DE69531092T2 - Einseitige Simplex-Zweitorspeicherzelle - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Halbleiterspeicher. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung das vorsehen einer kleineren Dual-Port-SRAM-Speicherzelle.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine typische Architektur eines Direktzugriffsspeichers (RAM) besteht aus einer Anordnung von Speicherzellen. Jede Zelle kann ein Bit an Informationen speichern. Die Anordnung ist in Zeilen und Spalten aus Speicherzellen angeordnet. Jede Zeile wird auch als 'Wordline' bezeichnet: Jede Spalte wird auch als 'Bitline' bezeichnet. Eine Speichervorrichtung, die eine derartige Anordnung aus 2m Zeilen und 2n Spalten aufweist, kann 2m · n Informationsbits speichern. Wenn die Fertigung einer derartigen Anordnung eine Flächeneinheit voraussetzt, so entspricht die Speicherzellendiche für eine derartige Anordnung 2m · n je Flächeneinheit.
  • In Systemen, die Speichervorrichtungen benötigen, sind die Speicherkapazität und die Betriebs- bzw. Arbeitsgeschwindigkeit des Speichers wichtige Attribute. In Bezug auf den Systemdurchsatz handelt es sich bei der Zugreifbarkeit auf die Speichervorrichtung um ein weiteres wichtiges Attribut. Die Speicherkapazität betrifft die Datenmenge, die eine Speichervorrichtung speichern kann. Die Betriebsgeschwindigkeit bezeichnet die Geschwindigkeit, mit der die Speihervorrichtung Daten speichern oder abrufen kann. Der Zugriff ist bzw. die Zugrifffähigkeit ist zum Großteil von der Systemarchitektur abhängig. Der Systemdurchsatz nimmt allgemein zu, wenn mehr als eine Systemvorrichtung direkt auf die Speichervorrichtung zugreifen kann. Der Systemdurchsatz nimmt allgemein weiter zu, wenn mehr als eine Vorrichtung gleichzeitig auf den Speicher zugreifen.
  • Da eine Speichervorrichtung normalerweise eine oder mehrere Anordnungen von Speicherzellen aufweist, ist die Speicherkapazität einer Speichervorrichtung größtenteils von der Größe einer Speicherzelle abhängig. Die Größe einer Zelle bei einer fest gegebenen Anzahl von Bauteilen bzw. Komponenten ändert sich im Zuge der Weiterentwicklung der Fertigungstechnologie. Jede Reduzierung der Größe einer Speicherzelle ermöglicht jedoch die Fertigung von Speichervorrichtungen mit einer höheren Dichte der Speicherzellen. Eine Reduzierung der Zellenfläche ermöglicht eine höhere Zellendichte in einer Anordnung um einen Faktor, der in der Nähe des Reduzierungsfaktors liegt.
  • Eine Zelle, die zum Beispiel 40% der Fläche einer anderen Zelle verwendet, weist einen Reduzierungsfaktor von 2,5 auf. Somit kann eine Anordnung der kleineren Zellen eine Zellendichte aufweisen, die nahe dem 2,5fachen der Dichte einer Anordnung der größeren Zellen liegt.
  • Die Speicherkapazität steht im direkten Verhältnis zu der Zellendichte. Bei einer gegebenen festen Flächeneinheit für eine Anordnung von Speicherzellen ermöglicht ein Reduzierungsfaktor von 2,5 die Konstruktion von Speicherzellen mit kleineren Zellen, die bis zu eine 2,5fache Speicherkapazität der mit den größeren Zellen konstruierten Speichervorrichtungen aufweisen.
  • Die Systemzugriffsgeschwindigkeit kann häufig unter Verwendung einer Dual-Port-Speicherarchitektur erheblich erhöht werden.
  • Ein Dual-Port-Speicher weist zwei Zugriffsports auf, so dass mehr als eine Systemvorrichtung direkt auf den Speicher zugreifen kann. Ein Speicher mit nur einem Port ermöglicht die direkte Kopplung mit nur einer Systemvorrichtung, sodass andere Systemvorrichtungen für die Erlangung eines Zugriffs auf den Speicher um den Port konkurrieren müssen. Durch die Möglichkeit der direkten Kopplung mit mehr als einer Systemvorrichtung wird die Systemleistung insgesamt für gewöhnlich verbessert, da eine Dual-Port-Architektur die Konkurrenz in Bezug auf den Zugriff auf einen Port des Speichers verringert.
  • Zu den Beispielen für Speichervorrichtungen, die eine Dual-Port-Speicherarchitektur verwenden, zählen Dual-Port-SRAM-Speicher (statische RAMs) und First-in-First-out-Puffer (FIFO-Puffer). Eine integrierte Schaltung einer Dual-Port-Speichervorrichtung kann eine Anordnung von Dual-Port-Speicherzellen aufweisen. Eine derartige, dem Stand der Technik entsprechende Dual-Port-Zelle ist in der Abbildung aus 1 dargestellt.
  • Herkömmliche Dual-Port-Speicherzellen weisen eine ganze Reihe von Nachteilen auf. Ein Nachteil einer dem Stand der Technik entsprechenden Dual-Port-Speicherzelle ist es, dass die Größe des Layouts einer derartigen Zelle ungefähr dem 2fachen bis 2,5fachen der Größe einer Zelle mit einem Port entspricht, die unter Verwendung der gleichen Fertigungstechnologie konstruiert ist. Ein weiterer Nachteil der dem Stand der Technik entsprechenden Dual-Port-Speicherzelle ist es, dass aufgrund der differentiellen Beschaffenheit der Zelle ein Paar von Bitlines für jeden Port erforderlich ist.
  • Bei einem weiteren Verfahren zur Realisierung des Effekts einer Dual-Port-Speichervorrichtung in der Praxis wird eine Anordnung von Speicherzellen mit einem Port in der Dual-Port-Speichervorrichtung verwendet. In der Abbildung aus 2 ist eine derartige Speicherzelle mit einem Port gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht. In dem vorliegenden Beispiel werden die Ports der Speichervorrichtung vor dem Speicherzugriff auf die Speicheranordnung multiplexiert. Somit konkurrieren zwei Vorrichtungen um den Zugriff auf der Ebene der Vorrichtung im Gegensatz zu der Ebene einer Speicherzelle in der Anordnung.
  • Ein Nachteil des Einsatzes multiplexierter Speicherzellen mit einem Port ist es, dass die Multiplex-Schaltungsanordnung den Platz in Anspruch nimmt, der ansonsten für die Konstruktion von mehr Speicherzellen verwendet werden könnte. Darüber hinaus ist die Multiplexfunktion für den Zugriff auf einen einzelnen Port langsamer als das direkte Zugriffsverfahren unter Verwendung einer Dual-Port-Speicherzelle. Dies führt kennzeichnenderweise zu einer langsameren Betriebsgeschwindigkeit der Speichervorrichtung. Die langsamere Betriebsgeschwindigkeit des Speichers neigt dazu, den Durchsatz des ganzen Systems negativ zu beeinflussen, wenn der Speicherzugriff häufig angefordert wird.
