JP2000156088A - 同期sram回路 - Google Patents

同期sram回路

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JP2000156088A
JP2000156088A JP11319865A JP31986599A JP2000156088A JP 2000156088 A JP2000156088 A JP 2000156088A JP 11319865 A JP11319865 A JP 11319865A JP 31986599 A JP31986599 A JP 31986599A JP 2000156088 A JP2000156088 A JP 2000156088A
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memory cell
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Saen Kim Kyun
サエン キム キュン
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Hyundai Electronics Industries Co Ltd
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    • G11C7/1015Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】バーストモードのとき、複数のメモリセルのデ
ータを1度にリードし、ラッチされたデータを外部に順
次出力させて、速いクロック信号でも動作し得る同期S
RAM回路を提供する。 【解決手段】バーストモード時には、アドレスデコーダ
50が内部アドレス信号AN,ANB及びブロックコー
ディング信号ANI_I,ANO_Iを出力することに
より、メモリセルブロック61〜64の同じワードライ
ンW/Lに接続する複数のメモリセルのデータが同時に
リードされ、カウンタ40からのデコーディング信号C
OSにより制御されるマルチプレクサー100により順
次外部に出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部クロック信号
に同期し、バーストモードのとき、速いクロック信号で
動作し得る同期SRAM回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、同期SRAM回路は、図6に示し
たように、クロック信号CLKに同期して、外部から入
力される外部アドレス信号Addをラッチするアドレス
レジスタ1と、クロック信号CLKに同期して、外部か
ら入力される複数の制御信号、即ち、メモリセルに対す
るリード・ライト動作を制御するための各制御信号/A
DSP、/ADSC、/ADVをラッチして出力する制
御レジスタ2と、該制御レジスタ2からの制御信号/A
DSP、/ADSC、/ADV及び外部からのクロック
信号CLKを入力し、1度に複数のメモリセルに対して
リード・ライト動作を行うバーストモード(burst mod
e)動作を行うためのバーストモード信号BMSを生成
してカウンタ4に出力し、アドレスデコーダ5をイネー
ブルさせる制御信号CSを生成してアドレスデコーダ5
に出力し、制御信号COを生成して出力レジスタ部8を
制御する制御部3と、バーストモード信号BMSの入力
により、アドレスレジスタ1から入力されるコラム選択
信号C/Sをカウントして内部アドレス信号IAddを
生成するカウンタ4と、外部アドレス信号Add又はカ
ウンタ4から入力される内部アドレス信号IAddをデ
コーディングして、後述するメモリセルアレイ6の複数
のメモリセルブロック中の任意の1つを選択するブロッ
クコーディング信号ANI_I,ANO_Iを生成する
と共に、メモリセルアレイ6の各メモリセルブロック6
1〜64の各メモリセルが接続するワードラインW/L
及びビットラインB/Lをイネーブルさせるアドレスデ
コーディング信号ADを生成するアドレスデコーダ5
と、を包含して構成されていた。
【0003】メモリセルアレイ6は、複数のメモリセル
ブロックから構成され、各メモリセルブロックはデータ
を貯蔵する複数のメモリセルから構成される。図6に示
す構成では、説明の便宜上、メモリセルブロック数を4
個とし、各メモリセルブロック61〜64においてイネ
ーブルされるワードラインW/L及びビットラインB/
Lの数をそれぞれ1本として説明する。
【0004】センスアンプ部7は複数のセンスアンプ7
1〜74から構成され、それらセンスアンプ71〜74
は複数のメモリセルブロック61〜64にそれぞれ連結
されて、メモリセルブロック61〜64の各メモリセル
から出力されるデータをそれぞれセンシングして増幅さ
せていた。
【0005】出力レジスタ部8は、センスアンプ部7か
ら増幅されて出力されたデータをラッチし、制御部3か
ら出力される制御信号COにより、ラッチされたデータ
を、入出力パッド9を介して外部に出力させていた。
