JP2000339982A - 半導体記憶装置及びそれを用いたセンサ - Google Patents

半導体記憶装置及びそれを用いたセンサ

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JP2000339982A JP15112299A JP15112299A JP2000339982A JP 2000339982 A JP2000339982 A JP 2000339982A JP 15112299 A JP15112299 A JP 15112299A JP 15112299 A JP15112299 A JP 15112299A JP 2000339982 A JP2000339982 A JP 2000339982A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】消費電流を低減し、同時にデコーダの消費電流
も低減可能な半導体記憶装置を提供する。 【解決手段】半導体記憶装置において、プリチャージ用
トランジスタのドレインとデータ線とをYスイッチを介
して接続し、メモリセルアレイのワード線を選択するX
デコーダにアドレスの下位ビット信号を、Yスイッチ制
御信号線を選択するYデコーダにアドレスの上位ビット
信号を入力し、メモリセルアレイのアドレスをデータ線
方向に順次配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置及
びこれを適用したセンサに関し、特に低消費電流のRO
MまたはRAM及びこれを適用した圧力センサに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、各種演算処理を行うマイクロコン
ピュータなどの集積回路は、高速化,大規模化する傾向
にあり、これらを達成しながら同時に消費電流を低減す
るという課題を有する。これに伴い、ROMあるいはR
AMといったチップ内蔵の半導体記憶装置に関しても低
消費電流化が要求されている。以下に、半導体記憶装置
の一例として特にROMについて従来例を説明する。
【0003】図10に従来のプリチャージ方式を用いた
ROMの代表的な構成例を示す。
【0004】ROMは、制御プログラム,演算プログラ
ムなど不揮発のデータを記憶するための半導体記憶装置
である。以下説明するROMにおいて、メモリ部は、メ
モリ容量n×mビット、つまりワード線がn本,データ
線がm本のn行×m列のマトリックスで構成されている
ものとする。
【0005】図10に示したROMは、メモリセル50
から成りデータが不揮発に記憶されるメモリセルアレイ
5,アドレスラッチ4からROMに送られるアドレス信
号44に応じて、メモリセルアレイのn本のワード線1
0の中から1本を選択するXデコーダ1,m本のデータ
線30をプリチャージするm個のプリチャージ用トラン
ジスタ90,データ線のデータを読み出す出力回路7,
この出力回路とデータ線を接続するm個のパストランジ
スタ60から成るYスイッチ6,アドレスラッチ4から
ROMに送られるアドレス信号44に応じて、m本のY
スイッチ制御信号線20の中から1本を選択するYデコ
ーダ2により構成される。
【0006】図10の半導体記憶装置の回路動作につい
て、クロック及び各信号線の電位変化を表わす図11の
タイミングチャートを用いて説明する。
【0007】まず、クロック(CLK)がローレベル
(以下、Lと記す)からハイレベル(以下、Hと記す)
に変わるとき、つまりクロックの立ち上がりにおいて、
アドレスラッチ4からアドレス信号44がXデコーダ1
及びYデコーダ2に送られ、デコードが開始される。ア
ドレスのデコードはクロックがHの期間には完了し、m
本のYスイッチ制御信号線20のうち1本が選択され、
Hになる。
【0008】また、同じくクロックの立ち上がりに伴
い、プリチャージ制御信号9がLになり、プリチャージ
用トランジスタ90がオンになる。これによりm本のデ
ータ線30が電源電圧VDDまで、つまりHにプリチャー
ジされる。クロックがHの期間は、Xデコーダ1には、
クロックの逆相信号、つまりLが入力されているので、
ワード線10はいずれもHにならず、データ線にプリチ
ャージした電荷を引き抜くことはない。
【0009】次にクロックがLになると、n本のワード
線10のうち1本が選択され、Hになる。この時、Nチ
ャネルトランジスタが形成されているメモリセルを選択
した場合は、データ線の電荷が引き抜かれてデータ線は
Lになり、出力回路7を通って出力信号8が出力され
る。一方、Nチャネルトランジスタが形成されていない
メモリセルを選択した場合は、データ線の電荷が引き抜
かれずにデータ線はHを維持し、出力回路7を通って出
力信号8が出力される。このように、メモリセルアレイ
5の各メモリセル50には、Nチャネルトランジスタの
有無によって製造時にデータ“1”または“0”をプロ
グラムする。
【0010】以上説明したように、プリチャージ方式の
ROMにおいては、クロックがHの期間に“アドレスの
デコード”と“データ線のプリチャージ”という二つの
