KR100331276B1 - Circuit lay-out of DRAM - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디램의 회로배치에 관한 것으로, 셀어레이블럭들 사이에 위치한 비트라인센스앰프들과 그 비트라인센스앰프들 및 셀어레이블럭들의 하단에 위치한 Y디코더와 상기 셀어레이블럭들의 측면에 각각 위치하는 X디코더로 구성되는 복수개의 메모리뱅크를 일정한 방향으로 배치하고, 비트라인들이 상기 메모리뱅크들을 통하여 상기 일정한 방향으로 위치하며, 상기 비트라인들의 한쪽 끝에 입출력센스앰프블럭이 위치하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 복수개의 메모리뱅크를 일정한 방향으로 쌓아 올리고 비트라인과 입출력센스앰프블럭을 공통으로 사용하도록 함으로써, 일반적인 SDRAM이 임베디드 DRAM에 적용될 경우 입출력 인터페이스를 용이하게 하고 칩면적을 감소시킬 수 있다.The present invention relates to a circuit arrangement of a DRAM, and includes a bit line sense amplifier located between cell array blocks, a Y decoder located at the bottom of the bit line sense amplifiers and cell array blocks, and a side of the cell array blocks, respectively. A plurality of memory banks composed of X decoders are arranged in a predetermined direction, bit lines are positioned in the predetermined direction through the memory banks, and an input / output sense amplifier block is positioned at one end of the bit lines. According to the present invention, by stacking a plurality of memory banks in a predetermined direction and using a bit line and an input / output sense amplifier block in common, when the general SDRAM is applied to an embedded DRAM, the input / output interface can be facilitated and the chip area can be reduced.
Description
본 발명은 반도체 디램(DRAM : Dynamic Random Access Memory)의 회로배치에 관한 것으로, 특히 반도체 MML(Merged Memory Logic) 소자에 탑재하기 위한 임베디드(embedded) 디램의 회로배치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to circuit arrangement of a semiconductor random access memory (DRAM), and more particularly to a circuit arrangement of an embedded DRAM for mounting in a semiconductor MML device.
일반적으로 반도체 메모리는 컴퓨터 내부에 위치하는 메인 메모리, 마이크로프로세서내의 임베디드 메모리, 캐쉬 메모리의 형태로 사용된다. 또한, 반도체 메모리는 셀의 종류에 따라 램과 롬으로 크게 나누어 질 수 있고, 이러한 램의 한 종류로서 고속의 동작이 가능한 S(Synchronous)DRAM이 있다. 그리고, 이러한 SDRAM을 임베디드 메모리에 탑재하기 위하여는 칩면적 및 입출력 인터페이스(interface) 측면을 충분히 고려하여 회로배치를 설계하여야 한다.In general, semiconductor memory is used in the form of main memory located inside a computer, embedded memory in a microprocessor, and cache memory. In addition, semiconductor memories can be roughly divided into RAMs and ROMs according to cell types, and there is S (Synchronous) DRAM that can operate at high speed as one type of RAM. In order to mount such an SDRAM into an embedded memory, a circuit arrangement should be designed considering the chip area and the input / output interface.
도 1은 종래의 일반적인 SDRAM의 회로배치 형태를 보인 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 SDRAM에는 복수개, 예를 들어 4개의 메모리뱅크(bank) (10),(12),(14),(16)와, 그 메모리뱅크(10),(12),(14),(16)를 선택하기 위한 뱅크선택기(18)가 구비된다.Figure 1 shows a circuit arrangement of a conventional general SDRAM. As shown in Fig. 1, a general SDRAM includes a plurality of memory banks (10), (12), (14), (16), and memory banks (10) and (12). A bank selector 18 is provided for selecting, 14, 16.
상기 메모리뱅크(10)는 메모리셀들이 어레이(array) 형태로 배치되어 있는 셀어레이블럭(112)과, 그 셀어레이블럭(112)의 메모리셀에 저장된 데이터를 감지하고 증폭하여 비트라인(IO)을 통하여 출력하는 비트라인 센스앰프블럭(111)과, 상기 셀어레이블럭(112)의 컬럼(column)어드레스를 선택하기 위한 Y디코더블럭(113)과, 상기 셀어레이블럭(112)의 로우(row)어드레스를 선택하기 위한 X디코더블럭(115)과, 비트라인(IO)에 실린 데이터를 감지증폭하여 외부로 출력시키거나 외부로부터 공급된 데이터를 셀어레이블럭(112)에 저장시키기 위한 입출력센스앰프블럭(114)로구성된다.The memory bank 10 senses and amplifies data stored in a cell array block 112 in which memory cells are arranged in an array form, and data stored in a memory cell of the cell array block 112. A bit line sense amplifier block 111 to be output through the Y, a Y decoder block 113 for selecting a column address of the cell array block 112, and a row of the cell array block 112 X decoder block 115 for selecting an address and an input / output sense amplifier for sensing and amplifying the data carried on the bit line IO and outputting the data to the outside or storing the data supplied from the cell in the cell array block 112. Block 114.