【0006】尚、実際には、同期SRAM回路は、デー
タのライト動作時に新しいデータをセンスアンプ部7に
出力するための内部レジスタを包含して構成されるが、
本明細書においてはデータのリード動作に重点を置いて
いるので、前記内部レジスタの構成については省略し
た。
【0007】以下、このように構成された従来の同期S
RAM回路の動作に対し、図面を用いて説明する。先
ず、アドレスレジスタ1に入力される外部アドレス信号
Addはクロック信号CLKに同期してラッチされた
後、アドレスデコーダ5に入力され、また、制御レジス
タ2に入力される制御信号/ADSP、/ADSC、/
ADVは、クロック信号CLKに同期してラッチされた
後、制御部3に入力される。
【0008】制御部3は各制御信号/ADSP、/AD
SC、/ADVの論理状態に従って制御信号CSの論理
レベルを決定し、2つの制御信号/ADSP、/ADS
Cを用いてバーストモード信号BMSを生成する。
【0009】カウンタ4は、バースト信号BMSにより
イネーブルされて、アドレスレジスタ1から入力される
コラム選択信号C/Sをカウントし、生成した内部アド
レス信号IAddをアドレスデコーダ5に出力する。
【0010】アドレスデコーダ5は、外部アドレス信号
Add又は内部アドレス信号IAddをデコーディング
して、アドレスデコーディング信号AD及びブロックコ
ーディング信号ANI_I,ANO_Iを生成し、メモ
リセルアレイ6に出力する。該ブロックコーディング信
号ANI_I、ANO_Iにより、複数のメモリセルブ
ロック61〜64中何れか1つのメモリセルブロックが
選択される。そして、アドレスデコーディング信号AD
により、所定のワードラインW/L及び前記選択された
メモリセルブロック内のビットラインW/Lがイネーブ
ルされて、1つのメモリセルが選択される。該選択され
たメモリセル内に貯蔵されたデータはセンスアンプ部7
により増幅された後、制御部3から出力される制御信号
COの制御により出力レジスタ部8でラッチされ、入出
力パッド9を介して外部に出力される。
【0011】この場合、複数のメモリセルから1つのメ
モリセルを選択する方法は、アドレスデコーダ5に入力
されるアドレスが外部アドレス信号Addであるか、内
部アドレス信号IAddであるかによって、次の2つの
方法に大別される。
【0012】即ち、アドレスデコーダ5が外部アドレス
信号Addによって動作して、回路全体の動作が外部ク
ロック信号CLKに同期するシングルモード(single m
ode)と称する方法と、カウンタ4から出力される内部
アドレス信号IAddによって動作して、回路全体の動
作が外部クロック信号CLKに同期するバーストモード
(burst mode)と称する方法とに区別される。
【0013】以下、このような2つのメモリセル選択方
法を、リード動作を例に挙げて説明する。説明の便宜
上、リード動作を行うために必要な待ち時間(latenc
y)、即ち、クロック信号のパルスは2つであり、外部
に出力されるデータはワードラインW/L単位であり、
4個のメモリセルに貯蔵される4つのデータから構成さ
れると仮定する。
【0014】図7は、従来の同期SRAM回路の各部の
タイミングを示した図である。図7(B),(C)に示
す制御信号/ADSP、/ADSCは、バーストモード
(burst read mode)を設定するための信号で、それら
制御信号/ADSP、/ADSCがローレベルである
と、回路全体がバーストリードモードで動作する。図7
(A)に示されたように、最初の外部クロック信号CL
Kが発生する時点t1ではシングルリードモードである
が、次の外部クロック信号CLKが発生する時点t2で
はバーストリードモードになる。
【0015】先ず、時点t1において、最初の外部クロ
ック信号CLKが発生すると、図7(D)に示すよう
に、外部アドレス信号Addのうちの1番目の外部アド
レス信号A0がラッチされ、1番目の外部アドレス信号
A0により所定のメモリセルに貯蔵されたデータQ1
(A0)がリードされて、センスアンプ部7を経て出力
レジスタ部8にラッチされる。
【0016】次いで、時点t2で、2番目の外部クロッ
ク信号CLKが発生すると、出力レジスタ部8に貯蔵さ
れたデータQ1(A0)は外部に出力され、図7(F)
に示すように、各メモリセルブロック61〜64の所定
のメモリセルが接続するビットラインB/L1〜B/L
4がイネーブルされて、2番目の外部アドレス信号A1
により各メモリセルに貯蔵されたデータQ1(A1)が
リードされて出力レジスタ部8にラッチされる。即ち、
時点t2では、最初のデータが外部に出力されると同時
に、2番目のデータが出力レジスタ部8にラッチされ
る。
【0017】このように、1番目の外部アドレス信号A
ddが入力されてからデータQ1(A0)が出力される
までは、外部クロック信号CLKの2つのパルスが必要
となる。
【0018】一方、時点t2では、出力レジスタ部8に
貯蔵されたデータが出力されると同時に、図7(C)に
示す制御信号/ADSCがローレベルに遷移され、バー
ストリードモードで動作を開始する。このように、外部
