DE4137515C2 - Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung - Google Patents
Integrierte HalbleiterschaltungsvorrichtungInfo
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- DE4137515C2 DE4137515C2 DE4137515A DE4137515A DE4137515C2 DE 4137515 C2 DE4137515 C2 DE 4137515C2 DE 4137515 A DE4137515 A DE 4137515A DE 4137515 A DE4137515 A DE 4137515A DE 4137515 C2 DE4137515 C2 DE 4137515C2
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- G11C7/10—Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
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- G11C2207/104—Embedded memory devices, e.g. memories with a processing device on the same die or ASIC memory designs
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- Static Random-Access Memory (AREA)
- Memory System (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Halbleiterschal
tungsvorrichtung.
Verschiedene Operationen werden mit Daten in einer digitalen Si
gnalverarbeitungsanwendung (digital signal processing = DSP) oder
einem Mikroprozessor durchgeführt. Die zu verarbeitenden Daten
werden in Registern gespeichert. Diese Daten werden aus den Regi
stern für die gewünschte Verarbeitung ausgelesen.
Fig. 1 zeigt ein Diagramm mit einem herkömmlichen digitalen Si
gnalverarbeitungssystem. Das Verarbeitungssystem nach Fig. 1 um
faßt eine Steuerschaltung 500 zum Erzeugen von verschiedenen Steu
ersignalen, Register 501 und 502 zum Schreiben und Lesen gesteuert
durch die Steuerschaltung 500 sowie eine Operationseinheit 503 zum
Durchführen einer gewünschten Operation auf die in den Registern
501 und 502 gespeicherten Daten.
Wenn dieses Verarbeitungssystem ein Mikroprozessor ist, dekodiert
die Steuerschaltung 500 einen vorgegebenen Befehl und erzeugt ver
schiedene Steuersignale zum Ausführen des Befehls. In der DSP-An
wendung wird ein vorgegebenes Signal dekodiert, um Steuersignale
zu erzeugen, die für eine Operation zwischen den Registern 501 und
502 sowie der Operationseinheit 503 benötigt werden. Die Steuer
schaltung 500, die Register 501 und 502 sowie die Operationsein
heit 503 sind über einen Bus 504 verbunden. Nachfolgend wird die
Funktionsweise dieses Systems kurz beschrieben.
Es wird angenommen, daß die Daten aus den Registern 501 und 502
gelesen werden und dann durch die Operationseinheit 503 verarbei
tet werden. In diesem Fall gibt die Steuerschaltung 500 über den
Bus 504 Signale (register pointers = Registerzeiger) zum Auswählen
von Daten in den Registern 501 und 502 aus, sowie ein Steuersignal
zum Versetzen der Register 501 und 502 in einen Lesemodus. Als Er
gebnis werden die ausgewählten Daten aus den Registern 501 und 502
über den Bus 504 zu der Operationseinheit 503 übertragen. Die Ope
rationseinheit 503 führt eine vorbestimmte Operation auf die aus
gelesenen Daten aus und gibt das Ergebnis der Operation an den Bus
504 aus. Das an dem Bus 504 ausgegebene Operationsergebnis wird zu
einem anderen Funktionsblock für dortige Benutzung übertragen, in
einem Register gespeichert (501 oder 502, oder ein weiteres, nicht
gezeigtes Register), oder nach außen ausgegeben.
In einem derartigen Verarbeitungssystem wird ein Schaltungsblock
zum Ausführen von Operationen auf Eingangsdaten oft als eine Ein
heit aufgebaut, wobei die Operationen festgelegt sind.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit einer herkömmlichen integrierten
Halbleiterschaltungsvorrichtung entsprechend dem oben beschriebe
nen digitalen Signalverarbeitungssystem, die schematisch eine Ein
heit zum Implementieren einer Funktion zeigt, mit der vorbestimmte
Operationen auf in zwei Speichern gespeicherte Daten ausgeführt
werden. In Fig. 2 umfaßt eine integrierte Halbleiterschaltungsvor
richtung 600 einen ersten Speicher 100 und einen zweiten Speicher
101. Der erste Speicher 100 und der zweite Speicher 101 werden als
Register zum Speichern von zu verarbeitenden Daten benutzt und
entsprechend den Registern 501 und 502 nach Fig. 1.
Der erste Speicher 100 umfaßt ein Speicherzellenfeld 100c mit ei
ner Mehrzahl von in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordne
ten Speicherzellen zum Speichern von Daten, einen auf eine erste
Adresse ADA reagierenden Dekoder 100d zum Auswählen von entspre
chenden Speicherzellen im Speicherzellenfeld 100c, eine Eingabe
schaltung 100a zum Empfangen von Eingangsdaten DIA, die interne
Eingangsdaten erzeugt und die Daten in die vom Dekoder 100d ausge
wählten Speicherzellen einschreibt, sowie eine Ausgabeschaltung
100b zum Auslesen von Daten aus den durch den Dekoder 100d ausge
wählten Speicherzellen im Speicherzellenfeld 100c und zum Ausgeben
der Daten außerhalb des Speichers 100. Die Eingabedaten DIA haben
eine Breite von n Bit, und das Speicherzellenfeld 100c weist eine
Struktur von m Worten mal n Bit auf. Der Dekoder 101d wählt ein
Wort mit n Bit aus. Folglich sind auch die Ausgabedaten DOA, die
aus der Ausgabeschaltung 100b ausgegeben werden, ebenfalls n Bit.
Der zweite Speicher 101 weist einen Aufbau ähnlich dem des ersten
Speichers 100 auf und umfaßt ein Speicherzellenfeld 101c mit einer
m Wort mal n Bit-Struktur, einen Dekoder 101d zum Dekodieren einer
zweiten Adresse ADB und zum Auswählen eines Wortes (n Bit) aus dem
Speicherzellenfeld 101c, eine Eingabeschaltung 101a zum Empfangen
von Eingabedaten DIB, Erzeugen eines internen Eingabesignals und
zum Schreiben der Daten in das Wort (Speicherzellen) im Speicher
zellenfeld 101c, wie durch den Dekoder 101d ausgewählt, sowie eine
Ausgabeschaltung 101b zum Lesen eines durch den Dekoder 101d aus
gewählten Wortes aus dem Speicherzellenfeld 101c und zum Erzeugen
von Ausgabedaten DOB.
Ob die Adressen ADA und ADB jeweils eine Zeilenadresse und eine
Spaltenadresse oder jeweils nur eine Zeilenadresse enthalten, ist
von der Struktur der Speicherzellenfelder 100c und 101c abhängig.
Wenn eine Mehrzahl von Worten in jeder Zeile der Speicherzellen
felder 100c und 101c verbunden ist, umfassen die Adressen ADA und
ADB jeweils sowohl eine Zeilenadresse als auch eine Spal
tenadresse. Wenn einem Wort entsprechende Speicherzellen in jeder
Zeile der Speicherzellenfelder 100c und 101c verbunden sind, um
fassen die Adressen ADA und ADB jeweils nur eine Zeilenadresse.
Die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 600 umfaßt ferner
eine Operationseinheit 102 zum Empfangen der Ausgabedaten DOA des
ersten Speichers 100 und der Ausgabedaten DOB des zweiten Spei
chers 101 und zum Ausführen einer vorbestimmten Operation darauf,
zum Erzeugen von Ergebnisdaten DOS. Diese Operationseinheit 102
entspricht der in Fig. 1 gezeigten Operationseinheit 503 und kann
ein Addierer, ein Multiplizierer oder eine logische Einheit sein.
Die aus der Operationseinheit 102 ausgegebenen Ergebnisdaten DOS
sind im dargestellten Beispiel n Bit. Der erste Speicher 100 und
der zweite Speicher 101 haben den Aufbau eines Speichers mit wahl
freiem Zugriff (RAM), der in der Lage ist, Daten in wahlfreier Ab
folge zu schreiben und zu lesen. Die Funktion dieser Vorrichtung
wird nachfolgend kurz beschrieben.
Die Eingabedaten DIA und die Eingabedaten DIB werden von außen an
die integrierte Schaltungsvorrichtung 600 angelegt. Die Eingabeda
ten DIA und DIB können über zwei getrennte Wege angelegte Ausgabe
daten von zwei Sensoren sein oder können zwei Arten von Ausgabeda
ten von verschiedenen funktionalen Einheiten, gesteuert durch
einen Steuerblock, wie die in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung 500,
sein. Zuerst wird ein Datenschreibbetrieb beschrieben.
Der erste Speicher 100 und der zweite Speicher 101 führen densel
ben Betrieb wie ein gewöhnlicher RAM aus. Im ersten Speicher 100
bewirkt die extern angelegte Erstadresse ADA, daß der Dekoder 100d
ein entsprechendes Wort aus dem Speicherzellenfeld 100c auswählt.
Folglich werden die n Bit Eingabedaten DIA in interne Eingabedaten
durch die Eingabeschaltung 100a konvertiert und in das ausgewählte
n Bit Wort geschrieben.
Wie beim ersten Speicher 100 dekodiert der Dekoder 101d im zweiten
Speicher 101 die zweite Adresse ADB und wählt ein Wort im
Speicherzellenfeld 101c aus. Die n Bit Eingabedaten DIB werden in
dieses ausgewählte Wort über die Eingabeschaltung 101a
eingeschrieben.
Anschließend wird eine Operation zum Lesen von Daten aus dem er
sten und zweiten Speicher 100 und 101 beschrieben. Wenn die erste
Adresse ADA angelegt ist, wählt der Dekoder 101d ein Wort (n Bit)
im Speicherzellenfeld 100c. Nachdem das eine Wort (n Bit) im
Speicherzellenfeld 100c ausgewählt ist, wird die Ausgabeschaltung
100b aktiviert und die n Bit Ausgabedaten DOA nach außerhalb des
Speichers 100 über die Ausgabeschaltung 100b ausgegeben.