動作を完了させることが必須である。
【0011】上記の従来例の他に、改良されたビット線
プリチャージ方式を用いた半導体記憶装置の公知例とし
て、例えば、特開平6−119793 号が開示されている。
【0012】また、ROMあるいはRAMをセンサ、特
に圧力センサの補正手段の一部として用いている公知例
には、特開平9−113310号,特開平10−281912 号がある
が、これらの半導体記憶装置の具体的な回路構成につい
ては特に記されていない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】図10に示した従来の
半導体記憶装置は上記のように構成されているため、実
際に選択されたアドレスに関係なくm本全てのデータ線
が、クロックがHの期間にプリチャージされる。これ
は、図11のタイミングチャートに示すように、クロッ
クがHの期間にプリチャージとデコードをパラレルに行
うため、この期間内には、アドレスに応じた1本のデー
タ線を選択することができず、全てのデータ線をプリチ
ャージしておく必要があるためである。
【0014】上記のように、クロックがLの期間にワー
ド線が1本Hになるが、選択されていないデータ線にお
いても、このデータ線と、Hになっているワード線の交
点に位置するメモリセルにNチャネルトランジスタが形
成されている場合は、電荷の引き抜きが起こってしま
う。このデータ線は、次のサイクルにおいて、再度プリ
チャージしなくてはならない。このように、全てのデー
タ線をプリチャージするという従来の回路構成では、無
駄な消費電流が多くなり、結果としてメモリセルアレイ
における消費電流が増大するという問題がある。
【0015】この問題を解決するために、例えば、特開
平6−119793 号では、選択されたアドレスのデータ線だ
けをプリチャージするデータ線選択プリチャージ方式を
提案している。
【0016】この方式は、クロックがHの期間の比較的
前半においてアドレスのデコードが完了するため、この
動作が完了した後で、選択されたデータ線をプリチャー
ジする、つまりクロックがHの期間でデコードとプリチ
ャージをシリアルに行うことが可能であるということを
利用している。これにより、プリチャージ用トランジス
タのドレインとメモリセルアレイのデータ線とをYスイ
ッチを介して接続する回路構成をとり、選択されたアド
レスのデータ線をプリチャージすることができる。この
ように、本方式は、上記の全てのデータ線をプリチャー
ジするという従来方式に比べて、プリチャージ時の消費
電流の大幅な低減を実現できる。
【0017】しかし、特開平6−119793 号の回路方式で
は、アドレスのデコードとデータ線のプリチャージが、
クロックの立ち上がりから同時に行われるため、デコー
ド完了前にプリチャージ用トランジスタがオンになる可
能性がある。このため、実際には、プリチャージ用トラ
ンジスタがオンになってから、デコードが完全に完了す
る、つまり選択された1つのパストランジスタのみがオ
ンになるまでの期間は、そのサイクルで選択されていな
いアドレスのデータ線をプリチャージしてしまうという
問題がある。特に、特開平6−119793 号では、メモリセ
ルのアドレスをワード線に沿って配置しているので、連
続したアドレスをアクセスする際にも、1サイクル毎に
異なったデータ線につながるパストランジスタをオンし
ていかなくてはならないため、上記の理由により、前の
サイクルで選択したアドレスのデータ線を再度プリチャ
ージしてしまう。また、Xデコーダのみならず、Yデコ
ーダの出力も毎サイクル変化することになり、デコーダ
の消費電流も増加してしまう。
【0018】本発明は以上のような事情を鑑みてなされ
たものであり、その主たる目的は、そのサイクルで選択
されたアドレスのデータ線を1本だけプリチャージする
ことにより、プリチャージ時の消費電流を1/m(mは
データ線の本数)にまで低減でき、同時にデコーダの消
費電流も低減可能な半導体記憶装置を提供することにあ
る。
【0019】また、本発明の別の目的は、センサ毎にそ
の特性を補正するための補正手段を有するセンサに上記
のような低消費電流の半導体記憶装置を適用することに
より、低消費電流のセンサを実現することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
課題を解決するためになされたものであり、情報を記憶
する複数のメモリセルと、複数のワード線及びデータ線
と、記憶したデータを出力する出力回路と、アドレス信
号に対応して前記ワード線のうち1本を選択する第1の
デコーダと、前記データ線と前記出力回路を接続する複
数のパストランジスタと、アドレス信号に対応して前記
パストランジスタのうち1つを選択してオンにする第2
のデコーダと、データ読み出し前に前記データ線をあら
かじめチャージするためのプリチャージ用トランジスタ
から構成した半導体記憶装置において、前記第1のデコ
ーダにアドレスの下位ビット信号を入力し、前記第2の
デコーダにアドレスの上位ビット信号を入力することに
よって、メモリセルアレイのアドレスをデータ線方向に
