JP2001307483A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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JP2001307483A
JP2001307483A JP2001094482A JP2001094482A JP2001307483A JP 2001307483 A JP2001307483 A JP 2001307483A JP 2001094482 A JP2001094482 A JP 2001094482A JP 2001094482 A JP2001094482 A JP 2001094482A JP 2001307483 A JP2001307483 A JP 2001307483A
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signal
data
output
dram
address
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Application number
JP2001094482A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Dosaka
勝己 堂阪
Masaki Kumanotani
正樹 熊野谷
Koji Hayano
浩司 早野
Akira Yamazaki
彰 山崎
Hisashi Iwamoto
久 岩本
Hideaki Abe
英明 阿部
Katsumitsu Hiseki
勝満 日昔
Yasuhiro Ishizuka
康宏 石塚
Tsukasa Saeki
宰 佐伯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform data transfer at high speed at the time of a burst mode. SOLUTION: A memory cell is selected according to an output address of an address generating circuit (6004) in which an internal address is generated according to a clock signal instead of an external address at the time of a burst mode.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体記憶装置
に関し、特に、外部から与えられるクロック信号に同期
して動作するクロック同期型半導体記憶装置に関する。
特定的には主メモリとしての大容量のダイナミック・ラ
ンダム・アクセス・メモリ(DRAM)と、キャッシュ
メモリとしての小容量のスタティック・ランダム・アク
セス・メモリ(SRAM)とが同一半導体チップ上に集
積化されたキャッシュ内蔵半導体記憶装置の構成に関す
る。より特定的には、この発明は、メモリアレイに対し
高速アクセスするためのアドレス入力回路の構成に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a clock synchronous semiconductor memory device operating in synchronization with an externally applied clock signal.
Specifically, a large-capacity dynamic random access memory (DRAM) as a main memory and a small-capacity static random access memory (SRAM) as a cache memory are integrated on the same semiconductor chip. Of a semiconductor memory device with a built-in cache. More specifically, the present invention relates to a configuration of an address input circuit for accessing a memory array at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の16ビットまたは32ビットのマ
イクロプロセシッングユニット(MPU)は、動作クロ
ック周波数が25MHzまたはそれ以上と非常に高速に
なってきている。データ処理システムにおいては、標準
DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ)はビット単価が安いため、大記憶容量の主メモリと
して用いられることが多い。標準DRAMは、アクセス
時間が短縮化されてきてはいるものの、MPUの高速化
は標準DRAMのそれを上回っている。このため、標準
DRAMを主メモリとして用いるデータ処理システム
は、ウエイトステート(待ち状態)の増加などの犠牲を
払う必要がある。このMPUと標準DRAMの動作速度
のギャップという問題は、標準DRAMが次のような特
徴を有しているために本質的なものである。
2. Description of the Related Art Recent 16-bit or 32-bit microprocessing units (MPUs) are operating at very high operating clock frequencies of 25 MHz or more. In a data processing system, a standard DRAM (Dynamic Random Access Memory) is often used as a main memory having a large storage capacity because the unit cost per bit is low. Although the access time of the standard DRAM has been shortened, the speedup of the MPU has exceeded that of the standard DRAM. For this reason, a data processing system using a standard DRAM as a main memory must sacrifice, for example, an increase in wait states (waiting states). The problem of the gap between the operating speeds of the MPU and the standard DRAM is essential because the standard DRAM has the following features.

【0003】(1) 行アドレス信号と列アドレス信号
とが時分割的に多重化されて同じアドレスピン端子へ与
えられる。行アドレス信号は、ロウアドレスストローブ
信号/RASの降下エッジで装置内部へ取込まれる。列
アドレス信号はコラムアドレスストローブ信号/CAS
の降下エッジで装置内部へ取込まれる。ロウアドレスス
トローブ信号/RASはメモリサイクルの開始を規定し
かつ行選択系を活性化する。コラムアドレスストローブ
信号/CASは列選択系を活性化する。信号/RASが
活性状態となってから信号/CASが活性状態となるま
で「RAS−CAS遅延時間(tRCD)」と呼ばれる
所定の時間が必要とされるため、アクセス時間の短縮化
にも限度があるというアドレス多重化による制約が存在
する。 (2) ロウアドレスストローブ信号/RASを一旦立
上げてDRAMをスタンバイ状態に設定した場合、この
ロウアドレスストローブ信号/RASはRASプリチャ
ージ時間(tRP)と呼ばれる時間が経過した後でなけ
れば再び“L”へ立下げることはできない。RASプリ
チャージ時間tRPは、DRAMの様々な信号線を確実
に所定電位にプリチャージするために必要とされる。こ
のため、RASプリチャージ時間tRPによりDRAM
のサイクル時間を短くすることはできない。また、DR
AMのサイクル時間を短くすることは、DRAMにおい
て信号線の充放電の回数が多くなるため、消費電流の増
加にもつながる。
(1) A row address signal and a column address signal are time-division multiplexed and applied to the same address pin terminal. The row address signal is taken into the device at the falling edge of row address strobe signal / RAS. The column address signal is a column address strobe signal / CAS
Is taken into the inside of the device at the falling edge. Row address strobe signal / RAS defines the start of a memory cycle and activates a row selection system. Column address strobe signal / CAS activates a column selection system. Since a predetermined time called "RAS-CAS delay time (tRCD)" is required from the time when signal / RAS is activated to the time when signal / CAS is activated, reduction of access time is limited. There is a restriction due to address multiplexing. (2) When the row address strobe signal / RAS is once activated and the DRAM is set in the standby state, the row address strobe signal / RAS is set to "RAS precharge time (tRP)" only after a lapse of time. It cannot fall to L ". The RAS precharge time tRP is required to reliably precharge various signal lines of the DRAM to a predetermined potential. Therefore, the RAS precharge time tRP causes the DRAM
Cycle time cannot be shortened. Also, DR
Reducing the AM cycle time leads to an increase in current consumption because the number of times of charging and discharging of signal lines in a DRAM increases.

【0004】(3) 回路の高集積化およびレイアウト
の改良などの回路技術およびプロセス技術の向上または
駆動方法の改良などの応用上の工夫・改良によりDRA
Mの高速化を図ることはできる。しかしながら、MPU
の高速化の進展はDRAMのそれを大きく上回ってい
る。ECLRAM(エミッタ・カップルド・RAM)お
よびスタティックRAMなどのバイポーラトランジスタ
を用いた高速のバイポーラRAMおよびMOSトランジ
スタ(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)を用いた比
較的低速のDRAMというように、半導体メモリの動作
速度には階層構造がある。MOSトランジスタを構成要
素とする標準DRAMでは数十nS(ナノ秒)のスピー
ド(サイクル時間)を期待するのは非常に困難である。
MPUと標準DRAMのスピードギャップ(動作速度の
差)を埋めるため、応用面から種々の改善が行なわれて
いる。このような改善の主なものとしては、(1) D
RAMの高速モードとインタリーブ方式とを用いる、
(2) 高速のキャッシュメモリ(SRAM)を外部に
設ける、がある。
(3) The DRA is improved by improving the circuit technology and process technology such as higher integration of the circuit and the layout, or by improving the application such as the driving method.
M can be accelerated. However, MPU
The progress of high speed has greatly exceeded that of DRAM. The operation of a semiconductor memory such as a high-speed bipolar RAM using bipolar transistors such as an ECLRAM (emitter-coupled RAM) and a static RAM and a relatively low-speed DRAM using a MOS transistor (insulated gate field effect transistor) Speed has a hierarchical structure. It is very difficult to expect a speed (cycle time) of several tens of nS (nanosecond) in a standard DRAM including a MOS transistor as a component.
In order to fill the speed gap (difference in operation speed) between the MPU and the standard DRAM, various improvements have been made from the application point of view. The main reasons for such improvement are (1) D
Using the high-speed mode of RAM and the interleave method,
(2) A high-speed cache memory (SRAM) may be provided outside.

【0005】上記方法(1)の場合、スタティックコラ
ムモードまたはページモードなどの高速モードを用いる
方法と、この高速モードとインタリーブ方式とを組合わ
せる方法とがある。スタティックモードとは、1本のワ
ード線(1行)を選択した後、列アドレスのみを順次変
化させることによりこの1行のメモリセルを順次アクセ
スする方法である。ページモードとは、1本のワード線
を選択した後、信号/CASをトグルして列アドレス信
号を順次取込み、この1本のワード線に接続されるメモ
リセルへ順次アクセスする方法である。これらのいずれ
のモードも信号/RASのトグルを含まずにメモリセル
へアクセスすることができ、通常の、信号/RASおよ
び/CASを用いたアクセスよりも高速となる。インタ
リーブ方式とは、複数のメモリ装置をデータバスに並列
に設け、この複数のメモリ装置へのアクセスを交互また
は順次行なうことにより、実効的にアクセス時間の短縮
を図る方式である。このDRAMの高速モードを用いた
方法および高速モードとインタリーブ方式とを組合わせ
る方法は、簡単にしかも比較的効率よく標準DRAMを
高速DRAMとして使用する方法として従来から知られ
ている。
In the case of the above method (1), there are a method using a high-speed mode such as a static column mode or a page mode, and a method using a combination of the high-speed mode and the interleave method. The static mode is a method of sequentially accessing only one row of memory cells by selecting one word line (one row) and then sequentially changing only the column address. The page mode is a method in which after selecting one word line, the signal / CAS is toggled to sequentially fetch a column address signal and sequentially access the memory cells connected to this one word line. In any of these modes, the memory cell can be accessed without including the toggle of the signal / RAS, which is faster than the normal access using the signals / RAS and / CAS. The interleave method is a method in which a plurality of memory devices are provided in parallel on a data bus, and access to the plurality of memory devices is alternately or sequentially performed, thereby effectively reducing the access time. The method using the high-speed mode of the DRAM and the method of combining the high-speed mode and the interleave method are conventionally known as a method of using the standard DRAM as the high-speed DRAM simply and relatively efficiently.

【0006】上記方法(2)は、メインフレームでは昔
から幅広く利用されている方法である。高速キャッシュ
メモリは高価である。しかしながら、低価格ながらも高
性能をも要求されるパーソナルコンピュータの分野にお
いては、その動作速度を改善するために、ある程度高価
になるのを犠牲にして、やむなく一部で使用されてい
る。高速キャッシュメモリをどこに設けるかについては
次の3種類の可能性が存在する。 (a) MPUそのものに内蔵する。 (b) MPU外部に設ける。 (c) 高速キャッシュメモリを別に設けるのではな
く、標準DRAMに内蔵されている高速モードをキャッ
シュのように用いる(高速モードの擬似的キャッシュメ
モリ化)。すなわち、キャッシュヒット時には高速モー
ドで標準DRAMへアクセスし、キャッシュミス時には
通常モードで標準DRAMへアクセスする。
The above method (2) is a method widely used in mainframes for a long time. High-speed cache memories are expensive. However, in the field of personal computers, which are required to have low cost and high performance, some of them are unavoidably used to improve the operation speed, at the expense of being somewhat expensive. Regarding where to provide the high-speed cache memory, there are the following three possibilities. (A) Built in the MPU itself. (B) Provide outside the MPU. (C) Instead of separately providing a high-speed cache memory, a high-speed mode built in a standard DRAM is used like a cache (a high-speed mode pseudo cache memory). That is, when a cache hit occurs, the standard DRAM is accessed in the high-speed mode, and when a cache miss occurs, the standard DRAM is accessed in the normal mode.

【0007】上述の3つの方法(a)ないし(c)は何
らかの形で既にデータ処理システムにおいて採用されて
いる。しかしながら、価格の観点から、多くのMPUシ
ステムにおいては、DRAMに不可避なRASプリチャ
ージ時間(tRP)を実効的に表に現われないようにす
るために、メモリをバンク構成とし、このメモリバンク
ごとにインタリーブする方法が用いられている。この方
法に従えば、実質的にDRAMのサイクル時間をスペッ
ク値(仕様値)のほぼ半分にすることができる。しかし
ながら、インタリーブの方法は、メモリ装置へのアクセ
スがシーケンシャルになされる場合にしか効果的ではな
い。すなわち、同一のメモリバンクへ連続してアクセス
する場合には効果は得られない。また、この方法では、
DRAM自身のアクセス時間の実質的向上は図ることは
できない。また、メモリの最小単位を少なくとも2バン
クとする必要がある。
The above three methods (a) to (c) have already been adopted in some form in data processing systems. However, from the viewpoint of price, in many MPU systems, in order to prevent the RAS precharge time (tRP) unavoidable in the DRAM from appearing effectively, the memory is configured in a bank, and each memory bank has An interleaving method is used. According to this method, the cycle time of the DRAM can be substantially reduced to almost half of the specification value (specification value). However, the interleaving method is only effective when the access to the memory device is made sequentially. That is, no effect can be obtained when the same memory bank is accessed continuously. Also, with this method,
The access time of the DRAM itself cannot be substantially improved. Further, the minimum unit of the memory needs to be at least two banks.

【0008】ページモードまたはスタティックコラムモ
ードなどの高速モードを用いる場合、MPUがある頁
(ある指定された1行のデータ)を連続してアクセスす
る場合に限り実効的にアクセス時間を短縮することがで
きる。この方法は、バンク数が2ないし4と比較的大き
い場合には、各バングごとに異なる行をアクセスするこ
とができるためある程度効果が得られる。与えられた頁
内にMPUが要求するメモリのデータが存在しない場合
を「ミスヒット(キャッシュミス)」と呼ぶ。通常、デ
ータの1かたまりは近接したアドレスまたは逐次的アド
レスに格納される。高速モードにおいては、アドレスの
半分である行アドレスが既に指定されているため「ミス
ヒット」が発生する確率は高い。バンクの数が30ない
し40と大きくなると、各バンクごとに異なる頁のデー
タを格納することができるため、「ミスヒット」率は激
減する。しかしながら、データ処理システムにおいて、
30ないし40のバンクを想定することは現実的ではな
い。また、「ミスヒット」が発生した場合には、新たに
行アドレスを選択し直すために信号/RASを立上げD
RAMのプリチャージサイクルに戻る必要があり、バン
ク構成の性能を犠牲にすることになる。
When a high-speed mode such as a page mode or a static column mode is used, the access time can be effectively reduced only when the MPU continuously accesses a certain page (data of one specified row). it can. This method has a certain effect when the number of banks is relatively large, such as 2 to 4, since different rows can be accessed for each bank. The case where the data of the memory requested by the MPU does not exist in the given page is called “miss hit (cache miss)”. Typically, a chunk of data is stored at an adjacent address or a sequential address. In the high-speed mode, a row address that is half of the address has already been specified, so that the probability of occurrence of a “miss hit” is high. When the number of banks becomes as large as 30 to 40, data of different pages can be stored in each bank, so that the “miss hit” rate is drastically reduced. However, in a data processing system,
It is not realistic to assume 30 to 40 banks. When a "miss hit" occurs, the signal / RAS is raised to select a new row address.
It is necessary to return to the precharge cycle of the RAM, which sacrifices the performance of the bank configuration.

【0009】前述の方法(2)の場合、MPUと標準D
RAMとの間には高速キャッシュメモリが設けられる。
この場合、標準DRAMは比較的低速であっても構わな
い。一方、標準DRAMは4M(メガ)ビット、16M
ビットと大記憶容量のものが出現している。パーソナル
コンピュータなどの小規模システムにおいては、そのメ
インメモリを1チップないし数チップの標準DRAMに
より構成することができる。外部に高速キャッシュメモ
リを設けた場合、メインメモリがたとえば1個の標準D
RAMにより構成できるような小規模システムでは有効
ではない。標準DRAMをメインメモリとする場合、高
速キャッシュメモリとメインメモリとの間のデータ転送
速度がこの標準DRAMのデータ入出力端子数で制限さ
れ、システムの速度に対するネックになるからである。
In the case of the above method (2), the MPU and the standard D
A high-speed cache memory is provided between the RAM and the RAM.
In this case, the standard DRAM may be relatively slow. On the other hand, the standard DRAM is 4M (mega) bits, 16M
Bits and large storage capacities are emerging. In a small-scale system such as a personal computer, the main memory can be constituted by one or several chips of standard DRAM. When an external high-speed cache memory is provided, the main memory is, for example, one standard D
It is not effective in a small-scale system that can be constituted by a RAM. This is because, when the standard DRAM is used as the main memory, the data transfer speed between the high-speed cache memory and the main memory is limited by the number of data input / output terminals of the standard DRAM, which becomes a bottleneck to the speed of the system.

【0010】また、高速モードの擬似的キャッシュメモ
リ化の場合、その動作速度は高速のキャッシュメモリよ
りも遅いため、所望のシステムの性能を実現することは
困難である。上述のようなインタリーブ方式または高速
動作モードを使用した場合に生じるシステム性能の犠牲
を解消し、比較的安価で小規模なシステムを構築する方
法としては、高速キャッシュメモリ(SRAM)をDR
AMに内蔵することが考えられる。すなわち、DRAM
をメインメモリとし、かつSRAMをキャッシュメモリ
として備える階層的な構造の1チップメモリを考えるこ
とができる。このような階層的な構造の1チップメモリ
をキャッシュDRAM(CDRAM)と称する。このC
DRAMについて以下に説明する。
In the case of using a pseudo cache memory in the high-speed mode, the operation speed is slower than that of the high-speed cache memory, so that it is difficult to realize a desired system performance. As a method of resolving the sacrifice of the system performance caused by using the interleave method or the high-speed operation mode as described above and constructing a relatively inexpensive and small-scale system, a high-speed cache memory (SRAM) is used.
It can be built into AM. That is, DRAM
May be considered as a main memory and a one-chip memory having a hierarchical structure including an SRAM as a cache memory. A one-chip memory having such a hierarchical structure is called a cache DRAM (CDRAM). This C
The DRAM will be described below.

【0011】図188は従来の標準的な1メガビットD
RAMの要部の構成を示す図である。図188におい
て、DRAMは、行および列からなるマトリクス状に配
列された複数のメモリセルMCからなるメモリセルアレ
イ500を含む。1行のメモリセルが1本のワード線W
Lに接続される。1列のメモリセルMCが1本の列線C
Lに接続される。この列線CLは、通常、1対のビット
線から構成される。1本のワード線WLは、1対のビッ
ト線のうちの一方のビット線との交点に位置するメモリ
セルを選択状態とする。1M(メガ)DRAMにおいて
は、メモリセルMCは1024行×1024列のマトリ
クス状に配列される。すなわち、このメモリセルアレイ
500は、1024本のワード線WLと1024本の列
線CL(1024対のビット線)を含む。
FIG. 188 shows a conventional standard 1 Mbit D
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a RAM. In FIG. 188, the DRAM includes a memory cell array 500 including a plurality of memory cells MC arranged in a matrix of rows and columns. One row of memory cells is one word line W
L. One column of memory cells MC is connected to one column line C
L. This column line CL is usually composed of a pair of bit lines. One word line WL selects a memory cell located at an intersection with one bit line of a pair of bit lines. In a 1M (mega) DRAM, memory cells MC are arranged in a matrix of 1024 rows × 1024 columns. That is, the memory cell array 500 includes 1024 word lines WL and 1024 column lines CL (1024 pairs of bit lines).

【0012】DRAMはさらに、外部から与えられる行
アドレス信号(図示せず)をデコードし、メモリセルア
レイ500の対応の行を選択するロウデコーダ502
と、このロウデコーダ502により選択されたワード線
に接続されるメモリセルのデータを検知し増幅するセン
スアンプと、外部から与えられる列アドレス信号(図示
せず)をデコードし、メモリセルアレイ500の対応の
列を選択するコラムデコーダを含む。図184において
は、センスアンプとコラムデコーダとが1つのブロック
504で示される。ここで、実際には、アドレスバッフ
ァが設けられており、このアドレスバッファが外部から
与えられる行アドレス信号および列アドレス信号を受け
て内部行アドレス信号および列アドレス信号を発生し、
それぞれをロウデコーダ502およびコラムデコーダへ
与えている。ここではこのアドレスバッファは示してい
ない。
The DRAM further decodes an externally applied row address signal (not shown) to select a corresponding row of memory cell array 500.
And a sense amplifier for detecting and amplifying data of a memory cell connected to the word line selected by the row decoder 502, and decoding a column address signal (not shown) provided from the outside to correspond to the memory cell array 500. Including a column decoder for selecting a column. In FIG. 184, a sense amplifier and a column decoder are represented by one block 504. Here, actually, an address buffer is provided, and the address buffer receives an externally applied row address signal and a column address signal to generate an internal row address signal and a column address signal,
Each is applied to a row decoder 502 and a column decoder. Here, this address buffer is not shown.

【0013】DRAMがデータの入出力を1ビット単位
で行なう×1ビット構成の場合、コラムデコーダにより
1本の列線(1つのビット線対)CLが選択される。D
RAMが4ビット単位でデータの入出力を行なう×4ビ
ット構成の場合、コラムデコーダにより4本の列線CL
が選択される。ブロック504に含まれるセンスアンプ
は各列線(ビット線対)CLに対して1個ずつ設けられ
る。このDRAM内のメモリセルMCへデータを書込む
かまたはこのメモリセルMCからデータを読出すメモリ
アクセス時においては、以下の動作が行なわれる。ま
ず、ロウデコーダ502へ行アドレス信号(正確には内
部行アドレス信号)が与えられる。ロウデコーダ502
は、与えられた行アドレス信号をデコードし、メモリセ
ルアレイ500内の1本のワード線WLの電位を“H”
に立上げる。選択されたワード線WLに接続される10
24ビットのメモリセルMCのデータが対応の列線CL
上へ伝達される。列線CL上のデータは、ブロック50
4に含まれるセンスアンプにより増幅される。選択され
たワード線WLに接続されるメモリセルのうち、データ
の書込みまたは読出しを受けるメモリセルの選択は、ブ
ロック504に含まれるコラムデコーダからの列選択信
号により行なわれる。コラムデコーダは列アドレス信号
(正確には内部列アドレス信号)をデコードし、メモリ
セルアレイ500内の対応の列を選択するための列選択
信号を発生する。
When the DRAM has a × 1 bit configuration in which data input / output is performed in 1-bit units, one column line (one bit line pair) CL is selected by a column decoder. D
When the RAM has a × 4 bit configuration in which data is input / output in units of 4 bits, four column lines CL are provided by a column decoder.
Is selected. One sense amplifier included in the block 504 is provided for each column line (bit line pair) CL. At the time of memory access for writing data to memory cell MC in DRAM or reading data from memory cell MC, the following operation is performed. First, a row address signal (accurately, an internal row address signal) is applied to row decoder 502. Row decoder 502
Decodes a given row address signal and changes the potential of one word line WL in the memory cell array 500 to “H”.
Start up. 10 connected to the selected word line WL
The data of the 24-bit memory cell MC corresponds to the corresponding column line CL.
Conveyed up. The data on column line CL is stored in block 50
4 is amplified by the sense amplifier included in the circuit. Of the memory cells connected to the selected word line WL, selection of a memory cell to receive data writing or reading is performed by a column selection signal from a column decoder included in block 504. The column decoder decodes a column address signal (accurately, an internal column address signal) and generates a column selection signal for selecting a corresponding column in memory cell array 500.

【0014】前述の高速モード動作においては、ブロッ
ク504に含まれるコラムデコーダに対し列アドレス信
号が順次与えられる。スタティックコラムモード動作時
においては、所定時間ごとに与えられる列アドレス信号
を新たな列アドレス信号としてコラムデコーダがデコー
ドし、選択されたワード線WLに接続されるメモリセル
MCを列線CLを介して選択する。ページモード時にお
いては、コラムデコーダへは、信号/CASの各トグル
ごとに新たな列アドレス信号が与えられる。コラムデコ
ーダは与えられた列アドレス信号をデコードして対応の
列線を選択する。このように、1本のワード線WLを選
択状態とし、列アドレスのみを変えることにより選択さ
れたワード線WLに接続される1行のメモリセルMCへ
高速でアクセスすることができる。
In the above-described high-speed mode operation, a column address signal is sequentially applied to the column decoder included in block 504. In the static column mode operation, the column decoder decodes a column address signal applied every predetermined time as a new column address signal, and connects a memory cell MC connected to the selected word line WL via column line CL. select. In the page mode, a new column address signal is applied to the column decoder for each toggle of signal / CAS. The column decoder decodes the applied column address signal and selects a corresponding column line. Thus, by setting one word line WL in the selected state and changing only the column address, it is possible to access the memory cells MC in one row connected to the selected word line WL at high speed.

【0015】図189は従来の1MビットCDRAMの
一般的構成を示す図である。図189において、従来の
CDRAMは、図184に示す標準DRAMの構成に加
えて、SRAMアレイ506と、DRAMのメモリセル
アレイ500の1行とSRAMアレイ506との間での
データ転送を行なうためのトランスファーゲート508
を含む。SRAMアレイ506は、DRAMメモリセル
アレイ500の1行のデータを同時に格納することがで
きるように、メモリセルアレイ500の各列線CLに対
応して設けられるキャッシュレジスタを含む。したがっ
て、SRAMアレイ506においては、1024個のキ
ャッシュレジスタが設けられる。このキャッシュレジス
タは、通常、スタティック型メモリセル(SRAMセ
ル)により構成される。
FIG. 189 is a diagram showing a general configuration of a conventional 1 Mbit CDRAM. In FIG. 189, the conventional CDRAM has a structure for transferring data between SRAM array 506 and one row of DRAM memory cell array 500 and SRAM array 506 in addition to the structure of the standard DRAM shown in FIG. Gate 508
including. SRAM array 506 includes a cache register provided corresponding to each column line CL of memory cell array 500 so that data of one row of DRAM memory cell array 500 can be stored at the same time. Therefore, 1024 cache registers are provided in SRAM array 506. This cache register is usually constituted by a static memory cell (SRAM cell).

【0016】図189に示すCDRAMの構成の場合、
外部からキャッシュヒットを示す信号が与えられた場合
には、SRAMアレイ506へのアクセスが行なわれ、
高速でメモリセルへのアクセスを行なうことができる。
キャッシュミス(ミスヒット)時においては、DRAM
へのアクセスが行なわれる。上述のような大容量のDR
AMと高速のSRAMとを同一チップ上に集積したCD
RAMは、たとえば特開昭60−7690号公報および
特開昭62−38590号公報などに開示されている。
上述のような従来のCDRAMの構成においては、DR
AMメモリセルアレイ500の列線(ビット線対)CL
とSRAM(キャッシュメモリ)アレイ506の列線
(ビット線対)が1対1対応の関係でトランスファーゲ
ート508を介して接続される。すなわち、上述の従来
のCDRAMの構成においては、DRAMメモリセルア
レイ500におけるワード線WL1本に接続されるメモ
リセルのデータとメモリセルアレイ500の1行と同数
個のSRAMセルのデータとをトランスファーゲート5
08を介して双方向一括転送する構成がとられる。この
構成においては、SRAM506がキャッシュメモリと
して用いられ、DRAMがメインメモリとして用いられ
る。
In the case of the configuration of the CDRAM shown in FIG. 189,
When a signal indicating a cache hit is given from the outside, access to SRAM array 506 is performed, and
Access to memory cells can be performed at high speed.
When a cache miss (miss hit) occurs, the DRAM
Is accessed. Large capacity DR as described above
CD in which AM and high-speed SRAM are integrated on the same chip
The RAM is disclosed in, for example, JP-A-60-7690 and JP-A-62-38590.
In the configuration of the conventional CDRAM described above, DR
Column line (bit line pair) CL of AM memory cell array 500
And a column line (bit line pair) of an SRAM (cache memory) array 506 are connected via a transfer gate 508 in a one-to-one correspondence. In other words, in the configuration of the conventional CDRAM described above, the data of the memory cells connected to one word line WL in the DRAM memory cell array 500 and the data of the same number of SRAM cells as one row of the memory cell array 500 are transferred to the transfer gate 5.
A configuration is adopted in which bi-directional batch transfer is performed via the command line 08. In this configuration, the SRAM 506 is used as a cache memory, and the DRAM is used as a main memory.

【0017】キャッシュのいわゆるブロックサイズは、
SRAM506において、1回のデータ転送でその内容
が書換えられるビットの数と考えることができる。した
がって、このブロックサイズはDRAMメモリセルアレ
イ500の1本のワード線WLに物理的に結合されるメ
モリセルの数と同数になる。図188および図189に
示すように、1本のワード線WLに1024個のメモリ
セルが物理的に接続されている場合には、ブロックサイ
ズは1024となる。一般に、ブロックサイズが大きい
とヒット率は上昇する。しかしながら、同一のキャッシ
ュメモリサイズの場合、ブロックサイズに反比例してセ
ット数が減少するため、逆にヒット率は減少する。たと
えば、キャッシュサイズが4Kビットの場合、ブロック
サイズが1024であれば、セット数は4となるが、ブ
ロックサイズが32であればセット数は128となる。
したがって、図189に示すCDRAMの構成の場合、
ブロックサイズが必要以上に大きくなり、キャッシュヒ
ット率をそれほど改善することができないという問題が
生じる。
The so-called block size of the cache is
In the SRAM 506, the number of bits whose contents can be rewritten in one data transfer can be considered. Therefore, this block size is equal to the number of memory cells physically coupled to one word line WL of DRAM memory cell array 500. As shown in FIGS. 188 and 189, when 1024 memory cells are physically connected to one word line WL, the block size is 1024. Generally, the larger the block size, the higher the hit ratio. However, in the case of the same cache memory size, the number of sets decreases in inverse proportion to the block size, and consequently the hit rate decreases. For example, when the cache size is 4K bits, if the block size is 1024, the number of sets is 4, but if the block size is 32, the number of sets is 128.
Therefore, in the case of the configuration of the CDRAM shown in FIG.
There arises a problem that the block size becomes larger than necessary and the cache hit ratio cannot be improved so much.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ブロックサイズを小さ
くする構成は、たとえば特開平1−146187号公報
に示されている。この先行技術においては、DRAMア
レイおよびSRAMアレイは列線(ビット線対)が1対
1対応に配置されるが、それぞれ列方向に複数のブロッ
クに分割される。ブロックの選択はブロックデコーダに
より行なわれる。キャッシュミス(ミスヒット)時に
は、ブロックデコーダにより1つのブロックが選択され
る。選択されたDRAMブロックとSRAMブロックと
の間でのみデータの転送が行なわれる。この構成に従え
ばキャッシュメモリのブロックサイズを適当な大きさに
低減することができるが、以下のような問題点が未解決
として残る。
An arrangement for reducing the block size is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-146187. In this prior art, a DRAM array and an SRAM array are arranged in a one-to-one correspondence with column lines (bit line pairs), but each is divided into a plurality of blocks in the column direction. The selection of a block is performed by a block decoder. When a cache miss (miss hit) occurs, one block is selected by the block decoder. Data transfer is performed only between the selected DRAM block and SRAM block. According to this configuration, the block size of the cache memory can be reduced to an appropriate size, but the following problems remain as unsolved.

【0019】図190は1MビットDRAMアレイの標
準的なアレイ構成を示す図である。図190において、
DRAMアレイは8つのメモリブロックDMB1〜DM
B8に分割される。メモリブロックDMB1〜DMB8
に対して共通にロウデコーダ502がメモリアレイの長
辺方向の一方側に設けられる。メモリブロックDMB1
〜DMB8の各々に対して(センスアンプ+コラムデコ
ーダ)ブロック504−1〜504−8が設けられる。
メモリブロックDMB1〜DMB8はそれぞれ128K
ビットの容量を備える。この図190においては、1つ
のメモリブロックDMBが128行×1024列に配置
されている場合が一例として示される。1本の列線CL
は、1対のビット線BL,/BLにより構成される。
FIG. 190 shows a standard array configuration of a 1 Mbit DRAM array. In FIG. 190,
The DRAM array has eight memory blocks DMB1 to DMB.
It is divided into B8. Memory blocks DMB1 to DMB8
, A row decoder 502 is provided on one side in the long side direction of the memory array. Memory block DMB1
To DMB8 are provided with (sense amplifier + column decoder) blocks 504-1 to 504-8.
Each of the memory blocks DMB1 to DMB8 is 128K
It has a bit capacity. FIG. 190 shows an example in which one memory block DMB is arranged in 128 rows × 1024 columns. One column line CL
Is constituted by a pair of bit lines BL and / BL.

【0020】図190に示すように、DRAMメモリセ
ルアレイを複数のブロックに分割すれば、1本のビット
線BL(および/BL)の長さは短くなる。データ読出
し時には、メモリセル内のキャパシタ(メモリセルキャ
パシタ)に蓄積された電荷が対応のビット線BL(また
は/BL)に伝達される。このときビット線BL(また
は/BL)に生じる電位変化量はメモリセルキャパシタ
の容量Csとビット線BL(または/BL)の容量Cb
との比,Cs/Cb,に比例する。ビット線BL(また
は/BL)の長さが短くなれば、ビット線容量Cbが小
さくなる。これにより、ビット線に生じる電位変化量を
大きくすることができる。また、動作時においてはロウ
デコーダ502により選択されたワード線WLを含むメ
モリブロック(図190においてメモリブロックDMB
2)に対するセンス動作が行なわれ、残りのブロックに
おいてはスタンバイ状態が維持される。これによりセン
ス動作時におけるビット線充放電に伴う消費電力を低減
することができる。
As shown in FIG. 190, if the DRAM memory cell array is divided into a plurality of blocks, the length of one bit line BL (and / BL) becomes shorter. At the time of data reading, the charge stored in the capacitor in the memory cell (memory cell capacitor) is transmitted to the corresponding bit line BL (or / BL). At this time, the amount of potential change generated on the bit line BL (or / BL) depends on the capacitance Cs of the memory cell capacitor and the capacitance Cb of the bit line BL (or / BL).
And Cs / Cb. As the length of the bit line BL (or / BL) becomes shorter, the bit line capacitance Cb becomes smaller. This makes it possible to increase the amount of potential change generated in the bit line. In operation, a memory block including a word line WL selected by row decoder 502 (memory block DMB in FIG. 190).
The sense operation for 2) is performed, and the standby state is maintained in the remaining blocks. As a result, it is possible to reduce the power consumption accompanying the charging and discharging of the bit line during the sensing operation.

【0021】図190に示すようなDRAMにおいて上
述のブロック分割方式のCDRAMを適用した場合、メ
モリブロックDMB1〜DMB8それぞに対してSRA
Mキャッシュレジスタおよびブロックデコーダを設ける
必要がある。このため、チップ面積が著しく増大すると
いう問題が生じる。また、この構成では、選択されたブ
ロックに対するSRAMキャッシュレジスタしか動作せ
ず、SRAMキャッシュレジスタの利用効率が悪いとい
う問題もある。また、上述のごとくDRAMアレイとS
RAMアレイとはビット線が1対1に対応している。メ
インメモリとキャッシュメモリとの間のメモリのマッピ
ング方式としてダイレクトマッピング方式を採用した場
合、図189に示すように、SRAMアレイ506は1
行に配列された1024行のキャッシュレジスタで構成
される。この場合、SRAMキャッシュの容量は1Kビ
ットとなる。
When the above-described block-divided CDRAM is applied to the DRAM shown in FIG. 190, the SRA is applied to each of the memory blocks DMB1 to DMB8.
It is necessary to provide an M cash register and a block decoder. Therefore, there is a problem that the chip area is significantly increased. Further, in this configuration, only the SRAM cache register for the selected block operates, and there is a problem that the use efficiency of the SRAM cache register is low. Also, as described above, the DRAM array and S
Bit lines correspond one-to-one with the RAM array. When the direct mapping method is adopted as the memory mapping method between the main memory and the cache memory, as shown in FIG.
It consists of 1024 rows of cash registers arranged in rows. In this case, the capacity of the SRAM cache is 1 Kbit.

【0022】また、マッピング方式として4ウェイセッ
トアソシアティブ方式を採用した場合、図191に示す
ように、SRAMアレイ506は、4行のキャッシュレ
ジスタ506a〜506dを含む。4行のキャッシュレ
ジスタ506a〜506dのうちの1行がウェイアドレ
スに従ってセレクタ510により選択される。この図1
91に示す構成の場合、SRAMキャッシュの容量は4
Kビットとなる。上述のように、DRAMアレイとキャ
ッシュメモリとの間のメモリセルのマッピング方式はそ
のチップ内部の構成により決定される。マッピング方式
を変化させると上述のようにキャッシュサイズも変更す
る必要がある。また上述のいずれのCDRAMの構成に
おいても、DRAMアレイとSRAMアレイとはビット
線が1対1に対応しているため、DRAMアレイの列ア
ドレスとSRAMアレイの列アドレスとは必然的に同一
となり、DRAMアレイのメモリセルをSRAMアレイ
の任意の位置へマッピングするフルアソシアティブ方式
を実現することは原理的に不可能である。
When the 4-way set associative method is employed as the mapping method, as shown in FIG. 191, the SRAM array 506 includes four rows of cache registers 506a to 506d. One of the four cache registers 506a to 506d is selected by the selector 510 according to the way address. This figure 1
In the configuration shown in FIG. 91, the capacity of the SRAM cache is 4
It becomes K bits. As described above, the method of mapping memory cells between the DRAM array and the cache memory is determined by the internal configuration of the chip. When the mapping method is changed, it is necessary to change the cache size as described above. In any of the above-described CDRAM configurations, the DRAM array and the SRAM array have one-to-one bit lines, so that the column address of the DRAM array and the column address of the SRAM array are necessarily the same. In principle, it is impossible to realize a fully associative method for mapping a memory cell of a DRAM array to an arbitrary position of an SRAM array.

【0023】DRAMとSRAMとを同一チップ上に集
積した半導体記憶装置の他の構成は、また、特開平2−
87392号公報に開示されている。この先行技術にお
いては、DRAMアレイとSRAMアレイとが内部共通
データバスを介して接続される。内部共通データバス
は、装置外部とデータの入出力を行なうための入出力バ
ッファに接続される。DRAMアレイとSRAMアレイ
とはそれぞれ独立に発生された別々のアドレス信号によ
り選択位置を指定することができる。しかしながら、こ
の先行技術の構成においては、DRAMアレイとSRA
Mアレイとの間のデータ転送は内部の共通データバスを
介して行なわれる。一度に転送することのできるビット
数はこの内部共通データバス線数により制限を受け、高
速でキャッシュメモリの内容を書換えることはできな
い。したがって、前述のSRAMキャッシュを標準DR
AMの外部に設ける構成の場合と同様、このDRAMア
レイとSRAMアレイとの間のデータ転送速度がネック
となり、高速キャッシュメモリシステムを構築すること
はできない。
Another configuration of a semiconductor memory device in which a DRAM and an SRAM are integrated on the same chip is disclosed in
87392. In this prior art, a DRAM array and an SRAM array are connected via an internal common data bus. The internal common data bus is connected to an input / output buffer for inputting and outputting data to and from the outside of the device. The DRAM array and the SRAM array can each specify a selected position by separate address signals generated independently. However, in this prior art configuration, the DRAM array and the SRA
Data transfer to and from the M array is performed via an internal common data bus. The number of bits that can be transferred at one time is limited by the number of internal common data bus lines, and the contents of the cache memory cannot be rewritten at high speed. Therefore, the aforementioned SRAM cache is replaced with the standard DR.
As in the configuration provided outside the AM, the data transfer speed between the DRAM array and the SRAM array becomes a bottleneck, and a high-speed cache memory system cannot be constructed.

【0024】また、ASIC(特定用途向けIC)およ
びパイプライン用途などにおいては、半導体記憶装置は
システムクロックなどの外部クロック信号に同期して動
作する。半導体記憶装置の動作モードは、外部クロック
信号の立上がりまたは立下がりエッジにおける外部制御
信号の状態により決定される。外部クロック信号は半導
体記憶装置へのアクセスの有無にかかわらず半導体記憶
装置へ与えられる。このとき、外部クロック信号に応答
して、外部制御信号、アドレス信号およびデータを受け
る入力バッファ等が動作する。消費電力の観点からは、
半導体記憶装置へのアクセスが存在しないときには外部
クロック信号を半導体記憶装置へ与えないようにするか
または外部クロック信号の周期を長くするのが好まし
い。一般に、DRAMへは、行アドレス信号と列アドレ
ス信号とが時分割多重して与えられる。行アドレス信号
および列アドレス信号の装置内部への取込みはこの外部
クロック信号に同期して行なわれる。したがって、従来
のDRAMを外部クロック信号に同期して動作させた場
合、この行アドレス信号と列アドレス信号の取込みに長
時間を要することになり、この低消費電力性を重視した
場合において、DRAMを高速動作させることができな
いという問題が生じる。
In ASICs (application specific ICs) and pipeline applications, the semiconductor memory device operates in synchronization with an external clock signal such as a system clock. The operation mode of the semiconductor memory device is determined by the state of the external control signal at the rising or falling edge of the external clock signal. The external clock signal is applied to the semiconductor memory device regardless of whether the semiconductor memory device is accessed. At this time, an input buffer or the like that receives an external control signal, an address signal, and data operates in response to the external clock signal. From a power consumption perspective,
When there is no access to the semiconductor memory device, it is preferable not to apply an external clock signal to the semiconductor memory device or to lengthen the cycle of the external clock signal. Generally, a DRAM is supplied with a row address signal and a column address signal in a time-division multiplexed manner. The acquisition of the row address signal and the column address signal into the device is performed in synchronization with the external clock signal. Therefore, when a conventional DRAM is operated in synchronization with an external clock signal, it takes a long time to fetch the row address signal and the column address signal. There is a problem that high-speed operation cannot be performed.

【0025】また、従来の半導体記憶装置を外部クロッ
ク信号に同期して動作させた場合、その動作速度は外部
クロック信号により一意的に決定される。このとき、外
部クロック信号が規定する動作速度で動作する高速性よ
りも低消費電力性を重視する用途においては、従来のク
ロック同期型半導体記憶装置では対応することができな
い。クロック同期型半導体記憶装置では、制御信号およ
びアドレス信号の内部への取込みはクロック信号に同期
して行なわれる。制御信号およびアドレス信号の内部へ
の取込みはバッファ回路により行なわれる。各バッファ
回路はクロック信号に同期して活性化され、与えられた
外部信号に対応する内部信号を発生する。スタンバイ状
態等においては、有効な制御信号およびアドレス信号は
与えられないが、外部からのクロック信号は継続して与
えられる。したがって、各バッファ回路は不必要に動作
することになり、スタンバイ時における消費電流低減に
対する1つの障害となる。特に、この外部クロック信号
のサイクル期間が短くなればなるほど、各バッファ回路
の動作回数が増大し、スタンバイ時の消費電流が応じて
増大するため、低消費電流実現に対する大きな障害とな
る。
When a conventional semiconductor memory device is operated in synchronization with an external clock signal, its operation speed is uniquely determined by the external clock signal. At this time, the conventional clock-synchronous semiconductor memory device cannot cope with an application in which low power consumption is more important than high-speed operation at an operation speed specified by an external clock signal. In a clock synchronous semiconductor memory device, control signals and address signals are taken in in synchronization with a clock signal. The capture of the control signal and the address signal into the inside is performed by a buffer circuit. Each buffer circuit is activated in synchronization with a clock signal, and generates an internal signal corresponding to a given external signal. In a standby state or the like, a valid control signal and an address signal are not supplied, but an external clock signal is continuously supplied. Therefore, each buffer circuit operates unnecessarily, which is one obstacle to the reduction in current consumption during standby. In particular, as the cycle period of the external clock signal becomes shorter, the number of operations of each buffer circuit increases, and the current consumption during standby increases accordingly.

