JP2000082287A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2000082287A
JP2000082287A JP11182091A JP18209199A JP2000082287A JP 2000082287 A JP2000082287 A JP 2000082287A JP 11182091 A JP11182091 A JP 11182091A JP 18209199 A JP18209199 A JP 18209199A JP 2000082287 A JP2000082287 A JP 2000082287A
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眞男 田口
Yasuharu Sato
靖治 佐藤
Takaaki Suzuki
孝章 鈴木
Tadao Aikawa
忠雄 相川
Yasuro Matsuzaki
康郎 松崎
Toshiya Uchida
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、内部で自動的にバンクインターリ
ーブ動作を行うことにより、複数のメモリセルブロック
を選択的に活性化でき、更にそのメモリブロック内に記
憶されているデータの読出し速度の高速化を実現可能な
半導体記憶装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 少なくとも2つのメモリセルブロックを
有する半導体記憶装置において、設定されたバースト長
に基づいて、バースト長情報を生成するバースト長情報
生成回路と、バースト長が所定値以下の時に単一のメモ
リセルブロックを選択的に活性化し、所定値より長い値
の時にバースト長に応じた複数のメモリセルブロックを
活性化するブロック活性化回路とを有し、前記活性化さ
れた単一または複数のメモリセルブロックからデータが
読み出されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般の半導体記憶
装置に関し、特にクロックに同期して動作する半導体記
憶装置に関する。近年、CPUの高速化に伴って、DR
AM(dynamic random access memory)等の半導体記憶
装置では、より高い信号周波数でデータ信号の入出力を
行い、データ転送速度の高速化をはかることが要求され
ている。
【0002】この要求に応える半導体記憶装置として、
例えば、SDRAM(synchronousdynamic random acce
ss memory)、及びFCRAM(fast cycle random acc
essmemory )等は、外部からのクロック信号に同期して
動作することにより高速な動作を実現している。
【0003】
【従来の技術】以下、従来の半導体記憶装置として、例
えば、SDRAMの動作について説明する。図1は、S
DRAMのメモリセル周辺の回路構成の一例を示す。図
1の回路は、容量201とNMOSトランジスタ202
から212、223、224とPMOSトランジスタ2
13、221、222を含む。尚、PMOSトランジス
タ221及び222と、NMOSトランジスタ223及
び224は、センスアンプ220を構成している。ま
た、メモリセル(記憶セル)である容量201には、1
ビットのデータが記憶される。
【0004】図2は、上記図1に示すメモリセル周辺の
回路を有するSDRAMのデータ読出し動作を示すタイ
ミングチャートである。図1及び図2を参照して、デー
タ読み出しのタイミング制御について説明する。データ
読出しの場合、SDRAMに対するコマンドとして、ビ
ット線BL及び/BLを所定の電圧にプリチャージする
プリチャージコマンド(PRE)、ローアクセスのため
の/RASコマンド(R)、及びコラムアクセスのため
の/CASコマンド(C)が順次入力される。/RAS
コマンドは、SDRAM内のコア回路から1つのロー系
のメモリセルブロック、即ち、特定のワード線を選択す
る。/CASコマンドは、選択されたワード線の中から
特定のコラム、即ちセンスアンプ220を選択する。
尚、コア回路は、メモリセル201がロー及びコラム方
向に関してアレイ状に配置されたものであり、各コラム
毎にセンスアンプ220が設けられている。従って、セ
ンスアンプ220には、選択されたワード線に対応する
メモリセルのデータが取り込まれる。
【0005】/RASコマンドが入力されると、ビット
線トランスファー信号BLT0がLOWとなり(この
時、BLT1はHIGHになっておりNMOSトランジ
スタ203及び204は導通状態にある。)、ビット線
BL及び/BLがセンスアンプ220に接続される。同
時にプリチャージ信号PRをLOWに落とし、ビット線
BLのリセット状態を解除する。
【0006】サブワード線選択信号SWを選択し、HI
GHにすることで特定のワード線を選択する。これによ
り、セルゲートであるNMOSトランジスタ202が導
通し、容量201のデータがビット線BLに読み出され
る。次にセンスアンプ220を駆動するためにセンスア
ンプ駆動信号SA1及びSA2がアクティブになり、N
MOSトランジスタ212及びPMOSトランジスタ2
13が導通する。この状態で、ビット線BL及び/BL
上のデータは、NMOSトランジスタ203及び204
を介して、センスアンプ220に読み込まれる。センス
アンプ220が駆動することにより、ビット線BL及び
/BL上のデータが増幅されて振幅が増大する。このと
き、センスアンプ220には、選択されたワード線に対
応する全てのメモリセルのデータが取り込まれている。
【0007】次に/CASコマンドに対応してコラム線
選択信号CLがHIGHになり、特定のコラムを選択す
る。選択されたコラムゲートであるNMOSトランジス
タ210及び211が導通し、増幅されたビット線BL
及び/BL上のデータがデータバスDBおよび/DBに
読み出される。上述のような構成(単一バンク)のSD
RAMでは、同一のローアドレス(同一のワード線)の
データを連続的に読みだす場合には、異なるコラムを順
次選択することで、即ち、既にデータを格納している各
センスアンプに対応するコラム線選択信号を順次HIG
Hにすることで、異なるコラムアドレスのデータを順次
読みだすことが出来る。従って、例えば、バースト長B
L=4の場合は、図2に示すように、4ビットの連続し
たデータが読み出される。
【0008】その後、プリチャージコマンドが入力され
ると、適切なタイミングでプリチャージ信号PRがHI
GHになり、NMOSトランジスタ207、208、2
09が導通し、ビット線BL及び/BLが所定の電位V
PRにプリチャージされる。これにより、ビット線BL
及び/BLがリセットされ、次のコントロール信号(R
またはW)に備えることができる。
【0009】しかしながら、再度のコマンド入力
(R)、(C)、(PRE)により、異なったローアド
レス(異なったワード線)のデータを読み出そうとする
と(即ちページミスヒットの場合)、新たなワード線が
選択する各メモリセルからのデータを、ビット線BL及
び/BLに新たに読みだす必要がある。更に、単一バン
クの構成では、新たなデータをビット線BL及び/BL
に読み出すためには、予めビット線BL及び/BLをプ
リチャージしておく必要がある。そのため、図2に示す
ように、異なるローアドレスのデータ読み出しに、大き
な時間間隔、即ち、10クロックの空白期間が発生す
る。
【0010】そこで、この空白期間を埋めるため、マル
チバンク構成のSDRAMにおいてバンクインターリー
ブ方式が採用されており、例えば、複数のバンクを選択
して順にデータを出力するようにコマンドを入力する。
即ち、図2の下方に記載のように、バンク0とバンク1
に対して順にコマンドを入力する。これにより、バンク
0の読出しデータの10クロックの空白期間に、バンク
1の読出しデータが出力され、上記空白期間をある程度
改善することができる。
【0011】その他の従来の半導体記憶装置としては、
例えば、FCRAMがある。下記にSDRAMとの相違
点、及びFCRAMのデータ読み出しのタイミング制御
について説明する。尚、FCRAMのメモリセル周辺の
回路構成は、図1に示す回路構成と同様である。SDR
AMとの第1の相違点として、FCRAMは、一度に複
数のコラムを選択することにより、各センスアンプ22
0からパラレルにデータを読み出す。そのため、固定の
期間だけ各センスアンプ220を駆動しておけばよく、
センスアンプ動作の期間をバースト長BLに関わらず一
定にして(例えば、BL=1とBL=4のセンスアンプ
動作の期間が同一)、乱れのないロー系のパイプライン
動作を実行可能になる。
【0012】第2に、FCRAMは、内部プリチャージ
信号(SDRAMの(PRE)に相当)によって自動的
にリセット動作を実行する。これは、センスアンプ動作
の期間が同一であることを利用することで、各センスア
ンプ220からのデータ読み出しの直後に、最適なタイ
ミングでプリチャージを実行する。そのため、センスア
ンプ220の動作能力の限界に近い高速なサイクルでの
データ読み出しを実現することができる。
【0013】第3に、FCRAMでは、上記パイプライ
ン動作、及び上記自己プリチャージにより、ランダムア
クセスのリードサイクルが短いため、例えば、先に説明
したSDRAMと同様にバースト長BL=4のときは、
各センスアンプから読み出した4ビットのパラレルデー
タをシリアルデータに変換し、連続した途切れのないデ
ータ読出しを実現する。
【0014】図3は、上記図1に示すメモリセル周辺の
回路を有するFCRAMのデータ読出し動作を示すタイ
ミングチャートである。図1及び図3を参照して、デー
タ読み出しのタイミング制御について説明する。尚、読
出しデータのバースト長は、SDRAMのときと同様
に、バースト長BL=4とする。アクティベーションコ
マンド(ACT)が入力されると、FCRAMは、内部
で、各メモリセル201のデータを各センスアンプ22
0に取り込むことを指令する信号であるRASZを生成
し、更にワード線選択信号MW及びSW、ビット線トラ
ンスファー信号BLT、及びセンスアンプ駆動信号SA
1及びSA2を適切なタイミングで生成する。これによ
り、メモリセル201のデータは、ビット線BLに現わ
れ、センスアンプ220に取り込まれ、更にセンスアン
プ220内で振幅が増幅される。
【0015】更にFCRAMでは、信号RASZを受け
取ってから所定の時間が経過した後に、内部プリチャー
ジ信号PREを生成する。また、読み出しコマンド(R
D)の入力に対応して、コラムアドレスが選択するコラ
ムのコラム線選択信号CLがHIGHになり、センスア
ンプ220のデータがデータバスDB及び/DBに読み
出される。読み出されたデータは、4ビットのパラレル
データであり、このデータがシリアルデータに変換さ
れ、読出しデータDQとして、外部に出力される。
【0016】図3に示されるように、内部生成されたプ
リチャージ信号PREは、SDRAMの外部からプリチ
ャージ信号(PRE)が入力された時と同様の動作で、
ビット線トランスファー信号BLT及びワード線選択信
号MW及びSWをリセットすると共に、ビット線BL及