クロック信号CLKの各パルスの発生時点t1,t2,
t3,・・・毎に、バーストリードモードであるか、シ
ングルリードモードであるかを判断する。
【0019】バーストリードモードにおいて、カウンタ
4は内部アドレス信号IAddを増加させる。即ち、カ
ウンタ4は、コラム選択信号C/Sをカウントし、該カ
ウントされた値である内部アドレス信号IAddはアド
レスデコーダ5に入力される。アドレスデコーダ5は内
部アドレス信号IAddがデコーディングされたアドレ
スコーディング信号AD及びブロックコーディング信号
ANI_I,ANO_Iをメモリセルアレイ6に出力す
る。これにより、メモリセルアレイ6の1番目のメモリ
セルブロック61が選択されて、メモリセルブロック6
1内部のワードラインW/L(A1)及びビットライン
B/L0に接続するメモリセルのデータがリードされ
て、1番目のセンスアンプ71を経由して出力レジスタ
部8にラッチされる。
【0020】この後、カウンタ4により内部アドレス信
号IAddが増加されると、メモリセルアレイ6の2番
目のメモリセルブロック62が選択され、メモリセルブ
ロック62の内部のデータがリードされて、2番目のセ
ンスアンプ72を経て出力レジスタ部8にラッチされ
る。このような過程は、1つのデータを構成する4個の
メモリセルブロック61〜64内部の各メモリセルのデ
ータが全部出力されるまで繰り返して行われる。
【0021】図7(G)に示す4個のデータQ1(A
1)、Q2(A1)、Q3(A1)、Q4(A1)は、
1つのデータを構成する4個のメモリセルのデータであ
る。このように、4個のメモリセルのデータを全部出力
するための外部クロック信号CLKのパルス数は5個で
ある。即ち、最初のメモリセルのデータQ1(A1)を
出力するためには2個のパルスが必要であるが、2番目
のデータQ2(A1)を出力するための2個のパルス中
の1番目のパルスは、最初のデータQ1(A1)のため
の2番目のパルスを用いる。このように、最初のデータ
Q1(A1)が出力された後、残りの3つのデータQ2
(A1)〜Q4(A1)が連続して出力されるので、4
つのデータを出力するために必要なパルス数は5とな
る。尚、このパルス数はシングルモードとバーストモー
ドとでは同数である。
【0022】一般に、同期SRAM回路においては、デ
ータの出力速度がシステムの性能を左右する重要要素で
ある。従って、従来の回路においては、データの出力速
度を向上させる方法として、周期の短い外部クロック信
号CLKに回路動作を同期させる方法を利用するが、そ
のためには、パイプライン(pipeline depth)の深さを
増加する方法がある(IEEE Journal of Solid-State Ci
rcuits. vol.28, No.4, APRIL. 1993, p484-p489, Desi
gn Techniques for High-Throughput BiCOM Self-Timed
SRAMs.及びIEEE Journal of Solid-State Circuits. v
ol.29, No.11,NOV. 1994, p1317-p1322, Design Techni
ques for High-Throughput BiCOM Self-Timed SRAMs.参
照)。
【0023】一方、アドレス信号が入力された後、リー
ドされたデータがセンスアンプを経て出力レジスタ部に
ラッチされるまでの時間は、図8に示したように、全ア
クセス時間の65%以上を占めるので、システム全体の
動作速度(frequency)を左右する。よって、アドレス
信号が入力された後から、リードされたデータがセンス
アンプを経て出力レジスタ部にラッチされるまでの時間
を短縮すれば、動作速度は向上される。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来の同期SRAM回路においては、データの出力速度を
向上させるためには待ち時間を増加する必要がある。待
ち時間が増加すると、出力レジスタ部8が大きくなって
回路の占有面積が増大するという不都合な点があった。
【0025】また、出力レジスタ部8をセンスアンプ部
7の前段に配置しているので、出力レジスタ部8を大き
くすることは技術的に困難であるという不都合な点があ
った。
【0026】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、周期の短いクロック信号で動作させて
動作速度を向上し、データが外部に出力されるまでの時
間を短縮し得る同期SRAM回路を提供することを目的
とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明の請求項1に係る同期SRAM回路は、
複数のメモリセルを有するメモリセルブロックを複数備
えるメモリセルアレイと、前記メモリセルのデータをセ
ンシングして増幅する複数のセンスアンプを備えるセン
スアンプ部と、前記センスアンプで増幅されたデータを
ラッチする出力レジスタ部とを備え、外部クロック信号