Entsprechend wählt bei dem zweiten Speicher 101 der Dekoder 101d
ein Wort (n Bit) im Speicherzellenfeld 100c als Reaktion auf die
zweite Adresse ADB. Dann wird die Ausgabeschaltung 101b aktiviert
zum Auslesen von Daten aus dem ausgewählten einen Wort und zum
Ausgeben der n Bit Ausgabedaten DOB nach außerhalb des Speichers
100.
Die Operationseinheit 102 empfängt diese Ausgabedaten DOA und DOB,
führt darauf die vorbestimmten Operationen durch und gibt die Er
gebnisdaten DOS (n Bit) aus.
Durch Benutzung der oben beschriebenen integrierten Halbleiter
schaltungsvorrichtung können Operationen zwischen der im ersten
Speicher 100 gespeicherten Gruppe von Daten A und der im zweiten
Speicher 101 gespeicherten Gruppe von Daten B durchgeführt werden.
Wenn die Operationseinheit 102 z. B. ein Addierer ist, kann die
folgende Operation durchgeführt werden:
Ak+Bj = Ci
wobei Ak und Bj das k-te bzw. das j-te Wort in den Datengruppen A
und B sind, und Ci ist die i-te Dateneinheit in einer Gruppe von
Ausgabedaten.
Wenn die Operationseinheit 102 aus einem Multiplizierer und einem
Summierer (Akkumulator) besteht, wobei der erste Speicher 100 und
der zweite Speicher 101 Matrixdaten A bzw. B speichern, kann die
folgende Matrixoperation durchgeführt werden;
Σ Aÿ · Bjk = Cik
wobei Aÿ ein Datenwort in der i-ten Zeile und der j-ten Spalte
der Matrix A ist, Bjk ein Datenwort in der j-ten Zeile und der
k-ten Spalte der Matrix B ist und Cik ein Datenwort in der i-ten
Zeile und der k-ten Spalte einer sich ergebenden Produktmatrix
ist.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen integrierten Halbleiter
schaltungsvorrichtung müssen der erste Speicher, der zweite Spei
cher und die Operationseinheit getrennt angeordnet werden, wie in
Fig. 3 gezeigt. Die Fig. 3 zeigt ein Diagramm mit einem schemati
schen Layout des ersten Speichers, des zweiten Speichers und der
Operationseinheit in der integrierten Schaltungsvorrichtung 600.
Es wird jetzt der Fall betrachtet, daß jeweilige Schaltungsblöcke,
d. h. der erste Speicher 100, der zweite Speicher 101 und die Ope
rationseinheit 102, getrennt, wie in Fig. 3 gezeigt, angeordnet
sind. Die Operationseinheit 102 empfängt die zwei Eingabesignale
mit jeweils n Bit. Einer Mehrzahl von Worten entsprechende
Speicherzellen sind üblicherweise in jeder Zeile der ersten und
zweiten Speicher 100 und 101 verbunden. Daher hat die Operations
einheit 102 eine schmalere Breite als die Speicher 100 und 101,
was zu dem Problem führt, daß ein regelmäßiges Layout innerhalb
der integrierten Schaltungsvorrichtung 600 nicht sichergestellt
werden kann.
Das bedeutet, daß die Summe der Breiten (Längen in horizontaler
Richtung in Fig. 3) des ersten Speichers 100 und des zweiten Spei
chers 101 größer als die Breite der Operationseinheit 102 ist.
Wenn daher die Operationseinheit 102 an einer Stelle angeordnet
ist, die von dem ersten Speicher 100 und dem zweiten Speicher 101
gleich weit entfernt ist, entstehen leere Bereiche E1 und E2 in
der integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung 600 wie in Fig. 3
gezeigt. Das bedeutet, daß die integrierte Halbleiterschaltungs
vorrichtung 600 einen niedrigen Grad der Chipflächenausnutzung
aufweist, was ein Hindernis für hohe Integrationsdichte darstellt.
Selbst wenn jede Zeile im ersten Speicher 100 und im zweiten Spei
cher 101 ein Wort repräsentiert, d. h. Speicherzellen von n Bit sind
in jeder Zeile verbunden, ist die Summe der Breiten des ersten
Speichers 100 und des zweiten Speichers 101 größer als die Breite
der operationalen Einheit 102, da der erste Speicher 100 und der
zweite Speicher 101 Peripherieschaltungen benötigen, wie die Deko
derschaltungen zum Auswählen von Speicherzellen. Folglich kann,
wie im beschriebenen Fall, Gleichmäßigkeit für das Layout nicht
sichergestellt werden.
Außerdem sind der erste Speicher 100 und der zweite Speicher 101
mit der Operationseinheit 102 über vergleichsweise lange Verbin
dungsleitung L1 bzw. L2 verbunden. Dies führt zu dem Problem von
Signalverzögerungen durch die Leitungen L1 und L2, was in einer
langsamen Verarbeitungsgeschwindigkeit resultiert. Die Leitungen
L1 und L2 haben verschiedene Längen insbesondere dort, wo eine an
dere Steuerschaltung in einem der in Fig. 3 gezeigten leeren Be
reiche E2 angeordnet ist, wobei die Operationseinheit 102 in Rich
tung des anderen leeren Bereiches E1 angeordnet ist, um die Regel
mäßigkeit des Layouts zu verbessern. In diesem Fall wird die
Verarbeitungsgeschwindigkeit der integrierten Schaltungsvorrich
tung durch die Verzögerung der längeren Verbindungsleitung be
stimmt, wodurch die Verarbeitung weiter verlangsamt wird.
In einer DSP-Anwendung oder einem Mikroprozessor ist die inte
grierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 600 auf einem einzelnen
Chip mit anderen funktionalen Blöcken (funktionalen Einheiten),
wie in Fig. 4 gezeigt, integriert. Wenn die integrierte Halblei
terschaltungsvorrichtung, wie oben beschrieben, eine Regelmäßig
keit im Layout vermissen läßt, können die funktionalen Blöcke 650
und 651 und weitere Vorrichtungen nicht mit hoher Dichte auf dem
Halbleiterchip 700 angeordnet werden. Es ist daher unmöglich, eine
in großem Maßstab mit hoher Dichte integrierte Schaltungsvorrich
tung zu realisieren.
Wenn eine derartige integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung im
besonderen in einer DSP-Anwendung eingesetzt wird, werden die
funktionalen Blöcke 650 und 651 oft aus Gate Arrays gebildet, und
eine hochgradig dichte und hochintegrierte Gate-Array-Logikschal
tung kann nicht realisiert werden. Wenn ferner die
Verarbeitungsgeschwindigkeit einer derartigen hochintegrierten
Schaltungsvorrichtung durch die Betriebsgeschwindigkeit der inte
grierten Halbleiterschaltungsvorrichtung 600 bestimmt wird, wobei
diese durch die oben beschriebenen Verzögerungen der Verbindungs
leitungen verlangsamt wird, muß auch die Verarbeitungsgeschwindig
keit der auf diesem Chip 700 gebildeten hochintegrierten Schaltung
langsam werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine inte
grierte Halbleiterschaltungsvorrichtung zu schaffen, die nur eine kleine
Fläche belegt, dabei aber mit hoher Geschwindigkeit betreibbar
ist.
Die Aufgabe wird durch die integrierte Halbleiterschaltungsvor
richtung nach dem Patentanspruch 1 gelöst.
Bei der vorliegenden integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung
sind die Bitfelder jeder Speicherzellengruppe abwechselnd mit
denen einer anderen Speicherzellengruppe im Speicherzellenfeld an
geordnet.
Folglich können in der Operationseinheit enthaltene Operations
schaltungen, die den jeweiligen Bits entsprechen, so angeordnet
werden, daß sie den Bitfeldern im Speicherzellenfeld entsprechen.
Dies führt zu einer Regelmäßigkeit im Layout dieser integrierten
Halbleiterschaltungsvorrichtung und verbessert die Effizienz der
Ausnutzung der Chipfläche.
Da die Operationsschaltungen, die die Operationseinheit bilden,
entsprechend der Bitfelder im Speicherzellenfeld angeordnet werden
können, werden die Operationseinheit und das Speicherzellenfeld
über minimale Verbindungslängen zum Übertragen von Daten aus aus
gewählten Zellen zur Operationseinheit verbunden, wodurch Signal
verzögerungen minimiert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Schemadiagramm mit einem herkömmlichen Datenverar
beitungssystem;
Fig. 2 ein Diagramm zum schematischen Verdeutlichen einer her
kömmlichen integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung
zum Verarbeiten von zwei Arten von Daten;
Fig. 3 und 4 Diagramme zum Verdeutlichen der Probleme der in
Fig. 2 gezeigten integrierten Halbleiterschaltungsvor
richtung;
Fig. 5 ein Diagramm zum schematischen Verdeutlichen eines Ge
samtaufbaus einer integrierten Halbleiterschaltungsvor
richtung entsprechend einer Ausführungsform;
Fig. 6 ein Diagramm, das sich auf das l-te Bit eines Speicher
zellenfeldes in der in Fig. 5 gezeigten integrierten
Halbleiterschaltungsvorrichtung bezieht;
Fig. 7 eine Detailabbildung der Anordnung nach Fig. 6;
Fig. 8 ein Schaltbild mit einem Beispiel einer Anordnung von
Speicherzellen in Bitfeldern des Speicherzellenfeldes
nach Fig. 5;
Fig. 9 ein Diagramm mit einem Beispiel von Wortauswahlmodi in
der in Fig. 5 gezeigten integrierten Halbleiterschal
tungsvorrichtung;
Fig. 10 ein Diagramm zum Illustrieren des Lesens von ein Bit
Wortdaten in der in Fig. 8 gezeigten integrierten Halb
leiterschaltungsvorrichtung;
Fig. 11 ein Diagramm zum schematischen Zeigen eines Datenlesebe
reiches einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrich
tung entsprechend einer anderen Ausführungsform; und
Fig. 12 ein Diagramm zum schematischen Verdeutlichen einer An
ordnung entsprechend einer weiteren Ausführungsform.
