JP2000195273A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2000195273A
JP2000195273A JP10373021A JP37302198A JP2000195273A JP 2000195273 A JP2000195273 A JP 2000195273A JP 10373021 A JP10373021 A JP 10373021A JP 37302198 A JP37302198 A JP 37302198A JP 2000195273 A JP2000195273 A JP 2000195273A
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JP
Japan
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word line
enable signal
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JP10373021A
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Toshimi Kobayashi
利巳 小林
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】メモリサイズに応じてATDパルスのパルス幅
を最適化することができる半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】デコーダにより、アドレス入力信号をデコ
ードしてデコード信号を発生するのと同時に、アドレス
遷移検出回路により、アドレス入力信号の遷移を検出し
て検出信号を発生し、この検出信号に応じて、コントロ
ール回路により、ワードイネーブル信号をアクティブ状
態とする。そして、このワードイネーブル信号に応じ
て、ワードドライバにより、デコード信号に対応するワ
ード線をドライブするのと同時に、ダミーワードドライ
バによりダミーワード線をドライブし、ダミーワード線
がアクティブ状態になったことを検出してワードイネー
ブル信号を非アクティブ状態とするよう制御することに
より、上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置、
より具体的には、メモリサイズが可変の非同期型メモリ
の高速化、低消費電力化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常、非同期型メモリには、メモリの高
速化や低消費電力化等の目的から、アドレス入力信号の
遷移を検出するアドレス遷移検出回路(以下、ATD回
路という)が設けられている。
【0003】非同期型メモリでは、アドレス入力信号が
遷移すると、これがATD回路によって検出されて検出
信号が発生される。この検出信号に応じて、メモリをア
クセスするための制御信号であるATDパルスがアクテ
ィブ状態となり、非同期型メモリは、ATDパルスがア
クティブ状態の間活性化されてデータの書き込みや読み
出し等のアクセスが行われる。その後、所定の一定時間
が経過すると、ATDパルスは非アクティブ状態とな
り、これに応じて非同期型メモリは非活性化される。
【0004】ところで、従来の非同期型メモリでは、A
TD回路によってアドレスの遷移を検出し、その後、例
えばゲート遅延等を利用して一定パルス幅のATDパル
スを発生させている。したがって、メモリサイズが固定
の非同期型メモリの場合には、そのメモリサイズに合わ
せてATDパルスのパルス幅が最適値となるようにゲー
トによる遅延時間を設計すればよい。
【0005】しかし、例えばASIC(特定用途向けI
C)等のように、ワード数やビット長、メモリ容量等の
メモリサイズを可変とすることができる非同期型メモリ
の場合には、ユーザーの必要とする様々なメモリサイズ
に対応させる必要があるが、これら全てのメモリサイズ
に合わせてATDパルスのパルス幅を変更するのは現実
的に難しく、例えばメモリサイズに係わらずATDパル
スのパルス幅を一定にする場合がある。
【0006】メモリサイズが可変の場合、図5(a)に
示すように、メモリサイズが小さいと、アドレス入力信
号が遷移してATD回路により検出信号が出力され、A
TDパルスがアクティブ状態となってから、データが出
力されるまでに要する時間は非常に短くなる。これに対
して、図5(b)に示すように、メモリサイズが大きく