順次配置したことを特徴とする。
【0021】本発明の他の特徴は、アクセスされるアド
レスが連続的に変化する半導体記憶装置において、前記
第1のデコーダにアドレスの下位ビット信号を入力し、
前記第2のデコーダにアドレスの上位ビット信号を入力
することにある。
【0022】また、前記プリチャージ用トランジスタを
オンにするタイミングを遅延手段を用いて制御すること
によって上記課題を解決することができる。
【0023】また、本発明は、前記プリチャージ用トラ
ンジスタのドレインと前記データ線とを前記パストラン
ジスタを介して接続することを特徴としている。
【0024】さらに、上記のような構成の半導体記憶装
置を、センサ毎にその特性を補正するための補正手段を
有するセンサに適用することによって、低消費電流のセ
ンサを実現できる。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明の半導体記憶装置及びそれ
を用いたセンサの実施例を、図面を用いて詳細に説明す
る。
【0026】図1に本発明の半導体記憶装置に係わる第
1の実施例を示す。本実施例は、アドレス信号が、この
半導体記憶装置のみにアドレス信号を送るプログラムカ
ウンタから入力され、アドレスの下位ビット信号をXデ
コーダに、上位ビット信号をYデコーダに入力する半導
体記憶装置に関する。
【0027】図1の実施例は特にROMについて記した
ものであるが、メモリセルにフリップフロップを用いれ
ばRAMにも適用できるものである。以下説明するのは
プリチャージ方式のROMであり、そのメモリ部は、メ
モリ容量n×mビット、つまりワード線がn本,データ
線がm本のn行×m列のマトリックスで構成されてい
る。
【0028】図1に示したROM100は、このROM
100のみにアドレス信号を送るプログラムカウンタ2
00に接続されており、データが記憶されるメモリセル
アレイ5,プログラムカウンタ200からROM100
に送られるアドレス信号41に応じて、メモリセルアレ
イのn本のワード線10の中から1本を選択するXデコ
ーダ1,データ線30をプリチャージするプリチャージ
用トランジスタ90,データ線のデータを読み出す出力
回路7,この出力回路とデータ線を接続するm個のパス
トランジスタ60から成るYスイッチ6,プログラムカ
ウンタ200からROM100に送られるアドレス信号
42に応じて、m本のYスイッチ制御信号線20の中か
ら1本を選択するYデコーダ2により構成される。
【0029】従来のマイコンとは異なり、プログラムカ
ウンタがROMのみにアドレス信号を送る構成とするこ
とにより、プログラムカウンタがレジスタ,RAMなど
のROM以外のハードモジュールの実行アドレスを指定
することがなくなり、常に何らかの処理を行うためのプ
ログラムが実行されるため、電源投入時の初期設定のた
めの回路や暴走対策のためのリセット回路が不要にな
る。
【0030】プリチャージ用トランジスタ90のドレイ
ンは、Yスイッチ6を介してメモリセルアレイのデータ
線30と接続されている。このため、Yデコーダ2にお
いて選択したパストランジスタのみをオンにして、選択
されたアドレスのデータ線をプリチャージすることがで
き、全てのデータ線をプリチャージするという従来方式
に比べて、プリチャージ時の大幅な消費電流低減を実現
できる。また、プリチャージ用トランジスタの数も1/
m(mはデータ線の本数)にまで減らすことができる。
【0031】さらに、本実施例の重要な特徴は、Xデコ
ーダ1にアドレスの下位ビット信号41を、Yデコーダ
2にアドレスの上位ビット信号42を入力するところに
ある。これにより、特開平6−119793 号とは異なり、図
1に示すようにデータ線方向にメモリセルアレイ5のア
ドレスをから順次配置することができる。このような
回路方式は、一般的にプログラムには局所性があり、こ
れに応じてROMのアドレスは、例えば→→→…
のように連続的にアクセスされる頻度が高いということ
を利用して考案されたものである。
【0032】本発明によって、選択されていないアドレ
スのデータ線をプリチャージすることがなくなり、特開
平6−119793 号の回路方式に比べて消費電流が低減可能
であることを、ROM100の各信号線の電位変化を示
した図2のタイミングチャートを用いて説明する。
【0033】まず、クロック(CLK)がローレベル
(L)からハイレベル(H)に変わるとき、つまりクロ
ックの立ち上がりで、プログラムカウンタ200におい
てそのサイクルで選択するアドレスデータがセットさ
れ、アドレスの下位ビット信号41がXデコーダ1に、
アドレスの上位ビット信号42がYデコーダ2に入力さ
れデコードが開始される。アドレスのデコードはクロッ
クがHの期間には完了し、m本のYスイッチ制御信号2
0のうち1本が選択され、Hになる。
【0034】また、同じくクロックの立ち上がりに伴
い、プリチャージ制御信号9がLになり、プリチャージ
用トランジスタ90がオンになる。これにより選択され
たデータ線30が電源電圧VDDまで、つまりHにプリチ
ャージされる。クロックがHの期間は、Xデコーダ1に
