the data bus of the adjacent sense amplifier array.
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명의 다 비트(Bit) 입출력을 위한 디램 구조도로서, 이에 도시한 바와 같이, 워드라인과 비트라인 사이에 연결되어 비트 정보를 기억하는 다수의 메모리 셀로 이루어진 메모리 셀 어레이(100a)(100A)를 위, 아래로 각각 위치시키고, 상기 비트라인을 센싱한 후 풀-로직레벨로 증폭하는 다수의 센스앰프로 이루어진 센스앰프 어레이(200)와 컬럼디코더(400a)(400b)의 제어에 의해 상기 위 또는 아래의 메모리 셀 어레이를 선택하기 위한 컬럼 스위치(300)를 상기 위의 메모리 셀 어레이(100a) 아래에 순차적으로 배치하고, 상기 컬럼 스위치(300)와 아래쪽 메모리 셀 어레이(100A) 사이에 위치하여 외부에서 입력되는 데이터를 메모리 셀에 라이트하거나 메모리 셀의 데이터를 주변회로로 전송하기 위한 데이터 버스(DB)는 인접한 센스앰프 어레이의 데이터 버스와 트위스트되어 구성한다.FIG. 2 is a diagram showing the structure of a DRAM for input / output of a plurality of bits according to the present invention. As shown in FIG. 2, the memory cell array 100a (100a) includes a plurality of memory cells connected between a word line and a bit line, The sense amplifier array 200 and the column decoders 400a and 400b, which are composed of a plurality of sense amplifiers for amplifying the bit lines to the full-logic level after sensing the bit lines, A column switch 300 for selecting the upper or lower memory cell array is sequentially arranged under the upper memory cell array 100a and between the lower memory cell array 100A and the column switch 300 A data bus (DB) for writing data inputted from the outside into the memory cell or transferring the data of the memory cell to the peripheral circuit is connected to the data bus of the adjacent sense amplifier array It is twisted and constitutes.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the present invention will be described in detail as follows.
메모리 셀 어레이(100a)(100A)와 센스앰프 어레이(200)의 배치는 종래기술과 동일하나 컬럼 스위치(300)를 통해 센스앰프 어레이(200)에 연결된 데이터 버스(DB)는 인접한 센스앰프 어레이(200A)의 데이터 버스(DBa)와 트위스트(twist)되어 있다.The arrangement of the memory cell arrays 100a and 100a and the sense amplifier array 200 is the same as that of the prior art but the data bus DB connected to the sense amplifier array 200 through the column switch 300 is connected to the adjacent sense amplifier array 200A with the data bus DBa.
이 때 데이터 버스 트위스트는 워드라인 스트랩(Strap) 영역을 사용하면 레이아웃 면적의 증가없이 데이터 버스 트위스트가 가능하다.At this time, if the word line strap region is used for the data bus twist, the data bus twist is possible without increasing the layout area.
또, 컬럼 디코더(400a)(400b)는 데이터 버스 트위스트를 기준으로 좌, 우에 하나씩 있는데 이 두개의 컬럼 디코더(400a)(400b)가 동시에 동작할 수 있다.In addition, the column decoders 400a and 400b have one left and right based on the data bus twist, and the two column decoders 400a and 400b can operate simultaneously.
즉, 컬럼 어드레스에 의해 선택된 두개의 컬럼 디코더(400a)(400b)가 동시에 동작하면, 상기 컬럼 디코더(400a)에 의해 선택된 센스앰프 어레이(200)(200A)의 데이터는 인접한 센스앰프 어레이(200')(200'A)상의 데이터 버스(DB)를 통해 주변회로로 출력되고, 컬럼 디코더(400b)에 의해 선택된 센스앰프 어레이(200')(200A')의 데이터는 선택된 센스앰프 어레이(200A)(200′)상의 데이터 버스(DB)를 통해 주변회로로 출력된다.That is, when the two column decoders 400a and 400b selected by the column address operate simultaneously, the data of the sense amplifier arrays 200 and 200A selected by the column decoder 400a is supplied to the adjacent sense amplifier arrays 200 ' The data of the sense amplifier arrays 200 'and 200A' selected by the column decoder 400b are output to the peripheral circuits through the data bus DB on the selected sense amplifier array 200A 200 'to the peripheral circuit via the data bus DB.
지금까지 설명한 데이터 버스(DB)의 동작에 의거한 데이터의 입출력에 대하여 살펴보면, 외부에서 입력되는 로우 어드레스(Row Address)에 의해 블록 선택스위치(BSU) 또는 (BSD)가 온되면 등화신호(EQPR)가 하이상태(H)에서 로우상태(L)로 천이하게 되므로 등화용 엔모스트랜지스터가 턴오프되어 센스앰프 어레이(200)의 프리차지가 해제되어 프리앰프가 동작되지 않게 된다.Input / output of data based on the operation of the data bus DB described so far will be described. When the block select switch BSU or BSD is turned on by an externally input row address, the equalized signal EQPR, The transition from the high state H to the low state L causes the equalizing MOS transistor to be turned off so that the precharging of the sense amplifier array 200 is canceled and the preamplifier is not operated.
이어서, 가령 메모리 셀 어레이(100a)에 있는 하나의 워드라인이 선택되면 메모리 셀의 데이터가 비트라인으로 출력된다.Then, if one word line in the memory cell array 100a is selected, for example, the data of the memory cell is output to the bit line.