なると、ATDパルスがアクティブ状態となってから、
データが出力されるまでの時間は非常に長くなる。
【0007】したがって、前述のように、ATDパルス
のパルス幅をメモリサイズに係わらず一定幅とした場
合、メモリサイズが小さくなると、データが出力されて
もなおATDパルスがアクティブ状態であり、無駄に電
力を消費することになる。これに対して、メモリサイズ
が大きくなると、場合によっては、ATDパルスがアク
ティブ状態の間にデータの出力を完了することができ
ず、誤動作する危険性があるという問題点があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点をかえりみて、メモリサイズに
応じてATDパルスのパルス幅を最適化することができ
る半導体記憶装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、メモリサイズが可変の非同期型メモリで
あって、アドレス入力信号の遷移を検出して検出信号を
発生するアドレス遷移検出回路と、前記検出信号に応じ
て、ワード線の活性化/非活性化を制御するワードイネ
ーブル信号をアクティブ状態とするコントロール回路
と、前記ワードイネーブル信号に応じて前記ダミーワー
ド線をドライブするダミーワードドライバと、前記ダミ
ーワード線に接続されており、1ワードのビット長に対
応する所定ビット数のダミーセルとを少なくとも有し、
前記コントロール回路は、前記ダミーワード線がアクテ
ィブ状態になったことを検出して前記ワードイネーブル
信号を非アクティブ状態とするよう制御することを特徴
とする半導体記憶装置を提供するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明の半導体記憶装置を詳細に説明
する。
【0011】図1は、本発明の半導体記憶装置の一実施
例のブロック構成図である。図示例の半導体記憶装置1
0は、本発明を適用する非同期型メモリの一例となるも
ので、アドレス遷移検出回路(以下、ATD回路とい
う)12と、コントロール回路14と、デコーダ16
と、ワードドライバ18aおよびダミーワードドライバ
18bと、メモリセルアレイ20aおよびダミーセル2
0bと、入出力回路22とを有する。
【0012】この半導体記憶装置10において、アドレ
ス入力信号は、ATD回路12およびデコーダ16に入
力される。例えば、メモリセルアレイ20aの所定のメ
モリセルに記憶されているデータを読み出すためにアド
レス入力信号が遷移すると、まず、ATD回路12で
は、アドレス入力信号の遷移を検出して検出信号が発生
され、この検出信号はコントロール回路14に入力され
る。
【0013】コントロール回路14では、検出信号に応
じて、ワード線の活性化/非活性化を制御するワードイ
ネーブル信号、および、入出力回路で用いられるセンス
アンプの活性化/非活性化を制御するセンスアンプイネ
ーブル信号がアクティブ状態となり、ワードイネーブル
信号はANDゲート24a,24bの一方の入力端子
に、センスアンプイネーブル信号は入出力回路22にそ
れぞれ入力される。これらのワードイネーブル信号およ
びセンスアンプイネーブル信号が、半導体記憶装置10
の活性化/非活性化を制御するATDパルスに相当する
ものである。
【0014】ここで、図2に、ATD回路12およびコ
ントロール回路14の一実施例の構成回路図を示す。ま
ず、ATD回路12は、図示例の場合、プルアップ素子
となるP型MOSトランジスタ(以下、PMOSとい
う)26と、バッファ28と、各々のアドレス入力信号
A0,A1,…に応じて設けられたインバータ30、E
NORゲート32およびN型MOSトランジスタ(以
下、NMOSという)34とを有する。
【0015】PMOS26のゲートはグランドに接続さ
れ、そのソースは電源に接続されている。また、各々の
アドレス入力信号A0,A1,…は、各々対応するEN
ORゲート32の一方の入力端子および初段のインバー
タ30に入力されている。図示例では3個のインバータ
30が直列接続されており、その最終段のインバータ3
0の出力端子はENORゲートの他方の入力端子に入力
されている。また、ENORゲート32の出力は各々対
応するNMOS34のゲートに入力され、NMOS34
のソースはグランドに接続され、そのドレインはいずれ
もPMOS26のドレインと短絡されてバッファ28に
入力されている。
【0016】一方、コントロール回路14は、図示例の
場合、インバータ36およびNANDゲート38からな