び/BLを所定の電位にプリチャージする。このプリチ
ャージ信号PREによるプリチャージ動作のタイミング
は、コラム線選択信号CLによりデータがセンスアンプ
220から読み出された直後である。
【0017】また、FCRAMでは、コマンドをパケッ
ト形式で受け取ることで、コマンド間の間隔を短縮する
ようにしている。即ち、図3では、アクティベーション
コマンド(ACT)及び読み出しコマンド(RD)を、
2サイクルにまたがる一つのパケットとして入力する。
上記のデータ読出し動作を繰り返し実行した場合、FC
RAMでは、ランダムアクセスのリードサイクルが短い
ため、例えば、バースト長BL=4のときは、図3に示
す様に、連続した途切れのないデータ読出しを実現して
いる。即ち、FCRAMでは、SDRAMで使用してい
るバンクインターリーブ方式が必要ない。
【0018】このように、FCRAMでは、SDRAM
において発生していたデータ読み出しの空白期間が発生
せず、より高速なデータ読み出しを実現している。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、FC
RAMはデータの読出し時、SDRAMで発生する空白
期間を持たないので、データをより高速に読出すことが
できる。論理的には、同時に読出すパラレルデータのビ
ット数を増せば、バースト長を長くすることができる。
しかしながら、より多くのビット線対の電位差を同時に
増幅し、その後ビット線対をリセットしなければならな
いので、読出し動作が遅くなる。
【0020】読出し動作を速くするには、コアサイズを
できるだけ小さくする必要がある。しかしながら、コア
サイズを小さくすれば、同時に読出せるパラレルデータ
のビット数は減ってしまう。つまり、従来の技術では同
時に読出せるパラレルデータのビット数とデータ読出し
の高速化とはトレードオフの関係にあり、より多くのビ
ット数をより高速に読出すという要求に答えられない。
【0021】本発明は、内部で自動的にバンクインター
リーブ動作を行うことにより、複数のメモリセルブロッ
クを選択的に活性化でき、更にそのメモリブロック内に
記憶されているデータの読出し速度の高速化を実現する
半導体記憶装置を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するため、請求項1の発明において、少なくとも2つの
メモリセルブロックを有する半導体記憶装置は、設定さ
れたバースト長に基づいて、バースト長情報を生成する
バースト長情報生成回路(後述する実施例のモードレジ
スタ4に相当)と、バースト長が所定値以下の時に単一
のメモリセルブロックを選択的に活性化し、所定値より
長い値の時にバースト長に応じた複数のメモリセルブロ
ックを活性化するブロック活性化回路(後述する実施例
のRAS生成ユニット9、内部インターリーブ発生回路
6、タイミングコントローラ10、プリデコーダ11に
相当)とを有し、前記活性化された単一または複数のメ
モリセルブロックからデータが読み出されることを特徴
とする。
【0023】請求項1記載の半導体記憶装置は、データ
出力のバースト長と、選択されるメモリセルブロックと
の関係を規定し、それを実現するための具体的な構成を
規定する。例えば、従来のFCRAMは、一度の読出し
コマンド(RD)の入力で複数のコラム線選択信号CL
を生成することにより、対応する各センスアンプ220
からパラレルにデータを読み出す。しかしながら、この
構成では、読み出されるパラレルデータのビット数が、
例えば、4ビットの場合、設定可能な最大バースト長
は、BL=4となる。即ち、従来のFCRAMは、一度
の読出しコマンドの入力で、単一のメモリセルブロック
しか選択できない。
【0024】これに対し、請求項1記載の半導体記憶装
置では、一度の読出しコマンドの入力で、複数のメモリ
セルブロックを選択的に活性化できる。従って、バース
ト長に応じたメモリセルブロックの選択が可能となる。
具体的には、例えば、バースト長がBL=32の場合、
本発明の半導体記憶装置は、一度の読出しコマンドの入
力で8つのメモリセルブロックを選択的に活性化し、活
性化順に32ビットのデータを読み出すことができる。
【0025】また、請求項2の発明において、請求項1
記載の半導体記憶装置は、前記複数のメモリセルブロッ
クが活性化された場合の、データ読出し処理に要するサ
イクルタイムが、前記単一のメモリセルブロックが選択
された場合と同一とすることを特徴とする。請求項2記
載の半導体記憶装置は、データの読出し速度の高速化を
実現するための方法を規定する。
【0026】例えば、従来のFCRAMは、例えば、バ
ースト長がBL=4の場合、読出しコマンドが入力され
ると、4ビットのシリアルデータが読み出される。従っ
て、従来のFCRAMでは、このデータ読出し動作を2
回実行すると(即ち、読出しコマンドを2回入力する
と)、連続した途切れのない8ビットのシリアルデータ
が読み出される。この場合、データ読出し処理に要する
サイクルタイムは、4ビットのシリアルデータを読み出
すときの2倍となる。
【0027】これに対し、請求項1記載の半導体記憶装
置では、例えば、バースト長がBL=8の場合、読出し
コマンドが1回入力されると、2つのメモリセルブロッ
クが自動的に選択的に活性化されるため、連続した途切
れのない8ビットのシリアルデータが一度に読み出され
る。この場合、例えば、クロックの周波数を2倍にする
か、またはDDR(Double Data Rate)にすることによ
り、データ読出し処理に要するサイクルタイムを、バー
スト長BL=4にて4ビットのシリアルデータを読み出
すときと同一にすることができる。即ち、本発明の半導
体記憶装置の転送レートは、従来のFCRAMの転送レ
ートの2倍となる。
【0028】また、請求項3の発明において、請求項1
または2記載の半導体記憶装置は、外部からのアドレス
信号に基づいて特定のバンクを選択するアドレスデコー
ダ(後述する実施例のアドレスバッファ3に相当)を有
し、バースト長が所定値以下の場合、前記ブロック活性
化回路は、該アドレスデコーダにより選択されたバンク
の中からメモリセルブロックを選択し、バースト長が所
定値より長い場合、前記アドレスデコーダにより選択さ
れたバンクを無効とし(後述する実施例のロー活性コマ
ンド発生回路21a、21b、アドレス発生部24に相
当)、内部で自動的に複数のバンクを選択し、更に選択
されたバンク毎に、メモリセルブロックを選択すること
を特徴とする。請求項3記載の発明は、複数のメモリセ
ルブロックを選択する場合の具体的方法を規定する。
【0029】また、請求項4の発明において、請求項1
ないし3いずれか一項記載の半導体記憶装置は、バース
ト長が所定値より長い時に、定期的なタイミングでパル
ス信号を発生するパルス発生回路(後述する実施例のク
ロックカウンタ5に相当)を有し、前記ブロック活性化
回路が、選択された複数のメモリセルブロックを、該パ
ルス信号の発生タイミングで順に活性化することを特徴
とする。請求項4記載の発明は、前記複数のメモリセル
ブロックを選択する場合の具体的方法を、実現するため
の構成を規定する。
【0030】また、請求項5の発明において、前記バー
スト長の所定値は、請求項1記載における選択的に活性
化されたメモリブロックから読出されるパラレルデータ
のビット数とすることを特徴とする。請求項5の発明
は、バースト長の所定値の一例を規定する。また、請求
項6の発明において、請求項1記載の半導体記憶装置
は、パラレルデータをシリアルデータに変換するパラレ
ル/シリアル変換回路(後述する実施例のパラシリ変換
回路18a、18bに相当)を有し、該パラレル/シリ
アル変換回路は、前記複数のメモリセルブロックからそ
れぞれ出力された複数ビットのパラレルデータを順次取
り込み、前記バースト長情報に基づいて、シリアルデー
タを出力し、バースト長が所定値より長い場合、その時
のバースト長に応じてシリアルデータの送信レートを高
速化する(後述する実施例のパラシリ変換回路18a、
18b、DQコントローラ17に相当)ことを特徴とす
る。請求項6記載の発明は、データ読出し処理の高速化
を実現するための構成の一例を規定する。
【0031】更に、請求項7に記載の半導体記憶装置
は、請求項1に記載の構成に加え更にアドレスカウンタ
(後述する実施例のアドレスカウンタ90に相当する)
を備え、設定されたバースト長が前記所定値より長い第
2の所定値よりも更に長い場合には、外部から与えられ
た第1のアドレス信号及びそれに基づき前記アドレスカ
ウンタが発生した第2のアドレス信号に対し、複数のメ
モリセルブロックをバースト長に基づく回数繰り返し活
性化することを特徴とする。複数のメモリセルブロック
をバースト長に基づく回数繰り返し活性化することで、
任意のバースト長のデータを読出すことができる。
【0032】請求項8に記載の半導体記憶装置は、請求
項7において、前記第1のアドレス信号と前記第2のア
ドレス信号は異なるワード線を選択することを特徴とす
る。異なるワード線を選択することで、外部から第1の
アドレス信号を与えることで、同じメモリブロックから
複数回データを読出すことができる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体記憶装置の
実施例を図面に基づいて説明する。図4は、本発明の半
導体記憶装置の実施例を示す。尚、実施例として、本発
明のFCRAMを具体例とする。本発明のFCRAM
は、クロックバッファ1、コマンドデコーダ2、アドレ
スバッファ3、モードレジスタ4、クロックカウンタ
5、内部インターリーブ発生回路6、バンク0用回路
7、バンク1用回路8、DQコントローラ17、バンク
0用パラシリ変換回路18a、バンク1用パラシリ変換
回路18b、及びデータ出力バッファ19を含む構成と
する。また、バンク0用回路7とバンク1用回路8内に
は、それぞれマトリクス状に配列されたメモリセル14
を含む複数のメモリセルブロック(メモリセルブロック
12a、12b、12c、12d)、RAS生成ユニッ
ト9、タイミングコントローラ10、プリデコーダ1
1、ローデコーダ13、コラムデコーダ14、センスア
ンプ15、及びセンスバッファ16を含む。
【0034】上記のように構成される本発明のFCRA
Mは、内部で自動的にバンクインターリーブ動作を行う
ことにより、複数のメモリセルブロックを選択的に活性
化し、更にそのメモリブロック内に記憶されているデー
タの読出し速度の高速化を実現する。尚、本実施例のメ
モリセル(例えば、図示のメモリセル20)は、例え
ば、DRAM型のセル構造を有し、更に本実施例のメモ
リセル周辺の回路構成は、先に説明した図1と同様の構
成とする。本実施例では、例えば、マトリクス状にメモ
リセルを敷きつめたセルマトリクス(コア回路)が、複
数のバンク単位(図示のバンク0用回路及びバンク1用
回路)に分割されている。バンク毎に分割されたセルマ
トリクスは、更に複数のメモリセルがロー及びコラム方
向に配置された各ブロック(図示の12a、12b、1
2c、12d)を形成する。各ブロックでは、コラム毎
にセンスアンプ15を有する。また、図1に示す本実施
例は、説明の便宜上、2バンク構成として図示するが、