Das Diagramm in Fig. 5 zeigt einen Gesamtaufbau einer integrierten
Halbleiterschaltungsvorrichtung entsprechend einer Ausfüh
rungsform. Die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 800 um
faßt ein Speicherzellenfeld 1 mit einer Mehrzahl von Speicherzel
len in einer ersten Gruppe A und einer Mehrzahl von Speicherzellen
in einer zweiten Gruppe B, die vermischt angeordnet sind. Im
Speicherzellenfeld 1 sind Bitfelder, die aus Speicherzellen der
ersten Gruppe A gebildet sind, und Bitfelder, die aus Speicherzel
len der zweiten Gruppe B gebildet sind, abwechselnd angeordnet.
Ein Bitfeld ist ein Feld von Datenbits, das dieselbe Zif
fer(Stelle) als Datenwort (nachfolgend einfach Wort genannt) bil
det. Wenn z. B. eine Mehrzahl von Worten in einer Zeile des
Speicherzellenfeldes angeordnet sind, sind Datenbits, die dieselbe
Stelle in diesen Worten bilden, in einer Spalte eines Bitfeldes
angeordnet.
Ein Bitfeld Ai speichert eine i-te Bitdateneinheit von jedem Wort
in der ersten Gruppe A. Ein Bitfeld Bi speichert eine i-te Bitda
teneinheit jedes Wortes in der zweiten Gruppe B. Das "i" ist eine
ganze Zahl von 0 bis n-1, und ein Wort weist ein n Bit auf. Das
Bitfeld Ai und das Bitfeld Bi sind abwechselnd angeordnet. Wenn
die Speicherzellen von p Worten jeweils in einer Zeile verbunden
sind, beträgt die Zahl der Spalten im Speicherzellenfeld
2 × p × n, und jedes der Bitfelder Ai und Bi hat p Spalten.
Diese integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 800 umfaßt fer
ner einen ersten Dekoder A4, der auf eine erste Adresse ADA rea
giert, zum Auswählen eines Wortes mit insgesamt n Bits, wobei ein
Bit aus jedem der Bitfelder A0-An-1 im Speicherzellenfeld 1 ge
nommen wird, einen zweiten Dekoder B5, der auf eine zweite
Adresse ADB reagiert, zum Auswählen eines Wortes von insgesamt n
Bits, wobei ein Bit jeweils aus den Bitfeldern B0-Bn-1 im
Speicherzellenfeld 1 genommen wird, einer Eingabeschaltung 2 zum
Schreiben von Eingabedaten DIA und DIB in die betreffenden Worte,
die vom ersten Dekoder A4 und zweiten Dekoder B5 ausgewählt wur
den, sowie eine Ausgabeschaltung 3 zum Lesen von Daten der betref
fenden Worte, die vom ersten Dekoder A4 und zweiten Dekoder B5
ausgewählt wurden.
Die Eingabeschaltung 2 umfaßt n Einheitseingabeschaltungen 200.
Jede Einheitseingabeschaltung 200 entspricht 2 Bitfeldern Ai und
Bi der betreffenden Gruppen im Speicherzellenfeld 1. Jede
Einheitseingabeschaltung 200 überträgt ein Bit in jede der Einga
bedaten DIA und DIB zu einem entsprechenden Bitfeld.
Die Ausgabeschaltung 3 umfaßt ebenfalls Einheitsausgabeschaltungen
30, die jeweils zwei Bitfeldern Ai und Bi der Gruppen A und B ent
sprechen. Jede Einheitsausgabeschaltung 30 gibt Daten von insge
samt 2 Bit aus, wobei ein Bit aus jeder der entsprechenden Bit
felder Ai und Bi genommen wird. Daher haben die Eingabeschaltung 2
und die Ausgabeschaltung 3 jeweils eine Breite von 2n Bit zum si
multanen Eingeben und Ausgeben von zwei Arten von n-Bitdaten. Der
Schreibbetrieb der Eingabeschaltung 2 wird durch ein
Schreibaktivierungssignal WE gesteuert.
Die integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 800 umfaßt ferner
eine Operationseinheit 6 zum Empfangen der Ausgabedaten der Ausga
beschaltung 3 und zum Ausgeben von Daten, die aus einer darauf
ausgeübten Operation resultieren, sowie eine Gruppe von Drei-
Zustandspuffern 7 zum Empfangen der Ergebnisdaten der Operations
einheit 6 und zum Ausgeben der Ergebnisdaten als Reaktion auf
Ausgabeaktivierungssignale OEA, OEB und OES. Die Operationseinheit
6 führt Additionen von empfangenen Daten bei dem gezeigten Bei
spiel aus und umfaßt eine Addierschaltung FAi, die den Bitfeldern
Ai und Bi entspricht. Die Addierschaltung FAi ist ein Volladdie
rer, der 2-Bitdaten aus den entsprechenden Bitfeldern in den zwei
Gruppen empfängt und addiert.
Die Gruppe von Drei-Zustandspuffern 7 umfaßt Puffer, die Operati
onsschaltungen FAi entsprechen, zum Ausgeben von aus der ersten
Gruppe A gelesenen Daten DOA, von aus der zweiten Gruppe ausgele
senen Daten DOB und von Ergebnisdaten DOS. Der Ausgabezeitpunkt
der Drei-Zustandspuffer 7 und die Art von auszugebenden Daten wird
durch die Steuersignale OEA, OEB und OES bestimmt. Diese Gruppe
von Drei-Zustandspuffern 7 setzt die Ausgänge DOA, DOB und DOS auf
einen Zustand hoher Impedanz, wenn die Ausgabeaktivierungssignale
OEA, OEB und OES in einem Nichtaktivierungszustand sind.
Indem die Einheitseingabeschaltungen 200 der Eingabeschaltung 2,
die Einheitsausgabeschaltungen 30 der Ausgabeschaltung 3, die Ope
rationsschaltungen FAi der Operationseinheit 6 und die Drei-Zu
standspuffer so angeordnet werden, daß sie den betreffenden Bit
feldern im Speicherzellenfeld 1 (Bitscheibenanordnung, bit slice)
wie oben beschrieben entsprechen, wird eine Regelmäßigkeit des
Layouts dieser integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung si
chergestellt, wobei ein Aufbau geschaffen wird, der die Halblei
terspeicher und die Operationseinheiten effizient innerhalb einer
kleinen belegten Fläche anordnet.
Ein an diese integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 800 ange
legtes Signal CS ist ein Steuersignal zum Auswählen von Halblei
terspeichern zum Aktivieren von Datenschreib/-Leseoperationen.
Die Fig. 6 zeigt Bitfelder des l-ten Bit und dazugehörige Bereiche
der in Fig. 5 gezeigten integrierten Halbleiterschaltungsvorrich
tung. In Fig. 6 sind ein Bitfeld Al und ein Bitfeld Bl aneinander
benachbart angeordnet. Jedes der Bitfelder Al und Bl umfaßt 4
Spalten. Diese Anordnung ist für einen Fall vorgesehen, daß das
Speicherzellenfeld 1 Daten von 4 Worten in jeder Gruppe in einer
einzelnen Zeile angeordnet hat. Die Zahl von Spalten in jedem Bit
feld wird bestimmt durch die Anzahl von Worten, die in einer Zeile
verbunden sind.
Die Bitleitungen ABLl0, ABLl1, ABLl2 und ABLl3 sind für die Aus
wahl von Spalten im Bitfeld Al angeordnet. Entsprechend sind Bit
leitungen BBLl0, BBLl1, BBLl2 und BBLl3 zur Auswahl von Spalten im
Bitfeld Bl angeordnet. Die gezeigte Bitleitungsstruktur des
Speicherzellenfeldes 1 ist in Form eines Bitleitungspaares, wel
ches auf der Annahme einer komplementären Bitleitungspaarstruktur
basiert, zum Empfangen von einander komplementären Daten.
Das Bitfeld Al umfaßt ferner einen A Selektor 22a zum Auswählen
einer Spalte im Bitfeld Al beim Datenlesen und ein A′ Selektor
22b zum Auswählen einer Spalte im Bitfeld Al beim Datenschreiben.
Dieser A Selektor 22a und A′ Selektor 22b wählt eine Spalte
(Bitleitung) als Reaktion auf ein Y Dekodiersignal, welches ein
Spaltenauswahlsignal des Dekoders A4 in Fig. 5 ist.
Entsprechend umfaßt das Bitfeld Bl einen B Selektor 23a zum Aus
wählen einer Spalte im Bitfeld Bl beim Datenlesen und einen B′ Se
lektor 23b zum Auswählen einer Spalte im Bitfeld Bl beim Daten
schreiben. Dieser B Selektor 23a und der B′ Selektor 23b wählen
eine Spalte (Bitleitung) als Reaktion auf Y Kodiersignal, das ein
Spaltenauswahlsignal des Dekoders B 5 nach Fig. 5 ist.