る立ち上がり検出回路と、2つのNANDゲート40,
42からなるSRラッチと、2つのバッファ44,46
とを有する。
【0017】立ち上がり検出回路のNANDゲート38
の一方の入力端子および初段のインバータ36にはダミ
ーワード線が接続されている。図示例の場合、3個のイ
ンバータ36が直列接続されており、その最終段のイン
バータ36の出力はNANDゲート38の他方の入力端
子に入力されている。SRラッチを構成する2つのNA
NDゲート40,42の一方の入力端子には、各々AT
D回路12のバッファ28の出力および立ち上がり検出
回路のNANDゲート38の出力が入力され、他方の入
力端子には、互いのNANDゲート42,40の出力が
接続されている。また、NANDゲート40の出力とな
るイネーブル信号は2つのバッファ44,46に共通に
入力され、2つのバッファ44,46からは、それぞれ
ワードイネーブル信号およびセンスアンプイネーブル信
号が出力されている。
【0018】本発明の半導体記憶装置10で使用される
ATD回路12およびコントロール回路14の構成は、
例えば以上のようなものである。なお、図示例のATD
回路12やコントロール回路14に限定されず、設計上
の必要に応じて適宜回路を変更してもよいのは当然であ
る。続いて、図3に示すタイミングチャートを参照しな
がら、図2に示すATD回路12およびコントロール回
路14の動作について詳しく説明する。
【0019】ATD回路12では、PMOS26により
バッファ28の入力端子側の内部ノードは常にチャージ
アップされている。図3のタイミングチャートに示すよ
うに、アドレス入力信号A0,A1,…の内の少なくと
も1つが遷移すると、遷移したアドレス入力信号に対応
するENORゲート32がハイレベルとなり、これによ
りNMOS34がオンしてバッファ28の入力端子側の
内部ノードがディスチャージされてローレベルになる。
すなわち、図示例の場合、バッファ28から出力される
検出信号はローレベルとなる。
【0020】続いて、コントロール回路14では、検出
信号がローレベルに変化したことに応じて、SRラッチ
がセットされ、その出力となるイネーブル信号がハイレ
ベルになる。このイネーブル信号は、バッファ44,4
6によりドライブされ、各々ワードイネーブル信号およ
びセンスアンプイネーブル信号として出力される。
【0021】図1において、前述のATD回路12やコ
ントロール回路14が動作するのと同時に、デコーダ1
6によりアドレス入力信号がプリデコードされて、アド
レス入力信号の値に対応する1つのデコード信号がアク
ティブ状態、例えば本実施例の場合にはアクティブ状態
であるハイレベルとなり、このデコード信号は、ダミー
ワードドライバ18bに対応するANDゲート24bを
除いて、ワードドライバ18aに対応するANDゲート
24aの他方の入力端子に各々入力される。
【0022】ワードドライバ18aに対応する各々のA
NDゲート24aにより、ワードイネーブル信号とデコ
ード信号との論理がとられ、その出力は各々のワードド
ライバ18aに入力される。そして、これらのワードイ
ネーブル信号およびデコード信号がともにアクティブ状
態である場合に、ワードドライバ18aにより、アクテ
ィブ状態のデコード信号に対応する1つのワード線だけ
がアクティブ状態にドライブされる。
【0023】続いて、アクティブ状態のワード線により
制御されるメモリセルアレイ20aのメモリセルが活性
化され、活性化されたメモリセルに保持されているデー
タに応じてビット線対間に微小差電圧が発生する。ビッ
ト線対間に発生した微小差電圧は入出力回路22に入力
され、図示していないセンスアンプにより、センスアン
プイネーブル信号がアクティブ状態の間増幅されてデー
タ出力信号として出力される。
【0024】一方、ダミーワードドライバ18bに対応
するANDゲート24bの他方の入力端子は電源に接続
されており、ダミーワードドライバ18bでは、デコー
ド信号の状態に係わらず、ワードイネーブル信号がアク
ティブ状態であれば、すなわち、アドレス信号が遷移し
た場合にはいつでもダミーワード線がアクティブ状態に
ドライブされる。
【0025】アクティブ状態とされたダミーワード線は
ダミーセル20bに入力されるとともに、コントロール
回路14にフィードバックされる。コントロール回路1
4は、このダミーワード線がアクティブ状態となったこ
とを検出して、ワードイネーブル信号およびセンスアン
プイネーブル信号を非アクティブ状態とする。
【0026】ここで、再び図2の回路図および図3のタ