FCRAM内のバンク構成はこれに限らない。
【0035】上記、本発明のFCRAMを構成する各部
の機能について簡単に説明する。クロックバッファ1
は、外部からのクロック信号(CLK)が入力され、F
CRAMを構成する各部に同期クロックCLK1を供給
する。コマンドデコーダ2は、外部からのコマンド、例
えば、読出しコマンド(WE:以後RDと呼ぶ)、書込
みコマンド(/WE)、チップセレクト信号(/CS)
等が入力され、デコードして後述する各バンク用回路に
通知する。尚、/は負論理の信号を表し、その他は正論
理の信号を表す。アドレスバッファ3は、外部からのメ
モリアドレス信号(A0からAn)を入力する。尚、変
数nはメモリ容量に応じた整数とする。モードレジスタ
4は、内部に使用するバースト長を設定するためのレジ
スタを具備し、外部からのバースト長に基づいてバース
ト長情報を生成する。クロックカウンタ5は、前記バー
スト長情報に応じて、定期的なタイミングでパルス信号
を発生する。内部インターリーブ発生回路6は、前記バ
ースト長情報及び前記パルス信号に基づいて、活性化さ
せるバンクを選択する。パラシリ変換回路18a及び1
8bは、各メモリセルブロックから読み出されるパラレ
ルデータをシリアルデータに変換する。DQコントロー
ラ17は、データ読出し時にパラシリ変換回路18a及
び18b及びデータ出力バッファ19を制御する。
【0036】また、バンク0用回路7において、RAS
生成ユニット9は、メモリセルブロック内の各メモリセ
ルのデータをセンスアンプに読み出すことを指令する信
号braszを生成する。タイミングコントローラ10
は、各ブロックを活性化するための信号と、メモリセル
ブロックの活性化を開始してから一定時間経過後に自動
的に内部をプリチャージするための信号bsprx信号
を生成する。プリデコーダ11は、供給されたアドレス
信号をラッチすると共にプリデコードし、バンク内に配
置された複数のメモリブロックの1つを選択する。ロー
デコーダ13は、アドレス信号に対応するワード線を選
択するためのワード線選択信号を生成する。センスアン
プ15は、ワード線選択信号により選択されるワード線
に結合された全てのメモリセルのデータを受け取り保持
する。コラムデコーダ14は、前記複数のセンスアンプ
に保持されているデータを複数ビット同時に選択するた
めのコラム線選択信号を生成する。センスバッファ16
は、読み出されたパラレルデータをバッファリングす
る。尚、バンク1用回路8の構成及び機能は、前記バン
ク0用回路7と同様のため説明を省略する。
【0037】上記、図4に示すFCRAMは、例えば、
クロック信号(CLK)、アクティベーションコマンド
(ACT)、コントロール信号(RD)、及びアドレス
信号(A0からAn)が入力されると、データ読出し動
作を開始する。まず本発明のFCRAMの基本的なデー
タ読出し動作(例えば、バースト長BL=4のとき)を
図4に従って説明する。
【0038】クロック信号(CLK)は、内部のグロー
バルなクロック信号CLK1として、FCRAMの動作
を同期制御するために、常にFCRAM内の各構成部に
供給されている。アクティベーションコマンド(AC
T)、コントロール信号(RD)は、コマンドデコーダ
2でデコードされ、デコード結果に応じてRAS生成ユ
ニット9を制御する。アドレス信号(A0からAn)
は、アドレスバッファ3を介してプリデコーダ11に供
給される。尚、アドレスバッファ3内では、アドレスデ
コードが実行され、データ読出し動作を実行するバンク
のRAS生成ユニット9に対してバンク選択信号baz
を通知する。ここでは、バンク0用回路7にバンク選択
信号bazが通知されたものとする。
【0039】RAS生成ユニット9は、アクティベーシ
ョンコマンド(ACT)が入力されると、内部RAS信
号である信号braszを生成する。尚、RAS生成ユ
ニット9は、リフレッシュコマンド入力時に信号bra
szを連続的に内部生成してリフレッシュ動作を実行す
るためのものであり、アクティベーションコマンド(A
CT)の入力時には信号braszを単発的に生成す
る。生成された信号braszは、メモリセルのデータ
をセンスアンプに読み込むことを指令するための信号で
あり、タイミングコントローラ10に供給される。
【0040】タイミングコントローラ10では、バンク
0用回路7内のいずれかのブロックを活性化するための
ブロック活性化信号を生成し、プリデコーダ11に供給
する。同時にセンスアンプ15及びセンスバッファ16
を活性化するためのセンスバッファ活性化信号sbez
を生成し、それぞれに供給する。更にタイミングコント
ローラ10では、信号braszを受け取ると、一定時
間経過後にプリチャージ信号bsprxを生成する。こ
の内部生成されたプリチャージ信号bsprxは、外部
からプリチャージ信号が供給された場合と同様に、RA
S生成ユニット9をリセットしてプリチャージ動作を行
わせる。この内部生成されたプリチャージ信号bspr
xによるプリチャージ動作を、以降では自己プリチャー
ジと呼ぶ。
【0041】プリデコーダ11では、アドレス信号(A
0からAn)を受け取ると、バンク0用回路7内に配置
された複数のメモリセルブロックの一つ、例えば、ブロ
ック12aを選択する。更にブロック活性化信号を受け
取ると、プリデコーダ11は、ローデコーダ13を制御
してワード線選択信号swlを適切なタイミングで生成
させる。バンク0用回路7内では、この選択されたメモ
リセルブロック(ブロック12a)においてのみ、ロー
デコーダ13が動作し、ワード線選択信号swlにより
選択されるワード線に結合された、ブロック12a内の
全てのメモリセルのデータを読み出してセンスアンプ1
5に格納する。
【0042】また、プリデコーダ11は、コラムデコー
ダ14を制御してコラム線選択信号clzを適切なタイ
ミングで生成させる。コラムデコーダ14は、コラム線
選択信号clzを指定される複数(ビット数は固定)の
コラム、例えば、4つのコラムに供給し、それらのコラ
ムのセンスアンプ15から4ビットのパラレルデータを
読み出して、センスバッファ16に供給する。センスバ
ッファ16は、読み込んだ4ビットのパラレルデータを
増幅し、パラシリ変換回路18aに供給する。増幅され
た4ビットのパラレルデータは、パラシリ変換回路18
aにてシリアルデータに変換され、データ出力バッファ
19を介して外部に読み出される。
【0043】このように本発明のFCRAMは、一度に
複数のコラムを選択することにより、センスアンプ15
から複数ビットのパラレルデータを読み出す。そのた
め、固定の期間だけセンスアンプ15を駆動しておけば
よく、センスアンプ動作の期間をバースト長BLに関わ
らず一定にして(例えば、BL=1とBL=4のセンス
アンプ動作の期間が同一)、乱れのないロー系のパイプ
ライン動作を実行可能にしている。
【0044】また、本発明のFCRAMは、内部プリチ
ャージ信号bsprxによって自動的にリセット動作を
実行する。即ち、センスアンプ動作の期間が同一である
ことを利用することで、センスアンプ15からのデータ
読み出しの直後に、最適なタイミングでプリチャージを
実行している。そのため、センスアンプ15の動作能力
の限界に近い高速なサイクルでのデータ読み出しを実現
することができる。
【0045】また、本発明のFCRAMは、上記パイプ
ライン動作、及び上記自己プリチャージにより、ランダ
ムアクセスのリードサイクルが短いため、例えば、先に
説明したSDRAMと同様にバースト長BL=4のとき
は、各センスアンプから読み出した4ビットのパラレル
データをシリアルデータに変換し、連続した途切れのな
いデータ読出しを実現することができる。
【0046】しかしながら、このような構成だけでは、
コラム線選択信号clzにより選択され、センスアンプ
15から読み出されるパラレルデータのビット数が、例
えば、4ビットの場合、設定可能な最大バースト長はB
L=4となる。即ち、一度の読出しコマンドの入力で、
単一のメモリセルブロックしか選択できないため、設定
可能な最大バースト長がセンスアンプ15から読み出さ
れるパラレルデータのビット数に依存する。
【0047】そこで、本発明のFCRAMでは、上記、
基本的なデータ読出し動作に加えて、内部で自動的にバ
ンクインターリーブ動作を行うことにより、複数のメモ
リセルブロックを選択的に活性化する構成とする。図5
は、本発明のFCRAMを構成するRAS生成ユニット
9及び内部インターリーブ発生回路6において、複数の
メモリセルブロック、例えば、図4に示すバンク0用回
路7とバンク1用回路8とを、選択的に活性化するため
のシーケンスを示す。ここでは、バースト長BL=8の
ときに、バンク0用回路7とバンク1用回路8とを選択
的に活性化する動作を図4及び図5に従って説明する。
尚、RAS生成ユニット9は、図4及び図5に示すとお
り、各バンク毎にあり、各バンク内に配置された複数の
メモリセルブロックの一つを選択している。また、モー
ドレジスタ4からは、バースト長BL=8が設定されて
いることを示すバースト長情報bl8が出力されてい
る。
【0048】例えば、読出しコマンド(RD)及びアド
レス信号(A0からAn)が入力されると、本発明のF
CRAMでは、前記バースト長情報bl8に応じて、内
部インターリーブ発生回路6で自動的にバンクインター
リーブ動作を行う。即ち、アドレスバッファ3からのバ
ンク選択信号bazを無効とし、バースト長情報bl8
に応じて、内部インターリーブ発生回路6内のコマンド
発生部23にてロー活性コマンド(図5のロー活性コマ
ンド)を自動的に生成し、更にアドレス発生部24にて
データ読出し動作を実行するバンクを指定するためのバ
ンクアドレス(図5のバンクアドレス)を自動的に生成
し、それら生成された信号を、例えば、バンク0用回路
7内のRAS生成ユニット9に供給する。同時にクロッ
クカウンタ5では、他のバンクを自動的に活性化させる
ためのパルス信号clkcountを生成するため、カ
ウントを開始する。
【0049】バンク0用回路7内のRAS生成ユニット
9では、バンク0用RAS信号である信号bras0z
(図5の信号bras0z)を生成する。信号bras
0zは、メモリセルのデータをセンスアンプ15に読み
込むことを指令するための信号であり、タイミングコン
トローラ10に供給される。タイミングコントローラ1
0では、バンク0用回路7内のいずれかのブロックを活
性化するためのブロック活性化信号を生成し、プリデコ
ーダ11に供給する。同時にセンスアンプ15を活性化
するためのセンスアンプ活性化信号を生成し、その後、
センスバッファ16を活性化するためのセンスバッファ
活性化信号sbezを生成し、所定のタイミングでそれ
ぞれに供給する。更にタイミングコントローラ10で
は、信号braszを受け取ると、一定時間経過後にプ
リチャージ信号bsprxを生成する。この内部生成さ
れたプリチャージ信号bsprxは、外部からプリチャ
ージ信号が供給された場合と同様に、RAS生成ユニッ
ト9をリセットしてプリチャージ動作を行わせる。
【0050】プリデコーダ11では、アドレス信号(A
0からAn)を受け取ると、バンク0用回路7内に配置
された複数のメモリセルブロックの一つ、例えば、ブロ