Die Ausgabeschaltung 3 umfaßt, als eine Einheitsausgabeschaltung
30, eine Leseverstärkerschaltung 24 zum Empfangen von Daten aus
den durch den A Selektor 22a ausgewählten Speicherzellen über
Datenleitungen I/OA und zum differenziellen Verstärken der
empfangenen Signale, sowie eine Leseverstärkerschaltung 25 zum
Empfangen von Daten aus den durch den B Selektor 23a ausgewählten
Speicherzellen über Datenleitungen I/OB und sowie zum diffe
renziellen Verstärken der empfangenen Signale. Wie gezeigt ver
stärken die Leseverstärkerschaltungen 24 und 25 differenziell kom
plementäre Signale, da die Bitleitungsstruktur des Speicherzellen
feldes 1 eine komplementäre Bitleitungspaarstruktur ist, wie bei
einem herkömmlichen RAM, bei welchem, mit der Auswahl einer
Spalte, komplementäre Daten durch den A Selektor 22a oder B Selek
tor 23a ausgewählt werden. Diese Leseverstärkerschaltungen 24 und
25 werden aktiviert, wenn die integrierte Halbleiterschaltungsvor
richtung in einem Datenlesemodus ist. Wenn die in dem Speicherzel
lenfeld 1 enthaltenen Speicherzellen dynamische RAM Zellen mit ei
ner einen Kondensator umfassenden Zellstruktur sind, ist ein Lese
verstärker für jedes Bitleitungspaar des Speicherzellenfeldes 1
getrennt von den Leseverstärkerschaltungen 24 und 25 vorgesehen.
Wenn die Speicherzellen ECLRAMs sind (Emitter-gekoppelte RAMs)
oder statische RAMs sind, sind die Leseverstärkerschaltungen 24
und 25 genau wie herkömmliche Leseverstärker aufgebaut.
Die Eingabeschaltung 2 umfaßt als Einheitseingabeschaltung 200
einen Eingabepuffer AIB zum Empfangen einer Eingabedateneinheit
DIAl und zum Erzeugen eines internen Eingabesignals DIAl und ,
sowie einen Eingabepuffer BIB zum Empfangen einer Eingabedatenein
heit DIBl und zum Erzeugen von internen Eingabedaten DIBl und
.
Die Einheitseingabeschaltung 200 wird zum Erzeugen der internen
Eingabedaten als Reaktion auf das Schreibaktivierungssignal WE ak
tiviert. Wenn sich das Schreibaktivierungssignal WE in einem nicht
aktivierten Zustand befindet, werden die Ausgänge der Einheitsein
gabeschaltung 200 (Puffer AIB und BIB) in einen Hochimpedanzzu
stand versetzt. Die internen Eingabedaten, die von dem Eingabepuf
fer AIB erzeugt wurden, werden an den A′ Selektor 22b angelegt,
während die von dem Eingabepuffer BIB erzeugten internen Eingabe
daten an den B′ Selektor 23b angelegt werden. Beim Datenschreiben
wählt der A′ Selektor 22b eine Spalte im Bitfeld Al als Reaktion
auf das Y Dekodiersignal des Dekoders 4 und überträgt die internen
Eingabedaten von dem Eingabepuffer AIB zur ausgewählten Spalte.
Der B′ Selektor 23b wählt eine Spalte im Bitfeld Bl als Reaktion
auf das Y Dekodiersignal des Dekoders 5 und überträgt die internen
Eingabedaten, die vom Eingabepuffer BIB erzeugt wurden, zur ausge
wählten Spalte.
Der A Selektor 22a und der B Selektor 23a, die im Leseabschnitt
vorgesehen sind, und der A′ Selektor 22b und der B′ Selektor 23b,
die im Schreibabschnitt vorgesehen sind, können im Betriebszustand
sowohl beim Datenlesen als auch bei Datenschreiben sein, oder nur
beim Datenlesen bzw. nur beim Datenschreiben.
Wenn der A′ Selektor 22b und der B′ Selektor 23b im Schreibbereich
im Betriebszustand auch beim Datenlesen sind, wird das Datenlesen
nicht beeinflußt, solange die Ausgänge der beiden Eingabepuffer
AIB und BIB in den Hochimpedanzzustand versetzt sind. Daher sind,
wie dargestellt, die Eingabepuffer AIB und BIB Drei-Zustandspuf
fer, deren Ausgangszustand durch das Schreibaktivierungssignal WE
steuerbar ist.
Wenn der A Selektor 22a und der B Selektor 23a im Leseabschnitt im
operativen Zustand beim Datenschreiben sind, werden nachteilige
Einflüsse auf das Datenschreiben bezüglich des Stromverbrauchs und
anderer Aspekte vermieden, indem die Leseverstärkerschaltungen 24
und 25 in einen Nichtbetriebszustand versetzt werden. Diese Vorge
hensweise kann aus dem Aufbau eines herkömmlichen statischen RAM
gefolgert werden.
Selbst wenn das Speicherzellenfeld aus dynamischen RAM Speicher
zellen besteht, werden das Datenlesen und das Datenschreiben über
haupt nicht beeinflußt, da die Bitfelder Al und Bl interne Lese
verstärker umfassen, die entsprechend den Bitleitungen vorgesehen
sind, und die Leseverstärkerschaltungen 24 und 25 können als
Hauptverstärker zum weiteren Verstärken der Daten benutzt werden,
die bereits durch die Leseverstärker im Feld verstärkt wurden.
Eine Operationsschaltung 26 besteht aus einem Volladdierer FAl zum
Empfangen und Addieren von Daten Al und , sowie von Daten Bl und
aus den Leseverstärkerschaltungen 24 und 25. Diese
Addiererschaltung 26 empfängt ein Übertragsausgangssignal CIl ei
ner Addiererschaltung eines niedrigeren Bits als Übertragseingang
und gibt seinen eigenen Übertrag (Übertragungsausgang) COl zu ei
nem höheren Bitaddierkreis.
Eine Drei-Zustandspufferschaltung 27 umfaßt einen Drei-Zustands
puffer TBS zum Empfangen eines Ausgangssignals der Addiererschal
tung 26, einen Drei-Zustandspuffer TBA zum Empfangen der Ausgabe
daten Al der Leseverstärkerschaltung 24 und einen Drei-Zustands
puffer TBB zum Empfangen der Ausgabedaten Bl der Leseverstärker
schaltung 25. Der Betrieb des Drei-Zustandspuffers TBS wird durch
das Ausgabeaktivierungssignal OES gesteuert. Der Betrieb des Drei-
Zustandspuffers TBA wird durch das Ausgabeaktivierungssignal OEA
gesteuert. Der Betrieb des Drei-Zustandspuffers TBB wird durch das
Ausgabeaktivierungssignal OEB gesteuert. Ausgabedaten Al, Sl und
dieser Drei-Zustandspuffer TBA, TBS und TBB werden nach außer
halb der Vorrichtung übertragen.
Wenn die Addiererschaltung 26 ein Volladdierer ist, wird ein Über
trag aus einer Addiererschaltung des höchstwertigen Bit ausgege
ben. Ein weiterer Drei-Zustandspuffer für die Ausgabe des Über
trags kann vorgesehen sein, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen
eines Überlaufens des Ausgangs der Addiererschaltung für das
höchstwertige Bit anzuzeigen. Genauere Operationen werden sicher
gestellt, indem dieser Drei-Zustandspuffer zum Anzeigen des Über
laufens mit dem Ausgabeaktivierungssignal OES gesteuert wird.
Nicht nur das ausgegebene Operationsergebnis (der Addition) son
dern auch die gemeinsam aus der ersten Gruppe A und der zweiten
Gruppe B ausgelesenen Daten können durch Benutzung der Ausgabeak
tivierungssignale OES, OEA und OEB gelesen werden. Dies führt zu
einer sehr vielseitigen integrierten Halbleiterschaltungsvorrich
tung.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist eine spezifische Anordnung eines Bit
feldes Al (oder ) zu sehen.
Das Bitfeld Al (oder ) umfaßt eine Mehrzahl (n) von Wortleitun
gen WL1 bis WLn und 4 Bitleitungen Bl0 bis Bl3. In Fig. 7 ist eine
Bitleitung Bli (i=0 bis 3) gezeigt, mit einem Paar von
komplementären Bitleitungen, um die Zeichnung zu vereinfachen.
Eine Speicherzelle MC ist an betreffenden Kreuzungsstellen von
Wortleitungen WL1 bis WLn und Bitleitungen Bl0 bis Bl3 angeord
net.
Ein Dekoder (Dekoder A oder Dekoder B) DE umfaßt einen X-Dekoder
XD und einen Y-Dekoder YD. Der X-Dekoder XD empfängt ein Adres
seneingangssignal AD (genauer gesagt eine Zeilenadresse) zum Deko
dieren der so dekodierten Adresse und zum Auswählen einer entspre
chenden Wortleitung aus den Wortleitungen WL1 bis WLn. Der Y-Deko
der YD empfängt das Adresseneingabesignal AD (genauer gesagt eine
Spaltenadresse) zum Dekodieren der so empfangenen Adresseneingabe
und zum Erzeugen eines Spaltenauswahlsignals Yi (i=0 bis 3).
Der Selektor SE umfaßt Spaltenauswahlgatter YT0 bis YT3, die ent
sprechend für die Bitleitungen Bl0 bis Bl3 vorgesehen sind. Die
Spaltenauswahlgatter YT0 bis YT3 empfangen an ihren Gates Spalten
auswahlsignale des Y Dekoder YD. Eines der Spaltenauswahlgatter
YT0 bis YT3 schaltet ein als Reaktion auf ein Spaltenauswahlsignal
von YD, so daß eine Bitleitung selektiv mit einem Leseverstärker
SA (24 oder 25 in Fig. 6) verbunden ist.
