DE3303380A1 - Semiconductor memory - Google Patents
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Abstract
Description
HALBLEITERSPEICHERBAUSTEINSEMICONDUCTOR MEMORY COMPONENT
Die Erfindung betrifft einen Halbleiterspeicherbaustein nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a semiconductor memory module according to the preamble of claim 1.
In der Zeitschrift ELEKTRONIK 79/Heft 12/S. 39 bis 47 (W. RIENECKER) ist ein derartiger Halbleiterbaustein beschrieben. Die Information in den Speicherzellen ist nicht durch wahlfreien Zugriff zugänglich.In the magazine ELEKTRONIK 79 / issue 12 / S. 39 to 47 (W. RIENECKER) such a semiconductor module is described. The information in the memory cells is not accessible through random access.
In der Zeitschrift ELEKTRONIK 76/Heft 1O/S. 53 bis 56 (GOSER) ist ein Halbleiterbaustein beschrieben, der eine Ein-Transistorzelle nach dem CCD-Prinzip aufweist. Dieser hat den Nachteil, daß das 88Verschieben" eines Datums von einer Speicherzelle in eine benachbarte nur durch das Auslesen des Datums und Wiedereinschreiben unter der neuen Adresse geschehen kann. Soll der Inhalt mehrerer Speicherzellen verschoben werden, muß dieser Vorgang entsprechend oft wiederholt werden.In the magazine ELEKTRONIK 76 / issue 1O / S. 53 to 56 (GOSER) a semiconductor module is described which has a one-transistor cell based on the CCD principle having. This has the disadvantage that "moving" a date from a Memory cell in an adjacent one only by reading out the date and rewriting it can be done at the new address. Should the content of several memory cells are moved, this process must be repeated accordingly often.
Das Suchen bestimmter Elemente in Datenmengen, z.B. Einträge in Tabellen, kann durch Sortierung der Datenmengen beschleunigt werden. Das z.Zt. effektivste Suchverfahren auf sortierten Datenmengen ist das Binärsuchverfahren In Datenverarbeitungsanlagen wird das Binärsuchverfahren z.Zt. durch Software implementiert.Searching for certain elements in data sets, e.g. entries in tables, can be accelerated by sorting the amount of data. The currently most effective The binary search method in data processing systems is the search method on sorted data volumes the binary search procedure is currently implemented by software.
Dieses Verfahren ist nur dann effizient, wenn die Daten in einem Speicher mit schnellem wahlfreiem Zugriff abgelegt sind. Wir wollen für die folgenden Betrachtungen davon ausgehen, daß die Daten in einem herkömmlichen Halbleiterrandomspeicher (RAM) gespeichert sind und daß jedes Element der Datenmenge genau ein Speicherwort belegt. Der Zeitaufwand für das Suchen eines Datums ist dann, gemessen an der Anzahl der notwendigen Speicherzugriffe, proportional 2109 n , wobei n die Anzahl der Elemente der geordneten Datenmenge ist.This method is only efficient when the data is in memory are stored with fast random access. We want for the following considerations assume that the data in a conventional semiconductor random memory (RAM) are stored and that each element of the data set occupies exactly one memory word. The time it takes to search for a date is then measured by the number of necessary memory accesses, proportional 2109 n, where n is the number of elements the ordered amount of data.
Der günstige Zeitaufwand für das binäre Suchen gilt jedoch nur, solange die Datenmenge nicht verändert wird. Wenn Daten eingefügt oder gelöscht werden sollen, so muß ein Teil der Daten im Speicher umplaziert werden, um die für das Binärsuchverfahren notwendige Sortierung (beim Einfügen) bzw. die lückenlose Speicherung der Daten (beim Löschen) aufrechtzuerhalten. Beim Einfügen eines Datums muß die Adresse bestimmt werden, unter der es entsprechend der Ordnung eingetragen werden muß. Bevor dies geschehen kann, müssen das unter dieser Adresse stehende Element und alle folgenden um eine Position im Speicher in Richtung höherwertiger Adressen verschoben werden. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Daten im unteren Teil (niedrige Adressen) des Speichers stehen und die freien Plätze im oberen Teil. Beim Löschen müssen dann die Elemente, die hinter dem zu Löschenden stehen, um eine Position in Richtung niederwertiger Adressen verschoben werden.However, the cheap time required for binary searching only applies while the amount of data is not changed. When data is inserted or deleted should, so some of the data in the memory must be relocated to allow for the binary search process necessary sorting (when inserting) or the complete storage of the data (when deleting). When inserting a date, the address must be determined under which it must be entered in accordance with the regulations. Before this can happen, the element at this address and all of the following be shifted by one position in the memory in the direction of more significant addresses. It is assumed that the data is in the lower part (low addresses) of the memory stand and the free spaces in the upper part. When deleting the elements, who stand behind the one to be deleted, to one position in the direction of the lower order Addresses are moved.