ック12aを選択する。更にブロック活性化信号を受け
取ると、プリデコーダ11は、ローデコーダ13を制御
してワード線選択信号swlを適切なタイミングで生成
させる。バンク0用回路7内では、この選択されたメモ
リセルブロック(ブロック12a)においてのみ、ロー
デコーダ13が動作し、ワード線選択信号swlにより
選択されるワード線に結合された、ブロック12a内の
全てのメモリセルのデータを読み出してセンスアンプ1
5に格納する。
【0051】また、プリデコーダ11は、コラムデコー
ダ14を制御してコラム線選択信号clzを適切なタイ
ミングで生成させる。コラムデコーダ14は、コラム線
選択信号clzを指定される複数(ビット数は固定)の
コラム、例えば、4つのコラムに供給し、それらのコラ
ムのセンスアンプ15から4ビットのパラレルデータg
dbを読み出して、バンク0用回路7内のセンスバッフ
ァ16に供給する。
【0052】更に本発明のFCRAMでは、クロックカ
ウンタ5にて自動的に発生されるパルス信号clkco
untに併せて、内部インターリーブ発生回路6にて自
動的に実行されているバンクインターリーブ動作の続き
を行う。即ち、内部インターリーブ発生回路6内のコマ
ンド発生部23にてロー活性コマンド(図5のロー活性
コマンド)を自動的に生成し、更にアドレス発生部24
にてデータ読出し動作を実行するバンクを指定するため
のバンクアドレス(図5のバンクアドレス)を自動的に
生成し、それら生成された信号を、例えば、バンク1用
回路8内のRAS生成ユニット9に供給する。
【0053】バンク1用回路8内のRAS生成ユニット
9では、バンク1用RAS信号である信号bras1z
(図5の信号bras1z)を生成する。信号bras
1zは、メモリセルのデータをセンスアンプ15に読み
込むことを指令するための信号であり、タイミングコン
トローラ10に供給される。以降、バンク1用回路8内
では、バンク0用回路7と同様の動作が行われ、コラム
線選択信号clzを指定される4つのコラムに供給し、
それらのコラムのセンスアンプ15から4ビットのパラ
レルデータgdbを読み出して、バンク1用回路8内の
センスバッファ16に供給する。
【0054】この状態で、本発明のFCRAMは、各バ
ンク内のセンスバッファ16にて読み込んだ4ビットの
パラレルデータを増幅し、それぞれパラシリ変換回路1
8a、18bに供給する。増幅された4ビットのパラレ
ルデータは、パラシリ変換回路18a、18bにてそれ
ぞれシリアルデータに変換され、DQコントローラ17
の制御により、活性化順に連続したシリアルデータとし
て外部に読み出される。
【0055】このように本発明のFCRAMは、一度の
読出しコマンド(RD)の入力で、複数のメモリセルブ
ロックを選択的に活性化できる。従って、バースト長B
Lに応じたメモリセルブロックの選択が可能となる。
尚、本実施例では、バースト長BL=8に応じて、一度
の読出しコマンド(RD)の入力で2つのメモリセルブ
ロック(バンク0用回路7内のメモリセルブロック12
aと、バンク1用回路8内のメモリセルブロック12a
の2つ)を選択的に活性化し、活性化順に連続したシリ
アルデータを読み出す構成例をあげているが、例えば、
バースト長がBL=32の場合は、後述するように、一
度の読出しコマンド(RD)の入力で8つのメモリセル
ブロックを選択的に活性化しても良いし、2つのメモリ
セルブロックを順に活性化することとしても良い。
【0056】また、図4に示す本発明のFCRAMで
は、モードレジスタ4内に設定されるバースト長BLに
応じて、パラシリ変換回路18a、18bのシリアルデ
ータの送信レートを高速化している。例えば、バースト
長BL=8のときは、バースト長BL=4のときの2倍
の周波数のクロック信号を、パラシリ変換回路18a及
び18bに入力し、8ビットバースト時の送信レートを
4ビットバースト時の2倍にする。従って、本発明のF
CRAMでは、バースト長BL=8のときのデータ読出
し処理に要するサイクルタイムが、バースト長BL=4
のときと同一となり、データ読み出し動作の高速化を図
ることができる。尚、バースト長BL=8の時にパラシ
リ変換回路18a及び18bに供給されるクロック信号
は、クロック信号CLK(図4参照)を2倍にしても良
いし、クロック信号CLKの立ち上がり、及び立ち下が
りの両方に同期して動作させるDDR(Double Data Ra
te)としても良い。
【0057】以上、複数のメモリセルブロックを選択的
に活性化する本発明のFCRAMの動作説明を終了す
る。図6は、図4に示すクロックカウンタ5の具体的な
回路例を示す。クロックカウンタ5は、4段構成のディ
レイド・フリップ・フロップ(DFF31、32、3
3、34)を使用して、定期的なタイミングでパルス信
号を発生させる。即ち、複数のメモリセルブロックを活
性化する場合に、先行して活性化するメモリセルブロッ
クの4クロック後に、後続のメモリセルブロックを活性
化することにより、活性化順に読出しデータを外部に出
力する。尚、4段構成のDFFは、コラム選択信号線に
より選択されセンスバッファ16に読み出されるパラレ
ルデータのビット数にあわせたものであり、例えば、5
ビットのパラレルデータが読み出される構成では、DF
Fも5段構成となる。
【0058】このクロックカウンタ5では、例えば、バ
ースト長情報bl8がHIGHのときにクロック信号C
LK1が各DFFに供給され、その後入力される読出し
コマンド(RD)のHIGHが4クロック遅れて立ち上
がり、その立ち上がりタイミングでパルス発生回路35
がクロックカウント信号clkcountを生成する。
【0059】図7は、図4に示す内部インターリーブ回
路6及びRAS生成ユニットの具体的な回路例を示す。
内部インターリーブ回路6は、NANDゲート48とイ
ンバータ49から構成されるコマンド発生部23と、デ
ィレイ回路41、42、43とインバータ44、45、
46とNANDゲート47、48から構成されるアドレ
ス発生部24とを有する。コマンド発生部23は、例え
ば、バースト長情報bl8がHIGHのときの、クロッ
クカウント信号clkcountの立ち上がりで内部発
生ロー活性コマンドをHIGHにし、複数バンクが選択
される場合の後続して選択されるバンクを制御する。ア
ドレス発生部24は、内部の各ゲートにてRS・F/F
(リセット・セット・フリップ・フロップ)を形成し、
バースト長情報bl8がLOW(BL=4)のとき、両
方の内部発生バンクアドレスをHIGHにする。更に、
バースト長情報bl8がHIGH(BL=8)のとき、
バンク0用の内部発生バンクアドレスをセット(LO
W)し、他方のバンク1用の内部発生バンクアドレスを
リセット(HIGH)し、バンク0用回路7を選択す
る。その後、バンク0用RAS信号bras0zの立ち
上がりで、バンク0用の内部発生バンクアドレスをリセ
ット(HIGH)し、他方のバンク1用の内部発生バン
クアドレスをセット(LOW)し、バンク1用回路8を
選択する。尚、リセット信号sttzは、通常LOWと
し、更に初期状態において、バンク0用RAS信号br
as0z及びバンク1用RAS信号bras1zはLO
Wである。
【0060】バンク0用回路7内のRAS生成ユニット
9は、NANDゲート51、52、53から構成される
バンク0用ロー活性コマンド発生回路21aと、NOR
ゲート71、インバータ72、75、76、NANDゲ
ート73、74から構成されるバンク0用RAS生成ユ
ニット22aと、バンク0用タイミングコントローラ1
0aとを有する。バンク0用ロー活性コマンド発生回路
21aは、インバータ62を介して入力されるバースト
長情報bl8がLOW(BL=4)、且つアクティべー
ションコマンドactpzがHIGHのとき、バンク0
選択アドレスba0zのHIGH(アドレスバッファ3
からの出力)を有効としてバンク0用ロー活性コマンド
LOWを出力する。また、バースト長情報bl8(BL
=8)がHIGHのときは、バンク0選択アドレスba
0zを無効とし、アクティべーションコマンドactp
zの立ち上がりタイミングで、バンク0用ロー活性コマ
ンドを出力する。尚、バンク0用ロー活性コマンドは、
内部発生バンクアドレスがバンク0を選択するアドレス
であればLOWとなる。バンク0用RAS生成ユニット
22aは、バンク0用ロー活性コマンド発生回路21a
からのLOWを受けて、バンク0用RAS信号bras
0zをLOWからHIGHにする。
【0061】バンク1用回路8内のRAS生成ユニット
9は、NANDゲート54、55、トランジスタ56、
57、58、59、60から構成されるバンク1用ロー
活性コマンド発生回路21bと、NORゲート81、イ
ンバータ82、85、86、NANDゲート83、84
から構成されるバンク1用RAS生成ユニット22b
と、バンク1用タイミングコントローラ10bとを有す
る。バンク1用ロー活性コマンド発生回路21bは、イ
ンバータ62を介して入力されるバースト長情報bl8
がLOW(BL=4)、且つアクティべーションコマン
ドactpzがHIGHのとき、バンク1選択アドレス
ba1zのHIGH(アドレスバッファ3からの出力)
を有効としてバンク1用ロー活性コマンドLOWを出力
する。また、バースト長情報bl8(BL=8)がHI
GH、且つカウント信号clkcountがHIGHの
ときは、バンク1選択アドレスba1zを無効とし、ア
クティべーションコマンドactpzの立ち上がりタイ
ミングで、バンク1用ロー活性コマンドを出力する。
尚、バンク1用ロー活性コマンドは、内部発生バンクア
ドレスがバンク1を選択するアドレスであればLOWと
なる。バンク1用RAS生成ユニット22bは、バンク
1用ロー活性コマンド発生回路21bからのLOW、及
び内部発生ロー活性コマンドのHIGHを受けて、バン
ク1用RAS信号bras1zをLOWからHIGHに
する。
【0062】図8は、バースト長BL=4の時の、本発
明のFCRAMのデータ読出し動作を示すタイミングチ
ャートである。このタイミングチャートを実際に図6及
び図7の回路例に従って詳細に説明する。尚、バースト
長BL=4は、予めモードレジスタ4内に設定され、バ
ースト長情報bl8がLOWになっている。例えば、ク
ロック信号(CLK)が図示のように5nsサイクルで
入力されている状態で、アクティベーションコマンド
(ACT)、コントロール信号(RD0:バンク0に対
する読出しコマンド)、及びアドレス信号(A0からA
n)が入力されると、コマンドactpzがHIGHに
なり、バンク0用RAS生成ユニット22aは、バンク
0用ロー活性コマンド発生回路21aからのLOWを受
けて、バンク0用RAS信号bras0zをLOWから
HIGHにする。尚、この場合、バースト長情報bl8
が予めLOWに設定されているため、バンク0選択アド
レスba0zのHIGH(アドレスバッファ3からの出
力)が有効となる。
【0063】信号bras0zは、タイミングコントロ
ーラ10aに供給され、タイミングコントローラ10a
では、信号bras0zのLOW→HIGHの変化に応
答して、バンク0用回路7内のいずれかのブロックを活
性化するためのブロック活性化信号を生成し、プリデコ
ーダ11に供給する。更にタイミングコントローラ10
