-
Bereich der
Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Halbleiterspeichervorrichtung; und insbesonders die Halbleiterspeichervorrichtung,
die sich zu einer Ausstattung mit reduzierter Datenzugriffszeit
eignet.
-
Beschreibung
des Standes der Technik
-
Im Allgemeinen wird eine Halbleiterspeichervorrichtung
eingeteilt in einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) und einen
Nur-Lese-Speicher (ROM).
-
Das RAM schließt ein dynamisches RAM (DRAM)
und ein statisches RAM (SRAM) ein. Eine Zelle des dynamischen RAM
weist einen Transistor und einen Kondensator auf, und die des statischen RAM
weist vier Transistoren und zwei Lastwiderstände auf. Die Verwendung des
DRAM ist verbreiteter als die des SRAM, weil das DRAM wirkungsvoller
als das SRAM bei einer Chip-Integration und einem Herstellungsprozess
ist.
-
Heute hat die Verarbeitungsgeschwindigkeit einer
zentralen Prozesseinheit (CPU) dramatischer zugenommen als die des
DRAM. Daraus ergeben sich viele Probleme, da die Verarbeitungsgeschwindigkeit
der Speichervorrichtung langsamer ist als die der CPU. Um diese
Problematik zu bewältigen,
wurden verschiedene Arten von Anordnungen in der Speichereinrichtung
für eine
Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung
entwickelt.
-
1 zeigt
ein Blockdiagramm, welches eine herkömmliche Speichervorrichtung
darstellt.
-
Wie gezeigt, ist die Speichervorrichtung
mit einem Befehlscontroller 200, mehr als einer Bank 100 und
einem Daten-Eingangs-Ausgangs-Puffer 300 versehen.
Der Befehlscontroller 200 steuert die Bank 100 in
unterschiedlichen Betriebsarten, beispielsweise Lese-, Schreib-
und Refresh-Modus, abhängig
von einer Vielzahl von den Befehlen /RAS, /CAS, /WE, /CS, CKE, CK
und ähnlichen,
die von einem externen Teil (nicht dargestellt) eingegeben werden.
Die Bank 100 besitzt eine Anzahl von Segmenten 120A bis 120H,
wobei jedes Segment einen Zeilen-Adress-Dekoder 121 und einen Spalten-Adress-Dekoder 122 aufweist,
so dass in einer Zellblockeinheit gespeicherte Daten abhängig von
einer eingegebenen Adresse ausgelesen oder eingegebene Daten in
die Zellblockeinheit des Segments 120A eingeschrieben werden.
Der Daten-Eingangs-Ausgangs-Puffer 300 dient zur Pufferung
der eingegebenen oder der ausgegebenen Daten für die Zellblockeinheit der
Bank 100.
-
Typischerweise besitzt die Speichervorrichtung
bespielsweise vier Bänke. 1 stellt jedoch nur eine
Bank 100 im Detail dar, weil jede der Bänke die gleiche Struktur aufweist.
Obwohl aus Gründen der
Erleichterung Bauelemente der herkömmlichen Speichervorrichtung
in der 1 vereinfacht
sind, kann ein weiteres Element in der herkömmlichen Speichervorrichtung
enthalten sein.
-
Eine Bank besitzt Eingangs-/Ausgangs- (I/O)-Leseverstärkerblöcke 110A und 110B zur
Verstärkung
der ausgegebenen Daten von zum Beispiel acht Segmenten 120A bis 120D und 120E bis 120H, um
die verstärkten
Daten dem Daten-Eingangs-/Ausgangs- (I/O)-Puffer 300 zu übergeben.
Jedes Segment besteht aus verschiedenen Zellblockeinheiten. Weiterhin
liefern die I/O-Leseverstärkerblöcke 110A und 110B die
eingegebenen Daten von dem Daten-Eingangs-/Ausgangs-(I/O)-Puffer 300 zu
dem ersten bis achten Segmenten 120A bis 120H.
-
Das erste Segment 120A schließt den Zeilen-Adress-Dekoder 121,
den Spalten-Adress-Dekoder 122 und einen Zellbereich 120A_1 mit
ein. Der Zeilen-Adress-Dekoder 121 dekodiert eine Zeilenadresse
zur Ausgabe der dekodierten Zeilenadresse an den Zellbereich 120A_1.
Der Spalten-Adress-Dekoder 122 dekodiert eine Spaltenadresse
zur Ausgabe der dekodierten Spaltenadresse Zeilenadresse an den
Zellbereich 120A_1.
-
Der Zellbereich 120A_1 besteht
aus einer Vielzahl von Zellblockeinheiten, wobei jede eine Anzahl
von Zelleinheiten besitzt. Eine Zellblockeinheit 124A ist
mit einem Paar der Bitleitungs-Leseverstärkerblöcke gekoppelt, zum Beispiel 123A und 123B zum
Auslesen und Verstärken
der von der Zellblockeinheit, zum Beispiel 124A, ausgegebenen
Daten.
-
Zum Beispiel weist die 256 Mb Speichervorrichtung
typischerweise vier 64 Mb Bänke
auf. In diesem Fall beträgt
eine Größe des Segments
8 Mb, weil jede Bank 100 acht Segmente 120A bis 120H beinhaltet.
Jedes Segment, zum Beispiel 120A, besitzt acht Zellblockeinheiten 124A bis 124H und
jede Zellblockeinheit, zum Beispiel 124A, hat 256 Wortleitungen
und 4 Kb (4×1024)
Bitleitungen. Somit weist jede Zellblockeinheit, zum Beispiel 124A 256×4 Kb Zelleinheiten
auf. Im weiteren Verlauf hiernach wird von einer Segmentgröße von 8
Kb ausgegangen, wobei jede Zellblockeinheit 256 Wortleitungen
besitzt.
-
Wenn jede Zellblockeinheit, zum Beispiel 124A,
mit zwei Leseverstärkerblöcken, zum
Beispiel 123A und 123B, gekoppelt ist, ist es
wie schon erwähnt,
notwendig, dass das Segment 120A mit acht Zellblockeinheiten 124A bis 124H sechzehn
Bitleitungs-Leseverstärkerblöcke aufweisen
sollte. Das Segment
120A der konventionellen Speichervorrichtung
ist so implementiert, dass neun Bitleitungs-Leseverstärkerblöcke 123A bis 123I verwendet
werden. Jeder Bitleitungs-Leseverstärkerblock, zum Beispiel 123B,
ist gemeinsam mit den zwei benachbarten Zellblockeinheiten, zum
Beispiel 124A und 124B verbunden. Die beiden benachbarten
Zellblockeinheiten, zum Beispiel 124A und 124B,
haben einen gemeinsamen Bitleitungs-Leseverstärkerblock, zum Beispiel 123B,
aufgrund der Wirtschaftlichkeit der Chip-Integration. In diesem Fall kann der
Bitleitungs-Leseverstärkerblock,
zum Beispiel 123B, selektiv mit den Zellblockeinheiten 124A und 124B durch
Steuerung des Befehlscontrollers 200 verbunden werden.
-
2 zeigt
einen schematischen Schaltplan, der einen und eine Zellblockeinheit
aus der 1 darstellt.
Das heisst, die Teilstruktur der zwei Zellblockeinheiten 124A und 124B und
des Bitleitungs-Leseverstärkerblock 123B wird
beschrieben.
-
Wie gezeigt, hat die erste Zellblockeinheit 124A 256×4 Kb Zelleinheiten,
wobei jede einen MOS-Transistor und einen Kondensator beinhaltet, und
wobei eine Wortleitung mit dem Gate-Anschluss des MOS-Transistors und jede
der Bitleitungen BL und /BL mit dem Drain-Anschluss des MOS-Transistors
verbunden ist. Der Source-Anschluss des MOS-Transistors ist mit
einer Elektrode des Kondensators verbunden, und die andere Elektrode
des Kondensators ist mit einer Zellenversorgung verbunden, zum Beispiel
einer Masse-Spannung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
wird die Struktur der zweiten Zellblockeinheit 124B nicht
im Detail beschrieben, da die Struktur der zweiten Zellblockeinheit 124B identisch.
mit der ersten Zellblockeinheit 124A ist.
-
Der Bitleitungs-Leseverstärkerblock 123B ist mit
einem Bitleitungs-Leseverstärker 123B_4,
einem Vorladungsblock 123B_3, einem Ausgleichsblock 123B_2,
einem Daten-Ausgabeblock
123B_5 und ersten und zweiten
Bitleitungs-Leseverstärker-Verbindungseinheiten 123B_11 und 123B_6 ausgerüstet.
-
Der Bitleitungs-Leseverstärker 123B_4 wird von
einem Bitleitungs-Leseverstärker-Freigabesignal RT0
und /S zur Verstärkung
der Differenz zwischen zwei auf dem Bitleitungspaar BL0 und /BL0
als ausgelesene Daten liegenden Spannungspegeln freigeschaltet.
Der Vorladungsblock 123B_3 lädt das Bitleitungspaar BL0
und /BL0 auf eine Bitleitungs-Vorladungsspannung Vblp abhängig von
einem Vorladungs-Freigabesignal BLEQ' auf. Das Vorladungs-Freigabesignal
BLEQ' wird freigeschaltet, wenn
der Bitleitungs-Leseverstärker 123B_4 ausgeschaltet
ist. Der Ausgleichsblock 123B_2 wird von einem Ausgleichsignal
BLEQ aktiviert, um Spannungspegel auf dem Bitleitungspaar BL0 und
/BL0 auszugleichen, die mit der ersten Zellblockeinheit 124A verbunden
sind. Der Daten-Ausgabeblock 123B_5 gibt die ausgelesenen
und vom Bitleitungs-Leseverstärker 123B_4 verstärkten Daten
auf ein Datenleitungspaar DB0 und /DB0 aus, abhängig von einem Spalten-Steuersignal,
beispielsweise CD0, das bei Verwendung einer Spaltenadresse erzeugt
wird. Wenn die erste Verbindungseinheit 123B_1 durch ein erstes
Bitleitungs-Leseverstärker-Verbindungssignal BISH
aktiviert wird, wird der Bitleitungs-Leseverstärker 123B_4 mit der
ersten Zellblockeinheit 124A verbunden. In anderer Hinsicht
wird der Bitleitungs-Leseverstärker 123B_4 mit
der zweiten Zellblockeinheit 124B verbunden, wenn die zweite
Bitleitungs-Leseverstärker-Verbindungseinheit 123B_6 durch
ein zweies Verbindungssignal BISL aktiviert wird.
-
Hierbei ist die erste Zellblockeinheit 124A mit einer
Vielzahl von Zelleinheiten versehen, die mit einer Zahl N von Bitleitungspaaren
gekoppelt sind, zum Beispiel BL0 und /BL0, ..., BLN-1 und /BLN-1,
sowie mit einer Zahl M von Wortleitungen, zum Beispiel WL0, ...,
WLM-1. Ein Format der ersten Zellblockeinheit ist nämlich NXM
Bits. Hierbei sind M und N posi tive Integer-Zahlen beziehungsweise
Ganzzahlige. Da die erste Zellblockeinheit 124A mit den
ersten und zweiten Bitleitungs-Leseverstärkerblöcken 123A und 123B gekoppelt
ist, ist die Anzahl der in jedem Bitleitungs-Leseverstärkerblock 123A oder 123B enthaltenen
Leseverstärker
N/2. So werden in der ersten Zellblockeinheit 124A einige
der an einige Bitleitungspaare, zum Beispiel BL1 und /BL1, ...,
BLN-1 und BLN, gekoppelte Daten abhängig von einem Befehl an den
ersten Bitleitungs-Leseverstärkerblock 123A ausgegeben;
und andere an weitere Bitleitungspaare, zum Beispiel BL0 und /BL0,
..., BL2 und /BL2, ..., gekoppelte Daten an den zweiten Bitleitungs-Leseverstärkerblock 123B ausgegeben.
-
Überdies
ist der zweite Bitleitungs-Leseverstärkerblock 123B selektiv
mit einer der ersten und zweiten Zellblockeinheiten 124A und 124B in
Abhängigkeit
von dem ersten und zweiten Leseverstärker-Verbindungssignal BISH
und BISL verbunden.
-
3 und 4 zeigen Zeitablaufdiagramme, welche
den Betrieb der in den 1 und 2 beschriebenen konventionellen
Speichervorrichtung darstellen.
-
Hier nachstehend wird der Betrieb
der konventionellen Speichervorrichtung mit Bezug auf die 1 bis 4 detailliert beschrieben.
-
Wenn eine Adresse in die Speichervorrichtung
eingegeben wird, wird zuerst die Adresse in eine Bankadresse, eine
Zeilenadresse und eine Spaltenadresse aufgeteilt. Weiterhin wird
die Zeilenadresse in eine Zellenblockadresse und eine lokal Adresse
aufgespalten. Die Bankadresse wird zur Auswahl einer der vier Bänke benutzt.
Ein Segment und eine Zellblockeinheit in der ausgewählten Bank
werden durch die Zellblockadresse ausgewählt. Die lokale Adresse wird
zur Auswahl einer Wortleitung in der ausgewählten Zellblockeinheit verwendet, und
die Spaltenadresse wird zur Auswahl einer Zelleinheit in durch die Wortleitung
ausgewählten
4 Kb Zelleinheiten benutzt.
-
Es wird im Weiteren der Betrieb der
Speichervorrichtung in einem Lesemodus beschrieben.
-
Zuerst wird eine Bank, beispielsweise 100, von
einer Bankadresse abhängig
von einem Lesebefehl RD0 ausgewählt.
Hierbei wird dann eine Zeilenadresse in einen Zeilen-Adress-Dekoder 121 eingegeben,
eingeschlossen in jedem Segment der ausgewählten Bank 100.
-
Dann dekodiert der Zeilen-Adress-Dekoder 121 die
Zellblockadresse und die in der eingegebenen Zeilenadresse eingeschlossene
lokale Adresse, und eine Zellblockeinheit 124A in einem
ausgewählten
Segment 120A der Bank 100 wird durch die Verwendung
der Zellblockadresse und der lokalen Adresse ausgewählt.
-
Als nächstes wird eine Wortleitung,
zum Beispiel WL0 von 256 Wortleitungen, in der ersten Zellblockeinheit
durch die vom Zeilen-Adress-Dekoder 121 ausgegebene lokale
Adresse aktiviert, wenn die in der ersten Zellblockeinheit eingeschlossenen
Bitleitungspaare BL0 und /BL0, ..., BLN-1 und /BLN-1 typischerweise
mit einer halben Versorgungsspannung durch die in 2 gezeigten Vorladungsblöcke 123A_3 und 123B_3 vorgeladen
werden.
-
Danach wird jedes Bit der in mit
der aktivierten Wortleitung WL0 verbundenen Zelleinheiten gespeicherten
4 Kb Daten individuell auf jedes der Bitleitungspaare BL0 und /BL0,...,
BLN-1 und /BLN-1 befördert.
Zu dieser Zeit, wenn das erste in 2 gezeigte
Leseverstärker-Verbindungssignal
BISH freigegeben und das zweite Leseverstärker-Verbindungssignal BISL
blockiert wird, werden die Bitleitungs-Leseverstärkerblöcke
123A und 123B mit
der ersten ausgewählten
Zellblockeinheit 124A verbunden.
-
Im nächsten Schritt erfassen und
verstärken die
Bitleitungs-Leseverstärker 123A_4 und 123B_4 die
auf den Bitleitungspaaren BL0 und /BL0, ..., BLN-1 und /BLN-1 geladenen
Daten.
-
Das heisst, der Bitleitungs-Leseverstärker 123B erfasst
und verstärkt
Daten auf einigen der Bitleitungspaare BL0 und /BL0, BL2 und /BL2,
..., BLN-2 und /BLN-2. Gleichzeitig erfasst und verstärkt der
Bitleitungs-Leseverstärker 123A Daten
auf den anderen Bitleitungspaaren BL1 und /BL1, BL3 und /BL3, ..., BLN-1
und /BLN-1. Selbstverständlich
ist der Bitleitungs-Leseverstärkerblock 123B zwischen
zwei Zellblockeinheiten 124A und 124B angeordnet
und selektiv mit den beiden benachbarten Zellblockeinheiten 124A und 124B in
einem bevorzugten Zeitschema verbunden, welches durch die Befehle
/RAS, /CAS, /WE, /CS, CKE und CK usw. festgelegt wird, wodurch eine
hohe Integration und eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit der
Speichervorrichtung erreicht wird.
-
Dann dekodiert der Spalten-Adress-Dekoder 122 die
eingegebene Spaltenadresse abhängig
vom Lesebefehl RD0, um das Spalten-Auswahl-Signal auszugeben, beispielsweise
CD0, CD1, CD2, .... Die 4 Kb Daten werden von den Bitleitungs-Leseverstärkerblöcken 123A und 123B verstärkt, und
die vom Spalten-Auswahl-Signal
ausgewählten
Daten werden an den in 1 gezeigten
I/O-Leseverstärkerblock 110A durch
die Benutzung des Datenleitungspaares DB and /DB ausgegeben.
-
Der I/O-Leseverstärkerblock, zum Beispiel 110A,
verstärkt
die ausgewählten
Datensignale, um einen in einem relativ langen Datenleitungspaar
DB und /DB auftretenden Übertragungsverlust
zu kompensieren, und gibt die verstärkten Datensignale an den Daten-I/O-Puffer 300.
Der Daten-I/O-Puffer 300 speichert die Daten zeitweilig
und gibt die von jeder Bank ausgegebenen verstärkten Daten an einen externen
Teil (nicht dargestellt) in einem vorhereingestellten Datenausgabe-Zeitschema
aus.
-
Unterdessen sollten die ausgewählten und nach
dem Lesen und Verstärken
von den Bitleitungs-Leseverstärkerblöcken 123A und 123B zwischengespeicherten
4 Kb Daten in ausgewählte
4 Kb Zelleinheiten zurückgespeichert
werden, die an die durch den Lesebefehl RD0 aktivierte Wortleitung
angeschlossen sind.
-
In der herkömmlichen Speichervorrichtung beträgt die Kapazität des in
der Zelleinheit enthaltenen Kondensators wenige Femtofarad, und
die in dem Kondensator gespeicherte Ladungsmenge ist sehr klein.
Nachdem die in dem Kondensator der Zelleinheit gespeicherte Ladung
auf die Bitleitung als gelesene Dateneinheit entladen worden ist,
wird die gelesene Dateneinheit dann vom Leseverstärker verstärkt und
sollte in den Kondensator zurückgespeichert
werden. Typischerweise kann der Kondensator über 90 Prozent eines Ladungsvermögens des
Kondensators mittels des obigen Rückspeichervorganges wieder
aufgeladen werden.
-
Weiterhin benötigt die Speichervorrichtung einen
Refresh-Vorgang
zum regelmäßigen Rückspeichern
des Kondensators, da eine kleine in dem Kondensator gespeicherte
Ladungsmenge im Verlauf der Zeit abnehmen kann. Deshalb ist es nötig, dass
die Speichervorrichtung eine zusätzliche
Zeit für
den Refresh- oder
den Datenrückspeichervorgang
vorsieht, damit der Datenverlust in dem Kondensator verhindert wird.
-
3 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm, das den Vorgang des kontinuierlichen und
aufeinander folgenden Zugreifens auf mindestens zwei Dateneinheiten
in einer Bank der Speicher vorrichtung nach 1 darstellt. Nachstehend wird der Vorgang
des kontinuierlichen und aufeinander folgenden Auffrischens von
mindestens zwei Dateneinheiten in einer Bank als interner Bank-Datenzugriff
bezeichnet.
-
Wie gezeigt, wird die eingegebene
Zeilenadresse in die Zellenblockadresse und die lokale Adresse in
einem ersten Zeitabschnitt t0 aufgeteilt, wenn der erste Lesebefehl
RD0 in die Speichervorrichtung eingegeben wird. Hierbei werden die
Zellenblockadresse und die lokale Adresse individuell zur Auswahl
einer Zellblockeinheit und einer Wortleitung benutzt, zum Beispiel
die erste Zellblockeinheit 124A und die Wortleitung WL0.
In einem ersten Zeitabschnitt t0 werden die dann in Zelleinheiten
gespeicherten 4 Kb Daten durch die Bitleitungs-Leseverstärkerblöcke 123A und 123B abhängig von
der aktivierten Wortleitung WL0 gelesen und verstärkt, welche
mit der ersten Zellblockeinheit 124A verbunden sind.