は、クロックの逆相信号、つまりLが入力されているの
で、ワード線10はいずれもHにならず、データ線にプ
リチャージした電荷を引き抜くことはない。
【0035】この時、前サイクルと同一のデータ線のア
ドレスが選択されたときは、Yデコーダの出力に全く変
化はなく、選択されていないデータ線にプリチャージさ
れることが回避でき、消費電流を低減することができ
る。
【0036】次にクロックがLになると、n本のワード
線10のうち1本が選択され、Hになる。この時、Nチ
ャネルトランジスタが形成されているメモリセルを選択
した場合は、データ線の電荷が引き抜かれてデータ線は
Lになり、出力回路7を通って出力信号8が出力され
る。一方、Nチャネルトランジスタが形成されていない
メモリセルを選択した場合は、データ線の電荷が引き抜
かれずにデータ線はHを維持し、出力回路7を通って出
力信号8が出力される。このように、メモリセルアレイ
5の各メモリセル50には、Nチャネルトランジスタの
有無によって製造時にデータ“1”または“0”をプロ
グラムする。
【0037】以上のように、本発明の回路方式は、一般
的にプログラムに局所性があることを利用しているが、
さらに、図3に示すように分岐命令をなくし、命令を順
次実行させるようにプログラムを作成することによっ
て、より低消費電流化を実現することができる。この場
合、プログラムカウンタが常に1つずつ加算されるた
め、図2のタイミングチャートに示すように、Yデコー
ダの出力はnサイクルの期間確定している。このため、
nサイクルの期間は、例えばパストランジスタ60−1
がオンしているだけで、これ以外のパストランジスタ
(60−2〜60−m)はオフしているため、選択された
データ線30−1のみがプリチャージされ、これ以外の
データ線(30−2〜30−m)がプリチャージされる
ことは確実に回避できる。もっとも、n+1サイクル目
に隣のデータ線30−2にアドレスが移るときには、前
述したように、Yデコーダの出力が変化するため、前サ
イクルまで選択されていたデータ線30−1を再度プリ
チャージしてしまう可能性があるが、一般にnは1に比
べて十分に大きいため、このようなことが起こる頻度は
極めて少ない。
【0038】上記のようなプログラムを格納するROM
に本発明の方式を適用することにより、全データ線をプ
リチャージする従来方式のROMと比較して、プリチャ
ージ時の消費電流を1/m(mはデータ線の本数)にま
で低減できる。さらに、Yデコーダの消費電流を特開平
6−119793 号の回路方式と比べて1/n(nはワード線
の本数)にまで低減できる。以上の消費電流低減は、プ
リチャージ回路あるいはYデコーダ以外の部分の消費電
流を増やさずに、またメモリ全体の回路面積を大きくす
ることなく実現できる。
【0039】さて、分岐命令のないプログラムは、例え
ば無限ループに入ることにより暴走するといったことを
避けられるという特徴を有する。このため、リセット回
路が不要になり、マイクロコンピュータ自体を小型化す
ることができる。このような分岐命令のないプログラム
は、高い信頼性が要求され、かつ、小型化,低消費電流
が要求される機器、例えば人体に入って患部の治療を行
うマイクロロボット等の医療機器に搭載するマイクロコ
ンピュータのプログラムとして利用できる。このような
ことを実現する場合、上記プログラムを格納するROM
として、本発明のROMが最適である。
【0040】図4に本発明の半導体記憶装置に係わる第
2の実施例を示す。本実施例は、アドレス信号が、メモ
リ,レジスタなどの各種ハードモジュール共通のアドレ
スバスから入力され、アドレスの下位ビット信号をXデ
コーダに、上位ビット信号をYデコーダに入力する半導
体記憶装置に関する。
【0041】図4の実施例は特にROMについて記した
ものであるが、メモリセルにフリップフロップを用いれ
ばRAMにも適用できるものである。アドレス信号41
あるいは42がアドレスバス150からROM100に
入力されている以外は、図1に示した第1の実施例のR
OMと同様の回路構成となっている。ROMも含めて全
てのハードモジュールの実行アドレスを1本のアドレス
バスによって指定する構成は、従来のマイクロコンピュ
ータにおいて一般的に採用されている。
【0042】本実施例においてもXデコーダ1にアドレ
スの下位ビット信号41を、Yデコーダ2にアドレスの
上位ビット信号42を入力する構成としている。回路動
作は本発明第1の実施例で説明したものと同じである
が、ROMのアドレスが選択されている期間だけROM
を動作させるために、クロック信号とCE(チップイネ
ーブル)信号の論理積をとっている。例えば、ROMが
選択されたときはCE信号がHになり、ROMが選択さ
れていない期間はCE信号がLになり、ROMの全ての
動作は停止する。
【0043】本実施例の特徴は、Yデコーダ2の前段に
アドレスバス150から送られてくるアドレスの上位ビ
ット信号42を保持するためのアドレスラッチ4を設け
たことにある。アドレスラッチ4は、ROMが非選択の
期間も、最後に選択されたROMのアドレスの上位ビッ