그리고, 상기 메모리뱅크(12),(14),(16)는 전술한 메모리뱅크(10)와 동일하게 구성된다.The memory banks 12, 14, and 16 are configured in the same manner as the memory bank 10 described above.
이와 같이 구성되는 일반적인 SDRAM에 있어서, 어드레스버퍼(미도시)로부터 원하는 메모레셀의 어드레스가 공급되면 뱅크선택기(18)는 메모리뱅크(10),(12),(14),(16) 중에서 하나를 선택하기 위하여 뱅크선택신호(bo0~bo3)를 발생한다. 그 뱅크선택신호(bo0~bo3)에 의하여, 예를 들어 메모리뱅크(10)가 선택된 경우 X디코더블럭(115) 및 Y디코더블럭(113)이 동작하게 된다. 이에 따라 셀어레이블럭(112)의 워드라인(미도시) 및 비트라인(IO)이 선택되고 그 선택에 따라 해당 메모리셀의 데이터를 출력시키거나 그 메모리셀에 데이터가 저장된다.In a general SDRAM configured as described above, when an address of a desired memory is supplied from an address buffer (not shown), the bank selector 18 selects one of the memory banks 10, 12, 14, and 16. The bank select signals bo0 to bo3 are generated for selection. By the bank selection signals bo0 to bo3, for example, when the memory bank 10 is selected, the X decoder block 115 and the Y decoder block 113 operate. Accordingly, a word line (not shown) and a bit line IO of the cell array block 112 are selected, and data of the corresponding memory cell is output or stored in the memory cell according to the selection.
그런데, 상기와 같이 배치되는 일반적인 SDRAM을 MML에 그대로 적용할 경우, 입출력센스앰프블럭(114)과 연결된 데이터라인(미도시)이 셀어레이의 중앙에 위치하므로 주변회로와의 입출력 인터페이스가 용이하지 못하고, 또한 입출력센스앰프블럭(113)이 메모리뱅크(10),(12),(14),(16)마다 필요하게 되어 칩면적에 있어서도 유리하지 않게 된다.However, when the general SDRAM arranged as described above is applied to the MML as it is, the data line (not shown) connected to the input / output sense amplifier block 114 is located at the center of the cell array, and thus the input / output interface with the peripheral circuit is not easy. In addition, the input / output sense amplifier block 113 is required for each of the memory banks 10, 12, 14, and 16, which is not advantageous in terms of chip area.
도 2는 일반적인 SDRAM의 회로배치의 다른 예를 보인 블록도이다. 도 2에 도시된 SDRAM에는 도 1에서와 마찬가지로 4개의 메모리뱅크(20),(24),(26),(30)와, 메모리뱅크(20),(24)를 선택하기 위한 뱅크선택기(22)와, 메모리뱅크(26),(30)를 선택하기 위한 뱅크선택기(28)가 구비된다.2 is a block diagram showing another example of a circuit arrangement of a general SDRAM. In the SDRAM shown in FIG. 2, as in FIG. 1, four memory banks 20, 24, 26, and 30, and a bank selector 22 for selecting the memory banks 20 and 24 are selected. And a bank selector 28 for selecting the memory banks 26 and 30.
상기 메모리뱅크(20)는 도 1과 같이 셀어레이블럭(212)과, 비트라인 센스앰프블럭(211)과, Y디코더블럭(213)과, X디코더블럭(215)과, 입출력센스앰프블럭(214)으로 구성된다. 그리고 그 나머지 메모리뱅크(24),(26),(30)는 상기 메모리뱅크(20)와 동일하게 구성된다.As shown in FIG. 1, the memory bank 20 includes a cell array block 212, a bit line sense amplifier block 211, a Y decoder block 213, an X decoder block 215, and an input / output sense amplifier block ( 214). The remaining memory banks 24, 26, and 30 are configured in the same manner as the memory bank 20.