-
Im Weiteren wird dann in einem zweiten
Zeitabschnitt t1 eine ausgewählte
Dateneinheit D0 von den verstärkten
4 Kb Daten ausgewählt
und durch das von der eingegebenen Spaltenadresse erzeugte Spalten-Auswahl-Signal
CD0 ausgegeben, und gleichzeitig werden die verstärkten 4
Kb Daten wieder in die ursprünglichen
Zelleinheiten geladen, welche mit der aktivierten Wortleitung WL0
gekoppelt sind. Wie oben beschrieben, ist ein Lesevorgang innerhalb
von zwei Zeitabschnitten t0 und t1 vollständig durchgeführt.
-
Wenn ein zweiter Lesebefehl RD1 eingegeben
wird, wird dann ebenso nach den zwei Zeitabschnitten t0 und t1 der
zweite Lesevorgang durch den zweiten Lesebefehl RD1 innerhalb von
zwei Zeitabschnitten t2 und t3 ausgeführt.
-
Die in 3 dargestellte normale Zeilen-Zykluszeit
wird als ein Zeitabschnitt festgelegt, da eine Wortleitung abhängig von
einer aktuellen Zeilenadresse oder von einem Befehl aktiviert ist,
bis eine nächste
Wortleitung durch eine folgende Zeilenadresse oder durch einen folgenden
Befehl aktiviert wird.
-
Nachstehend wird der Vorgang eines
Daten-Schreibmodus im Detail erläutert.
-
Wie der Daten-Lesemodus beinhaltet
auch der Schreibvorgang den Schritt, dass 4 Kb Daten durch den Bitleitungs-Leseverstärker gelesen
und verstärkt
werden, nachdem eine ausgewählte
Wortleitung aktiviert worden ist.
-
In einem ersten Zeitabschnitt t0
wird eine Wortleitung durch die Zeilenadresse aktiviert; und dann
werden abhängig
von der aktivierten Wortleitung 4 Kb Daten durch die Bitleitungs-Leseverstärkerblöcke, zum
Beispiel 123A und 123B, gelesen und verstärkt.
-
In einem zweiten Zeitabschnitt t1
werden von einem externen Teil eingegebene Daten in einem Bitleitungs-Leseverstärker zwischengespeichert,
der abhängig
von einem Spalten-Auswahl-Signal,
zum Beispiel CD0, ausgewählt
ist. Hierbei wird das zum Speichern der neuen Daten benutzte Spalten-Auswahl-Signal
CD0 aus der Spaltenadresse dekodiert. Dann werden 4 Kb Daten in
Zelleinheiten gespeichert, welche durch die aktivierte Wortleitung
ausgewählt
sind. Hierbei braucht es nicht notwendig sein, die eingegebenen
Daten, die in dem Bitleitungs-Leseverstärker zwischengespeichert werden,
zu lesen und zu verstärken,
da die Spannungshöhe
der eingegebenen Daten groß genug
zum Lesen und Speichern ist. Wie oben beschrieben, wird auch der Schreibvorgang
innerhalb von zwei Zeitabschnitten t0 und t1 durchgeführt.
-
Wie oben bereits erwähnt, besitzt
die Speichervorrichtung einen Kondensator, der als ein Speicherelement
dient, wobei sie zwei Zeitabschnitte zum vollständigen Ausführen eines Daten-Lese- oder Schreibvorgangs
benötigt.
Zuerst werden Daten in der Zelleinheit gelesen und verstärkt, oder
eingegebene Daten in dem ersten Zeitabschnitt t0 gelesen. Im zweiten
Schritt werden die verstärkten
Daten an ein externes Teil ausgegeben, oder die von einem externen
Teil eingegebenen Daten werden in jeder Zelleinheit im zweiten Zeitabschnitt
gespeichert.
-
In einer hochintegrierten Speichervorrichtung
ist die als Datensignal gespeicherte Ladungsmenge relativ gering,
weil die Größe des Kondensators
sehr klein ist. In der Folge kann sich die in dem Kondensator gespeicherte
Ladungsmenge verringern und so die gespeicherten Daten verfälschen, wenn
die in dem Kondensator gespeicherte Ladung nicht regelmäßig verstärkt wird.
Und zwar sollte der Auffrisch- beziehungsweise Refresh-Vorgang einschließlich des
Datenrückspeichervorgangs
regelmäßig ausgeführt werden,
um die Daten der Zelleinheiten nach den Lese- und Schreibvorgängen wie
beschrieben aufrechtzuerhalten.
-
Nachdem bei einer herkömmlichen
Speichervorrichtung auf die Daten nach einem Befehl zugegriffen
worden ist, kann auf die nächsten
Daten nicht sofort zugegriffen werden, da die anfänglich zugegriffenen
Daten wieder in die ursprünglichen
Zelleinheiten zurückgeschrieben
werden sollten.
-
Andererseits verwendet die herkömmliche Speichervorrichtung
einen Bank-Interleaving-Modus beziehungsweise Verschachtelungsmodus
zur Reduzierung der Datenrückspeicherzeit
bei einem Zwischen-Bank-Datenzugriff, das heisst, um dadurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit
der Speichervorrichtung zu erhöhen.
-
Der Zwischen-Bank-Datenzugriff bedeutet, dass
mindestens auf zwei Dateneinheiten in unterschiedlichen Bänken kontinuierlich
und aufeinanderfolgend zugegriffen wird.
-
Bei dem Bank-Interleaving-Modus beziehungsweise
-Verschachtelungsmodus kann die herkömmliche Speichereinrichtung
kontinuierlich Daten an das externe Teil ausgeben, abhängig von
den eingegebenen Befehlen, ohne jegliche zusäztliche Datenzugriffszeit für einen
Rückspeichervorgang.
Auf die nächsten
Daten kann nämlich
in der benachbarten Bank zugegriffen werden, und diese können von ihr
ausgegeben werden, während
die aktuellen Daten in der ursprünglichen
Bank rückgespeichert
werden.
-
4 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm, welches einen Bank-Interleaving-Modus beziehungsweise -Verschachtelungsmodus
der Speichervorrichtung nach 1 darstellt.
-
Wie dargestellt, wird in dem Bank-Interleaving-Modus
beziehungsweise -Verschachtelungsmodus der Speichervorrichtung eine
erste Wortleitung einer ersten Bank, zum Beispiel WL0 von B0, durch einen
ersten Lesebefehl RD0 in einem ersten Zeitabschnitt t0 aktiviert,
und eine erste Dateneinheit D0 abhängig von der ersten aktivierten
Wortleitung WL0 wird in einem zweiten Zeitabschnitt t1 ausgegeben und
rückgespeichert.
Gleichzeitig wird im zweiten Zeitabschnitt t1 ein nächster Lesebefehl
RD1 fortlaufend in eine zweite Bank B1 eingegeben. Und eine zweite
Wortleitung der zweiten Bank, zum Beispiel WL0 von B1, wird aktiviert;
und eine zweite Dateneinheit D1 wird in dem zweiten Zeitabschnitt
abhängig von
der zweiten aktivierten Wortleitung WL0 ausgegeben. So werden in
dem Bank-Interleaving-Modus beziehungsweise
-Verschachtelungsmodus die ersten bis dritten Dateneinheiten D0,
D1 und D2 fortlaufend abhängig
von den fortlaufenden ersten bis dritten Befehlen RD0, RD1 und RD2
ausgegeben.
-
Die Datenzugriffszeit kann wie beschrieben reduziert
werden, wenn die ausgegebenen Daten von der benachbarten Bank durch
den nächsten
in die benachbarte Bank eingegebenen Befehl gelesen und verstärkt werden,
während
die aktuellen Daten in die ursprüngliche
Bank rückgespeichert
werden.
-
Wie oben bereits erwähnt wurde,
ist es jedoch schwierig, den Bank-Interleaving-Modus beziehungsweise
-Verschachtelungsmodus in dem internen Bank-Datenzugriff der herkömmlichen
Speichervorrichtung anzuwenden, und um höhere Datenzugriffszeiten in
der herkömmlichen
Speichervorrichtung zu erhalten. Das bedeutet, dass bei dem internen
Bank-Datenzugriff der herkömmlichen
Speichervorrichtung die herkömmliche
Speichervorrichtung den nächsten
Befehl empfangen sollte, nachdem die aktuellen Daten abhängig vom
aktuellen Befehl ausgegeben und in die ursprüngliche Zelleinheit rückgespeichert
worden sind.
-
Auch wenn die herkömmliche
Speichervorrichtung den Bank-Interleaving-Modus
beziehungsweise -Verschachtelungsmodus benutzen kann, hängt die
Geschwindigkeit des Datenzugriffs in der Speichervorrichtung größtenteils
von einer Daten-Zugriffsstruktur ab, das heißt von dem Zwischen-Bank-Datenzugriff
oder von dem internen Bank-Datenzugriff.
-
Wenn ein System die herkömmliche
Speichervorrichtung benutzt, deren Geschwindigkeit des Datenzugriffs
bedeutend von der Daten-Zugriffsstruktur beeinflusst wird, kann
es zu einigen kritischen Problemen der Betriebszuverlässigkeit
des Systems kommen, weil die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Systems
nicht stabil sein könnte.
-
Deshalb ist es notwendig, eine Speichervorrichtung
zu entwickeln, welche auf die Daten bei hoher Geschwindigkeit zugreifen
kann, wobei sie gegenüber
der Daten-Zugriffsstruktur weniger empfindlich ist.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung eines Speicherbauteils
für einen
Hochgeschwindigkeits-Zugriff zu schaffen, so dass die Daten-Rückspeicherzeit
die Datenzugriffszeit nicht bedeutend beeinflusst.
-
Zusätzlich wird ein Verfahren und
eine Vorrichtung des Speicherbauteils für Hochgeschwindigkeits-Datenzugriff
vorgesehen, ohne Beziehung zu einer Datenzugriffsstruktur über Verwendung
eines Zwischen- oder internen Zellenblock-Interleaving-Modus beziehungsweise -Verschachtelungsmodus,
welcher die Speichervorrichtung mit hoher Geschwindigkeit arbeiten
lässt,
ohne dass eine Reduzierung von Datenzugriffszeit auftritt, wenn
mindestens zwei Datenzugriffe nacheinander in derselben Bank erfolgen.
-
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Speichervorrichtung vorgesehen,
welche Folgendes enthält:
mindestens
zwei Zellblöcke,
die zur Ausgabe von Daten abhängig
von einem Befehl an eine globale Bitleitung angeschlossen sind;
mindestens
eine globale Bitleitungs-Verbindungseinrichtung zum selektiven Verbinden
der globalen Bitleitung mit jedem Zellblock unter der Steuerung
durch einen Steuerblock, wobei eine globale Bitleitungs-Verbindungseinrichtung
zwischen den beiden Zellblöcken
angeordnet ist; und den Steuerblock zur Steuerung der Ausgabe von
in jedem Zellblock gespeicherten Daten auf die globale Bitleitung
und Rückspeichern
der ausgegebenen Daten der globalen Bitleitung in den ursprünglichen
Zellblock oder in einen anderen Zellblock, welcher in Abhängigkeit
davon festgelegt ist, ob Daten abhängig von einem nächsten Befehl
von dem ursprünglichen
Zellblock oder von einem anderen Zellblock ausgegeben werden.
-
Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsform
sieht eine Speichervorrichtung vor, die Folgendes enthält:
eine
Vielzahl von Zellblöcken
, wobei jeder eine Vielzahl von Zelleinheiten, einen ersten lokalen
Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Lesen und Verstärken
von Daten von einer Zelleinheit, und einen zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Lesen und Verstärken
von Daten von einer anderen Zelleinheit aufweist;
einen ersten
globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Zwischenspeichern von von dem ersten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
gelesenen und verstärkten
Daten;
einen zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Zwischenspeichern von von dem zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
gelesenen und verstärkten
Daten;
eine erste globale Bitleitungs-Verbindungseinrichtung
zum von einem ersten Steuersignal abhängigen selektiven Verbinden
entweder des zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblocks
einer ersten Zellblockeinheit mit dem zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
oder des ersten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblocks einer zweiten Zellblockeinheit
mit dem ersten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock;
eine zweite
globale Bitleitungs-Verbindungseinrichtung zum von einem zweiten
Steuersignal abhängigen
selektiven Verbinden entweder des zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblocks
einer dritten Zellblockeinheit mit dem zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
oder des ersten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblocks einer vierten Zellblockeinheit
mit dem ersten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock; und
eine Steuereinrichtung
zur Erzeugung des Steuersignals, um damit einen Speichervorgang
der in dem ersten und dem zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zwischengespeicherten Daten zu steuern.
-
In Übereinstimmung mit einem weiteren
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Speichervorrichtung vorgesehen,
welche Folgendes beinhaltet:
eine Vielzahl von ersten und zweiten
Zellblöcken,
wobei jeder eine Vielzahl von Zelleinheiten, einen ersten lokalen
Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Lesen und Verstärken
von Daten von einer Zelleinheit, und einen zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Lesen und Verstärken
von Daten von einer anderen Zelleinheit aufweist;
einen ersten
globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Zwischenspeichern von von dem ersten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
gelesenen und verstärkten
Daten;
einen zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Zwischenspeichern von von dem zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
gelesenen und verstärkten
Daten; und
eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Rückspeichervorgangs
von auf der ersten und zweiten globalen Bitleitung zwischengespeicherten
Daten.
-
Eine weitere Ausgestaltungsform der
vorliegenden Erfindung sieht eine Speichereinrichtung vor, welche
Folgendes aufweist:
eine Vielzahl von Zellblöcken, wobei
jeder einen lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock zum Lesen und Verstärken von
in einer Vielzahl von Zelleinheiten gespeicherten Daten einschließt und die
Vielzahl von Zelleinheiten aufweist;
einen globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zum Zwischenspeichern von von der Vielzahl von lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblöcken gelesenen
und verstärkten
Daten; und
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Benutzung der
zwischengespeicherten Daten in einem Rückspeichervorgang.
-
In Übereinstimmung mit einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine Speichervorrichtung vorgesehen,
welche Folgendes beinhaltet:
einen Zellbereich mit einer Zahl
N+1 von Zellblockeinheiten, wobei jede eine Zahl M von Wortleitungen abhängig von
einer eingegebenen Zeilenadresse aufweist; und
eine Steuereinrichtung
zum Steuern des Zellbereichs, um dadurch Daten entweder in die erste
Zellblockeinheit oder in eine zweite Zellblockeinheit rückzuspeichern,
auf welche in einer aus der Zahl N+1 der Zellblockeinheiten ausgewählten ersten
Zellblockeinheit zugegriffen wurde.
-
Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform
sieht eine Speichervorrichtung vor mit:
einem Zellbereich mit
einer Zahl N+1 von Zellblockeinheiten,
einer vorher festgelegten
Zellblocktabelle zum Speichern von Information, wobei mindestens
mehr als eine Wortleitung unter der Zahl (N+1) X M von Wortleitungen
als eine vorher festgelegte Wortleitung zum Rückspeichern durch Verwendung
der Information bestimmt wird;
einem Markierungsblock zum Lesen
einer eingegebenen logischen Zellblockadresse zur Kennzeichnung
einer Zellblockeinheit, auf welche zugegriffen werden soll, um die
eingegebene logische Zellblockadresse in eine physikalische Zellblockadresse
zur Bestimmung einer rückzuspeichernden
Zellblockeinheit zu konvertieren; und
eine Steuereinrichtung
zur Steuerung des Markierungsblocks und der vorher festgelegten
Zellblocktabelle zur Aktivierung einer Wortleitung der Zellblockeinheit,
welche durch die physikalische Zellblockadresse ausgewählt ist.
-
In Übereinstimmung mit einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist eine Speichervorrichtung vorgesehen, welche Folgendes beinhaltet:
einen
Zellbereich mit einer Zahl N+1 von Zellblockeinheiten, die eine
Zahl N der Zellblockeinheiten, welche individuell eine Zahl M von
Wortleitungen abhängig
von einer eingegebenen Zeilenadresse aufweisen, und eine zusätzliche
Zellblockeinheit mit einer Zahl M der Wortleitungen hinzufügen;
eine
Datenzugriff-Steuereinrichtung zur Steuerung des Vorgangs, dass
Daten, auf die in einer ersten von den N+1 Zellblockeinheiten ausgewählten Zellblockeinheit
zugegriffen wurde, entweder in die erste Zellblockeinheit oder in
eine zweite Zellblockeinheit rückgespeichert
werden; und
eine Befehls-Steuereinrichtung zur Steuerung eines Vorgangs,
dass eine Zellblockadresse abhängig
von einem in einem nächsten
aktiven Zeitabschnitt befindlichen zweiten Befehl umgewandelt wird,
und eine Bitleitung abhängig
von einem ersten Befehl vorgeladen wird, während auf Daten abhängig von
dem ersten vorliegenden aktiven Befehl zugegriffen wird.
-
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
sieht ein Verfahren zum Betrieb einer Speichervorrichtung vor, die
erste und zweite Zellblöcke
mit einer Anzahl von Zelleinheiten aufweist, welches die folgenden
Verfahrensschritte beinhaltet:
- (A) Lesen und
Verstärken
von ersten Daten in dem ersten Zellblock;
- (B) Rückspeichern
der ersten Daten in den zweiten Zellblock; und
- (C) Lesen und Verstärken
von zweiten Daten in der ersten Block einheit, wobei die Verfahrensschritte
(B) und (C) in einem im Wesentlichen simultanen Zeitabschnitt ausgeführt werden.
-
In Übereinstimmung mit einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer Speichervorrichtung
vorgesehen, die eine Zahl N+1 von Zellblockeinheiten aufweist, welche
eine Zahl N von Zellblockeinheiten und eine zusätzliche Zellblockeinheit addieren,
wobei beide individuell einer eingegebenen Zeilenadresse entsprechen
und eine Anzahl von M Wortleitungen beinhalten, und wobei N und
M positive Integer-Zahlen sind, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte
aufweist:
- (A) Lesen und Verstärken von
ersten Daten in der ersten Zellblockeinheit, die unter der Anzahl
von N+1 Zellblockeinheiten ausgewählt ist;
- (B) Rückspeichern
der ersten Daten in eine zweite Zellblockeinheit, die unter der
Anzahl von N+1 Zellblockeinheiten ausgewählt ist; und
- (C) Lesen und Verstärken
von zweiten Daten in der ersten Zellblockeinheit, wobei die Verfahrensschritte
(B) und (C) in einem im Wesentlichen simultanen Zeitabschnitt ausgeführt werden.
-
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
sieht 67. ein Verfahren zum Betrieb einer Speichervorrichtung vor,
die eine Zahl N+1 von Zellblockeinheiten beinhaltet, welche eine
Zahl N von Zellblockeinheiten und eine zusätzliche Zellblockeinheit addieren,
wobei beide einer eingegebenen Zeilenadresse entsprechen und eine
Anzahl von M Wortleitungen beinhalten, und wobei N und M positive
Integer-Zahlen sind, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte
aufweist:
- (A) Aktivieren einer ersten Wortleitung
einer ersten Zellblockeinheit, die unter der Anzahl von N+1 Zellblockeinheiten
ausgewählt
ist;
- (B) Lesen und Verstärken
einer Anzahl K von Daten abhängig
von der ersten Wortleitung;
- (C) Verschieben der Anzahl K von gelesenen und verstärkten Daten
abhängig
von der ersten Wortleitung zu der anderen Zellblockeinheit, welche eine
vorher festgelegte Wortleitung abhängig von der ersten Wortleitung
und ein Rückspeichern
davon einschließt;
- (D) Aktivieren einer zweiten Wortleitung der ersten Zellblockeinheit;
- (E) Lesen und Verstärken
einer Anzahl K von Daten abhängig
von der zweiten Wortleitung, wobei die Verfahrensschritte (C) und
(E) in einem im Wesentlichen simultanen Zeitabschnitt ausgeführt werden.