ト信号を保持し、この時に選ばれた例えばパストランジ
スタ60−1はオンし続ける。このため、次にROMが
選ばれたときに、前回選択されたデータ線(例えば30
−1)と同じデータ線30−1が選択された場合は、Y
デコーダの出力はすでに確定しているため、非選択のデ
ータ線をプリチャージすることを回避できる。前述した
ように、一般的にROMあるいはRAMのアドレスは、
例えば→→→…のように連続的にアクセスされる
頻度が高いため、アドレスバスからアドレス信号を受け
取るROM、あるいはRAMについても、本発明による
回路構成とすることで消費電流を低減することができ
る。Yデコーダ2の前段にアドレスラッチ4を設けない
場合は、Yデコーダはアドレスバス150に直接接続さ
れることになり、ROMが選択されていない期間もYデ
コーダの入力信号は、他のハードモジュールのアドレス
を選択する信号に応じて変化してしまう。また、同じく
Yデコーダ2の前段にアドレスラッチ4を設けない場合
において、Yデコーダの入力信号を変化させないように
アドレス信号42とCEの論理積をYデコーダ2に入力
する回路構成としても、ROM非選択の期間、Yデコー
ダの入力信号は全てLに固定されてしまう。いずれの場
合も、次にROMが選択されたとき、Yデコーダの出力
が確定するまでの時間が長くなり、この不確定の期間に
そのサイクルで選択しないアドレスのデータ線がプリチ
ャージされ、消費電流が増大するという問題を有する。
【0044】図5に本発明の半導体記憶装置に係わる第
3の実施例を示す。本実施例は、アドレス信号が、この
半導体記憶装置のみにアドレス信号を送るプログラムカ
ウンタから入力され、遅延手段を備えた半導体記憶装置
に関する。
【0045】図5の実施例は特にROMについて記した
ものであるが、メモリセルにフリップフロップを用いれ
ばRAMにも適用できるものである。以下説明するのは
プリチャージ方式のROMであり、そのメモリ部は、メ
モリ容量n×mビット、つまりワード線がn本,データ
線がm本のn行×m列のマトリックスで構成されてい
る。
【0046】図5に示したROM100は、このROM
100のみにアドレス信号を送るプログラムカウンタ2
00に接続されており、データが記憶されるメモリセル
アレイ5,プログラムカウンタ200からROM100
に送られるアドレス信号44に応じて、メモリセルアレ
イのn本のワード線10の中から1本を選択するXデコ
ーダ1,データ線30をプリチャージするプリチャージ
用トランジスタ90,データ線のデータを読み出す出力
回路7,この出力回路とデータ線を接続するm個のパス
トランジスタ60から成るYスイッチ6,プログラムカ
ウンタ200からROM100に送られるアドレス信号
44に応じて、m本のYスイッチ制御信号線20の中か
ら1本を選択するYデコーダ2、そして遅延手段95に
より構成される。
【0047】なお、従来のマイコンとは異なり、プログ
ラムカウンタがROMのみにアドレス信号を送る構成と
することの利点は、本発明第1の実施例で述べた通りで
ある。
【0048】また、本実施例ではプリチャージ用トラン
ジスタ90のドレインは、Yスイッチ6を介してメモリ
セルアレイのデータ線30と接続されている。このた
め、Yデコーダ2において選択したパストランジスタの
みをオンにして、選択されたアドレスのデータ線をプリ
チャージすることができ、全てのデータ線をプリチャー
ジするという従来方式に比べて、プリチャージ時の消費
電流の大幅な低減を実現できることも本発明第1の実施
例で述べた通りである。
【0049】本実施例の特徴は、プリチャージ制御信号
線9にクロック信号の到達を遅らせる遅延手段95を設
けたところにある。また、本実施例ではデコーダへのア
ドレス信号の入力の仕方については特に制限する必要が
ない。以下、図6のタイミングチャートを用いて、本実
施例の回路動作と消費電流低減の効果について説明す
る。
【0050】まず、クロックがLからHに変わるとき、
つまりクロックの立ち上がりで、プログラムカウンタ2
00においてそのサイクルで選択するアドレスデータが
セットされ、アドレス信号44がXデコーダ1及びYデ
コーダ2に入力されデコードが開始される。アドレスの
デコードはクロックがHの期間には完了し、m本のYス
イッチ制御信号20のうち1本が選択され、Hになる。
また、同じくクロックの立ち上がりに伴い、プリチャー
ジ制御信号9がLになり、プリチャージ用トランジスタ
90がオンになる。これにより選択されたデータ線30
が電源電圧VDDまで、つまりHにプリチャージされる。
【0051】クロックがLの期間での読み出し動作につ
いては、本発明第1の実施例で述べた通りである。
【0052】本実施例では、クロックがHの期間におけ
るデコード,プリチャージという二つの動作をこの順番
でシリアルに行うために遅延手段95を設けている。つ
まり、図6に示すように、Yスイッチ制御信号20が完
全に確定して、選択されたアドレスのデータ線に接続し
ているパストランジスタのみがオンになった後で、プリ
チャージ用トランジスタ90をオンにしてプリチャージ