に同期して前記メモリセルに対してデータのリード動作
及びライト動作を行う同期SRAM回路において、前記
複数のメモリセルブロックの同じワードラインに接続す
る各メモリセルに対して同時にリード動作及びライト動
作を行うバーストモードを制御するためのバーストモー
ド信号を出力する制御部と、前記バーストモード信号の
入力により、外部アドレス信号を用いて内部アドレス信
号及びブロックコーディング信号を生成し、前記複数の
メモリセルブロックの各メモリセルを選択するアドレス
デコーダと、前記バーストモード信号の入力により、前
記外部クロック信号をカウントしてコーディング信号を
出力するカウンタと、前記カウンタのコーディング信号
の入力により、前記各メモリセルから同時に読み出され
前記センスアンプ部を介して前記出力レジスタ部でラッ
チされた各データを順次外部に出力するマルチプレクサ
ーと、を包含して構成される。
【0028】請求項2に記載の発明では、前記アドレス
デコーダは、前記外部アドレス信号の反転信号を反転し
て出力する第1インバータと、前記バーストモード信号
を反転して出力する第2インバータと、前記外部アドレ
ス信号の反転信号と前記第2インバータの出力信号とを
否定論理積演算して第1内部アドレス信号を生成する第
1NANDゲートと、前記第1インバータの出力信号と
前記第2インバータの出力信号とを否定論理積演算して
第2内部アドレス信号を生成する第2NANDゲート
と、を包含して構成される。
【0029】請求項3に記載の発明では、前記カウンタ
は、前記バーストモード信号の入力により、前記メモリ
セルアレイの複数のメモリセルブロック内の各メモリセ
ルのデータが前記複数のセンスアンプに出力された後に
前記ワードラインをディスエーブルするためのワードラ
イン制御信号を前記アドレスデコーダに出力する。
【0030】請求項4に記載の発明では、前記カウンタ
は、前記外部クロック信号CLKと前記バーストモード
信号BMSとを否定論理積演算するNANDゲートと、
該NANDゲートの出力信号を反転する第1インバータ
と、直列連結された複数のラッチ回路と、該各ラッチ回
路の前段にそれぞれ連結され、前記NANDゲートの出
力信号及び前記インバータの出力信号によりオン/オフ
制御される複数の伝送ゲートと、一方端子が前記奇数番
目のラッチ回路に連結され、他方端子が電源電圧端子に
連結され、前記バーストモード信号がゲート端子に入力
される複数のPMOSトランジスタと、一方端子が前記
偶数番目のラッチ回路に連結され、他方端子が接地さ
れ、反転されたバーストモード信号がゲート端子に入力
される複数のNMOSトランジスタと、前記1番目の伝
送ゲートの出力端と前記1番目のラッチ回路間に連結さ
れ、前記バーストモード信号及び反転されたバーストモ
ード信号によりオン/オフ制御される伝送ゲートと、前
記最終段のラッチ回路の出力端に連結された第2インバ
ータと、を包含して構成され、前記1番目の伝送ゲート
の入力端は接地され、前記第2インバータから前記ワー
ドライン制御信号を出力する。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。本実施形態に係る同期SR
AM回路は、図1に示したように、外部クロック信号C
LKに同期して、外部アドレス信号Addを入力するア
ドレスレジスタ10と、外部クロック信号CLKに同期
して、外部から入力される複数の制御信号、即ち、メモ
リセルに対する通常のリード・ライト動作及びバースト
モード(burst mode)時のリード・ライト動作を制御す
るための各制御信号/ADSP、/ADSC、/ADV
をラッチして出力する制御レジスタ2と、外部クロック
信号CLKに同期して、制御レジスタ2からの各制御信
号/ADSP、/ADSC、/ADVを入力し、制御信
号CS及び複数のメモリセルブロック61〜64の同じ
ワードラインに接続する各メモリセルに対して同時にリ
ード動作及びライト動作を行うバーストモードを制御す
るためのバーストモード信号BMSを出力する制御部3
0と、制御部30からのバーストモード信号BMSの入
力により、外部クロック信号CLKに同期してアドレス
レジスタ10から出力される外部アドレス信号Addを
入力し、内部アドレス信号AN,/AN及びブロックコ
ーディング信号ANI_I,ANO_Iを生成し、複数
のメモリセルブロック61〜64の同じワードラインに
接続する各メモリセルを選択するアドレスデコーダ50
と、バーストモード信号BMSの入力により、外部クロ
ック信号CLKをカウントしてコーディング信号COS
を出力するカウンタ40と、前記コーディング信号CO
Sの入力によって、前記各メモリセルから読み出され、
センスアンプ部7の各センスアンプ71〜74でセンシ
ングされて増幅され、出力レジスタ部8の各出力レジス
タ81〜84でラッチされた各データを順次外部に出力
するマルチプレクサー100と、を備えて構成される。
尚、メモリセルアレイ6、センスアンプ部7及び入出力
パッド9は従来と同様に備えられている。
【0032】アドレスデコーダ50は、図3に示したよ
うに、パッドPADを介して外部アドレス信号Addを