  • Weitere Beispiele für dem Stand der Technik entsprechende Speicheranordnungen werden erörtert in IEEE Transactions on Circuits and Systems 1: Fundamental Theory and Applications, Volume 41, Nr. 11, November 1994, New York, USA, Seiten 677– 685, XP000456357, in einem Artikel mit dem Titel "A New Design Methodology for Multiport SRAM Cell" von Lai et al.; in EP-A-0434852 (IBM); und in IEEE Proceedings of the Texas Conference on Computing Systems, November 1995, IEEE Editor, Seiten 2B-1.1–2B1.8, in einem Artikel mit dem Titel "Multiaccess Memory: And Overview", von Chu et al. Siehe auch IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 23, Nr. 7A, Dezember 1980, Seite 2822, 'Multi-Port Asymmetrical Memory Cell', R. C. Joy und E. Seewann. Darin ist eine Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle mit einem dedizierten Lese-Port und einem dedizierten Schreib-Port dargestellt.
  • ZUSAMMENFASSUNG UND AUFGABEN DER ERFINDUNG
  • Beschrieben wird eine Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle gemäß dem beigefügten gegenständlichen Anspruch 1. Die Speicherzelle kann ein Datenbit speichern, das entweder von dem ersten Port oder dem zweiten Port empfangen wird. Der erste Port und der zweite Port können das gespeicherte Bit gleichzeitig detektieren.
  • Die Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle kann in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen ein Port für Leseoperationen und ein anderer Port für Schreibvorgänge dediziert ist. Bei derartigen Anwendungen arbeitet die Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle als eine Single-Ended Simplex-Dual-Port-Speicherzelle und die Ports können für ihre entsprechenden dedizierten Lese- oder Schreibvorgänge optimiert werden.
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den beigefügten Zeichnungen und aus der nachstehend folgenden genauen Beschreibung deutlich.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung ist in den Abbildungen der beigefügten Zeichnungen beispielhaft und ohne einzuschränken veranschaulicht. In den Abbildungen sind übereinstimmende Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Es zeigen:
  • 1 eine Prinzipskizze einer dem Stand der Technik entsprechenden differentiellen Dual-Port-Speicherzelle;
  • 2 eine Prinzipskizze einer dem Stand der Technik entsprechenden differentiellen Speicherzelle mit einem Port;
  • 3 eine Prinzipskizze einer Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle;
  • 4 eine Prinzipskizze einer dem Stand der Technik entsprechenden Single-Ended-Speicherzelle mit einem Port;
  • 5 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle;
  • 6 ein Blockdiagramm der unterstützenden Schaltkreisanordnung für eine Anordnung von Single-Ended Dual-Port-Speicherzellen; und
  • 7 ein Blockdiagramm der unterstützenden Schaltkreisanordnung für eine Anordnung von Single-Ended Simplex-Dual-Port-Speicherzellen.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Die Abbildung aus 3 veranschaulicht das Schaltschema für ein Ausführungsbeispiel einer statischen Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle gemäß der Implementierung unter Verwendung der Metalloxid-Halbleitertechnologie (MOS). Die Zelle 300 aus 3 ist eine statische Direktzugriffsspeicherzelle (SRAM-Zelle). Eine Dual-Port-Speichervorrichtung kann eine Anordnung derartiger Zellen aufweisen.
  • NMOS-Transistoren 350 und 360 dienen als Pass-Gates zu den Bitlines 372 und 382 des entsprechenden ersten 370 bzw. zweiten 380 Ports.
  • Die Signalspeichervorrichtung zum Speichern eines Datenbits wird durch die NMOS-Transistoren 310 und 320 sowie die PMOS-Transistoren 330 und 340 gebildet. Die Abbildung aus 5 veranschaulicht ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem Vorrichtungen 530 und 540 mit ohmscher Belastung an Stelle der PMOS-Transistoren 330 und 340 aus 3 verwendet werden.
  • In Bezug auf die Abbildung aus 3 ist ein erster Port 370 der Bitline 372 und der Wordline 374 zugeordnet. Die erste Port-Bitline 372 wird zum Schreiben eines einzigen Datenbits von dem ersten Port 370 in die Speicherzelle 300 verwendet. Die erste Port-Bitline 372 wird ferner zum Lesen eines einzelnen Informationsbits über den ersten Port 370 aus der Speicherzelle 300 verwendet. Die erste Port-Wordline 374 wird zur Auswahl der Speicherzelle 300 für einen Lese- oder Schreibvorgang über den ersten Port 370 verwendet.
  • Der zweite Port arbeitet auf ähnliche Art und Weise. er zweite Port 380 ist der Bitline 382 und der Wordline 384 zugeordnet. Die zweite Port-Bitline 382 wird zum Schreiben eines einzelnen Datenbits aus dem zweiten Port 380 in die Speicherzelle 300 verwendet. Die zweite Port-Bitline 382 wird ferner zum Lesen eines einzigen Informationsbits über den zweiten Port 380 aus der Speicherzelle 300 verwendet. Die zweite Port-Wordline 384 wird zur Auswahl der Speicherzelle 300 für einen Lese- oder Schreibvorgang über den zweiten Port 380 verwendet.
  • Sowohl der erste als auch der zweite Port müssen die gleiche Logikbasis zum Speichern verwenden, um sicherzustellen, dass die ersten und zweiten Ports die Speicherzelle gemeinsam nutzen können. Anders ausgedrückt müssen die ersten und zweiten Ports beide entweder ein positives oder ein negatives Logiksystem verwenden.
  • Um sicherzustellen, dass der erste und der zweite Port das gleiche Logiksystem verwenden, müssen die durch eine der Bitlines (372 oder 382) vorgesehenen Daten invertiert werden. Der Zusatz der invertierenden Logik zu der unterstützenden Schaltkreisanordnung für die Speicheranordnung sollte nicht viel Fläche bzw. Platz in Anspruch nehmen, da die invertierende Logik auf der Vorrichtungs-Port-Ebene an Stelle der Speicherzellenebene hinzugefügt werden kann. Die Abbildung aus 6 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der unterstützenden Schaltkreisanordnung 600 für eine Anordnung von Single-Ended Dual-Port-Speicherzellen 610 als Blockdiagramm. Zum Beispiel kann in einer 32 K × 1 Bit Dual-Port-Speichervorrichtung eine invertierende Logik an einem der Ports der Vorrichtung jedoch nicht an beiden Ports hinzugefügt werden. In der Abbildung aus 6 können der Dateneingangspuffer 622 für den rechten Port und der Port-Ausgangspuffer sowie eine Pad-Steuerung 624 eine invertierende Logik aufweisen, um die Datenumkehr auf der Portebene zu realisieren. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine invertierende Dateneingangssteuerung 632 und ein invertierender Leseverstärker (SAMP) 634 verwendet werden. Dies unterscheidet sich von der Voraussetzung für eine invertierende Logik für jede Speicherzelle der Anordnung 610.