aでは、一定時間経過後にプリチャージ信号bspr0
xを生成する。この内部生成されたプリチャージ信号b
spr0xは、外部からプリチャージ信号が供給された
場合と同様に、バンク0用回路7内のRAS生成ユニッ
ト9をリセットしてプリチャージ動作を行わせる。
【0064】プリデコーダ11では、アドレス信号(A
0からAn)を受け取ると、バンク0用回路7内に配置
された複数のメモリセルブロックの一つを選択し、更に
ブロック活性化信号を受け取ると、ローデコーダ13を
制御してワード線選択信号swl0zを適切なタイミン
グでLOWからHIGHに変化させる。バンク0用回路
7内では、選択されたメモリセルブロックにおいての
み、ローデコーダ13が動作し、ワード線選択信号sw
l0zにより選択されるワード線に結合された全てのメ
モリセルのデータを読み出してセンスアンプ15に格納
する。
【0065】更に、プリデコーダ11は、コラムデコー
ダ14を制御してコラム線選択信号cl0zを適切なタ
イミングでLOWからHIGHに変化させる。コラムデ
コーダ14は、コラム線選択信号cl0zを指定される
4つのコラムに供給し、それらのコラムのセンスアンプ
15から4ビットのパラレルデータgdb0x/zを読
み出して、センスバッファ16に供給する。
【0066】この状態で、タイミングコントローラ10
aは、更にセンスバッファ16を活性化するためのセン
スバッファ活性化信号sbe0zをLOWからHIGH
に変化させ、センスバッファ16を活性化させる。セン
スバッファ16では、読み込んだ4ビットのパラレルデ
ータを増幅してパラレルデータcdbx/zを生成し、
そのパラレルデータcdbx/zをパラシリ変換回路1
8aに供給する。
【0067】4ビットのパラレルデータcdbx/z
は、DQコントローラ17からのクロック信号pscl
k0〜3zに同期して、パラシリ変換回路18aにてシ
リアルデータに変換され、データ出力バッファ19に供
給される。更にそのシリアルデータは、DQコントロー
ラ17からの制御信号outpに同期して、出力データ
DQとして外部に読み出される。
【0068】このような読出し動作を行う本発明のFC
RAMは、例えば、図示のように、20ns毎に読出し
コマンド(R0)が入力され、且つバースト長がBL=
4の場合、読出しコマンド(R0)の入力毎に選択され
るメモリセルブロックから、連続してシリアルデータを
読み出し可能である。図9は、バースト長BL=8の時
の、本発明のFCRAMのデータ読出し動作を示すタイ
ミングチャートである。このタイミングチャートを実際
に図6及び図7の回路例に従って詳細に説明する。尚、
バースト長BL=8は、予めモードレジスタ4内に設定
され、バースト長情報bl8がHIGHになっている。
【0069】例えば、クロック信号(CLK)が図示の
ように2.5nsサイクルで入力されている状態で、ア
クティベーションコマンド(ACT)、コントロール信
号(RD0:バンク0に対する読出しコマンド)、及び
アドレス信号(A0からAn)が入力されると、コマン
ドactpzがHIGHになり、バンク0用RAS生成
ユニット22aは、バンク0用ロー活性コマンド発生回
路21aからのLOWを受けて、バンク0用RAS信号
bras0zをLOWからHIGHにする。尚、この場
合、バースト長情報bl8が予めHIGHに設定されて
いるため、バンク0選択アドレスba0z(アドレスバ
ッファ3からの出力)を無効とし、代わりに内部インタ
ーリーブ6からの内部発生バンクアドレスを有効とす
る。
【0070】また、コマンドactpzのHIGHに応
答して、クロックカウンタ5内部では、クロックカウン
ト信号のカウントを開始させる。HIGHに変化した信
号bras0zは、タイミングコントローラ10aに供
給され、タイミングコントローラ10aでは、信号br
as0zのLOW→HIGHの変化に応答して、バンク
0用回路7内のいずれかのブロックを活性化するための
ブロック活性化信号を生成し、プリデコーダ11に供給
する。更にタイミングコントローラ10aでは、一定時
間経過後にプリチャージ信号bspr0xを生成する。
この内部生成されたプリチャージ信号bspr0xは、
外部からプリチャージ信号が供給された場合と同様に、
バンク0用回路7内のRAS生成ユニット9をリセット
してプリチャージ動作を行わせる。
【0071】プリデコーダ11では、アドレス信号(A
0からAn)を受け取ると、バンク0用回路7内に配置
された複数のメモリセルブロックの一つを選択し、更に
ブロック活性化信号を受け取ると、ローデコーダ13を
制御してワード線選択信号swl0zを適切なタイミン
グでLOWからHIGHに変化させる。バンク0用回路
7内では、選択されたメモリセルブロックにおいての
み、ローデコーダ13が動作し、ワード線選択信号sw
l0zにより選択されるワード線に結合された全てのメ
モリセルのデータを読み出してセンスアンプ15に格納
する。
【0072】更に、プリデコーダ11は、コラムデコー
ダ14を制御してコラム線選択信号cl0zを適切なタ
イミングでLOWからHIGHに変化させる。コラムデ
コーダ14は、コラム線選択信号cl0zを指定される
4つのコラムに供給し、それらのコラムのセンスアンプ
15から4ビットのパラレルデータgdb0x/zを読
み出して、センスバッファ16に供給する。
【0073】この状態で、タイミングコントローラ10
aは、更にセンスバッファ16を活性化するためのセン
スバッファ活性化信号sbe0zをLOWからHIGH
に変化させ、センスバッファ16を活性化させる。セン
スバッファ16では、読み込んだ4ビットのパラレルデ
ータを増幅してパラレルデータcdbx/zを生成し、
そのパラレルデータcdbx/zをパラシリ変換回路1
8aに供給する。
【0074】4ビットのパラレルデータcdbx/z
は、DQコントローラ17からのクロック信号pscl
k0〜3zに同期して、パラシリ変換回路18aにてシ
リアルデータに変換され、データ出力バッファ19に供
給される。更にそのシリアルデータは、DQコントロー
ラ17からの制御信号outpに同期して、出力データ
DQとして外部に読み出される。
【0075】この一連のバンク0用回路7からのデータ
読み出し動作の実行中には、バンク1用回路8でも、パ
イプライン的にデータ読み出し動作を実行している。先
にカウントを開始したクロックカウンタ5から出力され
るクロックカウント信号clkcountが、コマンド
actpzのLOW→HIGHへの変化後の4クロック
目の立ち上がりに同期して、HIGHパルスを出力す
る。
【0076】このHIGHパルスを受けて、内部インタ
ーリーブ信号発生回路6は、内部発生ロー活性コマンド
をLOWからHIGHにし、更にバンク1用ロー活性コ
マンド発生回路21bでは、この内部発生ロー活性コマ
ンドのHIGHを受けて、出力をLOWにする。バンク
1用RAS生成ユニット22bは、バンク1用ロー活性
コマンド発生回路21bからのLOWを受けて、バンク
1用RAS信号bras1zをLOWからHIGHにす
る。
【0077】この信号bras1zは、タイミングコン
トローラ10bに供給され、タイミングコントローラ1
0bでは、信号bras1zのLOW→HIGHの変化
に応答して、バンク1用回路8内のいずれかのブロック
を活性化するためのブロック活性化信号を生成し、プリ
デコーダ11に供給する。更にタイミングコントローラ
10bでは、一定時間経過後にプリチャージ信号bsp
r1xを生成する。この内部生成されたプリチャージ信
号bspr1xは、バンク1用回路8内のRAS生成ユ
ニット9をリセットしてプリチャージ動作を行わせる。
【0078】プリデコーダ11では、アドレス信号(A
0からAn)を受け取ると、バンク1用回路8内に配置
された複数のメモリセルブロックの一つを選択し、更に
ブロック活性化信号を受け取ると、ローデコーダ13を
制御してワード線選択信号swl1zを適切なタイミン
グでLOWからHIGHに変化させる。バンク1用回路
8内では、選択されたメモリセルブロックにおいての
み、ローデコーダ13が動作し、ワード線選択信号sw
l1zにより選択されるワード線に結合された全てのメ
モリセルのデータを読み出してセンスアンプ15に格納
する。
【0079】更に、プリデコーダ11は、コラムデコー
ダ14を制御してコラム線選択信号cl1zを適切なタ
イミングでLOWからHIGHに変化させる。コラムデ
コーダ14は、コラム線選択信号cl1zを指定される
4つのコラムに供給し、それらのコラムのセンスアンプ
15から4ビットのパラレルデータgdb1x/zを読
み出して、センスバッファ16に供給する。
【0080】この状態で、タイミングコントローラ10
bは、更にセンスバッファ16を活性化するためのセン
スバッファ活性化信号sbe1zをLOWからHIGH
に変化させ、センスバッファ16を活性化させる。セン
スバッファ16では、読み込んだ4ビットのパラレルデ
ータを増幅してパラレルデータcdbx/zを生成し、
そのパラレルデータcdbx/zをパラシリ変換回路1
8aに供給する。
【0081】4ビットのパラレルデータcdbx/z
は、DQコントローラ17からのクロック信号pscl
k0〜3zに同期して、パラシリ変換回路18aにてシ
リアルデータに変換され、データ出力バッファ19に供
給される。更にそのシリアルデータは、DQコントロー
ラ17からの制御信号outpに同期して、出力データ
DQとして外部に読み出される。
【0082】このような読出し動作を行う本発明のFC
RAMは、例えば、図示のように、読出しコマンド(R
0)が入力され、且つバースト長がBL=8の場合、コ
マンドactpzの立ち上がりで選択されるメモリセル
ブロックと、クロックカウント信号clkcountの
立ち上がりで選択されるメモリセルブロックとを、4ク
ロックの差でパイプライン的に動作させ、それぞれのメ
モリセルブロックから連続してシリアルデータを読み出
し可能である。また、バースト長がBL=8の際には、
クロック信号CLKを2.5nsサイクルで入力してい
るため、読出しデータの転送レートは、バースト長がB
L=4のときの2倍になる。
【0083】図10は、上記のようにバースト長BLを
レジスタ設定するモードレジスタ4以外のバースト長B
Lの設定方法を示す。図10(a)は、フューズを介し
て電源と接続された回路(ここではインバータに相当)
を具備し、製造工程で使用するバースト長(BL=4ま
たはBL=8)を選択する。即ち、図10(d)に示す
ように、BL=4の場合は、フューズを接続しておき、
BL=8の場合は、フューズを切断する。これにより、
バースト長BL=4またはBL=8専用のFCRAMが
得られる。尚、設定可能なバースト長はこの2種類に限
らず、例えば、種々のバースト長、BL=4、8、1
6、32毎に、フューズを介して電源と接続された回路
(インバータ)を具備し、製造工程で使用するバースト
長を選択し、それ以外のバースト長に対応するフューズ
を全て切断することによりバースト長を固定しても良
い。
【0084】図10(b)は、パッドに接続された回路
(インバータ)を具備し、製造工程で使用するバースト
長(BL=4またはBL=8)を選択する。即ち、図1
0(e)に示すように、BL=4の場合は、ワイヤボン