入力し、インバータI61、外部クロック信号CLKに
より制御される伝送ゲートS61、バッファLT61、
外部クロック信号CLKにより制御される伝送ゲートS
62及びバッファLT62をそれぞれ通過させる。第2
バッファLT62を通過した信号ANBIは、第1NA
NDゲートNA61の一方側入力端に入力されると共
に、第2のインバータI62を介して第2NANDゲー
トNA62の一方側入力端に入力される。前記第1,第
2NANDゲートNA61,NA62の他方側入力端に
は、制御部3から出力されるバーストモード信号BMS
が第1のインバータI63を介して入力されるように構
成されている。前記第1,第2NANDゲートNA6
1,NA62の各出力信号AN,ANBは内部アドレス
信号であり、該内部アドレス信号AN,ANBを用い
て、バーストモード時にはメモリセルアレイ6の複数の
メモリセルブロック61〜64を同時に選択するブロッ
クコーディング信号ANI_I,ANO_Iを生成する
と共に、メモリセルアレイ6の各メモリセルブロック6
1〜64の各メモリセルが接続するワードラインW/L
及びビットラインB/Lをイネーブルさせるアドレスデ
コーディング信号ADを生成し、メモリセルアレイ6に
出力する。
【0033】カウンタ40は、図4に示したように、ク
ロック信号CLKとバーストモード信号BMSとを否定
論理積演算するNANDゲートNA71と、NANDゲ
ートNA71の出力信号NAを反転して信号PAを出力
する第1インバータI71と、直列連結された複数のラ
ッチ回路LT71〜LT74と、各ラッチ回路LT71
〜LT74の前段にそれぞれ連結され、NANDゲート
NA71の出力信号NA及びインバータI71の出力信
号PAによりオン/オフ制御される複数の伝送ゲートS
71〜S74と、一方端子が奇数番目のラッチ回路LT
71,LT73に連結され、他方端子が電源電圧VCC
端子と連結され、バーストモード信号BMSがゲート端
子に入力されるPMOSトランジスタPM1,PM2
と、一方端子が偶数番目のラッチ回路LT72,LT7
4に連結され、他方端子が接地され、反転されたバース
トモード信号/BMSがゲート端子に入力されるNMO
SトランジスタMN1,MN2と、1番目の伝送ゲート
S71の出力端と1番目ラッチ回路LT71の入力端間
に連結され、バーストモード信号BMS及びその反転信
号/BMSによりオン/オフ制御される伝送ゲートS7
5と、4番目のラッチ回路LT74の出力端に連結され
た第2インバータI72と、を包含して構成され、1番
目の伝送ゲートS71の入力端は接地され、該第2イン
バータI72から出力するワードライン制御信号BWC
はアドレスデコーダ50に出力される。
【0034】上述の構成により、カウンタ40は、バー
ストモード信号BMSの入力により、メモリセルアレイ
6の複数のメモリセルブロック61〜64内の各メモリ
セルのデータが複数のセンスアンプ71〜74に出力さ
れた後にワードラインW/Lをディスエーブルするため
のワードライン制御信号BWCをアドレスデコーダ50
に出力する。
【0035】これにより、詳細には後述するように、バ
ーストリードモードでは、外部クロック信号CLKの2
つのパルスの出力時間でデータが出力される、3番目の
外部クロック信号CLKのパルスでワードラインW/L
をディスエーブルすることができる。
【0036】以下、このように構成される本実施形態に
係る同期SRAM回路のリード動作を、図2のタイミン
グチャートを用いて説明する。先ず、外部アドレス信号
Addはアドレスレジスタ10によりラッチされてアド
レスデコーダ50に入力され、また、各制御信号/AD
SP、/ADSC、/ADVは制御レジスタ2によりラ
ッチされて制御部30に入力される。
【0037】制御部30は、ラッチした各制御信号/A
DSP、/ADSC、/ADVからアドレスデコーダ5
0をイネーブルさせる制御信号CSを生成してアドレス
デコーダ50に出力すると共に、制御信号/ADSP、
/ADSCを用いてバーストモード信号BMSを生成
し、バーストモード信号BMSをアドレスデコーダ50
及びカウンタ40にそれぞれ出力する。バーストモード
信号BMSは、バーストリードモードのときはハイレベ
ルであるが、シングルリードモードのときはローレベル
である。
【0038】アドレスデコーダ50は制御信号CSによ
りイネーブルされ、入力した外部アドレス信号Add及
びバーストモード信号BMSを用いて内部アドレス信号
AN,ANBを生成し、さらに、内部アドレス信号A
N、ANBをデコーディングしてアドレスデコーディン
グ信号AD及びブロックコーディング信号ANI_I,
ANO_Iを生成してメモリセルアレイ6に出力する。
これにより、メモリセルアレイ6の各メモリセルブロッ
ク61〜64の所定の各メモリセルが連結されたワード
ラインW/L及びビットラインB/L0〜B/L4をイ
ネーブルさせる。ブロックコーディング信号ANI_
I、ANO_Iはメモリセルブロック61〜64を指定
するための信号である。尚、本発明では、説明の便宜