  • Eine derartige invertierende Logik ist allgemein schneller und neigt dazu, weniger Fläche in Anspruch zu nehmen wie die Multiplexschaltkreisanordnung einer dem Stand der Technik entsprechenden Speichervorrichtung, die multiplexierte Zellen mit einem Port verwendet, wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist.
  • Sofern keine anders lautenden Angaben gemacht werden, wird bei den Beispielen für das Lesen und Schreiben von einem positiven Logiksystem in Bezug auf den ersten Port 370 ausgegangen. Dies bedeutet, das ein hoher Logikwert bzw. eine "1" durch eine Spannung dargestellt ist, die größer ist als die Spannung, die einen niedrigen Logikwert bzw. eine "0" darstellt. Der Spannungswert an dem Knoten 351 zeigt den Zustand der Zelle an. Für beispielhafte Zwecke invertiert die unterstützende Schaltkreisanordnung die Signale der Bitline 382 (und nicht Signale auf der Bitline 372).
  • Kennzeichnenderweise kann das Lesen oder Schreiben von Single-Ended Dual-Port-Speicherzellen im Gegensatz zu differentiellen Zellen mit Problemen verbunden sein. In Bezug auf die Abbildung aus 2 wird der differentiellen Speicherzelle 200 während einem Schreibvorgang über die Bitlines 272a und 272b ein Paar komplementärer Signale zugeführt. Dies hilft dabei sicherzustellen, dass die Speicherzelle 200 den Zustand ändern kann, wenn der Zelleninhalt nicht mit dem zu speichernden Wert übereinstimmt. Wenn zum Beispiel eine "1" gespeichert werden soll, führt die Bitline 272a eine logische "1" und die Bitline 272b führt eine logische "0". Wenn die Wordline 274 auf eine hohe Ebene gebracht wird, wird eine Seite der Zelle 200 "geschoben" und die andere Seite wird "gezogen", um sicherzustellen, dass die Zelle eine logische "1" speichert. Dies stellt die differentielle oder "dual-ended" Beschaffenheit während einem Schreibvorgang dar. In weiterem Bezug auf die Single-Ended-Zelle aus 3 existiert im Gegensatz dazu an Stelle einer kombinierten Aktion aus "Schieben" und "Ziehen" an der Zelle 300 während einem Schreibvorgang nur entweder ein "Schieben" oder ein "Ziehen" von einem Port zu dem anderen. Grund dafür ist es, dass nur eine Bitline jedem Port zugeordnet ist und dass die Ports unabhängig voneinander arbeiten. Da ein Schreib- oder Lesevorgang der Zelle 300 unter Verwendung einer einzigen Bitline erfolgt, müssen andere Techniken verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Speicherzelle 300 dazu gebracht wird, den Zustand zu ändern und den gespeicherten Wert zu halten. Ansonsten ist die Zelle 300 unter Umständen nicht in der Lage, eine während einem Schreibvorgang in die Zelle geschriebenen Wert zu speichern.
  • Eine differentielle Speicherzelle wird allgemein so gestaltet, dass die Zellenstabilität während Lesevorgängen ebenso erhalten bleibt wie die Fähigkeit, einen Wert während Schreibvorgängen zu speichern, ohne eine spezielle unterstützende Schaltkreisanordnung zu verwenden, wie etwa Ladepumpen und Bezugssignale. Eine Single-Ended-Speicherzelle ist unter Umständen nicht in der Lage, den darin geschriebenen Wert für Schreibvorgänge unter Verwendung normaler unterstützender Schaltkreisanordnungen zu speichern. Die Abbildung aus 4 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer dem Stand der Technik entsprechenden Single-Ended-Zelle mit einem Port. In der Abbildung aus 4 ist die Unfähigkeit zum Speichern eines in die Zelle 400 geschriebenen Wertes auf den geringen Leitwert (den hohen Widerstand) des Pass-Gate-Transistors 450 im Vergleich zu dem Transistor 410 zurückzuführen.
  • In Bezug auf die dem Stand der Technik entsprechende differentielle Speicherzelle 200 aus 2 liegt das Verhältnis der Gate-Breiten-Längenverhältnisses des Transistors 210 zu dem Gate-Breiten-Längenverhältnis des Transistors 250 im Bereich von ungefähr 1,5 bis 2,0. Das Verhältnis des Gate-Breiten-Längenverhältnisses des Transistors 200 zu dem Verhältnis des Transistors 260 entspricht ungefähr dem Verhältnis des Gate-Breiten-Längenverhältnisses des Transistors 250 zu dem Gate-Breiten-Längenverhältnis des Transistors 210. Das Verhältnis des Breiten-Längenverhältnisses der Pull-down- oder Zwischenspeichervorrichtung (d. h. 210) über das effektive Breiten-Längenverhältnis des Pass-Gates (d. h. 250) wird als Beta-Verhältnis der Speicherzelle bezeichnet. Algebraisch entspricht dies für die Zelle 200 (B210/L210)/(B250/L250). Wenn Wenn die Transistoren 210 und 250 mit der gleichen Gate-Länge gestaltet werden, so entspricht das Beta-Verhältnis einfach dem Verhältnis der Gate-Breiten (d. h. B210/B250) – Die Abbildung aus 2 veranschaulicht zwar zwei Pass-Gates (250, 260) und zwei Pull-down-Vorrichtungen (210, 220), wobei für die Zelle nur ein Beta-Verhältnis existiert, da die Zelle normalerweise symmetrisch ist. Die Lastvorrichtungen 240 und 230 weisen anders ausgedrückt identische Eigenschaften auf, und die Breiten, Längen und Betriebsmerkmale der Transistoren 210 und 250 sind mit den der entsprechenden Transistoren 220 und 260 entsprechend identisch. Das Beta-Verhältnis für die dem Stand der Technik entsprechende Zelle 200 liegt kennzeichnenderweise im Bereich von 1,5 bis 2,0. Das Beta-Verhältnis für eine dem Stand der Technik entsprechende Zelle, die ohmsche Belastungen verwendet, liegt für gewöhnlich im Bereich von 2,5 bis 3,0. Mit anderen Worten ist das Gate-Breiten-Längenverhältnis der Transistoren 210 und 220 in der dem Stand der Technik entsprechenden differentiellen Zelle 200 bis zu dreimal höher als das der entsprechenden Transistoren 250 und 260, wenn ohmsche Belastungen verwendet werden. Der Einsatz eines Beta-Verhältnisses von 1,5 bis 2,0 in der Single-Ended-Zelle 400 aus 4 kann dazu führen, dass es nicht möglich ist, während einem Schreibvorgang in die Zelle geschriebene Werte ordnungsgemäß zwischenzuspeichern.