Das Diagramm in Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Anordnung von
Speicherzellen in einer Zeile der in Fig. 6 gezeigten Bitfelder.
In Fig. 8 werden Speicherzellen MCA, die Daten der Gruppe A in
Fig. 5 speichern, mit einer Wortleitung WLA verbunden, die in
einen Auswahlzustand durch das Ausgabesignal des Dekoders A4 ver
setzt wird. Die die Daten der Gruppe B speichernden Speicherzellen
MCB sind mit einer Wortleitung WLB verbunden, die in einen
Auswahlzustand durch das Ausgangssignal des Dekoders B5 versetzt
wird. Die Speicherzellen MCA1-MCA4 geben die gespeicherten Daten
auf die Bitleitungen ABL1-ABL4 aus, wenn die Wortleitung WLA im
ausgewählten Zustand ist. Die Speicherzellen MCB1-MCB4 geben die
gespeicherten Daten auf die Bitleitungen BBL1-BBL4 aus, wenn die
Wortleitung WLB im ausgewählten Zustand ist. Für die Einfachheit
der Darstellung zeigt die Fig. 8 jede Bitleitung als eine einzelne
Leitung und nicht als komplementäres Paar.
Wie in Fig. 8 gezeigt, sind die erste Gruppenauswahlwortleitung
WLA und die zweite Gruppenauswahlwortleitung WLB parallel zueinan
der angeordnet. Diese Anordnung erlaubt es, daß die verschiedenen
Gruppen von Speicherzellen, die durch die Ausgabesignale der zwei
verschiedenen Dekoder ausgewählt werden, leicht in einem gemisch
ten Zustand angeordnet werden können. Nachfolgend wird die Art be
schrieben, wie die in den Fig. 5 und 6 gezeigte integrierte Halb
leiterschaltungsvorrichtung arbeitet.
Um ein spezifisches Beispiel zu geben, wird angenommen, daß das
Feld der ersten Gruppe A und das Feld der zweiten Gruppe B diese
integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung 64 Worte (1 Wort ent
spricht 8 Bit) jeweils speichern. Es wird angenommen, daß das
Speicherzellenfeld 1 16 Zeilen hat. In diesem Fall sind 4 Worte in
einer Zeile verbunden. Die Fig. 9 zeigt einen spezifischen Aufbau
unter den gegebenen Annahmen.
In Fig. 9 umfaßt das Speicherzellenfeld 1 16 Zeilen, und jedes der
Bitfelder Ai und Bi besteht aus 4 Spalten × 16 Zeilen. Die 4 Spal
ten in jedem der Bitfelder Ai und Bi speichern Daten derselben An
zahl in verschiedenen Worten. Das Bitfeld Ai und das Bitfeld Bi
sind abwechselnd für die betreffenden Bits im Wort angeordnet.
D.h. die Bitfelder sind in der Reihenfolge Ai-1, Bi-1, Ai, Bi,
Ai+1 und Bi+1 angeordnet.
Das l-te Bit Unterfeld im Speicherzellenfeld 1 umfaßt ein Bitfeld
Al zur ersten Gruppe A und ein Bitfeld Bl der zweiten Gruppe B.
D. h., das l-te Bit Unterfeld im Speicherzellenfeld 1 umfaßt 8
Spalten. Daher umfaßt das Speicherzellenfeld 1 16 Zeilen × 64
Spalten.
Die Ausgabeschaltung 3 umfaßt insgesamt acht
Einheitsausgabeschaltungen (Leseverstärkerpaare) 30, da die Ein
heitsausgabeschaltungen 30 so angeordnet sind, daß sie den betref
fenden Bitunterfeldern im Speicherzellenfeld 1 entsprechen. Ent
sprechend umfaßt die Operationsschaltung 6 acht Addierschaltungen
26, die den entsprechenden Bitunterfeldern in Speicherzellenfeld 1
entsprechen. Die Gruppe von Drei-Zustandspuffern 7 im Ausgabeab
schnitt umfaßt acht Sätze der Drei-Zustandspuffer TBA, TBS und
TBB, entsprechend den Bitunterfeldern im Speicherzellenfeld 1. Es
wird hier angenommen, daß die erste Adresse ADA die Adresse 10
zeigt, während die zweite Adresse ADB die Adresse 20 hat. "Null"-
Adresse bezeichnet die nullte Zeile und nullte Spalte in den Bit
feldern, die Adresse 15 bezeichnet die 15te Zeile und die erste
Spalte und die Adresse 16 bezeichnet die 0te Zeile und die erste
Spalte.
In diesem Fall wählt der Dekoder A4 das Wort MA(10)<7 : 0< an der
Adresse No. 10 für jedes betreffende Bitfeld Ai der ersten Gruppe.
Das "<7 : 0<" steht für ein 8 Bit Datensignal mit einem Datenbit A0
als niedrigstwertigem Bit und einem Datenbit A7 als höchstwertigem
Bit. Jedes betreffende Bit im Wort MA(10) ist in derselben Spalte
in den Bitfeldern A0-A7 (der nullten Spalte in Fig. 9) angeordnet.
Wenn die zweite Adresse ADB die Adresse 20 anzeigt, wählt der De
koder B5 Speicherzellen an der vierten Zeile und ersten Spalte in
den Bitfeldern B0-B7 der zweiten Gruppe B.
Als Ergebnis wird ein Wort MB(20)<7 : 0< ausgewählt. Die Datenbits
in einem Wort sind in derselben Zeile und derselben Spalte in den
betreffenden Bitfeldern angeordnet.
Der A Dekoder 4 und der B Dekoder 5 empfangen die Adressen ADA und
ADB mit 6 Bit. Die unteren 4 Bit werden benutzt, um eine Zeile
auszuwählen, während die oberen zwei Bit benutzt werden, um das Y
Dekodiersignal zum Auswählen einer Spalte aus jedem der Bitfelder
beispielsweise Ai und Bi auszuwählen.
Beim Datenschreiben werden die Eingabedaten DIA und DIB in die
ausgewählten Worte (Speicherzellen an zugewiesenen Adressen)
MA(10) und MB(20) durch die Eingabeschaltung 20 und die Selektoren
22b und 23b eingeschrieben. Dieses Datenschreiben wird als Reak
tion auf das Schreibaktivierungssignal WE bewirkt. Das Datenlesen
aus dem Speicherzellenfeld 1 und der Betrieb der Operationsschal
tung 6 wird nachfolgend beschrieben.
In der folgenden Beschreibung wird das Datenwort, das in der
Adresse ADA in der ersten Gruppe A gespeichert wird, durch den
Term MA(ADA) beschrieben, während das Datenwort, das unter der
Adresse ADB in der zweiten Gruppe B gespeichert wird, durch
MB(ADB) bezeichnet wird.
Es wird angenommen, daß die Speicherzellen an der Adresse No. 10
in der ersten Gruppe A das Datenwort MA(10) von "00001010(2); De
zimalzahl 10" speichern, während die Speicherzellen an der Adresse
No. 20 in der zweiten Gruppe B das Datenwort MB(20) von
"00010100(2); Dezimalzahl 20" speichern. Die "(2)" zeigt eine
Binärzahl an. Daher ist
MA(10)<7 : 0< = 00001010(2), und
MB(20)<7 : 0< = 00010100(2)
MB(20)<7 : 0< = 00010100(2)
in dem hier angenommenen Fall. Die Positionen an der Adresse No.
10 in der ersten Gruppe und an der Adresse No. 20 in der zweiten
Gruppe werden in den schraffierten Blöcken in Fig. 9 gezeigt. Die
Fig. 10 zeigt einen Aufbau mit den Bitfeldern A1 und B1, die die
Daten des zweiten Bits der Datenworte MA(10) und MB(20) speichern.
In Fig. 10 ist im Bitfeld A1 die zweite Bitdateneinheit MA(0)<1<
der Nulladreßdaten MA(0) in der nullten Zeile und der nullten
Spalte in Fig. 10 gespeichert, und am Fuße des Feldes die zweite
Bitdateneinheit MA(15)<1< der Adreßdaten No. 15 MA(15) in der
nullten Spalte und der 15ten Zeile. Die erste Spalte speichert die
zweite Bitdateneinheit MA(16)<1< der Adreßdaten MA(16) No. 16, und
in absteigender Reihenfolge von Adressen bis zur 10ten Zeile, wo
die zweite Bitdateneinheit MA(31)<1< der Daten MA(31) der Adresse
No. 31 gespeichert sind. Daher ist die zweite Bitdateneinheit
MA(63)<1< der Adresse No. 63 MA(63) in der dritten Spalte und der
15ten Zeile gespeichert. Genauso sind im Bitfeld B1 der zweiten
Gruppe die Adressen in absteigender Reihenfolge von der 0ten
Spalte und der 0ten Zeile bis zur dritte Spalte und 15ten Zeile
gespeichert, zum Speichern der zweiten Bitdaten MB(0)<1< der
Nulladreßdaten MB(0) bis zu den zweiten Bitdaten MB(63)<1< der
Daten MB(63) und der Adresse No. 63. Daher wird in Fig. 10 mit den
obigen Daten der Datenwert "1" an der No. 10 (10te Zeile und
nullte Spalte) im Bitfeld A1 als zweiter Bitdatenwert MA(10)<1<
der Adresse No. 10 gespeichert. Der Datenwert "0" wird in der
vierten Zeile und ersten Spalte im Bitfeld B1 als zweite Bitdaten
einheit MB(20)<1< der Adresse No. 20 gespeichert.
Die Adressen ADA und ADB, die an die Dekoder A4 und B5 angelegt
werden, sind die Binärnotationen der Adressen No. 10 bzw. No. 20,
die sich wie folgt darstellen:
ADA = 001010, und
ADB = 010100.