を開始する。このような構成とすることで、確実に選択
されたデータ線のみをプリチャージでき、プリチャージ
時の消費電流を低減することが可能となる。また、アド
レスが不連続にアクセスされたり、連続的にアクセスさ
れても特開平6−119793 号の回路構成のようにメモリセ
ルのアドレスがワード線方向に配置されることによっ
て、選択されるデータ線が前サイクルで選択したデータ
線と異なる場合でも、Yデコーダの出力確定後にプリチ
ャージを行うことによって、例えば前サイクルで選択し
たデータ線を再度プリチャージするといったことが回避
でき、消費電流を低減できる。
【0053】さらに、本実施例は以下のような利点を有
する。一般に、全動作期間を通じて、クロックの立ち上
がりの瞬間は、メモリ以外にもロジックやレジスタ等が
一斉に動作するため、チップ全体の消費電流は最大とな
る。電源ラインには、寄生抵抗も含めて種々の抵抗成分
がついているが、クロックの立ち上がり時には、このピ
ーク電流の値に比例して前記抵抗成分による電圧降下が
生じるため、チップの内部における電源電圧は外部から
このチップに供給している電源電圧に比べて低くなる。
電源電圧の低下は、回路の動作速度の低下を招き、誤動
作を引き起こす可能性があるため、ピーク電流はできる
だけ低減する必要がある。本発明によると、プリチャー
ジをクロックの立ち上がりから遅らせることができるた
め、クロックの立ち上がり時のチップ全体の消費電流を
プリチャージに要する電流分だけ低減できる。これによ
り、他のハードモジュールの電圧降下による動作速度の
低下を緩和することができる。
【0054】本実施例において、クロックの立ち上がり
から、プリチャージ制御信号9をアドレスのデコード期
間以上の時間変化させないための遅延手段95として
は、例えばインバータやNAND,NOR等のゲートを
多段にわたって接続した回路を用いれば良い。
【0055】図7に本発明の半導体記憶装置に係わる第
4の実施例を示す。本実施例は、アドレス信号が、メモ
リ,レジスタなどの各種ハードモジュール共通のアドレ
スバスから入力され、遅延手段を備えた半導体記憶装置
に関する。
【0056】図7の実施例は特にROMについて記した
ものであるが、メモリセルにフリップフロップを用いれ
ばRAMにも適用できるものである。アドレス信号44
がアドレスバス150からROM100に入力されてい
る以外は、回路構成の特徴及びその効果は、前記本発明
第3の実施例と同様である。
【0057】本実施例では、遅延手段95を備えている
ため、前記本発明第2の実施例(図4)のようにYデコ
ーダの前段にアドレスラッチを付加してアドレス信号を
保持しておく必要はない。ROMが選択されてからアド
レスのデコードを開始しても、このデコードの動作が完
了した後にプリチャージが行われるためである。本実施
例ではアドレスラッチの代わりに、ROM非選択のとき
にYデコーダが無駄な電流を消費しないように、Yデコ
ーダに入力されるアドレス信号とCE信号の論理積をと
ることのできるゲートを設けている。
【0058】なお、以上説明した実施例1から4におい
て、クロック信号としては、ノンオーバーラップの2相
クロックを用いても良い。2相クロックを用いると、ク
ロックスキューによる誤動作を避けることができる。
【0059】図8に本発明の第5の実施例を示す。本実
施例は、実施例1から4に記載した低消費電流の半導体
記憶装置をセンサ、特に圧力センサの補正手段の一部と
して適用した例である。一般にセンサの出力特性は、セ
ンサ毎にばらつき、また同一のセンサでも温度によって
変化する。このような圧力センサのゼロ点,感度,温度
等の特性を所望の出力特性に補正するために補正手段が
必要となる。
【0060】図8に示した本実施例における圧力センサ
の補正手段300の動作について説明する。まず、圧力
センサ301からの補正前のアナログ出力信号302を
補正手段300に入力する。この信号302をA/D変
換器304によって、また補正手段300の中に含まれ
る温度センサ303のアナログ出力信号をA/D変換器
305によってデジタル信号に変換し、両方の信号を演
算器306に入力する。演算器306はPROM(プロ
グラマブルROM)309から補正係数データ311を
読み出し補正演算を行う。補正演算後のデータはD/A
変換器307でアナログ信号に変換され、特性補正済み
のセンサ出力308として出力される。補正係数データ
311は、圧力センサ301の特性検査後にシリアル・
コミュニケーション・インターフェイス(SCI)31
0を介して、外部からPROM309 に書き込まれる。また、
本補正手段はクロック発生器312を内蔵しており、ク
ロック信号を演算器306に供給している。
【0061】上記の補正手段300において、ROM、
あるいはRAMといったメモリは、演算器306に内蔵
されている。図9に演算器306の構成を示す。補正演
算等の演算プログラムは、プログラム格納ROM100
に記憶される。プログラムカウンタ200は、実行する
命令に応じてプログラム格納ROM100のアドレスを
指定する。本実施例では、プログラムに分岐命令がなく