【0026】また、半導体記憶装置がダイナミック型メ
モリセル(DRAMセル)を含む場合、これらのDRA
Mセルは周期的にリフレッシュする必要がある。DRA
Mのリフレッシュモードには、通常、オートリフレッシ
ュモードとセルフリフレッシュモードとがある。オート
リフレッシュ動作時の波形図を図192に示す。オート
リフレッシュモード時には、チップセレクト信号*CE
が“H”、外部からのリフレッシュ指示信号*REFが
“L”に設定される。外部からのリフレッシュ指示信号
*REFの立下がりに応答して行選択系を駆動するため
の内部制御信号int.*RASが“L”に立下がる。
この内部制御信号int.*RASに応答して内蔵のア
ドレスカウンタから発生されたリフレッシュアドレスに
従ってワード線が選択され、この選択ワード線に接続さ
れるメモリセルのリフレッシュが行なわれる。したがっ
て、このオートリフレッシュモードにおいては、半導体
記憶装置のリフレッシュタイミングは、外部から与えら
れるリフレッシュ指示信号*REFにより決定される。
このため、半導体記憶装置においてリフレッシュが行な
われているか否かは記憶装置外部で知ることができる。
When the semiconductor memory device includes a dynamic memory cell (DRAM cell), the DRA
M cells need to be refreshed periodically. DRA
The M refresh mode generally includes an auto refresh mode and a self refresh mode. FIG. 192 shows a waveform diagram during the auto refresh operation. In the auto refresh mode, the chip select signal * CE
Is set to “H”, and the external refresh instruction signal * REF is set to “L”. Internal control signal int. For driving the row selection system in response to the fall of refresh instruction signal * REF from the outside. * RAS falls to "L".
This internal control signal int. In response to * RAS, a word line is selected according to a refresh address generated from a built-in address counter, and a memory cell connected to the selected word line is refreshed. Therefore, in this auto refresh mode, the refresh timing of the semiconductor memory device is determined by externally applied refresh instruction signal * REF.
Therefore, whether or not the semiconductor memory device is refreshed can be known outside the memory device.

【0027】図193に、セルフリフレッシュ動作時の
波形図を示す。セルフリフレッシュモード時には、チッ
プセレクト信号*CEが“H”、外部リフレッシュ指示
信号*REFが“L”に設定される。外部からのリフレ
ッシュ指示信号*REFが“L”に立下がると、内部制
御信号int.*RASが発生され、内蔵のアドレスカ
ウンタからのリフレッシュアドレスに従ってワード線選
択が行なわれる。続いて、この選択ワード線に接続され
るメモリセルのセンス動作および再書込みが行なわれ、
このワード線WLに接続されるメモリセルのリフレッシ
ュが行なわれる。セルフリフレッシュの第1回目のサイ
クルは、オートリフレッシュと同様である。このチップ
セレクト信号*CEが“H”にあり、リフレッシュ指示
信号*REFが所定時間TF以上“L”に設定される
と、内蔵のタイマからリフレッシュ要求信号が発生され
る。これに応答して、内部制御信号int.*RASが
発生され、ワード線の選択および選択ワード線に接続さ
れるメモリセルのリフレッシュが行なわれる。この動作
は、リフレッシュ指示信号*REFが“L”にある間繰
返される。このセルフリフレッシュにおけるリフレッシ
ュ動作では、半導体記憶装置に内蔵されたタイマによ
り、そのリフレッシュタイミングが決定される。外部か
らはリフレッシュタイミングを知ることはできない。通
常、このセルフリフレッシュモードでは、外部からデー
タをアクセスすることはできない。したがって、通常モ
ード時においてはセルフリフレッシュは行なわれず、セ
ルフリフレッシュモードはスタンバイ時においてデータ
を保持するために行なわれるのが一般である。
FIG. 193 shows a waveform diagram during the self-refresh operation. In the self-refresh mode, the chip select signal * CE is set to "H" and the external refresh instruction signal * REF is set to "L". When external refresh instruction signal * REF falls to "L", internal control signal int. * RAS is generated, and the word line is selected according to the refresh address from the built-in address counter. Subsequently, the sensing operation and rewriting of the memory cell connected to the selected word line are performed, and
The memory cells connected to the word line WL are refreshed. The first cycle of the self refresh is the same as the auto refresh. When the chip select signal * CE is at "H" and the refresh instruction signal * REF is set to "L" for a predetermined time TF or longer, a built-in timer generates a refresh request signal. In response, internal control signal int. * RAS is generated to select a word line and refresh the memory cells connected to the selected word line. This operation is repeated while refresh instruction signal * REF is at "L". In the refresh operation in the self refresh, the refresh timing is determined by a timer built in the semiconductor memory device. The refresh timing cannot be known from outside. Normally, in the self-refresh mode, data cannot be accessed from outside. Therefore, self-refresh is not performed in the normal mode, and the self-refresh mode is generally performed in standby to hold data.

【0028】データの保持に必要なリフレッシュ周期の
上限は、元来、半導体チップそれぞれに差が存在する
(たとえば日経エレクトロニクス1987年4月6日号
第170頁参照)。通常、セルフリフレッシュを行なう
ためには、半導体記憶装置の試験により、データ保持の
保証値を測定し、この保証値に合わせてセルフリフレッ
シュサイクルを規定するタイマの周期がプログラムされ
る。一般に、オートリフレッシュモードとセルフリフレ
ッシュモードとを選択的に用いる場合、このセルフリフ
レッシュサイクルを決定するためにデータ保持保証時間
の保証値の計測が必要とされる。この図193からみら
れるように、セルフリフレッシュモードは、まず外部リ
フレッシュ指示信号*REFに従ってオートリフレッシ
ュと同様の動作が行なわれ、続いてタイマによるリフレ
ッシュ動作が行なわれる。したがってこの場合、セルフ
リフレッシュサイクルは正確にはオートリフレッシュが
行なわれて、続いて所定時間TFが経過した後に行なわ
れるサイクルといえる。このセルフリフレッシュサイク
ルでは内蔵のタイマにより上述のごとく、リフレッシュ
タイミングが決定されているだけであり、外部からはこ
のリフレッシュタイミングを知ることはできない。した
がって、セルフリフレッシュサイクルは通常モード時に
たとえばヒドンリフレッシュなどの方式として用いるこ
とができないという問題がある。
Originally, there is a difference in the upper limit of the refresh cycle required for data retention between semiconductor chips (see, for example, page 170 of Nikkei Electronics, April 6, 1987, p. 170). Normally, in order to perform self-refresh, a guaranteed value of data retention is measured by a test of a semiconductor memory device, and a timer cycle for defining a self-refresh cycle is programmed in accordance with the guaranteed value. Generally, when the auto-refresh mode and the self-refresh mode are selectively used, it is necessary to measure a guaranteed value of a data retention guarantee time to determine the self-refresh cycle. As can be seen from FIG. 193, in the self-refresh mode, first, an operation similar to the auto-refresh is performed according to external refresh instruction signal * REF, and then a refresh operation by a timer is performed. Therefore, in this case, it can be said that the self-refresh cycle is a cycle in which the auto-refresh is performed accurately, and subsequently, after a predetermined time TF has elapsed. In this self-refresh cycle, the refresh timing is merely determined by the built-in timer as described above, and the refresh timing cannot be known from outside. Therefore, there is a problem that the self-refresh cycle cannot be used as a method such as hidden refresh in the normal mode.

【0029】さらに、DRAMアレイとSRAMアレイ
とを内蔵する半導体記憶装置においては、DRAMアレ
イからSRAMアレイへ高速にデータを転送するのが高
速動作性の観点からは望ましい。DRAMアレイからS
RAMアレイへのデータ転送時には、DRAMアレイに
おいて行(ワード線)の選択、選択ワード線に接続する
メモリセルのデータの検知および増幅、ならびに列選択
が行なわれる。DRAMアレイに対しては、一般に、行
アドレス信号と列アドレス信号とがマルチプレクスして
与えられる。したがって、DRAMアレイからSRAM
アレイへのデータ転送の高速化にも、このアドレス多重
化による制限が存在する。この場合、DRAMの行アド
レス信号と列アドレス信号を、単純に、ノンマルチプレ
クス方式に従って同時に与えることも考えられる。しか
しながら、DRAMアドレス入力用の端子数が大幅に増
加する。端子数の増加は、チップサイズおよびパッケー
ジサイズを増加させるため、好ましくない。
Further, in a semiconductor memory device incorporating a DRAM array and an SRAM array, it is desirable to transfer data at a high speed from the DRAM array to the SRAM array from the viewpoint of high-speed operation. From DRAM array to S
At the time of data transfer to the RAM array, selection of a row (word line) in the DRAM array, detection and amplification of data of a memory cell connected to the selected word line, and column selection are performed. Generally, a row address signal and a column address signal are multiplexed and applied to a DRAM array. Therefore, from the DRAM array to the SRAM
There is also a limitation due to the address multiplexing in increasing the speed of data transfer to the array. In this case, it is conceivable that the row address signal and the column address signal of the DRAM are simultaneously applied simply according to a non-multiplex system. However, the number of terminals for inputting DRAM addresses is greatly increased. An increase in the number of terminals is not preferable because it increases the chip size and the package size.

【0030】また、DRAMアレイからSRAMアレイ
へのデータ転送は、センスアンプによるメモリセルデー
タの検知および増幅後に行なう必要がある。このため、
DRAMアレイからSRAMアレイへデータ転送を高速
で行なうことができないという問題が生じる。さらに、
CPU(中央演算処理装置)などの外部演算処理装置に
はデータ転送を高速で行なうためのバーストモードとい
われるデータ転送モードを備えるものがある。バースト
モードとは、1かたまりのデータブロックを連続して転
送するモードである。データブロックは連続して隣接す
るアドレス位置に格納される。バーストモードは高速の
データ転送モードであるため、キャッシュ内蔵半導体記
憶装置においては、このデータブロックはキャッシュメ
モリに格納される。バーストモード機能付の外部演算処
理装置に容易に接続することのできるキャッシュ内蔵半
導体記憶装置はまだ考案されていない。
Data transfer from the DRAM array to the SRAM array needs to be performed after detection and amplification of the memory cell data by the sense amplifier. For this reason,
There is a problem that data transfer from the DRAM array to the SRAM array cannot be performed at high speed. further,
Some external processing units such as a CPU (Central Processing Unit) have a data transfer mode called a burst mode for performing data transfer at high speed. The burst mode is a mode in which a block of data blocks is continuously transferred. Data blocks are stored consecutively at adjacent address locations. Since the burst mode is a high-speed data transfer mode, in a semiconductor memory device with a built-in cache, this data block is stored in the cache memory. A semiconductor memory device with a built-in cache that can be easily connected to an external arithmetic processing device having a burst mode function has not been devised yet.

【0031】それゆえ、この発明の目的は、通常モード
においてもセルフリフレッシュを行なうことのできる半
導体記憶装置を提供することである。この発明の他の目
的は、高速でDRAMアレイとSRAMアレイとの間で
のデータ転送を行なうことのできる半導体記憶装置を提
供することである。この発明のさらに他の目的は、スタ
ンバイモード時における消費電流を大幅に低減すること
のできるクロック同期型半導体記憶装置を提供すること
である。この発明のさらに他の目的は、キャッシュミス
(ミスヒット)時においても高速でアクセスすることの
できる半導体記憶装置を提供することである。この発明
のさらに他の目的は、外部クロック信号の周期が長くさ
れた状態においても高速動作性を損なうことのない半導
体記憶装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of performing self-refresh even in a normal mode. Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of transferring data between a DRAM array and an SRAM array at a high speed. Still another object of the present invention is to provide a clock synchronous semiconductor memory device capable of greatly reducing current consumption in a standby mode. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which can be accessed at a high speed even at the time of a cache miss (miss hit). Still another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device which does not impair high-speed operation even when the period of an external clock signal is lengthened.

【0032】この発明のさらに他の目的は、外部クロッ
ク信号の周期が長くされるかまたは間歇的に外部クロッ
ク信号が発生される場合においても、確実に動作するク
ロック同期型半導体記憶装置を提供することである。こ
の発明のさらに他の目的は、低消費電力で誤動作するこ
となく高速動作することのできるキャッシュ内蔵半導体
記憶装置を提供することである。この発明のさらに他の
目的は、低消費電力で誤動作することなく高速動作する
ことのできる、クロック同期型キャッシュ内蔵半導体記
憶装置を提供することである。この発明のさらに他の目
的は、高速動作性を重視する用途および低消費電力性を
重視する用途いずれに対しても容易に対応することので
きる半導体記憶装置を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a clock synchronous semiconductor memory device which operates reliably even when the period of the external clock signal is lengthened or the external clock signal is generated intermittently. That is. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device with a built-in cache that can operate at high speed without erroneous operation with low power consumption. Still another object of the present invention is to provide a clock synchronous type semiconductor memory device with a built-in cache that can operate at high speed without erroneous operation with low power consumption. Still another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can easily cope with both applications that emphasize high-speed operation and applications that emphasize low power consumption.

【0033】この発明のさらに他の目的は、使用目的に
応じて、高速動作性および低消費電力性のいずれをも容
易に実現することのできるキャッシュ内蔵半導体記憶装
置を提供することである。この発明のさらに他の目的
は、使用目的に応じて高速動作性および低消費電力動作
性のいずれをも容易に実現することのできるクロック同
期型キャッシュ内蔵半導体記憶装置を提供することであ
る。
A still further object of the present invention is to provide a semiconductor memory device with a built-in cache which can easily realize both high-speed operation and low power consumption according to the purpose of use. Still another object of the present invention is to provide a clock synchronous type semiconductor memory device with a built-in cache which can easily realize both high-speed operation and low-power-consumption operation according to the purpose of use.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体記
憶装置は、アドレス信号を受けるためのアドレス入力手
段と、バーストモード指示に応答して、アドレス信号を
所定のタイミングで連続的に発生するアドレス発生手段
と、アドレス入力手段の出力とアドレス発生手段の出力
とを受け、バーストモード指示に応答してこのアドレス
発生手段の出力を選択的に通過させるアドレス選択手段
と、アドレス選択手段の出力に従って複数のメモリセル
から対応のメモリセルを選択するメモリセル選択手段を
備える。請求項2に係る半導体記憶装置は、外部演算処
理装置から与えられるアドレスを受けるためのアドレス
入力手段と、外部演算処理装置からのバーストモード指
示に応答して、外部クロック信号に同期してアドレスを
発生するアドレス発生手段と、アドレス入力手段の出力
とアドレス発生手段の出力とのいずれか一方を選択的に
通過させるアドレス選択手段と、アドレス選択手段の出
力に従ってメモリセルアレイから対応のメモリセルを選
択するメモリセル選択手段を備える。アドレス選択手段
は、バーストモード指示に応答してアドレス発生手段の
出力を選択的に通過させる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device which continuously generates an address signal at a predetermined timing in response to a burst mode instruction and an address input means for receiving an address signal. Address generating means, an address selecting means for receiving an output of the address inputting means and an output of the address generating means, and selectively passing an output of the address generating means in response to a burst mode instruction; Memory cell selecting means for selecting a corresponding memory cell from a plurality of memory cells is provided. According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device, comprising: an address input means for receiving an address given from an external arithmetic processing unit; Address generating means for generating, an address selecting means for selectively passing one of an output of the address inputting means and an output of the address generating means, and a corresponding memory cell is selected from the memory cell array according to the output of the address selecting means. Memory cell selecting means; The address selection means selectively passes the output of the address generation means in response to the burst mode instruction.

【0035】請求項1に係る半導体記憶装置において
は、外部演算処理装置からのバーストモード指示に応答
して内部のカウンタが起動され、このアドレスカウンタ
の出力がマルチプレクサにより選択されてアドレス信号
として利用され、かつバーストモード以外はマルチプレ
クサは外部からのアドレス信号を選択する。したがっ
て、バーストモード機能付の外部演算処理装置へも容易
に接続することのできる半導体記憶装置を得ることがで
きる。請求項2に係る半導体記憶装置では、外部クロッ
ク信号に同期して内蔵のアドレス発生器としてのカウン
タがカウント動作をし、このカウンタの出力がバースト
モード時のアドレスとして利用され、バーストモード以
外では外部からのアドレス信号が外部クロック信号に同
期して取込まれて利用される。したがって、バーストモ
ード機能付外部演算処理装置へ容易に接続することので
きるクロック同期型半導体記憶装置を実現することがで
きる。
In the semiconductor memory device according to the present invention, an internal counter is started in response to a burst mode instruction from an external arithmetic processing unit, and the output of this address counter is selected by a multiplexer and used as an address signal. In addition to the burst mode, the multiplexer selects an external address signal. Therefore, it is possible to obtain a semiconductor memory device that can be easily connected to an external arithmetic processing unit having a burst mode function. In the semiconductor memory device according to the second aspect, a counter as a built-in address generator performs a counting operation in synchronization with an external clock signal, and the output of the counter is used as an address in a burst mode. An address signal from the memory is taken in synchronization with an external clock signal and used. Therefore, it is possible to realize a clock synchronous semiconductor memory device that can be easily connected to an external arithmetic processing device having a burst mode function.

【0036】[0036]

【実施の形態】「アレイ配置1」図2はこの発明が適用
される半導体記憶装置のメモリアレイ部の構成の一例を
概略的に示す図である。図2において、半導体記憶装置
は、行および列からなるマトリクス状に配列されたダイ
ナミック型メモリセルを含むDRAMアレイ1と、行お
よび列からなるマトリクス状に配列されたスタティック
型メモリセルからなるSRAMアレイ2と、このDRA
Mアレイ1とSRAMアレイ2との間でのデータ転送を
行なうための双方向転送ゲート回路3を含む。DRAM
アレイ1はその記憶容量が1Mビットの場合1024本
のワード線WLと1024対のビット線BL,/BLを
含む。ただし、図においてはビット線対はDBLで示さ
れる。このDRAMアレイ1は行および列方向にそれぞ
れ沿って複数のブロックに分割される。図2において
は、DRAMアレイ1は列方向に8個のブロックMBi
1〜MBi8(i=1〜4)に分割され、かつ行方向に
4つのブロックMB1j〜MB4j(j=1〜8)に分
割され、合計32個のメモリブロックに分割された場合
が一例として示される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS "Array arrangement 1" FIG. 2 schematically shows an example of the configuration of a memory array section of a semiconductor memory device to which the present invention is applied. In FIG. 2, a semiconductor memory device includes a DRAM array 1 including dynamic memory cells arranged in a matrix composed of rows and columns, and an SRAM array composed of static memory cells arranged in a matrix composed of rows and columns. 2 and this DRA
A bidirectional transfer gate circuit 3 for performing data transfer between M array 1 and SRAM array 2 is included. DRAM
Array 1 includes 1024 word lines WL and 1024 pairs of bit lines BL and / BL when the storage capacity is 1M bits. However, in the figure, the bit line pair is indicated by DBL. This DRAM array 1 is divided into a plurality of blocks along the row and column directions, respectively. In FIG. 2, DRAM array 1 has eight blocks MBi in the column direction.
As an example, a case where the memory cell is divided into 1 to MBi8 (i = 1 to 4) and further divided into four blocks MB1j to MB4j (j = 1 to 8) in the row direction and divided into a total of 32 memory blocks is shown. It is.

【0037】この列方向に分割された8個のブロックM
Bi1〜MBi8は1つの行ブロック11を構成する。
行方向に分割された4つのブロックMB1j〜MB4j
は列ブロック12を構成する。1つの行ブロック11に
含まれるメモリブロックMBi1〜MBi8は1本のワ
ード線WLを共有する。同一の列ブロック12に含まれ
るメモリブロックMB1j〜MB4jはコラム選択線C
SLを共有する。各メモリブロックMB11〜MB48
それぞれに対してセンスアンプ+IOブロック13が設
けられる。このセンスアンプ+IOブロック13の構成
については後に説明する。コラム選択線CSLは同時に
2列(2対のビット線)を選択する。この半導体記憶装
置はさらに、外部から与えられるアドレスに応答してこ
のDRAMアレイ1から対応の1行を選択するロウデコ
ーダ14と、外部から与えられる列アドレスに応答して
1本のコラム選択線CSLを選択するコラムデコーダ1
5を含む。列ブロック12は、互いに独立な2対のI/
O線16aおよび16bを介して双方向転送ゲート回路
3へ接続される。
The eight blocks M divided in the column direction
Bi1 to MBi8 constitute one row block 11.
Four blocks MB1j to MB4j divided in the row direction
Constitutes the column block 12. The memory blocks MBi1 to MBi8 included in one row block 11 share one word line WL. Memory blocks MB1j to MB4j included in the same column block 12 are
Share SL. Each memory block MB11 to MB48
A sense amplifier + IO block 13 is provided for each. The configuration of this sense amplifier + IO block 13 will be described later. The column selection line CSL simultaneously selects two columns (two pairs of bit lines). The semiconductor memory device further includes a row decoder 14 for selecting a corresponding row from DRAM array 1 in response to an externally applied address, and one column select line CSL in response to an externally applied column address. Column decoder 1 for selecting
5 is included. The column block 12 includes two pairs of I / Os independent of each other.
It is connected to bidirectional transfer gate circuit 3 via O lines 16a and 16b.

【0038】SRAMアレイ2は、この双方向転送ゲー
ト回路3を介して16対のI/O線にそれぞれ接続され
る16対のビット線対SBLを含む。このSRAMアレ
イ2は、4Kビットの容量の場合、16対のビット線と
256本のワード線とを含む。したがって、このSRA
Mアレイ2は、1行が16ビットとなる。このSRAM
アレイに対し、外部から与えられる行アドレスをデコー
ドし、このSRAMアレイ2の1行を選択するSRAM
ロウデコーダ21と、外部から与えられる列アドレスを
デコードし、このSRAMアレイ2の対応の列を選択す
るSRAMコラムデコーダ22と、データ読出し時にお
いてこのSRAMロウデコーダ21およびSRAMコラ
ムデコーダ22により選択されたメモリセルのデータを
増幅して出力するセンスアンプ回路23を含む。
SRAM array 2 includes 16 bit line pairs SBL connected to 16 I / O lines via bidirectional transfer gate circuit 3 respectively. This SRAM array 2 includes 16 pairs of bit lines and 256 word lines in the case of a 4K-bit capacity. Therefore, this SRA
One row of the M array 2 has 16 bits. This SRAM
An SRAM which decodes an externally applied row address for the array and selects one row of this SRAM array 2
Row decoder 21, an SRAM column decoder 22 that decodes an externally applied column address and selects a corresponding column of SRAM array 2, and an SRAM row decoder 21 and an SRAM column decoder 22 that are selected when reading data. The sense amplifier circuit 23 amplifies and outputs data of the memory cell.

【0039】このSRAMコラムデコーダ22により選
択されたSRAMビット線対SBLは共通データバスへ
接続され入出力バッファ(図示せず)を介して装置外部
とデータの入出力が行なわれる。DRAMロウデコーダ
14およびDRAMコラムデコーダ15へ与えられるア
ドレスとSRAMロウデコーダ21およびSRAMコラ
ムデコーダ22へ与えられるアドレスはともに互いに独
立なアドレスであり、それぞれ異なるアドレスピン端子
を介して与えられる。次に図2に示す半導体記憶装置の
データ転送動作について概略的に説明する。DRAM部
分の動作について説明する。まず、外部から与えられる
行アドレスに従ってロウデコーダ14が行選択動作を行
ない1本のワード線DWLの電位を“H”に立上げる。
この選択された1本のワード線DWLに接続されるメモ
リセルから対応の1024本のビット線BL(または/
BL)にデータが読出される。
The SRAM bit line pair SBL selected by the SRAM column decoder 22 is connected to a common data bus, and inputs and outputs data to and from the outside of the device via an input / output buffer (not shown). The address applied to the DRAM row decoder 14 and the DRAM column decoder 15 and the address applied to the SRAM row decoder 21 and the SRAM column decoder 22 are mutually independent addresses, and are applied through different address pin terminals. Next, a data transfer operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 2 will be schematically described. The operation of the DRAM will be described. First, the row decoder 14 performs a row selecting operation in accordance with a row address given from the outside, and raises the potential of one word line DWL to “H”.
From the memory cells connected to the selected one word line DWL, the corresponding 1024 bit lines BL (or /
BL) is read out.

【0040】次いで、この選択されたワード線DWLを
含む行ブロック11に含まれるセンスアンプ(ブロック
13に含まれる)が一斉に活性化され、各ビット線対の
電位差を差動的に増幅する。このように4つの行ブロッ
ク11のうち1つの行ブロックのみが活性化されるのは
このセンス動作時におけるビット線の充放電に伴う消費
電力を低減するためである(この選択行を含む行ブロッ
クのみを活性化する動作方式をブロック分割動作方式と
称す)。次に外部から与えられる列アドレスにしたがっ
て、DRAMコラムデコーダ15が列選択動作を行な
う。各列ブロック12において1本のコラム選択線CS
Lが選択状態とされる。この1本のコラム選択線CSL
は2対のビット線を選択し、この2対のビット線を該列
ブロック対応に設けられた2対のI/O線16aおよび
16bにそれぞれ接続する。これにより、DRAMアレ
イ1から複数ビット(本実施例においては16ビット)
のデータが複数のI/O線対16aおよび16b上に読
出される。
Next, sense amplifiers (included in block 13) included in row block 11 including the selected word line DWL are simultaneously activated, and differentially amplify the potential difference between each bit line pair. The reason why only one of the four row blocks 11 is activated is to reduce the power consumption associated with the charging and discharging of the bit line during the sensing operation (the row block including the selected row). The operation method that activates only the block is called a block division operation method). Next, DRAM column decoder 15 performs a column selecting operation according to an externally applied column address. One column select line CS in each column block 12
L is selected. This one column select line CSL
Selects two pairs of bit lines, and connects the two pairs of bit lines to two pairs of I / O lines 16a and 16b provided corresponding to the column block. Thereby, a plurality of bits (16 bits in this embodiment) from the DRAM array 1
Is read onto a plurality of I / O line pairs 16a and 16b.

【0041】次にSRAM部分の動作について説明す
る。外部から与えられる行アドレスに従ってSRAMロ
ウデコーダ21が行選択動作を行ない、SRAMアレイ
2から1本のワード線を選択する。1本のSRAMワー
ド線には、前述のごとく16ビットのメモリセルが接続
される。したがって、この1本のワード線の選択動作に
従って、16個のスタティック型メモリセル(SRAM
セル)が16対のビット線SBLに接続される。DRA
Mアレイ1に対するI/O線対16aおよび16bに1
6ビットのデータが伝達された後に、この双方向転送ゲ
ート回路3がオン状態となり、16対のI/O線対16
aおよび16bとSRAMの16対のビット線SBLと
がそれぞれ接続される。これにより、SRAMアレイ2
において既に選択されていた16ビットのメモリセルに
対し16対のI/O線対16aおよび16b上に伝達さ
れていたデータがそれぞれ書込まれる。
Next, the operation of the SRAM portion will be described. The SRAM row decoder 21 performs a row selecting operation in accordance with a row address given from the outside, and selects one word line from the SRAM array 2. As described above, 16-bit memory cells are connected to one SRAM word line. Therefore, 16 static memory cells (SRAMs) are selected in accordance with the operation of selecting one word line.
Cell) is connected to 16 pairs of bit lines SBL. DRA
1 on I / O line pair 16a and 16b for M array 1
After the transmission of 6-bit data, bidirectional transfer gate circuit 3 is turned on, and 16 I / O line pairs 16
a and 16b are connected to 16 pairs of bit lines SBL of the SRAM. Thereby, the SRAM array 2
, The data transmitted on the 16 pairs of I / O line pairs 16a and 16b are written into the 16-bit memory cell already selected.

【0042】SRAMに設けられているセンスアンプ回
路23およびコラムデコーダ22はSRAMアレイ2に
おけるメモリセルと外部データを入出力するための内部
データ線とのデータとの間の授受のために用いられる。
このSRAMアレイ2におけるSRAMセルを選択する
ためのアドレスは、DRAMアレイ1におけるダイナミ
ック型メモリセル(DRAMセル)を選択するためのア
ドレスとは全く独立に設定することが可能である。この
ため、DRAMアレイ1において選択された16ビット
のメモリセルはSRAMアレイ2の任意の位置(行)の
メモリセルとデータの授受を行なうことが可能であり、
ダイレクトマッピング方式、セットアソシアティブ方式
およびフルアソシアティブ方式のすべてのマッピング方
式をアレイ配置および構成を変更することなく実現する
ことが可能である。
The sense amplifier circuit 23 and the column decoder 22 provided in the SRAM are used to transfer data between a memory cell in the SRAM array 2 and an internal data line for inputting / outputting external data.
An address for selecting an SRAM cell in the SRAM array 2 can be set completely independently of an address for selecting a dynamic memory cell (DRAM cell) in the DRAM array 1. Therefore, the 16-bit memory cell selected in DRAM array 1 can exchange data with a memory cell at an arbitrary position (row) in SRAM array 2.
All the mapping methods of the direct mapping method, the set associative method, and the full associative method can be realized without changing the array arrangement and configuration.

【0043】上記説明においては、DRAMからSRA
Mへの16ビットの一括転送の動作を原理的に説明した
が、SRAMアレイ2からDRAMアレイ1への16ビ
ットの一括転送についても同様の動作に従って行なわ
れ、単に双方向転送ゲート回路3によるデータの転送方
向が逆になるだけである。次にこの発明によるキャッシ
ュ内蔵半導体記憶装置の構成および動作について順に詳
細に説明する。図3は、図2に示す半導体記憶装置の要
部の具体的構成を示す図である。図3においては、DR
AMアレイの1つのメモリブロックMBijのデータ転
送に関連する部分が代表的に示される。図3において、
DRAMメモリブロックMBijは、行列状に配置され
た複数のDRAMセルDMCを含む。DRAMセルDM
Cは1個のトランジスタQ0と、1個のキャパシタC0
を含む。このメモリキャパシタC0の一方電極(セルプ
レート)には一定の電位Vggが与えられる。
In the above description, the SRA
The operation of the 16-bit batch transfer to M has been described in principle, but the 16-bit batch transfer from the SRAM array 2 to the DRAM array 1 is performed according to the same operation. Only the transfer direction is reversed. Next, the configuration and operation of the semiconductor memory device with a built-in cache according to the present invention will be described in detail in order. FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of a main part of the semiconductor memory device shown in FIG. In FIG. 3, DR
A portion related to data transfer of one memory block MBij of the AM array is representatively shown. In FIG.
DRAM memory block MBij includes a plurality of DRAM cells DMC arranged in a matrix. DRAM cell DM
C is one transistor Q0 and one capacitor C0
including. A constant potential Vgg is applied to one electrode (cell plate) of memory capacitor C0.

【0044】このメモリブロックMBijはさらに、各
々に1行のDRAMセルDMCが接続されるDRAMワ
ード線DWLと、各々に1列のDRAMセルDMCが接
続されるDRAMビット線対DBLを含む。このDRA
Mビット線対DBLは、2本のビット線BLおよび/B
Lにより構成される。ビット線BLとビット線/BLに
は互いに相補な信号が伝達される。DRAMセルDMC
は、DRAMワード線DWLとDRAMビット線対DB
Lの交点にそれぞれ配置される。DRAMビット線対D
BLそれぞれに対して、対応のビット線対上の電位差を
検知し増幅するためのDRAMセンスアンプDSAが設
けられる。このDRAMセンスアンプDSAは、センス
アンプ活性化信号φSANEおよび/φSAPEに応答
してセンスアンプ駆動信号φSANおよび/φSAPを
発生するセンスアンプ活性回路SAKによりその動作が
制御される。DRAMセンスアンプDSAは、pチャネ
ルMOSトランジスタが交差結合され、信号/φSAP
に応答して高電位側のビット線電位を動作電源電位Vc
cレベルにまで昇圧するための第1のセンスアンプ部分
と、nチャネルMOSトランジスタが交差結合され、信
号φSANに応答して低電位側のビット線の電位をたと
えば接地電位レベルの電位Vssへ放電する第2のセン
スアンプ部分を含む。
The memory block MBij further includes a DRAM word line DWL connected to one row of DRAM cells DMC and a DRAM bit line pair DBL connected to one column of DRAM cells DMC. This DRA
M bit line pair DBL includes two bit lines BL and / B
L. Complementary signals are transmitted to bit line BL and bit line / BL. DRAM cell DMC
Is a DRAM word line DWL and a DRAM bit line pair DB
L are arranged at intersections. DRAM bit line pair D
For each BL, a DRAM sense amplifier DSA for detecting and amplifying a potential difference on a corresponding bit line pair is provided. The operation of this DRAM sense amplifier DSA is controlled by a sense amplifier activation circuit SAK which generates sense amplifier drive signals φSAN and / φSAP in response to sense amplifier activation signals φSANE and / φSAPE. DRAM sense amplifier DSA has a p-channel MOS transistor cross-coupled and a signal / φSAP.
, The bit line potential on the high potential side is set to the operating power supply potential Vc.
A first sense amplifier portion for boosting the voltage to the c level is cross-coupled with an n-channel MOS transistor, and discharges the potential of the lower potential bit line to, for example, the potential Vss of the ground potential level in response to signal φSAN. A second sense amplifier section is included.

【0045】センスアンプ活性化回路SAKは、センス
アンプ活性化信号/φSAPEに応答してオン状態とな
り、DRAMセンスアンプDSAの第1のセンスアンプ
部分を活性化するためのセンスアンプ活性化トランジス
タTR1と、センスアンプ活性化信号φSANEに応答
してオン状態となり、DRAMセンスアンプDSAの第
2のセンスアンプ部分を活性化するセンスアンプ活性化
トランジスタTR2を含む。トランジスタTR1はpチ
ャネルMOSトランジスタにより構成され、トランジス
タTR2はnチャネルMOSトランジスタにより構成さ
れる。トランジスタTR1はオン状態となったときに動
作電源電位Vccレベルの駆動信号/φSAPを各セン
スアンプDSAの一方電源ノードへ伝達する。トランジ
スタTR2はオン状態となったとき、DRAMセンスア
ンプDSAの他方電源ノードへ電位Vssレベルの信号
φSANを伝達する。
The sense amplifier activating circuit SAK is turned on in response to the sense amplifier activating signal / φSAPE, and a sense amplifier activating transistor TR1 for activating the first sense amplifier portion of the DRAM sense amplifier DSA is provided. And a sense amplifier activating transistor TR2 which is turned on in response to a sense amplifier activating signal φSANE and activates a second sense amplifier portion of the DRAM sense amplifier DSA. Transistor TR1 is configured by a p-channel MOS transistor, and transistor TR2 is configured by an n-channel MOS transistor. Transistor TR1 transmits drive signal / φSAP at the operating power supply potential Vcc level to one power supply node of each sense amplifier DSA when turned on. When transistor TR2 is turned on, signal φSAN at the potential Vss level is transmitted to the other power supply node of DRAM sense amplifier DSA.

【0046】このセンスアンプ活性化回路SAKからの
信号/φSAPおよびφSANが伝達される信号線/φ
SAPと信号線φSANとの間に、イコライズ指示信号
φEQに応答して両信号線をイコライズするイコライズ
トランジスタTEQが設けられる。これにより、センス
アンプ駆動信号線/φSAPおよびφSANはスタンバ
イ時には(Vcc+Vss)/2の中間電位にプリチャ
ージされる。ここで、信号線とその上の信号を同一符号
で示す。DRAMビット線対DBL各々に対して、プリ
チャージ・イコライズ信号φEQに応答して活性化さ
れ、対応のビット線対の各ビット線を所定のプリチャー
ジ電位Vblにプリチャージしかつイコライズするプリ
チャージ/イコライズ回路PEが設けられる。
Signal line / φ to which signals / φSAP and φSAN from sense amplifier activation circuit SAK are transmitted.
An equalizing transistor TEQ for equalizing both signal lines in response to the equalizing instruction signal φEQ is provided between the SAP and the signal line φSAN. Thereby, sense amplifier drive signal lines / φSAP and φSAN are precharged to an intermediate potential of (Vcc + Vss) / 2 during standby. Here, the signal lines and the signals thereon are denoted by the same reference numerals. Each DRAM bit line pair DBL is activated in response to a precharge / equalize signal φEQ to precharge and equalize each bit line of a corresponding bit line pair to a predetermined precharge potential Vbl. An equalizing circuit PE is provided.

【0047】DRAMメモリブロックMBijはさら
に、DRAMビット線対DBLそれぞれに対して設けら
れてコラム選択線CSL上の信号電位に応答してオン状
態となり、対応のDRAMビット線対DBLをローカル
I/O線対LIOへ接続する列選択ゲートCSGを含
む。コラム選択線CSLは2対のDRAMビット線に対
して共通に設けられ、これにより同時に2つのDRAM
ビット線対DBLが選択される。ローカルI/O線対は
この同時に選択される2対のDRAMビット線対からの
データをそれぞれ受けることができるように2対LIO
aおよびLIOb設けられる。このメモリブロックMB
ijはさらに、ブロック活性化信号φBAに応答してロ
ーカルI/O線対LIOaおよびLIObをそれぞれグ
ローバルI/O線対GIOaおよびGIObへ接続する
IOゲートIOGaおよびIOGbを含む。コラム選択
線CSLは図2に示す1つの列ブロックにわたって行方
向に延在し、またグローバルI/O線対GIOaおよび
GIObも1つの列ブロックにわたって行方向に延在す
る。ローカルI/O線対LIOaおよびLIObは1つ
のメモリブロック内においてのみ列方向に延在する。
DRAM memory block MBij is further provided for each DRAM bit line pair DBL and turned on in response to a signal potential on column select line CSL, and connects the corresponding DRAM bit line pair DBL to local I / O. Includes a column select gate CSG that connects to line pair LIO. The column selection line CSL is provided in common for two pairs of DRAM bit lines, thereby simultaneously setting two DRAM bit lines.
The bit line pair DBL is selected. The local I / O line pairs receive two LIOs so as to receive data from the two DRAM bit line pairs selected at the same time.
a and LIOb. This memory block MB
ij further includes IO gates IOGa and IOGb connecting local I / O line pairs LIOa and LIOb to global I / O line pairs GIOa and GIOb in response to block activation signal φBA. Column select line CSL extends in the row direction over one column block shown in FIG. 2, and global I / O line pairs GIOa and GIOb also extend in the row direction over one column block. Local I / O line pairs LIOa and LIOb extend in the column direction only in one memory block.

【0048】図2との対応において、I/O線16aお
よび16bはそれぞれ、ローカルI/O線対LIOaお
よびLIObと、LIOゲートIOGaおよびIOGb
と、グローバルI/O線対GIOaおよびGIObに対
応する。SRAMは、それぞれに1行のSRAMセルS
MCが接続されるSRAMワード線SWLと、それぞれ
に1列のSRAMセルSMCが接続されるSRAMビッ
ト線対SBLと、SRAMビット線対SBLそれぞれに
設けられ対応のビット線対の電位差を検知し増幅するS
RAMセンスアンプSSAを含む。 「アレイ配置2」図4にアレイ配置の他の構成例を示
す。この図4のアレイ配置の構成においては、SRAM
コラムデコーダ22が、DRAMアレイ1とSRAMア
レイ2との間に設けられる。また、入出力バッファ27
4が内部データ線251を介してSRAMコラムデコー
ダ22により選択された列と接続される。この図4に示
す構成においては、DRAMアレイ1で選択された列は
双方向転送ゲートを介して内部データ線251に接続さ
れる。この双方向転送ゲート回路3を介したDRAMア
レイ1と内部データ線251との接続は、DRAMのコ
ラムデコーダ15からの列選択信号により双方向転送ゲ
ートに設けられた列選択ゲートを用いて行なわれてもよ
い。このDRAMアレイ1と内部データ線251との接
続およびSRAMアレイ2と内部データ線251との接
続については後に詳細に説明する。
In correspondence with FIG. 2, I / O lines 16a and 16b correspond to local I / O line pairs LIOa and LIOb and LIO gates IOGa and IOGb, respectively.
And global I / O line pairs GIOa and GIOb. The SRAM has one row of SRAM cells S each.
Detecting and amplifying the potential difference between the SRAM word line SWL to which the MC is connected, the SRAM bit line pair SBL to which one row of SRAM cells SMC are connected, and the corresponding bit line pair provided for each of the SRAM bit line pair SBL. S
Includes RAM sense amplifier SSA. "Array Arrangement 2" FIG. 4 shows another configuration example of the array arrangement. In the configuration of the array arrangement of FIG.
A column decoder 22 is provided between the DRAM array 1 and the SRAM array 2. Also, the input / output buffer 27
4 is connected to the column selected by the SRAM column decoder 22 via the internal data line 251. In the configuration shown in FIG. 4, a column selected in DRAM array 1 is connected to internal data line 251 via a bidirectional transfer gate. Connection between the DRAM array 1 and the internal data line 251 via the bidirectional transfer gate circuit 3 is performed using a column select gate provided in the bidirectional transfer gate in response to a column select signal from a column decoder 15 of the DRAM. You may. The connection between the DRAM array 1 and the internal data line 251 and the connection between the SRAM array 2 and the internal data line 251 will be described later in detail.

【0049】アドレスバッファ252は、チップイネー
ブル信号Eに応答して外部から与えられるアドレス信号
Aaを取込み、DRAMアレイ1の行・列指定用の内部
行・列アドレス信号int−Aaを発生する。アドレス
バッファ252はまた、チップイネーブル信号Eに応答
して外部から与えられたアドレス信号Acを取込み、S
RAMアレイ2の行および列を指定するための内部行・
列アドレス信号int−Acを発生する。DRAMアレ
イ用の外部アドレス信号AaとSRAMアレイ用のアド
レス信号Acはそれぞれ別々の端子を介してアドレスバ
ッファ252へ与えられる。この図4に示す構成の場
合、SRAMのロウデコーダ21およびコラムデコーダ
22へ与えられる内部アドレスint−Acと、DRA
Mのロウデコーダ14およびコラムデコーダ15へ与え
られる内部アドレスint−Aaとはそれぞれ互いに独
立な経路を介してアドレスバッファ252から与えられ
る。したがって、この構成においても、SRAMアレイ
2およびDRAMアレイ1のメモリセルをそれぞれ独立
にアドレス指定することができる。
Address buffer 252 receives an externally applied address signal Aa in response to chip enable signal E, and generates an internal row / column address signal int-Aa for specifying a row / column of DRAM array 1. Address buffer 252 also receives an externally applied address signal Ac in response to chip enable signal E,
Internal rows for designating rows and columns of the RAM array 2
A column address signal int-Ac is generated. The external address signal Aa for the DRAM array and the address signal Ac for the SRAM array are applied to the address buffer 252 via separate terminals. In the configuration shown in FIG. 4, internal address int-Ac applied to row decoder 21 and column decoder 22 of the SRAM and DRA
Internal addresses int-Aa applied to M row decoder 14 and column decoder 15 are applied from address buffer 252 via paths independent of each other. Therefore, also in this configuration, the memory cells of SRAM array 2 and DRAM array 1 can be independently addressed.