Wegen der oben geschilderten Nachteile herkömmlicher Halbleiterspeicherbausteine ist der Zeitaufwand für das Verschieben eines Datums im statistischen Mittel proportional 7 n , wobei eine Gleichverteilung der Wahrscheinlichkeit für das Einfügen bzw. Löschen an einer bestimmten Adresse angenommen wird. Es müssen also durchschnittlich 7 Verschiebeoperationen vorgenommen werden, wenn ein Datum eingefügt oder gelöscht werden soll, wobei pro Verschiebeoperation je ein Lese- und ein Schreibzugriff notwendig sind.Because of the disadvantages of conventional semiconductor memory components outlined above the time it takes to move a date is proportional to the statistical mean 7 n, where a uniform distribution of the probability for insertion or deletion is accepted at a specific address. So an average of 7 shift operations are required can be made when a date is to be inserted or deleted, whereby per Shift operation each one read and one write access are necessary.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Halbleiterbaustein nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß der wahlfreie Zugriff ermöglicht wird, wobei folgende Bedingungen zu erfüllen sind: a) Ab der Adresse i alle Daten unter den Adressen A > i gleichzeitig in Richtung höherer Adressen um eine Stelle verschieben (Vorwärts-Veischieben aufgrund eines Steuersignals).The object of the invention is therefore to provide a semiconductor module to develop the preamble of claim 1 in such a way that the random access is made possible, whereby the following conditions must be met: a) From the address i all data under the addresses A> i simultaneously in the direction of higher addresses Shift one position (forward shift due to a control signal).
b) Bis zu der Adresse i alle Daten unter den Adressen A i gleichzeitig in Richtung niedrigerer Adressen um eine Stelle verschieben (Rückwärts-Verschieben aufgrund eines Steuersignals).b) Up to address i, all data at addresses A i at the same time move one place in the direction of lower addresses (move backwards due to a control signal).
c) Wahlfreier Zugriff zu den Speicherzellen (random access) für das Schreiben und Lesen der Daten.c) Random access to the memory cells for the Writing and reading the data.
Die Kapazität soll in der Größenordnung heute üblicher Halbleiterspeicher liegen.The capacity should be in the order of magnitude of today's semiconductor memories lie.
a) Beim "up shift" werden alle Daten unter den Adressen A'> 4 verschoben.a) With the "up shift" all data are shifted under the addresses A '> 4.
b) Beim "down shift" werden alle Daten unter den Adressen A'>A verschoben.b) With the "down shift" all data under the addresses A '> A postponed.
Die Verschieberichtung wird durch die Reihenfolge der Taktphasen bestimmt #2, #3, #1 : "up shift" #3, #2, #1 : "down shift".The direction of movement is determined by the sequence of the clock phases # 2, # 3, # 1: "up shift" # 3, # 2, # 1: "down shift".
Unter Berücksichtigung der Punkte a) und b) ergibt sich daher, daß für die Verschiebeoperationen ("up shift" und "down shift") ab der Adresse A alle Shift-RAM-Zellen A'>A mit dem Mehrphasentakt #1, #2, #3 versorgt werden müssen und die Zellen mit den Adressen A"< A vom 3-Phasen-Takt getrennt werden.Taking into account points a) and b) it follows that for the shift operations ("up shift" and "down shift") from address A all Shift RAM cells A '> A must be supplied with the multiphase cycle # 1, # 2, # 3 and the cells with the addresses A "<A are separated from the 3-phase clock.