-
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
sieht ein Verfahren zum Betrieb einer Speichervorrichtung vor, die
einen Zellbereich mit einer Zahl N+1 von Zellblockeinheiten enthält, welche eine
Zahl N von Zellblockeinheiten und eine zusätzliche Zellblockeinheit mit
einer Zahl M der Wortleitungen addieren, wobei beide einer eingegebenen
Zeilenadresse entsprechen und eine Anzahl von M Wortleitungen aufweisen,
und wobei N und M positive Integer-Zahlen sind, wobei das Verfahren
folgende Verfahrensschritte aufweist:
- (A) Lesen
von Daten mittels einer logischen Zellenblockadresse zur Auswahl
einer Anzahl N von logischen Zellblockeinheiten durch Empfangen der
Zeilenadresse und mittels einer lokalen Adresse zur Auswahl einer
unter der Anzahl M von Wortleitungen, die sich in der ausgewählten Zellblockeinheit
befinden;
- (B) Umwandeln der logischen Zellblockadresse in eine physikalische
Zellblockadresse zur Auswahl einer unter der Anzahl N+1 der physikalischen Zellblockadressen;
- (C) Aktivieren einer ersten Wortleitung abhängig von der lokalen Adresse
in einer ersten Zellblockeinheit, die abhängig von der umgewandelten physikalischen
Zellblockadresse ausgewählt
ist;
- (D) Lesen und Verstärken
der Daten abhängig von
der ersten Wortleitung;
- (E) Verschieben der ersten Daten zu einer zweiten Zellblockeinheit,
von welcher eine vorher festgelegte Wortleitung abhängig von
der ersten Wortleitung bestimmt ist;
- (F) Aktivieren einer zweiten Wortleitung der ersten Zellblockeinheit
abhängig
von der lokalen Adresse, die für
einen nächsten
Befehl eingegeben ist; und
- (G) Lesen und Verstärken
von zweiten Daten abhängig
von der zweiten Wortleitung, wobei die Verfahrensschritte (E) und (G)
in einem im Wesentlichen simultanen Zeitabschnitt ausgeführt werden.
-
In Übereinstimmung mit einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betriebe einer
Speichervorrichtung vorgesehen, die einen Zellbereich mit einer
Anzahl N+1 von Zellblockeinheiten aufweist, welche eine Anzahl N
von Zellblockeinheiten und eine zusätzliche Zellblockeinheit addieren,
wobei beide individuell einer eingegebenen logischen Zellblockadresse
entsprechen und eine Anzahl M von Wortleitungen aufweisen, wobei
N und M positive Integer-Zahlen sind, wobei das Verfahren folgende
Verfahrensschritte aufweist:
- (A) Empfangen
einer ersten logischen Zellblockadresse abhängig von einem ersten Befehl
und Umwandeln dieser in eine erste physikalische Zellblockadresse
zur Auswahl einer unter der Anzahl N+1 der physikalischen Zellblockadressen;
- (B) Lesen und Verstärken
von ersten Daten in einer ersten Zellblockeinheit abhängig von
der ersten physikalischen Zellblockadresse;
- (C) Verschieben der ersten Daten und Zwischenspeichern derselben;
- (D) Vorladen der ersten gelesenen und verstärkten Daten in die erste Zellblockeinheit;
- (E) Umwandeln in eine zweite physikalische Zellblockadresse
nach Erhalt einer zweiten logischen Zellblockadresse abhängig von
einem zweiten Befehl;
- (F) Verschieben der ersten zwischengespeicherten Daten zu der
zweiten Zellblockeinheit, die aus der Anzahl N+1 der Zellblockeinheiten
ausgewählt
ist, und Rückspeichern
derselben; und
- (G) Lesen und Verstärken
der zweiten Daten in der zweiten Zellblockeinheit abhängig von
der zweiten physikalischen Blockadresse, wobei die Verfahrensschritte
(F) und (G) in einem im Wesentlichen simultanen Zeitabschnitt ausgeführt werden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die obigen und weiteren Gegenstände und Eigenschaften
der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
anhand der beigefügten
Zeichnungen offenbar. Hierbei zeigt:
-
1 ein
Blockdiagramm einer herkömmlichen
Speichervorrichtung;
-
2 einen
schematischen Schaltplan mit einem Bitleitungs-Leseverstärkerblock
und einer Zellblockeinheit gemäß 1;
-
3 und 4 Zeitablaufdiagramme, die
Datenzugriffsvorgänge
der herkömmlichen
Speichervorrichtung nach 1 zeigen;
-
5 ein
Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
darstellt;
-
6 ein
Blockdiagramm eines Segments einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbleiterspeichervorrichtung;
-
7 ein
Blockdiagramm eines Segments in der Halbleiterspeichervorrichtung
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
8 und 9 Zeitablaufdiagramme zur
Veranschaulichung des Betriebs der Halbleiterspeichervorrichtung
in Abhängigkeit
von einem Datenzugriffsmuster;
-
10 ein
Blockdiagramm eines Segments in der Halbleiterspeichervorrichtung
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
11 einen
schematischen Schaltplan eines Zellbereichs gemäß 10;
-
12 einen
schematischen Schaltplan eines Zellblocks des Zellbereichs gemäß 11;
-
13A bis 13D Diagramme zur Erläuterung
des Betriebs des Zellbereichs gemäß 11;
-
14 ein
Blockdiagramm eines Segments in der Halbleiterspeichervorrichtung
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
15 einen
schematischen Schaltplan eines Zellblocks der Bank gemäß 14;
-
16 ein
Blockdiagramm eines Segments in der Halbleiterspeichervorrichtung
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
17 ein
Zeitablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs der Speichervorrichtung
gemäß 16;
-
18 ein
Blockdiagramm eines Segments in der erfinderischen Speichervorrichtung
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
19 ein
beispielhaftes Blockdiagramm einer vorher festgelegten Zellblocktabelle
gemäß 18;
-
20 ein
beispielhaftes Blockdiagramm eines Markierungsblocks gemäß 18;
-
21 ein
Blockdiagramm eines Teils eines Steuerblocks gemäß 18;
-
22 und 23 Diagramme zur detaillierten Erläuterung
des Markierungsblocks gemäß 20;
-
24 ein
Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der Speichervorrichtung
gemäß 18;
-
25 ein
Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der Speichervorrichtung,
die den Markierungsblock gemäß 18 verwendet;
-
26 ein
Blockdiagramm einer Halbleiterspeichervorrichtung einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsform;
-
27 ein
Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung
eines Interleaving-Modus zwischen Zellblöcken in der Speichervorrichtung
gemäß 26;
-
28 ein
Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung
des Betriebs der Speichervorrichtung gemäß 26 in einem Lesemodus;
-
29 ein
Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung
des Betriebs der Speichervorrichtung gemäß 26 in einem Schreibmodus;
-
30 eine
Signal-Simulation des Betriebs der Speichervorrichtung gemäß 26 im Lesemodus;
-
31 einen
schematischen Schaltplan einer Schaltung zur Erzeugung von Signalen
zur Verwendung für
eine globale Bitleitungs-Verbindungseinrichtung gemäß 24;
-
32 ein
Zeitablaufdiagramm des Betriebs der Speichervorrichtung abhängig von
den erzeugten Signalen der Schaltung gemäß 31;
-
33 ein
Blockdiagramm eines einer Speichervorrichtung mit einer reduzierten
Zeilen-Zykluszeit;
-
34 ein
Blockdiagramm der Speichervorrichtung gemäß 33 im Detail;
-
35 ein
Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung
des Betriebs der Speichervorrichtung gemäß 34 abhängig von fortlaufenden eingegebenen Lesebefehlen;
und
-
36 ein
Zeitablaufdiagramm des Betriebs der Speichervorrichtung gemäß 34 im Vergleich zu der
Speichervorrichtung gemäß 18.
-
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
-
Nachfolgend wird eine erfindungsgemäße Halbleiterspeichervorrichtung
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen detailliert beschrieben.
-
Mit Bezug auf 5 wird ein Blockdiagramm gezeigt, das
eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
darstellt.
-
Wie gezeigt, beinhaltet die Halbleiterspeichervorrichtung
eine Vielzahl von Bänken.
Jede Bank hat mindestens ein Segment 510A bis 510D und
einen Eingangs/Ausgangs-(I/O)-Leseverstärkerblock 590. Das
Segment, zum Beispiel 510A, weist einen Zellbereich 520,
einen Steuerblock 580, einen Zeilenadressdekoder 560 und
einen Spaltenadressdekoder 565 auf. Da die Zeilen- und
Spaltenadressdekoder 560 und 565 denen der herkömmlichen
Speichervorrichtung gemäß 1 ähnlich sind, erfolgen hier
keine detaillierten Beschreibungen des Betriebs des Zeilen- und
Spaltenadressdekoders 560 und 565 aus Gründen der Übersichtlichkeit.
-
Mit Bezug auf 6 beinhaltet der Zellbereich 520 mindestens
zwei Zellblöcke,
zum Beispiel 610 und 620, und mindestens eine
globale Bitleitungs-Verbindungseinheit, zum Beispiel 550.
Der Zellblock, zum Beispiel 610, gibt Daten unter Verwendung
einer globalen Bitleitung 505 abhängig von einem Befehl aus.
Die globale Bitleitungs-Verbindungseinheit 550 ist zwischen
den zwei Zellblöcken, zum
Beispiel 610 und 620, angeordnet und dient zum selektiven
Verbinden der globalen Bitleitung 505 mit jedem Zellblock,
zum Beispiel 610 oder 620. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
wird im Folgenden der Zeilenadressdekoder und der Spaltenadressdekoder,
die identisch zu den in 5 gezeigten
sind, in dieser Segmentausführung
nicht beschrieben.
-
Die Speichervorrichtung kann einen „internen
Zellblock-Interleaving-Modus" unterstützen. Im Folgenden
wird der interne Zellblock-Interleaving-Modus als ein Vorgang definiert,
der besagt, dass während
der Rückspeicherung
aktueller Daten abhängig
von einem aktuellen Befehl in den ursprünglichen Zellblock oder in
einen anderen Zellblock die darauf folgenden Daten abhängig von
einem nächsten
Befehl gleichzeitig von demselben Zellblock ausgegeben werden.
-
Zur Implementierung des internen
Zellblock-Interleaving-Modus
steuert der Steuerblock 580 den Zellbereich dergestalt,
dass erste Daten in den ursprünglichen
Zellblock, zum Beispiel 610, rückgespeichert werden und zweite
Daten gleichzeitig von demselben Zellblock, zum Beispiel 610,
abhängig
von einem nächsten
Befehl ausgegeben werden, nachdem der erste Zellblock, zum Beispiel 610, die
ersten Daten auf die globale Bitleitung 505 abhängig von
einem Befehl ausgibt.
-
Im Detail weist ein erster Zellblock 610 ein erstes
Zellarray 616, eine erste lokale Leseverstärkereinheit 612A und
eine erste lokale Leseverstärker-Verbindungseinheit 614A auf.
Der erste Zellblock beinhaltet außerdem eine zweite lokale Leseverstärkereinheit 612B und
eine zweite lokale Leseverstärker-Verbindungseinheit 614B.
-
Das erste Zellarray 616 besitzt
eine Vielzahl von Zelleinheiten und ist an die erste und die zweite lokale
Leseverstärkereinheit 612A und 612B über die erste
und zweite lokale Leseverstärker-Verbindungseinheit 614A und 614B angeschlossen.
Der erste lokale Leseverstärkerblock 612A verstärkt erste
Daten, die vom ersten Zellarray 616 stammen, und gibt sie auf
die globale Bitleitung 505 aus. Die erste lokale Leseverstärker-Verbindungseinheit 614A dient
zum selektiven Verbinden des ersten Zellarrays 616 mit dem
ersten lokalen Leseverstärkerblock 612A.
Sobald die ersten Daten von dem ersten Zellarray 616 der
ersten lokalen Leseverstärkereinheit 612A zur Verfügung gestellt
worden sind, wird das erste Zellarray 616 von dem ersten
lokalen Leseverstärkerblock 612A durch
die erste lokale Leseverstärker-Verbindungseinheit 614A getrennt.
-
Nachdem die ersten Daten auf den
Eingangs-/Ausgangs-Leseverstärkerblock 590 übertragen
worden sind, sollten die ersten Daten rückgespeichert werden. Somit
verbindet die globale Bitleitungs-Verbindungseinheit 550 die
globale Bitleitung 505 mit der zweiten lokalen Leseverstärkereinheit 612B.
Dann werden die ersten Daten von der zweiten lokalen Leseverstärkereinheit 612B verstärkt; und die
verstärkten
ersten Daten werden in die ursprünglichen
Zellen rückgespeichert.
Gleichzeitig können zweite
Daten abhängig
vom nächsten
Befehl von dem gleichen Zellarray 616 oder einem anderen
Zellarray, zum Beispiel 626, ausgegeben werden, nachdem
sie von der lokalen Leseverstärkereinheit,
zum Beispiel 612A oder 622A verstärkt worden
sind.
-
Somit hängt eine Datenzugriffszeit
der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
nicht davon ab, ob auf die ersten oder zweiten Daten in den gleichen Zellblöcken oder
jeden verschiedenen Zellblock bei dem internen Zellblock-Interleaving-Modus
zugegriffen wird. Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung kann
nämlich
eine stabile Verarbeitungsgeschwindigkeit garantieren, ohne dass
eine Abhängigkeit
von einem Datenzugriffsmuster vorliegt.
-
7 zeigt
ein Blockdiagramm eines Segments in der Halbleiterspeichervorrichtung
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
-
Wie dargestellt, weist das Segment
der Halbleiterspeichervorrichtung einen ersten Zellblock 710, einen
zweiten Zellblock 720, eine Verbindungseinheit 790 und
einen Steuerblock auf. Und das Segment enthält weiterhin eine Zwischenspeichereinheit 770, und
der Zellbereich ist an einen Steuerblock 780 angeschlossen,
der dem Steuerblock nach 6 ähnlich ist.
-
Der erste und der zweite Zellblock 710 und 720 beinhalten
beide eine Vielzahl von Zelleinheiten und eine lokale Leseverstärkereinheit 712 oder 722. Die
Verbindungseinheit 790 wird zum selektiven Verbinden oder
Trennen wechselweise des ersten und zweiten Zellblocks 710 und 720 mit
oder von einer globalen Bitleitung 705 benutzt. Die Zwischenspeichereinheit 770 speichert
zeitweilig Daten, die von der globalen Bitleitung 705 stammen.
Der Steuerblock 780 unterstützt einen internen Zellblock-Interleaving-Modus.
-
Zur Unterstützung des internen Zellblock-Interleaving-Modus
steuert der Steuerblock 780 den Zellbereich, dergestalt,
dass erste Daten von dem ersten Zellblock 710 in den anderen
Zellblock, zum Beispiel 720, rückgespeichert werden, und zweite Daten
gleichzeitig von demselben Zellblock, zum Beispiel 710,
abhängig
von einem nächsten
Befehl ausgegeben werden, nachdem ein erster Zellblock, zum Beispiel 710,
erste Daten auf die globale Bitleitung 705 abhängig von
einem Befehl ausgegeben hat.
-
Wenn auf die zweiten Daten abhängig vom nächsten Befehl
in der Folge im ersten Zellblock 710 zugegriffen wird,
nachdem auf die ersten Daten abhängig
von dem aktuellen Befehl in demselben Zellblock zugegriffen worden
ist, werden im Detail die ersten Daten nicht in den ursprünglichen
Zellblock 710, sondern in den zweiten Zellblock 720 rückgespeichert,.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Zwischenspeichereinheit 770 dazu
verwendet, die ersten Daten von der globalen Bitleitung 705 zwischenzuspeichern.
-
Und zwar verbindet die Verbindungseinheit 790 als
erstes den ersten Zellblock 710 mit der globalen Bitleitung 705 zur
Ausgabe der ersten Daten. Die ersten Daten werden auf einen externen
Schaltkreis ausgegeben und in der Zwischenspeichereinheit 770 zwischengespeichert.
Dann verbindet die Verbindungseinheit 790 den zweiten Zellblock 720 mit
der globalen Bitleitung 705 zum Rückspeichern der zwischengespeicherten
ersten Daten, während
auf die zweiten Daten von der lokalen Leseverstärkereinheit 712 des
ersten Zellblocks 710 zugegriffen wird und diese verstärkt werden.
-
Wenn auf die zweiten Daten zugegriffen
wird und diese vom zweiten Zellblock ausgegeben werden, werden die
zwischengespeicherten ersten Daten in den ursprünglichen Zellblock 710 rückgespeichert,
während
die zweiten Daten für
den zweiten Zellblock 720 von der lokalen Leseverstärkereinheit 722 des
zweiten Zellblocks 720 verstärkt werden.
-
Somit hängt die Datenzugriffszeit der
erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
nicht davon ab, ob die ersten und zweiten Daten von dem gleichen oder
einem anderen Zellblock ausgegeben werden. Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung
kann nämlich
eine stabile Verarbeitungsgeschwindigkeit garantieren, die weniger
empfindlich einem Datenzugriffsmuster gegenüber ist.
-
Die 8 und 9 stellen Zeitablaufdiagramme
zur Veranschaulichung des Betriebs der Halbleiterspeichervorrichtung
in Abhängigkeit
von einem Datenzugriffsmuster dar.
-
Hierbei wird, wie in 7 bis 9 gezeigt,
der Betrieb der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung erläutert. Zuerst
wird in 8 der Betrieb
der Speichervorrichtung bei einem internen Zellblock-Datenzugriff
gezeigt.
-
Wie mit hintereinander folgenden
eingebenen Befehlen CD0 bis CD2 beispielsweise dargestellt, werden
die ersten Daten im ersten Zellblock 710 in einem ersten
Zeitabschnitt t0 gelesen und verstärkt. Hierbei werden die ersten
Daten in einem zweiten Zeitabschnitt t1 in den zweiten Zellblock rückgespeichert
und die zweiten Daten in dem gleichen ersten Zellblock 710 gelesen
und verstärkt.
-
Hierbei werden in einem dritten Zeitabschnitt t2
die zweiten Daten in den zweiten Zellblock 720 rückgespeichert
und die dritten Daten in dem gleichen ersten Zellblock 710 gelesen
und verstärkt.
Und dann werden in dem vierten Zeitabschnitt t3 die dritten Daten
in den zweiten Zellblock 720 rückgespeichert.
-
Nachdem die ersten Daten vom lokalen
Leseverstärker 712,
der sich im ersten Zellblock 710 befindet, gelesen und
verstärkt
worden sind, werden die im Zwischenspeicherblock 770 zwischengespeicherten
Daten zum zweiten Zellblock 720 für eine erste Daten-Rückspeicherzeit
verschoben.
-
Der Datenaustausch zwischen dem Zwischenspeicherblock 770 und
dem ersten oder dem zweiten Zellblock 710 oder 720 erfolgt
unter Verwendung der globalen Bitleitung 705. Die globale
Bitleitung 705 wird selektiv mittels der Verbindungseinheit 790 mit
dem ersten und dem zweiten Zellblock 710 und 720 verbunden.
-
Bei einem Datenzugriff zwischen Zellblöcken, den 9 darstellt, wird auf die
zweiten Daten in dem zweiten Zellblock 720 zugegriffen,
nachdem auf die ersten Daten in dem ersten Zellblock 710 zugegriffen
worden ist.
-
Wenn die ersten bis dritten Daten
in dem ersten und zweiten Zellblock 710 und 720 wechselweise abhängig von
fortlaufenden eingegebenen Befehlen CD0 bis CD2 abgerufen werden,
werden die ersten Daten in dem ersten Zellblock 710 in
einem ersten Zeitabschnitt t0 gelesen und verstärkt; und dann werden die ersten
Daten in den ersten Zellblock 710 in einem zweiten Zeitabschnitt
t1 rückgespeichert
und gleichzeitig werden die zweiten Daten in dem zweiten Zellblock 720 gelesen
und verstärkt.
-
Darauf werden in einem dritten Zeitabschnitt t2
die zweiten Daten in den zweiten Zellblock 720 rückgespeichert;
und gleichzeitig werden die dritten Daten in dem ersten Zellblock 710 gelesen
und verstärkt.
Danach werden die dritten Daten in dem vierten Zeitabschnitt t3
in den ersten Zellblock 710 rückgespeichert.
-
Zum Beispiel werden die in dem Zwischenspeicherblock 770 zwischengespeicherten
ersten Daten, nachdem die ersten Daten gelesen und verstärkt worden
sind, in den ersten oder den zweiten Zellblock 710 oder 720 in
der Datenrückspeicherzeit verschoben.