이와 같이 구성되는 일반적인 SDRAM에서는 메모리뱅크(20),(24),(26),(30)가 가로방향으로 배치되고, 입출력센스앰프블럭들이 그 하단에 각각 배치된다. 또한, 뱅크선택기(22)는 뱅크선택신호(bo0),(bo1)를 이용하여 메모리뱅크(20),(24) 중에서 하나를 선택하고, 뱅크선택기(22)는 뱅크선택신호(bo2),(bo3)를 이용하여 메모리뱅크(26),(30) 중에서 하나를 선택하게 된다.In the general SDRAM configured as described above, the memory banks 20, 24, 26, and 30 are disposed in the horizontal direction, and the input / output sense amplifier blocks are disposed at the bottom thereof, respectively. The bank selector 22 selects one of the memory banks 20 and 24 using the bank select signals bo0 and bo1, and the bank selector 22 selects the bank select signals bo2 and ( bo3) is used to select one of the memory banks 26 and 30.
그러므로, 도 2와 같이 배치되는 SDRAM에 의하면, 주변회로와의 입출력 인터페이스는 용이하게 이루어질 수 있으나 메모리뱅크(20),(24),(26),(30)마다 입출력센스앰프블럭이 필요하게 되어 이 역시 칩면적의 측면에서 단점을 갖는다.Therefore, according to the SDRAM arranged as shown in FIG. 2, the input / output interface with the peripheral circuit can be easily achieved, but the input / output sense amplifier block is required for each of the memory banks 20, 24, 26, and 30. This also has disadvantages in terms of chip area.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 복수개의 메모리뱅크를 일정한 방향으로 쌓아 올리고 비트라인과 입출력센스앰프블럭을 공통으로 사용하도록 함으로써, 일반적인 SDRAM이 임베디드 DRAM에 적용될 경우 입출력 인터페이스를 용이하게 하고 칩면적을 감소시킬 수 있는 디램의 회로배치를 제공함을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and by stacking a plurality of memory banks in a predetermined direction and using a bit line and an input / output sense amplifier block in common, an input / output interface when a general SDRAM is applied to an embedded DRAM It is an object of the present invention to provide a circuit arrangement of the DRAM which can facilitate the operation and reduce the chip area.
도 1은 일반적인 SDRAM의 회로배치를 보인 블록도.1 is a block diagram showing a circuit arrangement of a typical SDRAM.
도 2는 일반적인 SDRAM의 회로배치의 다른 예를 보인 블록도.2 is a block diagram showing another example of a circuit arrangement of a general SDRAM.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 임베디드 SDRAM의 회로배치를 보인 블록도.3 is a block diagram illustrating a circuit arrangement of an embedded SDRAM according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 타실시예에 따른 임베디드 SDRAM의 회로배치를 보인 블록도.4 is a block diagram showing a circuit arrangement of an embedded SDRAM according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
40,42,50,52:메모리뱅크 44,54:입출력 센스앰프블럭40, 42, 50, 52: Memory bank 44, 54: I / O sense amplifier blocks
46,56:뱅크선택기 411,512:비트라인센스앰프블럭 412,513:셀어레이블럭 413,514:Y디코더블럭46, 56: Bank selector 411, 512: Bit line sense amplifier block 412, 513: Cell array block 413, 514: Y decoder block
414,515:X디코더414,515: X decoder
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 셀어레이블럭들 사이에 위치한 비트라인센스앰프들과 그 비트라인센스앰프들 및 셀어레이블럭들의 하단에 위치한 Y디코더와 상기 셀어레이블럭들의 측면에 각각 위치하는 X디코더로 구성되는 복수개의 메모리뱅크를 일정한 방향으로 배치하고, 비트라인들이 상기 메모리뱅크들을 통하여 상기 일정한 방향으로 위치하며, 상기 비트라인들의 한쪽 끝에 입출력센스앰프블럭이 위치하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is located in the bit line sense amplifiers located between the cell array blocks, the bit line sense amplifiers and the side of the cell array blocks and the Y decoder located at the bottom of the cell array blocks, respectively. A plurality of memory banks composed of X decoders are disposed in a predetermined direction, bit lines are positioned in the predetermined direction through the memory banks, and an input / output sense amplifier block is positioned at one end of the bit lines.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 임베디드 SDRAM의 회로배치를 보인 블록도이다. 도 3에 도시된 본 발명의 일실시예에 의하면, 복수개의 메모리뱅크(40),(42)가 일정한 방향, 예를 들어 가로방향으로 순차적으로 쌓아올려진 형태로 배치된다. 그리고, 그 복수개의 메모리뱅크(40),(42)는 비트라인(IO) 및 입출력센스앰프블럭(44)을 공통으로 사용하고 뱅크선택기(46)에 의하여 선택되고, 입출력센스앰프블럭(44)는 외부와의 데이터입출력을 위한 데이터라인(미도시)과 연결된다. 여기서, 메모리뱅크(40),(42)는 2개만 도시되었지만 뱅크선택기(46)로부터 출력되는 뱅크선택신호(bo0~bo3)의 수만큼 배치된다.3 is a block diagram illustrating a circuit arrangement of an embedded SDRAM according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present invention shown in Figure 3, a plurality of memory banks 40, 42 are arranged in a stacked form sequentially in a predetermined direction, for example, a horizontal direction. The plurality of memory banks 40 and 42 use the bit line IO and the input / output sense amplifier block 44 in common, and are selected by the bank selector 46, and the input / output sense amplifier block 44 is selected. Is connected to a data line (not shown) for data input and output with the outside. Here, although only two memory banks 40 and 42 are shown, the number of bank selection signals bo0 to bo3 output from the bank selector 46 is arranged.