上、メモリセルブロックの数を4個に決めたので、2つ
のブロックコーディング信号が使用されている。
【0039】ここで、アドレスデコーダ50の外部アド
レス信号Addとバーストモード信号BMSとを用いて
内部アドレス信号AN,ANBを生成する動作につい
て、図3に示す回路構成を用いて説明する。
【0040】先ず、パッドPADを介して入力された外
部アドレス信号Addは、第1インバータI61、第1
伝送ゲートS61、第1バッファLT61、第2伝送ゲ
ートS62及び第2バッファLT62を順次通って所定
時間遅延されて、論理レベルが反転されたアドレス信号
ANBIとして出力された後、第2インバータI62に
よりさらに論理レベルが反転される。一方、バーストモ
ード信号BMSは、第3インバータI63により論理レ
ベルが反転される。
【0041】次いで、第1NANDゲートNA61によ
り、第2バッファLT62を通過したアドレス信号AN
BIと反転されたバーストモード信号/BMSとを否定
論理積演算して内部アドレス信号ANを生成し、また、
第2NANDゲートNA62により、第2インバータI
62で論理レベルが反転されたアドレス信号ANBIと
反転されたバーストモード信号/BMSとを否定論理積
演算して内部アドレス信号ANBを生成する。
【0042】このとき、バーストモード信号BMSの論
理状態によって、回路全体の動作モードがシングルリー
ドモードであるか、バーストリードモードであるかが決
定される。
【0043】先ず、図2(A)に示す最初の外部クロッ
ク信号CLKのパルスが発生するときにシングルリード
モードを行う。このとき、図2(C)に示すようにバー
ストモード信号BMSはローレベルである。従って、第
1,第2NANDゲートNA61,NA62に入力され
る反転されたバーストモード信号/BMSはハイレベル
であるので、第1,第2NANDゲートNA61,NA
62から出力される内部アドレス信号AN,ANBの論
理状態は、図2(B)に示す外部アドレス信号Addの
論理レベルによって決定される。このシングルリードモ
ードにおける動作は従来と同様である。
【0044】次に、図2の2番目の外部クロック信号C
LKのパルスが発生するときに、バーストモード信号B
MSはハイレベルであるので、バーストリードモードを
行う。反転されたバーストモード信号/BMSはローレ
ベルであるので、内部アドレス信号AN,ANBの論理
状態は、外部アドレス信号Addに拘わらず常にハイレ
ベルとなり、ハイレベルの内部アドレス信号AN,AN
Bによって、メモリセルアレイ6の各メモリセルブロッ
ク61〜64のワードラインW/L及び各メモリセルブ
ロック61〜64の各ビットラインB/L0〜B/L3
がイネーブルされて、メモリセルアレイ6の4個のメモ
リセルブロック61〜64内の各メモリセルが同時に選
択される。
【0045】図2(D)〜(H)に示すワードラインW
/L(A1)及びビットラインB/L0(A1)〜B/
L3(A1)は、バーストリードモードでハイ状態にな
ることを表している。
【0046】上記のように、同時に選択された4個のメ
モリセルブロック61〜64の各メモリセルのデータQ
1(A1)〜Q1(A4)は、センスアンプ部7の4個
のセンスアンプ71〜74でそれぞれ増幅されて、出力
レジスタ部8の各出力レジスタ81〜84にそれぞれラ
ッチされ、マルチプレクサー100に入力される。
【0047】一方、図2に示された3番目の外部クロッ
ク信号CLKのパルスが発生するとき、カウンタ40
は、外部クロック信号CLKのパルスをカウントしてコ
ーディング信号COSを生成し、マルチプレクサー10
0に出力する。マルチプレクサー100は、コーディン
グ信号COSの入力により制御され、入力した4個のデ
ータQ1(A1)〜Q1(A4)を入出力パッド9に順
次出力する。該出力されたデータQ1(A1)〜Q1
(A4)は外部に出力される。
【0048】シングルリードモードの場合は、1つのメ
モリセルのデータが、外部アドレス信号Addによって
読み出されて出力レジスタ部8にラッチされるために
は、1パルスの外部クロック信号CLKが必要となり、
出力されるデータのビット数は外部アドレス信号Add
のビット数と同じであるが、バーストリードモードの場
合は、外部クロック信号CLKの1パルスで全てのメモ
リセルブロック61〜64の各メモリセルからデータを
同時に読み出すので、出力されるデータのビット数はア
ドレス信号のビットの数よりも多いこととなる。
【0049】従来の技術では、最初の外部クロック信号
CLKのサイクルの間、最初のデータが出力レジスタ部
8にラッチされ、2番目の外部クロック信号CLKのサ
イクルの間、ラッチされた最初のデータが外部に出力さ
れると同時に、2番目のデータが出力レジスタ部8にラ
ッチされるようになっていた。
【0050】これに対して、本同期SRAM回路におい
ては、最初の外部クロック信号CLKの発生で、4個の
データがメモリセルから読み出されてセンスアンプ部7
でセンシングされて出力レジスタ部8にラッチされ、2
番目の外部クロック信号CLKの発生では、出力レジス
タ部8にラッチされた4個のデータが外部に順次出力さ