Wenn die Daten nämlich
wechselweise von dem ersten und dem zweiten Zellblock 710 und 720 beim
Zwischen-Zellblock-Datenzugriff
aufgerufen werden, wird ein Zwischen-Zellblock-Interleaving-Modus derart ausgeführt, dass
weitere Daten bei einem nächsten
Befehl gelesen und verstärkt werden,
während
in dem Zwischenspeicherblock 770 zwischengespeicherte erste
Daten in den ursprünglichen
Zellblock rückgespeichert
werden.
-
Für
den Fall, dass ein eingegebener Befehl der Lesebefehl ist, werden
die in dem Zwischenspeicherblock 770 zwischengespeicherten
Daten an das externe Teil ausgegeben; andernfalls in einem Schreibmodus
werden die von dem externen Teil eingegebenen Daten durch die zwischengespeicherten Daten
ersetzt.
-
Da in der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
der Datenzugriffsvorgang und der Rückspeichervorgang gleichzeitig
in der gleichen Zeilenzykluszeit ausgeführt werden, kann die Datenzugriffszeit sehr
stark reduziert werden.
-
10 zeigt
ein Blockdiagramm, welches ein Segment in einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
darstellt.
-
Wie dargestellt, enthält das Segment
der Speichervorrichtung N+1 Zellblockeinheiten, zum Beispiel 1010 bis 1050,
N/2+1 globale Bitleitungs-Verbindungseinheiten, zum Beispiel 1090A bis 1090C,
erste und zweite Bitleitungs-Leseverstärkereinheiten 1075A und 1075B und
einen Steuerblock 1080.
-
Jede Zellblockeinheit, zum Beispiel 1010, beinhaltet
ein Zellarray 1016 mit einer Vielzahl von Zelleinheiten,
einen ersten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock, zum Beispiel 1012A,
und einen zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock, zum Beispiel 1012B.
Die erste globale Bitleitungs-Leseverstärkereinheit 1075A dient
zum Zwischenspeichern von Daten, die durch den ersten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock,
zum Beispiel 1012A, enthalten in jeder Zellblockeinheit
gelesen und verstärkt worden
sind. Die zweite globale Bitleitungs-Leseverstärkereinheit 1075B wird
zum Zwischenspeichern von Daten verwendet, die durch den zweiten
lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock,
zum Beispiel 1012B, enthalten in jeder Zellblockeinheit
gelesen und verstärkt
worden sind. Jede globale Bitleitungs-Verbindungseinheit, zum Beispiel 1090A,
dient zum selektiven Verbinden der globalen Bitleitung 1005 mit
dem zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock, zum Beispiel 1212B,
einer Zellblockeinheit, zum Beispiel 1010, und dem ersten
lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock,
zum Beispiel 1022A, der anderen Zellblockeinheit, zum Beispiel 1020.
Der Steuerblock 1080 wird zur Steuerung von Ein- und Ausgabevorgängen von
Daten verwendet, die von jeder Zellblockeinheit ausgegeben werden,
sowie zur Steuerung von Rückspeichervorgängen der
ausgegebenen Daten in die ursprüngliche
Zelleinheit oder in eine andere Zelleinheit.
-
Der Steuerblock 1080 unterstützt den
Betrieb so, dass beim internen Zellblock-Datenzugriff die ersten
Daten nicht in die erste Zellblockeinheit 1010, sondern
in eine andere Zellblockeinheit, zum Beispiel 1050, rückgespeichert
werden, während
auf die zweiten Daten in der ersten Zellblockeinheit 1010 zugegriffen
wird.
-
Zusätzlich unterstützt der
Steuerblock 1080 den Betrieb so, dass beim Zwischen-Zellblock-Datenzugriff
die ersten Daten in die erste Zellblockeinheit rückgespeichert werden, während auf
die zweiten Daten in einer anderen Zellblockeinheit, zum Beispiel 1020,
zugegriffen wird.
-
11 zeigt
einen schematischen Schaltplan des Zellbereichs 1020, der
in 10 dargestellt ist.
-
Wie gezeigt beinhaltet der Zellbereich 1020 der
Speichervorrichtung die ersten bis fünften Zellblöcke 1180A bis 1180E,
wobei jeder eine Vielzahl von Zelleinheiten aufweist, sowie den
ersten und den zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 1075A und 1075B,
die mit jeder Zellblockeinheit unter Verwendung der globalen Bitleitung 1005 gekoppelt
sind.
-
Jede der ersten und zweiten globalen
Bitleitungs-Leseverstärkereinheiten 1075A und 1075B besitzt
eine Vielzahl der globalen Bitleitungs-Leseverstärker GSA. Der globale Bitleitungs-Leseverstärker 1170A,
der in der globalen Bitleitungs-Leseverstärkereinheit 1075A enthalten
ist, ist mit dem globalen Bitleitungs-Leseverstärker 1170B, der in
der globalen Bitleitungs-Leseverstärkereinheit 1075B enthalten
ist, unter Verwendung des ersten Bitleitungspaares GBL0 und /GBL0
gekoppelt. Die von der ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkereinheit 1075A und 1075B verstärkten Daten
werden durch Benutzung der globalen Leseverstärkerleitungen 1105A und 1105B ausgegeben.
-
Der globale Bitleitungs-Leseverstärker GSA führt eine
Zwischenspeicherung und Verstärkung
der Daten durch, die von dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärker LSA
stammen. Die Konfiguration des globalen Bitleitungs-Leseverstärkers GSA
kann identisch mit der des globalen Bitleitungs-Leseverstärkers GSB
sein.
-
Die globale Bitleitungs-Verbindungseinheit, zum
Beispiel 1090A, verbindet die globale Bitleitung 1005 mit
den beiden benachbarten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkern, zum
Beispiel 1012B und 1022B. Jede der globalen Bitleitungs-Verbindungseinheiten,
zum Beispiel 1090A, ist zwischen zwei Zellblockeinheiten 1010 und 1020 angeordnet.
Es sind drei globale Bitleitungs-Verbindungseinheiten vorgesehen,
wenn die Anzahl der Zellblockeinheiten fünf beträgt, wie in 11 gezeigt. Wenn die Anzahl dieser neun
beträgt,
sind fünf
globale Bitleitungs-Verbindungseinheiten
vorgesehen.
-
Wie oben erwähnt, beinhaltet jede Zellblockeinheit,
zum Beispiel 1010, die Zellarrayeinheit, zum Beispiel 1016,
und den ersten und zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärker, zum
Beispiel 1012A und 1012B. Der erste und zweite
lokale Bitleitungs-Leseverstärker,
zum Beispiel 1012A und 1012B, weist jeweils eine
Vielzahl von den Bitleitungs-Leseverstärkern auf. Jeder erste lokale
Bitleitungs-Leseverstärker,
zum Beispiel 1012A, ist mit der globalen Bitleitung 1005 über einen
Schalttransistor A verbunden.
-
Der erste bis fünfte Zellblockeinheit-Steuerblock 1180A bis 1180E gibt
jeweils ein Ausgabesignal, zum Beispiel GBIS12 oder GBIS34, zum
selektiven Verbinden des lokalen Bitleitungs-Leseverstärkers LSA,
zum Beispiel 1012A oder 1012B, der in einer jeden
Zellblockeinheit, zum Beispiel 1010, enthalten ist, mit
der globalen Bitleitung 1005 mittels der globalen Bitleitungs-Verbindungseinheit,
zum Beispiel 1090A, 1090B, 1090C.
-
Durch die globale Bitleitung 1005,
die mit dem ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärker 1170A und 1170B verbunden
ist, werden in dem ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 1170A und 1170B zwischengespeicherte
Daten an das externen Teil ausgegeben, oder von dem externen Teil
eingegebene Daten an den ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 1170A und 1170B geliefert.
-
12 zeigt
einen schematischen Schaltplan einer Teilschaltung der Zellblockeinheit
des in 11 dargestellten
Zellbereichs.
-
Jede in jeweils zwei Zellblöcken, zum
Beispiel 1010, eingeschlossene Zellbereichseinheit, zum
Beispiel 1016, beinhaltet eine Vielzahl der Wortleitungen
WL0, WL1, ... und WLN, eine Vielzahl von Bitleitungspaaren, zum
Beispiel BL0 und /BL0, ..., BLN und /BLN, und eine Vielzahl von
Zelleinheiten. Hierin weist die Zelleinheit einen Kondensator und
einen MOS-Transistor auf, welche entsprechend an jede Wortleitung
und an jedes Bitleitungspaar angeschlossen sind.
-
Wie gezeigt, besitzt der zweite lokale
Bitleitungs-Leseverstärkerblock 1012B der
ersten Zellblockeinheit 1010 einen Bitleitungs-Leseverstärker 1230B,
einen Vorladungsblock 1210B, einen Bitleitungs-Leseverstärker-Verbindungsblock 1040B und einen
Ausgleichblock 1220B. Da diese Blöcke 1210B, 1220B, 1040B und 1230B identisch
mit denen in 2 sind,
werden aus Übersichtlichkeitsgründen detaillierte
Beschreibungen ausgelassen. Im Besonderen jedoch ist der erste mit
einem Zellbereich verbundene lokale Bitleitungs-Leseverstärker LSA
zum Verhindern von Datenkollision in jeder der globalen Bitleitungspaare
GBL0 und /GBL0 an einen des globalen Bitleitungs-Leseverstärkerpaars GSA gekoppelt, und
der zweite lokale Bitleitungs-Leseverstärker, der mit demselben Zellbereich
in Verbindung steht, ist an den anderen des globalen Bitleitungs-Leseverstärkerpaars
GSA gekoppelt.
-
Durch die Steuerung mittels des Zellblockcontrollers,
zum Beispiel 1180A, wird jeder Bitleitungs-Leseverstärker, zum Beispiel 1012A und 1012B,
der Zellblockeinheit, zum Beispiel 1010, selektiv mit der
globalen Bitleitung 1005 oder der globalen Bitleitungs-Verbindungseinheit,
zum Beispiel 1090A, verbunden.
-
Die 13A bis 13D stellen Diagramme zur Erläuterung
dar, wie auf die Daten in dem Zellblock zugegriffen wird, und wie
diese zugegriffenen Daten an einen globalen Leseverstärkerblock
ausgegeben werden.
-
Die 13A bis 13D beschreiben die Datenübertragung
zwischen dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärker LSA und dem globalen Bitleitungs-Leseverstärker GSA.
Insbesondere werden jeweils zwei Datensätze von dem ersten und zweiten
lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
individuell an die globalen Bitleitungs-Leseverstärker 1170A und 1170B über das
globale Bitleitungspaar GBL0 und /GBL0 übertragen.
-
Nachstehend wird die in 10 dargestellte Speichervorrichtung
mit Bezug auf die 10 bis 12 und 13A bis 13D im
Detail beschrieben.
-
Mit Bezug auf die 13A und 13C wird
das Lesen von Daten, die in einer Zellblockeinheit, zum Beispiel 1020 und 1040 gespeichert
sind, in einem Lesemodus erläutert.
Nachdem der Befehl in die Speichervorrichtung eingegeben worden
ist, werden die in der Zellblockeinheit, zum Beispiel 1020,
gespeicherten Daten durch die eingegebene Adresse abhängig von
dem Befehl ausgewählt.
Dann werden die ausgewählten
Daten von zwei mit den Zelleinheiten verbundenen lokalen Bitleitungs-Leseverstärkern, zum
Beispiel 1320A und 1320B, gelesen und verstärkt. Die
gelesenen und verstärkten
Daten werden verschoben und dabei in den globalen Bitleitungs-Leseverstärkern 1170A und 1170B zwischengespeichert
(wie mit einer verstärkt
gezeichneten Linie in den 13A bis 13C deutlich gemacht).
-
Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird in den 13A bis 13D eine Ein-Bit-Datenübertragung beschrieben.
Es können
jedoch mehrere Bit Daten, zum Beispiel 4 Kb Daten, abhängig von
einer aktivierten Wortleitung, zum Beispiel WL0, zur gleichen Zeit ausgegeben
werden.
-
Mit Bezug auf die 13B und 13D wird
das Schreiben von Daten in einen Zellblock erläutert, zum Beispiel 1010 und 1050.
Nachdem der Befehl in die Speichervorrichtung eingegeben worden
ist, werden die von dem externen Teil eingegebenen Daten in den
globalen Bitleitungs-Leseverstärkern 1170A und 1170B zwischengespeichert.
Dann werden die zwischengespeicherten Daten zu zwei lokalen Bitleitungs-Leseverstärkern, zum
Beispiel 1350A und 1350B, der Zellblockeinheit
verschoben, zum Beispiel 1050. Ebenso wird der Schreibvorgang
zwischen den globalen Bitleitungs-Lesevertstärkern 1170A und 1170B und
anderen Zellblockeinheiten, wie zum Beispiel 1010, 1020, 1030 und 1040 durchgeführt (wie
mit einer verstärkt
gezeichneten Linie in den 13B bis 13D deutlich gemacht).
-
Zusätzlich weist jede Zellblockeinheit
in der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
zwei lokale Bitleitungs-Leseverstärker zum Lesen und Verstärken von
Daten auf. Wenn 4 Kb Daten abhängig
von einer Wortleitung ausgegeben werden, werden nämlich beispielsweise
2 Kb Daten von dem ersten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
gelesen und verstärkt;
und die anderen beispielsweise 2 Bb Daten von dem zweiten lokalen
Bitleitungs-Leseverstärkerblock
gelesen und verstärkt.
Als Folge sollte die Bank zwei globale Bitleitungs-Leseverstärker, zum
Beispiel 1170A und 1170B, beinhalten.
-
14 ist
ein Blockdiagramm eines Segments in der Halbleiterspeichervorrichtung
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
und 15 zeigt einen
schematischen Schaltplan eines Zellblocks der in 14 dargestellten Bank.
-
Wenn die Zellblockeinheit, zum Beispiel 1410,
des Segments einen Bitleitungs-Leseverstärkerblock, zum Beispiel 1412,
aufweist, und beispielsweise 4 Kb Daten werden abhängig von
der aktivierten Wortleitung von dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärker 1412 gelesen
und verstärkt,
ist die globale Bitleitungs-Verbindungseinheit nicht notwendig,
und es wird nur ein globaler Bitleitungs-Leseverstärkerblock
benötigt.
-
Daher wird in den 14 und 15 die
Bank für den
Fall beschrieben, bei dem die Zellblockeinheit, zum Beispiel 1410,
einen lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 1412 aufweist.
Hierbei wird aus Gründen
der Übersichtlichkeit
eine detaillierte Beschreibung des Betriebs der Zellblockeinheit,
zum Beispiel 1410, ausgelassen, da jeder Block, zum Beispiel 1510, 1520, 1530 und 1540,
der in dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock, zum Beispiel 1412, enthalten
ist, jedem in 12 gezeigten
Block, zum Beispiel 1210B, 1220B, 1230B und 1240B,
gleicht.
-
Wie in 15 dargestellt, werden die von einer
Wortleitung, zum Beispiel WL0, ausgewählten Daten von dem Bitleitungs-Leseverstärker 1412 gelesen.
Die gelesenen und verstärkten
Daten werden dann auf das globale Bitleitungspaar GBL0 und /GBL0 über eine
Verbindungseinheit 1540 des Bitleitungs-Leseverstärkers 1412 gegeben.
Hierin enthält der
Bitleitungs-Leseverstärker
eine Ausgleicheinheit 1510, eine Vorladungseinheit 1520,
einen Leseverstärker 1530 und
die Verbindungseinheit 1540.
-
16 ist
ein Blockdiagramm eines Segments in der Speichervorrichtung einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
-
Wie dargestellt, enthält die Bank
einen Zellbereich 1620 und einen Steuerblock 1680.
Der Zellbereich 1620 besitzt N+1 Zellblockeinheiten, zum Beispiel 1630_1,
..., 1630_N+1, und einen Daten-Zwischenspeicherblock 1670.
In jeder Zellblockeinheit sind auch M Wortleitungen an eine Vielzahl von
Zelleinheiten angekoppelt. N und M sind positive Integer-Zahlen.
Hierbei wird eine Größe einer
Speichervorrichtung, das heißt
einer Speicherfähigkeit, mit
der Ausnahme der zusätzlichen
Zellblockeinheit berechnet. Und zwar beträgt in 16 eine Größe der Bank M (Anzahl der Wortleitungen)
X N (Anzahl der Zellblockeinheiten) X (Anzahl der Bitleitungen).
-
Der Steuerblock 1680 unterstützt den
internen Zellblock-Interleaving-Modus.
Nachdem erste Daten abhängig
von einem aktuellen Befehl von beispielsweise einer ersten Zellblockeinheit 1630_1 ausgegeben
worden sind, werden die ersten Daten in dem Daten-Zwischenspeicherblock 1670 zwischengespeichert.
Wenn zweite Daten abhängig
von einem nächsten
Befehl von der ersten Zellblockeinheit 1630_1 ausgegeben
werden, werden dann die ersten Daten in eine andere Zellblockeinheit,
zum Beispiel 1630_N+1, rückgespeichert. Da die Speichervorrichtung
eine zusätzliche
Zellblockeinheit und den Daten-Zwischenspeicherblock benutzen kann,
wird eine Zeilenadresse der ersten Daten zu diesem Zeitpunkt nicht
geändert.
-
17 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung des Betriebs der Speichervorrichtung
gemäß 16; und beschreibt insbesondere
den internen Zellblock-Interleaving-Modus, wenn nacheinander auf erste und
zweite Daten in der gleichen ersten Zellblockeinheit unter in 16 gezeigten N+1 Zellblockeinheiten
zugegriffen wird.
-
Nachstehend wird mit Bezug auf die 16 und 17 die Ausführung der in 16 dargestellten Speichervorrichtung
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Die zusätzliche Zellblockeinheit wird
zum Rückspeichern
der ersten Daten verwendet, wenn sequentiell auf die zweiten Daten
in der gleichen Zellblockeinheit zugegriffen wird. Wie 17 zeigt, werden die ersten
Daten in Zelleinheiten gespeichert, die an eine erste Wortleitung
WL0 gekoppelt sind, und die zweiten Daten werden in Zelleinheiten
gespeichert, die an eine Wortleitung WL1 der gleichen Zellblockeinheit
gekoppelt sind.
-
Zuerst wird in einem ersten Zeitabschnitt
t0 die erste Wortleitung WL0 beispielsweise der ersten Zellblockeinheit 1630_1 abhängig von
einem ersten Befehl CD0 aktiviert; und dann werden erste Daten abhängig von
der ersten Wortleitung WL0 gelesen und verstärkt. Die verstärkten ersten
Daten werden in den Zwischenspeicherblock 1670 verschoben.
-
In einem zweiten Zeitabschnitt t1
wird zuerst die zweite Wortleitung WL1 beispielsweise der ersten Zellblockeinheit 1630_1 abhängig von
einem zweiten Befehl CD1 aktiviert; und gleichzeitig wird die erste Wortleitung
WL0 beispielsweise der dritten Zellblockeinheit 1630_3 aktiviert.
Darauf werden die zweiten Daten abhängig von der zweiten Wortleitung
WL1 gelesen und verstärkt;
und gleichzeitig werden die ersten Daten abhängig von der ersten Wortleitung
WL0 der dritten Zellblockeinheit 1630_1 in Zelleinheiten rückgespeichert.
-
Wie oben beschrieben, kann von der
Datenzugriffszeit der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung die
Daten-Rückspeicherzeit
sogar ausgeschlossen werden, weil die zweiten Daten durch den nächsten Befehl
gelesen und verstärkt
werden können, während die
ersten Daten abhängig
vom ersten Befehl rückgespei chert
werden. Somit kann die Datenzugriffszeit verringert werden, um dabei
eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit der Speichervorrichtung zu
erhalten. Zusätzlich
kann in der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
der Daten-Rückspeichervorgang
vereinfacht werden, indem einfach die Zellblockadresse der Daten
verändert
wird.
-
18 erläutert ein
Blockdiagramm eines Segments in der erfinderischen Speichervorrichtung einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Der Aufbau oder die Konfiguration des in 18 gezeigten Segments ist im Wesentlichen identisch
zu dem/der des in 16 gezeigten
Segments, außer
dass eine vorher festgelegte Zellblocktabelle 1810 und
ein Markierungsblock 1830 mit einem Steuerblock 1880 gekoppelt
sind.
-
Die vorher festgelegte Zellblocktabelle 1810 beinhaltet
eine Vielzahl von Registern zum Speichern von vorher festgelegter
Rückspeicher-Zellblockadressinformation.