  • Ein Verfahren, das es möglich macht, Werte für die Zelle 400 ordnungsgemäß zwischenzuspeichern, umfasst den Einsatz einer Wordline-Verstärkungsschaltung zur Erhöhung des Leitwertes (Reduzierung des Widerstands) des Transistors 450 während einem Schreibvorgang. Eine Erhöhung des Leitwertes des Transistors 450 ermöglicht einen Schreibvorgang, der eine einzige Bitline 472 verwendet. Durch das Anlegen einer höheren Spannung als VCC an die Wordline 474 erhöht den Leitwert des Transistors 450. Während einer Leseoperation wird der Wordline 474 eine normale Spannung (z. B. VCC) zugeführt und die Zelle bleibt für die Leseoperation stabil.
  • Ein weiteres Verfahren umfasst die Veränderung des Beta-Verhältnisses der Speicherzelle 400 im Verhältnis zu einer normalen differentiellen Speicherzelle. Zum Beispiel kann sich ein Speicherentwickler dafür entscheiden, dass ein Eingangs-Pass-Gate-Transistor 450 doppelt so groß ist wie 410 und 420. Durch die Verdoppelung der Größe des Transistors 450 im Verhältnis zu den Transistoren 410 und 420 hat der Speicherentwickler das Beta-Verhältnis der Speicherzelle auf ungefähr 0,5 verringert. Dies ermöglicht Schreiboperationen, bei denen eine normale unterstützende Schaltkreisanordnung und normale Wordline-Spannungen (z. B. VCC) verwendet werden. Die Reduzierung des Widerstands des Pass-Gates 450 sorgt allgemein für eine instabile Speicherzelle in Bezug auf Lesevorgänge. Anders ausgedrückt kann eine Leseoperation bewirken, dass die Zelle den gespeicherten Wert verliert. Die Zellenstabilität kann durch Verringerung des Leitwertes des Pass-Gate- Transistors 450 während dem Schreibvorgang aufrechterhalten werden. Der Leitwert des Pass-Gate-Transistors 450 kann unter Verwendung einer Spannung von weniger als VCC an der Wordline 474 während dem Lesevorgang gesenkt werden.
  • Die zur Überwindung der mit dem Lesen und Schreiben in Bezug auf die Single-Ended Single-Port-Zelle 400 angewandten Verfahren können auf eine Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle 300 gemäß der Abbildung aus 3 erweitert werden. Der Speicherzellenentwickler kann sich somit dafür entscheiden, ein Beta-Verhältnis zu erhalten, das dem der dem Stand der Technik entsprechenden differentiellen Speicherzellen ähnlich ist, oder der Speicherentwickler kann sich für die Konstruktion einer Zelle mit einem niedrigeren Beta-Verhältnis entscheiden. Demgemäß muss der Entwickler die unterstützende Schaltkreisanordnung für den Schreibvorgang oder den Lesevorgang modifizieren.
  • Zur Ausführung einer Leseoperation der Speicherzelle 300 von dem ersten Port 370 wird die Wordline 374 auf einen logischen hohen Wert gesetzt. Wenn die Zelle 300 mit einem Beta-Verhältnis gestaltet wird, das dem früherer differentieller Speicherzellen entspricht, sollte die Wordline-Spannung ungefähr VCC entsprechen. Dadurch wird der Bitline-Pass-Gate-Transistor 350 eingeschaltet, sodass ein Datenbit von der Zelle 300 zu der Bitline 372 übertragen werden kann. In der Annahme eines positiven Logiksystems in Bezug auf den ersten Port und für den Fall, dass die Zelle 300 eine logische "1" aufweist, sind die Transistoren 340 und 320 eingeschaltet, während die Transistoren 330 und 310 ausgeschaltet sind. Da der Transistor 340 ein- und der Transistor 310 ausgeschaltet ist, wird an der Bitline 372 über den Knoten 351 eine Spannung von nahezu VCC vorgesehen.
  • Wenn die Zelle 300 eine logische "0" aufweist, sind die Transistoren 310 und 330 ein- und die Transistoren 320 und 340 ausgeschaltet. Da der Transistor 310 ein- und der Transistor 340 ausgeschaltet ist, wird über den Knoten 351 eine Spannung von nahezu VSS an der Bitline 372 vorgesehen.
  • Die von dem zweiten Port ausgeführte Leseoperation ist ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Speicherzelle als positive Logik im Verhältnis zu dem ersten Port bezeichnet wird. Für die Ausführung eines Lesevorgangs der Zelle 300 von dem zweiten Port 380 wird die Wordline 384 auf einen logisch hohen Wert gesetzt. Dies ermöglicht es, dass der Bitline-Pass-Gate-Transistor 360 einschaltet, sodass ein Datenbit von der Zelle 300 zu der Bitline 382 übertragen werden kann. In der Annahme eines positiven Logiksystems in Bezug auf den ersten Port sind die Transistoren 340 und 320 ein- und die Transistoren 330 und 310 ausgeschaltet, wenn die Zelle 300 eine logische "1" aufweist, als ob die Leseoperation von dem ersten Port ausgeführt wird. Da der Transistor 320 ein- und der Transistor 330 ausgeschaltet ist, wird an der Bitline 382 eine Spannung von nahezu VSS vorgesehen. Da VSS eine logische "0" darstellt, muss die unterstützende Schaltkreisanordnung für die Speicheranordnung die Daten von der Bitline 382 invertieren, um den Inhalt der Speicherzelle 300 korrekt darzustellen. Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, kann die invertierende Logik auf der Ebene des zweiten Vorrichtungs-Ports vorgesehen sein an Stelle einer Zelle auf Zellenbasis. Ein weiteres Ausführungsbeispiel kann die invertierende Logik auf einer Zwischenebene einsetzen, wie etwa mit Gruppen von Bitlines.
  • Nachstehend ist eine Methode zur Ausführung eines Schreibvorgangs vorgesehen. Zur Ausführung einer Schreiboperation für den Port 370 wird die Wordline 374 auf einen logisch hohen Wert erhöht. Wenn die Zelle 300 mit einem typischen Beta-Verhältnis für eine differentielle Speicherzelle entwickelt wird, muss die Wordline 374 unter Umständen größer sein als VCC. Wenn die Zelle 300 stattdessen mit einem kleineren Beta-Verhältnis gestaltet wird, entspricht die Spannung der Wordline 374 ungefähr VCC. Dies ermöglicht das Einschalte des Bitline-Pass-Gate-Transistors 350 mit ausreichendem Leitwert, sodass ein Datenbit von der Bitline 372 zu der Zelle 300 übertragen werden kann. In der Annahme, dass eine Zelle 300 gegenwärtig einen logischen Wert von "0" (die Spannung an dem Knoten 351 nähert sich VSS) aufweist und wenn ein logischer Wert von "1" in die Zelle 300 geschrieben werden soll, beginnt die logisch "hohe" Spannung an der Bitline 372 die Spannung an dem Knoten 351 zu erhöhen. Während sich die Spannung an dem Knoten 351 erhöht, sinkt der Leitwert des PMOS-Transistors 330 und steigt der Leitwert des NMOS-Transistors 320. Dies senkt die Spannung an dem Knoten 361. Während die Spannung an dem Knoten 361 sinkt, nimmt der Leitwert des NMOS-Transistors 310 ab und der Leitwert des PMOS-Transistors 340 nimmt zu. Die Spannung an dem Knoten 351 nimmt zu, wenn der Leitwert des NMOS-Transistors 310 abnimmt. Somit wird ein positiver Rückführungskreis erzeugt, der andauert, bis alle Transistoren 310 und 330 ausgeschaltet und die Transistoren 320 und 340 eingeschaltet sind, so dass der Knoten 351 auf einem sich VCC nähernden Spannungswert zwischengespeichert wird. In ähnlicher Weise wird der Knoten 361 auf eine sich VSS nähernden Spannung zwischengespeichert. Wenn die Zelle vor der Operation eine "1" gespeichert hat, würde der Knoten 351 einfach auf einem sich VCC nähernden Wert verbleiben. Unabhängig von dem vorherigen Zustand der Zelle wird die Zelle 300 jetzt in dem Zustand einer logischen "1" zwischengespeichert, sodass die der Bitline 372 zugeführte Spannung sich VCC nähert.