상기 메모리뱅크(40)는 메모리셀들이 어레이형태로 배치되어 있는 셀어레이블럭(412)과, 그 셀어레이블럭(412) 사이에 위치하고 셀어레이블럭(412)의 메모리셀에 저장된 데이터를 감지하고 증폭하여 비트라인(IO)을 통하여 출력하는 비트라인센스앰프블럭(411)과, 상기 셀어레이블럭(412)의 컬럼어드레스를 선택하기 위한 Y디코더블럭(413)과, 상기 셀어레이블럭(412)의 로우어드레스를 선택하기 위한 X디코더블럭(414)으로 구성된다.The memory bank 40 detects and amplifies data stored in a cell array block 412 in which memory cells are arranged in an array, and stored in a memory cell of the cell array block 412. Of the bit line sense amplifier block 411 outputted through the bit line IO, the Y decoder block 413 for selecting the column address of the cell array block 412, and the cell array block 412 X decoder block 414 for selecting the low address.
상기 메모리뱅크(42)는 메모리뱅크(40)과 동일하게 구성된다.The memory bank 42 is configured in the same manner as the memory bank 40.
상기 입출력센스앰프블럭(44)은 비트라인(IO)에 실려진 데이터를 감지하여 증폭시키는 입출력센스앰프회로와, 데이터라인에 실려진 데이터를 상기 비트라인센스앰프블럭(411)에 라이트(write)하는 라이트구동회로를 포함한다.The input / output sense amplifier block 44 writes an input / output sense amplifier circuit for sensing and amplifying data loaded on the bit line IO, and writes the data loaded on the data line to the bit line sense amplifier block 411. And a light driving circuit.
이와 같이 배치되는 본 발명의 일실시예에 의하면, 복수개의 메모리뱅크(40),(42)가 비트라인(IO) 및 입출력센스앰프블럭(44)을 공통으로 사용할 수 있기 때문에 칩면적의 측면에서 보다 유리하고, 한 개의 입출력센스앰프블럭(44)이 메모리뱅크(40),(42)의 하단에 위치하므로 데이터를 입출력하기 위한 인터페이스측면에서도 유리하게 된다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the plurality of memory banks 40 and 42 may use the bit line IO and the input / output sense amplifier block 44 in common, in terms of chip area. More advantageously, since one input / output sense amplifier block 44 is located at the lower ends of the memory banks 40 and 42, it is advantageous in terms of an interface for inputting and outputting data.
이때, 뱅크선택신호(bo0~bo3)에 의하여 해당 메모리뱅크의 X디코더 및 Y디코더만이 동작하게 되므로, 공통으로 사용되는 비트라인(IO)에서 다른 메모리뱅크로부터의 데이터에 의한 충돌은 발생되지 않는다.At this time, since only the X decoder and the Y decoder of the corresponding memory bank are operated by the bank selection signals bo0 to bo3, a collision by data from another memory bank does not occur in the commonly used bit line IO. .
도 4는 본 발명의 타실시예에 따른 임베디드 SDRAM의 회로배치를 보인 블록도이다. 이러한 본 발명의 타실시예는 도 3의 실시예와 마찬가지로 복수개의 메모리뱅크(50),(52)를 일정한 방향, 예를 들어 가로방향으로 순차적으로 쌓아올려진 형태로 배치하고, 그 복수개의 메모리뱅크(50),(52)는 비트라인(IO) 및 입출력센스앰프블럭(54)을 공통으로 사용하도록 배치된다.4 is a block diagram showing a circuit arrangement of an embedded SDRAM according to another embodiment of the present invention. In another embodiment of the present invention, like the embodiment of FIG. 3, the plurality of memory banks 50 and 52 are sequentially stacked in a predetermined direction, for example, in a horizontal direction, and the plurality of memories are stacked. The banks 50 and 52 are arranged to use the bit line IO and the input / output sense amplifier block 54 in common.