Der Markierungsblock 1830 erzeugt eine Zieladresse des
Rückspeicher-Zellblocks, die einer
Zugriffsadresse eines Zellblocks entspricht, die auf der vorher
festgelegten Rückspeicher-Zellblockadressinformation
beruhen. Der Steuerblock 1880 steuert die vorher festgelegte
Zellblocktabelle 1810, den Zellbereich 1820 und
den Markierungsblock 1830, um den internen Zellblock-Interleaving-Modus zu
unterstützen.
-
19 zeigt
ein beispielhaftes Blockdiagramm einer vorher festgelegten Zellblocktabelle
gemäß 18.
-
Wie dargestellt, beinhaltet die vorher
festgelegte Zellblocktabelle 1810 M X (N+1) Register, wobei
jedes die vorher festgelegte Rückspeicher-Zellblockadressinformation
aufweist. Die vorher festgelegte Rückspeicher-Zellblockadressinformation
enthält
eine vorher festgelegte Adresse eines Rückspeicher-Zellblocks und Informationen über seine
Randbedingungen. Die vorher festgelegte Adresse eines Rückspeicher-Zellblocks
besteht beispielsweise aus 3 Bit und ihre Information über seine
Randbedingungen aus beispielsweise 1 Bit. Die vorher festgelegten Rückspeicher-Zellblockadressinformation
stellt einen Ziel-Zellblock dar, in den entsprechend einer zugegriffenen
Wortleitung einer Zellblockeinheit rückgespeichert werden soll.
Informationen über
seine Randbedingungen sagen aus, ob der Ziel-Zellblock, in den rückgespeichert
werden soll, verfügbar
ist oder nicht.
-
Die vorher festgelegte Zellblocktabelle 1810 erhält eine
aktuelle Zeilenadresse Cur_RA, eine vorhergehende Zeilenadresse
Pre_RA und eine vorhergehende physikalische Zellblock-Rückspeicheradresse Pre_PBA.
Die vorher festgelegte Zellblocktabelle 1810 wird auch
durch eine Update-Signal EBT_UP DATE aktualisiert. Die vorher festgelegte Zellblocktabelle 1810 gibt
eine verfügbare
Rückspeicher-Zellblockadresse
Extra BA an den Markierungsblock 1830 aus.
-
20 zeigt
ein beispielhaftes Blockdiagramm eines in 18 dargestellten Markierungsblocks 1830.
-
Wie gezeigt, enthält der Markierungsblock 1830 die
N+1 Markierungstabelleneinheiten 19A0 bis 19I0 (hierbei
gilt beispielsweise N=8), die N+1 Komparatoren 1912A bis 1912I (hierbei
gilt beispielsweise N=8), einen Zellblock-Adressdekoder 1832,
einen Zellblock-Adresskodierer 1834 und einen Markierungs-Steuerblock 1838.
-
Der Zellblock-Adressdekoder 1832 erhält die verfügbare Rückspeicher-Zellblockadresse Extra_BA,
die von der vorher festgelegten Zellblocktabelle 1810 ausgegeben
wurde und wählt
eine unter den Markierungstabelleneinheiten abhängig von der verfügbaren Rückspeicher-Zellblockadress Extra_BA
aus. Dann vergleicht der Komparator, zum Beispiel 1912A,
eine Adresse aus der Umwandlung der aktuellen Zeilenadresse Cur_RA
beruhend auf der ausgewählten
Markierungstabelleneinheit mit der logischen Zellblockadresse Cur_LBA.
Und schließlich
gibt der Zellblock-Adresskodierer 1834 eine aktuelle physikalische
Zellblockadresse zum Rückspeichern
Cur_PBA aus, welche abhängig
von einem Vergleichsergebnis ist. Hierbei speichert jede der Markierungstabelleneinheiten 19A0 bis 19I0 eine Rückspeicher-Zellblockadressinformation
entsprechend zu N X 256 Wortleitungen von Zellblockeinheiten.
-
Der Markierungsblock 1830 beinhaltet
weiterhin eine Verzögerungseinheit 1836 zur
Verzögerung
der aktuellen Rückspeicherung
des physikalischen Zellblocks Cur_PBA um einen Zeittakt, um auf einen
Rückspeicherzellblock
zuzugreifen.
-
Hierbei besitzt jede Markierungstabelleneinheit 19A0 bis 19I0 256
Register, und ein Register LBA besteht aus 3 Bits. Zum Beispiel
speichert die erste Markierungstabelleneinheit 19A0 Information darüber, welcher
logische Zellblock mit jeder der in der ersten Zellblockeinheit
enthaltenen 256 Wortleitungen zusammenhängt, und die zweite Markierungstabelleneinheit 19B0 speichert
Informationen darüber,
welcher logische Zellblock mit jeder der in der zweiten Zellblockeinheit
enthaltenen 256 Wortleitungen zusammenhängt.
-
Außerdem speichert in jeder Markierungstabelle 19A0 bis 19I0 das
erste Register 0 die von der Wortleitung ,WL0' einer jeden Zellblockeinheit
abhängige
logische Zellblockadresse, das zweite Register 1 die von
der Wortleitung ,WLl` einer jeden Zellblockeinheit
abhängige
logische Zellblockadresse, und das 256. Register die von der Wortleitung ,WL255` einer jeden Zellblockeinheit abhängige logische
Zellblockadresse.
-
21 zeigt
ein Blockdiagramm eines Teils des in 18 dargestellten
Steuerblocks 1880.
-
Wie dargestellt, besitzt der Steuerblock 1880 den
Signaleingangsblock 2110 zum Empfang eines Befehls Ext_CMD,
einer logischen Zellblockadresse Ext_LBA und einer logischen Adresse
Ext_RA von dem externen Teil, und wobei eine Ausgabe von einem aktuellen
Befehl Cur_CMD, einer aktuellen logischen Zellblockadresse Cur_LBA
und der aktuellen Zeilenadresse Cur_RA im aktuellen Verarbeitungstakt
erfolgt, sowie eines vorhergehenden Befehls Pre_CMD, einer vorhergehenden
logischen Zellblockadresse Pre_LBA, einer vorhergehenden Zeilenadresse
Pre_RA.
-
Außerdem erhält der in dem Steuerblock 1880 enthaltene
Adresskonvertierungs-Steuerblock 2120 den Befehl Cur_CMD,
die logische Zellblockadresse Cur_LBA und die lokale Adresse Cur_RA
im aktuellen Verarbeitungstakt, sowie den Befehl Pre_CMD, die logische
Zellblockadresse Pre_LBA und die lokale Adresse Pre_RA in dem voraufgehenden
Verarbeitungstakt. Und dann gibt der Adresskonvertierungs-Steuerblock 2120 ein
vorher festgelegtes Zellblock Update-Signal EBT_UPDATE, ein Vorladungs-Aktivierungssignal
PC_ACT[0 : 8], das Befehls-Löschsignal
CMD_KILL und ein internes Rückspeichersignal
INTW[0 : 8] aus.
-
Das vorher festgelegte Zellblock
Update-Signal EBT_UPDATE wird zum Aktualisieren der in der vorher
festgelegten Zellblocktabelle 1810 gespeicherten Information
verwendet, wenn die physikalische Rückspeicher-Zellblockadresse
Cur_PBA des aktuellen Verarbeitungstakts identisch mit der Pre_PBA
des vorherigen Arbeitstakts ist.
-
Weiterhin beendet das Befehls-Löschsignal CMD_KILL
die Verarbeitung des nächsten
Befehls, wenn auf die Wortleitung der Zellblockeinheit fortlaufend
zugegriffen wird. Der Fehler tritt auf, wenn die Markierungsinformation
in dem Zustand gelesen wird, in dem die Information über die
physikalische Zellblockadresse abhängig von der logischen Zellblockadresse
in dem Markierungsblock 1830 nicht korrekt in Abhängigkeit
von dem vorherigen Befehl aktualisiert worden ist, wenn auf die
Wortleitung der Zellblockeinheit fortlaufend zugegriffen wird.
-
Das Vorladungs-Aktivierungssignal
PC ACT[0 : 8] wird zur Auswahl der physikalischen Zellblockadresse
abhängig
von dem eingegebenen Befehl benutzt. Das interne Rückspeichersignal
INTW[0 : 8] wird zur Ausgabe der Daten benutzt, auf die in der durch
den aktuellen aktiven Befehl ausgewählten Zellblockeinheit zugegriffen
wurde, und die dabei in dem Daten-Zwischenspeicherblock in die Zellblockeinheit
zwischengespeichert werden, deren festgelegte Wortleitung zugewiesen
ist, und welches dabei die Daten rückspeichert, wenn die physikalische
Zellblockadresse Cur_PBA des aktuellen Verarbeitungstakts die gleiche
ist wie die Pre_PBA des vorhergehenden Verarbeitungstakts.
-
Der Takt-Verzögerungsblock 2121 verzögert das
interne Rückspeichersignal
INTW[0 : 8] für
einen Takt, so dass das interne Rückspeichersignal INTW[0 : 8]
später
erfolgt als das Vorladungs-Aktivierungssignal PC_ACT[0 : 8]. Dies
wird benötigt,
um die Daten rückzuspeichern,
die das innere Rückspeichersignal
INTW[0 : 8] verwenden, nach Auswahl der Zellblockeinheit, die das
Vorladungs-Aktivierungssignal PC_ACT[0 : 8] benutzt; um eine Wortleitung
in der ausgewählten
Zellblockeinheit auszuwählen;
und um die Daten abhängig
von der ausgewählten
Wortleitung zu lesen und zu verstärken.
-
22 zeigt
einen Schaltplan mit dem ersten bis dritten Bit einer jeden in 19 dargestellten Markierungstabelleneinheit 19A0 bis 19I0,
und 23 zeigt einen
Schaltplan des vierten Bits einer jeden in 19 dargestellten Markierungstabelleneinheit 19A0 bis 19I0.
-
Wie gezeigt, sind die ersten bis
dritten Bits dynamische Zellen und das vierte Bit ist eine statische
Zelle, um Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erzielen. Die statische
Zelle wird für
das vierte Bit benutzt, weil das vierte Bit relativ häufiger als
das erste bis dritte Bit aktualisiert wird.
-
24 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der Bank der
in 18 dargestellten
erfindungsgemäßen Speichervorrichtung.
-
Nachstehend wird mit Bezug auf die 18 bis 24 der Betrieb der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
im Detail beschrieben.
-
Zuerst wird in einem ersten Zeitabschnitt
t0 ein Befehl CD0 eingegeben, und zwei Zeitabschnitte werden zur
Verarbeitung eines Befehls, zum Beispiel CD0, benötigt. Zum
Beispiel wird während
des ersten und zweiten Zeitabschnitts t0 und t1 der Verarbeitung der
erste Befehl CD0 ausgeführt.
Jeder Zeitabschnitt, zum Beispiel t0, t1, ..., ist in zwei Zeitintervalle,
zum Beispiel a0 und b0 aufgeteilt.
Im Zeitintervall a0 arbeiten Blöcke in Beziehung
auf eine Markierung; und in dem anderen Zeitintervall b0 arbeiten
Blöcke
des Zellbereichs 1820.
-
Zunächst wird das Zeitintervall
a0 detailliert beschrieben.
-
Im Zeitintervall a0–1 erhält der Steuerblock 1880 die
logische Zellblockadresse zur Auswahl einer der 8 Zellblockeinheiten,
die im Zellbereich 1820 enthalten sind, sowie die lokale
Adresse zur Auswahl einer der 256 Wortleitungen.
-
Und dann wandelt der Markierungsblock 1830 im
Zeitintervall a0–2 die logische Zellblockadresse
in die physikalische Zellblockadresse Cur_PBA um.
-
Im Zeitintervall a0–3 liest
die vorher festgelegte Zellblocktabelle 1810 eine Zellblockeinheit,
die die vorher festgelegte Wortleitung der Wortleitung WL0 beinhaltet,
abhängig
zu der aktuellen eingegebenen lokalen Adresse Cur_RA. Und die Zellblockadresse
Extra_BA mit der vorher festgelegten Wortleitung wird abhängig von
einem Vergleichsergebnis an den Steuerblock 420 und den
Markierungsblock 1830 ausgegeben.
-
Und dann wird der vorher festgelegte
Zellblock 410 im Zeitintervall a0–4 durch
das Ergebnis des Vergleichs der durch den ersten Befehl CD0 ausgewählten Zellblockeinheit
mit der durch den vorherigen Befehl ausgewählten aktualisiert.
-
Im Weiteren wird der Betrieb des
Zellbereichs 1820 abhängig
von dem ersten Befehl CD0 des ersten Zeitabschnitts t0 erläutert.
-
Während
des Zeitintervalls b0–1 wird in der ersten Zellblockeinheit,
die abhängig
von der umgewandelten physikalischen Zellblockadresse Cur_PBA ausgewählt ist,
die erste Wortleitung abhängig
von der lokalen Adresse aktiviert.
-
Und dann werden K Bits von ersten
Daten im Zeitintervall b0–2 abhängig von
der ersten Wortleitung gelesen und verstärkt.
-
Während
des Zeitintervalls b0–3 werden K Bits von ersten
Daten in dem Zwischenspeicherblock 1870 zwischengespeichert.
-
Dann werden die Daten im Lesemodus,
das heißt:
der erste Befehl CD0 ist ein "Lese"-Befehl, die Daten,
die durch die Spaltenadresse unter den K Bits von Daten ausgewählt sind,
die im Zwischenspeicherblock 1870 gespeichert sind, werden
ausgegeben, während
der zweite Befehl CD1 eingegeben wird. Unterdessen überschreiben
die von dem externen Teil eingegebenen Daten im Schreibmodus, das heißt: der
erste Befehl CD0 ist ein "Schreib"-Befehl, die Daten,
welche von der Spaltenadresse unter den K Bits von in dem Zwischenspeicherblock 1870 gespeicherten
Daten ausgewählt
sind.
-
Im zweiten Zeitabschnitt t1 ist das
Zeitintervall, wenn die K Bits von ersten Daten abhängig vom ersten
Befehl CD0 eigentlich an das externe Teil der Speichervorrichtung
ausgegeben werden. Die K Bits von ersten Daten können ausgegeben werden, bevor weitere
4 Kb Daten abhängig
vom zweiten Befehl CD1 in den Zwischenspeicherblock 1870 gespeichert werden.
-
Im weiteren Verlauf wird für jedes
Zeitintervall, zum Beispiel a0, a1, ..., beschrieben, wann die Blöcke mit
Bezug auf Markierung im zweiten Zeitabschnitt t1 verarbeitet werden.
Der zweite Befehl CD1 wird auch im zweiten Zeitabschnitt t1 eingegeben.
-
Im Zeitintervall a1–1 wird
die Zeilenadresse abhängig
vom zweiten Befehl CD1 in die lokale Adresse und die logische Zellblockadresse
aufgeteilt.
-
Im Zeitintervall a1–2 wandelt
der Markierungblock 1830 die logische Zellblockadresse
Cur_LBA in die physikalische Zellblockadresse Cur_PBA um.
-
Im Zeitintervall a1–3 liest
die vorher festgelegte Zellblocktabelle 1810 die vorher
festgelegte der zweiten Wortleitung WL3 abhängig von der durch den zweiten
Befehl CD1 eingegebenen lokalen Adresse Cur_RA und gibt dabei die
Zellblockadresse Extra_BA mit der vorher festgelegten Wortleitung
an den Steuerblock 1880 und den Markierungsblock 1830 aus.
Hierbei wird das ausgewählte
Register aktualisiert.
-
Und dann wird die durch den zweiten
Befehl CD1 ausgewählte
Zellblockeinheit im Zeitintervall a1–4 mit der
durch den ersten Befehl CD0 ausgewählten verglichen.
-
Als ein Ergebnis des Vergleichs,
wenn auf die gleiche Zellblockeinheit fortlaufend durch den ersten
und zweiten Befehl CD0 und CD1 zugegriffen wird, wird die vorher
festgelegte Zellblockeinheit, die durch den ersten Befehl CD1 ausgewählt ist,
mit der Zellblockeinheit abhängig
vom ersten Befehl CD0 ausgetauscht. Hierbei bedeutet der Austausch
der vorher festgelegten Wortleitung eine Aktualisierung der Information,
die im Register der vorher festgelegten Zellblocktabelle 1810 gespeichert
ist.
-
Zum Beispiel wird die vorher festgelegte
Zellblockeinheit der Wortleitung "WL1" abhängig vom ersten
Befehl CD0 als die vierte Zellblockeinheit zu dem Zeitpunkt bestimmt,
wenn der zweite Befehl CD1 eingegeben wird; und nach Aktualisierung
der vorher festgelegten Zellblocktabelle 1810 wird die vorher
festgelegte Zellblockeinheit der Wortleitung "WL1" abhängig vom
ersten Befehl CD0 von der vierten Zellblockeinheit in die erste
Zellblockeinheit geändert.
Das Register in der vorher festgelegten Zellblocktabelle 1810 in
Abhängigkeit
von der Wortleitung "WL1" weist nämlich "011" auf. Nach Aktualisierung
der vorher festgelegten Zellblocktabelle 1810 wird das
Register in "000" verändert.
-
Im Weiteren wird der Betrieb des
Zellbereichs 1820 abhängig
vom zweiten Befehl CD1 des zweiten Zeitabschnitts t1 beschrieben.
-
Im Zeitintervall b1–1 wird
die zweite Wortleitung abhängig
von der durch den zweiten Befehl CD1 eingegebenen Adresse aktiviert.
Ebenfalls wird zur gleichen Zeit die vorher festgelegte Zellblockeinheit abhängig von
der ersten Wortleitung, die vom ersten Befehl CD0 ausgewählt ist,
im Zeitintervall a0–3 des ersten Zeitabschnitts
t0 aktiviert.
-
Und dann werden im Zeitintervall
b1–2
die K Bits von ersten Daten, die im Zwischenspeicherblock 1870 gespeichert
sind, in die K Bits Zelleinheiten abhängig von der vorher festgelegten
Zellblockeinheit der ersten Wortleitung rückgespeichert. Auch die K Bits
von zweiten Daten abhängig
von der zweiten aktivierten Wortleitung werden gleichzeitig gelesen
und verstärkt.
-
Im Zeitintervall bl–3 werden
die gelesenen und verstärkten
zweiten Daten abhängig
von der zweiten Wortleitung im Zwischenspeicherblock 1870 zwischengespeichert.
-
Dann werden die Daten im Lesemodus,
das heißt:
der zweite Befehl CD1 ist ein "Lese"-Befehl, die durch
die Spaltenadresse unter den K Bits von Daten ausgewählt sind,
die im Zwischenspeicherblock 1870 gespeichert sind, ausgegeben,
während der
zweite Befehl CD1 eingegeben wird. Unterdessen überschreiben die von dem externen
Teil eingegebenen Daten im Schreibmodus, das heißt: der erste Befehl CD0 ist
ein "Schreib"-Befehl, die Daten, welche
von der Spaltenadresse unter den K Bits von in dem Zwischenspeicherblock 1870 gespeicherten Daten
ausgewählt
sind.
-
Bei dem internen Zellblock-Datenzugriffs-Muster
führt die
erfindungsgemäße Speichervorrichtung
keine Rückspeicherung
der ersten Daten durch, sondern greift auf die zweiten Daten in
der Zellblockeinheit zu, und der Rückspeichervorgang der ersten
Daten wird von der vorher festgelegten Zellblockeinheit ausgeführt.
-
Indessen wird der Betrieb der Speichervorrichtung
bei dem Zwischen-Zellblock-Datenzugriffsmuster beschrieben.
-
Zuerst werden die ersten Daten in
der ersten Zellblockeinheit gelesen und verstärkt, dann in dem Zwischenspeicherblock 1870 zwischengespeichert. Hierbei
werden die ersten Daten in der ersten Zellblockeinheit rückgespeichert,
und die zweiten Daten werden in einer anderen Zellblockeinheit gelesen und
verstärkt,
und dann in dem Zwischenspeicherblock 1870 in einem im
Wesentlichen gleichen Zeitabschnitt zwischengespeichert.
-
Somit unterstützt die erfindungsgemäße Speichervorrichtung
den Zwischen-Zellblock-Interleaving-Modus im Fall des internen Zellblock-Datenzugriffs-Musters,
und unterstützt
den internen Zellblock-Interleaving-Modus im Fall des Zwischen-Zellblock-Datenzugriffs-Musters.