  • Um eine ordnungsgemäße Funktionsweise dieses Verfahrens des Schreibens in die Speicherzelle 300 sicherzustellen, wird der Pass-Gate-Transistor 350 so ausgewählt, dass er einen geringen "eingeschalteten" Widerstand (Drain-Source-Widerstand bzw. dynamischer Innenwiderstand) im Vergleich zu dem "eingeschalteten" Widerstand des Transistors 310 aufweist. Das gleiche Verhältnis gilt für den "eingeschalteten" Widerstand des Pass-Gate-Transistors 360 und des Transistors 320. Dies ermöglicht das Schreiben in die Speicherzelle 300 unter Verwendung einer kennzeichnenden unterstützenden Schaltkreisanordnung und normaler Wordline-Spannungen (VCC). In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das gleiche Beta-Verhältnis wie für eine normale differentielle Speicherzelle aufrechterhalten. Wie dies bereits vorstehend im Text ausgeführt worden ist, kann es dabei erforderlich sein, dass die unterstützende Schaltkreisanordnung höhere Spannungen als VCC an den Wordlines 374 bzw. 384 während einer Schreiboperation vorsieht.
  • Die Transistoren 330 und 340 (oder die Vorrichtungen mit ohmscher Belastung in einem alternativen Ausführungsbeispiel) sind ausreichend groß, um eine Zellenstabilität zu gewährleisten, wobei die vom Speicherentwickler bestimmten Verlusteinschränkungen erfüllt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann es sich um die PMOS-Transistoren 340 und 330 handeln, die einen "eingeschalteten" Widerstand aufweisen, der etwa halb so groß ist wie der "eingeschaltete" Widerstand der entsprechenden NMOS-Transistoren 310 bzw. 320. Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Abbildung aus 5 kann Vorrichtungen 540 und 530 mit ohmscher Belastung aufweisen, die einen Widerstand aufweisen, der doppelt so groß ist wie der "eingeschaltete" Widerstand der entsprechenden Transistoren 510 bzw. 520.
  • In erneutem Bezug auf die Abbildung aus 3 ist der Prozess für das Schreiben einer logischen "0" für den Port 370 mit dem Prozess für das Schreiben einer logischen "1" identisch. Die Wordline 374 wird auf einen logisch hohen Wert erhöht, um die Übertragung eines Datenbits von der Bitline 372 zu der Zelle 300 zu ermöglichen. Wenn die Speicherzelle 300 mit einem typischen Beta-Verhältnis für die differentielle Speicherzelle entwickelt ist, muss die Wordline 374 unter Umständen VCC überschreiten. Wenn die Speicherzelle 300 im anderen Fall mit einem kleineren Beta-Verhältnis gestaltet ist, so entspricht die Spannung der Wordline 374 ungefähr VCC. Dies ermöglicht das Einschalten des Bitline-Pass-Gate-Transistors 350 mit ausreichendem Leitwert, sodass ein zu schreibendes Datenbit von der Bitline 372 zu der Zelle 300 übertragen werden kann. In der Annahme, dass die Zelle 300 aktuell einen logischer Wert von "1" speichert (die Spannung an dem Knoten 351 nähert sich VCC) und wenn ein logischer Wert von "0" in die Zelle 300 geschrieben werden soll, so beginnt die logisch "niedrige" Spannung an der Bitline 372 die Spannung an dem Knoten 351 zu senken. Wenn die Spannung an dem Knoten 351 abnimmt, steigt der Leitwert des PMOS-Transistors 330 und der Leitwert des NMOS-Transistors 320 nimmt ab. Dadurch steigt die Spannung an dem Knoten 361 an. Wenn die Spannung an dem Knoten 361 ansteigt, nimmt der Leitwert des NMOS-Transistors 310 zu und der Leitwert des PMOS-Transistors 340 nimmt ab. Die Spannung an dem Knoten 351 nimmt ab, wenn sich der Leitwert des NMOS-Transistors 310 erhöht. Somit wird ein positiver Rückführungskreis erzeugt und dauert an, bis die Transistoren 310 und 330 eingeschaltet und die Transistoren 320 und 340 ausgeschaltet werden, sodass der Knoten 351 auf einem sich VSS nähernden Spannungswert zwischengespeichert wird. In ähnlicher Weise wird der Knoten 361 auf einem sich VCC nähernden Spannungswert zwischengespeichert. Wenn die Zelle vor der Operation eine "0" gespeichert hat, verbleibt der Knoten 351 einfach auf einem sich VSS nähernden Wert. Unabhängig von dem vorherigen Zustand der Zelle wird die Zelle 300 jetzt in einem Zustand einer logischen "0" zwischengespeichert, sodass die an der Bitline 372 vorgesehene Spannung sich VSS nähert.