Für die Zellen, die nicht an der Verschiebeoperation beteiligt sind, muß verhindert werden, daß die Ladungen dieser Shift-RAM-Zellen zu einer benachtbarten Zelle wandern. Auch dürfen diese Zellen keine Ladungen von benachbarten Zellen erhalten. Dies wird durch die Unterbrechung der Taktleitungen zu den Zellen erreicht. Es ergibt sich dadurch ein Mehraufwand von 3 zusätzlichen (pass Transistoren pro Speicherzelle.For the cells that are not involved in the move operation, must be prevented that the charges of these shift RAM cells to an adjacent one Cell wander. These cells are also not allowed to receive any charges from neighboring cells. This is achieved by interrupting the clock lines to the cells. It results This results in an additional expense of 3 additional (pass transistors per memory cell.
Genauere Untersuchungen ergaben jedoch, daß pro Speicherzelle nur ein zusätzlicher Transistor zur Unterbrechung der Taktphase 03 nötig ist.However, more detailed investigations showed that per memory cell only an additional transistor to interrupt the clock phase 03 is necessary.
Dies sei durch folgende Oberlegung mit Hilfe der Figur 5 verdeutlicht.This is illustrated by the following consideration with the aid of FIG.
Es sei RSi = O: Sperren des Transistors Ti Alle anderen RS = 1, j + i: leitende Transistoren Tj Für die Zellen mit #3 = 0 (j < i) gilt dann: "up shift": #2, #3, #1 "down shift": #3, #2, #1 Phase Transportrichtung Phase Transportrichtung #2 C1#C2 #3 C1#C1 , #3 = O! #3 C2#C2, #3 = O! #2 C1#C2 #1 C2#C1 #1 C2#C1 Die Ladungen verlassen in den geschilderten Fällen nicht die Shift-RAM-Zellen, wenn sie von C3 abgetrennt sind.Let RSi = O: block the transistor Ti. All others RS = 1, j + i: conductive transistors Tj For the cells with # 3 = 0 (j <i) the following then applies: "up shift ": # 2, # 3, # 1" down shift ": # 3, # 2, # 1 phase transport direction phase transport direction # 2 C1 # C2 # 3 C1 # C1, # 3 = O! # 3 C2 # C2, # 3 = O! # 2 C1 # C2 # 1 C2 # C1 # 1 C2 # C1 the Charges do not leave the shift RAM cells in the cases described, if they are separated from C3.
Für die Adressierung der Speicherzellen für die Verschiebeoperationen ist also nur ein zusätzlicher Transistor pro Speicherwort nötig. Dieser Transistor wird über die zusätzliche Steuerleitung "row select" (RSj) angesteuert, die durch den Adressdecoder ausgewählt wird, wenn der Shift-RAM sich im Verschiebe-Modus befindet.For addressing the memory cells for the shift operations so only one additional transistor per memory word is necessary. This transistor is controlled via the additional control line "row select" (RSj), which is carried out by the address decoder is selected when the shift RAM is in shift mode.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform der Shift-RAM-Zelle Zj dargestellt, die gegenüber der Form in Fig. 4 um den Transistor T. zur Zellenauswahl für die Verschiebeoperation erweitert ist.In Fig. 6 an embodiment of the shift RAM cell Zj is shown, the opposite of the shape in Fig. 4 to the transistor T. for cell selection for the Move operation is extended.
Die Auswahleitung RS1 für den Transistor Ti und die Wortauswahlleitung word linei weden durch den Adressdecodierer ausgewählt. Im Lese-Schreib-Modus ist jedoch nur die Wortauswahlleitung word linej von Bedeutung, da in diesem Modus die=Taktleitungen für die Phasen oels (1>2' C2, O3 inaktiv sind.The selection line RS1 for the transistor Ti and the word selection line word linei are selected by the address decoder. Is in read-write mode however, only the word selection line word linej is important, since in this mode the = clock lines for the phases oels (1> 2 'C2, O3 are inactive.