【0050】「アレイ配置3」図5はこの発明の他の実
施例である半導体記憶装置のアレイのレイアウトを示す
図である。図5に示すCDRAMは4MビットのDRA
Mアレイと16KビットのSRAMアレイとを含む。す
なわち、図5のCDRAMは図2あるいは図4に示すC
DRAMを4面含む。図5において、CDRAMは、各
々が1Mビットの容量を備える4つのメモリマットMM
1,MM2,MM3およびMM4を含む。DRAMメモ
リマットMM1〜MM4の各々は、1024行(ワード
線)512列(ビット線対)のメモリセル配置を含む。
DRAMメモリマットMM1〜MM4は、それぞれ、各
々が128列(ビット線対)×256行(ワード線)の
構成を備える32個のメモリブロックMBに分割され
る。
[Array Arrangement 3] FIG. 5 is a diagram showing a layout of an array of a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention. The CDRAM shown in FIG. 5 is a 4 Mbit DRA
M array and 16K bit SRAM array. That is, the CDRAM shown in FIG.
Includes 4 DRAMs. In FIG. 5, the CDRAM has four memory mats MM each having a capacity of 1 Mbit.
1, MM2, MM3 and MM4. Each of DRAM memory mats MM1 to MM4 includes a memory cell arrangement of 1024 rows (word lines) and 512 columns (bit line pairs).
Each of the DRAM memory mats MM1 to MM4 is divided into 32 memory blocks MB each having a configuration of 128 columns (bit line pairs) × 256 rows (word lines).

【0051】1つのメモリマットMMにおいて、行方向
に4つのメモリブロックに分割され、列方向に8つのブ
ロックに分割される。この図5に示すように、1Mビッ
トのメモリマットを図2に示すDRAMのような配置と
異なり列方向に8分割、行方向に4分割とするのは、後
に説明する矩形状のパッケージに収納するためである。
メモリブロックMBの各々の列方向の中央部にDRAM
用のセンスアンプDSAと列選択ゲートCSGが各ビッ
ト線対DBLに対応して配置される。メモリブロックM
Bは、センスアンプDSAと列選択ゲートCSGを中心
として上側のメモリブロックUMBと下側のメモリブロ
ックLMBに分割される。動作時においては、この上下
のメモリブロックUMBおよびLMBのいずれか一方が
センスアンプDSAおよび列選択ゲートCSGに接続さ
れる。このセンスアンプDSAおよび列選択ゲートCS
Gに上下メモリブロックUMBおよびLMBのいずれを
接続するのかは、アドレスによって決定される。このよ
うな1つのメモリブロックMBを上下2つのメモリブロ
ックUMBおよびLMBに分割し、一方のみをセンスア
ンプDSAおよび列選択ゲートCSGに接続する構成は
たとえば4Mビット以上のシェアドセンスアンプ構成の
DRAMにおいて通常用いられている。
One memory mat MM is divided into four memory blocks in the row direction and eight blocks in the column direction. As shown in FIG. 5, unlike the arrangement of the DRAM shown in FIG. 2, the 1M-bit memory mat is divided into eight in the column direction and four in the row direction because it is housed in a rectangular package described later. To do that.
A DRAM is provided at the center of each memory block MB in the column direction.
Sense amplifier DSA and column select gate CSG are arranged corresponding to each bit line pair DBL. Memory block M
B is divided into an upper memory block UMB and a lower memory block LMB around the sense amplifier DSA and the column selection gate CSG. In operation, one of the upper and lower memory blocks UMB and LMB is connected to sense amplifier DSA and column select gate CSG. This sense amplifier DSA and column select gate CS
Which of the upper and lower memory blocks UMB and LMB is connected to G is determined by the address. Such a configuration in which one memory block MB is divided into upper and lower two memory blocks UMB and LMB and only one of them is connected to sense amplifier DSA and column select gate CSG is commonly used in a DRAM having a shared sense amplifier configuration of 4 Mbits or more, for example. Used.

【0052】1つのメモリマットMMは2つの活性化区
分ASを含む。この活性化区分ASにおいて1本のワー
ド線が選択される。すなわち、この図5に示す構成にお
いては、図2に示す構成と異なり、1本のワード線が2
つに分割され、それぞれの活性化区分に振分けられる。
したがって、1つのメモリマットMMにおいて1本のワ
ード線が選択されることは、各活性化区分ASにおいて
1本のワード線が選択されることと等価である。この半
導体装置(CDRAM)は、さらに、4つのDRAMメ
モリマットMM1〜MM4から1本のワード線を選択す
るために、4つのDRAMロウデコーダDRD1,DR
D2,DRD3およびDRD4を備える。このDRAM
ロウデコーダDRD1〜DRD4は各メモリマットMM
1〜MM4から1本のワード線を選択する。したがっ
て、この図5に示すCDRAMにおいては、一度に4本
のワード線が選択される。DRAMロウデコーダDRD
1はメモリマットMM1およびMM2の対応の活性化区
分ASから1行を選択する。DRAMロウデコーダDR
D2はこのメモリマットMM1およびMM2の下側の活
性化区分ASから1行を選択する。DRAMロウデコー
ダDRD3およびDRD4はDRAMメモリマットMM
3およびMM4の上側の活性化区分ASおよび下側の活
性化区分ASそれぞれから1行を選択する。
One memory mat MM includes two activation sections AS. In this activation section AS, one word line is selected. That is, in the configuration shown in FIG. 5, unlike the configuration shown in FIG.
And divided into activation sections.
Therefore, selecting one word line in one memory mat MM is equivalent to selecting one word line in each activation section AS. The semiconductor device (CDRAM) further includes four DRAM row decoders DRD1 and DRD4 for selecting one word line from the four DRAM memory mats MM1 to MM4.
D2, DRD3 and DRD4. This DRAM
The row decoders DRD1 to DRD4 are connected to each memory mat MM.
One word line is selected from 1 to MM4. Therefore, in the CDRAM shown in FIG. 5, four word lines are selected at a time. DRAM row decoder DRD
1 selects one row from the corresponding activation section AS of the memory mats MM1 and MM2. DRAM row decoder DR
D2 selects one row from the lower activation section AS of memory mats MM1 and MM2. DRAM row decoders DRD3 and DRD4 are connected to a DRAM memory mat MM.
One row is selected from each of the upper activation section AS and the lower activation section AS of MM4 and MM4.

【0053】CDRAMはさらに、DRAMのメモリマ
ットMM1〜MM4の各列ブロックから2列(ビット線
対)を選択するためのDRAMコラムデコーダDCDを
含む。このDRAMコラムデコーダDCDからの列選択
信号は図2に示すコラム選択線CSLへ伝達される。こ
のコラム選択線CSLは、上側の活性化区分ASと下側
の活性化区分ASとで共用されるように延在する。した
がって、この図5に示す構成においてはDRAMコラム
デコーダDCDからの列選択信号により、1つの列ブロ
ック(この図5においては列方向に分割された8個のメ
モリブロックからなるブロック)から4列が選択され
る。コラムデコーダDCDにより選択された列はそれぞ
れ対応のグローバルI/O線対GIOへ接続される。こ
のグローバルI/O線対GIOは、1つの活性化区分A
Sにおける各列ブロックに2対ずつ列方向に延在する。
このグローバルI/O線対GIOと各列ブロックにおけ
るローカルI/O線対LIOとの接続構成については後
に詳述する。
The CDRAM further includes a DRAM column decoder DCD for selecting two columns (bit line pairs) from each column block of the memory mats MM1 to MM4 of the DRAM. The column select signal from DRAM column decoder DCD is transmitted to column select line CSL shown in FIG. The column selection line CSL extends so as to be shared by the upper activation section AS and the lower activation section AS. Therefore, in the configuration shown in FIG. 5, four columns from one column block (in FIG. 5, a block composed of eight memory blocks divided in the column direction) are provided by a column selection signal from DRAM column decoder DCD. Selected. The columns selected by column decoder DCD are connected to corresponding global I / O line pairs GIO. This global I / O line pair GIO has one activation section A
Each pair of columns in S extends in the column direction by two pairs.
The connection configuration between the global I / O line pair GIO and the local I / O line pair LIO in each column block will be described later in detail.

【0054】図5に示すCDRAMはさらに、各々4K
ビットの容量を有する、SRAMセルからなるSRAM
アレイブロックSMA1〜SMA4を含む。2つのSR
AMアレイブロックに共用されるように両者の中央部に
SRAM用のロウデコーダSRD1およびSRD2が設
けられる。SRAMロウデコーダSRD1はSRAMア
レイブロックSMA1およびSMA3により共用され
る。SRAMロウデコーダSRD2は、SRAMアレイ
ブロックSMA2およびSMA4により共用される。こ
のSRAMアレイブロックSMAの構成の詳細は後に説
明する。このCDRAMは、データの入出力を4ビット
単位で行なうために、4つの入出力バッファ回路IOB
1、IOB2、IOB3およびIOB4を含む。この入
出力バッファ回路IOB1〜IOB4はそれぞれ共通デ
ータバス(内部データバス)を介してSRAMのための
センスアンプおよびコラムデコーダのブロックSCDA
へ接続される。この図5に示す構成においては、データ
の入出力はSRAMのためのセンスアンプおよびコラム
デコーダブロックSCDAを介して行なわれるように示
されているが、これは双方向転送ゲートBTGの部分か
らデータの入出力を行なうように構成してもよい。
The CDRAM shown in FIG.
SRAM comprising SRAM cells having bit capacity
Array blocks SMA1 to SMA4 are included. Two SRs
Row decoders SRD1 and SRD2 for SRAM are provided at the center of both so as to be shared by the AM array blocks. SRAM row decoder SRD1 is shared by SRAM array blocks SMA1 and SMA3. SRAM row decoder SRD2 is shared by SRAM array blocks SMA2 and SMA4. Details of the configuration of the SRAM array block SMA will be described later. This CDRAM has four input / output buffer circuits IOB for inputting / outputting data in 4-bit units.
1, IOB2, IOB3 and IOB4. The input / output buffer circuits IOB1 to IOB4 are each provided with a sense amplifier and column decoder block SCDA for SRAM via a common data bus (internal data bus).
Connected to In the structure shown in FIG. 5, data is input and output through a sense amplifier for SRAM and a column decoder block SCDA. This is because data is input and output from a portion of bidirectional transfer gate BTG. You may comprise so that input and output may be performed.

【0055】動作時においては、各活化性区分ASにお
いて1本のワード線が選択される。この選択されたワー
ド線を含む行ブロックのみが活性化される。残りの行ブ
ロックはプリチャージ状態を維持する。この選択された
行ブロックにおいては、選択ワード線を含む小ブロック
UMB(またはLMB)のみがDRAM用センスアンプ
DSAおよび列選択ゲートCSGに接続され、他方の小
メモリブロックLMB(またはUMB)はDRAM用セ
ンスアンプDSAおよび列選択ゲートCSGから切離さ
れる。したがって、全体として1/8のビット線の活性
化(充放電)が行なわれる。このように分割動作するこ
とにより、ビット線の充放電に伴う消費電力を低減する
ことができる。また、1つのメモリブロックMBを上側
のメモリブロックUMBと下側のメモリブロックLMB
とに分割し、この中央部にセンスアンプDSAを配置す
ることにより、ビット線の長さが短くなり、ビット線容
量Cbとメモリキャパシタ容量Csとの比,Cb/Cs
を小さくすることができ、十分な読出し電圧を高速で得
ることができる。
In operation, one word line is selected in each activation section AS. Only the row block including the selected word line is activated. The remaining row blocks maintain the precharge state. In the selected row block, only small block UMB (or LMB) including the selected word line is connected to DRAM sense amplifier DSA and column select gate CSG, and the other small memory block LMB (or UMB) is used for DRAM. It is separated from sense amplifier DSA and column select gate CSG. Therefore, activation (charge / discharge) of 1/8 bit lines is performed as a whole. By performing the division operation in this manner, power consumption due to charging and discharging of the bit line can be reduced. One memory block MB is divided into an upper memory block UMB and a lower memory block LMB.
By arranging the sense amplifier DSA at the center, the length of the bit line is shortened, and the ratio of the bit line capacitance Cb to the memory capacitor capacitance Cs, Cb / Cs
Can be reduced, and a sufficient read voltage can be obtained at high speed.

【0056】各活性化区分ASにおいては行方向の4つ
の小ブロックUMB(またはLMB)におけるセンス動
作が行なわれる。各活性化区分ASにおいては、DRA
MコラムデコーダDCDからの列選択信号により1つの
列ブロックにおいて2対のビット線が選択される。グロ
ーバルI/O線対GIOは各活性化区分ASの列ブロッ
クに対し共有されるように列方向に延在している。各活
性化区分ASにおいて各列ブロックから2対のビット線
が選択され対応の2対のグローバルI/O線GIOに接
続される。双方向転送ゲートBTGへは4対のグローバ
ルI/O線対GIOが接続される。1つのメモリマット
MMに対して4つの双方向転送ゲートBTGが設けられ
る。したがって、1つのメモリマットMMからは16対
のグローバルI/O線GIOが対応のSRAMアレイの
SRAMビット線対SBLに接続されることができる。
次に、このグローバルI/O線のレイアウトについて説
明する。
In each activation section AS, a sensing operation is performed on four small blocks UMB (or LMB) in the row direction. In each activation section AS, DRA
Two pairs of bit lines are selected in one column block by a column selection signal from M column decoder DCD. The global I / O line pair GIO extends in the column direction so as to be shared by the column blocks of each activation section AS. In each activation section AS, two pairs of bit lines are selected from each column block and connected to corresponding two pairs of global I / O lines GIO. Four pairs of global I / O line pairs GIO are connected to the bidirectional transfer gate BTG. Four bidirectional transfer gates BTG are provided for one memory mat MM. Therefore, from one memory mat MM, 16 pairs of global I / O lines GIO can be connected to SRAM bit line pairs SBL of the corresponding SRAM array.
Next, the layout of this global I / O line will be described.

【0057】図6は1つのメモリマットに対するグロー
バルI/O線の配置を示す図である。図6においてグロ
ーバルI/O線対GIOは上側活性化区分UASに対し
て設けられる上側グローバルI/O線対UGIOと、下
側活性化区分LASに対して設けられる下側グローバル
I/O線対LGIOを含む。この上側グローバルI/O
線対UGIOと下側グローバルI/O線対LGIOは平
行に配置される。下側グローバルI/O線対LGIOは
上側の活性化区分UASを通過するが、この上側の活性
化区分UAS内のローカルI/O線対LIOとは接続さ
れない。グローバルI/O線対GIOとローカルI/O
線対LIOとはブロック選択スイッチであるIOゲート
IOGを介して接続される。このIOゲートIOGは、
選択されたワード線を含む行ブロックに設けられたもの
のみがブロック選択信号φBAによりオン状態となり、
対応のローカルI/O線対LIOと対応のグローバルI
/O線対GIOとを接続する。
FIG. 6 shows an arrangement of global I / O lines for one memory mat. In FIG. 6, global I / O line pair GIO includes upper global I / O line pair UGIO provided for upper activation section UAS and lower global I / O line pair provided for lower activation section LAS. Including LGIO. This upper global I / O
The line pair UGIO and the lower global I / O line pair LGIO are arranged in parallel. The lower global I / O line pair LGIO passes through the upper activation section UAS, but is not connected to the local I / O line pair LIO in the upper activation section UAS. Global I / O line pair GIO and local I / O
The line pair LIO is connected via an IO gate IOG which is a block selection switch. This IO gate IOG is
Only those provided in the row block including the selected word line are turned on by the block selection signal φBA,
Corresponding local I / O line pair LIO and corresponding global I
/ O line pair GIO is connected.

【0058】ローカルI/線対LIOは、DRAMセン
スアンプDSAおよび列選択ゲートCSGがメモリブロ
ックMBの列方向の中央部に配置されているため、また
メモリブロックMBの列方向の中央部に行方向に沿って
配置される。隣接列ブロック間には列方向にワード線シ
ャント領域WSRが設けられる。このワード線シャント
領域WSRは、比較的高抵抗のポリシリコンで形成され
るワード線と低抵抗のアルミニウム配線とのコンタクト
をとるための領域である。このワード線シャント領域に
ついて以下に簡単に説明する。図7は、DRAMセルに
含まれる選択トランジスタQ0(図3参照)部の断面構
造を概略的に示す図である。図7において、選択トラン
ジスタQ0は、半導体基板SUBの表面に形成された不
純物領域IPRと、一方の不純物領域IPRに接続され
るビット線BLと、この2つの不純物領域IPRの間の
半導体基板表面上に形成されるポリシリコン層PLを含
む。このポリシリコン層PLにワード線駆動信号DWL
(信号線とその上に伝達される信号と同一参照符号で示
している)が伝達されることにより、この不純物領域I
PR間の半導体基板表面にチャネルが形成され、この選
択トランジスタQ0がオン状態となる。ポリシリコンは
比較的高抵抗である。ワード線DWLの抵抗が長くなれ
ば、ポリシリコンの抵抗により信号遅延が生じる。ワー
ド線DWLを低抵抗にするためにポリシリコン層PLと
平行に低抵抗のアルミニウム配線ALを設ける。アルミ
ニウム配線ALとポリシリコン層PLとを周期的に接続
することにより、このワード線DWLの抵抗を低下させ
る。アルミニウム配線ALはビット線BLの上層に形成
される。したがって、ポリシリコン層PLとアルミニウ
ム配線ALとのコンタクトをとるための領域はこのビッ
ト線BL(/BL)が存在しない領域、すなわちメモリ
セルが配置されていない領域に設定する必要がある。こ
のため、列ブロック間にワード線シャント領域が設けら
れる。この接続態様を図8に示す。
Since local I / line pair LIO has DRAM sense amplifier DSA and column select gate CSG arranged at the center of memory block MB in the column direction, it has row direction at the center of memory block MB in the column direction. It is arranged along. A word line shunt region WSR is provided between adjacent column blocks in the column direction. The word line shunt region WSR is a region for making contact between a word line formed of relatively high-resistance polysilicon and a low-resistance aluminum interconnection. The word line shunt region will be briefly described below. FIG. 7 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a select transistor Q0 (see FIG. 3) included in the DRAM cell. In FIG. 7, a select transistor Q0 includes an impurity region IPR formed on the surface of a semiconductor substrate SUB, a bit line BL connected to one impurity region IPR, and a semiconductor substrate SUB between the two impurity regions IPR. Including a polysilicon layer PL. The word line drive signal DWL is applied to this polysilicon layer PL.
(Indicated by the same reference numerals as the signal line and the signal transmitted thereon), the impurity region I
A channel is formed on the surface of the semiconductor substrate between the PRs, and the select transistor Q0 is turned on. Polysilicon has a relatively high resistance. If the resistance of the word line DWL increases, a signal delay occurs due to the resistance of the polysilicon. In order to lower the resistance of word line DWL, a low-resistance aluminum wiring AL is provided in parallel with polysilicon layer PL. By periodically connecting aluminum interconnection AL and polysilicon layer PL, the resistance of word line DWL is reduced. Aluminum interconnection AL is formed above bit line BL. Therefore, it is necessary to set a region for making contact between polysilicon layer PL and aluminum interconnection AL in a region where bit line BL (/ BL) does not exist, that is, a region where no memory cell is arranged. Therefore, a word line shunt region is provided between column blocks. This connection mode is shown in FIG.

【0059】図8においてワード線となる比較的高抵抗
のポリシリコン層PLと平行に低抵抗のアルミニウム配
線ALが配設される。このアルミニウム配線ALにワー
ド線駆動信号DWLが伝達される。アルミニウム配線A
Lとポリシリコン層PLとはワード線シャント領域WS
Rにおいてコンタクト層CNTにより周期的に接続され
る。アルミニウム配線ALとポリシリコン層PLとコン
タクト領域CNTを介して周期的にコンタクトを形成す
ることにより実効的にこのポリシリコン層PLの抵抗を
低下させることができる。これにより、1本のワード線
の長さが長くなったとしても、高速でワード線駆動信号
WLをワード線終端にまで伝達することができる。図9
にグローバルI/O線およびコラム選択線CSLのレイ
アウトを概略的に示す。図9においては、2つのメモリ
ブロックMBに対するこれらのレイアウトのみを示す。
図9において、グローバルI/O線対GIOはワード線
シャント領域WSRに配置される。DRAMワード線D
WLはこのグローバルI/O線対GIOと直交する方向
に配置される。この図9においては、アルミニウム配線
ALとポリシリコン層PLとは互いに平行に配置され、
この平面図においては重なり合うため同じワード線DW
Lとして示している。また、DRAMコラムデコーダか
らの列選択信号を伝達するコラム選択線CSLはこのD
RAMワード線DWLと直交する方向に配置される。
In FIG. 8, a low-resistance aluminum interconnection AL is provided in parallel with a relatively high-resistance polysilicon layer PL serving as a word line. Word line drive signal DWL is transmitted to aluminum interconnection AL. Aluminum wiring A
L and the polysilicon layer PL are connected to the word line shunt region WS
In R, it is periodically connected by the contact layer CNT. By periodically forming a contact through aluminum interconnection AL, polysilicon layer PL and contact region CNT, the resistance of polysilicon layer PL can be effectively reduced. Thus, even if the length of one word line is increased, the word line drive signal WL can be transmitted to the word line end at high speed. FIG.
2 schematically shows the layout of global I / O lines and column select lines CSL. FIG. 9 shows only these layouts for two memory blocks MB.
In FIG. 9, global I / O line pair GIO is arranged in word line shunt region WSR. DRAM word line D
WL is arranged in a direction orthogonal to global I / O line pair GIO. In FIG. 9, aluminum interconnection AL and polysilicon layer PL are arranged in parallel with each other,
In this plan view, the same word line DW
It is shown as L. A column select line CSL for transmitting a column select signal from the DRAM column decoder is connected to the D line.
It is arranged in a direction orthogonal to the RAM word line DWL.

【0060】このレイアウトにおいてはDRAMのビッ
ト線対DBLは示していないがこのコラム選択線CSL
と平行に配設される。DRAMワード線DWLに対する
アルミニウム配線AL(図8参照)は第1層アルミニウ
ム配線により構成される。コラム選択線CSLは第2層
アルミニウム配線により構成される。グローバルI/O
線はコラム選択線CSLと同一層のアルミニウム配線に
より形成される。このワード線シャント領域WSRにグ
ローバルI/O線対GIOを配設することにより、DR
AMアレイと双方向転送ゲートとを接続するためのI/
O線をローカルI/O線とグローバルI/O線と階層構
造としてもチップ面積の増大は生じることはない。図1
0は、図5に示すSRAMアレイブロックSMAの構成
を概略的に示す図である。図10において、SRAMア
レイブロックSMAは、16対のビット線対SBLと2
56本のSRAMワード線SWLを含む。SRAMビッ
ト線対SBLとSRAMワード線SWLとの交点にSR
AMセルSMCが配置される。図5に示すように、この
SRAMアレイブロックSMAを、長方形のチップレイ
アウトに対応させるためにSRAMビット線対SBLは
DRAMアレイの行方向に配置され、かつSRAMワー
ド線SWLがDRAMアレイの列方向に配置される。S
RAMワード線SWLはSRAMロウデコーダSRDに
接続される。
In this layout, the bit line pair DBL of the DRAM is not shown, but this column selection line CSL is not shown.
It is arranged in parallel with. Aluminum interconnection AL (see FIG. 8) for DRAM word line DWL is formed of a first-layer aluminum interconnection. Column select line CSL is formed of a second layer aluminum interconnection. Global I / O
The line is formed by the same layer of aluminum wiring as the column selection line CSL. By arranging global I / O line pair GIO in word line shunt region WSR, DR
I / O for connecting AM array and bidirectional transfer gate
Even if the O line has a local I / O line, a global I / O line, and a hierarchical structure, the chip area does not increase. FIG.
0 schematically shows the configuration of the SRAM array block SMA shown in FIG. In FIG. 10, an SRAM array block SMA includes 16 bit line pairs SBL and 2 pairs.
It includes 56 SRAM word lines SWL. At the intersection of SRAM bit line pair SBL and SRAM word line SWL, SR
An AM cell SMC is arranged. As shown in FIG. 5, in order to make this SRAM array block SMA correspond to a rectangular chip layout, SRAM bit line pairs SBL are arranged in the row direction of the DRAM array, and SRAM word lines SWL are arranged in the column direction of the DRAM array. Be placed. S
RAM word line SWL is connected to SRAM row decoder SRD.

【0061】SRAMビット線対SBLは双方向転送ゲ
ートBTGを介してグローバルI/O線対GIOと接続
する必要がある。したがって、SRAMビット線対SB
Lを図10の下方向(または図10の上方向:これはメ
モリアレイの配置により決定される)に設けられる双方
向転送ゲートBTGへ接続される必要がある。このた
め、図10に示す構成においては、SRAMワード線S
WLと平行にSRAMビット線取出し配線SBLTが配
設される。SRAMビット線取出し配線SBLTはSR
AMアレイブロックSMAのビット線対SBLと同数設
けられ、それぞれが対応のSRAMビット線対SBLに
接続される。このSRAMビット線取出し配線SBLT
をSRAMワード線SWLと同一層の配線層により構成
すれば、新たに別の製造工程で形成される追加の配線層
を設けることなく容易にこのSRAMビット線取出し配
線SBLTを実現することができる。
The SRAM bit line pair SBL needs to be connected to the global I / O line pair GIO via the bidirectional transfer gate BTG. Therefore, SRAM bit line pair SB
L needs to be connected to a bidirectional transfer gate BTG provided in the downward direction of FIG. 10 (or the upward direction of FIG. 10: this is determined by the arrangement of the memory array). For this reason, in the configuration shown in FIG.
An SRAM bit line lead-out line SBLT is arranged in parallel with WL. SRAM bit line extraction wiring SBLT is SR
The same number of bit line pairs SBL of the AM array block SMA are provided, and each is connected to the corresponding SRAM bit line pair SBL. This SRAM bit line extraction wiring SBLT
Is composed of the same wiring layer as the SRAM word line SWL, the SRAM bit line extraction wiring SBLT can be easily realized without providing an additional wiring layer newly formed in another manufacturing process.

【0062】この図6および図10に示すようなレイア
ウトを用いることにより図5に示すように、DRAMの
アレイを図の上下に分割して配置し、上下のDRAMア
レイブロックの間にSRAMアレイを集中的に配置し、
かつこの半導体記憶装置(チップ)中央部に設けられた
SRAMアレイの近傍に入出力バッファ回路IOB1〜
IOB4を設ける構造を実現することができる。このよ
うなチップ中央部にSRAMアレイを集中的に配置しか
つこのチップ中央部近傍からデータの入出力を行なう構
造は、以下に示すようにCDRAMに極めて適した利点
を与える。CDRAMにおいて第1に要求されることは
キャッシュレジスタへの高速なアクセスである。キャッ
シュレジスタとして機能するSRAMアレイを装置外部
とのデータの入出力を行なう入出力バッファに近接して
配置することは、この間の信号配線長を短くすることが
でき、高速でデータの入出力を行なうことができ、高速
アクセスという要求を満すのに適している。
By using the layouts shown in FIGS. 6 and 10, as shown in FIG. 5, the DRAM array is divided into upper and lower parts of the figure, and the SRAM array is arranged between the upper and lower DRAM array blocks. Intensively arranged,
Further, input / output buffer circuits IOB1 to IOB1 are arranged near an SRAM array provided in the center of the semiconductor memory device (chip).
A structure in which the IOB 4 is provided can be realized. Such a structure in which the SRAM array is intensively arranged in the central portion of the chip and data is input / output from the vicinity of the central portion of the chip provides an advantage very suitable for a CDRAM as described below. The first requirement in the CDRAM is a high-speed access to the cash register. By disposing an SRAM array functioning as a cache register close to an input / output buffer for inputting / outputting data to / from the outside of the device, the length of signal wiring therebetween can be reduced, and data input / output can be performed at high speed. It is suitable for meeting the demand for high-speed access.

【0063】またSRAMアレイを集中的に中央部に配
置することにより、SRAMセルを選択するためのアド
レス線を短くすることができる。アドレス線を短くすれ
ばこのアドレス線に付随する配線抵抗および寄生容量を
小さくすることができ、高速でSRAMセルを選択する
ことができ、キャッシュレジスタへの高速アクセスの実
現に適している。図5に示すアーキテクチャの場合、D
RAMアレイとSRAMアレイとを結ぶための配線が長
くなり、DRAMアレイとSRAMアレイとの間のデー
タ転送速度が低下するという懸念が生じるかもしれな
い。しかしながら、このDRAMアレイとSRAMアレ
イとの間でのデータ転送が行なわれるのはキャッシュミ
ス(ミスヒット)が発生した場合である。この場合は、
通常標準DRAMのアクセス速度程度で十分であり、あ
まりその速度の高速化は要求されないことが多いため実
用上何ら問題は生じない。この場合でも、後に説明する
データ転送装置を用いれば高速でデータの書込/読出が
行なえる。
By arranging the SRAM array intensively at the central portion, the address line for selecting the SRAM cell can be shortened. If the address line is shortened, the wiring resistance and the parasitic capacitance associated with the address line can be reduced, and the SRAM cell can be selected at high speed, which is suitable for realizing high-speed access to the cache register. In the case of the architecture shown in FIG.
The wiring for connecting the RAM array and the SRAM array may become longer, and the data transfer speed between the DRAM array and the SRAM array may be reduced. However, data transfer between the DRAM array and the SRAM array is performed when a cache miss (miss hit) occurs. in this case,
Normally, the access speed of the standard DRAM is sufficient, and there is often no need to increase the speed so much that there is no practical problem. Even in this case, data can be written / read at a high speed by using a data transfer device described later.

【0064】「ピン配置」図11は、図5に示すアレイ
配置「アレイ配置3」を有するCDRAMを収納するパ
ッケージのピン配置の一例を示す図である。この図11
に収納されるCDRAMは、図5に示すごとく、同一チ
ップ上に集積化された4MビットDRAMと16Kビッ
トSRAMとを備える。このCDRAMは、リードピッ
チ0.8mm、チップ長18.4mm、ピン端子数44
の300mil.TSOP(シン・スモール・アウトラ
イン・パッケージ)のタイプIIに収納される。このC
DRAMは、データの入出力方式として、D/Q分離お
よびマスクトライトの2種類を含む。D/Q分離は、書
込データDと読出データQと別々のピン端子を介して入
出力する方式である。マスクトライトモードは、書込デ
ータDと読出データQとを同一のピン端子を介して出力
し、かつ外部からデータの書込をマスクすることのでき
る動作モードである。
[Pin Arrangement] FIG. 11 is a diagram showing an example of the pin arrangement of a package accommodating a CDRAM having the array arrangement "array arrangement 3" shown in FIG. This FIG.
As shown in FIG. 5, the CDRAM accommodated in the first embodiment includes a 4M-bit DRAM and a 16K-bit SRAM integrated on the same chip. This CDRAM has a lead pitch of 0.8 mm, a chip length of 18.4 mm, and 44 pin terminals.
300 mil. It is stored in TSOP (Thin Small Outline Package) Type II. This C
The DRAM includes two types of data input / output methods: D / Q separation and masked write. The D / Q separation is a method in which write data D and read data Q are input / output via separate pin terminals. The masked write mode is an operation mode in which the write data D and the read data Q are output through the same pin terminal, and the data writing can be masked from the outside.

【0065】CDRAMへ、効率的に電源電位を供給
し、かつこの電源配線のレイアウトを容易にするため
に、電源電位VccおよびGndに対してそれぞれ3つ
のピン端子が設けられる。ピン番号1、ピン番号11お
よびピン番号33のピン端子に対し外部からの電源電位
Vccが供給される。ピン番号1,11,33のピン端
子へ与えられる電源電位Vccは、図3に示す動作電源
電位Vccと同一の電圧値であってもよい。また、この
ピン番号1,11および33のピン端子へ与えられる外
部電源電位Vccが内部で降圧されて動作電源電位が供
給される構成であってもよい。接地電位Gndはピン1
2,22および34のピン端子へ与えられる。ピン番号
6ないし8、15ないし17、28ないし30および3
7ないし39のピン端子に、SRAMのためのアドレス
信号Ac0〜Ac11が与えられる。DRAM用のアド
レス信号Aa0〜Aa9は、ピン番号2,3,19ない
し21、24ないし26および42,43のピン端子へ
与えられる。ピン番号2および3のピン端子へはまた、
後に説明する各種モードを設定するためのコマンドアド
レスAr0およびAr1も与えられる。
In order to efficiently supply the power supply potential to the CDRAM and to facilitate the layout of the power supply wiring, three pin terminals are provided for each of the power supply potentials Vcc and Gnd. An external power supply potential Vcc is supplied to the pin terminals of pin numbers 1, 11, and 33. Power supply potential Vcc applied to the pin terminals of pin numbers 1, 11, and 33 may have the same voltage value as operating power supply potential Vcc shown in FIG. An external power supply potential Vcc applied to the pin terminals of pin numbers 1, 11, and 33 may be internally stepped down to supply an operating power supply potential. The ground potential Gnd is at pin 1
2, 22, and 34 pin terminals. Pin numbers 6-8, 15-17, 28-30 and 3
Address signals Ac0 to Ac11 for the SRAM are applied to pin terminals 7 to 39. Address signals Aa0 to Aa9 for the DRAM are applied to pin terminals of pin numbers 2, 3, 19 to 21, 24 to 26 and 42, 43. To the pin terminals of pin numbers 2 and 3,
Command addresses Ar0 and Ar1 for setting various modes described later are also provided.

【0066】ピン番号4のピン端子へ、キャッシュアク
セス禁止を示すキャッシュ禁止信号CI#が与えられ
る。キャッシュ禁止信号CI#が“L”に設定される
と、SRAMアレイへのアクセスが禁止され、DRAM
アレイへの直接アクセス(アレイアクセス)が可能にな
る。ピン番号5のピン端子へは、データ書込モードを示
すライトイネーブル信号W#が与えられる。ピン番号1
8のピン端子へは、このチップが選択されたことを示す
チップセレクト信号E#が与えられる。ピン番号23の
ピン端子へは、特殊モードを指定するためのコマンドレ
ジスタ指示信号CR#が与えられる。コマンドレジスタ
指示信号CR#が“L”のとき、ピン番号2および3の
ピン端子へ与えられるコマンドアドレスAr0およびA
r1が有効となり、特殊モードの設定(レジスタの選
択)が行なわれる。コマンドレジスタの構成については
後に説明する。またこのピン番号23へは、外部に設け
られた演算処理装置がバーストモードに従ってデータを
転送するバーストモード指示信号BE#も与えられる。
バーストモード指示信号BE#が活性状態となると、こ
のCDRAMは内部でアドレス信号を自動的に発生す
る。
A cache inhibition signal CI # indicating inhibition of cache access is applied to the pin terminal of pin number 4. When the cache inhibit signal CI # is set to "L", access to the SRAM array is inhibited and the DRAM
Direct access to the array (array access) becomes possible. A write enable signal W # indicating the data write mode is applied to the pin terminal of pin number 5. Pin number 1
The chip select signal E # indicating that this chip has been selected is supplied to the pin terminal 8. A command register instruction signal CR # for designating a special mode is applied to the pin terminal of pin number 23. When the command register designating signal CR # is "L", command addresses Ar0 and A applied to the pin terminals of pin numbers 2 and 3
r1 becomes valid, and a special mode is set (register selection). The configuration of the command register will be described later. Further, to pin number 23, a burst mode instruction signal BE # for transferring data in accordance with a burst mode by an externally provided arithmetic processing unit is also applied.
When burst mode designating signal BE # is activated, the CDRAM internally generates an address signal automatically.

【0067】ピン番号27のピン端子へは、キャッシュ
ヒットを示すキャッシュヒット信号CH#が与えられ
る。キャッシュヒット信号CH#が“L”にあれば、キ
ャッシュ(SRAMアレイ)へアクセス可能である。ピ
ン番号40のピン端子へは、出力モードを示すアウトプ
ットイネーブル信号G#が与えられる。ピン番号41の
ピンへは、クロック信号(たとえばシステムクロック)
Kが与えられる。ピン番号44のピン端子へは、DRA
Mアレイのリフレッシュを指示するリフレッシュ指示信
号REF#が与えられる。このリフレッシュ指示信号R
EF#が“L”となると、そのサイクルにおいて内部で
DRAMアレイのオートリフレッシュが行なわれる。C
DRAMは、オートリフレッシュモードとセルフリフレ
ッシュモードとを備える。このリフレッシュモードの設
定は、コマンドレジスタに設定されるリフレッシュモー
ド設定信号より決定される。オートリフレッシュモード
時には、上述のリフレッシュ指示信号REF#に従った
DRAMアレイのリフレッシュが行なわれる。
The pin terminal of pin number 27 is supplied with a cache hit signal CH # indicating a cache hit. If the cache hit signal CH # is at "L", the cache (SRAM array) can be accessed. An output enable signal G # indicating the output mode is supplied to the pin terminal of the pin number 40. A clock signal (for example, a system clock) is supplied to the pin 41.
K is given. DRA to pin number 44
Refresh instruction signal REF # for instructing M array refresh is applied. This refresh instruction signal R
When EF # becomes "L", the DRAM array is automatically refreshed internally in that cycle. C
The DRAM has an auto refresh mode and a self refresh mode. The setting of the refresh mode is determined by the refresh mode setting signal set in the command register. In the auto refresh mode, the DRAM array is refreshed according to the above-described refresh instruction signal REF #.

【0068】セルフリフレッシュが指定された場合、こ
のピン番号44のピン端子は出力端子に切換えられる。
セルフリフレッシュ実行時にはこのセルフリフレッシュ
の実行を示す信号BUSY#がピン番号44のピン端子
から出力される。この信号BUSY#により、CDRA
M外部でセルフリフレッシュのタイミングを知ることが
可能となり、通常サイクルにおいてもセルフリフレッシ
ュを利用することができる。ピン番号9,10,13,
14,31,32,35および36のピン端子は、D/
Q分離およびマスクトライトの2種類の動作モードに対
応して、与えられるデータが異なる。D/Q分離および
マスクトライトの動作モードはコマンドレジスタ(後述
する)により設定される。
When the self-refresh is designated, the pin terminal of this pin number 44 is switched to an output terminal.
At the time of self-refresh execution, a signal BUSY # indicating the execution of the self-refresh is output from the pin terminal of pin number 44. By this signal BUSY #, CDRA
The self-refresh timing can be known outside M, and the self-refresh can be used even in a normal cycle. Pin numbers 9, 10, 13,
The pin terminals of 14, 31, 32, 35 and 36 are D /
The applied data is different depending on the two types of operation modes of Q separation and masked write. The operation mode of D / Q separation and masked write is set by a command register (described later).

【0069】マスクトライトモードにより、ピン番号1
0,13,32および35のピンがデータ入出力を共通
に行なうためのデータ入出力端子として用いられる。ピ
ン番号9,14,31,35および36のピンへは、ど
の入出力ピンへ与えられたデータをマスクするかを示す
マスクトライト指示データM0,M1,M2およびM3
がそれぞれ与えられる。D/Q分離モードにおいては、
ピン番号9,14,31および36のピン端子が、書込
データD0,D1,D2およびD3を入力するためのピ
ン端子として用いられる。ピン番号10,13,32お
よび35のピン端子が、読出データQ0,Q1,Q2お
よびQ3を出力するためのデータ出力ピン端子として用
いられる。
In the masked light mode, the pin number 1
Pins 0, 13, 32 and 35 are used as data input / output terminals for commonly inputting / outputting data. Pins having pin numbers 9, 14, 31, 35 and 36 have masked write instruction data M0, M1, M2 and M3 indicating which input / output pins are to be masked.
Are given. In the D / Q separation mode,
Pin terminals of pin numbers 9, 14, 31, and 36 are used as pin terminals for inputting write data D0, D1, D2, and D3. Pin terminals of pin numbers 10, 13, 32 and 35 are used as data output pin terminals for outputting read data Q0, Q1, Q2 and Q3.

【0070】SRAMアドレスAc0〜Ac11と、D
RAMアドレス(アレイアドレス)Aa0〜Aa9は、
それぞれ独立に別々のピン端子を介して与えられる。図
11に示すピン配置において、標準DRAMにおいて通
常用いられている外部動作制御信号、すなわち、ロウア
ドレスストローブ信号/RASおよびコラムアドレスス
トローブ信号/CASは用いられていない。この図11
に示すパッケージに収納されるCDRAM(図5参照)
においては、外部からのクロック信号Kの立上がりエッ
ジに応答して制御信号およびデータの入力が行なわれ
る。 「内部機能」図1は、図11に示すパッケージに収納さ
れるCDRAMチップ内部の構成を示すブロック図であ
る。この図1に示すブロック配置は、CDRAMの内部
構成を機能的に示すためだけのものであり、実際のレイ
アウトとは一致していないことに注意されたい。
The SRAM addresses Ac0 to Ac11 and D
RAM addresses (array addresses) Aa0 to Aa9 are:
Each is provided independently via a separate pin terminal. In the pin arrangement shown in FIG. 11, the external operation control signals normally used in the standard DRAM, that is, the row address strobe signal / RAS and the column address strobe signal / CAS are not used. This FIG.
CDRAM contained in the package shown in Fig. 5 (see Fig. 5)
, Control signals and data are input in response to a rising edge of clock signal K from the outside. "Internal Function" FIG. 1 is a block diagram showing a configuration inside a CDRAM chip housed in the package shown in FIG. It should be noted that the block arrangement shown in FIG. 1 is only for functionally showing the internal configuration of the CDRAM, and does not match the actual layout.

【0071】図1において、CDRAMは、DRAM1
00と、SRAM200とを含む。DRAM100は、
4MビットのDRAMアレイ101と、与えられたDR
AM用内部行アドレスをデコードし、このDRAMアレ
イ101から4行を選択するDRAMロウデコーダブロ
ック102と、与えられたDRAM用内部列アドレスを
デコードし、通常動作モード(アレイアクセス)時には
この選択された4行からそれぞれ1列ずつを選択するD
RAMコラムデコーダブロック103と、選択された行
に接続されるメモリセルのデータを検知し増幅するDR
AMセンスアンプDSAと、ブロック103からの列選
択信号に応答してデータ転送モード時においてこのDR
AMアレイ101の16ビットを選択しかつアレイアク
セスモード時においては4ビットのメモリセルを選択す
る選択ゲートSGとからなるブロック104を含む。
In FIG. 1, the CDRAM is a DRAM 1
00 and the SRAM 200. DRAM 100
4 Mbit DRAM array 101 and given DR
The internal row address for AM is decoded, and a DRAM row decoder block 102 for selecting four rows from the DRAM array 101 and the internal column address for DRAM are decoded. D to select one column each from four rows
A RAM column decoder block 103 and a DR for detecting and amplifying data of a memory cell connected to a selected row
In response to the column select signal from block 103 and AM sense amplifier DSA, this DR
The block 104 includes a selection gate SG for selecting 16 bits of the AM array 101 and selecting a 4-bit memory cell in the array access mode.