イミングチャートを参照してコントロール回路14の動
作を詳しく説明する。
【0027】図2のコントロール回路14に示すダミー
ワード線がアクティブ状態であるハイレベルに変化する
と、図3のタイミングチャートに示すように、立ち上が
り検出回路により、ダミーワード線がハイレベルに変化
したことが検出され、この立ち上がり検出回路の出力R
として、インバータ36による遅延時間に相当するパル
ス幅のローレベルのパルスが出力される。この立ち上が
り検出回路の出力RのローレベルのパルスによりSRラ
ッチがリセットされ、その出力であるイネーブル信号が
ローレベルとなる。これにより、ワードイネーブル信号
およびセンスアンプイネーブル信号もローレベルとな
る。
【0028】これに応じて、ワードドライバ18a、メ
モリセルアレイ20aおよび入出力回路22は非活性化
され、データの読み出しは終了する。
【0029】なお、ダミーワードドライバ18bに対応
するANDゲート24bやダミーセル20bは、それぞ
れワードドライバ18aに対応するANDゲート24a
やメモリセルに対応する負荷をダミーワード線に加え、
各々のワード線がアクティブ状態となるタイミングとダ
ミーワード線がアクティブ状態となるタイミングを一致
させるためのものであり、ダミーセルからビット線対に
対してデータが出力されないのは言うまでもないことで
ある。
【0030】ここで、図4に、本発明の半導体記憶装置
の一実施例のレイアウト概念図を示す。この図は、図1
に示す本発明の半導体記憶装置10のチップレイアウト
を概念的に示したものである。図示例の場合、左側の欄
の上側にデコーダ、その下側にATD回路が配置され、
以下同様に、中央の欄には、上側から順番にダミーワー
ドドライバ、ワードドライバおよびコントロール回路が
配置され、右側の欄には、上側から順にダミーセル、メ
モリセルアレイおよび入出力回路が配置されている。
【0031】このチップレイアウトでは、ダミーワード
ドライバおよびダミーセルは、コントロール回路の配置
に対して、それぞれワードドライバおよびメモリセルア
レイを挟んで反対の位置に配置されている。
【0032】このため、ワードイネーブル信号は、図中
中央の欄の最も下側に配置されているコントロール回路
から、ワードドライバに沿って、その上側に配置されて
いるダミーワードドライバまで引き回される。ワードド
ライバの図中上下方向のレイアウトサイズは、メモリセ
ルアレイのワード数に応じて決定されるため、ダミーワ
ードドライバに入力されるワードイネーブル信号は、そ
の配線のRC遅延によりメモリセルアレイのワード数に
応じて遅延されることになる。
【0033】また、ダミーワード線は、ダミーワードド
ライバから、その右側に横長に配置されているダミーセ
ルに沿って引き回される。ダミーセルの図中左右方向の
レイアウトサイズは、メモリセルアレイの1ワード当た
りのビット長に応じて決定されるため、ダミーワード線
がアクティブ状態となるタイミングは、同じく、その配
線のRC遅延によりメモリセルアレイのビット長に応じ
て遅延されることになる。
【0034】さらに、ダミーワード線は、ワードイネー
ブル信号の場合とは逆に、ダミーワードドライバから、
ワードドライバに沿ってコントロール回路まで引き回さ
れる。したがって、コントロール回路に入力されるダミ
ーワード線がアクティブ状態となるタイミングは、さら
に、その配線のRC遅延によりメモリセルアレイのワー
ド数に応じて遅延されることになる。
【0035】このように、本発明の半導体記憶装置で
は、メモリセルアレイのワード数やビット長に応じて、
ダミーワード線がアクティブ状態となるタイミングが自
動的に調整される。なお、図示例では、本発明の半導体
記憶装置のチップレイアウトの一例をあげて説明した
が、本発明はこれに限定されず、各部の配置を適宜変更
したり、配線の引き回しを適宜変更したりすることによ
り、タイミングをさらに正確に調整することも可能であ
る。
【0036】以上のように、本発明の半導体記憶装置に
よれば、メモリサイズに応じて、ATDパルスに相当す
るワードイネーブル信号やセンスアンプイネーブル信号
のパルス幅を、半導体記憶装置をアクセスするために必
要十分なパルス幅に最適化することができる。このた
め、半導体記憶装置の低消費電力化を達成し、同時に誤
動作も防止することができる。また、ATDパルスが最
適化されるため、無駄なアクセス時間を取り除くことが
でき、半導体記憶装置の動作を高速化することができ
る。
【0037】なお、上記実施例では、データの読み出し