Das Adressieren der Shift-RAM-Zellen für die Operationen Lesen, Schreiben erfolgt nach den Methoden, wie sie in DRAM-Bausteinen (DRAM : Dynamischer Random Access Memory) angewendet werden: Auswahl der Zeilen über "word line" und einer anschließenden Selektion der Daten auf den bit lines. Diese Adressierung betrifft jeweils nur C1 der Shift-RAM-Zelle (vgl. Fig. 4). Da im Lese-Schreib-Modus die relevante Information in der Ladung des Kondensators Cl steckt, kann das refreshing nach dem bei dynamischen RAMs verwendeten Verfahren, nämlich blockweises Lesen und Wiedereinschreiben durch Adressierung über die Wortleitung erfolgen. Dadurch entfällt das bei CCD-Speichern notwendige fortwährende Verschieben der Daten.Addressing the shift RAM cells for read and write operations takes place according to the methods used in DRAM modules (DRAM: Dynamic Random Access Memory) can be used: Selection of the lines via "word line" and one subsequent selection of the data on the bit lines. This addressing concerns only C1 of the shift RAM cell in each case (cf. FIG. 4). Since in read-write mode the relevant Information is stuck in the charge of the capacitor Cl, the refreshing after the Methods used in dynamic RAMs, namely reading and rewriting in blocks by addressing via the word line. This is not the case with CCD memories necessary continuous moving of the data.
Im Verschiebe-Modus muß der Transistor Twi der Zelle Zj durch die Wortauswahlleitung word line. gesperrt werden. Dies gilt für alle Zellen des Speicherbausteins.In the shift mode, the transistor Twi of the cell Zj must through the Word selection line word line. be blocked. This applies to all cells of the memory module.
Zur Unterscheidung der beiden ßetriebsmodi wird nur ein zusätzliches externes Signal benötigt.To differentiate between the two operating modes, only one additional external signal required.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein Speicherwort Wi aus vier 1-Bit-Zellen besteht Zi0, /i1, Zi2, Zi3. Jede Taktphase ist mit den vier zugehörigen Kondensatoren verbunden. Da bei Verschiebeoperationen immer alle Bits eines Speicherworts W. gemeinsam verschoben werden, ist pro Speicherwort nur ein Transistor T für die Unterbrechung der Leitung der Taktphase #3 notwendig.In Fig. 7, an embodiment of the invention is shown at the one memory word Wi consists of four 1-bit cells Zi0, / i1, Zi2, Zi3. Every cycle phase is connected to the four associated capacitors. As with move operations all bits of a memory word W. are always shifted together is per memory word only one transistor T is necessary to interrupt the line of clock phase # 3.
Da durch die Reihenschaltung der MOS-Transistoren Ti (Fig. 5) eine Signalabschwächung von #3 erfolgt, ist nach einer bestimmten Anzahl von Zellen eine Verstärkung des Signals (1)3 erforderlich.Since the series connection of the MOS transistors Ti (Fig. 5) a Signal attenuation of # 3 occurs after a certain number of cells is one Amplification of signal (1) 3 required.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833303380 DE3303380C2 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | Semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833303380 DE3303380C2 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | Semiconductor memory |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3303380A1 true DE3303380A1 (en) | 1984-08-09 |
DE3303380C2 DE3303380C2 (en) | 1984-11-22 |
Family
ID=6189776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833303380 Expired DE3303380C2 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | Semiconductor memory |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3303380C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998056005A2 (en) * | 1997-05-21 | 1998-12-10 | Ferenc Belik | Method and device for data sequence manipulation |
-
1983
- 1983-02-02 DE DE19833303380 patent/DE3303380C2/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z.: Elektronik, H.12, 13.06.79, S.39-47 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998056005A2 (en) * | 1997-05-21 | 1998-12-10 | Ferenc Belik | Method and device for data sequence manipulation |
WO1998056005A3 (en) * | 1997-05-21 | 1999-03-11 | Ferenc Belik | Method and device for data sequence manipulation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3303380C2 (en) | 1984-11-22 |
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