プログラムカウンタが常時クロック毎に1つずつ加算さ
れ、連続的にROMのアドレスを指すように構成してい
るため、上記本発明第1の実施例に記載のROMを用い
ることによってセンサ出力の補正手段300の低消費電
流化を実現できる。
【0062】ROMの指定されたアドレスのデータは、
命令コードバス400に送られプログラムが実行され
る。例えば、ROMのデータの最上位ビットは命令コー
ドであり、残りのビットでレジスタ401,演算ユニッ
ト(ALU)402,RAM403等、そのサイクルで動作させ
るデバイスのアドレスを指定する。前記命令コードによ
り、例えば、これが1であれば実行アドレスで指定した
デバイスからレジスタ401に、第1のデータバス40
4を介してデータを転送する動作(読み出し)を、0で
あればレジスタ401から実行アドレスで指定したデバ
イスに、第2のデータバス405を介してデータを転送
する動作(書き込み)を指定する。以上のように、2本
のデータバスを介して各デバイス間でデータをやり取り
することにより、プログラムに従って補正演算を実行す
る。このような構成においては、RAM403について
も本発明第2あるいは第4の実施例に記載のRAMを用
いることによってセンサ出力の補正手段300の低消費
電流化を実現できる。
【0063】
【発明の効果】本発明は、一般的に半導体記憶装置のア
ドレスは連続的にアクセスされる頻度が高いということ
を利用して考案されたものであり、情報を記憶する複数
のメモリセルと、複数のワード線及びデータ線と、記憶
したデータを出力する出力回路と、アドレス信号に対応
して前記ワード線のうち1本を選択する第1のデコーダ
と、前記データ線と前記出力回路を接続する複数のパス
トランジスタと、アドレス信号に対応して前記パストラ
ンジスタのうち1つを選択してオンにする第2のデコー
ダと、データ読み出し前に前記データ線をあらかじめチ
ャージするためのプリチャージ用トランジスタから構成
した半導体記憶装置において、前記第1のデコーダにア
ドレスの下位ビット信号を入力し、前記第2のデコーダ
にアドレスの上位ビット信号を入力し、メモリセルアレ
イのアドレスをデータ線方向に順次配置することによっ
て、選択したアドレスのデータ線のみをプリチャージで
きるため、従来方式に比べてプリチャージ時の消費電流
を低減することができる。
【0064】特に、分岐命令がなく、命令を順次実行す
るようなプログラムを格納するROMに本発明の方式を適
用することにより、全データ線をプリチャージする従来
方式のROMと比較して、プリチャージ時の消費電流を
1/m(mはデータ線の本数)にまで低減できる。さら
に、Yデコーダの消費電流を特開平6−119793 号の回路
方式と比べて1/n(nはワード線の本数)にまで低減
できる。以上の消費電流低減は、プリチャージ回路ある
いはYデコーダ以外の部分の消費電流を増やさずに、ま
たメモリ全体の回路面積を大きくすることなく実現でき
る。
【0065】また、本発明は、アドレスのデコードが完
了した後にプリチャージを行うようにプリチャージ制御
信号線にクロック信号の到達を遅らせる遅延手段を設け
た構成とすることで、アドレスが不連続にアクセスされ
た場合でも、確実に選択されたアドレスのデータ線のみ
をプリチャージでき、消費電流を低減することができ
る。また、本構成は、プリチャージをクロックの立ち上
がりから遅らせることができるため、クロックの立ち上
がり時のチップ全体の消費電流をプリチャージに要する
電流分だけ低減できる。これにより、他のハードモジュ
ールの電圧降下による動作速度の低下を緩和することが
できる。
【0066】さらに、上記のような低消費電流の半導体
記憶装置をセンサの特性補正手段に適用することによ
り、低消費電流のセンサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1の実施例についての説明図。
【図2】本発明第1の実施例の回路動作を説明するため
のタイミングチャート。
【図3】分岐命令のないプログラムについての説明図。
【図4】本発明第2の実施例についての説明図。
【図5】本発明第3の実施例についての説明図。
【図6】本発明第3の実施例の回路動作を説明するため
のタイミングチャート。
【図7】本発明第4の実施例についての説明図。
【図8】本発明第5の実施例についての説明図。
【図9】本発明第5の実施例における演算器の構成につ
いての説明図。
【図10】従来例についての説明図。
【図11】従来例の回路動作を説明するためのタイミン
グチャート。
【符号の説明】
1…Xデコーダ、2…Yデコーダ、4…アドレスラッ
チ、5…メモリセルアレイ、6…Yスイッチ、7…出力
回路、8…出力信号、9…プリチャージ制御信号、10
(10−1〜10−n)…ワード線、20(20−1〜2
0−m)…Yスイッチ制御信号線、30(30−1〜30
−m)…データ線、41…アドレス下位ビット信号、4
2…アドレス上位ビット信号、44…アドレス信号、5
0…メモリセル、60(60−1〜60−m)…パストラ
ンジスタ、90…プリチャージ用トランジスタ、95…