ADB = 010100.
Die oberen zwei Bits in diesen 6-Bit Adressen werden zum Auswählen
einer Spalte aus den Bitfeldern Ai und Bi benutzt. Das bedeutet,
daß diese oberen zwei Bitadressen an Spaltenauswahldekoder (Y De
koder) angelegt werden, die im Dekoder A4 und B5 enthalten sind.
Diese Y Dekoder liegen Y Dekodersignale als Auswahlsignale an die
Selektoren 22a, 22b, 23a und 23b an. Folglich bewirken die oberen
2 Bits "00" in der ersten Adresse ADA, daß die Selektoren 22a und
22b die nullte Spalte im Bitfeld Ai der ersten Gruppe A wählen.
Die oberen 2 Bits "01" in der zweiten Adresse ADB bewirken, daß
die Selektoren 23a und 23b die erste Spalte im Bitfeld Bi der
zweiten Gruppe B auswählen.
Die unteren 4 Bits in den Adressen ADA und ADB werden an die Zei
lenauswahl-X-Dekoder der Dekoder A4 bzw. B5 angelegt, und von
diesen jeweils dekodiert. Das bedeutet, daß die unteren 4 Bits
"1010" in der ersten Adresse ADA zur Auswahl der zehnten Zeile im
Bitfeld Ai der ersten Gruppe A führen. Die unteren 4 Bits "0100"
in der zweiten Adresse ADB führen zur Auswahl der vierten Zeile im
Bitfeld Bi der zweiten Gruppe B. Folglich werden die Speicherzel
len in den markierten Feldern in Fig. 10 ausgewählt. Die in den
markierten Feldern in Fig. 10 stehenden Daten werden wie folgt ge
lesen.
Zuerst dekodieren als Reaktion auf das Chipauswahlsignal CS die
Dekoder A4 und B5 die erste Adresse ADA bzw. die zweite Adresse
ADB. Folglich werden alle Speicherzellen in der zehnten Zeile im
Bitfeld Ai der ersten Gruppe A in den ausgewählten Zustand ver
setzt, und so werden alle Speicherzellen in der vierten Zeile im
Bitfeld Bi der zweiten Gruppe B in den ausgewählten Zustand ver
setzt. Die Speicherzellendaten in den ausgewählten Zeilen werden
zu den entsprechenden Bitleitungen ABLl0-ABLl3 bzw. BBLl0-BBLl3
übertragen.
Anschließend arbeiten der A Selektor 22a und der B Selektor 23a
als Reaktion auf die Spaltenauswahlsignale (Y Dekodiersignale) der
Dekoder A4 und B5, um die Bitleitung ABLl0 der nullten Spalte im
Bitfeld Ai (A1 in Fig. 9) auszuwählen, und zum Verbinden dieser
ausgewählten Bitleitung ABLl0, (die genauer gesagt, ein komplimen
täres Bitleitungspaar ABLl0 und ist), mit dem Busleitungs
paar I/OA und .
Der B Selektor 23a wählt ebenfalls die Bitleitung BBLl (und die
komplimentäre Bitleitung ) der ersten Spalte im Bitfeld Bi
(B1 in Fig. 9) und verbindet diese mit der Busleitung I/OB (und
).
Folglich werden die durch den A Selektor 22a und den B Selektor
23a ausgewählten Speicherzellendaten durch die die Ausgabeschal
tung 3 bildenden Leseverstärkerschaltungen 24 und 25 verstärkt,
die jedem Bitunterfeld im Speicherzellenfeld 1 entsprechen. Die
Speicherzellendaten Ai, , Bi, , die durch die jeweiligen
Leseverstärkerschaltungen der Ausgabeschaltung 3 verstärkt wurden,
werden an die Operationseinheit 6 und die Drei-Zustandspuffer TBA
und TBB angelegt, die in der Gruppe von Drei-Zustandspuffern 7
enthalten sind, und die jedem Bitunterfeld im Speicherzellenfeld 1
entsprechen.
Die Addiererschaltung (Volladdierer) 26, die jedem Bitunterfeld
des Speicherzellenfeldes 1 entsprechend angeordnet ist, empfängt
die Daten Ai und Bi der entsprechenden Ausgabeschaltung
(Leseverstärkerpaar 24 und 25), sowie einen Übertragsausgang eines
niedrigeren Bits als Übertragseingangssignal CIi, addiert alle emp
fangenen Daten und gibt ein Datensignal Si aus, das das Ergebnis
der Addition zeigt, sowie einen Übertrag COi. In Fig. 10 empfängt
der Volladdierer 26 ein Übertragsausgangssignal eines Volladdie
rers eines niedrigeren Bits als Übertragseingang CI1 und gibt ein
Additionsergebnis S1 sowie einen Übertragsausgang CO1 aus. Das
Summenausgangssignal Si dieser Operationsschaltung (Volladdierer)
26 wird an den Ausgabe-Drei-Zustandspuffer TBS angelegt, der in
der Gruppe von Drei-Zustandspuffern 7 enthalten ist.
Die Gruppe von Drei-Zustandspuffern 7 wird in einen Ausgabe-
Aktivierungszustands durch die Ausgabeaktivierungssignale OEA, OEB
und OES versetzt, wodurch die Ausgänge, die auf hohem Impedanzsta
tus gehalten wurden, auf die den angelegten Daten entsprechende
Zustände versetzt werden. Die Operationsschaltung (Volladdierer)
26 des niedrigstwertigen Bit weist einen auf Null gesetzten Über
tragseingang CI0 auf, was Erdpotential entspricht. Durch Ändern
der Ausgabeaktivierungssignale OEA, OEB und OES in den Aktivie
rungszustand gibt die Gruppe von Drei-Zustandspuffern 7 die Daten
DOA des ausgewählten Worts in der ersten Gruppe A, die Daten DOB
des ausgewählten Worts in der zweiten Gruppe B und das Ergebnis
DOS der Operationsschaltung 6 an die Außenumgebung der Vorrich
tung. Eine spezifische Datenverarbeitungsoperation wird nachfol
gend unter Bezug auf die Fig. 9 beschrieben.
Da MA(10)<7 : 0<= 00001010 ist
Da MA(10)<7 : 0<= 00001010 ist
MA(10)<1<=1.
Ferner, da MA(20)<7 : 0<=00010100, ist
MA(20)<1<=0.
Ferner, da MA(20)<7 : 0<=00010100, ist
MA(20)<1<=0.
Der Datenwert "1" des ausgewählten Bit im Bitfeld A1 und der Da
tenwert "0" des ausgewählten Bit im Bitfeld B1 werden durch den A
Selektor 22a und B Selektor 23a ausgewählt und zu den entspre
chenden Leseverstärkerschaltungen 24 und 25 übertragen. Die Lese
verstärkerschaltungen 24 und 25 verstärken die Datenwerte "1" bzw.
"0", die an sie angelegt wurden, und legen diese an die
Operationsschaltung (Volladdierer FA1) 26 entsprechend dem zweiten
Bit an.
Der Übertragseingang CI1 der Operationsschaltung (Volladdierer
FA1) 26, der dem zweiten Bit entspricht, beträgt "0". Der Grund
liegt darin, daß die Eingabedaten A0 und B0 in die Operations
schaltung (Volladdierer FA0) 26, die dem ersten Bit entsprechen,
beide "0" betragen, und daher kein Übertrag aus der Operations
schaltung 26 für das erste Bit erzeugt wird. Als Ergebnis erzeugt
die Operationsschaltung 26 für das erste Bit einen Summenausgang
S1 "1" und einen Übertrag CP1 "0". Bei dem in Fig. 8 gezeigten Auf
bau addiert die Operationseinheit 6 die Eingabedaten MA(10) und
die Eingabedaten MB(20) und gibt das Ergebnis der Addition an die
Drei-Zustandspuffer 7. Das Resultat der Addition ist:
00001010
+00010100
00011110
+00010100
00011110
Die Gruppe von Drei-Zustandspuffern 7 gibt die daran angelegten
Signale aus, wenn die angelegten Ausgabeaktivierungssignale OEA,
OEB und OES in den Aktivierungszustand wechseln. Daher ist
DOS | |
= 00011110, | |
DOA | = 00001010, und |
DOB | = 00010100. |
Da die Daten der in der ersten Gruppe A und der zweiten Gruppe B
ausgewählten Worte ebenfalls ausgegeben werden, können diese ver
arbeiteten Daten ebenfalls extern beobachtet werden, wenn das Er
gebnis der Operation ausgegeben wird. Dies führt zu einer sehr
vielseitigen integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung.
Durch Halten des Ausgabeaktivierungssignals OES im nichtaktivier
ten Zustand, wobei nur die Ausgabeaktivierungssignale OEA und OEB
in den Aktivierungszustand versetzt wurden, werden nur die
Speicherzellendaten der ausgewählten Worte in der ersten Gruppe A
und der zweiten Gruppe B ausgegeben. Dann kann diese integrierte
Halbleiterschaltungsvorrichtung als eine Pufferspeichervorrichtung
benutzt werden.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau sind die Ausgabeschaltung 3 und
die Eingabeschaltung 2 getrennt vorgesehen, so daß für digitale
Signalverarbeitung beispielsweise eine Dateneingabe und ein Daten
lesen unabhängig voneinander ausgeführt werden können. Allerdings
können die Eingabeschaltung 2 und die Ausgabeschaltung 3 mit dem
selben Dateneingabe/Ausgabeknoten verbunden werden. Dann ist, bei
dem in Fig. 6 gezeigten Aufbau, der A′ Selektor 22b mit dem A Se
lektor 22a und der B′ Selektor 23b mit dem B Selektor 23a verbun
den, und die Eingabepuffer AIB und BIB zum Ausgeben der internen
Eingabedaten als Reaktion auf das Aktivierungssignal WE werden mit
den kombinierten Selektoren über die Datenbusleitungen I/OA, ,
sowie I/OB, verbunden. Dieser Aufbau weist Eingabe- und Aus
gabebereiche auf, die denen in einem herkömmlichen statischen RAM
entsprechen.