【0072】SRAM200は、16Kビットの容量を
有するSRAMアレイ201と、SRAM用内部行アド
レスをデコードし、このSRAMアレイ201から4行
を選択するSRAMロウデコーダブロック202と、S
RAM用内部列アドレスをデコードし、選択された4行
それぞれから1ビットを選択して内部データバス251
へ接続し、かつデータ読出し時においてはこの選択され
たSRAMセルの情報を検知し増幅するSRAMコラム
デコーダおよびSRAMセンスアンプからなるコラムデ
コーダ/センスアンプブロック203を含む。DRAM
100とSRAM200との間に双方向転送ゲート回路
210が設けられる。図1において、図5に示す配置の
ようにコラムデコーダ/センスアンプブロック203の
出力(入力)にゲート回路210が接続される構成であ
ってもよい。ただ図1においては、アレイアクセスモー
ドのとき、DRAM100へのデータの入出力が共通デ
ータバス251を介して行なわれるため、この共通デー
タバス251が双方向転送ゲート回路210に結合され
るように示される。
The SRAM 200 has an SRAM array 201 having a capacity of 16K bits, an SRAM row decoder block 202 for decoding an internal row address for the SRAM and selecting four rows from the SRAM array 201,
The internal column address for the RAM is decoded, and one bit is selected from each of the selected four rows to form an internal data bus 251.
And a column decoder / sense amplifier block 203 comprising an SRAM column decoder and an SRAM sense amplifier for detecting and amplifying information of the selected SRAM cell at the time of data reading. DRAM
A bidirectional transfer gate circuit 210 is provided between 100 and SRAM 200. In FIG. 1, the gate circuit 210 may be connected to the output (input) of the column decoder / sense amplifier block 203 as in the arrangement shown in FIG. However, in FIG. 1, in the array access mode, input / output of data to / from DRAM 100 is performed via common data bus 251, so that common data bus 251 is shown coupled to bidirectional transfer gate circuit 210. It is.

【0073】CDRAMはさらに、外部から与えられる
制御信号G#、W#、E#、CH#、CI#、REF#
/BUSY#、およびCR#/BE#を受けて内部制御
信号G、W、E、CH、CI、REFおよびCRを発生
する制御クロックバッファ250と、DRAM用の内部
アドレスint−AaおよびSRAM用の内部アドレス
int−Acを発生するアドレスバッファ252と、外
部から与えられるクロック信号Kをバッファ処理するク
ロックバッファ254を含む。制御クロックバッファ2
50は、クロックバッファ254からの内部クロックの
立上がりに応答して与えられた制御信号を取込み内部制
御信号を発生する。このクロックバッファ254の出力
はまたアドレスバッファ252へも与えられる。アドレ
スバッファ252は、このクロックバッファ254から
の内部クロックKの立上がりエッジで内部チップイネー
ブル信号Eが活性状態のときに与えられた外部アドレス
AaおよびAcを取込み内部アドレスint−Aaおよ
びint−Acを発生する。
The CDRAM further includes externally applied control signals G #, W #, E #, CH #, CI #, REF #
/ BUSY # and CR # / BE # to generate internal control signals G, W, E, CH, CI, REF and CR, and a DRAM internal address int-Aa and an SRAM An address buffer 252 for generating an internal address int-Ac and a clock buffer 254 for buffering a clock signal K supplied from the outside are included. Control clock buffer 2
Numeral 50 fetches a given control signal in response to the rise of the internal clock from clock buffer 254 and generates an internal control signal. The output of clock buffer 254 is also provided to address buffer 252. Address buffer 252 takes in external addresses Aa and Ac applied when internal chip enable signal E is active at the rising edge of internal clock K from clock buffer 254, and generates internal addresses int-Aa and int-Ac. I do.

【0074】CDRAMはさらに、DRAMアレイ10
0のメモリセルのリフレッシュを行なうためのリフレッ
シュ回路290を含む。リフレッシュ回路290は、内
部リフレッシュ指示信号REFに応答して活性化されD
RAMアレイのリフレッシュアドレスを発生するカウン
タ回路293と、内部リフレッシュ指示信号REFに応
答して駆動されるリフレッシュ制御回路292と、リフ
レッシュ制御回路292からの切換信号MUXにより、
カウンタ回路253からのリフレッシュアドレスとアド
レスバッファ252からの内部行アドレスのいずれか一
方をDRAMロウデコーダブロック102へ与えるアド
レスマルチプレクス回路258を含む。リフレッシュ制
御回路292はオートリフレッシュモード検出回路29
1からのリフレッシュ要求により駆動される。このリフ
レッシュ動作については後に説明する。
The CDRAM further includes a DRAM array 10
A refresh circuit 290 for refreshing memory cells of 0 is included. Refresh circuit 290 is activated in response to internal refresh instruction signal REF, and
A counter circuit 293 for generating a refresh address of the RAM array, a refresh control circuit 292 driven in response to the internal refresh instruction signal REF, and a switching signal MUX from the refresh control circuit 292,
An address multiplexing circuit 258 for providing one of the refresh address from the counter circuit 253 and the internal row address from the address buffer 252 to the DRAM row decoder block 102 is included. The refresh control circuit 292 includes an auto refresh mode detection circuit 29.
1 is driven by a refresh request. This refresh operation will be described later.

【0075】CDRAMはさらに、各内部制御信号E,
CH,CIおよびREFに応答してDRAM100を駆
動するための各種制御信号を発生するDRAMアレイ駆
動回路260と、内部制御信号E,CHおよびCIに応
答して双方向転送ゲート制御回路210の転送動作を制
御する信号を発生する転送ゲート制御回路262と、内
部チップセレクト信号Eに応答してSRAM200を駆
動するための各種制御信号を発生するSRAMアレイ駆
動回路264を含む。この発明によるCDRAMはさら
に、内部制御信号CRに応答して活性化されて外部から
のライトイネーブル信号W#とコマンドアドレスAr
(Ar0およびAr1)に応答してこのCDRAMの動
作モード等を指定するためのコマンドCMを発生するコ
マンドレジスタ270と、内部制御信号G,E,CH,
CIおよびWと特殊モードコマンドCMに従ってデータ
の入出力を制御するデータ入出力制御回路272と、デ
ータ入出力制御回路272の制御の下に、共通データバ
ス251と装置外部との間でのデータの入出力を行なう
ための、入出力バッファと出力レジスタとからなる入出
力回路274を含む。入出力回路274に出力レジスタ
が設けられているのは、このCDRAMの特殊モードで
あるラッチ出力モードおよびレジスタ出力モードを実現
するためである。データ入出力制御回路272は、特殊
モードコマンドCMが指定するモードに従ってデータの
入出力タイミングの設定のみならずデータの入出力態様
を設定する。図1においては、マスクトライトモード時
におけるデータ入出力ピンの態様が一例として示され
る。
The CDRAM further includes internal control signals E,
DRAM array drive circuit 260 for generating various control signals for driving DRAM 100 in response to CH, CI and REF, and transfer operation of bidirectional transfer gate control circuit 210 in response to internal control signals E, CH and CI , And an SRAM array drive circuit 264 that generates various control signals for driving the SRAM 200 in response to the internal chip select signal E. The CDRAM according to the present invention is further activated in response to an internal control signal CR to enable an external write enable signal W # and a command address Ar.
(Ar0 and Ar1), a command register 270 for generating a command CM for designating an operation mode and the like of the CDRAM, and internal control signals G, E, CH,
A data input / output control circuit 272 for controlling data input / output in accordance with the CI and W and the special mode command CM; An input / output circuit 274 including an input / output buffer and an output register for input / output is included. The reason why the input / output circuit 274 is provided with an output register is to realize a latch output mode and a register output mode which are special modes of the CDRAM. The data input / output control circuit 272 sets not only the data input / output timing but also the data input / output mode according to the mode specified by the special mode command CM. FIG. 1 shows an example of the mode of the data input / output pins in the masked write mode.

【0076】このCDRAMはさらに、各種機能を実現
するための付加機能制御回路299を含む。この付加機
能制御回路299が実現する機能については後に詳細に
説明するが、スタンバイ時における内部クロック発生の
禁止、リフレッシュのオートリフレッシュ/セルフリフ
レッシュの切換え、バーストモード時におけるアドレス
発生源の切換えなどを含む。次に各回路の構成について
具体的に説明する。 「入出力回路」 (DRAMアレイおよびSRAMアレイと内部データ線
との接続)図12は、図2に示す双方向転送ゲート回路
(BTG)と内部共通データ線251との接続態様の一
例を示す図である。図12において、SRAM入出力ゲ
ート301は、SRAMセンスアンプSSAと、SRA
Mアレイへのデータ書込み時に活性化され、内部データ
線251a上のデータを対応のSRAMビット線対SB
L上へ伝達するための書込み回路WRIを含む。SRA
Mビット線対SBLはSRAMセンスアンプSSAおよ
びSRAM列選択ゲート302を介して内部データ線2
51aに接続される。SRAM選択ゲート302へはそ
れぞれSRAMコラムデコーダブロック203からのS
RAM列選択信号SYLが与えられる。それにより、1
対のSRAM列ビット線対SBLのみが内部データ線2
51aに接続される。ここで図1に示す内部データ線2
51は4ビットのデータを転送しており、このうちの1
ビットに対する内部データ線のみが図12において示さ
れる。
The CDRAM further includes an additional function control circuit 299 for implementing various functions. The function realized by the additional function control circuit 299 will be described later in detail, and includes, for example, prohibition of internal clock generation during standby, switching between refresh auto-refresh / self-refresh, and switching of address generation source during burst mode. . Next, the configuration of each circuit will be specifically described. "Input / Output Circuit" (Connection between DRAM Array and SRAM Array and Internal Data Line) FIG. 12 is a diagram showing an example of a connection mode between the bidirectional transfer gate circuit (BTG) and the internal common data line 251 shown in FIG. It is. 12, an SRAM input / output gate 301 includes an SRAM sense amplifier SSA and an SRA
M is activated when data is written to the M array, and the data on the internal data line 251a is transferred to the corresponding SRAM bit line pair SB.
L includes a write circuit WRI for transmission on L. SRA
M bit line pair SBL is connected to internal data line 2 via SRAM sense amplifier SSA and SRAM column select gate 302.
51a. The SRAM selection gate 302 receives S from the SRAM column decoder block 203, respectively.
A RAM column selection signal SYL is provided. Thereby 1
Only the pair of SRAM column bit lines pair SBL is internal data line 2
51a. Here, the internal data line 2 shown in FIG.
Numeral 51 transfers 4-bit data.
Only the internal data lines for the bits are shown in FIG.

【0077】図12において、このCDRAMはさらに
アレイアクセスを可能とするために、キャッシュ禁止信
号CIとDRAM列選択信号DYとの論理積信号に応答
してグローバルI/O線対GIOを内部データ線251
aへ接続するアクセス切換え回路310を含む。このア
クセス切換え回路310と双方向転送ゲートBTGと
は、転送ゲート回路ブロック305に含まれる。このD
RAMの列選択信号DYiは、たとえばDRAM列アド
レスの下位4ビットをデコードして発生される。すなわ
ち、グローバルI/O線対GIOは1つのDRAMメモ
リマット(容量1Mビット)に対して16対設けられて
いる。アレイアクセスの場合にはこのうちの1対のみを
選択する必要がある。そのため、下位4ビットのDRA
M用の列アドレスをデコードして列選択信号DYiが発
生される。
Referring to FIG. 12, this CDRAM responds to a logical product signal of a cache inhibit signal CI and a DRAM column select signal DY to connect a global I / O line pair GIO to an internal data line in order to further enable array access. 251
a access switching circuit 310 connected to a. The access switching circuit 310 and the bidirectional transfer gate BTG are included in the transfer gate circuit block 305. This D
RAM column selection signal DYi is generated, for example, by decoding the lower 4 bits of a DRAM column address. That is, 16 pairs of global I / O line pairs GIO are provided for one DRAM memory mat (capacity: 1 Mbit). In the case of array access, only one pair must be selected. Therefore, the lower 4 bits DRA
The column address for M is decoded to generate a column selection signal DYi.

【0078】アクセス切換え回路310は単にグローバ
ルI/O線対GIOを内部データ線251aへ接続する
だけであり、双方向転送ゲートBTG内においてそれぞ
れ対応の信号線への接続が行なわれている。なおアレイ
アクセスを実現する場合、このようなアクセス切換え回
路310を設けることなく、SRAMセンスアンプSS
Aを介して内部データ線251aへグローバルI/O線
対GIOを接続する構成であってもよい。このとき、S
RAM選択ゲート302へ与えられる列選択信号はDR
AMへ与えられる列アドレスによる選択信号となる。こ
れは、信号CIにより列選択信号をマルチプレクスする
回路により実現できる。このマルチプレクス回路は信号
CIが活性状態のときDRAM用の列選択信号をSRA
M選択ゲートへ与える。
Access switching circuit 310 merely connects global I / O line pair GIO to internal data line 251a, and is connected to corresponding signal lines in bidirectional transfer gate BTG. When the array access is realized, the SRAM sense amplifier SS is provided without providing such an access switching circuit 310.
The configuration may be such that the global I / O line pair GIO is connected to the internal data line 251a via A. At this time, S
The column selection signal applied to RAM selection gate 302 is DR
It becomes a selection signal based on the column address given to AM. This can be realized by a circuit that multiplexes the column selection signal with the signal CI. This multiplex circuit supplies a column select signal for DRAM to SRA when signal CI is active.
Give to M select gate.

【0079】なお、SRAMにおいては各SRAMビッ
ト線対SBLに対してそれぞれSRAMセンスアンプS
SAが設けられているが、これは通常のSRAMのよう
に1つのブロックのSRAMビット線対に対し1個のS
RAMセンスアンプのみを設ける構成であってもよい。
ただこのようにSRAMビット線対SBLそれぞれに対
してSRAMセンスアンプを設ければ、より確実かつ高
速にデータの出力を行なうことができる。また、SRA
MセンスアンプSSAがDRAMセンスアンプと同様の
構成を有していれば、特に書込回路WRIは設ける必要
はない。図13は入出力回路274におけるD/Q分離
を実現するための構成を示す図である。図13におい
て、入出力回路274は、内部アウトプットイネーブル
信号Gに応答して活性化され、内部データ線251a上
のデータから出力データQを生成する出力バッファ32
0と、内部書込み指示信号Wに応答して活性化され、外
部書込みデータDから内部書込みデータを生成して内部
データ線251a上へ伝達する入力バッファ322と、
コマンドレジスタ270(図1参照)からのD/Q分離
指示ビットCMaに応答して出力バッファ320の出力
と入力バッファ322の入力とを短絡するスイッチ回路
324を含む。このD/Q分離指示ビットCMaはコマ
ンドレジスタ270から発生される特殊モード指定コマ
ンドCMに含まれる。このスイッチ回路324が導通状
態となればデータの入出力は同一のピンを介して行なわ
れる。スイッチ回路324がオフ状態となればデータの
入出力が別々のピンを介して行なわれる。なお、この図
13においても1ビットのデータの入出力に関する構成
のみが代表的に示されている。
In the SRAM, an SRAM sense amplifier S is provided for each SRAM bit line pair SBL.
An SA is provided, which is a single SRAM for one block of SRAM bit line pairs like a normal SRAM.
A configuration in which only the RAM sense amplifier is provided may be employed.
However, if an SRAM sense amplifier is provided for each of the SRAM bit line pairs SBL, data can be output more reliably and at high speed. Also, SRA
If the M sense amplifier SSA has the same configuration as the DRAM sense amplifier, there is no need to particularly provide the write circuit WRI. FIG. 13 is a diagram showing a configuration for realizing D / Q separation in the input / output circuit 274. In FIG. 13, an input / output circuit 274 is activated in response to an internal output enable signal G, and generates output data Q from data on internal data line 251a.
0, an input buffer 322 that is activated in response to the internal write instruction signal W, generates internal write data from the external write data D, and transmits it to the internal data line 251a;
A switch circuit 324 for short-circuiting the output of the output buffer 320 and the input of the input buffer 322 in response to the D / Q separation instruction bit CMa from the command register 270 (see FIG. 1). The D / Q separation instruction bit CMa is included in the special mode designation command CM generated from the command register 270. When switch circuit 324 is rendered conductive, data input / output is performed via the same pin. When switch circuit 324 is turned off, data input / output is performed via separate pins. FIG. 13 also representatively shows only a configuration related to input / output of 1-bit data.

【0080】図14はデータ入出力回路の他の接続構成
を示す図である。図14において、出力バッファ回路3
20は、SRAMセンスアンプまたはDRAMアレイの
選択されたメモリセルデータを受けて外部出力ピンQへ
伝達する。第1の入力バッファ回路322aは外部ピン
端子Qに接続され、第2の入力バッファ回路322bは
外部データ入力ピン端子Dに接続される。この第1およ
び第2の入力バッファ回路322aおよび322bの出
力はOR回路322cを介して内部データバスDBW,
*DBW(251a)へ伝達される。この第1および第
2の入力バッファ回路322a,322bのイネーブル
/ディスエーブルはコマンドレジスタ(図1参照)から
の指示ビットCMに応答して行なわれる。コマンドレジ
スタがD/Q分離モードを指示している場合には第1の
入力バッファ回路322aがディスエーブル状態とさ
れ、入力バッファ回路322bがイネーブル状態とされ
る。指示ビットCMがD/Q共通のマスクトライトモー
ドを示している場合には、第1の入力バッファ回路32
2aがイネーブル状態とされ第2の入力バッファ回路3
22bがディスエーブル状態とされる。
FIG. 14 is a diagram showing another connection configuration of the data input / output circuit. In FIG. 14, the output buffer circuit 3
Numeral 20 receives selected memory cell data of an SRAM sense amplifier or a DRAM array and transmits it to an external output pin Q. The first input buffer circuit 322a is connected to an external pin terminal Q, and the second input buffer circuit 322b is connected to an external data input pin terminal D. Outputs of the first and second input buffer circuits 322a and 322b are connected to an internal data bus DBW, via an OR circuit 322c.
* Transmitted to DBW (251a). The enable / disable of the first and second input buffer circuits 322a and 322b is performed in response to an instruction bit CM from a command register (see FIG. 1). When the command register indicates the D / Q separation mode, the first input buffer circuit 322a is disabled and the input buffer circuit 322b is enabled. If the instruction bit CM indicates a masked write mode common to D / Q, the first input buffer circuit 32
2a is enabled and the second input buffer circuit 3
22b is disabled.

【0081】なお、図14に示す構成においては出力バ
ッファ回路320へはSRAMセンスアンプからのデー
タが伝達されているが、これはDRAMアレイの選択さ
れたメモリセルのデータがSRAMアレイの列線を介し
てさらにSRAMのセンスアンプを介して内部データバ
スへ伝達される場合を示しているからである。すなわ
ち、図12の構成における、ゲート310が設けられて
いない構成において、ゲート302へ与えられる列選択
信号線SYLi,SYLjがDRAMコラムデコーダ出
力線DYi,DYjと共有されている場合が一例として
示される。この構成については後に説明する。図15は
入出力回路のさらに他の構成を示す図である。図15に
おいて、出力バッファ回路320と入力バッファ回路3
22との間に、指示ビットCMaに応答してオン状態と
なるトランジスタゲート324aが設けられ、入力バッ
ファ回路322とデータ入力ピン端子Dとの間に相補指
示ビット/CMaに応答してオン状態となるトランジス
タゲート324bが設けられる。この構成の場合、指示
ビットCMaがD/Q分離モードを示している場合に
は、トランジスタゲート324aがオフ状態、トランジ
スタゲート324bがオン状態となる。逆にD/Q共有
のマスクトライトモードを示している場合にはトランジ
スタゲート324aがオン状態、トランジスタゲート3
24bがオフ状態となる。
In the structure shown in FIG. 14, data from the SRAM sense amplifier is transmitted to output buffer circuit 320. This is because data of a selected memory cell of the DRAM array is connected to a column line of the SRAM array. This is because a case where the data is further transmitted to the internal data bus via the sense amplifier of the SRAM via the SRAM is shown. That is, a case where column select signal lines SYLi and SYLj applied to gate 302 are shared with DRAM column decoder output lines DYi and DYj in the configuration in which gate 310 is not provided in the configuration of FIG. 12 is shown as an example. . This configuration will be described later. FIG. 15 is a diagram showing still another configuration of the input / output circuit. In FIG. 15, the output buffer circuit 320 and the input buffer circuit 3
A transistor gate 324a which is turned on in response to the instruction bit CMa is provided between the input buffer circuit 322 and the input buffer circuit 322 and the data input pin terminal D. Transistor gate 324b is provided. In the case of this configuration, when the instruction bit CMa indicates the D / Q separation mode, the transistor gate 324a is turned off and the transistor gate 324b is turned on. Conversely, when the D / Q shared masked write mode is indicated, the transistor gate 324a is turned on, and the transistor gate 3
24b is turned off.

【0082】この構成により、入力バッファ回路322
を選択的にデータ出力ピン端子Qまたはデータ入力ピン
端子Dへ接続することができ、D/Q分離モードおよび
D/Q共有モードを設定することができる。次に、この
入出力回路のデータ出力モードを設定するための回路構
成について説明する。データ出力モードはコマンドレジ
スタにより設定される。コマンドレジスタによる設定デ
ータに応じてデータ出力モードは、トランスペアレント
モード、ラッチモードおよびレジスタモードのいずれか
に設定される。図16は、データ出力モード設定に関連
する回路構成を示す図である。図16において、コマン
ドレジスタ270は、コマンドレジスタモード検出信号
(内部コマンドレジスタ信号)CRに応答して、外部か
らのライトイネーブル信号W#、およびコマンドデータ
Ar0,Ar1をデコードするコマンドレジスタモード
セレクタ279と、レジスタWR0〜WR3およびフリ
ップフロップFF1を含む。コマンドレジスタは、後に
示すように8つのレジスタRR0〜RR3およびWR0
〜WR3を含んでいる。しかしながら、図16において
は、レジスタRR2およびRR3は図示していない。レ
ジスタWR0〜WR3はそれぞれ4ビットのレジスタで
ある。レジスタRR0およびRR1は1つのフリップフ
ロップFF1を共有する。レジスタRR0が選択される
とフリップフロップFF1がマスクトライトモードにセ
ットされる。レジスタRR1が選択されるとフリップフ
ロップFF1はD/Q分離モードに設定される。入力制
御回路272bは、このフリップフロップFF1の設定
データに応じて入力回路274bおよび274cのいず
れかを選択する。
With this configuration, input buffer circuit 322
Can be selectively connected to the data output pin terminal Q or the data input pin terminal D, and the D / Q separation mode and the D / Q sharing mode can be set. Next, a circuit configuration for setting the data output mode of the input / output circuit will be described. The data output mode is set by a command register. The data output mode is set to one of a transparent mode, a latch mode, and a register mode according to data set by the command register. FIG. 16 is a diagram showing a circuit configuration related to data output mode setting. In FIG. 16, a command register 270 responds to a command register mode detection signal (internal command register signal) CR with a command register mode selector 279 for decoding an external write enable signal W # and command data Ar0 and Ar1. , Registers WR0 to WR3 and a flip-flop FF1. The command register includes eight registers RR0 to RR3 and WR0 as described later.
To WR3. However, the registers RR2 and RR3 are not shown in FIG. Each of the registers WR0 to WR3 is a 4-bit register. Registers RR0 and RR1 share one flip-flop FF1. When the register RR0 is selected, the flip-flop FF1 is set to the masked write mode. When the register RR1 is selected, the flip-flop FF1 is set to the D / Q separation mode. The input control circuit 272b selects one of the input circuits 274b and 274c according to the setting data of the flip-flop FF1.

【0083】レジスタWR0〜WR3のいずれへのデー
タ設定かは、コマンドデータAr0,Ar1をデコード
することにより決定される。ライトイネーブル信号W#
が活性状態のとき、入力制御回路272bにより選択さ
れた入力回路274bまたは274cを介して4ビット
のデータD0〜D3(またはDQ0〜DQ3)が対応の
レジスタへ設定される。データ出力モードに関連するの
はレジスタWR0である。レジスタWR0へのデータ出
力モードの設定について説明する。レジスタWR0の下
位2ビットのデータに従って出力制御回路272aはト
ランスペアレント、ラッチ、およびレジスタの出力モー
ドのいずれかに設定され、その設定された出力モードに
応じて出力回路274aを選択的に活性化する制御信号
φ1,/φ1およびφ2を発生する。
Which of the registers WR0 to WR3 is to be set is determined by decoding the command data Ar0 and Ar1. Write enable signal W #
Is active, 4-bit data D0-D3 (or DQ0-DQ3) is set in the corresponding register via input circuit 274b or 274c selected by input control circuit 272b. Associated with the data output mode is register WR0. The setting of the data output mode to the register WR0 will be described. The output control circuit 272a is set to one of the transparent, latch, and register output modes in accordance with the lower two bits of data of the register WR0, and selectively activates the output circuit 274a in accordance with the set output mode. The signals φ1, / φ1 and φ2 are generated.

【0084】図17は出力回路274aの具体的構成の
一例を示す図である。図17において、出力回路274
aは、制御信号φ1,/φ1に応答して読出しデータバ
スDB,*DB上のデータをラッチするための第1の出
力ラッチ981と、クロック信号φ2に応答して、出力
ラッチ1のラッチデータまたはデータバスDB,*DB
上のデータを通過させる第2の出力ラッチ982および
出力ラッチ982からのデータを受け、制御信号G#に
応答して出力データとして外部ピン端子DQへ伝達する
出力バッファ983を含む。第1の出力ラッチ981
は、クロック信号φ1および/φ1に応答して活性化さ
れるクロックトインバータICV1,ICV2を含む。
クロックトインバータICV1の入力および出力はクロ
ックトインバータICV2の出力および入力にそれぞれ
接続される。この出力ラッチ981は、クロック信号φ
1が“H”のときにラッチ状態となる。すなわちクロッ
クトインバータICV1およびICV2はクロック信号
φ1が“H”のときに活性化されてインバータとして機
能する。クロック信号φ1が“L”のとき、クロックト
インバータICV1およびICV2はディスエーブル状
態とされてラッチ981はラッチ動作を行なわない。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a specific configuration of the output circuit 274a. In FIG. 17, the output circuit 274
a is a first output latch 981 for latching data on read data buses DB and * DB in response to control signals φ1 and / φ1, and latch data of output latch 1 in response to clock signal φ2. Or data bus DB, * DB
A second output latch 982 for passing the above data and an output buffer 983 for receiving data from the output latch 982 and transmitting the output data to the external pin terminal DQ in response to the control signal G #. First output latch 981
Includes clocked inverters ICV1 and ICV2 activated in response to clock signals φ1 and / φ1.
The input and output of clocked inverter ICV1 are connected to the output and input of clocked inverter ICV2, respectively. This output latch 981 outputs the clock signal φ
When 1 is "H", the latch state is set. That is, clocked inverters ICV1 and ICV2 are activated when clock signal φ1 is at "H", and function as inverters. When clock signal φ1 is at "L", clocked inverters ICV1 and ICV2 are disabled, and latch 981 does not perform a latch operation.

【0085】第2の出力ラッチ982は、クロック信号
φ2が“L”のとき、その入力A,*Aへ与えられたデ
ータをラッチし出力Q,*Qから出力する。出力ラッチ
982は、クロック信号φ2が“H”のとき、その入力
A,*Aの信号状態にかかわらず、クロック信号φ2が
“L”のときにラッチしたデータを出力Q,*Qから出
力する。このラッチ動作を制御するクロック信号φ1,
/φ1およびφ2は外部からのクロックKに同期した信
号であり、出力制御回路272aによりその発生タイミ
ングが異ならされる。出力バッファ983は出力イネー
ブル信号G#が活性状態となると活性化され、出力ラッ
チ982からの出力データを端子DQへ伝達する。図1
8は第2の出力ラッチ982の具体的構成の一例を示す
図である。図18において、第2の出力ラッチ982
は、入力A(*A)をそのD入力に受け、クロック信号
φ2をそのクロック入力CLKに受けるD型フリップフ
ロップDFFを含む。フリップフロップDFFの出力Q
から出力ラッチ982の出力Q(*Q)が得られる。こ
のD型フリップフロップDFFはダウンエッジトリガ型
であり、クロック信号φ2がLに立下がるタイミングで
入力Aを取込み、クロック信号φ2が“L”の間入力A
をそのまま出力する。クロック信号φ2が“H”の場合
には、入力端子Dへ与えられる入力Aの状態にかかわら
ず先にラッチしたデータを出力する。これにより、所望
の機能を実現する出力ラッチ982が得られる。D型フ
リップフロップDFFが入力Aおよび入力*Aに対して
それぞれ設けられる。この出力ラッチ982は他の構成
であってもよく、クロック信号φ2に応答してラッチ状
態およびスルー状態を実現することのできる回路構成で
あればいずれの回路構成であってもよい。
When clock signal φ2 is at "L", second output latch 982 latches data applied to its inputs A and * A and outputs the data from outputs Q and * Q. The output latch 982 outputs the latched data from the outputs Q and * Q when the clock signal φ2 is “L” when the clock signal φ2 is “H”, regardless of the signal states of the inputs A and * A. . Clock signals φ1,
/ Φ1 and φ2 are signals synchronized with an external clock K, and their generation timings are made different by the output control circuit 272a. Output buffer 983 is activated when output enable signal G # is activated, and transmits output data from output latch 982 to terminal DQ. FIG.
8 is a diagram showing an example of a specific configuration of the second output latch 982. In FIG. 18, the second output latch 982
Includes a D-type flip-flop DFF receiving an input A (* A) at its D input and receiving a clock signal φ2 at its clock input CLK. Output Q of flip-flop DFF
, The output Q (* Q) of the output latch 982 is obtained. The D-type flip-flop DFF is a down-edge trigger type, and takes in the input A at the timing when the clock signal φ2 falls to L, and inputs the input A while the clock signal φ2 is "L".
Is output as is. When clock signal φ2 is "H", data latched earlier is output regardless of the state of input A applied to input terminal D. Thus, an output latch 982 that realizes a desired function is obtained. D-type flip-flops DFF are provided for input A and input * A, respectively. This output latch 982 may have another configuration, and may have any configuration as long as it can realize a latch state and a through state in response to clock signal φ2.

【0086】図19は出力制御回路272bの具体的構
成の一例を示す図である。出力制御回路272aは、外
部クロックを所定の時間遅延させる遅延回路991a,
991b,991cと、遅延回路991aの出力に応答
して所定のパルス幅を有するワンショットのパルス信号
を発生するワンショットパルス発生回路992aと、遅
延回路991bの出力に応答して所定のパルス幅を有す
るワンショットのパルス信号を発生するワンショットパ
ルス発生回路992bと、遅延回路991cの出力に応
答して所定のパルス幅を有するワンショットのパルス信
号を発生するワンショットパルス発生回路992cを含
む。ワンショットパルス発生回路992aからクロック
信号φ1,/φ1が発生される。ワンショットパルス発
生回路992bとワンショットパルス発生回路992c
の出力はOR回路993へ与えられる。OR回路993
からクロック信号φ2が発生される。遅延回路991b
の遅延時間は遅延回路991cの遅延時間よりも短い。
このワンショットパルス発生回路992a〜992cの
イネーブル/ディスエーブルが2ビットのコマンドデー
タWR0により設定される。2ビットのコマンドデータ
WR0がラッチモードを示している場合、ワンショット
パルス発生回路992aと992cがイネーブル状態と
され、ワンショットパルス発生回路992bはディスエ
ーブル状態とされる。次に、この図16ないし図19に
示すコマンドレジスタおよびデータ出力回路の動作につ
いて説明する。
FIG. 19 is a diagram showing an example of a specific configuration of the output control circuit 272b. The output control circuit 272a includes a delay circuit 991a for delaying the external clock for a predetermined time,
991b and 991c, a one-shot pulse generation circuit 992a for generating a one-shot pulse signal having a predetermined pulse width in response to the output of the delay circuit 991a, and a predetermined pulse width in response to the output of the delay circuit 991b. And a one-shot pulse generation circuit 992c for generating a one-shot pulse signal having a predetermined pulse width in response to the output of delay circuit 991c. Clock signals φ1 and / φ1 are generated from one-shot pulse generation circuit 992a. One-shot pulse generation circuit 992b and one-shot pulse generation circuit 992c
Is supplied to an OR circuit 993. OR circuit 993
Generates a clock signal φ2. Delay circuit 991b
Is shorter than the delay time of the delay circuit 991c.
The enable / disable of one-shot pulse generation circuits 992a to 992c is set by 2-bit command data WR0. When 2-bit command data WR0 indicates the latch mode, one-shot pulse generation circuits 992a and 992c are enabled, and one-shot pulse generation circuit 992b is disabled. Next, the operation of the command register and data output circuit shown in FIGS. 16 to 19 will be described.

【0087】まず図20(A)に示すラッチ動作の動作
波形図を参照して説明する。データ出力モードのラッチ
出力モードの設定はコマンドデータレジスタWR0の下
位2ビットを(01)に設定することにより行なわれ
る。このとき、ワンショットパルス発生回路992aお
よび992cがイネーブル状態とされる。今、アウトプ
ットイネーブル信号G#はデータ出力を示す活性状態の
“L”にあるとする。このとき、クロックKの立上がり
エッジで外部アドレスAnがアドレスバッファに取込ま
れ、対応のSRAMワード線SWLnが選択され、SR
AMビット線対SBLにデータRDnが現われる。この
とき、ワンショットパルス発生回路992aは、外部ク
ロックKの立上がりに応答して、所定のタイミングで所
定期間“L”となるワンショットのパルスを発生する。
このクロック信号φ1が“L”へ立下がることにより、
出力ラッチ981はラッチ動作が禁止される。このと
き、クロック信号φ2は“H”にあり、出力ラッチ98
2はラッチ状態を維持しており、前のサイクルで読出さ
れたデータQn−1をラッチして出力している。外部ア
ドレスにより選択された64ビットのSRAMビット線
対SBL上のデータRDnのうちさらに外部アドレスに
従って選択された4ビットのデータが内部出力データバ
スDB,*DBへ伝達される。このデータバスDB,*
DB上のデータDBnが確定した状態でクロック信号φ
1は“H”に立上がる。これにより出力ラッチ981が
ラッチ動作をし、確定データDBnをラッチする。
First, a description will be given with reference to the operation waveform diagram of the latch operation shown in FIG. The setting of the latch output mode in the data output mode is performed by setting the lower two bits of the command data register WR0 to (01). At this time, one-shot pulse generation circuits 992a and 992c are enabled. Now, it is assumed that output enable signal G # is in an active state "L" indicating data output. At this time, external address An is taken into the address buffer at the rising edge of clock K, the corresponding SRAM word line SWLn is selected, and SR
Data RDn appears on AM bit line pair SBL. At this time, the one-shot pulse generation circuit 992a generates a one-shot pulse that becomes “L” for a predetermined period at a predetermined timing in response to the rising of the external clock K.
When this clock signal φ1 falls to "L",
The output latch 981 is prohibited from latching. At this time, the clock signal φ2 is at “H” and the output latch 98
2 maintains the latch state, latches and outputs the data Qn-1 read in the previous cycle. Of the data RDn on the 64-bit SRAM bit line pair SBL selected by the external address, 4-bit data further selected according to the external address is transmitted to the internal output data buses DB and * DB. This data bus DB, *
When the data DBn on DB is determined, the clock signal φ
1 rises to "H". As a result, the output latch 981 performs a latch operation, and latches the determined data DBn.

【0088】続いて、ワンショットパルス発生回路99
2cからワンショットパルスが発生され信号φ2が
“L”に立下がる。これにより出力ラッチ982が、こ
の出力ラッチ981にラッチされたデータDBnを新た
に取込み、出力端子DQへ出力バッファ983を介して
伝達する。このクロック信号φ2の発生はクロックKの
立下がりに同期して行なわれており、外部クロックKの
立下がりに応答してこのサイクルで選択されたデータが
QDBnが出力データQnとして出力される。クロック
信号φ2は次に外部クロックKが立上がるまでに“H”
に立上がる。これにより、出力ラッチ982は、内部出
力データバスDB,*DBのデータとは関係なく確定デ
ータDBnを持続的に出力する。続いて、クロック信号
φ1を“L”に立下げ、出力ラッチ981のラッチ状態
を開放し、次のサイクルすなわち次の確定データのラッ
チ動作に備える。これにより、外部クロックKの立上が
りに応答して前のサイクルで読出されたデータが順次確
定データとして出力されることになる。
Subsequently, the one-shot pulse generation circuit 99
A one-shot pulse is generated from 2c, and signal φ2 falls to "L". As a result, output latch 982 newly takes in data DBn latched in output latch 981 and transmits it to output terminal DQ via output buffer 983. The generation of clock signal φ2 is performed in synchronization with the falling of clock K, and the data selected in this cycle is output as output data Qn in response to the falling of external clock K. The clock signal φ2 becomes “H” until the next rise of the external clock K.
Stand up. Thus, output latch 982 continuously outputs fixed data DBn irrespective of the data on internal output data buses DB and * DB. Subsequently, the clock signal φ1 falls to “L” to release the latch state of the output latch 981, and prepares for the next cycle, that is, the latch operation of the next fixed data. Thus, data read in the previous cycle is sequentially output as fixed data in response to the rising of external clock K.

【0089】次に図21を参照してレジスタ出力モード
について説明する。レジスタ出力モードの設定は、コマ
ンドデータWR0の下位2ビットを(11)に設定する
ことにより行なわれる。このレジスタ出力モードにおい
ては、ワンショットパルス発生回路992bがイネーブ
ル状態とされ、ワンショットパルス発生回路992cが
ディスエーブル状態とされる。この場合、外部クロック
Kの立上がりに応答して、ワンショットパルス発生回路
992bから“L”に立下がるワンショットのパルスが
発生される。このときクロック信号φ1は“H”にある
ため、前のサイクルで読出されたデータDBn−1を出
力ラッチ982がラッチする。レジスタ出力モードにお
いては、クロック信号φ2の“L”への降下タイミング
が外部クロックKの立上がりに応答して決定される。こ
の場合、外部クロックKの(n+1)回目のサイクルに
応答して出力ピン端子DQには、n回目のクロックサイ
クルにおける読出しデータDBnが出力データQnとし
て出力される。したがって、ラッチ出力モードとレジス
タ出力モードとでは、クロック信号φ2の発生タイミン
グすなわち“L”への移行タイミングが異なっているだ
けである。これにより、サイクル前のサイクルのデータ
が出力され続いて今回のサイクルで読出されたデータが
出力されるラッチ出力モードと、n+1回目のサイクル
においてはn回目のサイクルにおける読出しデータが出
力されるレジスタ出力モードが実現される。
Next, the register output mode will be described with reference to FIG. The setting of the register output mode is performed by setting the lower two bits of the command data WR0 to (11). In this register output mode, one-shot pulse generation circuit 992b is enabled and one-shot pulse generation circuit 992c is disabled. In this case, a one-shot pulse falling to "L" is generated from one-shot pulse generation circuit 992b in response to the rising of external clock K. At this time, since clock signal φ1 is at “H”, output latch 982 latches data DBn−1 read in the previous cycle. In the register output mode, the timing at which clock signal φ2 falls to "L" is determined in response to the rising of external clock K. In this case, in response to the (n + 1) th cycle of the external clock K, the read data DBn in the nth clock cycle is output to the output pin terminal DQ as the output data Qn. Therefore, the only difference between the latch output mode and the register output mode is the generation timing of the clock signal φ2, that is, the transition timing to “L”. Thus, a latch output mode in which data of the cycle before the cycle is output and subsequently data read in the current cycle is output, and a register output in which the read data in the nth cycle is output in the (n + 1) th cycle Mode is realized.

【0090】次に図22を参照してトランスペアレント
モードについて説明する。まず図22(A)を参照して
第1のトランスペアレント出力モードについて説明す
る。このトランスペアレント出力モードは前述のごとく
レジスタWR0の下位2ビットを(X0)と設定するこ
とにより行なわれる。この第1のトランスペアレント出
力モードおよび第2のトランスペアレント出力モードは
このXのビット値を0または1に設定することにより選
択される。このときいずれの値により第1のトランスペ
アレント出力モードおよび第2のトランスペアレント出
力モードのうちのいずれが選択されるかは任意である。
第1のトランスペアレント出力モードにおいては、クロ
ック信号φ1およびφ2はともに“L”のままである。
このとき、出力ラッチ981はラッチ動作から開放され
ており、また出力ラッチ982もスルー状態となってい
る。したがって、この場合には、出力データQnとして
は、内部データバスDB,*DB上に伝達されたDBn
がそのまま出力されることになる。すなわちSRAMビ
ット線対SBLまたはグローバルI/O線対GIOのデ
ータが無効データ(INVALID DATA)の場合
にはこれに応答して出力ピンDQにも無効データINV
が出現する。
Next, the transparent mode will be described with reference to FIG. First, the first transparent output mode will be described with reference to FIG. This transparent output mode is performed by setting the lower two bits of the register WR0 to (X0) as described above. The first transparent output mode and the second transparent output mode are selected by setting the bit value of X to 0 or 1. At this time, which of the first transparent output mode and the second transparent output mode is selected by which value is arbitrary.
In the first transparent output mode, clock signals φ1 and φ2 both remain “L”.
At this time, the output latch 981 is released from the latch operation, and the output latch 982 is also in the through state. Therefore, in this case, output data Qn is DBn transmitted on internal data buses DB and * DB.
Is output as it is. That is, when the data of the SRAM bit line pair SBL or the global I / O line pair GIO is invalid data (INVALID DATA), the invalid data INV is also applied to the output pin DQ in response to this.
Appears.

【0091】図22(B)に示す第2のトランスペアレ
ント出力モードにおいては、クロック信号φ1が発生さ
れる。クロック信号φ1が“H”の期間第1の出力ラッ
チ981がラッチ動作を行なうため、SRAMビット線
対SBLのデータRDnが無効状態となっても、データ
バスDB,*DBのデータが出力ラッチ981により有
効データとしてラッチされ所定期間(クロック信号φ1
の“H”の間)出力されるので、無効データINVが出
力される期間が短くなる。この第2のトランスペアレン
ト出力モードにおいてもクロック信号φ2は“L”のま
まである。なお上述の構成においては第2の出力ラッチ
982としてダウンエッジトリガ型のD型フリップフロ
ップを用いたが、これはクロック信号φ2の極性を変え
ればアップエッジトリガ型のラッチ回路を用いても同様
の効果を得ることができる。また、出力ラッチ981の
構成も、他のラッチ回路を用いても実現することができ
る。
In the second transparent output mode shown in FIG. 22B, clock signal φ1 is generated. Since first output latch 981 performs a latch operation while clock signal φ1 is at "H", even if data RDn of SRAM bit line pair SBL is in an invalid state, data on data buses DB and * DB are output latch 981. Latched as valid data for a predetermined period (clock signal φ1
During the "H" period), the period during which the invalid data INV is output is shortened. Also in the second transparent output mode, the clock signal φ2 remains “L”. In the above-described configuration, a D-type flip-flop of the down-edge trigger type is used as the second output latch 982. However, the same can be achieved by using a latch circuit of the up-edge trigger type if the polarity of the clock signal φ2 is changed. The effect can be obtained. Further, the configuration of the output latch 981 can also be realized by using another latch circuit.

【0092】このコマンドレジスタにより設定される出
力モードの特徴をまとめると以下のようになる。 (1) トランスペアレント出力モード:このモード
は、内部データバスDB,*DB上のデータを直接出力
バッファに伝達するモードである。このモードにおいて
は、出力データDQ(Q)は外部クロックKの立上がり
エッジから時間tKHA経過後またはアウトプットイネ
ーブル信号G#の立下がりエッジから時間tGLA経過
後の遅い方に有効データが現われる。時間tKHAより
も先にアウトプットイネーブル信号G#を立下げると無
効データ(inv)が時間tKHAまで出力される。こ
れは、アウトプットイネーブル信号G#の立下げタイミ
ングが速いと、内部データバスDB,*DBには有効デ
ータが現れていないことによる。したがって、このモー
ドにおいては、出力データが有効な期間は内部バスに有
効データが現われている期間に限られる。
The characteristics of the output mode set by the command register are summarized as follows. (1) Transparent output mode: In this mode, data on the internal data buses DB and * DB is transmitted directly to the output buffer. In this mode, valid data of output data DQ (Q) appears later after a lapse of time tKHA from the rising edge of external clock K or after a lapse of time tGLA from the falling edge of output enable signal G #. If the output enable signal G # falls before the time tKHA, invalid data (inv) is output until the time tKHA. This is because no valid data appears on the internal data buses DB and * DB when the fall timing of the output enable signal G # is fast. Therefore, in this mode, the period during which the output data is valid is limited to the period during which the valid data appears on the internal bus.