  • Der Prozess zur Durchführung eines Schreibvorgangs für den Port 380 setzt die Erhöhung der Wordline 384 auf einen logisch hohen Wert voraus, sodass ein Datenbit von der Bitline 382 zu der Zelle 300 übertragen werden kann. Die in den Port 380 zu schreibenden Daten sollten invertiert werden, da die Speicherzelle auf einer positiven Logik im Verhältnis zu dem Port 370 basiert. Wenn zum Beispiel eine logische "1" in den zweiten Pot einer Speichervorrichtung geschrieben werden soll, sollte die unterstützende Schaltkreisanordnung für die Anordnung das Signal invertieren, sodass dem Port 380 der Zelle 300 eine logische "0" zugeführt wird. Wenn angenommen wird, dass die Zelle 300 aktuell einen logischen Wert von "0" speichert (die Spannung an dem Knoten 361 nähert sich VCC), so beginnt die logisch "niedrige" Spannung an der Bitline 382 die Spannung an dem Knoten 361 zu senken. Ab diesem Punkt arbeitet die Zelle in ähnlicher Weise zu dem Schreiben einer "1" in den Port 370. Wenn die Spannung an dem Knoten 361 abnimmt, nimmt der Leitwert des PMOS-Transistors 340 zu und der Leitwert des NMOS-Transistors 310 nimmt ab. Dies erhöht die Spannung an dem Knoten 351. Wenn die Spannung an dem Knoten 351 zunimmt, nimmt der Leitwert des NMOS-Transistors 320 zu und der Leitwert des PMOS-Transistors 330 nimmt ab. Die Spannung an dem Knoten 361 nimmt mit Zunahme des Leitwerts des NMOS-Transistors 320 ab. Somit wird ein positiver Rückführungskreis erzeugt, der andauert, bis die Transistoren 310 und 330 ausgeschaltet und die Transistoren 320 und 340 eingeschaltet sind, sodass der Knoten 361 auf einem sich VSS nähernden Spannungswert zwischengespeichert wird. In ähnlicher Weise wird der Knoten 351 auf einem sich VCC nähernden Spannungswert zwischengespeichert. Wenn die Zelle vor der Operation eine "1" gespeichert hat, würde der Knoten 361 einfach auf einem sich VSS nähernden Wert verbleiben. Unabhängig von dem vorherigen Zustand der Zelle wird die Zelle 300 jetzt in einem logischen Zustand von "1" zwischengespeichert.
  • Die Operation zur Verwendung des Ports 380 zum Speichern einer logischen "0" unter Verwendung des zweiten Ports einer Speichervorrichtung wird in ähnlicher Weise ausgeführt, wobei das Datenbit durch die unterstützende Schaltkreisanordnung invertiert wird, sodass von der Bitline 382 eine logische "1" zu der Zelle geführt wird.
  • Bei bestimmten Speicheranwendungen muss nur in einen Port geschrieben oder nur von einem Port gelesen werden. In diesem Fall kann die Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle optimiert werden, um das Anlegen mehrerer Spannungen an den Wordlines zu verhindern. Eine Dual-Port-Speicherzelle, die Lese- und Schreibvorgänge an jedem Port zulässt, wird als Duplex-Zelle bezeichnet. Wenn eine Dual-Port-Speicherzelle einen zum Schreiben dedizierten Port und einen zum Lesen dedizierten Port aufweist, so wird die Zelle als Simplex-Zelle bezeichnet. Zu Beispielen für Speicheranwendungen, die das Schreiben an nur einen Port und das Lesen von einem anderen Port verlangen, zählen Eingabepuffer, Ausgabepuffer und FIFO-Puffer (First-in-First-out-Puffer).
  • In der Duplex-Dual-Port-Speicherzelle ist die Symmetrie in Bezug auf die jedem Port zugeordneten Vorrichtungen wichtig, da die Schreib- und Leseoperationen an jedem Port erfolgen. Die Einführung einer Asymmetrie in eine Duplex-Zelle kann Unterschiede in den Lese- oder Schreibfähigkeiten an jedem Port erzeugen. Durch die eingeführte Asymmetrie kann der erste Port 370 jedoch für das Schreiben und der zweite Port 380 für das Lesen optimiert werden, sodass die Zelle 300 wirksam als Single-Ended Simplex-Dual-Port-Speicherzelle verwendet werden kann. Die unterstützende Schaltung muss nicht mehrere Spannungen an jeder Port-Wordline vorsehen, wenn es sich bei der Zelle 300 um eine Single-Ended Simplex-Dual-Port-Speicherzelle handelt.
  • Bei einer Single-Ended Simplex-Dual-Port-Speicherzelle ist die Größe des Schreib-Port-Transistors 350 absichtlich größer (d. h. ein geringerer Widerstand) als der Transistor 310. Durch die Auswahl eines größeren Transistors 350 wird die Zelle 300 absichtlich in Bezug auf den Schreib-Port 370 destabilisiert, sodass eine Verstärkungsspannung (d. h. höher als VCC) an der Wordline 374 für eine Schreiboperation nicht erforderlich ist.
  • In ähnlicher Weise ist ein Lese-Port-Transistor 360 absichtlich kleiner bemessen (d. h. mit größeren Widerstand) als der Transistor 320. Durch die Auswahl eines kleineren Pass-Gate-Transistors (360) kann der Port 380 das stabile Lesen ohne den Einsatz von niedrigeren Spannungen als VCC an der Wordline 384 erleichtern.
  • Da der Drain-Source-Widerstand umgekehrt proportional zu den Transistor-Gate-Breiten ist (in der Annahme einer festen Gate-Länge), können die Vorrichtungen mit höherem Widerstand so klein wie möglich gefertigt werden, und die Größen der Vorrichtungen mit geringerem Widerstand können nach der Bestimmung der Größe der kleineren Komponenten ausgewählt werden. In einem Ausführungsbeispiel können die Transistoren 310, 330, 340 und 360 mit den gleichen Vorrichtungsgeometrien (d. h. identischen Gate-Breiten und identischen Gate-Längen) ausgewählt werden. Das Pass-Gate 350 wird mit einer signifikant größeren Gate-Breite als der NMOS-Transistor 310 ausgewählt. Im Gegensatz dazu wird der NMOS-Transistor 320 so ausgewählt, dass er eine signifikant größere Gate-Breite als das Pass-Gate 360 aufweist. Unter Verwendung eines Prozesses, der kleinste Geometrien von 0,5 Mikron ermöglicht, können die PMOS-Transistoren 330 und 340 Gate-Breiten von 0,5 Mikron und Gate-Längen von 0,5 Mikron aufweisen. Das Leseoperations-Pass-Gate 360 und der Transistor 310 können Gate-Breiten von 0,5 Mikron und Gate-Längen von 0,5 Mikron aufweisen. Das Schreiboperations-Pass-Gate 350 und der Transistor 320 können Gate-Breiten von 1,2 Mikron und Gate-Längen von 0,5 Mikron aufweisen. Aufgrund der Asymmetrie weist die Zelle 300 in diesem Fall ein Beta-Verhältnis des Schreib-Ports und ein Beta-Verhältnis des Lese-Ports auf, die nicht mehr identisch sind.
  • Bei einer Single-Ended Simplex-Dual-Port-Zelle 300 wird die Leseoperation durch den Port 380 realisiert. Der Transistor 360 weist einen größeren Drain-Source-Widerstand als 320 auf, um die Zelle im Verhältnis zu dem Lese-Port stabil zu halten, wenn die Bitline 382 VCC führt und der Knoten 361 auf einem sich VSS nähernden Wert zwischengespeichert wird. Selbst wenn die Bitline 382 somit eine sich VCC nähernde Spannung führt, wenn das Pass-Gate 360 durch die Wordline 384 ausgewählt wird, ändert sich der Zelleninhalt nicht (d. h. der Knoten 361 wechselt nicht von VSS zu VCC). Wenn der Knoten 361 jedoch auf einem sich VCC nähernden Wert zwischengespeichert wird und die Bitline 382 VSS führt, so kann das Pass-Gate 360 unter Umständen nicht genug Widerstand aufweisen, um eine Zustandsänderung der Zelle 300 zu verhindern. Dies kann dadurch umgangen werden, dass sichergestellt wird, dass die Lese-Port-Bitline 382 vorgeladen wird, sodass sie VCC führt, bevor die Wordline 384 eingeschaltet wird.