Als Ergebnis kann die Speichervorrichtung auf Daten mit einer hohen
Geschwindigkeit zugreifen, ohne von dem Datenzugriffs-Muster abhängig zu
sein.
-
25 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm zur Beschreibung des Betriebs der in 18 dargestellten Speichervorrichtung.
-
Wie gezeigt, beinhaltet beim zeitlichen
Betriebsverlauf der mit der Markierung in Beziehung stehenden Blöcken der
Betrieb die folgenden Schritte zur Eingabe der lokalen Adresse und
dabei das Lesen der vorher festgelegten Wortleitung (A); Umwandeln
der logischen Zellblockadresse in die physikalische Zellblockadresse
in dem Markierungsblock 430 (B); dann Vergleichen von zwei
Zellblockeinheiten, auf die durch den aktuellen aktiven Befehl und
den vorherigen Befehl zugegriffen wird (F); Aktualisieren des vorher
festgelegten Zellblocks durch das Ergebnis ihres Vergleichs (G).
Hierbei kann der Zellblock die ausgewählte Wortleitung aktivieren,
und so weiter, um den vorher festgelegten Zellblock zu aktualisieren
(G).
-
26 stellt
ein Blockdiagramm einer Halbleiterspeichervorrichtung einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsform
dar.
-
Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung weist
eine Vielzahl von Bänken
auf, aber in 26 wird
nur eine Bank 2600 gezeigt, da jede Bank die identische
Struktur und Konfiguration aufweist.
-
Wie gezeigt, besitzt eine Bank 2650 im
Ganzen acht Segmente 2640A bis 2640H und I/O-Leseverstärkerblöcke 2580A und 2680B zum
Verstärken der
von den acht Segmenten 2640A bis 2640H ausgegebenen
Daten und zum Übergeben
der Daten oder Übergeben
der von einem Daten-Eingangs-/Ausgangspuffer 2690 ausgegebenen
Daten zu den Segmenten 2640A bis 2640H.
-
Zusätzlich besitzt das Segment 2640A einen Zeilenadressdekoder 2660 zum
Dekodieren der vom Steuerblock 2700 ausgegebenen Adresse
und zur Ausgabe dieser an den Zellbereich 2650, sowie einen
Spaltenadressdekoder 2670 zur Ausgabe der eingegebenen
Spaltenadresse an den Zellbereich 2650.
-
Eine Größe der in 26 dargestellten Speichervorrichtung
beträgt
256 Mb. Wenn die Speichervorrichtung aus 4 Bänken besteht, besitzt eine
Bank 64 Mb Zelleinheiten. Wenn eine Bank aus 8 Segmenten besteht,
beträgt
eine Größe eines
Segments 8 Mb.
-
Der Zellbereich 2650, welcher
in jedem Segment enthalten ist, besteht aus neun Zellblockeinheiten 2710 bis 2790,
und eine Zellblockeinheit besitzt 256 Wortleitungen, 4 Kb (4 × 1024)
Bitleitungen und 256 × 4
Kb Zelleinheiten.
-
Der Steuerblock 2700 beinhaltet
einen Markierungsblock 2730 zum Umwandeln der logischen Zellblockadresse
von neun Zell- Blockeinheiten 2710 bis 2790 in
die physikalische Zellblockadresse, eine vorher festgelegte Zellblocktabelle 2810 zur
Speicherung von Informationen über
256 vorher festgelegte Wortleitungen und einen Markierungskontroller 2820 zur
Steuerung des Markierungsblocks 2830 und der vorher festgelegten
Zellblocktabelle 2810.
-
Da der Zellbereich 2650 eine
Zellblockeinheit mehr aufweist als die von der eingegebenen Zellblockadresse
abhängige
Zellblockeinheit, wird die eingegebene Zellblockadresse als die
logische Zellblockadresse betrachtet, und der Markierungsblock 2830 des
Steuerblocks 2700 wandelt die logische Zellblockadresse
in die physikalische Zellblockadresse um. Ebenfalls ermittelt der
Steuerblock 2700, welche Zellblockeinheit die vorher festgelegte
Wortleitung aufweist, die von der eingegebenen Zeilenadresse ausgewählten Wortleitung
abhängig
ist.
-
Zusätzlich besitzt jede der in
dem Zellbereich 2650 enthaltenen neun Zellblockeinheiten,
zum Beispiel 2710, die lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblöcke, zum
Beispiel 2712A und 2712B; ein lokaler Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2712A liest
und verstärkt
einige der K Daten abhängig
von der ausgewählten
Wortleitung, und der andere lokale Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2712A liest
und verstärkt die
anderen der K Daten.
-
Der Zellbereich 2650 enthält einen
ersten und einen zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B,
um die von dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock, der in jeder Zelleinheit 2710 bis 2790 enthalten
ist, ausgegebenen Daten zwischenzuspeichern, eine globale Bitleitung 2707 zur
Datenübertragung
zwischen jeder Zellblockeinheit, zum Beispiel 2710, und
dem ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B,
und fünf
globale Bitleitungs-Verbindungseinheiten 2718 bis 2758 zur
Verbindung der globalen Bitleitung 2707 mit den neun Zellblockeinheiten 2710 bis 2790.
-
Der erste und zweite globale Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B ist
grundsätzlich
mit dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärker und dem Leseverstärker zum
Zwischenspeichern der von dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
ausgegebenen Daten und zum Verstärken
des bei der Übertragung
durch die globale Bitleitung abgeschwächten Datensignals ausgerüstet.
-
27 stellt
ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung
eines Interleaving-Modus zwischen Zellblöcken in der Speichervorrichtung
nach 26 beim Zwischen-Zellblock-Datenzugriff
dar. 28 zeigt ein Zeitablaufdiagramm
zur Erläuterung
des Betriebs der Speichervorrichtung beim internen Zellblock-Datenzugriff im Lesemodus,
und 29 zeigt ein Zeitablaufdiagramm
zur Erläuterung
des Betriebs der Speichervorrichtung in 26 beim internen Zellblock-Datenzugriff
im Schreibmodus.
-
Zuerst wird mit Bezug auf 27 die erfindungsgemäße Speichervorrichtung
beim Interleaving-Modus beschrieben.
-
Die abhängig von einem Befehl eingegebene Zeilenadresse
beinhaltet eine Zellblockadresse für die Zuweisung der Bank, des
Segments und einer Zellblockeinheit in dem Segment, sowie eine lokale Adresse
zur Auswahl einer Wortleitung in der ausgewählten Zellblockeinheit. Ebenfalls
wird die Spaltenadresse zur Auswahl einer der in einer Zellblockeinheit
enthaltenen 4 K Bitleitungen abhängig
von dem Befehl eingegeben.
-
Im ersten Zeitabschnitt t0 wird die
logische Zellblockadresse abhängig
vom ersten Lesebefehl RD0 in die physikalischen Blockadresse umgewandelt,
und die erste Zellblockeinheit BL0 wird von der physikalischen Zellblockadresse
ausgewählt.
-
Hierbei wird die Wortleitung WL0
der ersten Zellblockeinheit BL0 durch die lokale Adresse abhängig vom
ersten Lesebefehl RD0 aktiviert. Die in den 4 K Zelleinheiten gespeicherten
4 K Bits von Daten werden abhängig
von der aktivierten Wortleitung von den lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblöcken, zum Beispiel 2712A und 2712B,
gelesen und verstärkt.
-
Die gelesenen und verstärkten 4
Kb Daten werden zum ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B verschoben
und dort zwischengespeichert. Dann wird eine Dateneinheit D0 aus
den im ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B gespeicherten
4 Kb Daten durch die Spaltenadresse abhängig vom ersten Lesebefehl
RD0 an den I/O-Leseverstärkerblock 2680A ausgegeben. Hierbei
ist der Zeitabschnitt, in welchem die aktuelle Dateneinheit D0 an
den externen Schaltkreis der Speichervorrichtung ausgegeben wird,
der zweite Zeitabschnitt t1.
-
Im zweiten Zeitabschnitt t1 werden
die im ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B gespeicherten
4 Kb Daten abhängig
vom ersten Lesebefehl RD0 in die 4 K Zelleinheiten abhängig von
der Wortleitung WL0 der ersten Zellblockeinheit BL0 verschoben.
-
Andererseits wird während der
vom ersten Lesebefehl RD0 abhängigen
Daten-Rückspeicherung
die Wortleitung WL0 der vom zweiten Lesebefehl RD1 abhängigen zweiten
Zellblockeinheit BL1 aktiviert, und die 4 Kb Daten werden abhängig von der
aktivierten Wortleitung WL0 von dem ersten und zweiten lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2722A und 2722B,
die in der zweiten Zellblockeinheit (BL1) 2720 enthalten
sind, gelesen und verstärkt.
-
Darauf werden die gelesenen und verstärkten 4
Kb Daten abhängig
vom zweiten Lesebefehl RD1 zum ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B über die
globale Bitleitung 2707 verschoben und dadurch dortdrin
zwischengespeichert.
-
Eine durch die Spaltenadresse abhängig vom
zweiten Lesebefehl RD1 ausgewählte
Dateneinheit der in dem ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 171 und 173 zwischengespeicherten
4 Kb Daten wird an den I/O-Leseverstärkerblock 180A ausgegeben.
Dabei ist der Zeitabschnitt, in welchem die aktuelle Dateneinheit
D1 an den externen Schaltkreis der Speichervorrichtung ausgegeben
wird, der zweite Zeitabschnitt t2.
-
Dann werden in einem dritten Zeitabschnitt t2
die im ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B zwischengespeicherten
4 Kb Daten abhängig
vom zweiten Lesebefehl RD1 in die 4 K Zelleinheiten abhängig von
der Wortleitung WL0 der zweiten Zellblockeinheit (BL1) 152 verschoben.
-
Somit liest und verstärkt die
erfindungsgemäße Speichervorrichtung
bei dem Zwischen-Zellblock-Datenzugriffs-Muster die Daten in einer
Zellblockeinheit zum Rückspeichern
von anderen Daten in die andere Zellblockeinheit.
-
Bei dem Zwischen-Zellblock-Datenzugriffs-Muster
wird die Datenlesezeit um die Daten-Rückspeicherzeit durch den Betrieb
im Interleaving-Modus verringert, und dadurch wird die Speichervorrichtung
mit hoher Geschwindigkeit betrieben. Als Zeilenzykluszeit beim in 27 dargestellten Zellblockeinheit-Interleaving wird
der Zeitabschnitt benannt, in dem die vom nächsten Befehl abhängige Wortleitung
aktiviert wird, nachdem die Wortleitung durch Eingabe eines Befehls
aktiviert worden ist.
-
Zusätzlich wird die Ausführung nicht
beschrieben, bei der das Schreiben der Daten nacheinander unter
den Zellblockeinheiten erfolgt, da dies der Ausführung des Lesens entspricht,
mit der Ausnahme, dass die Eingabedaten abhängig vom Schreibbefehl die
abhängig
vom Schreibbefehl ausgewählten
Daten unter den im ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B zwischengespeicherten
4 Kb Daten überschreiben.
-
Im Weiteren wird mit Bezug auf 28 der Betrieb der Speichervorrichtung
im Fall des internen Zellblock-Datenzugriffs-Musters beschrieben.
-
Vorausgesetzt, dass die acht Lesebefehle RD0
bis RD7 so eingegeben werden wie in 28 gezeigt,
sind die in jedem Lesebefehl markierten Inhalte die Wortleitung
der Zellblockeinheit, in welcher die Daten gelesen werden. Es wird
angenommen, dass die vorher festgelegten Wortleitungen unter den Wortleitungen
abhängig
von den acht Lesebefehlen RD0 bis RD7 in der zweiten Zellblockeinheit
(BL1) 2720 sind.
-
Im ersten Zeitabschnitt t0 wird die
logische Zellblockadresse abhängig
vom ersten eingegebenen Lesebefehl RD0 in die physikalische Zellblockadresse
umgewandelt. Die Kurvenlinie in jedem Zeitabschnitt ist der Zeitverlauf,
wenn die logische Zellblockadresse in die physikalische Zellblockadresse umgewandelt
wird. Dabei wird angenommen, dass die von der umgewandelten physikalischen
Zellblockadresse ausgewählte
Zellblockeinheit die gleiche ist, die von der logischen Zellblockadresse
ausgewählt
ist.
-
Die Wortleitung WL0 der ersten Zellblockeinheit
BL0 wird durch die physikalische Zellblockadresse aktiviert, welche
abhängig
vom ersten Lesebefehl RD0 umgewandelt ist. Und darauf werden die
in den 4 K Zelleinheiten gespeicherten Daten abhän gig von der aktivierten Wortleitung
durch den lokalen Leseverstärkerblock
gelesen und verstärkt,
der in der ersten Zellblockeinheit BL0 enthalten ist.
-
Dann werden die vom lokalen Leseverstärkerblock
gelesenen und verstärkten
4 Kb Daten zu dem ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B verschoben,
und dadurch in der ganzen globalen Bitleitung 2707 zwischengespeichert.
Ein Datenbit, das von den 4 K Bits der in dem ersten und zweiten
globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B zwischengespeicherten
Daten von der abhängig
vom ersten Lesebefehl eingegebenen Spaltenadresse ausgewählt wird,
wird an den I/O-Leseverstärkerblock 2680A ausgegeben.
Hierbei erfolgt die eigentliche Ausgabe der Daten D0 an den externen
Schaltkreis der Speichervorrichtung im zweiten Zeitabschnitt t1 über den
I/O-Leseverstärkerblock 2680A und
den Datenein-/ausgangspuffer 2690.
-
Ferner wird die Wortleitung WL0 der
zweiten Zellblockeinheit BL1 als die vorher festgelegte Wortleitung
der Wortleitung WL0 im ersten Zeitabschnitt ausgelesen.
-
Dann werden der lokale Bitleitungs-Leseverstärkerblock
und die Bitleitung im zweiten Zeitabschnitt t1 gezwungenermaßen vorgeladen,
und die in dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock der ersten Zellblockeinheit
BL0 werden nach dem vom ersten Lesebefehl abhängigen Lesen und Verstärken gelöscht.
-
Und darauf wird die Wortleitung WL1
der ersten Zellblockeinheit BL0 durch die von dem zweiten Lesebefehl
RD1 abhängige
Adresse aktiviert. Die in den 4 Kb Zelleinheiten abhängig von
der aktivierten Wortleitung WL1 gespeicherten Daten werden von dem
lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock,
der in der ersten Zellblockeinheit enthalten ist, gelesen und verstärkt.
-
Andererseits werden die 4 Kb Daten,
die in diesem Zeitabschnitt t1 im ersten und zweiten Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B zwischengespeichert
sind, unter der Voraussetzung, dass die 4 K Bits Daten durch den
ersten Lesebefehl RD0 gespeichert wurden, in die 4 Kb Zelleinheiten abhängig von
der Wortleitung WL0 der zweiten Zellblockeinheit BL1 verschoben
und dort gespeichert, wobei die Wortleitung WL0 als die vorher festgelegte Wortleitung
der Wortleitung WL0 bestimmt wurde. Die Daten werden über die
globale Bitleitung 2707 verschoben, und die Bezeichnung „INTW0" in der 28 stellt diesen ablaufenden
Vorgang dar.
-
Während
nämlich
die 4 Kb Daten abhängig vom
zweiten Lesebefehl RD1 in der ersten Zellblockeinheit BL0 gelesen
und verstärkt
werden, werden die im ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B zwischengespeicherten
4 Kb Daten abhängig
vom ersten Lesebefehl RD0 in den lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock der
zweiten Zellblockeinheit BL1 verschoben, und die 4 Kb Zelleinheiten
werden abhängig
von der Wortleitung WL0 rückgespeichert.
-
Ebenfalls ist die Wortleitung WL0
der zweiten Zellblockeinheit BL1 öfters die logische erste Zellblockeinheit
BL0, und die Wortleitung WL0 der ersten Zellblockeinheit BL0 wird
als vorher festgelegte Wortleitung der Wortleitung WL0 bestimmt.
Information darüber
wird individuell in der vorher festgelegten Zellblocktabelle 2710 und
dem Markierungsblock 2730 aktualisiert, und die Bezeichnung "EBT_UP1" in 28 beschreibt diesen Aktualisierungsvorgang.
-
Darauf werden die abhängig vom
zweiten Lesebefehl RD1 gelesenen und verstärkten 4 Kb Daten zu dem ersten
und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B verschoben
und dort zwischengespeichert, und die Daten D1, welche aus den zwischengespeicherten
Daten durch die Spaltenadresse abhängig vom zweiten Lesebefehl
RD1 ausgewählt
sind, werden an den I/O-Leseverstärkerblock 2680A ausgegeben.
-
Und dann wird im dritten Zeitabschnitt
t2 die Wortleitung WL2 der ersten Zellblockeinheit BL0 abhängig vom
dritten Lesebefehl RD2 aktiviert, und die 4 Kb Daten werden abhängig von
der aktivierten Wortleitung WL2 zum ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärker 2705A und 2705B verschoben
und dabei gespeichert, nachdem diese gelesen und verstärkt worden
sind.
-
Andererseits erfolgt der Rückspeichervorgang
beim zweiten Lesebefehl RD1 in den 4 K Zelleinheiten abhängig von
der Wortleitung WL1 der zweiten Zellblockeinheit BL1, und die Bezeichnung "INTW1" in 28 stellt diesen Vorgang dar. Zu diesem
Zeitpunkt wird die vorher festgelegte Zellblocktabelle 2710 und
der Markierungsblock 2730 aktualisiert; die Bezeichnung "EBT_UP2" stellt diesen Aktualisierungsvorgang
dar.
-
In dem vierten Zeitabschnitt t3 erfolgt
der Rückspeichervorgang
beim dritten Lesebefehl RD2 in den 4 K Zelleinheiten abhängig von
der Wortleitung WL0 der zweiten Zellblockeinheit BL1, wobei die
Bezeichnung "INTW2" in 26 diesen Vorgang darstellt. Dabei wird
die vorher festgelegte Zellblocktabelle 2710 und der Markierungsblock 2730 aktualisiert,
wobei die Bezeichnung "EBT_UP3" diesen Aktualisierungsvorgang
darstellt.
-
Weiterhin wird die Wortleitung WL3
der ersten Zellblockeinheit BL0 abhängig vom vierten Lesebefehl
RD3 aktiviert, und die 4 Kb Daten werden abhängig von der aktivierten Wortleitung
WL3 gelesen und verstärkt.
-
Darauf veranlasst in dem fünften Zeitabschnitt
t4 der Rückspeichervorgang
beim vierten Lesebefehl RD3 keine Verschiebung der Daten in die zweite
Zellblockeinheit BL1, welche die vor her festgelegte Wortleitung
der Wortleitung WL3 besitzt, sondern das Rückspeichern wird in den 4 K
Zelleinheiten abhängig
von der Wortleitung WL3 der ersten Zellblockeinheit BL0 durchgeführt.
-
Es gibt einen Grund dafür, dass
die Wortleitung WL0 abhängig
vom fünften
Lesebefehl RD4 sofort aktiviert wird, da die Ausführung beim
fünften
Lesebefehl RD4 als nächstem
Befehl in der zweiten Zellblockeinheit BL1 durchgeführt wird,
und dass bei dem vierten Lesebefehl als vorherigem Befehl die Ausführung in
der ersten Zellblockeinheit BL0 erfolgt. Somit ist es nicht notwendig,
die vorher festgelegte Zellblocktabelle 2710 zu aktualisieren,
da die vorher festgelegte Wortleitung der Wortleitung WL3 zu diesem
Zeitpunkt nicht verändert
ist. Dieses wird durch das Aktualisierungssignal "EBT_UPN" dargestellt.
-
In fortlaufender Bezugnahme werden
die 4 Kb Daten, wenn der fünfte
und der sechste Lesebefehl RD4 und RD5 jeweils im Zeitabschnitt
t4 und t5, wie oben erwähnt,
eingegeben werden, abhängig vom
Lesebefehl im ersten Zeitabschnitt gelesen und verstärkt, in
dem globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock, z.B. 2705A und 2705B,
zwischengespeichert, und dann wird aus den zwischengespeicherten 4
K Bitsdaten eine Dateneinheit ausgewählt und ausgegeben. Darauf
veranlasst die vorher festgelegte Wortleitung der aktivierten Wortleitung
in einem zweiten Zeitabschnitt die Verschiebung der Daten zu der zugeordneten
Zellblockeinheit, und der Rückspeichervorgang
wird durchgeführt.