【0093】(2) ラッチ出力モード:このモードに
おいては、内部データバスDB,*DBと出力バッファ
との間に出力ラッチ回路が設けられる。このラッチ出力
モードにおいては、外部クロックKが“H”の間、デー
タが出力ラッチによりラッチされるため、時間tKHA
より先にアウトプットイネーブル信号G#を立下げたと
きに前のサイクルの読出しデータが出力されることにな
る。したがって、内部データバスDB,*DBに無効デ
ータが現われている期間であっても、外部には無効デー
タは出力されない。すなわち、CPUが出力データを取
込むための期間を十分とることができるという効果を得
ることができる。 (3) レジスタ出力モード;このモードは、内部デー
タバスと出力バッファとの間に出力レジスタを設けたモ
ードである。このレジスタ出力モードにおいては、出力
データとしては、外部クロックKの立上がりエッジから
時間tKHAR経過後あるいはアウトプットイネーブル
信号G#の立下がりエッジから時間tGLA経過後の遅
い方に前のサイクルにおける有効データが出力される。
このレジスタ出力モードもラッチ出力モードと同様な理
由により、無効データは出力されないことになる。この
レジスタモードで連続してデータの出力を行なう場合、
外部クロックKの立上がりから見て非常に高速にデータ
が出力されているように見える。このような動作は、一
般にパイプライン動作と呼ばれており、見かけ上のアク
セスタイムをサイクルタイムよりもさらに縮小すること
ができる。
(2) Latch output mode: In this mode, an output latch circuit is provided between the internal data buses DB, * DB and the output buffer. In this latch output mode, data is latched by the output latch while the external clock K is "H", so that the time tKHA
When the output enable signal G # falls earlier, the read data of the previous cycle is output. Therefore, even during a period in which invalid data appears on the internal data buses DB and * DB, no invalid data is output to the outside. That is, it is possible to obtain an effect that a sufficient period for the CPU to capture the output data can be obtained. (3) Register output mode: In this mode, an output register is provided between the internal data bus and the output buffer. In this register output mode, as the output data, valid data in the earlier cycle after a lapse of time tKHA from the rising edge of external clock K or after a lapse of time tGLA from the falling edge of output enable signal G # is output. Is output.
In the register output mode, invalid data is not output for the same reason as in the latch output mode. When outputting data continuously in this register mode,
It appears that data is being output at a very high speed from the rising edge of the external clock K. Such an operation is generally called a pipeline operation, and the apparent access time can be further reduced than the cycle time.

【0094】上述のような出力モードをコマンドレジス
タにより設定することを可能とすることにより、ユーザ
はシステムに応じた出力モードを選択することが可能に
なる。 「DRAMとSRAMとのデータ転送」図23は双方向
転送ゲートBTGの構成の一例を示す図である。図23
において双方向転送ゲートBTG(BTGaまたはBT
Gb)は、データ転送指示信号φTSDに応答して活性
化され、SRAMビット線対SBL上のデータをグロー
バルI/O線対GIOへ伝達するドライブ回路DR1
と、データ転送指示信号φTDSに応答して活性化さ
れ、グローバルI/O線対GIO上のデータをSRAM
ビット線対SBL上へ伝達するドライブ回路DR2を含
む。ドライブ回路DR1およびDR2は、データ転送指
示信号φTSDおよびφTDSが不活性状態の場合には
出力ハイインピーダンス状態に設定される。
By enabling the output mode as described above to be set by the command register, the user can select an output mode according to the system. "Data Transfer between DRAM and SRAM" FIG. 23 is a diagram showing an example of the configuration of the bidirectional transfer gate BTG. FIG.
At the bidirectional transfer gate BTG (BTGa or BT
Gb) is activated in response to data transfer instruction signal φTSD, and drives drive circuit DR1 for transmitting data on SRAM bit line pair SBL to global I / O line pair GIO.
Is activated in response to data transfer instructing signal φTDS to transfer data on global I / O line pair GIO to SRAM.
Drive circuit DR2 transmitting to bit line pair SBL is included. Drive circuits DR1 and DR2 are set to an output high impedance state when data transfer instruction signals φTSD and φTDS are inactive.

【0095】図24はDRAMアレイからSRAMアレ
イへのデータ転送時における動作を示す信号波形図であ
る。以下、図3および図24を参照してDRAMアレイ
からSRAMへのデータ転送動作について説明する。時
刻t1以前のプリチャージ指示信号φEQが活性状態の
“H”にある間、センスアンプ駆動信号線φSAN,/
φSAP,ローカルI/O線対LIOおよびグローバル
I/O線対GIOはそれぞれVcc/2のプリチャージ
電位に保持される。またこのときプリチャージ・イコラ
イズ回路PEが活性化され、DRAMビット線対DBL
をVcc/2(=Vbl)のプリチャージ電位にプリチ
ャージしかつ各ビット線BL,/BLの電位をイコライ
ズしている。時刻t1においてプリチャージ指示信号φ
EQが立下がると、プリチャージ・イコライズ回路PE
およびイコライズトランジスタTEQが不活性状態とな
る。この結果、センスアンプ駆動信号線φSANおよび
/φSAPのイコライズ動作が完了し、かつDRAMビ
ット線対DBLのイコライズ/プリチャージ動作が停止
され、DRAMビット線対DBLとセンスアンプ駆動信
号線φSANおよび/φSAPは中間電位Vcc/2
(ただしVss=0V)のフローティング状態となる。
FIG. 24 is a signal waveform diagram representing an operation during data transfer from the DRAM array to the SRAM array. Hereinafter, the data transfer operation from the DRAM array to the SRAM will be described with reference to FIGS. While the precharge instructing signal φEQ before the time t1 is in the active state “H”, the sense amplifier driving signal lines φSAN, /
φSAP, local I / O line pair LIO and global I / O line pair GIO are each held at a precharge potential of Vcc / 2. At this time, the precharge / equalize circuit PE is activated, and the DRAM bit line pair DBL is activated.
Is precharged to a precharge potential of Vcc / 2 (= Vbl), and the potential of each bit line BL, / BL is equalized. At time t1, precharge instruction signal φ
When the EQ falls, the precharge / equalize circuit PE
And the equalizing transistor TEQ becomes inactive. As a result, the equalizing operation of sense amplifier drive signal lines φSAN and / φSAP is completed, and the equalizing / precharging operation of DRAM bit line pair DBL is stopped, and DRAM bit line pair DBL and sense amplifier drive signal lines φSAN and / φSAP are stopped. Is the intermediate potential Vcc / 2
(However, Vss = 0 V) in a floating state.

【0096】この後、外部から与えられるアドレスに従
ってロウデコーダ14(図2参照)による行選択動作が
行なわれる。時刻t2においてDRAMアレイ1(図2
参照)において1本のワード線DWLが選択され、この
選択ワード線DWLの電位が“H”に立上がる。この選
択ワード線DWLに接続される1行のメモリセルがそれ
ぞれ対応のDRAMビット線対DBL(DRAMビット
線BLまたは/BL)に接続され、各DRAMビット線
対DBLの電位がその接続されるメモリセルのデータに
従って変化する。図24においては、電位“H”を記憶
するメモリセルが選択された場合のDRAMビット線対
DBLの電位変化を示している。時刻t3においてセン
スアンプ活性化信号φSANEが接地電位Vssから動
作電源電位Vccレベルへ立上がり、センスアンプ活性
化回路SAKに含まれるトランジスタTR2がオン状態
となる。これにより、DRAMセンスアンプDSAに含
まれる第2のセンスアンプ部が活性化され、DRAMビ
ット線対DBLの低電位側のビット線の接地電位GND
レベルへの放電が行なわれる。
Thereafter, a row selection operation is performed by row decoder 14 (see FIG. 2) according to an externally applied address. At time t2, the DRAM array 1 (FIG. 2)
1), one word line DWL is selected, and the potential of the selected word line DWL rises to “H”. One row of memory cells connected to the selected word line DWL are connected to a corresponding DRAM bit line pair DBL (DRAM bit line BL or / BL), and the potential of each DRAM bit line pair DBL is connected to the memory. It changes according to the cell data. FIG. 24 shows a potential change of DRAM bit line pair DBL when a memory cell storing potential "H" is selected. At time t3, sense amplifier activation signal φSANE rises from ground potential Vss to operating power supply potential Vcc level, and transistor TR2 included in sense amplifier activation circuit SAK is turned on. As a result, the second sense amplifier included in DRAM sense amplifier DSA is activated, and the ground potential GND of the bit line on the lower potential side of DRAM bit line pair DBL is activated.
Discharge to the level takes place.

【0097】時刻t4において、センスアンプ活性化信
号/φSAPEが電位Vccから接地電位GNDレベル
へ立下がり、センスアンプ活性化回路SAKに含まれる
トランジスタTR1がオン状態となる。これによりDR
AMセンスアンプDSAに含まれる第1のセンスアンプ
部分が活性化され、DRAMビット線対DBLの高電位
のビット線の電位が動作電源電位Vccレベルにまで充
電される。時刻t5において、DRAMコラムデコーダ
15(図2参照)による列選択信号に従って、1本のコ
ラム選択線CSLが選択され、この選択されたコラム選
択線CSLの電位が“H”に立上がる。これにより2対
のDRAMビット線対DBLが列選択ゲートCSGを介
してローカルI/O線対LIO(LIOaおよびLIO
b)へ接続される。選択されたDRAMビット線対DB
L上の電位がローカルI/O線対LIO上へ伝達され、
ローカルI/O線対の電位はプリチャージ電位Vcc/
2から変化する。
At time t4, sense amplifier activation signal / φSAPE falls from potential Vcc to the level of ground potential GND, and transistor TR1 included in sense amplifier activation circuit SAK is turned on. This allows DR
The first sense amplifier portion included in AM sense amplifier DSA is activated, and the potential of the high-potential bit line of DRAM bit line pair DBL is charged to the operating power supply potential Vcc level. At time t5, one column selection line CSL is selected according to a column selection signal from DRAM column decoder 15 (see FIG. 2), and the potential of the selected column selection line CSL rises to "H". Thereby, two DRAM bit line pairs DBL are connected to local I / O line pairs LIO (LIOa and LIO) via column select gate CSG.
b). Selected DRAM bit line pair DB
The potential on L is transmitted onto local I / O line pair LIO,
The potential of the local I / O line pair is the precharge potential Vcc /
It changes from 2.

【0098】時刻t6においてブロック活性化信号φB
Aが選択された行ブロックに対してのみ“H”に立上が
り、I/OゲートIOGがオン状態となる。これにより
ローカルI/O線対LIO上の信号電位がグローバルI
/O線対GIO上へ伝達される。ここで、選択された行
ブロックは、選択されたワード線DWLを含む行ブロッ
クを示す。この選択された行ブロックの指定は、たとえ
ばDRAMワード線選択に用いられる行アドレスの上位
2ビットをデコードすることにより行なわれる。このよ
うにブロック分割動作を行なうことにより消費電流の低
減を行なうことができる。一方、SRAMにおいては、
時刻ts1においてSRAMロウデコーダ21(図2参
照)による行選択動作が行なわれ、SRAMアレイにお
いて1本のSRAMワード線SWLが選択され、この選
択されたSRAMワード線SWLの電位が“H”に立上
がる。DRAMにおける行選択動作とSRAMにおける
行選択動作は非同期的に行なわれる。SRAMワード線
SWLに接続されるSRAMセルのデータがそれぞれ対
応のSRAMビット線対SBL上に伝達される。これに
より、SRAMビット線対SBLの電位はプリチャージ
電位Vcc/2から、対応のSRAMセルの記憶情報に
対応した電位に変化する。
At time t6, block activation signal φB
A rises to "H" only for the selected row block, and I / O gate IOG is turned on. As a result, the signal potential on local I / O line pair LIO is
The signal is transmitted onto the / O line pair GIO. Here, the selected row block indicates a row block including the selected word line DWL. Designation of the selected row block is performed, for example, by decoding upper two bits of a row address used for DRAM word line selection. The current consumption can be reduced by performing the block division operation in this manner. On the other hand, in SRAM,
At time ts1, a row selecting operation is performed by SRAM row decoder 21 (see FIG. 2), one SRAM word line SWL is selected in the SRAM array, and the potential of the selected SRAM word line SWL is set to "H". Go up. The row selection operation in the DRAM and the row selection operation in the SRAM are performed asynchronously. Data of the SRAM cell connected to the SRAM word line SWL is transmitted onto the corresponding SRAM bit line pair SBL. As a result, the potential of the SRAM bit line pair SBL changes from the precharge potential Vcc / 2 to a potential corresponding to the information stored in the corresponding SRAM cell.

【0099】時刻t7においてデータ転送指示信号φT
DSが“H”に一定期間立上がる。この時刻t7以前に
は、既にグローバルI/O線対GIOにDRAMセルの
データが伝達されており、かつSRAMビット線対SB
LにはSRAMセルが接続されている。このデータ転送
指示信号φTDSに応答して双方向転送ゲートBTGが
活性化されてグローバルI/O線対GIO上の信号電位
を対応のSRAMビット線対SBL上へ伝達する。これ
によりDRAMセルからSRAMセルへのデータ伝達が
行なわれる。このデータ転送指示信号φTDSが活性化
される時刻t7が、ブロック活性化信号φBAが立上が
る時刻t6およびSRAMワード線SWLの選択が行な
われる時刻ts1の両者よりも後の時点であるという関
係を満足する限り、時刻ts1と時刻t1ないし時刻t
6との前後関係は任意である。SRAMからDRAMへ
のデータ転送指示信号φTSDはこのサイクルにおいて
は、非活性状態の“L”に維持される。
At time t7, data transfer instruction signal φT
DS rises to "H" for a certain period. Before this time t7, the data of the DRAM cell has already been transmitted to global I / O line pair GIO, and SRAM bit line pair SB.
SRAM cells are connected to L. In response to data transfer instruction signal φTDS, bidirectional transfer gate BTG is activated to transmit the signal potential on global I / O line pair GIO to the corresponding SRAM bit line pair SBL. Thereby, data transmission from the DRAM cell to the SRAM cell is performed. The relationship that the time t7 when the data transfer instruction signal φTDS is activated is later than both the time t6 when the block activation signal φBA rises and the time ts1 when the SRAM word line SWL is selected is satisfied. As long as the time ts1 and the time t1 to the time t
6 is arbitrary. In this cycle, data transfer instructing signal φTSD from SRAM to DRAM is maintained at inactive “L”.

【0100】時刻t8において選択されたDRAMワー
ド線DWLの電位が“L”に立下がり、また時刻ts2
において選択されたSRAMワード線SWLの電位が
“L”へ立下がり、各信号が初期状態へ復帰することに
より、このDRAMからSRAMへのデータ転送サイク
ルが完了する。前述のごとく、DRAMコラムデコーダ
15(図2参照)は各列ブロック12において1本のコ
ラム選択線CSLを選択している。1本のコラム選択線
CSLは2対のDRAMビット線対DBLを選択する。
DRAMからSRAMへのデータ転送は各列ブロック並
列に行なわれる。したがって、この図2に示す実施例に
おいて、16ビットのデータが一括して転送される。但
しこの関係は列ブロックが8個設けられており、各列ブ
ロックから2対のDRAMビット線対が選択される構成
の場合である。一括して転送されるデータのビット数は
この列ブロックの数または一度に選択されるDRAMビ
ット線対の数に応じて変化する。これにより、適切な大
きさのブロックサイズを設定することができる。
At time t8, the potential of the selected DRAM word line DWL falls to "L", and at time ts2
, The potential of the SRAM word line SWL selected falls to "L", and each signal returns to the initial state, thereby completing the data transfer cycle from the DRAM to the SRAM. As described above, the DRAM column decoder 15 (see FIG. 2) selects one column selection line CSL in each column block 12. One column selection line CSL selects two pairs of DRAM bit lines DBL.
Data transfer from the DRAM to the SRAM is performed in parallel with each column block. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 2, 16-bit data is transferred collectively. However, this relationship is for a configuration in which eight column blocks are provided and two DRAM bit line pairs are selected from each column block. The number of bits of data transferred collectively changes according to the number of column blocks or the number of DRAM bit line pairs selected at a time. As a result, an appropriate block size can be set.

【0101】図24に示すように、ほぼ時刻t8におい
てDRAMワード線の駆動信号DWLが不活性状態に立
下がると、応じてデータ転送指示信号φTDSも“L”
へ立下がっている。この時刻t8の時点でローカルI/
O線対LIOとSRAMビット線対SBLとは非接続状
態となり、DRAMアレイとSRAMアレイとは電気的
に切離される。この時刻t8以後、DRAM部とSRA
M部とは独立した動作が可能となる。したがって、図2
5に示すように、時刻t8′でデータ転送指示信号φT
DSを不活性状態とした場合、このときまだDRAMア
レイにおいてはワード線駆動信号DWLは活性状態の
“H”を維持している。このとき、DRAMへは外部か
ら新たにアクセスすることはできないが、SRAMアレ
イ部へは外部からアクセスすることができる。
As shown in FIG. 24, when drive signal DWL of the DRAM word line falls to an inactive state substantially at time t8, data transfer instruction signal φTDS is accordingly set to "L".
Is falling. At the time t8, the local I / O
The O line pair LIO and the SRAM bit line pair SBL are disconnected, and the DRAM array and the SRAM array are electrically disconnected. After this time t8, the DRAM unit and the SRA
Operation independent of the M section is enabled. Therefore, FIG.
As shown in FIG. 5, at time t8 ', data transfer instructing signal φT
When DS is made inactive, the word line drive signal DWL still maintains the active state "H" in the DRAM array at this time. At this time, the DRAM cannot be newly accessed from outside, but the SRAM array unit can be accessed from outside.

【0102】すなわち、図25に示すように、時刻t
8′でデータ転送指示信号φTDSを“L”に立下げた
とき、たとえDRAMアレイが活性状態にあったとして
も、SRAMアレイは時刻ts2でスタンバイ状態に移
行した後所定時間を経て新たにアクセスすることが可能
となる。したがって、この時刻t8′以降においては、
SRAM部へはDRAMの状態にかかわらずアクセスす
ることが可能となる。たとえば、時刻t8′において、
キャッシュミス時のデータをSRAMアレイから読出す
こともできる。またDRAMのスタンバイ状態復帰前に
新たに外部アドレスを設定してSRAMへアクセスする
こともできる。これは、SRAMはDRAMのようなR
ASプリチャージ動作を何ら必要とせず、スタンバイ状
態復帰後高速でアクセスすることができるからである。
That is, as shown in FIG.
When the data transfer instruction signal .phi.TDS falls to "L" at 8 ', even if the DRAM array is in an active state, the SRAM array newly accesses after a transition to the standby state at time ts2 after a predetermined time. It becomes possible. Therefore, after this time t8 ',
The SRAM can be accessed regardless of the state of the DRAM. For example, at time t8 ',
Data at the time of a cache miss can also be read from the SRAM array. Further, before returning to the standby state of the DRAM, a new external address can be set to access the SRAM. This is because SRAM is R like DRAM.
This is because access can be performed at high speed after returning from the standby state without any AS precharge operation.

【0103】図25においては、時刻t9′においてD
RAMワード線駆動信号DWLが“L”に立下がり、時
刻t10においてイコライズ信号φEQが活性化され、
DRAMビット線対DBLのイコライズおよびプリチャ
ージ動作が始まる。このときまた同様にセンスアンプ駆
動信号線φSANおよび/φSAPのイコライズ動作も
行なわれる。DRAMにおいては、時刻t9′から数1
0n秒経過した後の時刻t11においてその周辺回路を
含めてスタンバイ状態に復帰する。このDRAMアレイ
へは、所定の時間RASプリチャージ時間が経過した後
でなければDRAMへはアクセスすることができない。
しかしながら、SRAMアレイでは、時刻ts2でSR
AMワード線SWL1を非選択状態とした後、数n秒後
の時刻ts3において、外部アドレスに従って別のSR
AMワード線SWL2を選択し、この選択されたSRA
Mワード線SWL2に接続されるメモリセルへのアクセ
ス(データの読出しまたは書込み)を行なうことができ
る。
In FIG. 25, at time t9 ', D
RAM word line drive signal DWL falls to "L", and at time t10, equalize signal φEQ is activated,
The equalizing and precharging operation of the DRAM bit line pair DBL starts. At this time, the equalizing operation of sense amplifier drive signal lines φSAN and / φSAP is similarly performed. In the DRAM, from time t9 ',
At time t11 after the elapse of 0n seconds, the circuit returns to the standby state including the peripheral circuits. The DRAM array can be accessed only after a predetermined time RAS precharge time has elapsed.
However, in the SRAM array, at time ts2, SR
After setting the AM word line SWL1 to the non-selected state, at time ts3 several n seconds later, another SR
The AM word line SWL2 is selected, and the selected SRA
Access (reading or writing of data) to a memory cell connected to M word line SWL2 can be performed.

【0104】SRAMのワード線SWL2の選択期間
は、DRAMにおけるセンスアンプのセンスおよびラッ
チ動作の後に列選択動作を行なう必要がないためごく短
期間で十分であり、時刻ts4においてこのSRAMへ
のアクセスが完了する。この時刻ts3から時刻ts4
の時間は通常のSRAMにおいては、せいぜい10n秒
程度であり、DRAMのスタンバイ時にそのSRAMへ
アクセスが完了する。このようなDRAMアレイのスタ
ンバイ状態復帰前にSRAMへアクセスする構成は、S
RAMとDRAMをそれぞれ別々のアドレスによりアド
レス指定してアクセスすることができるという本発明の
半導体記憶装置によって可能となる。時刻ts1および
時刻t6の後、すなわちDRAMビット線対DBLがグ
ローバルI/O線対GIOへ接続され、かつSRAMビ
ット線対SBLにSRAMセル(SMC)が接続された
後、時刻t7から一定の期間データ転送指示信号φTS
Dが活性化され、“H”に立上がる。これに応答して双
方向転送ゲートBTGが活性化されてSRAMビット線
対SBL上の信号をグローバルI/O線対GIO(GI
Oa,GIOb)、ローカルI/O線対LIO(LIO
a,LIOb)を介してDRAMビット線対DBL上へ
伝達する。これにより、選択されたDRAMビット線対
DBLに接続されるDRAMセルのデータの書換えが行
なわれる。すなわち、SRAMセルのデータがDRAM
セルへ転送される。このSRAMアレイからDRAMア
レイへのデータ転送サイクル中はデータ転送指示信号φ
TDSは非活性状態の“L”に維持される。
The selection period of the word line SWL2 of the SRAM is very short because there is no need to perform the column selection operation after the sensing and latching operation of the sense amplifier in the DRAM, and the access to this SRAM at time ts4 is sufficient. Complete. From this time ts3 to time ts4
Is about 10 ns at most in a normal SRAM, and the access to the SRAM is completed when the DRAM is on standby. Such a configuration for accessing the SRAM before the DRAM array returns from the standby state is as follows.
This is made possible by the semiconductor memory device of the present invention, in which the RAM and the DRAM can be accessed by specifying addresses with different addresses. After the time ts1 and the time t6, that is, after the DRAM bit line pair DBL is connected to the global I / O line pair GIO and the SRAM cell (SMC) is connected to the SRAM bit line pair SBL, a fixed period from time t7 Data transfer instruction signal φTS
D is activated and rises to “H”. In response to this, the bidirectional transfer gate BTG is activated, and the signal on the SRAM bit line pair SBL is transmitted to the global I / O line pair GIO (GI
Oa, GIOb), local I / O line pair LIO (LIO
a, LIOb) to the DRAM bit line pair DBL. Thereby, the data of the DRAM cell connected to the selected DRAM bit line pair DBL is rewritten. That is, the data of the SRAM cell is
Transferred to cell. During the data transfer cycle from the SRAM array to the DRAM array, data transfer instruction signal φ
TDS is maintained at "L" in an inactive state.

【0105】図24ないし図26に示すデータ転送動作
は、SRAMアレイをキャッシュとして用いた場合にキ
ャッシュミスが発生された場合に行なわれる。すなわ
ち、外部の演算処理装置であるCPUがアクセス要求し
たデータがSRAMアレイに記憶されていない場合、必
要なデータがDRAMアレイからSRAMアレイへ転送
される。このキャッシュミス時においては、SRAMア
レイからDRAMへのデータ転送を行なうコピーバック
動作と、DRAMアレイから所望のデータをSRAMア
レイへ転送するブロック転送とが行なわれる。このコピ
ーバック動作およびブロック転送動作について以下に説
明する。図27(A)において、CPUがアクセス要求
したデータD2がSRAMの対応の位置には格納されて
いない場合を考える。SRAMすなわちキャッシュの対
応の位置にはデータD1′が格納されている。このSR
AMへのキャッシュミスが発生したとき、まだDRAM
においてはプリチャージ状態である。
The data transfer operation shown in FIGS. 24 to 26 is performed when a cache miss occurs when the SRAM array is used as a cache. That is, when the data requested by the CPU as an external processing unit is not stored in the SRAM array, necessary data is transferred from the DRAM array to the SRAM array. At the time of this cache miss, a copy-back operation for transferring data from the SRAM array to the DRAM and a block transfer for transferring desired data from the DRAM array to the SRAM array are performed. The copy back operation and the block transfer operation will be described below. In FIG. 27A, a case is considered where data D2 requested by the CPU for access is not stored in the corresponding position in the SRAM. Data D1 'is stored in the corresponding position of the SRAM, that is, the cache. This SR
When cache miss to AM occurs, DRAM still
Is in a precharged state.

【0106】図27(B)において、キャッシュミス指
示信号に応答して、DRAMにおいて、データD1′が
格納されるべき領域を含むワード線(図においてハッチ
ングで示す)が選択される。この状態はアレイアクティ
ブ状態である。SRAMではデータD1′の領域が選択
されている。図28(A)において、転送指示信号φT
SDが発生され、SRAMのデータD1′がDRAMの
選択されたワード線のうちの対応の領域へ伝達される。
これによりDRAMのデータ領域D1にデータD1′が
格納される。図28(B)において、このDRAMのデ
ータ領域D1へのデータD′の転送完了後DRAMアレ
イはプリチャージ状態に復帰する。図29(A)におい
て、続いてCPUがアクセス要求するデータD2を含む
ワード線(図においてハッチングで示す)がDRAMに
おいて選択される。
In FIG. 27B, in response to the cache miss instruction signal, a word line (indicated by hatching in the figure) including an area where data D1 'is to be stored is selected in the DRAM. This state is an array active state. In the SRAM, the area of the data D1 'is selected. In FIG. 28A, transfer instruction signal φT
SD is generated, and SRAM data D1 'is transmitted to a corresponding region of a selected word line of the DRAM.
As a result, the data D1 'is stored in the data area D1 of the DRAM. In FIG. 28B, after the transfer of data D 'to data area D1 of the DRAM is completed, the DRAM array returns to the precharge state. In FIG. 29A, a word line (indicated by hatching in the figure) including data D2 requested by the CPU to access is selected in the DRAM.

【0107】図29(B)において、この選択されたワ
ード線に含まれるデータD2がデータ転送指示信号φT
DSに応答してSRAMアレイの対応の領域へ伝達され
る。これによりSRAMアレイのデータD1はデータD
2で書換えられることになる。この図27(A)から図
28(B)がコピーバックであり、また図28(B)か
ら図29(B)がブロック転送モードとなる。ここで図
28(B)のステップを両者のサイクルに含めているの
は、両者が続いて行なわれる場合、このDRAMのプリ
チャージ期間は両者に含まれると考えられるからであ
る。このデータ転送方法の場合、DRAMアレイのプリ
チャージ期間が間に挟まれることになりまたデータ転送
も常に一方方向である。このため、高速でSRAMアレ
イとDRAMアレイとの間でデータ転送を行なうことが
できない。DRAMアレイとSRAMアレイとの間のデ
ータ転送をオーバーラップして行なうことによりこのデ
ータ転送をさらに高速で行なうデータ転送動作について
以下に説明する。
Referring to FIG. 29B, data D2 included in the selected word line is supplied with data transfer instructing signal φT.
The signal is transmitted to the corresponding area of the SRAM array in response to DS. As a result, the data D1 of the SRAM array becomes the data D
2 will be rewritten. FIGS. 27 (A) to 28 (B) show the copy back, and FIGS. 28 (B) to 29 (B) show the block transfer mode. Here, the reason why the step of FIG. 28B is included in both cycles is that if both are performed subsequently, the DRAM precharge period is considered to be included in both. In the case of this data transfer method, the precharge period of the DRAM array is interposed therebetween, and the data transfer is always in one direction. Therefore, data cannot be transferred between the SRAM array and the DRAM array at high speed. A data transfer operation in which the data transfer between the DRAM array and the SRAM array is performed at a higher speed by overlapping the data transfer will be described below.

【0108】図30はこの発明の他の実施例であるデー
タ転送装置の構成を概略的に示すブロック図である。図
30に示すデータ転送装置では、SRAMアレイとDR
AMアレイとの間の1ビットのデータ転送を行なう回路
部分が示される。したがってデータ転送装置はこの図3
0に示す双方向転送ゲート回路を16×4個含む。以
下、この図30に示すデータ転送装置を、1ビットのデ
ータ転送を行なうため双方向転送ゲート回路と称す。図
30を参照して、双方向転送ゲート回路は、転送制御信
号φTSLに応答してSRAMビット線対SBL,*S
BLをラッチ回路1811へ接続するゲート回路181
0と、転送制御信号φTLDに応答してラッチ回路18
11のラッチデータをグローバルI/O線GIO,*G
IOへ伝達するゲート回路1812と、DRAMライト
イネーブル信号AWDEおよびSRAMコラムデコーダ
出力SAYに応答して書込データバス線DBW,*DB
W上のデータをグローバルI/O線GIO,*GIOへ
転送するゲート回路1813を含む。SRAMコラムデ
コーダの出力SAYは、DRAMアレイブロックにおい
て同時に選択された16ビットのうちの1ビットを選択
する。したがって、この場合DRAMアレイの列アドレ
ス信号の下位4ビットはSRAMコラムデコーダへ与え
られる場合の構成が一例として示される。
FIG. 30 is a block diagram schematically showing a configuration of a data transfer device according to another embodiment of the present invention. In the data transfer device shown in FIG.
A circuit portion for performing 1-bit data transfer with the AM array is shown. Therefore, the data transfer device shown in FIG.
0 × 16 bidirectional transfer gate circuits are included. Hereinafter, the data transfer device shown in FIG. 30 is referred to as a bidirectional transfer gate circuit for performing 1-bit data transfer. Referring to FIG. 30, the bidirectional transfer gate circuit responds to transfer control signal φTSL to generate an SRAM bit line pair SBL, * S
Gate circuit 181 connecting BL to latch circuit 1811
0 and the latch circuit 18 in response to the transfer control signal φTLD.
11 latch data to the global I / O line GIO, * G
IO circuit and write data bus lines DBW and * DB in response to DRAM write enable signal AWDE and SRAM column decoder output SAY.
It includes a gate circuit 1813 for transferring data on W to global I / O lines GIO, * GIO. The output SAY of the SRAM column decoder selects one of 16 bits selected simultaneously in the DRAM array block. Therefore, in this case, a configuration in which the lower 4 bits of the column address signal of the DRAM array are applied to the SRAM column decoder is shown as an example.

【0109】ゲート回路1810およびラッチ回路18
11が第1の転送手段を構成し、ゲート回路1815お
よびアンプ回路1814が第2の転送手段を構成し、ゲ
ート回路1812およびゲート回路1813が第3の転
送手段を構成する。DRAMライトイネーブル信号AW
DEは、アレイアクセスサイクルおよびCPUがデータ
書込を要求したときにキャッシュミスが生じた場合に発
生される。すなわち、クロック信号Kの立上がりエッジ
で、チップセレクト信号E#が“L”となり、かつキャ
ッシュヒット信号CH#が“H”でかつライトイネーブ
ル信号W#が“L”のときに後に示す転送ゲート制御回
路262から発生される。ゲート回路1813によりD
RAMアレイへデータを書き込む場合、SRAMビット
線対SBL,*SBLを介することなく直接グローバル
I/O線GIO,*GIOへ書込データを伝達すること
ができる。これにより高速でデータを書込むことができ
る。ゲート回路1812は、転送制御信号φTLDに応
答してSRAMアレイからのデータをDRAMアレイへ
64ビット(4MCDRMの場合)一括してデータ転送
を行なう際のタイミング調整のために用いられる。同
様、ゲート回路1815は、DRAMアレイからSRA
Mアレイへ64ビット一括してデータ転送を行なう際の
タイミング調整のために用いられる。符号SBL,GI
Oは1本の信号線を示す。
Gate circuit 1810 and latch circuit 18
11 configures a first transfer unit, the gate circuit 1815 and the amplifier circuit 1814 configure a second transfer unit, and the gate circuit 1812 and the gate circuit 1813 configure a third transfer unit. DRAM write enable signal AW
DE is generated when a cache miss occurs when an array access cycle and a CPU request data writing. That is, at the rising edge of the clock signal K, when the chip select signal E # becomes "L", the cache hit signal CH # is "H", and the write enable signal W # is "L", the transfer gate control shown later is performed. Generated from circuit 262. By the gate circuit 1813, D
When writing data to the RAM array, the write data can be directly transmitted to the global I / O lines GIO, * GIO without going through the SRAM bit line pair SBL, * SBL. Thus, data can be written at a high speed. Gate circuit 1812 is used for adjusting the timing when data is transferred from the SRAM array to the DRAM array in 64 bits (in the case of 4MCDRM) collectively in response to the transfer control signal φTLD. Similarly, the gate circuit 1815 outputs the SRA from the DRAM array.
It is used for timing adjustment when performing 64-bit batch data transfer to the M array. Symbol SBL, GI
O indicates one signal line.

【0110】図31は、図30に示す双方向転送ゲート
回路の具体的構成の一例を示す図である。ゲート回路1
810は、SRAMビット線対SBL,*SBL上の信
号電位を増幅するNチャネルMOSトランジスタT10
2,T103と、転送制御信号φTSLに応答して導通
状態となり、トランジスタT102,T103で増幅さ
れたデータをラッチ回路1811へ伝達するNチャネル
MOSトランジスタT100,T101を含む。トラン
ジスタT102はそのゲートがSRAMビット線SBL
に接続され、その一方導通端子が接地電位Vssに接続
され、その他方導通端子がトランジスタT100の一方
導通端子に接続される。トランジスタT103はそのゲ
ートがSRAMビット線*SBLに接続され、その一方
導通端子が接地電位Vssに接続され、その他方導通端
子がトランジスタT101の一方導通端子に接続され
る。
FIG. 31 shows an example of a specific configuration of the bidirectional transfer gate circuit shown in FIG. Gate circuit 1
810 is an N-channel MOS transistor T10 for amplifying the signal potential on the SRAM bit line pair SBL, * SBL.
2 and T103, and N-channel MOS transistors T100 and T101 which become conductive in response to the transfer control signal φTSL and transmit the data amplified by the transistors T102 and T103 to the latch circuit 1811. The gate of the transistor T102 is the SRAM bit line SBL.
, One of the conduction terminals is connected to the ground potential Vss, and the other conduction terminal is connected to the one conduction terminal of the transistor T100. Transistor T103 has a gate connected to SRAM bit line * SBL, one conductive terminal connected to ground potential Vss, and the other conductive terminal connected to one conductive terminal of transistor T101.

【0111】ラッチ回路1811はそれぞれの入力が他
方の出力に接続されたインバータ回路HA10,HA1
1を含む。このインバータ回路HA10およびHA11
はインバータラッチを構成する。ラッチ回路1811は
さらに、インバータラッチ(インバータ回路HA10お
よびHA11)のラッチデータを反転するインバータ回
路HA12およびHA13を含む。ゲート回路1812
は、グローバルI/O線GIOへデータを伝達するため
のゲート回路1812bと、グローバルI/O線*GI
Oへデータを伝達するためのゲート回路1812aを含
む。ゲート回路1812aはnチャネルMOSトランジ
スタT105から構成され、ゲート回路1812bはn
チャネルMOSトランジスタT106から構成される。
トランジスタT105およびT106のゲートへは転送
制御信号φTLDが与えられる。
The latch circuits 1811 have inverter circuits HA10 and HA1 each having an input connected to the other output.
Including 1. The inverter circuits HA10 and HA11
Constitutes an inverter latch. Latch circuit 1811 further includes inverter circuits HA12 and HA13 for inverting latch data of inverter latches (inverter circuits HA10 and HA11). Gate circuit 1812
Is a gate circuit 1812b for transmitting data to the global I / O line GIO, and a global I / O line * GI
O includes a gate circuit 1812a for transmitting data to O. Gate circuit 1812a includes an n-channel MOS transistor T105, and gate circuit 1812b includes n-channel MOS transistor T105.
It comprises a channel MOS transistor T106.
Transfer control signal φTLD is applied to the gates of transistors T105 and T106.

【0112】アンプ回路1814は、グローバルI/O
線*GIO上の電位を増幅するためのnチャネルMOS
トランジスタT113と、転送制御信号φTDSに応答
してオン状態となり、トランジスタT113で増幅され
たデータをノードN100へ伝達するnチャネルMOS
トランジスタT112と、転送制御信号φTDSに応答
して、ノードN110を電源電位Vccにプリチャージ
するpチャネルMOSトランジスタT111と、電源V
ccとノードN100との間にトランジスタT111と
並列に接続されるpチャネルMOSトランジスタT11
0を含む。アンプ回路1814は、また、グローバルI
/O線GIO上の信号電位を増幅するためのnチャネル
MOSトランジスタT117と、転送制御信号φTDS
に応答してオン状態となり、トランジスタT117で増
幅されたグローバルI/O線GIO上の信号電位をノー
ドN110へ伝達するnチャネルMOSトランジスタT
116と、転送制御信号φTDSに応答してノードN1
10を電源電位VccにプリチャージするpチャネルM
OSトランジスタT114と、電源VccとノードN1
10との間にトランジスタT114と並列に接続される
pチャネルMOSトランジスタT115を含む。
The amplifier circuit 1814 has a global I / O
N channel MOS for amplifying the potential on line * GIO
Transistor T113 and an n-channel MOS transistor which is turned on in response to transfer control signal φTDS and transmits data amplified by transistor T113 to node N100.
A transistor T112; a p-channel MOS transistor T111 for precharging node N110 to power supply potential Vcc in response to transfer control signal φTDS;
p-channel MOS transistor T11 connected in parallel with transistor T111 between cc and node N100
Contains 0. The amplifier circuit 1814 also has a global I
N-channel MOS transistor T117 for amplifying the signal potential on / O line GIO, and transfer control signal φTDS
, In response to the n-channel MOS transistor T transmitting the signal potential on global I / O line GIO amplified by transistor T117 to node N110.
116 and the node N1 in response to the transfer control signal φTDS.
P channel M for precharging 10 to power supply potential Vcc
OS transistor T114, power supply Vcc and node N1
10 includes a p-channel MOS transistor T115 connected in parallel with the transistor T114.

【0113】トランジスタT110はそのゲートがノー
ドN110に接続され、トランジスタT115はそのゲ
ートがノードN100に接続される。トランジスタT1
10とトランジスタT115は差動増幅回路を構成す
る。ゲート回路1815は、SRAMビット線SBLへ
データを転送するためのゲート回路1815aと、SR
AMビット線*SBLへデータを転送するためのゲート
回路1815bを含む。ゲート回路1815aは転送制
御信号φTDSに応答してオン状態となり、ノードN1
00上の信号電位をSRAMビット線SBLへ伝達する
nチャネルMOSトランジスタT120を含む。ゲート
回路1815bは、転送制御信号φTDSに応答してオ
ン状態となり、ノードN110上の信号電位をSRAM
ビット線*SBLへ伝達するnチャネルMOSトランジ
スタT121含む。
Transistor T110 has its gate connected to node N110, and transistor T115 has its gate connected to node N100. Transistor T1
10 and the transistor T115 form a differential amplifier circuit. Gate circuit 1815 includes a gate circuit 1815a for transferring data to SRAM bit line SBL,
Includes gate circuit 1815b for transferring data to AM bit line * SBL. Gate circuit 1815a is turned on in response to transfer control signal φTDS, and is applied to node N1
00 includes an n-channel MOS transistor T120 for transmitting the signal potential on S00 to SRAM bit line SBL. Gate circuit 1815b is turned on in response to transfer control signal φTDS, and sets the signal potential on node N110 to SRAM.
Includes n-channel MOS transistor T121 transmitting to bit line * SBL.

【0114】ゲート回路1813は、内部データバス線
*DBW上の信号電位をグローバルI/O線*GIO上
へ伝達するためのゲート回路1813aと、内部データ
バス線DBW上の信号電位をグローバルI/O線GIO
上へ伝達するためのゲート回路1813bを含む。ゲー
ト回路1813aは、SRAMコラムデコーダの出力S
AYに応答してオン状態なるnチャネルMOSトランジ
スタT130と、DRAMライトイネーブル信号AWD
Eに応答してオン状態となるnチャネルMOSトランジ
スタT131を含む。トランジスタT131とトランジ
スタT130は内部書込みデータバス線*DBWとグロ
ーバルI/O線*GIOとの間に直列に接続される。ゲ
ート回路1813bは、SRAMコラムデコーダの出力
SAYに応答してオン状態となるnチャネルMOSトラ
ンジスタT132と、SRAMライトイネーブル信号A
WDEに応答してオン状態となるnチャネルMOSトラ
ンジスタT133とを含む。トランジスタT132とト
ランジスタT133は内部データバス線DBWとグロー
バルI/O線GIOとの間に直列に接続される。次にこ
の双方向転送ゲート回路の動作について説明する。
Gate circuit 1813 includes a gate circuit 1813a for transmitting the signal potential on internal data bus line * DBW to global I / O line * GIO, and a gate circuit 1813 for transmitting the signal potential on internal data bus line DBW to global I / O line * GIO. O line GIO
Includes a gate circuit 1813b for transmitting up. Gate circuit 1813a is connected to output S of the SRAM column decoder.
N-channel MOS transistor T130 which is turned on in response to AY, and DRAM write enable signal AWD
An n-channel MOS transistor T131 which is turned on in response to E is included. Transistors T131 and T130 are connected in series between internal write data bus line * DBW and global I / O line * GIO. Gate circuit 1813b includes an n-channel MOS transistor T132 which is turned on in response to the output SAY of the SRAM column decoder, and an SRAM write enable signal A
N-channel MOS transistor T133 which is turned on in response to WDE. Transistor T132 and transistor T133 are connected in series between internal data bus line DBW and global I / O line GIO. Next, the operation of the bidirectional transfer gate circuit will be described.