  • Die Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle aus 3 ermöglicht den gleichzeitigen Zugriff von beiden Ports 370 und 380. Als Duplex-Zelle ermöglicht die Speicherzelle gleichzeitige Leseoperationen von beiden Ports. Auf die Zelle 300 kann gleichzeitig durch einen Port zugegriffen werden, der eine Leseoperation ausführt und den anderen Port, der eine Schreiboperation ausführt.
  • Die Zelle 300 arbeitet unter Umständen nicht vorhersehbar, wenn jeder Port versucht, einen anderen Wert zu schreiben, wobei dies bei einer Simplex-Zelle allerdings kein Problem darstellt. Wenn eine Leseoperation von einem Port gleichzeitig zu der Ausführung einer Schreiboperation an den anderen Port ausgeführt wird, so kann es sich bei dem abgerufenen Wert unter Umständen nicht um den erwarteten Wert handeln. Diese beiden Situationen können allerdings auf verschiedene Art und Weise behandelt werden. Eine Möglichkeit ist es, einfach die Tatsache zu ignorieren, dass die Daten nicht präzise sein können. Eine andere Möglichkeit ist es eine derartige Konkurrenz durch die unterstützende Schaltkreisanordnung zu lösen, indem unter diesen Bedingungen kein gleichzeitiger Zugriff zugelassen wird.
  • Die Abbildung aus 7 zeigt ein Blockdiagramm der unterstützenden Schaltkreisanordnung 700 für eine Anordnung von Single-Ended Simplex-Dual-Port-Speicherzellen. Der invertierende Single-Ended-Leseverstärker 734 erreicht in dem vorliegenden Beispiel die Datenumkehr auf Vorrichtungsebene. Die Datenumkehr ist dem Vorrichtungs-Lese-Port (Ausgabepuffer und Pad-Steuerung 724) zugeordnet. Bei einer FIFO-Struktur können die X (Zeilen) und Y (Spalten) Adressen durch Zeiger vorgesehen werden. Da die Lese- und Schreiboperationen ausschließlich an dedizierten Ports vorgenommen werden, ist das Diagramm etwas weniger kompliziert als das Diagramm der unterstützenden Schaltkreisanordnung aus der Abbildung aus 6.
  • Durch einen Vergleich der Abbildungen der 1, 2 und 3 werden verschiedene Vorteile deutlich. Die Abbildung aus 1 veranschaulicht eine dem Stand der Technik entsprechende Dual-Port-Speicherzelle 100, die zwei Zwischenspeicher-Transistoren (110, 120), vier Bitline-Pass-Gate-Transistoren (130, 140, 150, 160) und zwei ohmsche Lasteinrichtungen (162 und 164) benötigt. Die vier Bitline-Pass-Gates ermöglichen asynchrone Lese- und Schreiboperationen von zwei separaten, asynchronen Ports 170 und 180. Im Gegensatz dazu erfordert das in der Abbildung aus 3 veranschaulichte Ausführungsbeispiel vier Zwischenspeicher-Transistoren und zwei Pass-Gate-Transistoren. Somit kann die Dual-Port-Zelle 300 die Funktionalität der Dual-Port-Zelle 100 mit weniger Speicherzellenkomponenten erreichen.
  • Ein weiterer Unterschied zwischen den dem Stand der Technik entsprechenden Zellen aus den Abbildungen der 1 und 2 und der Schaltung aus 3 ist es, dass die Abbildungen der 1 und 2 differentielle oder Dual-Ended-Speicherzellen (100 und 200) veranschaulichen, während die Abbildung aus 3 eine Single-Ended-Speicherzelle 300 veranschaulicht. Der Inhalt einer Speicherzelle wird für gewöhnlich von einem mit der Zelle gekoppelten Leseverstärker erfasst. In der Abbildung aus 2 wird der Zustand der Speicherzelle durch Messen des Unterschieds zwischen einem an der Bitline 272a vorgesehenen Signal und einem an 272b durch die Speicherzelle 200 vorgesehenen komplementären Signal detektiert. Der Leseverstärker detektiert somit den Inhalt der dem Stand der Technik entsprechenden Speicherzelle, in dem der potenzielle Unterschied zwischen den Bitlines 172a und 172b für den Port gemessen wird, oder durch Messen des potenziellen Unterschieds zwischen den Bitlines 182a und 182b für den Port 180. In der Abbildung aus 3 kann der Zustand der Zelle 300 hingegen durch einen Vergleich des an den Bitlines 372 bzw. 382 gemessenen Potenzials mit einer Bezugsspannung (z. B. VCC, Vss oder Signalerde) an Stell anderer komplementärer Signale bestimmt werden, die durch die Speicherzelle vorgesehen werden (z. B. die komplementären Bitlines 172b und 182b aus 1 oder 272b aus 2).
  • Eine Speichervorrichtung, die Single-Ended Simplex-Dual-Port-Speicherzellen verwendet, kann folgendes vorsehen: (1) die Vorteile in Bezug auf die Zugriffsmöglichkeiten in Bezug auf Dual-Port-Zellen gemäß der Abbildung aus 1, wobei gleichzeitig folgendes erreicht wird: (2) die Speicherkapazität einer Speichervorrichtung, die mit einer Single-Port-Speicherzellenstruktur gestaltet ist, wie dies in der Abbildung aus 2 dargestellt ist. Da die Simplex-Zelle ferner sowohl für Lese- als auch für Schreiboperationen optimiert werden kann, kann der Speicherentwickler die Modifikationen der unterstützenden Schaltkreisanordnung vermeiden, die erforderlich sind, um mehrere Wordline-Spannungen vorzusehen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Diesbezüglich sind offensichtlich verschiedene Modifikationen und Abänderungen möglich, ohne dabei vom Umfang der Erfindung gemäß den Ausführungen in den Ansprüchen abzuweichen. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen somit Veranschaulichungszwecken und schränken die Erfindung nicht ein.