を例示して説明を行ったが、データの書き込みの場合も
ATDパルスのパルス幅が最適化されることは言うまで
もないことである。また、ATD回路やコントロール回
路の具体的な構成回路は、設計上の必要に応じて適宜変
更してもよいし、本発明の半導体記憶装置のレイアウト
イメージも図示例のものに限定されず、設計上の必要に
応じて適宜変更してもよいのはもちろんである。
【0038】以上、本発明の半導体記憶装置について詳
細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本
発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変
更をしてもよいのはもちろんである。
【0039】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明の半導
体記憶装置は、アドレス入力信号をデコードしてデコー
ド信号を発生するのと同時に、アドレス入力信号の遷移
を検出して検出信号を発生し、この検出信号に応じて、
ワードイネーブル信号をアクティブ状態とし、このワー
ドイネーブル信号に応じて、デコード信号に対応するワ
ード線をドライブするのと同時にダミーワード線をドラ
イブし、ダミーワード線がアクティブ状態になったこと
を検出してワードイネーブル信号を非アクティブ状態と
するよう制御するものである。これにより、本発明の半
導体記憶装置によれば、メモリサイズに応じて、ワード
イネーブル信号やセンスアンプイネーブル信号のパルス
幅を、半導体記憶装置をアクセスするために必要十分な
パルス幅に最適化することができる。このため、本発明
の半導体記憶装置によれば、半導体記憶装置の消費電力
を低減することができ、無駄なアクセス時間を取り除い
て半導体記憶装置の動作を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半導体記憶装置の一実施例のブロッ
ク構成図である。
【図2】 ATD回路およびコントロール回路の一実施
例の構成回路図である。
【図3】 本発明の半導体記憶装置の動作を表す一実施
例の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一実施例のレイア
ウト概念図である。
【図5】 (a)および(b)は、いずれも従来の半導
体記憶装置の動作を表す概念図である。
【符号の説明】
10 半導体記憶装置 12 アドレス遷移検出回路 14 コントロール回路 16 デコーダ 18a ワードドライバ 18b ダミーワードドライバ 20a メモリセルアレイ 20b ダミーセル 22 入出力回路 24a,24b ANDゲート 26 P型MOSトランジスタ 28,44,46 バッファ 30,36 インバータ 32 ENORゲート 34 N型MOSトランジスタ 38,40,42 NANDゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メモリサイズが可変の非同期型メモリであ
    って、 アドレス入力信号の遷移を検出して検出信号を発生する
    アドレス遷移検出回路と、前記検出信号に応じて、ワー
    ド線の活性化/非活性化を制御するワードイネーブル信
    号をアクティブ状態とするコントロール回路と、前記ワ
    ードイネーブル信号に応じて前記ダミーワード線をドラ
    イブするダミーワードドライバと、前記ダミーワード線
    に接続されており、1ワードのビット長に対応する所定
    ビット数のダミーセルとを少なくとも有し、 前記コントロール回路は、前記ダミーワード線がアクテ
    ィブ状態になったことを検出して前記ワードイネーブル
    信号を非アクティブ状態とするよう制御することを特徴
    とする半導体記憶装置。
JP10373021A 1998-12-28 1998-12-28 半導体記憶装置 Pending JP2000195273A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100512934B1 (ko) * 2002-01-09 2005-09-07 삼성전자주식회사 반도체 메모리 장치
KR100700160B1 (ko) * 2005-08-23 2007-03-28 삼성전자주식회사 반도체 메모리 장치 및 반도체 메모리 장치의 워드라인활성화 방법

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