れて、データの読み出し動作は行わないため、外部クロ
ック信号CLKの周期を短縮することができる。尚、デ
ータを構成するビット数が多くなるほど、全体動作時間
は短縮される。
【0051】このように、バーストリードモードの場
合、同期SRAM回路の動作速度は、センスアンプ部7
でセンシングされた後のデータの出力速度に左右される
ため、周期が速いクロック信号で同期させてバーストリ
ード動作を行うことにより、動作速度が向上される。
【0052】また、従来技術のバーストリードモードで
は、アドレスデコーディング信号ADによりワードライ
ンW/Lがイネーブルされ、次のアドレスデコーディン
グ信号ADによって他のワードラインW/Lがイネーブ
ルされるとき、前に選択されたワードラインW/Lはデ
ィスエーブルされるが、本実施形態のバーストリードモ
ードでは、複数のワードラインW/Lが同時にイネーブ
ルされた後、同時にディスエーブルされる。
【0053】即ち、本同期SRAM回路においては、4
本のワードラインW/Lを同時にイネーブルさせるの
で、メモリセルに流れる電流損失が増加するおそれがあ
るため、データが出力される時間、即ち、ワードライン
W/Lがイネーブルされてメモリセルが選択され、該メ
モリセルのデータがセンスアンプ7に伝達されるまでの
時間が経過した後、後述するように、ワードラインW/
Lを強制的にディスエーブルさせるようになっている。
【0054】ここで、図4の各信号の論理レベルを表1
に示す。
【0055】
【表1】
【0056】図4に示したように、バーストモード信号
BMSがローレベルであるとき、外部クロック信号CL
Kの論理レベルに拘わらず、NANDゲートNA71の
出力信号NAはハイレベルを維持し、第1インバータI
71の出力信号PAはローレベルを維持する。このと
き、伝送ゲートS75はオフされ、4個のスイッチング
トランジスタMP1,MP2,MN1,MN2はオンさ
れ、ラッチ回路LT74の出力端であるノードn4はハ
イレベルになって、第2インバータI72から出力する
制御信号BWCはローレベルにリセットされる。
【0057】次いで、最初の外部クロック信号CLKの
パルスの立ち上がりエッジで、バーストモード信号BM
Sはハイレベルとなるので、出力信号NAはローレベル
になって、出力信号PAはハイレベルとなる。
【0058】このとき、バーストモード信号BMSによ
り、4個のスイッチングトランジスタMP1,MP2,
MN1,MN2はオフされ、伝送ゲートS75はオンさ
れるため、ラッチ回路LT71の入力端はローレベルと
なる。また、出力信号NA,PAによって伝送ゲートS
72,S74はオンされる。従って、ノードn4はロー
レベルとなり、第2インバータI72から出力するワー
ドライン制御信号BWCはハイレベルとなる。
【0059】このように、外部クロック信号CLKのパ
ルスの論理レベルが変化する毎に、出力信号NA,PA
の論理レベルが変化するので、4個の伝送ゲートS71
〜S74はオン/オフ動作を繰り返し、ラッチ回路LT
71の入力端の論理レベルがシフトされて伝送され、ワ
ードライン制御信号BWCとして出力する。
【0060】即ち、カウンタ40に、図5(B)に示す
ハイレベルのバーストモード信号BMSが入力されて、
図5(A)に示すバーストリードモード時の1番目の外
部クロック信号CLKのパルスが入力されると、図5
(C)に示すように、3番目の外部クロック信号CLK
のパルスの立ち上がりエッジでワードライン制御信号B
WCがハイレベルとなってアドレスデコーダ50に出力
される。これにより、アドレスデコーダ50は、図2
(I)に示す出力データQ1(A1)〜Q1(A4)が
センスアンプ7に出力された後、メモリセルブロック6
1〜64のワードラインW/Lをディスエーブルするブ
ロックコーディング信号ANI_I、ANO_Iを出力
するので、メモリセルのDC電流の流れを遮断し得るよ
うになる。
【0061】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る同期
SRAM回路によれば、最初の外部クロック信号のパル
スで、複数のメモリセルブロック内のメモリセルのデー
タが複数の出力レジスタに1度にラッチされ、それらの
データは2番目の外部クロック信号のパルスで外部に順
次出力されて、データのリード動作は行わないため、デ
ータのリード動作時間が短縮することができる。
【0062】従って、メモリセルブロック数が増加し
て、1度にバーストリード動作させるメモリセル数が多
いほど、動作時間を一層短縮し得るという効果がある。
また、データの出力時間、即ち、ワードラインがイネー
ブルされてメモリセルが選択され、該メモリセルのデー
タがセンスアンプに伝達されるまでの時間が経過した
後、ワードラインを強制的にディスエーブルさせるの
で、メモリセルに流れる電流損失を防止し得るという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る同期SRAM回路の一実施形態を
示したブロック図である。
【図2】図1のリード動作時のタイミングチャートであ