【0115】まず、図32を参照して、キャッシュミス
ライト動作時のデータ転送動作について説明する。キャ
ッシュミスライトでは、クロック信号Kの立上がりエッ
ジで、チップセレクト信号E#、およびライトイネーブ
ルW#がともに“L”となり、キャッシュヒット信号C
H#が“H”(後に説明する)になる。これに応答し
て、DRAMおよびSRAMがともに活性化される。こ
のときSRAMおよびDRAMに与えられるアドレスは
CPUから与えられるアドレスである。時刻t1におい
て、DRAMはプリチャージサイクルを完了し、メモリ
サイクルに入る。これに応答して、イコライズ信号φE
Qが不活性状態の“L”に立上がる。DRAMにおいて
DRAMワード線DWLが選択状態となるまでに、内部
データバス線DBW上の信号電位が書込データに対応し
た値に確定する。
First, a data transfer operation at the time of a cache miss write operation will be described with reference to FIG. In the cache miss write, at the rising edge of the clock signal K, the chip select signal E # and the write enable W # both become "L", and the cache hit signal C
H # becomes "H" (described later). In response, both the DRAM and the SRAM are activated. At this time, the address given to the SRAM and the DRAM is the address given from the CPU. At time t1, the DRAM completes the precharge cycle and enters the memory cycle. In response, equalizing signal φE
Q rises to "L" in an inactive state. By the time the DRAM word line DWL is selected in the DRAM, the signal potential on the internal data bus line DBW is determined to a value corresponding to the write data.

【0116】時刻t2でDRAMワード線DWLが選択
状態とされ、DRAMビット線対DBL上の信号電位が
変化すると、時刻t3および時刻t4においてセンスア
ンプ活性化信号φSANおよび/φSAPが活性化さ
れ、各DRAMビット線対上の信号電位が読出されたメ
モリセルデータに対応した値となる。SRAMにおいて
は、時刻ts1においてSRAMワード線SWLが選択
され、この選択ワード線SWLで接続されるメモリセル
のデータが対応のSRAMビット線SBL(*SBL)
へ伝達される。SRAMビット線SBL(*SBL)上
の信号電位が確定すると、転送制御信号φTSLが
“H”に立上がり、ゲート回路1810が開き、SRA
Mビット線SBL,*SBL上の信号電位をラッチ回路
1811へ伝達する。すなわち、図31に示す回路構成
において、トランジスタT100およびT101がオン
状態となり、トランジスタT102およびT103の一
方がオン状態となりかつ他方がオフ状態となり、このオ
ン状態のトランジスタ(T102またはT103)を介
して“L”の電位がラッチ回路1811へ伝達される。
ラッチ回路1811は、この与えられた“L”の信号電
位を対応のノードにラッチする。
At time t2, when DRAM word line DWL is selected and the signal potential on DRAM bit line pair DBL changes, sense amplifier activating signals φSAN and / φSAP are activated at time t3 and time t4, respectively. The signal potential on the DRAM bit line pair has a value corresponding to the read memory cell data. In the SRAM, at time ts1, an SRAM word line SWL is selected, and data of a memory cell connected by the selected word line SWL is stored in a corresponding SRAM bit line SBL (* SBL).
Is transmitted to When the signal potential on SRAM bit line SBL (* SBL) is determined, transfer control signal φTSL rises to “H”, gate circuit 1810 opens, and SRA
The signal potential on M bit lines SBL and * SBL is transmitted to latch circuit 1811. That is, in the circuit configuration shown in FIG. 31, the transistors T100 and T101 are turned on, one of the transistors T102 and T103 is turned on, and the other is turned off. The potential of L ″ is transmitted to latch circuit 1811.
Latch circuit 1811 latches the applied "L" signal potential at a corresponding node.

【0117】DRAMにおいては、このラッチ回路18
11によるデータラッチ動作と並行して、列選択線CS
Lの選択が行なわれ(時刻t5)、これによりローカル
I/O線LIO上の電位が確定する。次いでブロック選
択信号φBAにより、このローカルI/O線LIO上の
電位がグローバルI/O線GIO(*GIO)上へ伝達
される(時刻t6)。グローバルI/O線GIO(*G
IO)上の信号電位が確定すると、DRAMライトイネ
ーブル信号AWDEが“H”に立上がる。このとき、S
RAMコラムデコーダからの出力信号SAYが活性状態
となり、16ビットのうちの1つのグローバルI/O線
に対して設けられたゲート回路1813が開く。これに
より、データバス線DBW,*DBW上に現われていた
書込データがゲート回路1813bおよび1813aを
介してグローバルI/O線GIOおよび*GIO上へ伝
達される。
In the DRAM, the latch circuit 18
11 in parallel with the data latch operation by the column selection line CS.
L is selected (time t5), whereby the potential on local I / O line LIO is determined. Then, the potential on local I / O line LIO is transmitted to global I / O line GIO (* GIO) by block select signal φBA (time t6). Global I / O line GIO (* G
When the signal potential on IO) is determined, the DRAM write enable signal AWDE rises to "H". At this time, S
The output signal SAY from the RAM column decoder is activated, and the gate circuit 1813 provided for one global I / O line out of 16 bits is opened. Thereby, the write data appearing on data bus lines DBW and * DBW is transmitted onto global I / O lines GIO and * GIO via gate circuits 1813b and 1813a.

【0118】時刻t7において、グローバルI/O線G
IO(*GIO)上の信号電位が書込データに対応した
値となると、時刻t7′において転送制御信号φTDS
が“H”に立上がる。これに応答して、トランジスタT
111およびT114がオフ状態となり、ノードN10
0およびN110のプリチャージを停止し、トランジス
タT110およびT115が、トランジスタT112お
よびT116を介して伝達されたグローバルI/O線G
IOおよび*GIO上の信号電位を差動的に増幅する。
これによりノードN100およびN110の信号電位
は、グローバルI/O線*GIOおよびGIO上の信号
電位を反転した電位となる。たとえば、今、グローバル
I/O線GIO上の信号電位が“H”、グローバルI/
O線*GIO上の信号電位が“L”の場合を考える。こ
のとき、トランジスタT117がオン状態、トランジス
タT113がオフ状態となり、ノードN110の電位が
“L”となり、ノードN100の電位は“H”となる。
このノードN110の“L”の電位はトランジスタT1
10をオン状態とし、ノードN100の“H”の電位は
トランジスタT115をオフ状態とする。このトランジ
スタT110およびT115により、ノードN100お
よびN110の信号電位が差動的に増幅されかつラッチ
される。
At time t7, global I / O line G
When the signal potential on IO (* GIO) reaches a value corresponding to the write data, transfer control signal φTDS at time t7 '
Rises to “H”. In response, the transistor T
111 and T114 are turned off, and the node N10
0 and N110 are stopped, and transistors T110 and T115 are connected to global I / O line G transmitted through transistors T112 and T116.
The signal potentials on IO and * GIO are differentially amplified.
Thus, the signal potentials of nodes N100 and N110 become potentials obtained by inverting the signal potentials on global I / O lines * GIO and GIO. For example, now, the signal potential on the global I / O line GIO is "H",
Consider a case where the signal potential on the O line * GIO is "L". At this time, the transistor T117 is turned on, the transistor T113 is turned off, the potential of the node N110 becomes "L", and the potential of the node N100 becomes "H".
The “L” potential of the node N110 is applied to the transistor T1
10 is turned on, and the “H” potential of the node N100 turns off the transistor T115. Signal potentials at nodes N100 and N110 are differentially amplified and latched by transistors T110 and T115.

【0119】このアンプ回路1814における増幅動作
と並行して、転送制御信号φTDSの“H”の立上がり
に応答してゲート回路1815aおよび1815bが導
通状態となり、ノードN100上の信号電位はSRAM
ビット線SBLへ、ノードN110上の信号電位はSR
AMビット線*SBL上へ伝達される。このとき、転送
制御信号φTLDは“L”に固定されているため、ゲー
ト回路1812aおよび1812bは閉状態であり、ラ
ッチ回路1811でラッチされたデータはグローバルI
/O線GIO,*GIOへは伝達されない。一方、DR
AMアレイにおいては、グローバルI/O線GIO上に
伝達された書込データはローカルI/O線LIO(*L
IO)を介してDRAMビット線DBL(*DBL)へ
伝達される。
In parallel with the amplifying operation of amplifier circuit 1814, gate circuits 1815a and 1815b are turned on in response to the rise of transfer control signal φTDS to “H”, and the signal potential on node N100 is set to SRAM.
The signal potential on the node N110 to the bit line SBL is SR
Transmitted onto AM bit line * SBL. At this time, since transfer control signal φTLD is fixed at “L”, gate circuits 1812 a and 1812 b are closed, and the data latched by latch circuit 1811 is
Not transmitted to / O lines GIO, * GIO. On the other hand, DR
In the AM array, write data transmitted on global I / O line GIO is transferred to local I / O line LIO (* L
IO) to the DRAM bit line DBL (* DBL).

【0120】時刻t8においてDRAMのメモリサイク
ルが完了し、プリチャージ期間へ入り、時刻t9におい
て次のサイクルを待つスタンバイ状態となる。SRAM
においては、時刻ts2においてSRAMワード線SW
Lの電位が“L”に立下がり、1つのサイクルが完了す
る。上述のように、キャッシュミスライト動作時におい
て、書込データをDRAMアレイの対応のメモリセルへ
書込み、この外部書込データにより変更されたデータを
SRAMアレイへ伝達することにより、1つのデータ転
送サイクル完了後においてはSRAMのメモリセルへの
データの書込は完了しており、キャッシュミス時におい
ても高速でデータの書込を行なうことができる。上述の
データ転送動作(以下、高速コピーバックモードと称
す)の動作を模式的に図33および図34に示す。以
下、図33および図34を参照してこのキャッシュミス
ライト時の高速コピーバックモードによるデータ転送動
作について説明する。
At time t8, the memory cycle of the DRAM is completed, a precharge period is started, and at time t9, the DRAM enters a standby state waiting for the next cycle. SRAM
At time ts2, the SRAM word line SW
The potential of L falls to "L", and one cycle is completed. As described above, in a cache miss write operation, write data is written to a corresponding memory cell of the DRAM array, and data changed by the external write data is transmitted to the SRAM array, thereby providing one data transfer cycle. After the completion, writing of data to the memory cells of the SRAM is completed, and data can be written at a high speed even in the case of a cache miss. The operation of the above-described data transfer operation (hereinafter, referred to as a high-speed copy back mode) is schematically shown in FIGS. Hereinafter, the data transfer operation in the high-speed copy back mode at the time of the cache miss write will be described with reference to FIGS. 33 and 34.

【0121】CPUがデータD2をデータDへ書換る要
求を発生した場合を考える。そのとき、SRAMのCP
Uがアクセス要求した領域にはデータD1′が格納され
ており、データD2はDRAMアレイに格納されている
場合を考える(図33(A))。このようなキャッシュ
ミスライトが発生した場合、まずSRAMにおいてはデ
ータD1′がラッチ(ラッチ回路1811)へ転送され
る。この転送動作と並行して、DRAMにおいては、C
PUからのアクセスに従ってデータD2を含むワード線
(ハッチング部分)の選択が行なわれ、この選択ワード
線に接続されるデータD2格納領域へ書込データDが伝
達される(図33(B))。これによりDRAMのデー
タD2はD2′に書換えられる。
Consider a case in which the CPU issues a request to rewrite data D2 to data D. At that time, the CP of the SRAM
It is assumed that data D1 'is stored in the area requested by U and data D2 is stored in the DRAM array (FIG. 33A). When such a cache miss write occurs, first, in the SRAM, data D1 'is transferred to the latch (latch circuit 1811). In parallel with this transfer operation, in the DRAM, C
A word line (hatched portion) including data D2 is selected according to the access from PU, and write data D is transmitted to a data D2 storage area connected to the selected word line (FIG. 33B). As a result, the data D2 of the DRAM is rewritten to D2 '.

【0122】次いで、このDRAMにおいて外部からの
書込データDで書換えられたデータD2′がSRAMの
CPUがアクセス要求した領域へ転送される。これによ
り先にデータD1′を格納していたSRAMの領域はデ
ータD2′で書換えられる(図34(A))。これによ
りSRAMの、CPUがアクセス要求した領域にはデー
タD2で書換えられたデータが格納される。この転送完
了後、DRAMはプリチャージ状態となる。SRAMは
この状態においてアクセス可能である(図34
(B))。次いで、このラッチに格納されたデータD
1′のDRAMの領域D1への転送が行なわれる。次に
このラッチにラッチされたデータD1′のDRAMアレ
イへの転送動作について説明する。
Next, data D2 'rewritten by external write data D in this DRAM is transferred to an area of the SRAM requested by the CPU for access. As a result, the area of the SRAM previously storing the data D1 'is rewritten with the data D2' (FIG. 34A). As a result, the data rewritten by the data D2 is stored in the area of the SRAM requested by the CPU for access. After this transfer is completed, the DRAM enters a precharge state. The SRAM can be accessed in this state (FIG. 34)
(B)). Next, the data D stored in this latch
1 'is transferred to the area D1 of the DRAM. Next, the operation of transferring data D1 'latched by the latch to the DRAM array will be described.

【0123】図35はSRAMからDRAMのデータ転
送動作を示す信号波形図である。図35において、まず
時刻t1において、アレイアクセス要求がなされ、デー
タD1′を格納すべき領域を指定するアドレス(たとえ
ばタグメモリから出力される)が与えられる。次いで時
刻t1から時刻t6までは図32で示す場合と同様にし
て、DRAMワード線DWLの選択、選択ワード線に接
続されるメモリセルデータの検知増幅が行なわれ、ロー
カルI/O線およびグローバルI/O線GIO(*GI
O)上のデータが確定する。時刻t7において転送制御
信号φTLDが発生され、図30に示すゲート回路18
12が開状態となる。すなわち、図31において、トラ
ンジスタT105およびT106がオン状態となり、ラ
ッチ回路1811でラッチされていたデータがグローバ
ルI/O線GIOおよび*GIO上へ伝達される。この
グローバルI/O線GIO(*GIO)上へ伝達された
データはローカルI/O線LIO(*LIO)を介して
列選択線CSLで選択されたDRAMビット線DBL
(*DBL)上へ伝達される。これにより、SRAMに
おけるデータD1のDRAMへの転送動作が完了する。
FIG. 35 is a signal waveform diagram representing a data transfer operation from the SRAM to the DRAM. In FIG. 35, at time t1, an array access request is made, and an address (for example, output from a tag memory) designating an area in which data D1 'is to be stored is provided. Then, from time t1 to time t6, selection of DRAM word line DWL, detection and amplification of memory cell data connected to the selected word line, and local I / O line and global I / O are performed in the same manner as shown in FIG. / O line GIO (* GI
O) The above data is determined. At time t7, transfer control signal φTLD is generated, and gate circuit 18 shown in FIG.
12 is opened. That is, in FIG. 31, transistors T105 and T106 are turned on, and data latched by latch circuit 1811 is transmitted onto global I / O lines GIO and * GIO. The data transmitted onto global I / O line GIO (* GIO) is applied to DRAM bit line DBL selected by column select line CSL via local I / O line LIO (* LIO).
(* DBL). Thereby, the operation of transferring the data D1 to the DRAM in the SRAM is completed.

【0124】ラッチ回路1811でラッチされていたデ
ータのDRAMへの転送動作(コピーバック動作)中
は、SRAMへは任意にアクセスすることができる。す
なわち、このとき、DRAMへ与えられるアドレスとS
RAMへ与えられるアドレスとはそれぞれ独立のアドレ
スであり(このコピーバック転送時においてDRAMに
おいては16ビット×4ビットのデータの一括転送が行
なわれている)ため、SRAMコラムデコーダはSRA
Mアドレス信号Acに従って選択動作を行なうことがで
きる。このときゲート回路1815は転送制御信号φT
DSが“L”のため、また、転送制御信号φTSLも
“L”でありゲート回路1810が閉状態のため、DR
AMアレイとSRAMアレイとは切離されており、SR
AMアレイへ、このDRAMアレイへのデータ転送動作
の影響を何ら受けることなく独立にアクセスすることが
できる。
During the operation of transferring the data latched by the latch circuit 1811 to the DRAM (copy back operation), the SRAM can be arbitrarily accessed. That is, at this time, the address given to the DRAM and S
The address given to the RAM is an independent address (at the time of this copy-back transfer, batch transfer of 16-bit × 4-bit data is performed in the DRAM).
The selecting operation can be performed according to the M address signal Ac. At this time, the gate circuit 1815 outputs the transfer control signal φT.
Since DS is “L” and the transfer control signal φTSL is also “L” and the gate circuit 1810 is in a closed state, DR
The AM array and the SRAM array are separated, and SR
The AM array can be accessed independently without being affected by the data transfer operation to the DRAM array.

【0125】図36はこのラッチ回路からDRAMへの
データ転送動作を模式的に示す図である。図36(A)
において、ラッチにはデータD1′が格納されている。
DRAMにおいては、データD1を格納する領域を含む
ワード線(ハッチング領域)が外部アドレス(タグメモ
リ等から与えられる)に従って選択される。次いでこの
ラッチ回路にラッチされたデータD1′が、選択された
ワード線に含まれる領域D1へ転送され、この領域のデ
ータがD1′に変化する。これによりラッチ回路からD
RAMのデータ転送が完了する。次に、キャッシュミス
リード時の動作について説明する。このキャッシュミス
リード時の動作は、DRAMライトイネーブル信号AW
DEが“L”状態にありゲート回路1813が閉状態に
あることを除いて、先に示したキャッシュミスライト時
の動作と同様である。すなわち、この場合、図37の動
作波形図に示すように、まずSRAMアレイおよびDR
AMアレイにおいてワード線SWLおよびDWLの選択
が行なわれ、SRAMアレイのデータをラッチ回路18
11でラッチするとともに、DRAMアレイからのデー
タが時刻t7でSRAMビット線SBL(*SBL)へ
伝達される。この時刻t7におけるSRAMへのデータ
転送後は、SRAMにおいてはプリチャージ動作は必要
とされないため、この転送データをすぐに読出すことが
できる。したがって、キャッシュミス時においてデータ
書込動作およびデータ読出動作を同一のサイクルタイム
で実行することができる。ラッチ回路1811からDR
AMへのデータ転送動作は先に示したキャッシュミスラ
イト時の動作(図35および図36参照)と同様であ
る。
FIG. 36 schematically shows a data transfer operation from the latch circuit to the DRAM. FIG. 36 (A)
, The data D1 'is stored in the latch.
In the DRAM, a word line (hatched area) including an area for storing data D1 is selected according to an external address (given from a tag memory or the like). Next, data D1 'latched by this latch circuit is transferred to region D1 included in the selected word line, and the data in this region changes to D1'. As a result, D
The data transfer to the RAM is completed. Next, an operation at the time of a cache miss read will be described. The operation at the time of the cache miss read is performed by the DRAM write enable signal AW
The operation is the same as that at the time of the cache miss write described above, except that DE is in the “L” state and the gate circuit 1813 is in the closed state. That is, in this case, as shown in the operation waveform diagram of FIG.
Word lines SWL and DWL are selected in the AM array, and data of the SRAM array is latched by latch circuit 18.
While latching at 11, data from the DRAM array is transmitted to the SRAM bit line SBL (* SBL) at time t7. After the data transfer to the SRAM at time t7, no precharge operation is required in the SRAM, so that the transfer data can be read immediately. Therefore, a data write operation and a data read operation can be performed in the same cycle time at the time of a cache miss. DR from latch circuit 1811
The data transfer operation to the AM is the same as the operation at the time of cache miss write described above (see FIGS. 35 and 36).

【0126】今、CPUからのアドレスが指定するSR
AMアレイの領域にはデータD1′が格納されており、
CPUはデータD2を要求している状態を考える。この
とき、DRAMおよびSRAMは今スタンバイ状態にあ
る(図38(A))。このようなキャッシュミスが生じ
た場合、まず、SRAMにおいて、SRAMワード線の
選択が行なわれ、データD1′がラッチ(ラッチ回路1
811)へ転送される。このラッチ動作と並行して、D
RAMにおいては、CPUからのアドレスに従ってデー
タD2を含むワード線(ハッチング部分)の選択が行な
われる(図38(B))。次いで、このDRAMの選択
ワード線に含まれるデータD2が、SRAMへアンプ回
路1814およびゲート回路1815を介して、SRA
Mの先にデータD1′を格納していた領域へ伝達され
る。ラッチ回路1811はこのデータD1′のラッチ状
態にある。SRAMにおいては、DRAMから転送され
たデータD2をすぐに読出すことができる(図39
(A))。
Now, the SR specified by the address from the CPU
Data D1 'is stored in the area of the AM array.
Assume that the CPU is requesting data D2. At this time, the DRAM and the SRAM are now in a standby state (FIG. 38A). When such a cache miss occurs, first, an SRAM word line is selected in the SRAM, and data D1 'is latched (latch circuit 1).
811). In parallel with this latch operation, D
In the RAM, a word line (hatched portion) including data D2 is selected according to an address from the CPU (FIG. 38B). Next, the data D2 included in the selected word line of this DRAM is transferred to the SRAM via the amplifier circuit 1814 and the gate circuit 1815, and the SRA
The data is transmitted to the area where the data D1 'has been stored before M. Latch circuit 1811 is in a latch state of data D1 '. In the SRAM, data D2 transferred from the DRAM can be immediately read (FIG. 39).
(A)).

【0127】DRAMからSRAMへのデータ転送後、
DRAMは、データD1をデータD1′で置換えるため
に、一旦プリチャージ状態へ移行する。データD1を格
納する領域はSRAMに格納されていたデータD1′が
格納されるべき領域である(図39(B))。DRAM
においてプリチャージ完了後、データD1を含むワード
線(ハッチング領域)の選択が行なわれる(図40
(A))。このワード線選択サイクル(アレイアクティ
ブサイクル)中においては、SRAMへは外部からアク
セスすることができる。このDRAMの選択されたワー
ド線に含まれるデータD1を格納する領域に、ラッチ
(ラッチ回路1811)にラッチされていたデータD
1′が転送される。これにより、DRAM内のデータD
1がSRAMに先に格納されていたデータD1′で書換
えられる(図40(B))。
After data transfer from DRAM to SRAM,
The DRAM temporarily shifts to a precharge state in order to replace data D1 with data D1 '. The area for storing the data D1 is the area for storing the data D1 'stored in the SRAM (FIG. 39B). DRAM
After completion of precharging, a word line (hatched area) including data D1 is selected (FIG. 40).
(A)). During this word line selection cycle (array active cycle), the SRAM can be accessed from outside. The data D1 latched by the latch (latch circuit 1811) is stored in the area for storing the data D1 included in the selected word line of the DRAM.
1 'is transferred. Thereby, the data D in the DRAM
1 is rewritten with the data D1 'previously stored in the SRAM (FIG. 40B).

【0128】外部から与えられるアドレスとしては、D
RAMにおいては、SRAMへのデータ転送時における
ワード線の選択時はCPUからのアドレスであり、ラッ
チ回路からのデータを受ける時のワード線選択時には外
部のたとえばタグメモリからのアドレスとなる。図41
は、この発明のさらに他の実施例である双方向データ転
送装置の構成を概略的に示す図である。図41において
は、図30と同様、双方向データ転送装置における1ビ
ットデータの転送に関連する双方向転送ゲート回路が示
される。図41において、図30に示す回路の部分と対
応する部分には同一の参照番号が付される。図41を参
照して、双方向データ転送回路は、図30に示す双方向
データ転送回路の構成に加えて、SRAMビット線対S
BL,*SBLと内部書込データ伝達線DBW,*DB
Wとの間に設けられるゲート回路1817を含む。この
ゲート回路1817は、SRAMコラムデコーダの出力
SAYとSRAMライトイネーブル信号SWDEに応答
して開状態となる。SRAMライトイネーブル信号SW
DEは、SRAMへのデータ書込時に発生される信号で
あり、キャッシュヒット時およびキャッシュミス時いず
れにおいてもライトイネーブル信号W#が“L”のアク
ティブ状態の場合に発生される。
As the address given from the outside, D
In the RAM, when a word line is selected when transferring data to the SRAM, the address is from the CPU, and when the word line is selected when receiving data from the latch circuit, the address is from an external, for example, a tag memory. FIG.
FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of a bidirectional data transfer device according to still another embodiment of the present invention. FIG. 41 shows a bidirectional transfer gate circuit related to the transfer of 1-bit data in the bidirectional data transfer device, as in FIG. 41, portions corresponding to the portions of the circuit shown in FIG. 30 are denoted by the same reference numerals. Referring to FIG. 41, the bidirectional data transfer circuit has an SRAM bit line pair S in addition to the configuration of the bidirectional data transfer circuit shown in FIG.
BL, * SBL and internal write data transmission lines DBW, * DB
W. This gate circuit 1817 is opened in response to the output SAY of the SRAM column decoder and the SRAM write enable signal SWDE. SRAM write enable signal SW
DE is a signal generated when data is written to the SRAM, and is generated when the write enable signal W # is in the active state of "L" in both a cache hit and a cache miss.

【0129】図42は、図41に示す双方向転送ゲート
回路の具体的構成の一例を示す図である。図42におい
て、ゲート回路1817は、内部書込データバス線DB
W上の書込データをSRAMビット線SBLへ伝達する
ためのゲート回路1817aと、書込データバス線*D
BW上の書込データをSRAMビット線*SBLへ伝達
するためのゲート回路1817bを含む。ゲート回路1
817aは、SRAMコラムデコーダの出力SAYに応
答してオン状態となるnチャネルMOSトランジスタT
141と、SRAMライトイネーブル信号SWDEに応
答してオン状態となるnチャネルMOSトランジスタT
140を含む。ゲート回路1817bは、SRAMコラ
ムデコーダの出力SAYに応答してオン状態となるnチ
ャネルMOSトランジスタT143と、SRAMライト
イネーブル信号SWDEに応答してオン状態となるnチ
ャネルMOSトランジスタT142を含む。ゲート回路
1817aおよび1817bはともに、SRAMコラム
デコーダの出力SAYおよびSRAMライトイネーブル
信号SWDEが活性状態の“H”となったときに内部デ
ータバス線DBWおよび*DBW上のデータをSRAM
ビット線SBL,*SBL上へ伝達する。他の回路構成
は図31に示す回路構成と同様である。次に、キャッシ
ュミスライト時におけるDRAMからSRAMへのデー
タ転送動作についてその動作波形図である図43を参照
して説明する。
FIG. 42 shows an example of a specific configuration of the bidirectional transfer gate circuit shown in FIG. In FIG. 42, gate circuit 1817 has an internal write data bus line DB
Gate circuit 1817a for transmitting write data on W to SRAM bit line SBL, and write data bus line * D
Includes gate circuit 1817b for transmitting write data on BW to SRAM bit line * SBL. Gate circuit 1
817a is an n-channel MOS transistor T which is turned on in response to the output SAY of the SRAM column decoder.
141 and an n-channel MOS transistor T which is turned on in response to the SRAM write enable signal SWDE.
140. Gate circuit 1817b includes an n-channel MOS transistor T143 which is turned on in response to an output SAY of the SRAM column decoder, and an n-channel MOS transistor T142 which is turned on in response to SRAM write enable signal SWDE. Both gate circuits 1817a and 1817b transfer data on internal data bus lines DBW and * DBW to SRAM when output SAY of SRAM column decoder and SRAM write enable signal SWDE attain an active state of "H".
The signal is transmitted onto bit lines SBL and * SBL. The other circuit configuration is the same as the circuit configuration shown in FIG. Next, a data transfer operation from the DRAM to the SRAM at the time of cache miss write will be described with reference to an operation waveform diagram of FIG.

【0130】時刻t7までは、図30および図31に示
す双方向転送ゲート回路の場合と同様の動作が行なわれ
ており、SRAMからのデータはラッチ回路1811に
ラッチされており、またDRAMアレイからのメモリセ
ルデータはグローバルI/O線GIO(*GIO)上へ
伝達されている。時刻t7において、転送制御信号φT
DSが“H”に立上がると、アンプ回路1814および
ゲート回路1815が動作し、グローバルI/O線GI
O,*GIO上の信号電位を増幅してSRAMビット線
対SBL,*SBL上へ伝達する。この転送動作と並行
して、DRAMライトイネーブル信号AWDEが“H”
に立上がり、ゲート回路1816が開状態となり、書込
データ線DBW,*DBW上の書込データがグローバル
I/O線GIO,*GIO上へ伝達される。これによ
り、書込データのDRAMアレイ内の選択されたメモリ
セルへの書込が行なわれる。
Until time t7, the same operation as that of the bidirectional transfer gate circuit shown in FIGS. 30 and 31 is performed, data from SRAM is latched in latch circuit 1811, and data from DRAM array is read. Is transmitted to the global I / O line GIO (* GIO). At time t7, transfer control signal φT
When DS rises to "H", amplifier circuit 1814 and gate circuit 1815 operate, and global I / O line GI
The signal potential on O, * GIO is amplified and transmitted to SRAM bit line pair SBL, * SBL. In parallel with this transfer operation, the DRAM write enable signal AWDE becomes “H”.
, Gate circuit 1816 is opened, and write data on write data lines DBW and * DBW are transmitted to global I / O lines GIO and * GIO. Thus, write data is written to a selected memory cell in the DRAM array.

【0131】この転送制御信号φTDSによるDRAM
からSRAMへのデータ転送動作と並行してSRAMラ
イトイネーブル信号SWDEが“H”に立上がり、ゲー
ト回路1817(1817a,1817b)が開状態と
なり、書込データバス線DBW,*DBW上の書込デー
タをSRAMビット線SBL,*SBL上へ伝達する。
これにより、SRAMビット線SBL,*SBL上の信
号電位が書込データの値に対応する信号電位に確定す
る。ここで、DRAMライトイネーブル信号AWDEと
SRAMライトイネーブル信号SWDEの発生タイミン
グは、転送制御信号φTDSが発生され、DRAMから
SRAMへのデータ転送動作が開始された後の時点であ
れば任意の時点でよい。
DRAM using transfer control signal φTDS
Write enable signal SWDE rises to "H" in parallel with the data transfer operation from memory cell to SRAM, gate circuit 1817 (1817a, 1817b) is opened, and write data on write data bus lines DBW, * DBW To the SRAM bit lines SBL, * SBL.
As a result, the signal potential on the SRAM bit lines SBL and * SBL is determined to be the signal potential corresponding to the value of the write data. Here, the timing of generating the DRAM write enable signal AWDE and the SRAM write enable signal SWDE may be any time as long as the transfer control signal φTDS is generated and the data transfer operation from the DRAM to the SRAM is started. .

【0132】この図41および図42に示す双方向転送
ゲート回路の構成によれば、内部書込データバス線上の
書込データが直接ゲート回路1817を介してSRAM
ビット線SBL,*SBLへ伝達されている。したがっ
て、内部データバス線DBW,*DBWからDRAMへ
書込データを転送し、かつこのDRAMからSRAMへ
書込データを伝達する経路でSRAMのデータを書換え
るとき、DRAMのアクセス時間が相対的に短くなった
場合、このような経路で書込データを伝達するのに時間
的余裕が少なくなり、確実に書込データで書換えられた
データをSRAMへ伝達することができなくなる恐れが
生じる。このような場合、ゲート回路1817を用いて
内部書込データバス線DBW,*DBWから直接SRA
Mビット線SBL,*SBLへデータを伝達する構成と
することにより確実に書込データで書換えられたデータ
をSRAMへ伝達することができる。
According to the structure of the bidirectional transfer gate circuit shown in FIGS. 41 and 42, the write data on the internal write data bus line
It is transmitted to bit lines SBL and * SBL. Therefore, when the write data is transferred from internal data bus lines DBW, * DBW to the DRAM and the write data is transferred from the DRAM to the SRAM, the access time of the DRAM is relatively reduced. When the length is shortened, the time margin for transmitting the write data through such a path is reduced, and the data rewritten by the write data may not be transmitted to the SRAM without fail. In such a case, the gate circuit 1817 uses the SRA directly from the internal write data bus lines DBW and * DBW.
By employing a configuration for transmitting data to M bit lines SBL and * SBL, data rewritten with write data can be reliably transmitted to SRAM.

【0133】図44および図45は、図41および図4
2に示す双方向転送ゲート回路のDRAMからSRAM
へのデータ転送動作を模式的に示す図である。以下、こ
のデータ転送動作について図44および図45を参照し
て簡単に説明する。まず図33(A)と同様に、CPU
はデータD2に対し書込を行ないたい場合を考える。こ
のとき、DRAMおよびSRAMはともにプリチャージ
状態にある(図44(A))。図44(B)において、
DRAMにおいてデータD2を含むワード線(ハッチン
グ領域)が選択される。SRAMにおいては、データD
1′を含む領域のデータがラッチへ伝達される。このデ
ータD1′は書換を受けるべきではないデータであり、
DRAMのデータD1格納領域へ転送されるべきデータ
である。
FIGS. 44 and 45 correspond to FIGS.
From the DRAM of the bidirectional transfer gate circuit shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram schematically showing an operation of transferring data to a device. Hereinafter, this data transfer operation will be briefly described with reference to FIGS. 44 and 45. First, as in FIG.
Consider a case where it is desired to write data D2. At this time, both the DRAM and the SRAM are in a precharged state (FIG. 44A). In FIG. 44 (B),
In the DRAM, a word line (hatched area) including data D2 is selected. In the SRAM, the data D
Data in the area including 1 'is transmitted to the latch. This data D1 'is data that should not be rewritten,
This is data to be transferred to the data D1 storage area of the DRAM.

【0134】図45(A)において、DRAMのデータ
D2のSRAMの対応のメモリセルへの転送動作中に、
書込データDがこのDRAMのデータD2格納領域へ転
送されかつSRAMのデータD1格納領域へ転送され
る。それにより、DRAMおよびSRAMのデータD2
はともに書込データDで書換えられたデータD2′とな
る。すなわち、DRAMからSRAMへのデータ転送に
並行して書込データDのSRAMへの書込を行なうとと
もにDRAMへのデータ書込を行なう。図45(B)に
おいて、DRAMにおいて、ラッチされたデータD1′
をデータD1を格納する領域へ転送するためにDRAM
はプリチャージ状態に復帰する。この状態においては、
SRAMへはCPUはアクセスすることができる。ラッ
チ(ラッチ回路1811)にラッチされたデータD1′
のDRAMのデータD1の格納領域への転送動作は先に
図36を参照して説明した場合と同様であり、その説明
は繰返さない。
Referring to FIG. 45A, during the operation of transferring data D2 of the DRAM to the corresponding memory cell of the SRAM,
Write data D is transferred to data D2 storage area of this DRAM and transferred to data D1 storage area of SRAM. Thereby, the data D2 of the DRAM and the SRAM
Are both data D2 'rewritten with the write data D. That is, in parallel with the data transfer from the DRAM to the SRAM, write data D is written to the SRAM and data is written to the DRAM. In FIG. 45B, in the DRAM, latched data D1 '
To transfer data to the area storing data D1
Returns to the precharge state. In this state,
The CPU can access the SRAM. Data D1 'latched by the latch (latch circuit 1811)
The operation of transferring the data D1 of the DRAM to the storage area is the same as that described above with reference to FIG. 36, and description thereof will not be repeated.

【0135】また、この図41および図42に示す双方
向データ転送回路において、キャッシュミスライト動作
時においては、ゲート回路1816および1817はと
もに閉状態となるため、先に図30および図31に示し
た双方向転送ゲート回路を参照して説明したデータ転送
動作と同様に、図38ないし図40に模式的に示すデー
タ転送動作が行なわれるだけであり、その説明は繰返さ
ない。上述のようなゲート回路1817を設けることに
より、DRAMのデータを書込データDで書換えた後に
SRAMへ転送する時間的余裕がなくなった場合におい
ても、SRAMのデータは書込データDで確実に書換え
られる。なお上述の双方向データ転送装置を用いれば、
いわゆる「ライトスルーモード」に対応することができ
る。ライトスルーモードはキャッシュアクセス時におい
て、SRAMへ書込まれたデータをその時点でDRAM
の対応のメモリセルへも書込む動作モードである。すな
わち、SRAMにデータが存在する場合のキャッシュヒ
ット時において、上述のキャッシュミスライト動作を実
行すればライトスルーが行なわれる。またキャッシュ内
にデータが存在しないキャッシュミスライト動作時にお
いては、そのまま先のキャッシュミスライト動作を実行
してDRAMアレイへデータの直接書込を行なえばよ
い。
In the bidirectional data transfer circuit shown in FIGS. 41 and 42, both gate circuits 1816 and 1817 are closed during a cache miss write operation. Similar to the data transfer operation described with reference to the bidirectional transfer gate circuit described above, only the data transfer operation schematically shown in FIGS. 38 to 40 is performed, and description thereof will not be repeated. By providing the gate circuit 1817 as described above, the SRAM data can be surely rewritten with the write data D even when there is no time to transfer the DRAM data with the write data D and then transfer the data to the SRAM. Can be If the above-described bidirectional data transfer device is used,
A so-called "write-through mode" can be supported. In the write-through mode, the data written to the SRAM at the time of cache access is
This is an operation mode in which data is also written to the corresponding memory cell. That is, at the time of a cache hit when data exists in the SRAM, the write-through is performed by executing the above-described cache miss write operation. Further, at the time of a cache miss write operation in which no data exists in the cache, the previous cache miss write operation may be directly executed to directly write data to the DRAM array.

【0136】また、DRAMへ直接アクセスする場合に
は、DRAMライトイネーブル信号AWDEのみを活性
化すればDRAMへデータを直接書込むことができる。
またキャッシュヒット時においてSRAMへのみデータ
を書込むとき、ライトスルーモードを実行する必要がな
い場合においては、このSRAMライトイネーブル信号
SWDEのみが活性状態となる。この図30および図3
1または図41および図42に示すデータ転送装置を用
いてデータ転送を行なえば、DRAMにおいては、プリ
チャージ期間がラッチデータを受けるために1回必要と
されているだけであり、高速でSRAMとDRAMとの
間でデータ転送を行なうことができる。また、従来のコ
ピーバックおよびブロック転送モードサイクルにおいて
は、ブロック転送が行なわれた後にしかSRAMへはア
クセスすることができなかった。この高速コピーバック
モードを用いれば、最初のデータ転送サイクルにおいて
DRAMからSRAMへのデータ転送が行なわれ、従来
のブロック転送が最初に行なわれている。このため、S
RAMへデータ転送後直接SRAMへアクセスすること
ができ、より高速で動作するキャッシュ内蔵半導体記憶
装置を実現することができる。
For direct access to the DRAM, data can be directly written to the DRAM by activating only the DRAM write enable signal AWDE.
When writing data only to the SRAM at the time of a cache hit, if it is not necessary to execute the write-through mode, only the SRAM write enable signal SWDE is activated. This FIG. 30 and FIG.
1 or using the data transfer device shown in FIGS. 41 and 42, in the DRAM, the precharge period is only required once to receive the latch data, and the DRAM needs to be connected to the SRAM at a high speed. Data can be transferred to and from the DRAM. In the conventional copy-back and block transfer mode cycles, the SRAM can be accessed only after the block transfer has been performed. If this high-speed copy back mode is used, data transfer from DRAM to SRAM is performed in the first data transfer cycle, and conventional block transfer is performed first. Therefore, S
The SRAM can be directly accessed after the data is transferred to the RAM, and a semiconductor memory device with a built-in cache that operates at higher speed can be realized.

【0137】また、この双方向データ転送装置において
は、SRAMへはデータ転送と並行してデータの書換が
行なわれているため、キャッシュミスリード時の動作お
よびキャッシュミスライト動作を同一のサイクルタイム
で実行することができる。この高速コピーバックモード
は、キャッシュ内蔵の半導体記憶装置においてキャッシ
ュミス時においてSRAMアレイとDRAMアレイとの
間でデータ転送に適用された場合を一例として説明され
ている。しかしながら、通常のSRAMアレイとDRA
Mアレイのような2つのメモリセル間でデータを相互に
転送する場合においても同様に高速でデータの交換を行
なうことが可能となり、データ転送効率を大幅に改善す
ることができる。すなわち、この双方向データ転送装置
は、図1等に示すキャッシュ内蔵半導体記憶装置のみな
らず、一般の高速メモリと大容量メモリとを備える半導
体記憶装置における高速メモリと大容量メモリとの間の
データ転送装置として適用することができる。
In this bidirectional data transfer device, since data is rewritten to the SRAM in parallel with the data transfer, the operation at the time of a cache miss read and the cache miss write operation are performed in the same cycle time. can do. The high-speed copy-back mode is described as an example of a case where the high-speed copy-back mode is applied to data transfer between an SRAM array and a DRAM array at the time of a cache miss in a semiconductor memory device with a built-in cache. However, regular SRAM arrays and DRA
Even when data is mutually transferred between two memory cells such as an M array, data can be exchanged at a high speed, and the data transfer efficiency can be greatly improved. That is, the bidirectional data transfer device is not limited to the semiconductor memory device with a built-in cache shown in FIG. It can be applied as a transfer device.