이때 앰프구동신호인 SP와 SNB가 각각 하이 H, 로우 L로 천이하여 센스앰프 어레이(200)의 센스앰프가 동작하게 된다.At this time, the amplifier driving signals SP and SNB transit to high H and low L, respectively, and the sense amplifier of the sense amplifier array 200 operates.
이에 상기 센스앰프가 비트라인에 전달된 메모리 셀의 데이터를 센싱하고, 그 센싱한 신호를 풀-로직레벨(full-logic level)로 증폭된다.The sense amplifier senses data of the memory cell transferred to the bit line, and the sensed signal is amplified to a full-logic level.
컬럼 디코더(40a)에서 컬럼 어드레스를 입력받아 디코딩하고, 이 디코딩하여 얻은 선택신호를 선택스위치(300)로 출력하면, 상기 선택스위치(300)는 상기 컬럼 디코더(400a)에서 출력한 선택신호를 받아 컬럼 스위치중 하나를 온시킨다.The column decoder 40a receives and decodes the column address and outputs the decoded selected signal to the selection switch 300. The selection switch 300 receives the selection signal output from the column decoder 400a Turn on one of the column switches.
그러면, 온 된 컬럼 스위치에 의해 센스앰프 어레이(200)와 데이터 버스(DB)가 연결되어 상기 센스앰프 어레이(200)에서 출력되는 데이터가 인접한 센스앰프 어레이(200A')의 데이터 버스를 통해 필요로 하는 주변회로로 출력된다.Then, the sense amplifier array 200 and the data bus DB are connected by the ON column switches, so that the data output from the sense amplifier array 200 is supplied to the sense amplifier array 200A 'through the data bus of the adjacent sense amplifier array 200A' To the peripheral circuit.
이와 동시에, 가령 메모리 셀 어레이(100a')에 있는 하나의 워드라인이 선택되면 메모리 셀의 데이터가 비트라인으로 출력되고, 앰프구동신호(SP)(SNB)에 의해 센스 앰프 어레이(200')의 센스앰프가 동작하여 센싱하고, 그 센싱한 신호를 풀-로직레벨(full-logic level)로 증폭한다.At the same time, if one word line in the memory cell array 100a 'is selected, the data of the memory cell is output to the bit line, and the sense amplifier array 200' is turned on by the amplifier driving signal SP (SNB) A sense amplifier operates and senses and amplifies the sensed signal to a full-logic level.
이때 컬럼 디코더(400b)에서 컬럼 어드레스를 입력받아 디코딩하고, 이 디코딩하여 얻은 선택신호를 선택스위치(300')로 출력하면 상기 선택스위치(300')는 상기 컬럼 디코더(400b)에서 출력한 선택신호를 받아 컬럼 스위치중 하나를 온시킨다.At this time, the column decoder 400b receives and decodes the column address, and outputs the selected selection signal to the selection switch 300 '. When the selection switch 300' receives the selection signal from the column decoder 400b, And turns on one of the column switches.
그러면, 온된 컬럼 스위치에 의해 센스앰프 어레이(200')와 데이터 버스가 연결되어 상기 센스앰프 어레이(200')에서 출력되는 데이터가 인접한 센스앰프 어레이 (200A)의 데이터 버스를 통해 필요로 하는 주변회로로 출력된다.Then, the sense amplifier array 200 'and the data bus are connected by the ON column switches so that the data output from the sense amplifier array 200' is supplied to the necessary peripheral circuits through the data bus of the adjacent sense amplifier array 200A .
즉, 데이터 버스 트위스트의 좌, 우에 있는 컬럼 디코더를 하나씩 또는 동시에 동작시켜 한쪽의 컬럼 디코더에서 선택된 센스앰프 어레이의 데이터는 선택된 센스앰프 어레이상의 데이터버스를 통해서 주변회로로 출력되고, 다른 쪽의 컬럼 디코더에서 선택된 센스앰프 어레이의 데이터는 인접한 센스앰프 어레이상의 데이터 버스를 통해서 주변회로로 출력되도록 한다.That is, the data of the sense amplifier array selected by one of the column decoders is outputted to the peripheral circuit through the data bus on the selected sense amplifier array by operating the column decoders at the left and right of the data bus twist simultaneously or simultaneously, The data of the selected sense amplifier array is outputted to the peripheral circuit through the data bus on the adjacent sense amplifier array.
이상에서와 같이 데이터 버스의 트위스트(twist)와 컬럼 디코더 제어의 변경만으로 인접한 센스앰프 어레이간에 데이터 버스를 공유함으로써 레이아웃 면적의 증가 없이 메모리 셀로 동시에 입출력되는 데이터 비트 수가 2배로 증가하여, 테스트 모드에 적용할 경우 테스트 타임을 줄일 수 있고, 병렬 처리되는 비트 수의 증가로 칩의 고속화가 가능하도록 한 효과가 있다.As described above, by sharing the data bus between adjacent sense amplifier arrays only by changing the twist of the data bus and the column decoder control, the number of data bits input / output to / from the memory cell simultaneously increases twice without increasing the layout area. The test time can be reduced and the number of bits to be processed in parallel can be increased, which makes it possible to speed up the chip.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019960018484A KR100214483B1 (en) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | Dram for multi-bit input and output |
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