遅延手段、100…ROM、150…アドレスバス、2
00…プログラムカウンタ、300…補正手段、301
…圧力センサ、302…圧力センサからの特性補正前の
アナログ出力信号、303…温度センサ、304…A/
D変換器(圧力センサ用)、305…A/D変換器(温
度センサ用)、306…演算器、307…D/A変換
器、308…特性補正済みのセンサ出力、309…PR
OM(プログラマブルROM)、310…SCI(シリ
アル・コミュニケーション・インターフェイス)、31
1…補正係数データ、312…クロック発生器、400
…命令コードバス、401…レジスタ、402…ALU
(演算ユニット)、403…RAM、404…第1のデ
ータバス、405…第2のデータバス。
フロントページの続き (72)発明者 山内 辰美 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 松本 昌大 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 村林 文夫 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山田 弘道 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 宮▲崎▼ 敦史 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 半沢 恵二 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 Fターム(参考) 5B025 AC01 AD02 AD11 AE06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報を記憶する複数のメモリセルと、複数
    のワード線及びデータ線と、記憶したデータを出力する
    出力回路と、アドレス信号に対応して前記ワード線のう
    ち1本を選択する第1のデコーダと、前記データ線と前
    記出力回路を接続する複数のパストランジスタと、アド
    レス信号に対応して前記パストランジスタのうち1つを
    選択してオンにする第2のデコーダと、データ読み出し
    前に前記データ線をあらかじめチャージするためのプリ
    チャージ用トランジスタとを備えた半導体記憶装置にお
    いて、 前記第1のデコーダにアドレスの下位ビット信号を入力
    し、前記第2のデコーダにアドレスの上位ビット信号を
    入力することを特徴とした半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】情報を記憶する複数のメモリセルと、複数
    のワード線及びデータ線と、記憶したデータを出力する
    出力回路と、アドレス信号に対応して前記ワード線のう
    ち1本を選択する第1のデコーダと、前記データ線と前
    記出力回路を接続する複数のパストランジスタと、アド
    レス信号に対応して前記パストランジスタのうち1つを
    選択してオンにする第2のデコーダと、データ読み出し
    前に前記データ線をあらかじめチャージするためのプリ
    チャージ用トランジスタとを備え、アクセスされるアド
    レスが連続的に変化する半導体記憶装置において、前記
    第1のデコーダにアドレスの下位ビット信号を入力し、
    前記第2のデコーダにアドレスの上位ビット信号を入力
    することを特徴とした半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】情報を記憶する複数のメモリセルと、複数
    のワード線及びデータ線と、記憶したデータを出力する
    出力回路と、アドレス信号に対応して前記ワード線のう
    ち1本を選択する第1のデコーダと、前記データ線と前
    記出力回路を接続する複数のパストランジスタと、アド
    レス信号に対応して前記パストランジスタのうち1つを
    選択してオンにする第2のデコーダと、データ読み出し
    前に前記データ線をあらかじめチャージするためのプリ
    チャージ用トランジスタとを備えた半導体記憶装置にお
    いて、 前記プリチャージ用トランジスタをオンにするタイミン
    グを遅延させる遅延手段を備えたことを特徴とした半導
    体記憶装置。
  4. 【請求項4】請求項1から3のいずれかにおいて、 前記プリチャージ用トランジスタのドレインと前記デー
    タ線とを前記パストランジスタを介して接続することを
    特徴とした半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】特性を補正するための補正手段を有するセ
    ンサにおいて、 前記補正手段に、上記請求項1から4のいずれか記載の
    半導体記憶装置を用いたことを特徴としたセンサ。
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