-
Mit Bezug auf 28 wird die Speichervorrichtung in dem
internen Zellblock-Datenzugriff betrieben.
-
Obwohl Lesebefehle eigentlich in
jedem Zeitabschnitt durchgeführt
werden, wie die gestrichelte Linie zeigt, werden die Daten in die
vorher festgelegte Rückspeicher-Zellblockeinheit
verschoben und rückgespeichert,
so dass in diesem Zeitabschnitt die vorher festgelegte Zellblocktabelle 2710 und
die Markierungstabelle 2730 aktualisiert wird. Die Aktualisierungssignale "EBT_UP1" bis "EBT_UP5" stellen die Aktualisierung
des Markierungsblocks 2730 dar, und die Aktualisierungssignale "EBT_UPN1" bis "EBT_UPN5" stellen keine Aktualisierung
der vorher festgelegten Markierungstabelle dar.
-
Zusätzlich stellt die Schraffur
mit schrägen Linien,
z.B. der mit "X" gekennzeichnete
Zeitabschnitt, einen Zeitabschnitt dar, in welchem die in dem lokalen
Bitleitungs-Leseverstärkerblock
der Zellblockeinheit zwischengespeicherten Daten erzwungenermaßen in Übereinstimmung
mit dem vorherigen Befehl vorgeladen werden, indem die Daten in der
gleichen Zellblockeinheit fortlaufend gelesen werden und die logische
Zellblockadresse in die physikalische Zellblockadresse umgewandelt
wird.
-
Wenn schließlich in einem ersten Zeitabschnitt
fortlaufend in derselben Zellblockeinheit gelesen wird, verstärkt die
erfindungsgemäße Speichervorrichtung
die Daten abhängig
von dem eingegebenen Lesebefehl, und die Daten werden in den globalen
Bitleitungs-Leseverstärkerblock,
z.B. 2705A und 2705B, verschoben und zwischengespeichert;
dann werden in einem zweiten Zeitabschnitt die in dem globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zwischengespeicherten Daten in die Zellblockeinheit verschoben,
in welcher die vorher festgelegte Wortleitung der durch den Lesebefehl
aktivierten Wortleitung ist, wobei eine Rückspeicherung erfolgt.
-
Somit kann in dem Fall, in welchem
auf die Daten in derselben Zellblockeinheit fortlaufend zugegriffen
wird, auf die Daten mit hoher Geschwindigkeit zugegriffen werden,
da der folgende Lesebefehl ohne den Datenrückspeichervorgang eingegeben
wird.
-
Mit Bezugnahme auf 29 wird die Durchführung von kontinuierlichem
Schreiben der Daten in eine Zellblockeinheit beschrieben.
-
In einem ersten Zeitabschnitt t0
wird die logische Zellblockadresse abhängig von dem ersten Schreibbefehl
WR0 eingegeben und in die physikalische Blockadresse umgewandelt,
sowie die Wortleitung WL0 der zweiten Zellblockeinheit BL1 aktiviert.
-
Obwohl hierbei die abhängig von
dem ersten Schreibbefehl WR0 eingegebene Zellblockadresse die Wortleitung
WL0 der ersten logischen Zellblockeinheit BL0 auswählt, werden
die aktuellen Daten abhängig
von der ersten logischen Zellblockeinheit BL0 in der Zelleinheit
abhäng
von der Wortleitung WL0 der zweiten physikalischen Zellblockeinheit
BL1 gespeichert. In dem in 29 gezeigten "Zeitabschnitt Befehlsverarbeitung" werden Informationen über die Eingabe
der Wortleitung der logischen Zellblockeinheit durch einen Umwandlungsvorgang
der abhängig vom
Schreibbefehl eingegebenen Zellblockadresse sowie über die
Auswahl der Wortleitung der physikalischen Zellblockeinheit nach
dem Umwandeln der Zellblockadresse gegeben.
-
Dann werden die 4 Kb Daten abhängig von der
aktivierten Wortleitung WL0 gelesen, verstärkt, in den ersten und zweiten
globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B verschoben
und dabei zwischengespeichert.
-
Darauf wird ein Datenbit gelöscht, welches unter
den 4 Kb Daten abhängig
von der aktivierten Wortleitung WL0 ausgewählt ist, wobei die Aktivierung
der Wortleitung WL0 durch die abhängig vom ersten Schreibbefehl
WR0 eingegebene Spaltenadresse erfolgt, und die vom externen Schaltkreis
eingegebenen Daten D0 werden abhängig
von dem Schreibbefehl WR0 anstelle der gelöschten Daten zwischengespeichert.
-
Im zweiten Zeitabschnitt t1 werden
die vom ersten Schreibbefehl WR0 gelesenen und verstärkten Daten
in die 4 K Zelleinheiten abhängig
von der Wortleitung WL0 der zweiten Zellblockeinheit BL0 rückgespeichert.
Somit ist der Schreibvorgang ähnlich
zu dem Lesevorgang, mit der Ausnahme, dass eine Dateneinheit der
zwischengespeicherten Daten durch eine vom externen Schaltkreis
eingegebene Dateneinheit nach dem Lesen, Verstärken und Zwischenspeichern
der Daten ausgetauscht wird.
-
Andererseits wird in diesem Zeitabschnitt
t1 die logische Zellblockadresse in die physikalische Zellblockadresse
abhängig
von dem zweiten Schreibbefehl WR1 umgewandelt, und die Wortleitung
WL1 der dritten Zellblockeinheit BL2 wird in Übereinstimmung mit der umgewandelten
physikalischen Zellblockadresse aktiviert. Dann werden die 4 Kb
Daten abhängig
von der aktivierten Wortleitung WL1 gelesen und verstärkt, wobei
sich im ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 710 und 730 zwischengespeichert
werden.
-
Daraufhin wird eine Dateneinheit
gelöscht, welche
von der abhängig
vom zweiten Schreibbefehl WR1 eingegebenen Spaltenadresse ausgewählt ist, und
die vom externen Schaltkreis eingegebenen Daten D1 werden abhängig zum
zweiten Schreibbefehl WR1 anstelle der gelöschten Daten zwischengespeichert.
-
Im dritten Zeitabschnitt t2 werden
die im ersten und im zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B abhängig von
dem zweiten Schreibbefehl WR1 in die 4 K Zelleinheiten rückgespeichert,
welche mit der Wortleitung WL1 der dritten Zellblockeinheit BL2
verbunden sind.
-
Andererseits wird die Wortleitung
WL2 der zweiten Zellblockeinheit BL1 abhängig vom dritten Schreibbefehl
WR2 aktiviert. Dann werden die 4 Kb Daten abhängig von der aktivierten Wortleitung
WL2 gelesen und verstärkt,
wobei sie in dem ersten und zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B zwischengespeichert
werden.
-
Und dann wird eine Dateneinheit gelöscht, welche
durch die abhängig
vom dritten Schreibbefehl WR2 eingegebene Spaltenadresse ausgewählt ist, und
die Daten D0, welche vom externen Schaltkreis eingegeben wurden,
werden abhängig
von dem dritten Schreibbefehl WR2 anstelle der gelöschten Daten
zwischengespeichert.
-
Im vierten Zeitabschnitt t3 werden
die im ersten und im zweiten globalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock 2705A und 2705B zwischengespeicherten 4
Kb Daten abhängig
vom dritten Schreibbefehl WR2 nicht in die zweite Zellblockeinheit
BL1 rückgespeichert,
sondern in 4 K Zelleinheiten rückgespeichert, abhängig von
der Wortleitung WL2 der ersten Zellblockeinheit BL0, welche als
die vorher festgelegte Wortleitung der Wortleitung WL2 bestimmt
ist. Die Bezeichnung "INTW0" in 29 beschreibt den ablaufenden Vorgang.
-
Zu diesem Zeitpunkt ändert die
vorher festgelegte Wortleitung der Wortleitung WL2 die Wortleitung
WL2 der ersten Zellblockeinheit BL0 in die Wortleitung WL2 der zweiten
Zellblockeinheit BL1, und die Information darüber aktualisiert die vorher
festgelegte Zellblocktabelle 2710. Die Markierungstabelle 2730 wird
ebenfalls aktualisiert, da sich die Information über die logische Zellblockadresse ändert, und dieses
wird durch die Bezeichnung "EBT_UP1" dargestellt.
-
Hiernach ist die vorher festgelegte
Wortleitung der Wortleitung WL2 die Wortleitung WL2 der zweiten
Zellblockeinheit BL0. Ebenfalls ist die Wortleitung WL2 der zweiten
Zellblockeinheit BL1 die Wortleitung WL2 der logischen Zellblockadresse "BL0" in dem vorherigen
Schritt, aber die Wortleitung WL2 der ersten Zellblockeinheit BL0
ist die Wortleitung WL2 der logischen Zellblockadresse "BL0" nach diesem Zeitpunkt.
-
Danach verläuft die Verarbeitung des vierten Schreibbefehls
WR3 identisch zu der des ersten Schreibbefehls WR0.
-
Da die Daten fortlaufend in die erste
Zellblockeinheit BL0 eingeschrieben werden müssen, wenn der fünfte und
sechste Schreibbefehl WR4 und WR5 ausgeführt wird, wie in der vorangehenden
Verarbeitung, werden die im sechsten Zeitabschnitt t5 abhängig von
dem fünften
Schreibbefehl WR4 zwischengespeicherten 4 Kb Daten in die 4 Kb Zelleinheiten
abhängig
von der Wortleitung WL0 der zweiten Zellblockeinheit BL1 rückgespeichert,
welche als die vorher festgelegte Wortleitung der Wortleitung WL0
bestimmt ist. Die Bezeichnung "INTW1" in der 29 verdeutlicht diesen
Vorgang.
-
Der gepunktete Linienteil des Zeitabschnitts Befehlsaktivierung
in 29 stellt einen
Zeitabschnitt dar, in dem die Daten abhängig vom vorhergehenden Befehl
zu der Zellblockeinheit verschoben werden, deren Wortleitung als
die vorher festgelegte Wortleitung bestimmt worden ist, und die
dort rückgespeichert
werden, da die Daten abhängig
vom nächsten
Befehl in die gleiche Zellblockeinheit eingeschrieben werden.
-
Schließlich verwendet die erfindungsgemäße Speichervorrichtung
das Zellblock-Interleaving-Verfahren zum Schreiben der Daten, wenn
die Daten in jede andere Zellblockeinheit geschrieben werden, und
führt eine
Rückspeicherung
der Daten durch, indem sie sie zu der Zellblockeinheit verschiebt,
deren Wortleitung als die vorher festgelegte Wortleitung bestimmt
ist, wenn die Daten kontinuierlich in dieselbe Zellblockein heit
eingeschrieben werden. Dieses ist möglich, da die Speichervorrichtung die
Anzahl 256 von den vorher festgelegten Wortleitungen aufweist, indem
sie eine Zellblockeinheit mehr beinhaltet als von der angegebenen
Zellblockadresse angegeben sind.
-
Deshalb können die Daten im Schreibmodus mit
hoher Geschwindigkeit eingeschrieben werden, da der nächste Schreibbefehl
ausgeführt
wird, ohne dass er von der Datenrückspeicherzeit der aktuellen Daten
abhängig
ist.
-
Zusätzlich ist es möglich, die
Daten mit hoher Geschwindigkeit einzuschreiben, da die Datenrückspeicherzeit
immer verringert ist, ohne von den Datenschreibmustern abhängig zu
sein, ob die Daten kontinuierlich in die eine Zellblockeinheit oder
in eine jede andere Zellblockeinheit eingeschrieben werden.
-
30 ist
eine Signal-Simulation des Betriebs der Speichervorrichtung im internen
Zellblock-Datenzugriff beim Lesemodus.
-
Wie dargestellt, wird der Rückspeichervorgang
der gelesenen Daten in der Zellblockeinheit durchgeführt, deren
Wortleitung als die vorher festgelegte Wortleitung bestimmt ist,
da der folgende Lesebefehl fortlaufend die Daten in derselben Zellblockeinheit
liest, wenn die Lesebefehle RD0 bis RD2 und RD4 bis RD5 aktiviert
werden, und dabei im ganzen 5 mal eine Datenübertragung und eine Datenrückspeicherung
ausgeführt
wird, z.B. zeigt dies die Bezeichnung "INTW" in 30. Da auch der nächste Befehl
auf eine andere Zellblockeinheit zugreift, wenn die Lesebefehle
RD3, RD6 und RD7 ausgeführt
werden, erfolgt der Datenrückspeichervorgang z.B. "ACT" nach 30, in einer ausgewählten Zellblockeinheit.
-
31 zeigt
einen schematischen Schaltplan einer Schaltung zur Erzeugung von
Signalen zur Verwendung bei den globalen Bitleitungs-Verbindungseinheiten,
z.B. 2718, 2728, ..., und 2758, die 26 zeigt.
-
Ein Schaltkreis der 31 ist ein Schaltkreis zur Steuerung
der globalen Bitleitungs-Verbindungseinheiten, z.B. 2718, als ein
erstes NOR-Gatter NOR1 ausgebildet, das Signale PCG-ACT[2n] und PCG-ACT[2n+1]
zum Lesen und Verstärken
der Daten abhängig
von der durch den Befehl ausgewählten Wortleitung
empfängt,
ein weiterer ist als ein zweites NOR-Gatter NOR2 ausgebildet, welches
Signale INTW[2n] und INTW[2n+1) zum Verschieben und Rückspeichern
der Daten empfängt,
wenn auf dieselbe Zellblockeinheit fortlaufend zugegriffen wird,
und der ein globales Bitleitungs-Steuersignal GBIS zur Steuerung
der globalen Bitleitungs-Verbindungseinheit ausgibt. Die Bezeichnungen τ1, τ2, τ3 bedeuten Verzögerungszeiten
der jeweiligen Verzögerungsblöcke Delay1
bis Delay3.
-
In 32 ist
ein Zeitablaufdiagramm des Betriebs der Speichervorrichtung abhängig von
der erzeugten Signalen der Schaltung nach 31 dargestellt.
-
Die markierten Bereiche in 32 stellen einen Zeitabschnitt
dar, in welchem die logische Zellblockadresse in die physikalische
Zellblockadresse in jeden der Zeitabschnitte umgewandelt wird. Die Verzögerungszeiten τ1, τ2 und τ3 in 32 sind durch die Verzögerungsblöcke Delay1
bis Delay3 der 31 festgelegt.
-
Die Bezeichnung "LSA_EN" in 32 ist
ein Freigabesignal des lokalen Bitleitungs-Leseverstärkers, die
Bezeichnung "GBIS" ist ein Freigabesignal des
globalen Bitleitungs-Lese verstärkers,
und die Bezeichnung "GSA_EN" ist ein Freigabesignal
des globalen Leseverstärkerblocks.
-
Zusätzlich wird "Δ" zwangsweise deaktivert, wenn der zweite
Befehl als nächstes
Zugriff der durch den ersten Befehl aktivierten Wortleitung in derselben
Zellblockeinheit aktiviert, und die Bezeichnung "INTW" stellt
dar, dass die vorher festgelegte Wortleitung der vom ersten Befehl
abhängigen
Wortleitung die Daten zu der Zellblockeinheit verschiebt, deren Wortleitung
als die vorher festgelegte Wortleitung bestimmt ist und dabei die
Daten darin zwischenspeichert. In der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
nach 32 wird es so
verstanden, dass die Umwandlungszeit der Zellblockadresse und die zwangsweise
Vorladungszeit 40 Prozent der Gesamtzeit eines Zeitabschnitts belegen.
-
Mit Bezug auf die vorangehende Erläuterung muss
die Speichervorrichtung zur Implementierung der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
folgendes aufweisen: eine Zellblockeinheit für einen Zellbereich in dem
Segment, die vorher festgelegte Zellblocktabelle und den Markierungsblock,
usw. Da der globale Bitleitungs-Leseverstärker und die globale Bitleitung
ausserdem miteingeschlossen sind, gibt es zusätzlich einen zusätzlichen
Bereich mehr als ihn die typische Speichervorrichtung aufweist.
-
Auf die erfindungsgemäße Speichervorrichtung
kann jedoch mit einer höheren
Geschwindigkeit zugegriffen werden als auf die frühere Speichervorrichtung,
da die Ausführungszeit
der Speichervorrichtung um die Datenrückspeicherzeit verringert ist,
indem die oben angegebenen Blöcke
zugefügt
werden.
-
Es wird vorausgesetzt, dass die Zeilen-Zykluszeit
der Speichervorrichtung des Standes der Technik tRC beträgt, und dass
die der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung MAX{0,5×(tBAT,+tRP+tRC),
tINTW} beträgt.
Bei den Termen "0,5×(tBAT,+tRP+tRC" und "tINTW" bestimmt derjenige
die Zeilen-Zykluszeit der Speichervorrichtung, der die größere Zeit
bildet.
-
Hierbei ist der Term "tBAT" die Umwandlungszeit
der Zellblockadresse, der Term "tRP" die Vorladungszeit,
der Term "tRC" die vorhergehende Zeilen-Zykluszeit
und der Term "tINTW" die Rückspeicherzeit
beim Verschieben der internen zwischengespeicherten Daten zu der
Zellblockeinheit, deren Wortleitung als die vorher festgelegte Wortleitung
bestimmt ist.
-
Da der Term "tRP" der
erzwungene Vorladungsvorgang ist, der mit jedem Befehlsverarbeitungsvorgang
einhergeht, der zum sofortigen Zugriff auf nächste Daten erforderlich ist,
wenn auf die Daten in derselben Zellblockeinheit zugegriffen wird,
bedeutet es hierbei zur Implementierung einer bevorzugten Ausführungsform,
die Daten im vorhergehenden Zeitabschnitt zu lesen und zu verstärken, den
lokalen Bitleitungs-Leseverstärker
auszuschalten und die lokale Bitleitung vorzuladen.
-
Die Zeilen-Zykluszeit der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
wird dadurch bestimmt, welcher von den beiden Termen zur Bestimmung
der Zeilen-Zykluszeit der Speichervorrichtung größer ist, und typischerweise
ist dieser durch "0,5×(tBAT,+tRP+tRC)" festgelegt, weil "0,5×(tBAT,+tRP+tRC)" länger ist
als "tINTW".
-
Wird die Zeilen-Zykluszeit der Speichervorrichtung
mit "0,5×(tBAT,+tRP+tRC)" bestimmt, da die Datenrückspeicherzeit
reduziert wird, auch wenn weiterhin die erzwungene Vorladungszeit
und die Zeit addiert wird, in welcher die logische Zellblockadresse
in die physikalische Zellblockadresse umgewandelt wird, wird die
Zeilen-Zykluszeit um ungefähr 30
% bis ungefähr 40
% reduziert, bezugnehmend auf einen Vergleich der Zeilen-Zykluszeit der vorliegenden
Erfindung gemäß der 28 und 29 mit der der herkömmlichen Speichervorrichtung.
-
Zum Beispiel weist die herkömmlich Speichervorrichtung
bei einer Befehlsausführungszeit von
15n Sekunden die Zeilen-Zykluszeit
des doppelten Zeitabschnitts auf, nämlich 30n Sekunden. Bei der
vorliegenden Erfindung jedoch wird angenommen, dass die Zellblockadressen-Umwandlungszeit 3n
Sekunden und die erzwungene Vorladungszeit 3n Sekunden beträgt, ergibt
sich die Zeilen-Zykluszeit durch die Addition eines Zeitabschnitts
von 15n Sekunden mit zusätzlichen
6n Sekunden zu 21n Sekunden.
-
Andererseits verschiebt die erfindungsgemäße Speichervorrichtung
die Daten, wenn die Zellblockeinheit, auf die durch den nächsten Befehl
zugegriffen wird, identisch mit der ist, auf die durch den vorherigen
Befehl zugegriffen wurde, und aktualisiert die Markierung, wenn
die Daten verschoben werden.