【0138】「アドレスの分配」図46は、DRAMと
SRAMへのアドレスの接続態様の一例を示す図であ
る。この図46に示す構成においては、DRAMアレイ
へのアクセスは、SRAMアレイのビット線対SBLま
たは双方向転送ゲート回路を介して行なわれる。この構
成の場合、SRAMコラムデコーダ22からの列選択信
号CDは、DRAMアレイの列選択信号とSRAMアレ
イの列選択信号とを与える構成となる。図46におい
て、DRAMアドレスバッファ252aは、外部からの
DRAM用アドレスAa0〜Aa9を受け、内部アドレ
スint.Aaを発生する。DRAMローデコーダ14
は、この内部アドレスint.Aaのうち内部行アドレ
スをデコードし、DRAMアレイからワード線を選択す
るワード線駆動信号DWLを発生する。DRAMコラム
デコーダ15は、DRAMアドレスバッファ252aか
らの内部列アドレスの一部を受け、DRAMアレイから
列選択線を選択する信号CSLを発生する。このDRA
Mアドレスバッファ252aからの内部列アドレスの残
りの一部はバッファ29へ与えられる。バッファ29
は、SRAMバッファ252bからの内部列アドレスを
受けてSRAMコラムデコーダ22へ伝達する。後に詳
細に説明するが、DRAMアレイへのアクセス時におい
ては、SRAMバッファ252bからはSRAMアレイ
の列選択用内部列アドレスが発生されない。この場合、
バッファ29はDRAMアドレスバッファ252aから
の内部列アドレスを受けてSRAMコラムデコーダ22
へ伝達する。
[Distribution of Address] FIG. 46 is a diagram showing an example of a mode of connecting addresses to the DRAM and the SRAM. In the structure shown in FIG. 46, access to the DRAM array is performed via bit line pair SBL or a bidirectional transfer gate circuit of the SRAM array. In the case of this configuration, the column selection signal CD from the SRAM column decoder 22 provides a DRAM array column selection signal and an SRAM array column selection signal. In FIG. 46, DRAM address buffer 252a receives external DRAM addresses Aa0-Aa9, and receives internal address int. Aa is generated. DRAM row decoder 14
Is the internal address int. A word line drive signal DWL for selecting a word line from the DRAM array is generated by decoding an internal row address of Aa. DRAM column decoder 15 receives a part of the internal column address from DRAM address buffer 252a, and generates signal CSL for selecting a column selection line from the DRAM array. This DRA
The remaining part of the internal column address from M address buffer 252a is applied to buffer 29. Buffer 29
Receives the internal column address from SRAM buffer 252b and transmits it to SRAM column decoder 22. As will be described later in detail, when accessing the DRAM array, the SRAM buffer 252b does not generate an internal column address for column selection of the SRAM array. in this case,
Buffer 29 receives an internal column address from DRAM address buffer 252a and receives data from SRAM column decoder 22.
Communicate to

【0139】SRAMローデコーダ21は、SRAMバ
ッファ252bからの内部行アドレスを受け、SRAM
アレイから1行を選択するSRAMワード線駆動信号S
WLを発生する。この図46に示す構成に従えば、先に
図31および図42に示した双方向転送ゲート回路へ与
えられるコラムデコーダ出力SAYはSRAMデコーダ
出力CDとなる。また、この図46に示す構成に従え
ば、図12に示すデータ入出力の構成においては、列選
択信号DYi,DYjとSRAM列選択信号SYLi,
SYLjとは等価なものとなる。図47は、アドレス入
出力部の他の構成例を示す図である。図47に示す構成
においては、図46に示すバッファ29に代えてキャッ
シュヒット指示信号CHとDRAMアレイアクセス指示
信号CIとに応答してDRAMアドレスバッファ252
aからの内部列アドレスとSRAMアドレスバッファ2
52bからの内部列アドレスのいずれか一方を通過させ
るマルチプレクサ30が設けられる。キャッシュ信号C
HおよびDRAMアレイアクセス指示信号CIは後に詳
細に説明する。簡単に述べると、キャッシュヒット指示
信号CHが発生された場合、SRAMアレイへのアクセ
スが許可され、DRAMへのアクセスによるデータの書
込み/読出しが禁止される。DRAMアレイアクセス指
示信号(キャッシュアクセス禁止信号)CIが発生され
た場合、DRAMアレイのメモリセルへのアクセスによ
るデータの書込み/読出しが許可される。
SRAM row decoder 21 receives an internal row address from SRAM buffer 252b,
SRAM word line drive signal S for selecting one row from the array
Generate WL. According to the configuration shown in FIG. 46, the column decoder output SAY previously applied to the bidirectional transfer gate circuits shown in FIGS. 31 and 42 becomes an SRAM decoder output CD. According to the configuration shown in FIG. 46, in the data input / output configuration shown in FIG. 12, column selection signals DYi, DYj and SRAM column selection signals SYLi, SYLi,
This is equivalent to SYLj. FIG. 47 is a diagram illustrating another configuration example of the address input / output unit. In the configuration shown in FIG. 47, DRAM address buffer 252 responds to cache hit instruction signal CH and DRAM array access instruction signal CI instead of buffer 29 shown in FIG.
internal column address from a and SRAM address buffer 2
Multiplexer 30 is provided to pass any one of the internal column addresses from 52b. Cache signal C
H and DRAM array access instruction signal CI will be described later in detail. Briefly, when the cache hit instruction signal CH is generated, access to the SRAM array is permitted, and writing / reading of data by accessing the DRAM is prohibited. When a DRAM array access instruction signal (cache access prohibition signal) CI is generated, data writing / reading by accessing a memory cell of the DRAM array is permitted.

【0140】したがってマルチプレクサ30は、信号C
Hが発生された場合、SRAMアドレスバッファ252
bからの内部列アドレスを選択してSRAMコラムデコ
ーダ22へ伝達する。またマルチプレクサ30は、DR
AMアレイアクセス指示信号CIが発生された場合、D
RAMアドレスバッファ252aからの内部列アドレス
を選択してSRAMコラムデコーダ22へ伝達する。こ
の図47に示す構成においても、SRAMコラムデコー
ダ22はDRAMアレイの列選択とSRAMアレイの列
選択との両者に用いられる構成となる。この図46およ
び図47に示すアドレスを振分ける構成は単なる一例で
あり、それぞれ独立にDRAMアレイの内部列アドレス
のデコードおよびSRAMアレイの内部列アドレスのデ
コードが行なわれる構成であってもよい。
Therefore, multiplexer 30 outputs signal C
H occurs, the SRAM address buffer 252
b to select the internal column address and transmit it to the SRAM column decoder 22. The multiplexer 30 has a DR
When the AM array access instruction signal CI is generated, D
The internal column address from RAM address buffer 252a is selected and transmitted to SRAM column decoder 22. Also in the configuration shown in FIG. 47, SRAM column decoder 22 has a configuration used for both column selection of the DRAM array and column selection of the SRAM array. The configuration for distributing the addresses shown in FIGS. 46 and 47 is merely an example, and the configuration may be such that the decoding of the internal column address of the DRAM array and the decoding of the internal column address of the SRAM array are performed independently.

【0141】図48は、内部データ伝達線対とSRAM
アレイとの接続形態の他の構成例を示す図である。図1
2に示す構成においては、SRAMセンスアンプSSA
が各SRAMビット線対SBLに対して設けられてい
る。この図48に示す構成においてはSRAMセンスア
ンプSSAは複数のSRAMビット線対SBL,*SB
Lに対して1個設けられる。各SRAMビット線対SB
L,*SBLに対しては選択ゲート回路302が設けら
れる。この選択ゲート回路302へ列選択信号CDが与
えられる。この列選択信号CDは図46および47に示
すSRAMコラムデコーダからの列選択信号が与えられ
る。内部データ線対は書込みデータを伝達するための内
部書込みデータ線251a′と読出しデータを出力バッ
ファ回路へ伝達するための読出しデータ伝達線251
b′を含む。この内部書込みデータ伝達線251a′は
相補データ線対DBW,*DBWを含む。この内部デー
タ線DBW,*DBWには入力バッファ回路からの相補
なデータが伝達される。この内部書込みデータ線251
a′は書込み回路303へ接続される。
FIG. 48 shows an internal data transmission line pair and an SRAM.
FIG. 9 is a diagram illustrating another configuration example of a connection mode with an array. FIG.
In the configuration shown in FIG. 2, the SRAM sense amplifier SSA
Are provided for each SRAM bit line pair SBL. In the configuration shown in FIG. 48, SRAM sense amplifier SSA includes a plurality of SRAM bit line pairs SBL, * SB
One is provided for L. Each SRAM bit line pair SB
A selection gate circuit 302 is provided for L and * SBL. Column select signal CD is applied to select gate circuit 302. This column selection signal CD is supplied from the SRAM column decoder shown in FIGS. 46 and 47. Internal data line pairs include an internal write data line 251a 'for transmitting write data and a read data transmission line 251 for transmitting read data to an output buffer circuit.
b '. Internal write data transmission line 251a 'includes a pair of complementary data lines DBW and * DBW. Complementary data from the input buffer circuit is transmitted to internal data lines DBW and * DBW. This internal write data line 251
a 'is connected to the write circuit 303.

【0142】書込み回路303は、交差接続されたnチ
ャネルMOSトランジスタT301,T302,T30
3,T304を含む。トランジスタT302およびT3
03のゲートが内部データ線DBWに接続される。トラ
ンジスタT301およびT304のゲートが内部データ
線*DBWに接続される。書込み回路303からの相補
書込みデータがデータ線DBWa,*DBWを介して各
選択ゲート回路302へ伝達される。トランジスタT3
01およびT302はオン状態のとき電源電位Vccを
伝達する。トランジスタT303およびT304はオン
状態のとき接地電位Vssを伝達する。たとえば、内部
データ線DBWに“H”のデータが伝達された場合を考
える。このとき内部データ線*DBWには“L”のデー
タが伝達される。トランジスタT302およびT303
がオン状態となる。したがって、書込み回路303から
はトランジスタT302を介して“H”のデータが内部
データ線DBWaへ伝達され、他方の内部データ線*D
BWaへはトランジスタT303を介して“L”のデー
タが伝達される。
The write circuit 303 includes cross-connected n-channel MOS transistors T301, T302 and T30.
3, T304. Transistors T302 and T3
03 is connected to the internal data line DBW. Gates of transistors T301 and T304 are connected to internal data line * DBW. Complementary write data from write circuit 303 is transmitted to select gate circuits 302 via data lines DBWa and * DBW. Transistor T3
01 and T302 transmit power supply potential Vcc when on. Transistors T303 and T304 transmit ground potential Vss when turned on. For example, consider a case where data of "H" is transmitted to internal data line DBW. At this time, "L" data is transmitted to internal data line * DBW. Transistors T302 and T303
Is turned on. Therefore, data of "H" is transmitted from write circuit 303 to internal data line DBWa via transistor T302, and the other internal data line * D
"L" data is transmitted to BWa via transistor T303.

【0143】データ読出し時においては、入力バッファ
回路からこの内部書込みデータ線DBW,*DBWへと
もに“L”のデータが伝達されることにより、書込み回
路303の出力はハイインピーダンス状態となる。この
とき、センスアンプSSAが活性化され、選択された選
択ゲート回路302を介して内部データ線DBWa,*
DBWaへ伝達されたデータがセンスアンプSSAで増
幅された後出力バッファ回路へ内部読出しデータ伝達線
251b′を介して伝達される。この図48に示すよう
に、内部データ線251として書込みデータ伝達線25
1a′と読出しデータ伝達線251b′とを別々に設け
ることにより、データ書込み/読出しを共通の内部デー
タバスを介して行なう構成に比べて、入出力回路のレイ
アウトの設計が容易となる。
At the time of data reading, data of "L" is transmitted from input buffer circuit to both internal write data lines DBW and * DBW, so that the output of write circuit 303 enters a high impedance state. At this time, the sense amplifier SSA is activated, and the internal data lines DBWa, *
After the data transmitted to DBWa is amplified by sense amplifier SSA, it is transmitted to the output buffer circuit via internal read data transmission line 251b '. As shown in FIG. 48, write data transmission line 25 is used as internal data line 251.
Providing separate 1a 'and read data transmission lines 251b' facilitates the layout design of the input / output circuit as compared with a configuration in which data writing / reading is performed via a common internal data bus.

【0144】「リフレッシュ動作」DRAMアレイは、
ダイナミック型メモリセルを構成要素としており、周期
的または所定の期間内でその記憶データをリフレッシュ
する必要がある。次にこのキャッシュ内蔵半導体記憶装
置のリフレッシュ動作について説明する。図1を参照し
て、外部からリフレッシュ指示信号REF#が与えられ
る。この半導体記憶装置は、外部からのリフレッシュ指
示信号REF#が内部クロックKの立上がり時点で
“L”の活性状態と設定された場合に内部で自動的にリ
フレッシュを行なう。図1において、リフレッシュを行
なうための回路290は、制御クロックバッファ250
からの内部リフレッシュ指示信号REFに応答して、オ
ートリフレッシュが指定されたことを検出するオートリ
フレッシュモード検出回路291と、このオートリフレ
ッシュモード検出回路291からのリフレッシュ要求に
応答して各種制御信号を発生してカウンタ293および
マルチプレクサ回路258へ与えるリフレッシュ制御回
路292を含む。カウンタ回路293は、リフレッシュ
制御回路292からのリフレッシュ指示信号に応答して
そこに格納されているカウント値を、リフレッシュされ
るべき行を示すリフレッシュ行アドレスとしてマルチプ
レクサ回路258へ与える。
"Refresh operation" The DRAM array
A dynamic memory cell is a constituent element, and its stored data needs to be refreshed periodically or within a predetermined period. Next, the refresh operation of the semiconductor memory device with a built-in cache will be described. Referring to FIG. 1, a refresh instruction signal REF # is externally applied. This semiconductor memory device automatically refreshes internally when an external refresh instruction signal REF # is set to an active state of "L" at the time of rising of internal clock K. In FIG. 1, a circuit 290 for performing refresh includes a control clock buffer 250
An auto refresh mode detecting circuit 291 for detecting that auto refresh has been designated in response to an internal refresh instruction signal REF from the CPU, and various control signals in response to a refresh request from the auto refresh mode detecting circuit 291 And a refresh control circuit 292 to be provided to the counter 293 and the multiplexer circuit 258. In response to the refresh instruction signal from refresh control circuit 292, counter circuit 293 supplies the count value stored therein to multiplexer circuit 258 as a refresh row address indicating the row to be refreshed.

【0145】マルチプレクサ回路258は、リフレッシ
ュ制御回路292からの切換制御信号MUXに応答して
カウンタ回路293からのリフレッシュ行アドレスを選
択してDRAMローデコーダ102へ与える。この内部
リフレッシュ指示信号REFはまたDRAMアレイ駆動
回路260へも与えられる。DRAMアレイ駆動回路2
50は内部リフレッシュ指示信号REFが与えられたと
き活性状態となり、DRAMアレイ101における行選
択に関連する動作を実行する。リフレッシュ制御回路2
92は、リフレッシュ指示信号REFが与えられるたび
ごとにリフレッシュ完了時にカウンタ回路293のカウ
ント値を1増分する。またリフレッシュ制御回路292
は、リフレッシュ完了時には切換制御信号MUXを不活
性状態とし、マルチプレクサ回路258は、これにより
アドレスバッファ回路252からの内部DRAM用の内
部アドレスint−Aaを選択してDRAMローデコー
ダ102へ伝達する。
Multiplexer circuit 258 selects a refresh row address from counter circuit 293 in response to switching control signal MUX from refresh control circuit 292, and applies the selected row address to DRAM row decoder 102. This internal refresh instruction signal REF is also applied to DRAM array drive circuit 260. DRAM array drive circuit 2
Numeral 50 is activated when internal refresh instruction signal REF is applied, and executes an operation related to row selection in DRAM array 101. Refresh control circuit 2
Reference numeral 92 increments the count value of the counter circuit 293 by one each time the refresh instruction signal REF is supplied when refresh is completed. Also, the refresh control circuit 292
Makes the switching control signal MUX inactive at the completion of the refresh, and the multiplexer circuit 258 selects the internal address int-Aa for the internal DRAM from the address buffer circuit 252 and transmits it to the DRAM row decoder 102.

【0146】このとき、転送ゲート制御回路262へ、
内部リフレッシュ指示信号REFが与えられ、この内部
リフレッシュ指示信号REFが与えられたとき、転送ゲ
ート制御回路262は不活性状態とされる構成であって
もよい。外部からリフレッシュ指示信号REF#が与え
られるため、そのとき、アレイアクセス指示信号CIが
発生されないように外部仕様で設定しておけば、転送ゲ
ート制御回路262は、リフレッシュ指示信号REFを
特に受ける必要はない。しかしながら、DRAMアレイ
におけるリフレッシュが実行されている場合には確実に
SRAMアレイとDRAMアレイと電気的に分離する必
要がある。内部リフレッシュ指示信号REFに応答して
転送ゲート制御回路262がディスエーブル状態とされ
る構成を設けておけばリフレッシュ動作時において、S
RAMアレイとDRAMアレイとは確実に電気的に分離
されることになり、SRAMアレイへ外部からアクセス
することが可能となる。
At this time, the transfer gate control circuit 262
Internal refresh instruction signal REF may be applied, and transfer gate control circuit 262 may be rendered inactive when internal refresh instruction signal REF is applied. Since a refresh instruction signal REF # is externally applied, transfer gate control circuit 262 need not particularly receive refresh instruction signal REF if an external specification is set so that array access instruction signal CI is not generated at that time. Absent. However, when the refresh operation is performed in the DRAM array, it is necessary to reliably separate the SRAM array from the DRAM array. If a configuration is provided in which the transfer gate control circuit 262 is disabled in response to the internal refresh instruction signal REF, S
The RAM array and the DRAM array are surely electrically separated, and the SRAM array can be accessed from the outside.

【0147】このような転送ゲート制御回路262の構
成としては、キャッシュヒット信号CHおよびリフレッ
シュ指示信号REFのいずれか一方が活性状態となった
ときには転送ゲート制御回路262をディスエーブル状
態とする構成を設ければよい。より好ましくは、このチ
ップイネーブル信号Eが不活性状態にあるか、またはキ
ャッシュヒット信号CHおよびリフレッシュ指示信号R
Fのいずれかが活性状態にあるときに選択ゲート制御回
路262がディスエーブル状態とされるゲート回路を設
ければよい。それ以外の場合には、制御信号CIおよび
Wに従って所定のタイミングで転送制御信号φTDSお
よびφTSDが発生される。図50は、図1に示すDR
AMアレイ駆動回路260の機能的構成を示す図であ
る。DRAMアレイ駆動回路260は、DRAMアレイ
の行選択に関連する回路を駆動する行選択系駆動回路2
60aとDRAMアレイ1の列選択に関連する回路を駆
動する列選択系駆動回路260bを含む。行選択系駆動
回路260aは、内部制御信号E,CH,CIおよびR
EFに応答して各種制御信号φEQ、/φSAPE、φ
SANE、およびDWLをそれぞれ所定のタイミングで
発生する。このとき、内部制御信号int.*RASが
発生されてもよい。列選択系駆動回路260bは、制御
信号E,CH,CIおよびREFに応答して所定のタイ
ミングでDRAMコラムデコーダ15を駆動するための
信号CDA(内部制御信号int.*CASに対応)を
発生する。
As a configuration of such a transfer gate control circuit 262, a configuration is provided in which when one of the cache hit signal CH and the refresh instruction signal REF is activated, the transfer gate control circuit 262 is disabled. Just do it. More preferably, chip enable signal E is inactive, or cache hit signal CH and refresh instruction signal R
What is necessary is just to provide a gate circuit in which the selection gate control circuit 262 is disabled when any of F is in the active state. In other cases, transfer control signals φTDS and φTSD are generated at predetermined timings in accordance with control signals CI and W. FIG. 50 shows the DR shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration of an AM array driving circuit 260. DRAM array drive circuit 260 is a row selection drive circuit 2 that drives a circuit related to row selection of the DRAM array.
60a and a column selection system driving circuit 260b for driving a circuit related to column selection of the DRAM array 1. Row selection drive circuit 260a includes internal control signals E, CH, CI and R
Various control signals φEQ, / φSAPE, φ in response to EF
SANE and DWL are generated at predetermined timings. At this time, the internal control signal int. * RAS may be generated. Column selection drive circuit 260b generates signal CDA (corresponding to internal control signal int. * CAS) for driving DRAM column decoder 15 at a predetermined timing in response to control signals E, CH, CI, and REF. .

【0148】この列選択系駆動回路260bは、行選択
系駆動回路260aが活性状態となったときにリフレッ
シュ指示信号REFが不活性状態にあれば、所定のタイ
ミングでコラムデコーダ活性化信号CDAを発生する。
列選択系駆動回路260bは、リフレッシュ指示信号R
EFが活性状態となった場合にはディスエーブル状態と
される。これによりDRAMにおける列選択動作が禁止
される。この構成により、内部リフレッシュ指示信号R
EFが活性状態となったとき、DRAMアレイにおける
リフレッシュ動作をSRAMアレイの動作と独立して実
行することができる。またこの図1に示すオートリフレ
ッシュモード検出回路291、リフレッシュ制御回路2
92およびカウンタ回路293はリフレッシュ指示信号
REFに応答して動作しており、コマンドレジスタ27
0とはその動作が独立である。このため、コマンドレジ
スタ270へのコマンドモード設定と並行してDRAM
アレイ101のリフレッシュを行なうことができる。す
なわち、コマンドレジスタ270はコマンドデータCM
を発生してデータ入出力制御回路272および入出力バ
ッファ+出力レジスタブロック274へ与えるだけであ
り、その保持データはDRAMアレイ101におけるメ
モリセル選択動作に対し何ら影響を及ぼさないからであ
る。
Column selection driving circuit 260b generates column decoder activation signal CDA at a predetermined timing if refresh instruction signal REF is inactive when row selection driving circuit 260a is activated. I do.
The column selection driving circuit 260b supplies the refresh instruction signal R
When the EF is activated, it is disabled. Thereby, the column selecting operation in the DRAM is prohibited. With this configuration, internal refresh instruction signal R
When the EF is activated, the refresh operation in the DRAM array can be executed independently of the operation of the SRAM array. The auto refresh mode detection circuit 291 and the refresh control circuit 2 shown in FIG.
92 and the counter circuit 293 operate in response to the refresh instruction signal REF.
The operation is independent of 0. Therefore, in parallel with the setting of the command mode in the command register 270, the DRAM
The array 101 can be refreshed. That is, the command register 270 stores the command data CM.
Is generated and applied only to the data input / output control circuit 272 and the input / output buffer + output register block 274, and the held data has no effect on the memory cell selecting operation in the DRAM array 101.

【0149】コマンドレジスタ270へのデータ設定
は、後にタイミング図を用いて詳細に説明するように、
外部クロック信号Kの1サイクルで完了する。一方、D
RAMアレイにおけるリフレッシュ動作はnサイクル必
要とされる。これは、DRAM100の動作速度はクロ
ックKの速度よりも遅いからである。したがって、この
場合、1クロックサイクルが単純に言えば効果的に利用
されるだけである。しかしながら、外部クロックKが、
その動作モードに従って周期が遅くされるような場合、
その周期がDRAM100の1メモリサイクルと同等で
あれば、コマンドレジスタ270へのデータ設定とDR
AMアレイ101のリフレッシュとを並行して行なうこ
とが可能となる。このような外部クロックKの周期の変
更は、たとえばDRAMがスタンバイ状態にあるときお
よびこの記憶装置が高速動作を要求されずむしろ低消費
電力性を要求されるような場合に行なわれる。クロック
Kの周期を長くすることにより半導体記憶装置の動作速
度を低下させれば、動作速度の低下に応じて消費電流の
低減が得られる。この外部クロックKの周期を長くする
のは、DRAMのみへのアクセスが行なわれているとき
において行なわれてもよい。
The data setting in the command register 270 is performed as described later in detail with reference to a timing chart.
It is completed in one cycle of the external clock signal K. On the other hand, D
The refresh operation in the RAM array requires n cycles. This is because the operation speed of the DRAM 100 is lower than the speed of the clock K. Thus, in this case, one clock cycle is simply effectively utilized. However, if the external clock K is
If the cycle is delayed according to the operation mode,
If the cycle is equivalent to one memory cycle of DRAM 100, data setting to command register 270 and DR
Refreshing of the AM array 101 can be performed in parallel. Such a change in the cycle of external clock K is performed, for example, when the DRAM is in a standby state and when the storage device does not require high-speed operation but rather requires low power consumption. If the operation speed of the semiconductor memory device is reduced by increasing the cycle of the clock K, the current consumption can be reduced in accordance with the decrease in the operation speed. The period of the external clock K may be lengthened when only the DRAM is accessed.

【0150】上述のような構成をとることにより以下の
特徴を備えるCDRAMを実現することができる。 (1) 本発明によるCDRAMは、メインメモリとし
てのDRAMメモリアレイとキャッシュメモリとしての
SRAMアレイとを1チップ上に集積し、かつこの両メ
モリ間を内部共通データバスと異なるデータ転送専用の
内部バスを介して連結している。これによりDRAMア
レイとSRAMアレイ(キャッシュ)との間のブロック
転送が1クロックサイクルで完了する。なお以下の説明
において単にアレイと称したときはDRAMアレイを示
すものとする。これにより従来の標準DRAMと標準S
RAMを用いたキャッシュメモリシステムに比べて大幅
にシステムの性能の向上を図ることができる。
With the above configuration, a CDRAM having the following features can be realized. (1) In a CDRAM according to the present invention, a DRAM memory array as a main memory and an SRAM array as a cache memory are integrated on one chip, and an internal bus dedicated to data transfer different from an internal common data bus is provided between the two memories. Are connected via. As a result, the block transfer between the DRAM array and the SRAM array (cache) is completed in one clock cycle. In the following description, when simply called an array, it indicates a DRAM array. Thus, the conventional standard DRAM and standard S
The performance of the system can be greatly improved as compared with a cache memory system using a RAM.

【0151】(2) DRAMメモリアレイとSRAM
アレイとはそれぞれ別々のアドレスによりアクセス可能
である。そのためダイレクトマッピング方式、セットア
ソシアティブ方式およびフルアソシアティブ方式など多
様なマッピング方式に対応することができる。 (3) このCDRAMは外部クロックKを用いて同期
動作している。したがって、アドレス変化検出回路を用
いて内部クロック信号を発生する方式などに比べてアド
レスのスキューなどに起因するサイクルタイムの遅延を
防止することができ、正確な制御を実行することができ
る。 (4) アレイアドレス(DRAM用のアドレス)Aa
0〜Aa9とキャッシュアドレス(SRAM用のアドレ
ス)Ac0〜Ac11、データ入出力D0〜D3または
DQ0〜DQ3、ライトイネーブル信号W#、キャッシ
ュヒット信号CH#、チップセレクト信号E#、リフレ
ッシュ信号REF#、キャッシュ禁止信号CI#、コマ
ンドレジスタ信号CR#などの外部から与えられる信号
(またはデータ)はすべて外部クロックKの立上がりエ
ッジで取込まれる。
(2) DRAM memory array and SRAM
Each array can be accessed by a different address. Therefore, it is possible to support various mapping methods such as a direct mapping method, a set associative method, and a full associative method. (3) The CDRAM operates synchronously using the external clock K. Therefore, it is possible to prevent a cycle time delay due to an address skew or the like as compared with a method of generating an internal clock signal using an address change detection circuit, and to execute accurate control. (4) Array address (address for DRAM) Aa
0 to Aa9 and cache addresses (addresses for SRAM) Ac0 to Ac11, data input / output D0 to D3 or DQ0 to DQ3, write enable signal W #, cache hit signal CH #, chip select signal E #, refresh signal REF #, All externally applied signals (or data) such as cache inhibit signal CI # and command register signal CR # are taken in at the rising edge of external clock K.

【0152】(5) アレイアドレスはマルチプレクス
方式で取込まれるため、このアレイアドレスのためのピ
ン数を削減することができ、CDRAMの実装密度を高
めることができる。 (6) アレイとキャッシュのアドレスは独立してお
り、キャッシュヒット時にはキャッシュに対するアクセ
スのみが行なわれ、高速なキャッシュヒットアクセスを
実現することがてきる。 (7) 外部クロックKのタイミングに無関係に出力イ
ネーブル信号G#により任意のタイミングでデータを読
出すことができ、これによりシステムにおいて非同期的
なバス制御を実行することができる。またラッチ出力方
式においては、無効データが出力されるタイミングで前
のサイクルで指定されたアドレスの出力データがその間
出力される。これにより無効データは何ら出力されるこ
とがなく、常に有効な出力データのみが得られる。この
ラッチ出力モードではCPUが出力データを取込むのに
十分な期間をとることができる。
(5) Since the array address is taken in a multiplex system, the number of pins for the array address can be reduced, and the mounting density of the CDRAM can be increased. (6) The addresses of the array and the cache are independent, and only access to the cache is performed at the time of a cache hit, so that high-speed cache hit access can be realized. (7) Regardless of the timing of the external clock K, data can be read at an arbitrary timing by the output enable signal G #, whereby asynchronous bus control can be performed in the system. In the latch output method, the output data of the address specified in the previous cycle is output during the period when invalid data is output. As a result, no invalid data is output, and only valid output data is always obtained. In this latch output mode, a period sufficient for the CPU to take in output data can be taken.

【0153】(9) データの書込み動作は、外部クロ
ックKの立上がりエッジにより開始されるが、この書込
みの終了は内部でタイマー等により自動的に終結する。
このため書込み動作の終了をたとえば外部からのライト
イネーブル信号W#により設定する必要がなく、システ
ムのタイミング設定が容易となる。 (10) 外部からオートリフレッシュを指定するリフ
レッシュ指示信号REF#を与えることができる。これ
によりDRAMアレイを容易に所望のタイミングでオー
トリフレッシュすることができる。 (11) また前述のごとく、44ピンの300mi
l.TSOPパッケージのタイプIIに本発明のCDR
AMは収納することができる。このTSOPパッケージ
のタイプIIは極めて薄型の矩形パッケージであり高実
装密度のシステムを構築することができる。
(9) The data write operation is started by the rising edge of the external clock K. The end of this write is automatically terminated internally by a timer or the like.
Therefore, the end of the write operation does not need to be set by, for example, an external write enable signal W #, and the timing of the system can be easily set. (10) A refresh instruction signal REF # designating auto-refresh can be externally provided. Thereby, the DRAM array can be easily auto-refreshed at a desired timing. (11) As described above, 44-pin 300mi
l. The CDR of the present invention is added to the type II of the TSOP package.
AM can be stored. The type II of the TSOP package is a very thin rectangular package, and a system with a high mounting density can be constructed.

【0154】図51は本発明の第1の好ましいCDRA
Mが備える動作モードおよび各動作モードを指定するた
めの制御信号の状態を一覧にして示す図である。CDR
AMの動作モードは外部制御信号E#、CH#、CI
#、CR#、W#およびREF#の状態の組合わせによ
り設定される。図51において“H”は高レベルの信号
電位を示し、“L”は低レベルの信号電位を示し、
“X”は任意(ドントケアD.C)を示す。図51に示
すようにCDRAMの動作モードとしては、CDRAM
を待機状態にするスタンバイモード、DRAMアレイの
オートリフレッシュを行なうアレイリフレッシュモー
ド、CPU(中央演算処理装置)とキャッシュ(SRA
M)との間のデータの転送モード、CPUとアレイとの
間のデータの転送モード、キャッシュとアレイとの間の
データブロックの転送、コマンドレジスタへの特殊モー
ドの設定モードなどがある。各動作モードを設定するた
めの信号の状態の組合わせおよびタイミングなどについ
ては後に動作波形図を参照して詳細に説明する。なお図
51において、ライトイネーブル信号W#が、CPUと
コマンドレジスタとの間のデータ転送時において“H/
L”として示されているのはこの動作モードにおいては
ライトイネーブル信号W#は“H”または“L”に設定
され、この“H”および“L”どちらの状態もある特殊
モードを指定するために用いられることを示している。
FIG. 51 shows a first preferred CDRA of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a list of operation modes provided in M and states of control signals for designating each operation mode. CDR
The operation modes of the AM are external control signals E #, CH #, CI
#, CR #, W #, and REF #. In FIG. 51, “H” indicates a high-level signal potential, “L” indicates a low-level signal potential,
“X” indicates arbitrary (don't care DC). As shown in FIG. 51, the operation mode of the CDRAM
Mode, in which the CPU (Central Processing Unit) and the cache (SRA)
M), a data transfer mode between the CPU and the array, a data block transfer between the cache and the array, a special mode setting mode for the command register, and the like. Combinations of signal states and timings for setting each operation mode will be described later in detail with reference to operation waveform diagrams. In FIG. 51, the write enable signal W # is set to “H / H” during data transfer between the CPU and the command register.
The symbol "L" indicates that the write enable signal W # is set to "H" or "L" in this operation mode, and designates a special mode having both the "H" and "L" states. It is used for

【0155】「コマンドレジスタ」図52および図53
は図1に示すコマンドレジスタ270の内容およびその
内容の選択方法を示す図である。コマンドレジスタ27
0は8個のレジスタRR0〜RR3およびWR0〜WR
3を含む。このレジスタの選択には、ライトイネーブル
信号W#と2ビットのコマンドアドレスAr0およびA
r1の組合わせが用いられる。外部クロックKの立上が
りエッジで外部ライトイネーブル信号W#を“H”とす
ることによりレジスタRR0〜RR3のいずれかが選択
される。レジスタRR0はコマンドアドレスAr0およ
びAr1をともに“0”に設定することにより選択され
る。レジスタRR1はコマンドアドレスビットAr0を
“1”、コマンドアドレスビットAr1を“0”と設定
することにより選択される。レジスタRR0が選択され
た場合にはマスクトライトモードが設定されたことを示
す(このマスクトライトモードはまたデフォルトでもあ
る)。レジスタRR1が選択された場合D/Q分離モー
ドが設定されたことを示す。
"Command register" FIGS. 52 and 53
FIG. 3 is a diagram showing the contents of a command register 270 shown in FIG. 1 and a method of selecting the contents. Command register 27
0 is eight registers RR0-RR3 and WR0-WR
3 inclusive. To select this register, the write enable signal W # and the 2-bit command addresses Ar0 and A
The combination of r1 is used. By setting the external write enable signal W # to "H" at the rising edge of the external clock K, one of the registers RR0 to RR3 is selected. The register RR0 is selected by setting both the command addresses Ar0 and Ar1 to "0". The register RR1 is selected by setting the command address bit Ar0 to "1" and setting the command address bit Ar1 to "0". If register RR0 is selected, it indicates that the masked write mode has been set (this masked write mode is also the default). When the register RR1 is selected, it indicates that the D / Q separation mode has been set.

【0156】この出力モードの各々の詳細については先
に説明した。このレジスタWR0選択時においては入力
データD2およびD3(DQ2およびDQ3)をともに
“0”に設定する。この状態において入力データD0を
“0”に設定し入力データD1を任意の値に設定すれば
トランスペアレント出力モードが設定される。入力デー
タD0を“1”、入力データD1を“0”に設定すれば
ラッチ出力モードが選択される。入力データD0および
D1をともに“1”に設定すればレジスタ出力モードが
選択される。残りのレジスタは任意の拡張機能に利用さ
れる。図54は、本発明によるCDRAM600を用い
てダイレクトマッピング方式のキャッシュシステムを構
成した場合のシステムの構成を示すブロック図である。
図54において、このキャッシュシステムは、CDRA
M600に加えてこのCDRAM600へのアクセスを
制御するためのコントローラ650と、CDRAM60
0とデータの入出力を行ない所望のデータ処理を施すた
めのCPUを含む。図54においては、CPUから出力
されるキャッシュアクセス要求時のアドレスの構成のみ
が示される。このCPUは32ビットを想定している。
このキャッシュシステムはさらに、CDRAM600の
アレイへ行アドレスと列アドレスをマルチプレクスして
与えるためのアドレスマルチプレクス回路700を備え
る。CDRAM600は、キャッシュアクセスに関連す
る部分のみが代表的に示される。
The details of each of the output modes have been described above. When register WR0 is selected, input data D2 and D3 (DQ2 and DQ3) are both set to "0". In this state, if the input data D0 is set to "0" and the input data D1 is set to an arbitrary value, the transparent output mode is set. If the input data D0 is set to "1" and the input data D1 is set to "0", the latch output mode is selected. If the input data D0 and D1 are both set to "1", the register output mode is selected. The remaining registers are used for any extended functions. FIG. 54 is a block diagram showing a system configuration when a direct mapping type cache system is configured using CDRAM 600 according to the present invention.
Referring to FIG. 54, this cache system
A controller 650 for controlling access to the CDRAM 600 in addition to the M600;
0 and a CPU for inputting and outputting data and performing desired data processing. FIG. 54 shows only the configuration of an address at the time of a cache access request output from the CPU. This CPU assumes 32 bits.
The cache system further includes an address multiplex circuit 700 for multiplexing row addresses and column addresses to an array of the CDRAM 600. CDRAM 600 representatively shows only a portion related to cache access.

【0157】コントローラ650はCPUからの8ビッ
トのセットアドレスA6〜A13をデコードするデコー
ダ652と、デコーダ652の出力に応答してどのタグ
が有効であるかを示す有効ビットメモリ654と、SR
AM200に格納されるデータのタグアドレスを格納す
るタグメモリ656を含む。SRAM200は、4K×
4ビットの構成を有しており、タグは256個存在す
る。このため、タグメモリ656は8ビット×256の
構成を備える。有効ビットメモリ654は、この256
個のタグ(セット)のうちどれが有効であるかを示すた
めに1ビット×256の構成を備える。デコーダ652
はセットアドレスA6〜A13をデコードし、有効ビッ
トメモリ654のいずれかのビットを有効にする。コン
トローラ650はさらに、CPUからのアドレスA22
〜A31をチップ選択信号として受け、対応のCDRA
M600が指定されているか否かを判定するためのデコ
ーダ670と、デコーダ670の出力に応答して活性化
され、このタグメモリ656からのタグアドレスとCP
UからのタグアドレスA14〜A21とを比較しキャッ
シュヒット/ミスを判定するコンパレータ658と、キ
ャッシュヒット/ミスに応じて、このタグメモリ656
からのタグアドレスとCPUからのタグアドレスA14
〜A21のいずれかを選択してマルチプレクス回路70
0へ与えるセレクタ672を含む。セレクタ672はま
たキャッシュミス時にはCPUから与えられたタグアド
レスをタグメモリ656の対応の位置に格納する。
The controller 650 includes a decoder 652 for decoding the 8-bit set address A6 to A13 from the CPU, a valid bit memory 654 for indicating which tag is valid in response to the output of the decoder 652,
A tag memory 656 for storing a tag address of data stored in the AM 200 is included. SRAM 200 is 4K ×
It has a 4-bit configuration and has 256 tags. For this reason, the tag memory 656 has an 8-bit × 256 configuration. The effective bit memory 654 stores the 256
A 1-bit × 256 configuration is provided to indicate which of the tags (sets) is valid. Decoder 652
Decodes the set addresses A6 to A13 and makes any bit of the valid bit memory 654 valid. The controller 650 further includes an address A22 from the CPU.
To A31 as a chip select signal and the corresponding CDRA
A decoder 670 for determining whether or not M600 is designated, and activated in response to the output of the decoder 670, the tag address from the tag memory 656 and the CP
A comparator 658 that compares the tag addresses A14 to A21 from U to determine a cache hit / miss, and the tag memory 656 according to the cache hit / miss.
Tag address from CPU and tag address A14 from CPU
Multiplexing circuit 70
Includes a selector 672 that provides 0. The selector 672 also stores the tag address given from the CPU at a corresponding position in the tag memory 656 upon a cache miss.

【0158】次に動作について簡単に説明する。CPU
がCDRAM600へアクセスを希望する場合データバ
ス620上へ30ビットのアドレスA2〜A31を発生
する。この共通データバス620上の30ビットのアド
レスのうち、アドレスA22ないしA31がチップセレ
クト信号としてコントローラ650内のデコーダ670
へ与えられる。デコーダ670はこのチップセレクト信
号としてのアドレスA22〜A31をデコードし、対応
のCDRAMがアクセス要求されているか否かを判定す
る。このCDRAM600がアクセス要求されていると
判定した場合、デコーダ670からはチップセレクト信
号E#が発生されCDRAM600へ与えられる。また
コンパレータ658がこのデコーダ670からのチップ
セレクト信号により活性化される。
Next, the operation will be briefly described. CPU
Generates 30-bit addresses A2 to A31 on the data bus 620 when the user wants to access the CDRAM 600. Of the 30-bit addresses on the common data bus 620, addresses A22 to A31 are used as chip select signals as decoders 670 in the controller 650.
Given to. The decoder 670 decodes the addresses A22 to A31 as the chip select signal, and determines whether or not a corresponding CDRAM is requested to access. When it is determined that an access request has been made to CDRAM 600, chip select signal E # is generated from decoder 670 and applied to CDRAM 600. The comparator 658 is activated by the chip select signal from the decoder 670.

【0159】コントローラ650に含まれるデコーダ6
52は、CPUからアドレスバス620上へ伝達された
アドレスのうちアドレスA6〜A13をセットアドレス
として取込んでデコードする。この8ビットのセットア
ドレスをデコードしたデコーダ652は、256個のタ
グのうち1つのタグを選択するために有効ビットメモリ
654のうちの対応のビットを有効状態とする。タグメ
モリ656からは、この有効ビットメモリ654の有効
ビットに対応するタグを示す8ビットのアドレスが読出
されてコンパレータ658へ与えられる。コンパレータ
658はこのタグメモリ656からのタグアドレスとC
PUから出力されたタグアドレスA14〜A21とを比
較する。両者が一致した場合にはコンパレータ658は
キャッシュヒットを示すためキャッシュヒット信号CH
#を“L”に立下げてCDRAM600へ与える。一
方、両者が不一致の場合には、コンパレータ658はキ
ャッシュミス(ミスヒット)を示すために“H”のキャ
ッシュヒット信号CH#を発生する。
Decoder 6 included in controller 650
52 receives and decodes the addresses A6 to A13 among the addresses transmitted from the CPU onto the address bus 620 as set addresses. The decoder 652 that decodes the 8-bit set address sets the corresponding bit of the valid bit memory 654 to a valid state in order to select one of the 256 tags. From the tag memory 656, an 8-bit address indicating a tag corresponding to a valid bit of the valid bit memory 654 is read and applied to the comparator 658. The comparator 658 stores the tag address from the tag memory 656 and C
The tag addresses A14 to A21 output from the PU are compared. If the two match, the comparator 658 indicates a cache hit, so that the cache hit signal CH
# Is dropped to “L” and given to CDRAM 600. On the other hand, if they do not match, comparator 658 generates a cache hit signal CH # of "H" to indicate a cache miss (miss hit).

【0160】キャッシュヒットにおいてはCDRAM6
00においては次の動作が行なわれる。このときの動作
制御は制御クロックバッファ250からの制御信号およ
びSRAMアレイ駆動回路264により行なわれる(図
1参照)。SRAMロウデコーダ202は、CPUから
のアドレスA6〜A13に応答して256セットのうち
の1セットを選択する。すなわち、1本の行(各SRA
Mアレイブロックにおいて1本ずつ合計4本)が選択さ
れる。これによりSRAM200の各SRAMアレイブ
ロックにおいて16ビットのSRAMセルが選択され
る。SRAMコラムデコーダSCD203はCPUから
のブロックアドレスA2−A5をデコードし、この16
ビットのメモリセルのうち1ビットを選択し、データ入
出力端子へ接続する。図54においては、ヒットリード
時の出力データQを示している。
In a cache hit, CDRAM6
At 00, the following operation is performed. The operation control at this time is performed by a control signal from control clock buffer 250 and SRAM array drive circuit 264 (see FIG. 1). The SRAM row decoder 202 selects one of the 256 sets in response to addresses A6 to A13 from the CPU. That is, one row (each SRA
(A total of four in each of the M array blocks) is selected. Thus, a 16-bit SRAM cell is selected in each SRAM array block of the SRAM 200. The SRAM column decoder SCD203 decodes the block addresses A2-A5 from the CPU,
One bit is selected from the bit memory cells and connected to the data input / output terminal. FIG. 54 shows output data Q at the time of hit reading.

【0161】ミスヒット時の動作について次に説明す
る。この場合、SRAM200にはCPUがアクセス要
求するデータは格納されていない。コントローラ650
においてはセレクタ672がこのコンパレータ658か
らのミスヒット指示信号に応答してタグメモリ656に
格納されていた対応のタグアドレスをマルチプレクス回
路700へ与える。セレクタ672はこのとき、またC
PUから与えられている8ビットのタグアドレスA14
〜A21を新たなタグアドレスとしてタグメモリ656
の対応の位置へ格納する。次の動作サイクルにおいてC
DRAM600は、このCPUから出力されるアドレス
A6−A21に従ってDRAM100において16ビッ
ト×4のDRAMセルを選択し、この16ビット×4の
データをまたCPUからのアドレスA6−A13に従っ
てSRAMロウデコーダ(SRD)202により選択さ
れていたSRAM200の対応の16ビット×4のメモ
リセルへ書込む。
The operation at the time of a mishit will be described below. In this case, the SRAM 200 does not store data requested by the CPU to access. Controller 650
In, the selector 672 gives the corresponding tag address stored in the tag memory 656 to the multiplex circuit 700 in response to the mishit instruction signal from the comparator 658. The selector 672 then sets C
8-bit tag address A14 given from PU
To A21 as new tag addresses in the tag memory 656.
Is stored in the corresponding position. In the next operation cycle, C
The DRAM 600 selects a 16-bit × 4 DRAM cell in the DRAM 100 according to the address A6-A21 output from the CPU, and transfers the 16-bit × 4 data to the SRAM row decoder (SRD) according to the address A6-A13 from the CPU. The data is written into the corresponding 16-bit × 4 memory cell of the SRAM 200 selected by 202.