Claims (12)

  1. Single-Ended Dual-Port-Speicherzelle (300) mit einem dedizierten Lese-Port und einem dedizierten Schreib-Port, wobei die Speicherzelle folgendes umfasst: einen ersten Transistor (310) mit einem ersten Terminal des ersten Transistors, einem zweiten Terminal des ersten Transistors, einem ersten Transistor-Gate und einem Breiten-Längenverhältnis eines ersten Transistor-Gates; einen zweiten Transistor (320) mit einem ersten Terminal des zweiten Transistors, einem zweiten Terminal des zweiten Transistors, einem zweiten Transistor-Gate und einem Breiten-Längenverhälnis eines zweiten Transistors-Gates; einen ersten Pass-Gate-Transistor (350) mit einem ersten Terminal des ersten Pass-Gate-Transistors, einem zweiten Terminal des ersten Pass-Gate-Transistors, einem ersten Pass-Gate-Transistor-Gate und einem Breiten-Längenverhältnis eines ersten Pass-Gate-Transistor-Gates; einen zweiten Pass-Gate-Transistor (360) mit einem ersten Terminal des zweiten Pass-Gate-Transistors, einem zweiten Terminal des zweiten Pass-Gate-Transistors, einem zweiten Pass-Gate-Transistor-Gate und einem Breiten-Längenverhältnis eines zweiten Pass-Gate-Transistor-Gates; eine erste Lastvorrichtung (340, 540) mit einem ersten Terminal der ersten Lastvorrichtung und einem zweiten Terminal der ersten Lastvorrichtung; eine zweite Lastvorrichtung (330, 530) mit einem ersten Terminal der zweiten Lastvorrichtung und einem zweiten Terminal der zweiten Lastvorrichtung; wobei der erste Terminal des ersten Transistors eine erste Spannung (Vss) empfängt; wobei der erste Terminal des zweiten Transistors mit dem ersten Terminal des ersten Transistors gekoppelt ist, wobei der zweite Terminal des zweiten Transistors mit dem ersten Transistor-Gate gekoppelt ist, und wobei das zweite Transistor-Gate mit dem zweiten Terminal des ersten Transistors gekoppelt ist; wobei der erste Terminal des ersten Pass-Gate-Transistors mit dem zweiten Terminal des ersten Transistors gekoppelt ist, wobei der zweite Terminal des ersten Pass-Gate-Transistors den genannten dedizierten Schreib-Port bildet; wobei der erste Terminal des zweiten Pass-Gate-Transistors mit dem zweiten Terminal des zweiten Transistors gekoppelt ist, wobei der zweite Terminal des zweiten Pass-Gate-Transistors den genannten dedizierten Lese-Port bildet; wobei der erste Terminal der ersten Lastvorrichtung eine zweite Spannung (VCC) empfängt, und wobei der zweite Terminal der ersten Lastvorrichtung mit dem zweiten Terminal des ersten Transistors gekoppelt ist; und wobei der erste Terminal der zweiten Lastvorrichtung die zweite Spannung empfängt, und wobei der zweite Terminal der zweiten Lastvorrichtung mit dem zweiten Terminal des zweiten Transistors gekoppelt ist; wobei die Speicherzelle dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verhältnis des Breiten-Längenverhältnisses des ersten Transistor-Gates zu dem Breiten-Längenverhältnis des ersten Pass-Gate-Transistor-Gates im Bereich zwischen 1/2,4 und 1,5 liegt, und wobei das Verhältnis zwischen dem Breiten-Längenverhältnis des zweiten Transistor-Gates und dem Breiten-Längenverhältnis des zweiten Pass-Gate-Transistors im Bereich zwischen 1,5 und 4,0 liegt.
  2. Speicherfeld, das eine Mehrzahl der Speicherzellen (300) aus Anspruch 1 umfasst.
  3. Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei (i) der zweite Terminal des ersten Pass-Gate-Transistors mit einer ersten Bitline (372) gekoppelt ist, (ii) der erste Terminal des ersten Pass-Gate-Transistors mit dem zweiten Transistor-Gate gekoppelt ist, (iii) der zweite Terminal des zweiten Pass-Gate-Transistors mit einer zweiten Bitline (382) gekoppelt ist, und (iv) der erste Terminal des zweiten Pass-Gate-Transistors mit dem ersten Transistor-Gate gekoppelt ist.
  4. Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ersten Transistor (310) und bei dem zweiten Transistor (320) um NMOS-Transistoren handelt.
  5. Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei es sich bei mindestens einem der erste und zweiten Pass-Gate-Transistoren (350, 260) um einen NMOS-Transistor handelt.
  6. Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei: a) die erste Lastvorrichtung einen ersten Lasttransistor (340) umfasst, der einen ersten Terminal des ersten Lasttransistors, einen zweiten Terminal des ersten Lasttransistors und ein erstes Lasttransistor-Gate aufweist, wobei das erste Lasttransistor-Gate mit dem ersten Transistor-Gate gekoppelt ist; und b) die zweite Lastvorrichtung einen zweiten Lasttransistor (330) umfasst, der einen ersten Terminal des zweiten Lasttransistors, einen zweiten Terminal des zweiten Lasttransistors und ein zweites Lasttransistor-Gate aufweist, wobei das zweite Lasttransistor-Gate mit dem zweiten Transistor-Gate gekoppelt ist.
  7. Speicherzelle nach Anspruch 6, wobei es sich bei den ersten und zweiten Transistoren (310, 320) um NMOS- Transistoren handelt, und wobei es sich bei den ersten und zweiten Lasttransistoren (340, 330) um PMOS-Transistoren handelt.
  8. Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei: a) das erste Pass-Gate-Transistor-Gate mit einer ersten Port-Wordline (374) gekoppelt ist, und wobei der zweite Terminal des ersten Pass-Gate-Transistors mit einer ersten Port-Bitline (372) gekoppelt ist, wobei der erste Pass-Gate-Transistor eine Kommunikation zwischen der ersten Port-Bitline und der Speicherzelle ermöglicht, nur wenn die erste Port-Wordline ausgewählt worden ist; und b) das zweite Pass-Gate-Transistor-Gate mit einer zweiten Port-Wordline (384) gekoppelt ist, und wobei der zweite Terminal des zweiten Pass-Gate-Transistors mit einer zweiten Port-Bitline (382) gekoppelt ist, wobei der zweite Pass-Gate-Transistor eine Kommunikation zwischen der zweiten Port-Bitline und der Speicherzelle ermöglicht, nur wenn die zweite Port-Wordline ausgewählt worden ist.
  9. Speicherzelle nach Anspruch 8, wobei es sich bei den ersten und zweiten Transistoren (310, 320) um NMOS-Transistoren handelt, und wobei es sich bei mindestens einem der ersten und zweiten Pass-Gate-Transistoren (350, 360) um einen NMOS-Transistor handelt.
  10. Speicherzelle nach Anspruch 8, wobei eine Speicherzellen-Unterstützungsschaltkreisanordnung ein zwischen der Speicherzelle (300) und einer der ersten und zweiten Port-Bitlines (372, 382) kommuniziertes Bit invertiert.
  11. Speicherzelle nach Anspruch 1, wobei es sich bei den ersten und zweiten Transistoren (310, 320) jeweils um eine erste Art von Transistor handelt, und wobei es sich bei den ersten und zweiten Lastvorrichtungen (340, 330) jeweils um eine zweite Art von Transistor handelt.
  12. Speicherzelle nach Anspruch 11, wobei es sich bei den ersten und zweiten Transistoren (310, 320) um NMOS-Transistoren handelt, und wobei es sich bei den ersten und zweiten Lastvorrichtungen (340, 330) um PMOS-Transistoren handelt.
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