-
Jedoch kann zur Implementierung der
erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
das Aktivieren der Wortleitung der im aktuellen Zeitabschnitt zugegriffenen
Zellblockeinheit und das Verschieben der Zellblockeinheit, die die
vorher festgelegte Wortleitung der ausgewählten Wortleitung zum Rückspeichern
beinhaltet, gleichzeitig in der Speichervorrichtung erfolgen. In
diesem Fall werden die Daten immer in zwei Zellblockeinheiten gespeichert,
wobei die Zellblockeinheit, die die aktuellen Daten speichert, durch
die Markierungstabelle festgelegt ist. In diesem Fall, wenn die
in der Zellblockeinheit gelesenen und verstärkten Daten in dem globalen
Bitleitungs-Leseverstärkerblock
zwischengespeichert werden, so oft der Befehl ausgeführt wird,
wird die Speichervorrichtung zum erzwungenen Vorladen der Daten
implementiert, die in dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock
der Zellblockeinheit zwischengespeichert sind.
-
In der bevorzugten Ausführungsform
erhält die
Speichervorrichtung zusätzlich
die Daten oder Ausgaben der Daten im Zwischenspeicher-Zeitpunkt nach
dem Lesen und Verstärken
der Daten im ersten Zeitabschnitt, aber es ist möglich, die Speichervorrichtung
zum Empfang oder zur Ausgabe der Daten abhängig von dem Befehl beim Datenrückspeichervorgang
zu implementieren; das ist der zweite Zeitabschnitt, wenn der Befehl
aktiviert wird.
-
Eines der oben genannten Verfahren
wird geeigneterweise so entsprechend ausgewählt, um die Technik der Speichervorrichtung
auszulegen, und auf die Daten wird mit hoher Geschwindigkeit zugegriffen,
ohne dass eine Beziehung zur Datenrückspeicherzeit besteht, welche
bei einem der in der Speichervorrichtung oben angegebenen Verfahren aufweist.
-
Es ist möglich, die erfindungsgemäße Speichervorrichtung
mit der bevorzugten Ausführungsform
mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit zu betreiben, da die
Datenzugriffszeit verringert ist, die Zeit tBAT zum Umwandeln der
logischen Zellblockadresse in die physikalische Zellblockadresse
und die erzwungene Vorladungszeit tRP addiert wird, welche nicht
in der früheren
Speichervorrichtung vorhanden sind.
-
Für
Hochgeschwindigkeitsverarbeitung in der vorliegenden Erfindung ist
es vorgesehen, dass die Speichervorrichtung eine Zeilen-Zykluszeit
aufweist, die für
die erzwungene Vorladungszeit tRP und die Umwandlungszeit tBAT der
Zellblockadresse von der in 26 gezeigten
Speichervorrichtung reduziert ist.
-
33 zeigt
ein Blockdiagramm einer Speichervorrichtung mit einer reduzierten
Zeilen-Zykluszeit.
-
Wie dargestellt, erhält die Speichervorrichtung
der vorliegenden Erfindung direkt den Befehl CD von dem Steuerblock 3380 und
erzeugt den zweiten Befehl CD_D, wobei der Befehl CD für die erzwungene
Vorladungszeit tRP und die Umwandlungszeit tBAT der Zellblockadresse
verzögert
von dem Verzögerungsblock 3382 ausgegeben
wird. Der Steuerblock 3380 wandelt die logische Zellblockadresse
in die physikalische Zellblockadresse um und führt den erzwungenen Vorladungsvorgang
aus, und der verzögerte
Befehl CD_D steuert den Zellbereich 3320 zur Durchführung anderer
Vorgänge,
die in dem Datenzugriffsprozess benötigt werden.
-
34 ist
ein Blockdiagramm, das die Speichervorrichtung gemäß 33 im Detail beschreibt.
-
Wie dargestellt, weist die Speichervorrichtung
folgendes auf: einen Zellbereich mit N+1 Zellblockeinheiten mit
Hinzufügung
von N Zellblockeinheiten, die individuell M Wortleitungen abhängig von einer
eingegebenen Zeilenadresse und eine zusätzliche Zellblockeinheit mit
M Wortleitungen aufweisen; einen Datenzugriffs-Steuerblock zur Steuerung
des Vorgangs, das auf Daten in einer ersten Zellblockeinheit zugegriffen
wird, welche von den N+1 Zellblockeinheiten ausgewählt ist,
diese Daten entweder in der ersten Zellblockeinheit oder in einer
zweiten Zellblockeinheit rückgespeichert
werden; und einen Befehls-Steuerblock
zur Steuerung des Vorgangs, dass eine Zellblockadresse abhängig von
einem zweiten Befehl bei einem aktiven nächsten Zeitabschnitt umgewandelt
wird, und dass eine Bitleitung abhängig von einem ersten Befehl
erzwungen vorgeladen wird, während
auf Daten abhängig
von dem ersten aktuellen aktiven Befehl zugegriffen wird.
-
Der Datenzugriffs-Steuerblock steuert
den Vorgang, dass erste Daten nicht in einer ersten Zellblockeinheit
zurückgespeichert
werden, sondern auf zweite Daten in der ersten Zellblockeinheit
zugegriffen wird, und dass die ersten Daten in die erste Zellblockeinheit
rückgespeichert
werden, wenn auf die ersten und die zweiten Daten fortlaufend in
der ersten Zellblockeinheit zugegriffen wird.
-
Der Datenzugriffs-Steuerblock steuert
den Vorgang, dass auf zweite Daten in der zweiten Zellblockeinheit
in einem Zeitabschnitt zugegriffen wird, wenn erste Daten in die
erste Zellblockeinheit zurückgespeichert
werden, wenn auf die ersten und zweiten Daten in der ersten und
der zweiten Zellblockeinheit nacheinander zugegriffen wird.
-
35 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung
des Betriebs der Speichervorrichtung in 34 abhängig von fortlaufenden eingegebenen Lesebefehlen.
Nachstehend wird mit Bezug auf die 33 bis 35 der Betrieb der Speichervorrichtung
erläutert.
-
Zuerst wandelt die Speichervorrichtung
die logische Zellblockadresse abhängig von dem ersten eingegebenen
Befehl RD0 in die physikalische Zellblockadresse um und bewirkt
den erzwungenen Vorladungsvorgang. Wenn zu diesem Zeitpunkt die
Zellblockeinheit, auf die abhängig
vom vorherigen Befehl zugegriffen wurde, dieselbe ist, die abhängig vom ersten
Lesebefehl RD0 aktuell aktiviert ist, führt der Vorladevorgang nicht
den Rückspeichervorgang
des vorherigen Lesebefehls aus, sondern bewirkt den erzwungenen
Vorladungsvorgang. Dabei tritt jedoch nicht der eigentliche erzwungene
Vorladungsvorgang beim ersten Lesevorgang der Speichervorrichtung auf,
weil es keinen vorherigen Befehl gibt.
-
Wenn die Speichervorrichtung der
vorliegenden Erfindung den ersten Befehl verarbeitet, gibt es somit
eine Latenz, z.B. den Zeitabschnitt "X" in
der 35, für die erzwungene
Vorla dungszeit tRP und die Umwandlungszeit tBAT der Zellblockadresse.
-
Andererseits erzeugt der Verzögerungsblock 3382 in
dem Befehlszeitsteuerblock 3450 den ersten verzögerten Befehl
RD0_D, der für
die erzwungene Vorladungszeit tRP und die Umwandlungszeit tBAT der
Zellblockadresse verzögert
ist.
-
Dann wird in einem ersten Zeitabschnitt
t0 der Datenzugriffs-Steuerblock 3380 zur Aktivierung der
Wortleitung WL0 der ersten Zellblockeinheit BL0 abhängig von
dem ersten verzögerten
Befehl RD0_D gesteuert, welcher von dem Befehlssteuerblock 3420 ausgegeben
ist. Und die 4 Kb Daten werden abhängig von der aktivierten Wortleitung
WL0 von dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärker gelesen und verstärkt.
-
Dann werden die gelesenen und verstärkten 4
K Bitsdaten in den Datenzwischenspeicherblick 3470 verschoben
und dort zwischengespeichert. Eine Dateneinheit D0 wird aus den
4 K Bits gelesenen und verstärkten
Daten durch die eingegebene Spaltenadresse ausgewählt und
abhängig
von dem ersten Lesebefehl CD0 an den I/O-Leseverstärkerblock
ausgegeben, wobei Bezug genommen wird auf das Bezugszeichen 2600 der 26. Hierbei werden die
Ausgabedaten D0, wie schon oben erläutert, an den externen Schaltkreis
der Speichervorrichtung über
den Eingabe-/Ausgabe-Puffer
ausgegeben, und so weiter.
-
Andererseits erhält der Befehlssteuerblock 3420 in
einem ersten Zeitabschnitt t0 den zweiten Lesebefehl RD1 und wandelt
die logische Zellblockadresse abhängig vom zweiten Lesebefehl
in die physikalische Zellblockadresse um. Dann vergleicht der Befehlssteuerblock 3420 den
ersten Lesebefehl RD0 mit der Zellblockeinheit, welche die Daten
aufweist, auf welche durch den zweiten Lesebefehl RD1 zugegriffen
wird. Da die Daten durch den ersten und den zweiten Lesebefehl RD0
und RD1 in derselben Zellblockeinheit gelesen werden, werden die
in dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock der ersten Zellblockeinheit
BL0 zwischengespeicherten 4 Kb Daten vorgeladen, nachdem sie abhängig vom
ersten Lesebefehl RD0 gelesen und verstärkt wurden, siehe z.B. Zeitabschnitt "Y" der 35.
-
Zusätzlich erzeugt der Befehlszeitsteuerblock
3450 im Zeitabschnitt "Y" den zweiten verzögerten Befehl
RD1_D, wobei der zweite Lesebefehl RD1 für die erzwungene Vorladungszeit
tRP und die Umwandlungszeit tBAT der Zellblockadresse verzögert wird.
-
Dann wird in einem zweiten Zeitabschnitt
t1 die Wortleitung WL1 der ersten Zellblockeinheit BL0 abhängig von
dem zweiten verzögerten
Lesebefehl RD1_D aktiviert. Und die 4 Kb Daten werden abhängig von
der aktivierten Wortleitung WL1 von dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärker gelesen
und verstärkt,
und in den Datenzwischenspeicherblock 3470 verschoben.
Dann wird eine Dateneinheit D1 aus den in dem Datenzwischenspeicherblock 3470 zwischengespeicherten
4 Kb Daten durch die eingegebene Spaltenadresse ausgewählt und
abhängig
vom zweiten Lesebefehl RD1 an den I/O-Leseverstärker ausgegeben.
-
Andererseits wird in diesem Zeitabschnitt
t1 die Wortleitung WL0 der zweiten Zellblockeinheit BL1 aktiviert,
welche als die vorher festgelegte Wortleitung der abhängig vom
ersten Lesebefehl aktivierten Wortleitung WL0 bestimmt ist, und
die in dem Datenzwischenspeicherblock 3470 zwischengespeicherten
Daten werden in die 4 K Zelleinheiten abhängig von der Wortleitung WL0
der zweiten Zellblockeinheit BL1 verschoben und dabei zwischengespeichert.
Die Bezeichnung "INTW0" stellt diesen Vorgang
dar.
-
Dann wird in einem zweiten Zeitabschnitt
t1 der dritte Lesebefehl RD2 in den Befehlssteuerblock 3420 eingegeben,
und die logische Zellblockadresse wird abhängig vom dritten Lesebefehl
in die physikalische Zellblockadresse umgewandelt. Und der Befehlszeitsteuerblock 3450 vergleicht
den zweiten Lesebefehl RD1 mit der Zellblockeinheit, die die Daten aufweist,
auf die durch den dritten Lesebefehl RD2 zugegriffen wird. Da die
Daten durch den zweiten und den dritten Lesebefehl RD1 und RD2 in
derselben Zellblockeinheit zu diesem Zeitpunkt gelesen werden, werden
die in dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärkerblock der ersten Zellblockeinheit
BL0 zwischengespeicherten 4 Kb Daten erzwungen vorgeladen, nachdem
sie abhängig
vom zweiten Lesebefehl RD1 gelesen und verstärkt worden sind, siehe z.B. Zeitabschnitt "Z" in 35.
-
Zusätzlich erzeugt der Befehlszeitsteuerblock
3450 im Zeitabschnitt "Z" den dritten verzögerten Befehl
RD2_D, wobei der dritte Befehl RD2 für die erzwungene Vorladungszeit
tRP und die Umwandlungszeit tBAT der Zellblockadresse verzögert wird.
-
In dem dritten Zeitabschnitt t2 wird
die Wortleitung WL2 der ersten Zellblockeinheit BL0 durch den dritten
verzögerten
Befehl RD2_D aktiviert, welcher für die erzwungene Vorladungszeit
tRP und die Umwandlungszeit tBAT der Zellblockadresse von dem Verzögerungsblock 440 verzögert ist.
-
Und die 4 Kb Daten werden abhängig von der
aktivierten Wortleitung WL2 von dem lokalen Bitleitungs-Leseverstärker gelesen
und verstärkt,
und in den Datenzwischenspeicherblock 3470 verschoben. Dann
wird eine Dateneinheit D2 aus den in dem Datenzwischenspeicherblock 3470 zwischengespeicherten
Daten durch die eingegebene Spaltenadresse ausgewählt und
in Abhängigkeit
vom dritten Lesebefehl RD2 an den I/O-Lesevertstärker ausgegeben.
-
Andererseits wird in diesem Zeitabschnitt
t2 die Wortleitung WL1 der zweiten Zellblockeinheit BL1 aktiviert,
welche als die vorher festgelegte Wortleitung der Wortleitung WL1
bestimmt ist, welche abhängig
von dem zweiten Lesebefehl RD1 aktiviert ist, und die in dem Datenzwischenspeicherblock 3470 zwischengespeicherten
Daten werden in die 4 K Zelleinheiten abhängig von der Wortleitung WL1
der zweiten Zellblockeinheit BL1 verschoben und dabei zwischengespeichert.
Die Bezeichnung "INTW1" stellt diesen Vorgang
dar.
-
Der Betrieb der Speichervorrichtung
nach 34, wie voranstehend
erläutert,
ist ähnlich
zu dem in 26 gezeigten,
aber es gibt Unterschiede darin, dass die Speichervorrichtung den
eingegebenen Lesebefehl zum Umwandeln der Zellblockadresse, für den Vorgang
in Bezug auf Aktivierung der Wortleitung, zum Lesen und Verstärken der
Daten in der Zeiteinheit, zum Rückspeichern
dieser, usw. verwendet, wobei ein erzwungener Vorladungsvorgang und
dabei der verzögerte
Lesebefehl RD_D ausgeführt
wird, der für
die erzwungene Vorladungszeit tRP und die Umwandlungszeit tBAT der
Zellblockadresse verzögert
wird.
-
Auf diese Weise hat die Zeilen-Zykluszeit
bei anfänglichem
Betrieb der Speichervorrichtung die Latenz, z.B. Zeitabschnitt "X" in 35,
der erzwungenen Vorladungszeit tRP und der Umwandlungszeit tBAT
der Zellblockadresse abhängig
vom ersten aktivierten Lesebefehl, sie wird jedoch um die erzwungene
Vorladungszeit tRP und die Umwandlungszeit tBAT der Zellblockadresse
reduziert, da der zweite Lesebefehl aktiviert wird.
-
Es gibt einen Grund, dass die Zeilen-Zykluszeit
nicht beeinflusst wird, da Vorgänge
abhängig
von dem folgenden Lesebefehl, das erzwungene Vorladen und die Umwandlung
der Zellblockadresse beide ausgeführt werden, wenn die Daten
abhängig
vom vorhergehenden Lesebefehl gelesen und verstärkt werden.
-
In der obigen Beschreibung wird der
Betrieb der Speichervorrichtung in 34 beschrieben,
und die Erläuterung
zum Schreibvorgang ist ausgelassen, weil der Schreibvorgang dem
Lesevorgang ähnlich
ist. Beim Schreibvorgang besteht nämlich der Unterschied für die Speichervorrichtung
darin, dass anstelle der Ausgabe der Daten, die aus den im Datenzwischenspeicherblock 3470 zwischengespeicherten
Daten ausgewählt
werden, werden die Daten, die von den im Datenzwischenspeicherblock 3470 zwischengespeicherten
Daten ausgewählt sind,
durch die vom externen Schaltkreis eingegebenen Daten überschrieben.
-
36 zeigt
ein Zeitablaufdiagramm des Betriebs der Speichervorrichtung gemäß 34 im Vergleich mit dem
Betrieb der Speichervorrichtung gemäß der 18, um den Betrieb der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung
leicht zu verstehen.
-
Wie dargestellt, bewirkt der erste
Befehl CD0 die Umwandlung der Zellblockadresse und die erzwungene
Vorladung im Zeitintervall a0, und der erste verzögerte Befehl
CD0_D, der den ersten Befehl CD0 für "tRP + tBAT" verzögert, bewirkt die Aktivierung
der Wortleitung und das Lesen und Verstärken von Daten abhängig von
der aktivierten Wortleitung im Zeitintervall b0.
Der zweite Befehl CD1, welcher im nächsten Zeitabschnitt abläuft, wird
eingegeben, um die Zellblockadresse in einem Zeitintervall a1 des Zeitintervalls b0 umzuwandeln,
dann läuft
der erzwungene Vorladungsvorgang abhängig von dem ersten Befehl
ab. Im Zeitintervall b1 bewirkt der zweite
verzögerte
Befehl CD1_D, der den ersten Befehl CD0 für "tRP + tBAT" verzögert die Aktivierung der Wortleitung
und das Lesen und Verstärken
der Daten abhängig
von der aktivierten Wortleitung im Zeitintervall b0.
-
Somit wird die Zeilen-Zykluszeit
der in 34 dargestellten
Speichervorrichtung in MAX{0,5×tRC,tINTW}
aufgeteilt. Zu diesem Zeitpunkt ist "tRC" die
vorherige Zeilen-Zykluszeit b0+b1, und "tINTW" eine Zeit zur Aktivierung
der vorher festgelegten Wortleitung der von dem Verarbeitungsbefehl
abhängigen
Wortleitung, wobei die Daten von dem Datenzwischenspeicherblock
in die Zellblockeinheit verschoben werden, deren Wortleitung als vorher
festgelegte Wortleitung bestimmt ist, und wobei sie dabei rückgespeichert
werden.
-
Die Zeilen-Zykluszeit MAX{0,5×tRC,tINTW} der
in 34 gezeigten Speichervorrichtung
eliminiert "tBAT" für die Umwandlung
der Zellblockadresse und "tRP" für das erzwungene
Vorladen von der Zeilen-Zykluszeit MAX{0,5×(tRC,+tRP+tRC),tINTW} der
Speichervorrichtung, die vorhergehend erläutert wurde.
-
Da "tINTW" typischerweise länger ist als "tRP", beträgt die Zeilen-Zykluszeit
im wesentlichen 0,5 × tRC,
somit ist es für
die in 34 gezeigte Speichervorrichtung,
die Zeilen-Zykluszeit
auf maximal die Hälfte
gegenüber
der Zeilen-Zykluszeit
der Speichervorrichtung des Standes der Technik zu reduzieren. Wie
nämlich
in 36 dargestellt ist,
beträgt
die Zeilen-Zykluszeit der Speichervorrichtung des Standes der Technik
b0+b1, aber die
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung beträgt b0.
-
Bei der vorliegenden Erfindung wird
die Speichervorrichtung für
Hochgeschwindigkeits-Datenzugriff implementiert, unabhängig von
der Datenrückspeicherzeit,
welche sicherlich große
Teile der Datenzugriffszeit in der Speichervorrichtung belegt, die den
Kondensator als Speichereinheitselement verwendet.
-
Zusätzlich wird das Verfahren und
die Vorrichtung der Speichervorrichtung für Hochgeschwindigkeits-Datenzugriff
vorgesehen, welcher keine Beziehung zu einem Datenzugriffsmuster
hat, so dass auf die Daten entweder fortlaufend in einem Zell block oder
nacheinander in jedem der Zellblöcke
zugegriffen wird. Somit wird in dem System, welches die erfindungsgemäße Speichervorrichtung
als Hauptspeichervorrichtung beinhaltet, die Gesamtverarbeitungsgeschwindigkeit
des Systems erheblich verbessert, ohne dass eine Beziehung zu dem
Datenzugriffsmuster besteht.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung
mit Bezug auf die besonderen Ausführungsformen beschrieben worden
ist, ist es für
den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen gemacht
werden können,
ohne dass vom Gedanken und Bereich der Erfindung, wie in den folgenden
Ansprüchen
festgelegt, abgewichen wird.