る。
【図3】図1のアドレスデコーダの構成の一部を示した
回路図である。
【図4】図1のカウンタの構成の一部を示した回路図で
ある。
【図5】図4の各信号のタイミングチャートである。
【図6】従来の同期SRAM回路を示したブロック図で
ある。
【図7】図6のリード動作時のタイミングチャートであ
る。
【図8】図6の各部の動作時間を同期SRAM回路全体
の動作時間に対する百分率で示した図である。
【符号の説明】
1:アドレスレジスタ 2:制御レジスタ 6:メモリセルアレイ 7:センスアンプ部 8:出力レジスタ部 9:入出力パッド 30:制御部 40:カウンタ 50:アドレスデコーダ 61〜64:メモリセルブロック 71〜74:センスアンプ 81〜84:出力レジスタ 100:マルチプレクサー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のメモリセルを有するメモリセルブロ
    ックを複数備えるメモリセルアレイと、前記メモリセル
    のデータをセンシングして増幅する複数のセンスアンプ
    を備えるセンスアンプ部と、前記センスアンプで増幅さ
    れたデータをラッチする出力レジスタ部とを備え、外部
    クロック信号に同期して前記メモリセルに対してデータ
    のリード動作及びライト動作を行う同期SRAM回路に
    おいて、 前記複数のメモリセルブロックの同じワードラインに接
    続する各メモリセルに対して同時にリード動作及びライ
    ト動作を行うバーストモードを制御するためのバースト
    モード信号を出力する制御部と、 前記バーストモード信号の入力により、外部アドレス信
    号を用いて内部アドレス信号及びブロックコーディング
    信号を生成し、前記複数のメモリセルブロックの各メモ
    リセルを選択するアドレスデコーダと、 前記バーストモード信号の入力により、前記外部クロッ
    ク信号をカウントしてコーディング信号を出力するカウ
    ンタと、 前記カウンタのコーディング信号の入力により、前記各
    メモリセルから同時に読み出され前記センスアンプ部を
    介して前記出力レジスタ部でラッチされた各データを順
    次外部に出力するマルチプレクサーと、を包含して構成
    されたことを特徴とする同期SRAM回路。
  2. 【請求項2】前記アドレスデコーダは、 前記外部アドレス信号の反転信号を反転して出力する第
    1インバータと、 前記バーストモード信号を反転して出力する第2インバ
    ータと、 前記外部アドレス信号の反転信号と前記第2インバータ
    の出力信号とを否定論理積演算して第1内部アドレス信
    号を生成する第1NANDゲートと、 前記第1インバータの出力信号と前記第2インバータの
    出力信号とを否定論理積演算して第2内部アドレス信号
    を生成する第2NANDゲートと、 を包含して構成されたことを特徴とする請求項1に記載
    の同期SRAM回路。
  3. 【請求項3】前記カウンタは、前記バーストモード信号
    の入力により、前記メモリセルアレイの複数のメモリセ
    ルブロック内の各メモリセルのデータが前記複数のセン
    スアンプに出力された後に前記ワードラインをディスエ
    ーブルするためのワードライン制御信号を前記アドレス
    デコーダに出力することを特徴とする請求項1又は請求
    項2に記載の同期SRAM回路。
  4. 【請求項4】前記カウンタは、 前記外部クロック信号CLKと前記バーストモード信号
    BMSとを否定論理積演算するNANDゲートと、 該NANDゲートの出力信号を反転する第1インバータ
    と、 直列連結された複数のラッチ回路と、 該各ラッチ回路の前段にそれぞれ連結され、前記NAN
    Dゲートの出力信号及び前記インバータの出力信号によ
    りオン/オフ制御される複数の伝送ゲートと、 一方端子が前記奇数番目のラッチ回路に連結され、他方
    端子が電源電圧端子に連結され、前記バーストモード信
    号がゲート端子に入力される複数のPMOSトランジス
    タと、 一方端子が前記偶数番目のラッチ回路に連結され、他方
    端子が接地され、反転されたバーストモード信号がゲー
    ト端子に入力される複数のNMOSトランジスタと、 前記1番目の伝送ゲートの出力端と前記1番目のラッチ
    回路間に連結され、前記バーストモード信号及び反転さ
    れたバーストモード信号によりオン/オフ制御される伝
    送ゲートと、 前記最終段のラッチ回路の出力端に連結された第2イン
    バータと、を包含して構成され、 前記1番目の伝送ゲートの入力端は接地され、 前記第2インバータから前記ワードライン制御信号を出
    力することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか
    1つに記載の同期SRAM回路。
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