상기 메모리뱅크(50)는 도 3과 같이 구성되는 셀어레이블럭(513)과, 비트라인센스앰프블럭(512)과, Y디코더블럭(514)과, X디코더블럭(515)을 포함하고, 비트라인(IO)에 데이타를 프리챠지(precharge)시키기 위한 입출력프리챠지블럭(511)을 더 구비한다. 그리고, 메모리뱅크(52)는 메모리뱅크(50)와 동일하게 구성된다.The memory bank 50 includes a cell array block 513, a bit line sense amplifier block 512, a Y decoder block 514, and an X decoder block 515 as shown in FIG. An input / output precharge block 511 is further provided to precharge data on the line IO. The memory bank 52 is configured in the same manner as the memory bank 50.
전술한 도 3과 같은 회로배치의 경우, 뱅크수가 많아지거나 단위 뱅크가 상하방향으로 차지하는 면적이 클 경우 비트라인(IO)의 길이가 증가하게 된다. 따라서, 데이터 리드/라이트시 동작시에 비트라인(IO)의 프리챠지시간이 증가하게 된다. 이러한 점을 고려하여, 본 발명의 타실시예에서는 비트라인(IO)의 중간 중간에 프리챠지회로를 삽입함으로써, 프리챠지시간을 줄일 수 있다. 이때, 메모리뱅크(50),(52)별로 입출력프리챠지블럭(511)을 배치하더라도 종래처럼 메모리뱅크마다 입출력센스앰프블럭을 배치하는 것보다 칩면적을 줄일 수 있다. 즉, 입출력프리챠지블럭(511)을 구성하는 프리챠지회로는 단지 몇 개의 트랜지스터로 구성되는데 비하여, 입출력센스앰프블럭을 구성하는 입출력센스앰프회로를 주로 차동(differential)형의 센스앰프를 사용하기 때문에, 메모리뱅크(50),(52)마다 입출력프리챠지블럭(511)을 배치하더라도 종래보다 칩면적 측면에서 유리하게 된다.In the above-described circuit arrangement as shown in FIG. 3, when the number of banks increases or the area occupied by the unit bank in the vertical direction is large, the length of the bit line IO is increased. Therefore, the precharge time of the bit line IO is increased during the data read / write operation. In consideration of this point, in another embodiment of the present invention, the precharge time can be reduced by inserting a precharge circuit in the middle of the bit line IO. In this case, even if the input / output precharge block 511 is arranged for each of the memory banks 50 and 52, the chip area can be reduced compared to the arrangement of the input / output sense amplifier blocks for each memory bank as in the prior art. That is, the precharge circuit constituting the input / output precharge block 511 is composed of only a few transistors, whereas the input / output sense amplifier circuit constituting the input / output sense amplifier block mainly uses a differential sense amplifier. Even if the input / output precharge block 511 is disposed in each of the memory banks 50 and 52, it is advantageous in terms of chip area than before.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 복수개의 메모리뱅크를 일정한 방향으로 쌓아 올리고 비트라인과 입출력센스앰프블럭을 공통으로 사용하도록 함으로써, 일반적인 SDRAM이 임베디드 DRAM에 적용될 경우 입출력 인터페이스를 용이하게하고 칩면적을 감소시킬 수 있다.As described above, the present invention stacks a plurality of memory banks in a predetermined direction and uses a bit line and an input / output sense amplifier block in common, thereby facilitating an input / output interface and a chip area when a general SDRAM is applied to an embedded DRAM. Can be reduced.
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KR1019990033929A KR100331276B1 (en) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | Circuit lay-out of DRAM |
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Country | Link |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980034727A (en) * | 1996-11-08 | 1998-08-05 | 김영환 | Prefetch method in memory devices and memory structure using the same |
JPH1196752A (en) * | 1997-09-19 | 1999-04-09 | Nec Corp | Semiconductor storage |
-
1999
- 1999-08-17 KR KR1019990033929A patent/KR100331276B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980034727A (en) * | 1996-11-08 | 1998-08-05 | 김영환 | Prefetch method in memory devices and memory structure using the same |
JPH1196752A (en) * | 1997-09-19 | 1999-04-09 | Nec Corp | Semiconductor storage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20010018109A (en) | 2001-03-05 |
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