Die obige Ausführungsform wurde am Beispiel des Falles beschrie
ben, daß der Speicher ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff zum Da
tenschreiben und -lesen und auch zum Datenüberschreiben ist. Die
selbe Wirkung kann erzeugt werden, wenn eine integrierte Halblei
terschaltungsvorrichtung ein Nur-Lesespeicher zum Speichern von
Programmdaten ist.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform umfassen die Bitfelder
eine Mehrzahl von Spalten. Dies ist auf den Fall anwendbar, wenn
eine Mehrzahl von Worten in einer Zeile des Speicherzellenfelds
verbunden sind. Dieselbe Wirkung wie in der obigen Ausführungsform
kann erzielt werden, wenn eine Zeile nur ein Wort umfaßt, d. h. die
Bitfelder haben jeweils eine Spalte.
Außerdem umfaßt in der obigen Ausführungsform die Operationsschal
tung Volladdierer. Statt dessen kann die Operationsschaltung auf
jedem Element mit einer Bit-Slice-Struktur bestehen, wie z. B. Ad
dierer/Subtrahierer, arithmetische und logische Einheiten (ALU)
oder Multiplizierer, um dieselbe Wirkung wie in der beschriebenen
Ausführungsform zu bewirken.
Außerdem wurden der Speicher zum Speichern von 2 Arten von Daten
und die Operationsschaltung zum Ausgeben dieser Daten in der obi
gen Ausführungsform beschrieben. Allerdings kann eine Akkumulator
schaltung vorgesehen sein, die den erfindungsgemäßen Aufbau be
nutzt.
Die Fig. 11 zeigt ein Schemadiagramm mit einem Datenausgabebereich
einer integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einer an
deren Ausführungsform. Die integrierte Halbleiterschaltungsvor
richtung nach Fig. 11 weist eine Datenausgabeschaltung auf, die
Bitfeldern entspricht, und die einen Multiplexer 901 umfaßt, der
das Passieren von zwei Ausgabedaten Ai und Bi der Leseverstärker
schaltungen 24 und 25 erlaubt, die den Einheitsausgabeschaltungen
30 entsprechen, sowie Ausgabedaten Li eine Verriegelungsschaltung
903, ferner einen Volladdierer 26 zum Addieren von Ausgabedaten
des Multiplexers 901, eine Pufferschaltung 902 zum Puffern eines
Ausgangssignals des Volladdierers 26, sowie die Verriegelungs
schaltung 903 zum Verriegeln des Ausgangssignals der Pufferschal
tung 902. Der Multiplexer 901, der Volladdierer 26, die Puffer
schaltung 902 und die Verriegelungsschaltung 903 entsprechen einer
Einheitsoperationsschaltung der in Fig. 5 gezeigten Operationsein
heit 6. Der Multiplexer 901 gestattet das Passieren von zwei Daten
der drei Eingaben Ai, Bi und Li als Reaktion auf ein Multiplex
steuersignal MX. Die Verriegelungsschaltung 903 verriegelt das
Ausgabesignal der Pufferschaltung 902 und gibt es an einen Drei-
Zustandspuffer TBS als Reaktion auf ein Steuersignal CTL.
Anschließend wird ein Betrieb der in Fig. 11 gezeigten integrier
ten Schaltungsvorrichtung kurz unter Bezug auf eine Ein-Bit Akku
mulation beschrieben.
Es wird angenommen, daß der Multiplexer 901 durch das Multiplex
steuersignal MX in einen Zustand versetzt wird, der das Passieren
der Ausgabedaten Ai der Leseverstärkerschaltung 26 und der Ausga
bedaten Li der Verriegelungsschaltung 903 gestattet. Der Vollad
dierer 26 addiert die Eingabedaten Ai und Li und legt das Resultat
an die Pufferschaltung 902 an. Die Steuerzeitpunkte der Verriege
lungsschaltung 903 werden durch das Steuersignal CTL bestimmt. Die
Verriegelungsschaltung 903 führt eine Verriegelungsoperation
durch, nachdem die Daten eines ausgewählten Wortes in der ersten
Gruppe A aus dem Speicherzellenfeld 1 ausgelesen und im Volladdie
rer 26 addiert wurden. Wenn diese Operation wiederholt wird, be
tragen die Daten Li, die in der Verriegelungsschaltung 903 verrie
gelt sind,:
Σ Ai = Li,
wobei ein Akkumulationsbetrieb für das Wort, welches in der ersten
Gruppe A ausgewählt wurde, bewirkt ist. Die von der Verriegelungs
schaltung 903 verriegelten Daten werden über den Drei-Zustandspuf
fer TBS nach außen ausgegeben, zu einem geeigneten Zeitpunkt, als
Reaktion auf das Ausgabeaktivierungssignal OES.
Wenn der Multiplexer 901 durch das Steuersignal MX in einen Zu
stand zum Auswählen der Ausgabesignale Ai und Bi der Leseverstär
kerschaltungen 24 und 25 versetzt wurde, wird eine Operations
schaltung zum Durchführen von gewöhnlichen Additionen erreicht.
Dann kann die Verriegelungsschaltung 903 eine mit der Datenausgabe
des Addierers 26 synchronisierte Verriegelungsoperation bewirken,
oder kann in einen Durchgangszustand zum Passierenlassen der Daten
versetzt werden, ohne diese zu verriegeln. Alternativ kann eine
Umgehungsschaltung vorgesehen werden, die es dem Ausgabesignal des
Addierers 26 gestattet, die Verriegelungsschaltung 903 zu umgehen,
wobei die Verriegelungsschaltung 903 in einem Deaktivierungszu
stand (Hochimpedanzzustand des Ausgangs) und die Umgehungsschal
tung in einem Aktivierungszustand gehalten werden. In jedem Fall
können die Daten Ai und Bi addiert werden, und das Ergebnis der
Addition wird ausgegeben.
Während die Pufferschaltung 902 zwischen dem Addierer 26 und der
Verriegelungsschaltung 903 vorgesehen ist, ist diese Pufferschal
tung 902 vorgesehen, um eine zuverlässige Verriegelungsoperation
der Verriegelungsschaltung 903 sicherzustellen und ist entbehr
lich.
Beim Durchführen einer Akkumulationsoperation für ein ausgewähltes
Wort in der ersten Gruppe A oder der zweiten Gruppe B sind die
Wortdaten einer Gruppe unnötig. In diesem Fall kann eine Wortaus
wahl der nicht benötigten Gruppe verhindert werden, oder eine Aus
wahloperation kann durch Anlegen einer geeigneten Adresse bewirkt
werden.
Wenn die in Fig. 11 gezeigte Konstruktion ausschließlich als Akku
mulator benutzt wird, brauchen die Worte sowohl der ersten Gruppe
A als auch der zweiten Gruppe B nicht im Speicherzellenfeld 1 ge
speichert zu werden. In diesem Fall kann eine integrierte Schal
tungsvorrichtung, die exklusiv als Akkumulatorschaltung benutzt
wird, erhalten werden, indem nur die Worte einer Gruppe im
Speicherzellenfeld 1 gespeichert werden, und indem Addierer 26 und
Verriegelungsschaltung 903 den Bits des Worts entsprechend vorge
sehen werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform umfaßt jedes der Bit
felder Ai und Bi vier Spalten, da vier Worte in einer Zeile ge
speichert werden. Wenn eine Zeile nur ein Wort speichert, umfassen
das Bitfeld Ai und Bi jeweils eine Spalte, wie in Fig. 12 gezeigt.
Wie in Fig. 12 gezeigt, umfaßt der Dekoder DE den A Dekoder 4 und
den B Dekoder 5. Bei der Anordnung nach Fig. 12 wählen die Dekoder
4, 5 nur eine Zeile für jede der Gruppen A und B aus und führen
keine Spaltenauswahl durch. Jede Spalte jedes Bitfelds (Ai, Bi)
ist mit Leseverstärkern SA0 bis SA7 und SB0 bis SB7 verbunden, die
für betreffende Bitfelder A0-A7 und B0-B7 vorgesehen sind. Die
Leseverstärker SA0-SA7 und SB0-SB7 werden zu einem geeigneten
Zeitpunkt durch eine Steuerschaltung (nicht gezeigt) aktiviert,
die die Steuersignale OEA, OEB und OES erzeugen kann.
Obwohl in Fig. 12 Volladdierer FA0-FA7 und Drei-Zustandspuffer
für die Volladdierer FA0-FA7 gezeigt sind, kann der Schaltungs
block 6 Multiplexer MUX, wie in Fig. 11 gezeigt, enthalten, und
der Block 7 kann ebenfalls die Drei-Zustandspuffer zum Empfangen
von Speicherzellendaten des zugeordneten Bitfeldes umfassen.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen wurden mit Speicherzellen
der zwei Arten von Gruppen A und B beschrieben, die im Speicher
zellenfeld gemischt angeordnet sind. Dieselbe Wirkung wie bei den
beschriebenen Ausführungsformen kann erzeugt werden, wenn
Speicherzellen von drei oder mehr Gruppen in einem Speicherzellen
feld gemischt angeordnet sind.