ディングaにより電源を接続し、BL=8の場合は、ワ
イヤボンディングbにより接地を接続をする。これによ
り、バースト長BL=4またはBL=8専用のFCRA
Mが得られる。尚、設定可能なバースト長はこの2種類
に限らず、例えば、種々のバースト長、BL=4、8、
16、32毎に、回路(インバータ)を具備し、製造工
程で使用するバースト長を選択し、そのバースト長に対
応する回路にのみワイヤボンディングにより電源を供給
し、バースト長を固定しても良い。
【0085】図10(c)は、スイッチa及びスイッチ
bに接続された回路(インバータ)を具備し、製造工程
で使用するバースト長(BL=4またはBL=8)を選
択する。即ち、図10(f)に示すように、BL=4の
場合は、スイッチaをcloseし、BL=8の場合
は、スイッチbをcloseする。これにより、バース
ト長BL=4またはBL=8専用のFCRAMが得られ
る。尚、設定可能なバースト長はこの2種類に限らず、
例えば、種々のバースト長、BL=4、8、16、32
毎に、スイッチを介して電源と接続された回路(インバ
ータ)を具備し、製造工程で使用するバースト長を選択
し、そのバースト長に対応するスイッチのみをclos
eすることによりバースト長を固定しても良い。
【0086】図11は、図4に示すパラシリ変換回路1
8a、18bの構成を示すブロック図である。図11に
示すパラシリ変換回路は、読み出しバッファ28からの
4ビットのパラレルデータを受け、バースト長信号及び
コラムアドレスの一部の情報に基づいて入力側のバス線
と出力側のバス線との間の接続経路を変えるデータバス
スイッチ440と、該データバススイッチ440の出力
側に順次接続された第1のレジスタ450及び第2のレ
ジスタ460と、該第2のレジスタ460から出力され
る4ビット構成のパラレルデータを2ビット構成のパラ
レルデータに変換する4ビット→2ビット変換回路47
0と、該4ビット→2ビット変換回路470の出力側に
設けられ前記2ビット構成のパラレルデータを1ビット
シリアルデータに変換するためのデータ出力タイミング
スイッチ480及びラッチ&レベルシフタ回路430か
ら構成されている。
【0087】次に、各構成要素のより詳細な構成及び動
作を説明する。データバススイッチ440は、4本のデ
ータバス線d0、d1、d2、d3にそれぞれ対応して
設けられたスイッチsw1n、sw2n、sw3nと、
データバスd1とd3を接続するためのsw24と、d
0とd3を接続するためのスイッチsw14と、d0と
d2を接続するためのスイッチsw13と、d0とd1
を接続するためのスイッチsw12で構成されている。
これらのスイッチは、バースト長信号BL及びコラムア
ドレス信号の一部caa0z、caa1zに対応してそ
のオン/オフが制御される。
【0088】図12は、バースト長BLがそれぞれ1、
2、4の場合の各スイッチの状態を示す表である。ま
ず、バースト長BLが4の場合、データバス線d0−d
3の各データはそのままデータバス線d0’−d3’へ
伝えられる。すなわちこの場合、コラムアドレス信号c
aa0z、caa1zの値にかからわず、スイッチsw
1n、sw2n、sw3nはオン(close)、スイ
ッチsw24、sw14、sw13、sw12はオフ
(open)である。
【0089】次いで、バースト長BLが2の場合、デー
タバス線d0’及びd1’に伝えられたデータが外部に
出力されるように構成されている。したがってこの場
合、データバス線d0、d1のデータの組をデータバス
線d0’、d1’に伝えるか、データバス線d2、d3
のデータの組をデータバス線d0’、d1’に伝える。
何れのデータの組を伝えるかは、コラムアドレス信号c
aa0zの論理値により決定される。すなわち、データ
バス線d0、d1のデータの組をデータバス線d0’、
d1’に伝える場合はコラムアドレス信号caa0zを
Lレベルにする。すると、スイッチsw1n、sw2
n、sw3nはオン(close)、スイッチsw2
4、sw14、sw13、sw12はオフ(open)
になる。一方、データバス線d2、d3のデータの組を
データバス線d0’、d1’に伝える場合はコラムアド
レス信号caa0zをHレベルにする。すると、スイッ
チsw3n、sw24、sw13はオン(clos
e)、スイッチsw1n、sw2n、sw14n、sw
12はオフ(open)になる。これによりデータバス
線d2のデータはスイッチsw13を介してデータバス
線d0’へ伝えられ、d3のデータはスイッチsw24
を介してd1へ伝えられる。尚、バースト長BLが2の
場合、もう1ビットのコラムアドレス信号caa1zの
論理値は、スイッチの選択には使用しない。
【0090】一方、バースト長BLが1の場合、データ
バス線d0、d1、d2、d3のデータのうちいずれか
1ビットが選択され、選択されたデータビットがデータ
バス線d0’に伝えられ、このデータが外部に出力され
る。このデータの選択は、コラムアドレス信号caa0
z及びcaa1zの論理値の組み合わせに基づいて行わ
れる。すなわち、データバス線d0のデータを選択する
場合は、caa0z及びcaa1zを共にLレベルとす
る。すると、スイッチsw1n、sw2n、sw3nは
オン(close)、スイッチsw24、sw14、s
w13、sw12はオフ(open)なる。この場合デ
ータバス線d0のデータがデータバス線d0’に伝えら
れる。またデータバス線d1のデータを選択する場合
は、caa0zをHレベル、caa1zをLレベルにす
る。すると、スイッチsw2n、sw3n、sw12が
オン(close)、スイッチsw1n、sw24、s
w13はオフ(open)となる。この場合、データバ
ス線d1のデータがスイッチsw12を介してデータバ
ス線d0’へ伝えられる。さらに、データバス線d2、
d3のデータをそれぞれ選択する場合も、図12の論理
表に基づいて各スイッチがオン/オフする。
【0091】データバススイッチ440から出力される
パラレルデータd0’−d3’は、第1のレジスタ45
0に伝えられ、さらに第2のレジスタ460に伝えられ
る。第1のレジスタ450は、4つのディレイドフリッ
プフロップDFF401−404で構成され、各DFF
のデータ取り込みタイミングは第1の制御信号po0z
で制御される。第2のレジスタ460も同様に、4つの
ディレイドフリップフロップDFF405−408で構
成され、各DFFのデータ取り込みタイミング及びラッ
チタイミングは第2の制御信号po1zで制御される。
【0092】図13は、第1及び第2のレジスタ45
0、460の動作タイミングを示している。図中、d
[0、2]はデータバス線d0’及びd2’上のデー
タ、d[1、3]はデータバス線d1’及びd3’上の
データに対応している。図13中の、時刻t1におい
て、データバス線d0’−d3’にパラレルデータが現
れる。次いで、時刻t2において、第1の制御信号po
0zがHからLに変化すると、第1のレジスタ450を
構成する4つのディレイドフリップフロップ401−4
04はデータバス線d0’−d3’のデータをそれぞれ
ラッチする。次いで、時刻t3において、第2の制御信
号がLからHに変化すると、第2のレジスタ460を構
成する4つのディレイドフリップフロップ405−40
8はそれぞれ対応するディレイドフリップフロップ40
1−404にラッチされているデータを取り込む。そし
て、時刻t4になり、第2の制御信号がHからLに変化
すると、4つのディレイドフリップフロップ405−4
08は取り込んだデータをラッチする。その後、第1の
制御信号がLからHに変化すると、4つのディレイドフ
リップフロップ401−404は再びデータバス線d
0’−d3’のデータを受け入れる状態となる。以上の
動作により、データバス線d0’−d3’のパラレルデ
ータは、第1のレジスタ450及び第2のレジスタ46
0に順次転送される。
【0093】第2のレジスタ460にラッチされたデー
タは、次いで4ビット→2ビット変換回路470に伝達
される。ここで、4ビットパラレルデータが2ビットパ
ラレルデータに変換される。この4ビット→2ビット変
換回路470は、ディレイドフリップフロップDFF4
09−411と出力バッファ回路420−423で構成
されている。また、この4ビット→2ビット変換回路4
70には、4つの制御クロック信号psc1k0z−p
sc1k3zが供給されており、これらの制御クロック
が、出力バッファ回路420−423の出力タイミング
及びディレイドフリップフロップDFF409−411
のデータラッチタイミングを制御している。また、出力
バッファ回路420の出力線と422の出力線が共通に
ノードdd0に接続されている。これはワイヤードOR
接続となっている。そして、出力バッファ回路420か
らデータを出力する時、出力バッファ回路422の出力
端はハイインピーダンス状態になっており、逆に、出力
バッファ回路422からデータを出力する時、出力バッ
ファ回路420の出力端はハイインピーダンス状態にな
ってる。次いで、4ビット→2ビット変換回路470か
ら2ビットのデータが、ノードdd0、dd1に出力さ
れ、それらはデータ出力タイミングスイッチ480に伝
えられる。データ出力タイミングスイッチ480は2つ
のスイッチswdd0、swdd1で構成され、それぞ
れ出力制御クロック信号outp0z及びoutp1z
によりオン/オフが制御される。このデータ出力タイミ
ングスイッチ480は、まず一方のスイッチswdd0
を閉じる(on)ことによりノードdd0に現れたデー
タビットを次段のラッチ&レベルシフタ回路430へ伝
え、次いで他方のスイッチswdd1を閉じることによ
りノードdd1に現れたデータをラッチ&レベルシフタ
回路430に伝える。このような動作により、データ出
力タイミングスイッチ480はノードdd0、dd1に
現れた2ビットのデータを1ビットずつシーケンシャル
に次段のラッチ&レベルシフタ回路430へ伝える。ラ
ッチ&レベルシフタ回路430では、入力データをラッ
チするとともに、入力データのレベルを変換して、図4
のデータ出力バッファ19へ伝える。
【0094】図14は、バースト長BLが4の時の4ビ
ット→2ビット変換回路470からラッチ&レベルシフ
タ回路430にかけての動作タイミングを示している。
以下図14をもちいて、これらの回路の動作についてよ
り詳細に説明する。まず初期状態として、第2のレジス
タ460を構成する4つのDFF405−408に読み
出しデータがラッチされている。
【0095】そして、4ビット→2ビット変換回路47
0の動作を制御する4つの制御クロック信号psc1k
0z−psc1k3zは、図14に示すように、psc
1k1z→psc1k2z→psc1k3z→psc1
k0zの順番で順次Hのパルスを出力する。まずpsc
1k1zがHになると、出力バッファ回路420がそれ
に応答してノードdd0へDFF405から受け取った
データを出力する、と同時に、DFF409がDFF4
06から出力されるデータをラッチする。次いで、ps
c1k2がHになると、出力バッファ回路421がそれ
に応答してノードdd1へDFF409から受け取った
データを出力する、と同時に、DFF410がDFF4