Wie oben beschrieben, sind bei dieser Erfindung die Daten von Wor
ten in einer Mehrzahl von Gruppen in Bitfelder in einem Speicher
zellenfeld eingeteilt und abwechselnd angeordnet, wobei Speicher
zellen jeder Gruppe durch eine verschiedene Adresse ausgewählt
werden. Eine Operationsschaltung ist ebenfalls dafür vorgesehen,
eine vorbestimmte Operation auf die aus dem Speicherzellenfeld
ausgelesenen Daten auszuüben. Als Ergebnis wird eine Regelmäßig
keit im Layout der integrierten Halbleiterschaltungsvorrichtung
deutlich verbessert, wodurch eine dichte und hoch integrierte
Halbleiterschaltungsvorrichtung mit einer kleinen belegten Fläche
erzeugt wird.
Durch diesen Aufbau werden die aus dem Speicherzellenfeld gelese
nen Daten zu der Operationseinheit durch Verbindungen minimaler
Länge übertragen. Dieses Merkmal minimiert Signalverzögerungen und
schafft so eine integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung, die
für Hochgeschwindigkeitsverarbeitung geeignet ist.
Ferner können, durch Gruppieren und abwechselndes Anordnen als
Bitfelder, entsprechende Bits in den Datenworten einer Mehrzahl
von Gruppen für Operationsschaltungen entsprechend angeordnet wer
den. Daher können die Speicherzellenfelder und Operationsschaltun
gen in einer Bit-Slice-Struktur angeordnet werden, um so eine in
tegrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung mit einem Layout zu
schaffen, das sich durch eine verbesserte Regelmäßigkeit auszeich
net.
Claims (13)
1. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung mit
einem Speicherzellenfeld (1) mit einer Mehrzahl von Speicher zellengruppen (A, B), die jeweils eine Mehrzahl von Bitfeldern (A0 bis An-1, B0 bis Bn-1) aufweisen, in denen jeweils in Ma trixform von mindestens einer Spalte und einer Mehrzahl von Zeilen angeordnete Speicherzellen vorgesehen sind,
wobei jedes der Bitfelder (A0 bis An-1, B0 bis Bn-1) aus der Mehrzahl von Speicherzellengruppen (A, B) einem Bitfeld einer jeweils anderen Speicherzellengruppe benachbart angeordnet ist,
einer der Mehrzahl der Speicherzellengruppen (A, B) im Speicherzellenfeld (1) entsprechend vorgesehenen Mehrzahl von Auswahlvorrichtungen (4, 5, 22a, 22b, 23a, 23b), die auf für die Gruppen unabhängig angelegte Adreß-Signale reagieren, zum Auswählen von durch die Adreß-Signale bezeichneten Speicher zellen aus entsprechenden Speicherzellengruppen, und
einer Operationseinrichtung (6), die auf eine aus den Speicherzellen in mindestens einer Speicherzellengruppe ausge lesene gespeicherte Information reagiert, um eine vorbestimmte Operation auszuführen.
einem Speicherzellenfeld (1) mit einer Mehrzahl von Speicher zellengruppen (A, B), die jeweils eine Mehrzahl von Bitfeldern (A0 bis An-1, B0 bis Bn-1) aufweisen, in denen jeweils in Ma trixform von mindestens einer Spalte und einer Mehrzahl von Zeilen angeordnete Speicherzellen vorgesehen sind,
wobei jedes der Bitfelder (A0 bis An-1, B0 bis Bn-1) aus der Mehrzahl von Speicherzellengruppen (A, B) einem Bitfeld einer jeweils anderen Speicherzellengruppe benachbart angeordnet ist,
einer der Mehrzahl der Speicherzellengruppen (A, B) im Speicherzellenfeld (1) entsprechend vorgesehenen Mehrzahl von Auswahlvorrichtungen (4, 5, 22a, 22b, 23a, 23b), die auf für die Gruppen unabhängig angelegte Adreß-Signale reagieren, zum Auswählen von durch die Adreß-Signale bezeichneten Speicher zellen aus entsprechenden Speicherzellengruppen, und
einer Operationseinrichtung (6), die auf eine aus den Speicherzellen in mindestens einer Speicherzellengruppe ausge lesene gespeicherte Information reagiert, um eine vorbestimmte Operation auszuführen.
2. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Operationseinrichtung (6)
eine Mehrzahl von Operationsschaltungen (26; FA0 bis FAn-1)
aufweist, die entsprechend jeweiliger Bitfelder der Speicher
zellengruppen (A, B) vorgesehen sind.
3. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
jede der Mehrzahl von Speicherzellengruppen Datenworte (MA, MB) einer unterschiedlichen Gruppe speichert, wobei jedes Da tenwort eine Mehrzahl von Datenbits (MA(ADA)<0< bis MA(ADA)<7<, MB(ADB)<0< bis MB(ADB)<7<) umfaßt,
wobei jedes Bitfeld (A0 bis An-1, B0 bis Bn-1) Datenbits (MA<i<, MB<i<) derselben Stelle im Datenwort einer entspre chenden Gruppe speichert und die Bitfelder, die die Datenbits derselben Stelle speichern, einander benachbart angeordnet sind und ein Unterfeld im Speicherzellenfeld (1) bilden.
jede der Mehrzahl von Speicherzellengruppen Datenworte (MA, MB) einer unterschiedlichen Gruppe speichert, wobei jedes Da tenwort eine Mehrzahl von Datenbits (MA(ADA)<0< bis MA(ADA)<7<, MB(ADB)<0< bis MB(ADB)<7<) umfaßt,
wobei jedes Bitfeld (A0 bis An-1, B0 bis Bn-1) Datenbits (MA<i<, MB<i<) derselben Stelle im Datenwort einer entspre chenden Gruppe speichert und die Bitfelder, die die Datenbits derselben Stelle speichern, einander benachbart angeordnet sind und ein Unterfeld im Speicherzellenfeld (1) bilden.
4. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bitfelder entsprechende Datenbits eines Datenworts an der
selben Speicherposition speichern.
5. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch
3, gekennzeichnet durch
eine Dateneingabevorrichtung (2), die der Mehrzahl von Gruppen entsprechend vorgesehen ist, zum Empfangen von Eingangsdaten für entsprechende Gruppen,
wobei die Dateneingabevorrichtung (2) Eingabeschaltungen auf weist, die jeweils entsprechend der Bitfelder (A0 bis An-1, B0 bis Bn-1) vorgesehen sind.
eine Dateneingabevorrichtung (2), die der Mehrzahl von Gruppen entsprechend vorgesehen ist, zum Empfangen von Eingangsdaten für entsprechende Gruppen,
wobei die Dateneingabevorrichtung (2) Eingabeschaltungen auf weist, die jeweils entsprechend der Bitfelder (A0 bis An-1, B0 bis Bn-1) vorgesehen sind.
6. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswahlvorrichtung Selektoren (22b, 23b) aufweist, die je
weils zwischen einer der Eingabeschaltungen und einem entspre
chenden Bitfeld angeordnet sind und die jeweils auf ein ent
sprechend angelegtes Adreß-Signal reagieren, zum Verbinden ei
ner Spalte in einem Bitfeld mit einer entsprechenden Eingabe
schaltung.
7. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch
Datenausgabeschaltungen (30), die jeweils einem der Bitfelder
entsprechen, zum Übertragen von Daten aus ausgewählten
Speicherzellen eines entsprechenden Bitfeldes zu einer ent
sprechenden Eingabeschaltung.
8. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach Anspruch
7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswahlvorrichtung Selektoren (22a, 23a) aufweist, die je
weils einem der Bitfelder entsprechen und die jeweils auf ein
entsprechendes Adreß-Signal reagieren, zum Verbinden einer
Spalte in einem Bitfeld mit einer entsprechenden Ausgabeschal
tung.
9. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch
Pufferschaltungen (TBS), die jeweils einer Operationsschaltung entsprechen und die auf ein Ausgabesteuersignal reagieren, zum Übertragen eines Ausgangssignals einer entsprechenden Operati onsschaltung,
wobei jede Pufferschaltung (TBS) im deaktivierten Zustand ihren Ausgang in einen Zustand hoher Impedanz versetzt.
Pufferschaltungen (TBS), die jeweils einer Operationsschaltung entsprechen und die auf ein Ausgabesteuersignal reagieren, zum Übertragen eines Ausgangssignals einer entsprechenden Operati onsschaltung,
wobei jede Pufferschaltung (TBS) im deaktivierten Zustand ihren Ausgang in einen Zustand hoher Impedanz versetzt.
10. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch
weitere Pufferschaltungen (TBA, TBB), die jeweils einem Bit
feld entsprechen und die auf ein Ausgabesteuersignal reagie
ren, zum Ausgeben der Daten aus ausgewählten Speicherzellen
eines entsprechenden Bitfeldes unter Umgehung einer entspre
chenden Operationsschaltung.
11. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Operationsschaltungen Addierer (FA0 bis FAn-1) umfassen,
die entsprechend den Unterfeldern vorgesehen sind, zum Addie
ren der Daten aus ausgewählten Speicherzellen der in den Un
terfeldern enthaltenen Bitfelder.
12. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet durch
Multiplex-Schaltungen (901), die jeweils zwischen einer der
Operationsschaltungen und einem der Unterfelder vorgesehen
sind und die auf ein Auswahlsignal reagieren, zum selektiven
Durchlassen von sowohl dem Ausgangssignal einer entsprechenden
Operationsschaltung als auch Daten der betreffenden in den Un
terfeldern enthaltenen Bitfelder zu einer zugeordeten Operati
onsschaltung.
13. Integrierte Halbleiterschaltungsvorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch
eine Lesevorrichtung (3, 24, 25) zum Lesen von in ausgewählten
Zellen gespeicherter Daten.
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