07から出力されるデータをラッチする。このような動
作が繰り返されて、ノードdd0及びdd1には、図1
4のノードdd0及びdd1における波形からわかるよ
うに、4ビット→2ビット変換回路470から交互に新
たな読み出しデータが出力される。
【0096】尚、4ビット→2ビット変換回路470中
のDFF409−411は、4ビット→2ビット変換回
路470が変換動作中に、次の読み出しデータの組を第
2のレジスタ460にラッチできるようにして、データ
出力端子DQからデータを隙間なく出力することを可能
にするために設けられている。データ出力タイミングス
イッチ480の動作を制御する2つの出力制御クロック
信号outp0z及びoutp1zも、図14に示すよ
うなタイミングで、交互にHパルスを出力する。そし
て、ノードdd0に新たなデータが現れると、所定の時
間後にoutp0zがHになりスイッチswdd0がオ
ンすることにより、ノードdd0のデータがラッチ&レ
ベルシフタ回路430に転送される。次いで、ノードd
d1に新たなデータが現れると、所定の時間後にout
p1zがHになりスイッチswdd1がオンすることに
より、ノードdd1のデータがラッチ&レベルシフタ回
路430に転送される。このような動作を繰り返すこと
により、ノードdd0及びdd1のデータが交互にシー
ケンシャルにラッチ&レベルシフタ回路430に送ら
れ、2ビット→1ビット変換を行なうことができる。
【0097】尚、以上の動作説明は、バースト長BLが
4の場合である。図15A及び図15Bの表は、バース
ト長が1、2、4の場合の、4つの制御クロック信号p
sc1k0z−psc1k3z及び2つの出力制御クロ
ック信号outp0z、outp1zの動作状況を示し
ている。バースト長BLが4の場合は、前述したよう
に、4つの制御クロック信号psc1k0z−psc1
k3z及び2つの出力制御クロック信号outp0z、
outp1zの全てがクロッキング動作を行い、第2の
レジスタ460の4つのDFF405−408から出力
される4ビットのパラレルデータをシリアルデータに変
換する。
【0098】一方、バースト長BLが2の場合は、4つ
の制御クロック信号のうち2つの制御クロック信号ps
c1k1z及びpsc1k2zと2つの出力制御クロッ
ク信号outp0z及びoutp1zがクロッキング動
作を行なう。バースト長BLが2の場合は、前述したよ
うに、ノードd0’及びd1’だけに読み出しデータが
送られ、ノードd2’及びd3’には読み出しデータは
送られない。したがって、ノードd0’及びd1’に現
れる読み出しデータを外部に出力するために必要な上記
制御クロック信号及び出力制御クロック信号だけがクロ
ッキング動作を行なう。
【0099】また、バースト長BLが1の場合は、4つ
の制御クロック信号のうち1つの制御クロック信号ps
c1k1zと、2つの出力制御クロック信号のうち一方
outp0zだけがクロッキング動作を行なう。バース
ト長BLが1の場合は、前述したように、ノードd0’
だけに読み出しデータが送られ、ノードd1’−d3’
には読み出しデータは送られない。したがって、ノード
d0’に現れる読み出しデータを外部に出力するために
必要な上記制御クロック信号及び出力制御クロック信号
だけがクロッキング動作を行なう。
【0100】上記実施例では、第2のレジスタ460か
ら出力される4ビットデータをまず4ビット→2ビット
変換回路470により2ビットデータに変換し、次いで
2ビットデータをデータ出力タイミングスイッチ480
及びラッチ&レベルシフタ430により1ビットに変換
している。すなわち、パラレル/シリアル変換を2段階
に分けて行なっている。
【0101】一方、上記実施例のうち4ビット→2ビッ
ト変換回路470中の4つの出力バッファ回路420〜
423の出力を共通にワイヤードOR接続とし、データ
出力タイミングスイッチ480をスイッチ1個で構成し
ても良い。この場合、データ出力タイミングスイッチ4
80を構成するスイッチは1個となり、構成が簡単にな
る。
【0102】他方、高速動作のためにクロック信号の周
波数が高くなると、その高い周波数に対応して、1個の
スイッチswddに対する1つの出力制御クロック信号
outp#zを生成するのが困難となる。このような場
合は、図11のようにデータ出力タイミングスイッチ4
80を2つのスイッチで構成し、それらのスイッチを前
述の1つの出力制御クロック信号の約半分の周波数を有
する2つの出力制御クロック信号outp0z、out
p1zで制御するように構成すれば良い。
【0103】図16Aは、図11中のディレイドフリッ
プフロップDDFの一構成例である。また図16Bは、
図16Aの動作を示すタイミングチャートである。この
ディレイドフリップフロップDFFは、PMOS50
1、NMOS502からなるトランスファーゲート50
9と、インバータ507及び508と、PMOS50
3、504、及びNMOS505、506からなるクロ
ックドインバータ510で構成されている。
【0104】図11中の制御信号po0z、po1z、
psc1k0z−psc1k3zに対応するクロック信
号clkzがHの時、トランスファゲート509がオン
することにより、入力データinがDFFに取り込ま
れ、一方この時クロックドインバータ510はオフ状態
である。次いでクロック信号clkzがLになると、ト
ランスファゲート509はオフ状態となり、入力データ
inはDFFから切り離される。これと同時に、クロッ
クドインバータ510は活性化状態となり、インバータ
508とクロックドインバータ510でラッチ回路を構
成し、クロック信号clkzがLになった時点でDFF
が取り込んでいたデータをラッチする。
【0105】図17Aは、図11中の出力バッファ42
0−423の一構成例である。また図17Bは、図17
Aの動作を示すタイミングチャートである。この出力バ
ッファ回路は、インバータ511及び512、NAND
回路515、NOR回路516、PMOS517及びN
MOS518からなるバッファ回路519、インバータ
513及び514からなるラッチ回路520を含む。
【0106】図11中の制御信号psc1k0z−ps
c1k3zに対応するクロック信号clkzがHになる
と、NAND回路515及びNOR回路516はインバ
ータとして機能するので、入力データと同相の出力デー
タが出力ノードoutに現われ、この出力データがラッ
チ回路520に保持される。一方、クロック信号clk
zがLになると、PMOS517及びNMOS518は
共にオフ状態となり、出力ノードはハイインピーダンス
状態になる。
【0107】図18は、図11中のラッチ&レベルシフ
タ回路403の一構成例を示している。但しPMOS5
47及びNMOS548からなる部分525は、データ
出力バッファ19に対応するものである。このラッチ&
レベルシフタ回路403は、PMOS531、532、
NMOS533、534、インバータ543、544か
らなるラッチ付きのレベルシフト回路521と、これと
同様の構成を有するレベルシフト回路522と、PMO
S535、NMOS536からなるインバータ523
と、PMOS541、NMOS542からなるインバー
タ524を含む。尚、図中Vccq及びVssqは、内
部回路の電源線Vii、Vssとは独立の電源線であ
り、Vccqには、例えばViiとは異なる電位が供給
されている。
【0108】PMOS533及び539のゲートには、
データ出力タイミングスイッチ480の出力線dd0’
及びdd1’(図11参照)がそれぞれ共通に接続され
ている。例えば、出力線dd0’からデータが供給され
ている時、出力線dd0’のデータがHであれば、デー
タ出力端子DQにHのデータ出力され、出力線dd0’
のデータがLであれば、データ出力端子DQにLのデー
タ出力される。
【0109】他の変形例として、レベルシフト回路52
2及びインバータ524を省略し、その代りに、インバ
ータ523の出力をPMOS547とNMOS548の
ゲートに共通に接続するように構成しても良い。但し、
データ出力端子DQをハイインピーダンス状態に制御す
る必要がある場合には、図18のような構成の方が適し
ている。
【0110】またNMOS539のゲートを出力線dd
0’及びdd1’に接続することにかえて、図11中の
データ出力タイミングスイッチ480に更に、出力制御
クロック信号outp0z及びoutp1zにそれぞれ
制御されるもう1組のスイッチswdd00及びswd
d11を設けて、NMOS539のゲートをスイッチs
wdd00を介してノードdd0及びスイッチswdd
11を介してノードdd1に接続するように構成しても
良い。
【0111】次に、図19及び図20を参照して本発明
の別の実施例によるFCRAMを説明する。図4を参照
して説明した実施例はバースト長が4又は8であった。
これに対し、図19及び図20に示す実施例は、バース
ト長が16及びそれ以上のメモリである。図19におい
て、前述した図に示されるものと同一のものには同一の
参照番号を付けてある。
【0112】図4に示すFCRAMにおいて、バンク0
用回路7とバンク1用回路8は、1つの読出しコマンド
により自動的に活性化され、8ビットバーストデータを
出力できる。これに対し、図19に示すFCRAMで
は、バンク0用回路7とバンク1用回路8は交互に繰り
返し選択され、16ビットバーストデータを出力でき
る。すなわち、バンク0用回路7とバンク1用回路8を
次の順番で活性化する。バンク0用回路7→バンク
1用回路8→バンク0用回路7→バンク1用回路。
この順番において、バンク0用回路7にはとにおい
て異なったアドレスを供給し、同様にバンク1用回路8
にはとにおいて異なったアドレスを供給する。この
ために、図19に示すように、アドレスカウンタ90を
バンク0用回路7に設ける。同様に、アドレスカウンタ
90と同じアドレスカウンタ(図示なし)をバンク1用
回路8に設ける。アドレスカウンタ90は、アドレスバ
ッファ3からアドレス信号を受け取り、図5に示す内部
インターリーブ発生回路6が内部的に生成するバンク0
用RAS信号bras0zに応答してローアドレスの所
定1ビットをカウントアップする。
【0113】図20に示すように、アドレスA0が読出
しコマンドRD0(A)とともに取り込まれ、バンク0
とバンク1は、内部インターリーブ発生回路6で生成さ
れるRAS信号bras0zとbras1zにより、ア
ドレスA0に対して連続して活性化される。バンク0に
対するRAS信号bras0zが生成されて所定時間が
経過した時に、アドレスカウンタ90はアドレスA0を
1だけインクレメントする。これによりアドレスA1が
生成され、プリデコーダ11に出力される。アドレスA
0とA1は異なるワードラインを選択する。RAS信号
bras0zは一旦非活性となり、図4に示すタイミン
グコントローラ10により、アドレスA1の読出し動作
が行われる前に、プリチャージが実施される。
【0114】上述したバンク0に関する動作と同じ動作
が、バンク1で行われる。即ち、バンク1に対するRA
S信号bras1zが生成されて所定時間が経過した時
に、バンク1用回路8のアドレスカウンタ90はアドレ
スA0を1だけインクレメントする。これによりアドレ
スA1が生成され、バンク1用回路8のプリデコーダ1
1に出力される。RAS信号bras1zは一旦非活性
となり、バンク1用回路8のタイミングコントローラ1
0により、アドレスA1の読出し動作が行われる前に、
プリチャージが実施される。
【0115】従って、図20に示すように、アドレスA
0により4ビットシリアルデータが2つ連続してバンク
0とバンク1からそれぞれ読出され、アドレスA1によ
り4ビットシリアルデータが2つ連続してバンク0とバ
ンク1からそれぞれ読出される。このようにして、1つ
の読出しコマンドRD0(A)に応答して、データ出力
端子DQから16ビットバーストデータを読出すことが
できる。
【0116】上記動作は、読出しコマンドを受信する都
度、繰り返し行われる。バースト長が32の場合、各バ
ンクに設けられたアドレスカウンタ90は1つの読出し
コマンドに応答してカウントアップ動作を3回行う。こ
れにより、読出しコマンドを受信する都度、32ビット
バーストデータをデータ出力端子DQから読出すことが
できる。
【0117】上記説明したFCRAMにおいて、基本と
なるバースト長は4又は8である。バースト長が4の時
は単純に1つのバンクからパラレルデータを読出す。バ
ースト長が8の時は、バンクインターリーブ動作が行わ
れる。8を越えるバースト長の場合には、バンクインタ
ーリーブ動作とアドレスカウントアップ動作が行われ
る。
【0118】以上本発明は実施例に基づいて説明された
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特
許請求の範囲に記載の範囲内で変形・変更が可能なもの
である。
【0119】
【発明の効果】従来のFCRAMは、一度の読出しコマ
ンドの入力で、単一のメモリセルブロックしか選択でき
ない。そのため、この構成では、各センスアンプから読
み出されるパラレルデータのビット数に制限があるた
め、設定可能な最大バースト長は、このビット数に依存
することになる。
【0120】これに対し、本発明の半導体記憶装置によ
れば、一度の読出しコマンドの入力で、複数のメモリセ
ルブロックを選択的に活性化できる。従って、バースト
長に応じたメモリセルブロックの選択が可能となる。具
体的には、例えば、バースト長がBL=32の場合、本
発明の半導体記憶装置では、一度の読出しコマンドの入
力で8つのメモリセルブロックを選択的に活性化し、活
性化順に32ビットのデータを読み出すことができる。
【0121】更に、従来のFCRAMは、例えば、バー
スト長がBL=4の場合、読出しコマンドが入力される
と、4ビットのシリアルデータが読み出される。従っ
て、従来のFCRAMでは、このデータ読出し動作を2
回実行すると(即ち、読出しコマンドを2回入力する
と)、連続した途切れのない8ビットのシリアルデータ
が読み出されるが、データ読出し処理に要するサイクル
タイムは、4ビットのシリアルデータを読み出すときの
2倍となる。
【0122】これに対し、本発明の半導体記憶装によれ
ば、バースト長がBL=8の場合、読出しコマンドが1
回入力されると、2つのメモリセルブロックが自動的に
選択的に活性化されるため、連続した途切れのない8ビ
ットのシリアルデータが一度に読み出される。この時、
例えば、クロックの周波数を2倍にするか、またはDD
R(Double Data Rate)にすることにより、データ読出
し処理に要するサイクルタイムを、バースト長BL=4
にて4ビットのシリアルデータを読み出すときと同一に
することができる。即ち、本発明の半導体記憶装置の転
送レートを、従来のFCRAMの転送レートの2倍にす
ることができる。
【0123】このように、本発明によれば、内部で自動
的にバンクインターリーブ動作を行うことにより、複数
のメモリセルブロックを選択的に活性化でき、更にその
メモリブロック内に記憶されているデータの読出し速度
の高速化を実現可能な半導体記憶装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】SDRAMのメモリセル周辺の回路構成の一例
である。
【図2】従来のSDRAMのデータ読出し動作を示すタ
イミングチャートである。
【図3】従来のFCRAMのデータ読出し動作を示すタ
イミングチャートである。
【図4】本発明の半導体記憶装置の実施例を示す図であ
る。
【図5】RAS生成ユニット及び内部インターリーブ発
生回路のシーケンス図である。
【図6】クロックカウンタの回路例である。
【図7】RAS生成ユニット及び内部インターリーブ回
路の回路例である。
【図8】本発明の半導体記憶装置のデータ読出し動作を
示すタイミングチャート(バースト長BL=4のとき)
である。
【図9】本発明の半導体記憶装置のデータ読出し動作を
示すタイミングチャート(バースト長BL=8のとき)
である。
【図10】バースト長BLの設定方法である。
【図11】パラシリ変換回路の一構成例である。
【図12】バースト長がそれぞれ1、2、4の場合の図
11に示す各スイッチの状態を示す図である。
【図13】図11に示す第1及び第2のレジスタの動作
タイミングを示すタイミング図である。
【図14】バースト長が4の時の4ビット→2ビット変
換回路からラッチ&レベルシフタ回路にかけての動作タ
イミングを示すタイミング図である。
【図15】バースト長が1、2、4の場合の4つの制御
クロック信号及び2つの出力制御クロック信号の動作状
況を示す図である。
【図16】図11に示すディレイドフリップフロップD
FFの構成例及びその動作を示す図である。
【図17】図11に示す出力バッファの構成例及びその
動作を示す図である。
【図18】図11に示すラッチ&レベルシフタ回路の構
成例を示す回路図である。
【図19】本発明の別の実施例による半導体記憶装置を
示す。
【図20】図19に示す半導体記憶装置の動作を示すタ
イミング図である。
【符号の説明】
1 クロックバッファ 2 コマンドデコーダ 3 アドレスバッファ 4 モードレジスタ 5 クロックカウンタ 6 内部インターリーブ発生回路 7 バンク0用回路 8 バンク1用回路 9 RAS生成ユニット 10 タイミングコントローラ 11 プリデコーダ 12a,12b,12c,12d ブロック 13 ローデコーダ 14 メモリセル 15 センスアンプ 16 センスバッファ 17 DQコントローラ 18a,18b パラシリ変換回路 19 データ出力バッファ 21 バンク別ロー活性コマンド発生回路 22 バンクRAS生成ユニット 23 コマンド発生部 24 アドレス発生部 31,32,33,34 DFF 35 パルス発生回路 90 アドレスカウンタ
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 靖治 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 鈴木 孝章 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 相川 忠雄 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 松崎 康郎 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 内田 敏也 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2つのメモリセルブロックを
    有する半導体記憶装置において、 設定されたバースト長に基づいて、バースト長情報を生
    成するバースト長情報生成回路と、 バースト長が所定値以下の時に単一のメモリセルブロッ
    クを選択的に活性化し、所定値より長い値の時にバース
    ト長に応じた複数のメモリセルブロックを活性化するブ
    ロック活性化回路とを有し、 前記活性化された単一または複数のメモリセルブロック
    からデータが読み出されることを特徴とする半導体記憶
    装置。
  2. 【請求項2】 前記複数のメモリセルブロックが活性化
    された場合の、データ読出し処理に要するサイクルタイ
    ムが、前記単一のメモリセルブロックが選択された場合
    と同一とすることを特徴とする請求項1記載の半導体記
    憶装置。
  3. 【請求項3】 外部からのアドレス信号に基づいて特定
    のバンクを選択するアドレスデコーダを有し、 バースト長が所定値以下の場合、前記ブロック活性化回
    路は、該アドレスデコーダにより選択されたバンクの中
    からメモリセルブロックを選択し、バースト長が所定値
    より長い値の場合、前記ブロック活性化回路は、前記ア
    ドレスデコーダにより選択されたバンクを無効とし、内
    部で自動的に複数のバンクを選択し、更に選択されたバ
    ンク毎に、メモリセルブロックを選択することを特徴と
    する請求項1又は2記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 バースト長が所定値より長い時に、定期
    的なタイミングでパルス信号を発生するパルス発生回路
    を有し、 前記ブロック活性化回路は、選択された複数のメモリセ
    ルブロックを、該パルス信号の発生タイミングで順に活
    性化することを特徴とする請求項1ないし3いずれか一
    項記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記バースト長の所定値は、選択的に活
    性化されたメモリブロックから読出されるパラレルデー
    タのビット数とすることを特徴とする請求項1記載の半
    導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 パラレルデータをシリアルデータに変換
    するパラレル/シリアル変換回路を有し、 該パラレル/シリアル変換回路は、前記複数のメモリセ
    ルブロックからそれぞれ出力された複数ビットのパラレ
    ルデータを順次取り込み、前記バースト長情報に基づい
    て、シリアルデータを出力し、バースト長が所定値より
    長い場合、前記パラレル/シリアル変換回路は、その時
    のバースト長に応じてシリアルデータの送信レートを高
    速化することを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
    置。
  7. 【請求項7】 前記半導体記憶装置は更にアドレスカウ
    ンタを備え、 設定されたバースト長が前記所定値より長い第2の所定
    値よりも更に長い場合には、外部から与えられた第1の
    アドレス信号及びそれに基づき前記アドレスカウンタが
    発生した第2のアドレス信号に対し、複数のメモリセル
    ブロックをバースト長に基づく回数繰り返し活性化する
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記第1のアドレス信号と前記第2のア
    ドレス信号は異なるワード線を選択することを特徴とす
    る請求項7記載の半導体記憶装置。
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