【0162】上述のように、SRAMに対してはアドレ
スA2ないしA5をブロックアドレス、アドレスA6な
いしA13をセットアドレスおよびアドレスA14ない
しA21をタグアドレスとし、かつDRAMに対しては
アドレスA6ないしA11を列アドレスとしかつアドレ
スA12ないしA21を行アドレスとして用いることに
より、DRAM100とSRAM200との間でのダイ
レクトマッピング方式を実現することができる。図55
は本発明のCDRAMを用いた4ウェイセットアソシア
ティブ方式のシステムの構成を示すブロック図である。
CDRAM600は図54に示すものと同様の構成を有
しており、SRAM200、DRAM100、クロック
制御回路250′を含む。クロック制御回路250′
は、図1に示す制御クロックバッファ250、SRAM
アレイ駆動回路264およびDRAMアレイ駆動回路2
60を含む。図面を簡略化するためにデータ入出力を制
御するための回路構成は示していない。
As described above, for the SRAM, addresses A2 to A5 are set as block addresses, addresses A6 to A13 are set addresses and addresses A14 to A21 are set as tag addresses, and for DRAMs, addresses A6 to A11 are set as column addresses. By using the addresses A12 to A21 as the row addresses, a direct mapping method between the DRAM 100 and the SRAM 200 can be realized. FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a 4-way set associative system using a CDRAM of the present invention.
CDRAM 600 has the same configuration as that shown in FIG. 54, and includes SRAM 200, DRAM 100, and clock control circuit 250 '. Clock control circuit 250 '
Are the control clock buffer 250 and the SRAM shown in FIG.
Array drive circuit 264 and DRAM array drive circuit 2
60 inclusive. A circuit configuration for controlling data input / output is not shown to simplify the drawing.

【0163】コントローラ750は、デコーダ752、
有効ビットメモリ754、タグアドレスメモリ756、
コンパレータ758、デコーダ770およびセレクタ7
72を含む。4ウェイに対応するために、有効ビットメ
モリ754は各々が1ビット×64の構成を備える4面
のメモリプレインを備え、またタグアドレスメモリ75
6も各々が8ビット×64の構成を備える4つのメモリ
プレインを備える。コンパレータ758も同様に、この
4ウェイのうちの1つを選択するために、タグアドレス
メモリ756の各メモリプレインに対して1つずつ設け
られ、合計4つ設けられる。この4ウェイセットアソシ
アティブ方式においては、SRAM200の256行が
4ウェイに分割されるため、セット数は64となる。C
PUからは以下の構成からなるアドレスがアドレスバス
620上へ伝達される。アドレスA22ないしA31は
チップセレクト用アドレス、アドレスA14ないしA2
1がタグアドレス、アドレスA12およびA13がウェ
イアドレス、アドレスA6ないしA11がセットアドレ
ス、アドレスA2ないしA5がブロックアドレスとな
る。アドレスA6ないしA11およびアドレスA12な
いしA21はDRAM100に対してそれぞれ列アドレ
スおよび行アドレスとして用いられる。またCDRAM
600のDRAM100に対しては、行アドレスと列ア
ドレスとをマルチプレクスするためのマルチプレクス回
路700が設けられる。次に動作について説明する。
The controller 750 includes a decoder 752,
Valid bit memory 754, tag address memory 756,
Comparator 758, decoder 770 and selector 7
72. In order to support 4 ways, the effective bit memory 754 includes four memory planes each having a configuration of 1 bit × 64, and a tag address memory 754.
6 also comprises four memory planes each having an 8 bit × 64 configuration. Similarly, one comparator 758 is provided for each memory plane of the tag address memory 756 to select one of the four ways, for a total of four comparators. In the four-way set associative method, 256 rows of the SRAM 200 are divided into four ways, so that the number of sets is 64. C
An address having the following configuration is transmitted from the PU to the address bus 620. Addresses A22 to A31 are chip select addresses, and addresses A14 to A2
1 is a tag address, addresses A12 and A13 are way addresses, addresses A6 to A11 are set addresses, and addresses A2 to A5 are block addresses. Addresses A6 to A11 and addresses A12 to A21 are used as column addresses and row addresses for DRAM 100, respectively. Also CDRAM
A multiplex circuit 700 for multiplexing a row address and a column address is provided for 600 DRAMs 100. Next, the operation will be described.

【0164】CPUからのアドレスA6−A11がセッ
トアドレスとしてデコーダ752へ与えられ、また、ア
ドレスA22−A31がチップセレクトアドレスとして
デコーダ770へ与えられる。デコーダ752はこのセ
ットアドレスA6−A11をデコードし、有効ビットメ
モリ754において、対応のセットに関連する有効ビッ
トを有効状態に設定する。それにより1セット(4ウェ
イ)が選択される。デコーダ770はチップセレクトア
ドレスA22−A31をデコードし、このCDRAM6
00へのアクセス要求が出されているか否かを判定す
る。CDRAM600がアクセス要求されている場合に
はデコーダ770はチップセレクト信号E#を“L”の
活性状態とするとともに、コンパレータ758を活性状
態とする。コンパレータ758は、有効ビットメモリ7
54の有効ビットを参照して、タグアドレスメモリ75
6から対応の4ウェイのタグアドレスを読出し、この読
出したタグアドレスとCPUからのアドレスA14−A
21を比較する。コンパレータ758は、一致が見出さ
れた場合には、この一致が見出されたウェイを示すウェ
イアドレスW0,W1を出力するとともに、キャッシュ
ヒットを示すためキャッシュヒット信号CH#を“L”
に立下げる。コンパレータ758において一致が見出さ
れない場合には、このキャッシュヒット信号CH#はミ
スヒットを示す“H”に設定される。
Addresses A6-A11 from the CPU are provided to decoder 752 as set addresses, and addresses A22-A31 are provided to decoder 770 as chip select addresses. The decoder 752 decodes the set addresses A6-A11, and sets a valid bit related to the corresponding set in the valid bit memory 754 to a valid state. Thereby, one set (4 ways) is selected. The decoder 770 decodes the chip select addresses A22-A31,
It is determined whether an access request to 00 has been issued. When the CDRAM 600 is requested to access, the decoder 770 activates the chip select signal E # to “L” and activates the comparator 758. The comparator 758 is provided in the valid bit memory 7
The tag address memory 75 is referred to
6, the corresponding 4-way tag address is read, and the read tag address and the address A14-A from the CPU are read.
Compare 21. When a match is found, comparator 758 outputs way addresses W0 and W1 indicating the way in which the match was found, and sets cache hit signal CH # to "L" to indicate a cache hit.
Fall to If no match is found in comparator 758, cache hit signal CH # is set to "H" indicating a mishit.

【0165】キャッシュヒットの場合、このコントロー
ラ750からのウェイアドレスW0,W1とCPUから
のアドレスA6−A11がSRAMロウデコーダ202
へ与えられ、SRAMアレイ201において16ビット
×4のSRAMセルが選択される。ブロックアドレスA
2−A5がSRAMコラムデコーダ203によりデコー
ドされ、選択された16ビット×4のSRAMセルのう
ち、1ビット×4が選択されてデータ出力端子Q(また
はデータ入力端子D)に接続される。ミスヒットの場合
には、セレクタ772は、たとえばLRU論理(最も古
いウェイを選択する論理)に従ってこの4ウェイのタグ
アドレスのうちの1つを選択しタグアドレスを書換える
べき領域を選択する。このセレクタ772により選択さ
れたタグアドレスはアレイアドレスとしてマルチプレク
ス回路700を介してDRAM100のDRAMロウデ
コーダDRDへ与えられる。またセレクタ772はその
書換えられるべきタグアドレスをCPUから与えられた
アドレスA14−A21で置換える。
In the case of a cache hit, the way addresses W0 and W1 from the controller 750 and the addresses A6-A11 from the CPU are stored in the SRAM row decoder 202.
And a 16-bit × 4 SRAM cell is selected in the SRAM array 201. Block address A
2-A5 is decoded by the SRAM column decoder 203, and 1 bit × 4 is selected from the selected 16-bit × 4 SRAM cells and connected to the data output terminal Q (or data input terminal D). In the case of a mishit, the selector 772 selects one of the four-way tag addresses according to, for example, LRU logic (logic for selecting the oldest way) and selects an area in which the tag address is to be rewritten. The tag address selected by the selector 772 is provided to the DRAM row decoder DRD of the DRAM 100 via the multiplex circuit 700 as an array address. The selector 772 replaces the tag address to be rewritten with the address A14-A21 given from the CPU.

【0166】CDRAM600内においては、このサイ
クルはコピーバックモードとなる。このコピーバックモ
ードにおいては、またセレクタ772の制御の下に、書
換えられるべきウェイを示すウェイアドレスW0,W1
が出力される。SRAM200においては、CPUから
のアドレスA6−A11とコントローラ750からのウ
ェイアドレスW0,W1とがデコードされ、16ビット
×4のSRAMセルが選択される。一方、DRAM10
0においては、セレクタ772から出力される8ビット
のタグアドレスとCPUから出力されるアドレスA6−
A13に従って16ビット×4のDRAMセルの選択が
行なわれる。その後、選択された16ビット×4のSR
AMセルから選択された16ビット×4のDRAMセル
へのデータ転送が行なわれる。
In CDRAM 600, this cycle is a copy back mode. In this copy-back mode, under the control of selector 772, way addresses W0 and W1 indicating the way to be rewritten.
Is output. In the SRAM 200, the addresses A6-A11 from the CPU and the way addresses W0 and W1 from the controller 750 are decoded, and a 16-bit × 4 SRAM cell is selected. On the other hand, DRAM 10
0, the 8-bit tag address output from the selector 772 and the address A6-
A 16-bit × 4 DRAM cell is selected according to A13. Then, the selected 16-bit × 4 SR
Data transfer from the AM cell to the selected 16-bit × 4 DRAM cell is performed.

【0167】次の動作サイクルにおいて、CPUからの
アドレスA6−A21に従ってDRAM100において
16ビット×4のDRAMセルが選択される。この新た
に選択された16ビット×4のDRAMセルデータがア
ドレスA6−A11およびウェイアドレスW0,W1に
従って選択された16ビット×4のSRAMセルに一括
して転送される。上述の構成とすることにより、CDR
AM600の内部構成を何ら変更することなく、ダイレ
クトマッピング方式およびセットアソシアティブ方式い
ずれのマッピング方式をも実現することができる。なお
図には示していないが、フルアソシアティブマッピング
方式ももちろん可能である。この場合、コントローラ7
50においては、SRAMキャッシュのアドレスとDR
AM100の対応のアドレスとを記憶するタグアドレス
メモリが必要とされる。次に、このCDRAMの各種動
作サイクルにおける信号のタイミング関係および状態遷
移について説明する。
In the next operation cycle, a DRAM cell of 16 bits × 4 is selected in DRAM 100 according to addresses A6-A21 from the CPU. The newly selected 16-bit × 4 DRAM cell data is collectively transferred to the 16-bit × 4 SRAM cell selected according to the addresses A6-A11 and the way addresses W0, W1. With the above configuration, the CDR
It is possible to realize both the direct mapping method and the set associative method without changing the internal configuration of the AM 600. Although not shown, a full associative mapping method is of course also possible. In this case, the controller 7
At 50, the address of the SRAM cache and the DR
A tag address memory for storing the corresponding address of the AM 100 is required. Next, signal timing relationships and state transitions in various operation cycles of the CDRAM will be described.

【0168】前述のように、アウトプットイネーブル信
号G#を除く制御信号およびアドレスAa,Acは外部
クロック信号Kの立上がりエッジでラッチされる。外部
クロックKの立上がりエッジの前後にそれぞれセットア
ップ時間およびホールド時間が必要とされる以外は、各
信号の状態は任意(D.C.)である。この外部クロッ
ク同期方式に従えば、アドレス信号のスキューなどに起
因するサイクルタイムのマージンなどを考慮する必要が
なく、サイクルタイムを低減することができ、高速動作
するCDRAMを得ることができる。アウトプットイネ
ーブル信号G#は図1に示す入出力回路274に含まれ
る出力バッファおよび出力レジスタの出力状態を制御す
る。アウトプットイネーブル信号G#が“H”の場合出
力データはハイインピーダンス状態(Hi−Z)とな
る。アウトプットイネーブル信号G#が活性状態の
“L”となれば何らかのデータが出力される。CDRA
Mの動作モードは図51に一覧にして示すとおりである
が、以下に各動作モードについてそのタイミング図とと
もに説明する。
As described above, the control signals except the output enable signal G # and the addresses Aa and Ac are latched at the rising edge of the external clock signal K. The state of each signal is arbitrary (DC) except that a setup time and a hold time are required before and after the rising edge of the external clock K, respectively. According to the external clock synchronization method, it is not necessary to consider a margin of a cycle time due to a skew of an address signal and the like, and a cycle time can be reduced and a CDRAM that operates at a high speed can be obtained. Output enable signal G # controls output states of an output buffer and an output register included in input / output circuit 274 shown in FIG. When the output enable signal G # is "H", the output data is in a high impedance state (Hi-Z). When the output enable signal G # becomes "L" in an active state, some data is output. CDRA
The operation modes of M are as listed in FIG. 51, and each operation mode will be described below with reference to its timing chart.

【0169】スタンバイ時においては外部クロック信号
Kの立上がりエッジではチップセレクト信号E#および
リフレッシュ指示信号REF#が共に“H”に設定さ
れ、残りの制御信号CH#,CI#、CR#およびW#
は任意の状態である。このスタンバイ時においては、C
DRAMにおいては何らメモリ動作は行なわれない。 No.1:キャッシュヒットライトサイクル 図56はキャッシュヒットライトサイクル時における各
信号のタイミングを示す図である。外部クロック信号K
はサイクルタイムtkを備える。サイクルタイムtk
は、外部クロック信号Kが“H”の状態にあるHパルス
幅tKHと、外部クロック信号Kが“L”の状態にある
Lパルス幅tKLを含む。キャッシュヒットライトサイ
クルは、SRAMキャッシュへデータを書込むサイクル
である。この状態の選択時には、外部クロック信号Kの
立上がりエッジでチップセレクト信号E#を“L”、キ
ャッシュヒット信号CH#を“L”、キャッシュ禁止信
号CI#を“H”、コマンドレジスタ信号CR#を
“H”、ライトイネーブル信号W#を“L”、アウトプ
ットイネーブル信号G#を“H”に設定する。
In the standby state, chip select signal E # and refresh instruction signal REF # are both set to "H" at the rising edge of external clock signal K, and the remaining control signals CH #, CI #, CR # and W # are set.
Is an arbitrary state. In this standby mode, C
No memory operation is performed in the DRAM. No. 1: Cache Hit Write Cycle FIG. 56 is a diagram showing the timing of each signal in a cache hit write cycle. External clock signal K
Has a cycle time tk. Cycle time tk
Includes an H pulse width tKH when the external clock signal K is in the “H” state and an L pulse width tKL when the external clock signal K is in the “L” state. The cache hit write cycle is a cycle for writing data to the SRAM cache. When this state is selected, the chip select signal E # is set to "L" at the rising edge of the external clock signal K, the cache hit signal CH # is set to "L", the cache inhibit signal CI # is set to "H", and the command register signal CR # is set to "H". "H", the write enable signal W # is set to "L", and the output enable signal G # is set to "H".

【0170】この状態において、SRAM200に対す
るアドレスが有効(Valid)としてラッチされ、こ
のSRAM用のアドレスAcに従ってSRAMへアクセ
スが行なわれる。このときDRAMに対するアドレスA
aは任意(D.C.)である。外部クロック信号Kの立
上がりエッジで入力データDは有効とされ、SRAM用
のアドレスAcにより選択されたSRAMセルへのこの
有効な書込みデータが書込まれる。キャッシュメモリS
RAMへのアクセスは高速であるため、図56に示すよ
うに外部クロック信号Kの1クロックサイクルで書込み
が完了する。すなわち、このキャッシュヒットライトに
要する時間はクロックサイクル時間tKである。図56
においては出力データQがアウトプットイネーブル信号
G#の任意状態に応答して変化しているが、これはこの
アウトプットイネーブル信号G#の“H”および“L”
のレベルに応じて出力データが現われることを示してい
る。また、この図56においては、各制御信号およびア
ドレス信号のセットアップ時間およびホールド時間をも
併せて示している。セットアップ時間は外部クロック信
号Kの立上がりエッジまでに確実に各制御信号またはア
ドレスを確定状態に設定するために必要とされる時間で
ある。ホールド時間はこの外部クロック信号Kの立上が
りエッジからその信号を一定時間保持し、確実な動作を
行なわせるために必要とされる時間である。簡単にこの
各セットアップ時間およびホールド時間を説明する。
In this state, the address for SRAM 200 is latched as valid (Valid), and the SRAM is accessed according to this SRAM address Ac. At this time, the address A for the DRAM
a is arbitrary (DC). The input data D is made valid at the rising edge of the external clock signal K, and this valid write data is written to the SRAM cell selected by the SRAM address Ac. Cache memory S
Since access to the RAM is fast, writing is completed in one clock cycle of the external clock signal K as shown in FIG. That is, the time required for the cache hit write is the clock cycle time tK. Figure 56
, The output data Q changes in response to an arbitrary state of the output enable signal G #, which is caused by the "H" and "L" levels of the output enable signal G #.
Output data appears in accordance with the level of. FIG. 56 also shows the setup time and hold time of each control signal and address signal. The setup time is a time required to surely set each control signal or address to a defined state by the rising edge of the external clock signal K. The hold time is a time required from the rising edge of the external clock signal K to hold the signal for a certain period of time to perform a reliable operation. The setup time and the hold time will be briefly described.

【0171】チップセレクト信号E#は“L”移行時に
必要とされるセットアップ時間tELSと、“H”へ移
行するときに必要とされるセットアップ時間tEHS
と、“L”移行時に必要とされるホールド時間tELH
と、“H”移行時に必要とされるホールド時間tEHH
を含む。キャッシュヒット信号CH#には、“L”移行
時に必要とされるセットアップ時間tCHLSと、
“H”移行時に必要とされるセットアップ時間tCHH
Sと、“L”移行時に必要とされるホールド時間tCH
LHと、“H”移行時に必要とされるホールド時間tC
HHHが設定される。キャッシュ禁止信号CI#は、
“L”移行時および“H”移行時にそれぞれ必要とされ
るセットアップ時間tCILSおよびtCIHSと、
“L”移行時および“H”移行時にそれぞれ必要とされ
るホールド時間tCILHおよびtCIHHを含む。
The chip select signal E # has a setup time tELS required when shifting to “L” and a setup time tEHS required when shifting to “H”.
And hold time tELH required at the time of transition to “L”
And hold time tEHH required at the time of transition to “H”
including. The cache hit signal CH # includes a setup time tCHLS required at the time of transition to “L”,
Setup time tCHH required at "H" transition
S and the hold time tCH required when shifting to “L”
LH and hold time tC required at the time of transition to “H”
HHH is set. The cache inhibit signal CI # is
Setup times tCILS and tCIHS required at the time of “L” transition and “H” transition, respectively;
The hold times tCILH and tCIHH required at the time of “L” transition and “H” transition, respectively, are included.

【0172】コマンドレジスタ信号CR#は、“L”移
行時および“H”移行時にそれぞれ必要とされるセット
アップ時間tCRLSおよびtCRHSと、“L”移行
時および“H”移行時にそれぞれ必要とされるホールド
時間tCRLHおよびtCRHHを含む。リフレッシュ
信号REF#は、“L”移行時および“H”移行時にそ
れぞれ必要とされるセットアップ時間tRLSおよびt
RHSと、“L”移行時および“H”移行時にそれぞれ
必要とされるホールド時間tRLHおよびtRHHを含
む。ライトイネーブル信号W#は、“L”移行時および
“H”移行時にそれぞれ必要とされるセットアップ時間
tWLSおよびtWHSと、“L”移行時および“H”
移行時にそれぞれ必要とされるホールド時間tWLHお
よびtWHHを含む。SRAM用のアドレスAcは、そ
の状態が有効(Valid)と判定されるために必要と
されるセットアップ時間tACSと、有効時に必要とさ
れるホールド時間tACHを含む。
The command register signal CR # has the setup times tCRLS and tCRHS required when transitioning to "L" and "H", and the hold required when transitioning to "L" and "H", respectively. Includes times tCRLH and tCRHH. The refresh signal REF # has a setup time tRLS and tRLS required at the time of “L” transition and at the time of “H” transition, respectively.
RHS and hold times tRLH and tRHH required at the time of “L” transition and “H” transition, respectively. The write enable signal W # includes the setup times tWLS and tWHS required at the time of transition to “L” and “H”, respectively, and at the time of transition to “L” and “H”.
Hold time tWLH and tWHH required at the time of transition are included. The address Ac for the SRAM includes a setup time tACS required to determine that the state is valid (Valid) and a hold time tACH required when the state is valid.

【0173】DRAM用のアドレスAaは、有効と判定
される(外部クロック信号Kの立上りエッジ)までに必
要とされるセットアップ時間tAASと、有効と判定さ
れた後に必要とされるホールド時間tAAHを含む。書
込みデータDに対しては、有効データに対して要求され
るセットアップ時間tDSと、有効データに要求される
ホールド時間tDHが必要とされる。アウトプットイネ
ーブル信号G#に対しては、出力ディスエーブル状態と
してからデータ入力ピンが活性状態とされるまでに必要
とされる時間tGHDと、データ入力ピンがハイインピ
ーダンス状態となってから信号G#が“L”へ移行する
までに必要とされる遅延時間tGLDと、“L”移行後
出力ピンが活性状態とされるまでに必要とされる時間t
GLQと、“H”移行後出力ピンがハイインピーダンス
状態となるまでに必要とされる時間tGHQが設定され
る。
The address Aa for the DRAM includes a setup time tAAS required until it is determined to be valid (rising edge of the external clock signal K) and a hold time tAAH required after it is determined to be valid. . For the write data D, a setup time tDS required for valid data and a hold time tDH required for valid data are required. For the output enable signal G #, the time tGHD required from the output disable state to the activation of the data input pin, and the signal G # after the data input pin becomes the high impedance state. The time tGLD required until the output pin goes to "L" and the time t required until the output pin is activated after the transition to "L"
GLQ and a time tGHQ required until the output pin goes into a high impedance state after transition to “H” are set.

【0174】アクセス時間としては、アウトプットイネ
ーブル信号G#が“L”となってから有効データが出力
されるまでのアクセス時間tGLAと、外部クロック信
号Kが“L”となってから有効データが出力されるまで
に必要とされるアクセス時間tKLAと、外部クロック
信号Kが“H”となってから有効データが出力されるま
でに要するアクセス時間tKHAと、レジスタ出力モー
ドにおいて外部クロック信号Kが“H”となってから有
効データが出力されるまでのアクセス時間tKHAR
と、外部クロック信号Kが“H”となってからDRAM
へアクセスして有効データが出力されるまでに必要とさ
れるアレイアクセス時間tKHAAが設定される。図5
6において、アウトプットイネーブル信号G#の立上が
りエッジから時間tGHD経過後、書込みデータDは無
効(Inv)とみなされる。
The access time includes the access time tGLA from when the output enable signal G # goes "L" to when valid data is output and the valid time after the external clock signal K goes "L". The access time tKLA required until the output is performed, the access time tKHA required until the valid data is output after the external clock signal K becomes “H”, and the external clock signal K is “ Access time tKHAR from the time of “H” until valid data is output
And the DRAM after the external clock signal K becomes "H".
, An array access time tKHAA required until valid data is output after access is set. FIG.
At 6, the write data D is regarded as invalid (Inv) after a lapse of time tGHD from the rising edge of the output enable signal G #.

【0175】本発明のCDRAMのサイクル時間は、一
例として、10nS(ナノ秒)ないし20nSに設定さ
れる。アレイアクセス時間tKHAAは、70ないし8
0nSに設定される。各セットアップ時間およびホール
ド時間は数ナノ秒に設定される。 NO.2T:キャッシュヒットリードサイクル(トラン
スペアレント出力モード) 図57にこのトランスペアレント出力モード時における
キャッシュヒットリードサイクルのタイミング図を示
す。出力モードは前述のごとく、トランスペアレント出
力モード、ラッチ出力モード、およびレジスタ出力モー
ドを含む。この出力モードの指定は、コマンドレジスタ
によって行なわれる。図57において、キャッシュヒッ
トリードサイクルの設定時においては、外部クロック信
号Kの立上がりエッジで、チップセレクト信号E#およ
びキャッシュ指示信号CH#がともに“L”に設定さ
れ、キャッシュ禁止信号CI#、リフレッシュ指示信号
REF#、コマンドレジスタ信号CR#およびライトイ
ネーブル信号W#が“H”に設定される。
The cycle time of the CDRAM of the present invention is set, for example, from 10 nS (nanosecond) to 20 nS. The array access time tKHAA is 70 to 8
Set to 0 nS. Each setup and hold time is set to a few nanoseconds. NO. 2T: Cache Hit Read Cycle (Transparent Output Mode) FIG. 57 shows a timing chart of the cache hit read cycle in the transparent output mode. As described above, the output mode includes the transparent output mode, the latch output mode, and the register output mode. This output mode is designated by a command register. In FIG. 57, when a cache hit read cycle is set, chip select signal E # and cache designating signal CH # are both set to "L" at the rising edge of external clock signal K, and cache inhibit signal CI # and refresh Instruction signal REF #, command register signal CR #, and write enable signal W # are set to "H".

【0176】この状態において、外部クロック信号Kの
立上がりエッジでSRAMに対するアドレスAcが有効
とされ、この有効アドレスAcに従ったSRAMセルの
選択動作が行なわれる。トランスペアレント出力モード
においては、この有効アドレスAcが指定するSRAM
セルのデータがこのクロックサイクルにおいて出力され
る。このトランスペアレント出力モードにおいては、有
効出力データQは、外部クロック信号Kの立上がりエッ
ジから時間tKHA経過後、またはアウトプットイネー
ブル信号G#の立下がりエッジから時間tGLA経過後
の遅い方のタイミングで出力される。時間tKHAより
前にアウトプットイネーブル信号G#を“L”へ立下げ
ると、無効データ(INV.)が時間tKHAが経過す
るまで出力される。このキャッシュヒットリードサイク
ルにおいては書込みデータはハイインピーダンス状態
(Hi−Z)に設定され、またDRAMに対するアドレ
スAaは用いられることがないため、任意状態である。
In this state, the address Ac for the SRAM is made valid at the rising edge of the external clock signal K, and the SRAM cell is selected in accordance with the effective address Ac. In the transparent output mode, the SRAM designated by the effective address Ac
Cell data is output in this clock cycle. In the transparent output mode, valid output data Q is output at a later timing after a lapse of time tKHA from the rising edge of external clock signal K or after a lapse of time tGLA from the falling edge of output enable signal G #. You. If the output enable signal G # falls to “L” before the time tKHA, invalid data (INV.) Is output until the time tKHA elapses. In this cache hit read cycle, the write data is set to a high impedance state (Hi-Z), and the address Aa for the DRAM is not used, so that the state is arbitrary.

【0177】No.2L:キャッシュヒットリードサイ
クル(ラッチ出力モード) 図58にラッチ出力モードのキャッシュヒットリードサ
イクルのタイミング図を示す。このラッチ出力モードと
トランスペアレント出力モードとの相違点は、ラッチ出
力モードでは、アクセス時間tKHAよりも前にアウト
プットイネーブル信号G#を“L”に立下げたときに、
まず、前のサイクルで選択されたSRAMセルのデータ
(Pre.Valid)が出力されることである。他の
信号のタイミングは図57に示すトランスペアレント出
力モードと同様である。このラッチ出力モードに従え
ば、無効データ(INV)が出力されることはなく、常
に有効なデータのみが出力される。 No.2R:キャッシュヒットリードサイクル(レジス
タ出力モード) 図59にレジスタ出力モードにおけるキャッシュヒット
リードサイクルのタイミング図を示す。このレジスタ出
力モードにおけるキャッシュヒットリードサイクルにお
ける外部制御信号のタイミングは図57および58に示
すトランスペアレント出力モードおよびラッチ出力モー
ドのそれと同様である。このレジスタ出力モードにおい
ては外部クロック信号Kの立上がりエッジから時間tK
HAR経過後、またはアウトプットイネーブル信号G#
の立下がりエッジから時間tGLA経過後の遅い方の時
刻に前サイクルの有効データ(Pre.Valid)が
出力される。このレジスタ出力モードにおいては無効デ
ータは出力されない。このレジスタ出力モードは、パイ
プライン動作に適している。
[0177] No. 2L: Cache hit read cycle (latch output mode) FIG. 58 shows a timing chart of the cache hit read cycle in the latch output mode. The difference between the latch output mode and the transparent output mode is that in the latch output mode, when the output enable signal G # falls to “L” before the access time tKHA,
First, data (Pre. Valid) of the SRAM cell selected in the previous cycle is output. The timing of the other signals is the same as in the transparent output mode shown in FIG. According to the latch output mode, invalid data (INV) is not output, and only valid data is always output. No. 2R: Cache Hit Read Cycle (Register Output Mode) FIG. 59 shows a timing chart of the cache hit read cycle in the register output mode. The timing of the external control signal in the cache hit read cycle in the register output mode is the same as that in the transparent output mode and the latch output mode shown in FIGS. In this register output mode, time tK from the rising edge of external clock signal K is applied.
After the lapse of HAR or the output enable signal G #
Valid data (Pre. Valid) of the previous cycle is output at the later time after the elapse of the time tGLA from the falling edge of. In this register output mode, no invalid data is output. This register output mode is suitable for pipeline operation.

【0178】上述の出力モードの切換えは、図1に示す
入出力回路274に含まれる出力レジスタの動作を制御
することにより実現される(より詳細には図16参
照)。 No.3:コピーバックサイクル 図60にコピーバックサイクルにおける各信号のタイミ
ングを示す。このコピーバックサイクルはキャッシュ
(SRAM)からアレイ(DRAM)へデータを転送す
るためのサイクルであり、ミスヒットの場合の最初のサ
イクルに行なわれる。コピーバックサイクルにおいて
は、外部クロック信号Kの立上がりエッジで、チップセ
レクト信号E#およびライトイネーブル信号W#をとも
に“L”に設定し、かつキャッシュヒット信号CH#、
キャッシュ禁止信号CI#、リフレッシュ指示信号RE
F#、コマンドレジスタ信号CR#およびアウトプット
イネーブル信号G#を“H”に設定する。
The switching of the output mode is realized by controlling the operation of an output register included in input / output circuit 274 shown in FIG. 1 (see FIG. 16 for more details). No. 3: Copyback cycle FIG. 60 shows the timing of each signal in the copyback cycle. This copy back cycle is a cycle for transferring data from the cache (SRAM) to the array (DRAM), and is performed in the first cycle in the case of a mishit. In the copy back cycle, the chip select signal E # and the write enable signal W # are both set to "L" at the rising edge of the external clock signal K, and the cache hit signals CH #, CH #,
Cache inhibit signal CI #, refresh instruction signal RE
F #, command register signal CR # and output enable signal G # are set to "H".

【0179】このコピーバックサイクルにおいては、D
RAMにおいてもメモリセルを選択するためにアレイア
ドレスAaを入力する必要がある。アレイアドレスAa
は行アドレス(Row)と列アドレス(Col)とがマ
ルチプレクスして与えられる。外部クロック信号Kの最
初の立上がりエッジでアレイ行アドレスがラッチされ、
外部クロック信号Kの2回目の立上がりエッジでアレイ
列アドレスがラッチされる。外部クロック信号Kの2回
目の立上がりエッジにおいてはキャッシュヒット指示信
号CH#、キャッシュ禁止信号CI#、ライトイネーブ
ル信号W#およびキャッシュアドレス(SRAMに対す
るアドレス)Acは任意である。ライトイネーブル信号
W#が1回目の外部クロック信号Kの立上がりエッジで
“L”に設定されており、外部入力データDはハイイン
ピーダンス状態から任意の状態へ変化する。外部出力デ
ータQは、アウトプットイネーブル信号G#が“H”に
あるためハイインピーダンス状態となる。
In this copy back cycle, D
In a RAM, it is necessary to input an array address Aa in order to select a memory cell. Array address Aa
Is given by multiplexing a row address (Row) and a column address (Col). The array row address is latched on the first rising edge of external clock signal K,
The array column address is latched at the second rising edge of external clock signal K. At the second rising edge of external clock signal K, cache hit instruction signal CH #, cache inhibit signal CI #, write enable signal W #, and cache address (address for SRAM) Ac are arbitrary. Write enable signal W # is set to "L" at the first rising edge of external clock signal K, and external input data D changes from a high impedance state to an arbitrary state. The external output data Q is in a high impedance state because the output enable signal G # is at "H".

【0180】No.4:ブロック転送サイクル 図61に示すブロック転送サイクルでは、コピーバック
動作後などにおいて、アレイからキャッシュ(SRA
M)へデータブロックが一括転送される。このブロック
転送サイクルは、外部クロック信号Kの1回目の立上が
りエッジでライトイネーブル信号W#が“H”に設定さ
れることを除いて図60に示すコピーバックサイクルと
同じタイミング条件が満足される。すなわち、キャッシ
ュミス(ミスヒット)時において外部クロック信号Kの
1回目の立上がりエッジでライトイネーブル信号W#を
“L”と設定すればコピーバックサイクルが起動され、
一方、ライトイネーブル信号W#を“H”と設定すれば
アレイからキャッシュへのブロック転送サイクルが設定
される。
No. 4: Block Transfer Cycle In the block transfer cycle shown in FIG. 61, the cache (SRA)
The data blocks are collectively transferred to M). This block transfer cycle satisfies the same timing conditions as the copy back cycle shown in FIG. 60 except that write enable signal W # is set to "H" at the first rising edge of external clock signal K. That is, at the time of a cache miss (miss hit), if the write enable signal W # is set to "L" at the first rising edge of the external clock signal K, a copy back cycle is started,
On the other hand, if the write enable signal W # is set to "H", a block transfer cycle from the array to the cache is set.

【0181】高速コピーバックを行なうか、通常のコピ
ーバックおよびブロック転送を行なうか、およびライス
トスルーを行なうかは、コマンドレジスタへコマンドデ
ータを転送することにより決定される。 No.5:アレイライトサイクル 図62に示すアレイライトサイクルはCPUがアレイへ
直接アクセスしてデータを書込むモードを設定するサイ
クルである。アレイアドレスAaによりアレイのDRA
Mセルを選択する。このとき、図12に示すように、双
方向転送ゲート回路305のアクセス切換え回路310
を介してデータが書込まれてもよく、またこのようなア
クセス切換え回路310を設けることなく、図30およ
び41に示すようにSRAMのビット線対SBLおよび
双方向転送ゲートBTGならびにグローバルI/O線対
GIOを介してデータを書込む構成であってもよい。S
RAMアレイのSRAMビット線対SBLを介してデー
タを書込む構成の場合、アレイアドレスAaの下位ビッ
トがブロックアドレスとしてSRAMのコラムデコーダ
SCDへ与えられてもよく、またDRAMコラムデコー
ダから列選択信号がSRAM選択ゲートへ与えられても
よい。
Whether high-speed copy-back, normal copy-back and block transfer, or write-through is performed is determined by transferring command data to a command register. No. 5: Array Write Cycle The array write cycle shown in FIG. 62 is a cycle for setting the mode in which the CPU directly accesses the array and writes data. DRA of array by array address Aa
Select M cell. At this time, as shown in FIG. 12, the access switching circuit 310 of the bidirectional transfer gate circuit 305
, And without providing access switching circuit 310, as shown in FIGS. 30 and 41, bit line pair SBL of SRAM and bidirectional transfer gate BTG and global I / O Data may be written via the line pair GIO. S
In the case of a configuration in which data is written via the SRAM bit line pair SBL of the RAM array, the lower bits of the array address Aa may be given to the column decoder SCD of the SRAM as a block address, and a column selection signal is output from the DRAM column decoder. It may be provided to the SRAM selection gate.

【0182】アレイライトサイクルの指定は、図62に
示すように外部クロック信号Kの1回目の立上がりエッ
ジで、チップセレクト信号E#、キャッシュ禁止信号C
I#、およびライトイネーブル信号W#を“L”に設定
し、リフレッシュ指示信号REF#およびアウトプット
イネーブル信号G#を“H”に設定することにより行な
われる。キャッシュ指示信号CH#の状態は任意であ
る。このアレイライトサイクルにおいては、外部クロッ
ク信号Kの1回目の立上がりエッジでアレイアドレスA
aが行アドレス(Row)としてラッチされ、外部クロ
ック信号Kの2回目の立上がりエッジでアレイアドレス
Aaが列アドレス(Col)としてラッチされる。キャ
ッシュへのアクセスはこのとき行なわれないため、キャ
ッシュ用のアドレスAcの状態は任意である。外部書込
みデータDは1回目の外部クロック信号Kの立上がりエ
ッジでラッチされる。外部出力データQはハイインピー
ダンス状態となる。
The array write cycle is designated at the first rising edge of external clock signal K, as shown in FIG. 62, by chip select signal E # and cache inhibit signal C.
This is performed by setting I # and write enable signal W # to "L", and setting refresh instruction signal REF # and output enable signal G # to "H". The state of the cache instruction signal CH # is arbitrary. In this array write cycle, the array address A is output at the first rising edge of the external clock signal K.
a is latched as a row address (Row), and the array address Aa is latched as a column address (Col) at the second rising edge of the external clock signal K. Since access to the cache is not performed at this time, the state of the cache address Ac is arbitrary. External write data D is latched at the first rising edge of external clock signal K. The external output data Q enters a high impedance state.

【0183】図54および図55に示すキャッシュシス
テムにおいては、DRAM100へは16ビットのアド
レスのみが与えられており、ブロックアドレスによりS
RAMにおけるブロック内部の列選択動作が行なわれて
いる。この図54および図56に示す構成はキャッシュ
システム時の構成を示しており、アレイアクセスの構成
を示していないが、アレイアクセス時において、キャッ
シュ禁止信号CI#が“L”となったとき、この4ビッ
トのブロックアドレスをDRAM100の列選択用アド
レスとして用いる構成とすればよい。 No.6:アレイリードサイクル 図63に示すアレイリードサイクルはCPUが直接アレ
イへアクセスしてデータを読出すモードを設定するため
のサイクルである。このアレイリードサイクルの指定は
外部クロック信号Kの1回目の立上がりエッジでチップ
セレクト信号E#およびキャッシュ禁止信号CI#を
“L”とし、リフレッシュ指示信号REF#、コマンド
レジスタ信号CR#、ライトイネーブル信号W#および
アウトプットイネーブル信号G#を“H”に設定するこ
とにより行なわれる。外部クロック信号Kの2回目の立
上がりエッジではチップセレクト信号E#、リフレッシ
ュ指示信号REF#、およびコマンドレジスタ信号CR
#が“H”に設定される。キャッシュ禁止信号CI#お
よびライトイネーブル信号Wの状態は任意である。キャ
ッシュヒット指示信号CH#はアレイリードサイクルに
おいては状態は任意であり、またアウトプットイネーブ
ル信号G#は“H”の状態を維持する。外部クロック信
号Kの1回目の立上がりエッジでアレイアドレスAaが
行アドレスとしてラッチされ、2回目の外部クロック信
号Kの2回目の立上がりエッジでアレイアドレスAaが
列アドレスとしてラッチされる。外部入力データDの状
態は任意であり、外部出力データQはハイインピーダン
ス状態に設定される。
In the cache system shown in FIGS. 54 and 55, only a 16-bit address is given to DRAM 100, and S
A column selection operation inside a block in the RAM is performed. The configurations shown in FIGS. 54 and 56 show the configuration at the time of the cache system and do not show the configuration of the array access. However, when the cache inhibit signal CI # becomes "L" at the time of the array access, The configuration may be such that a 4-bit block address is used as a column selection address of the DRAM 100. No. 6: Array Read Cycle The array read cycle shown in FIG. 63 is a cycle for setting a mode in which the CPU directly accesses the array and reads data. The array read cycle is designated by setting the chip select signal E # and the cache inhibit signal CI # to "L" at the first rising edge of the external clock signal K, refresh instruction signal REF #, command register signal CR #, and write enable signal. This is performed by setting W # and output enable signal G # to "H". At the second rising edge of external clock signal K, chip select signal E #, refresh instruction signal REF #, and command register signal CR
# Is set to "H". The states of the cache inhibit signal CI # and the write enable signal W are arbitrary. The cache hit instruction signal CH # can be in any state in the array read cycle, and the output enable signal G # maintains the state of "H". At the first rising edge of external clock signal K, array address Aa is latched as a row address, and at the second rising edge of external clock signal K, array address Aa is latched as a column address. The state of external input data D is arbitrary, and external output data Q is set to a high impedance state.

【0184】ここで、アレイアクセスサイクル(アレイ
ライトサイクルおよびアレイリードサイクル)は外部ク
ロック信号Kの1回目の立上がりエッジでキャッシュ信
号CI#を“L”に設定することにより設定されるが、
このアレイアクセスサイクルは、アレイにCPUが直接
アクセスするモードを設定するためのサイクルである。
このアレイライトサイクルおよびアレイリードサイクル
内で実際にデータのリード/ライトが行なわれているの
ではない。コピーバック動作、ブロック転送動作および
アレイアクセス動作など、アレイのデータのリード/ラ
イトを必要とする動作は、DRAMアレイのワード線の
選択、選択セルデータのセンスアンプによる検知増幅お
よびデータのリストア動作ならびにRASプリチャージ
などを必要とする。したがって、これらのアレイのデー
タのリード/ライトを必要とする動作は数クロックサイ
クル必要とする。DRAMのサイクルタイムをta、外
部クロック信号KのサイクルタイムをtKとしてm=t
a/tK回だけ外部クロックサイクルがアレイアクセス
に必要とされる。このmサイクルはCPUに対する待ち
時間となる。このようなアレイにおけるセル選択および
データのリード/ライトにおいてCPUに対するウェイ
トがかけられているときのタイミングについて次に説明
する。
Here, the array access cycle (array write cycle and array read cycle) is set by setting cache signal CI # to "L" at the first rising edge of external clock signal K.
This array access cycle is a cycle for setting a mode in which the CPU directly accesses the array.
Data read / write is not actually performed in the array write cycle and array read cycle. Operations requiring read / write of array data, such as copy-back operation, block transfer operation, and array access operation, are performed by selecting word lines of the DRAM array, detecting and amplifying selected cell data by a sense amplifier, and restoring data. RAS precharge is required. Therefore, an operation requiring reading / writing of data in these arrays requires several clock cycles. When the cycle time of the DRAM is ta and the cycle time of the external clock signal K is tK, m = t
Only a / tK external clock cycles are required for array access. These m cycles are waiting time for the CPU. The timing when a wait is applied to the CPU in cell selection and data read / write in such an array will be described below.

【0185】No.7:アレイアクティブサイクル 図64に示すアレイアクティブサイクルでは、与えられ
たアレイアドレスAaに従ってDRAMにおいて、行選
択動作および列選択動作ならびにデータの書込み/読出
しが行なわれる。このアレイアクティブサイクルにおい
ては、外部クロック信号Kの立上がりエッジで、チップ
セレクト信号E#、リフレッシュ指示信号REF#およ
びコマンドレジスタ信号CR#が“H”に設定され、ア
ウトプットイネーブル信号G#がこのサイクル中“H”
に固定される。キャッシュヒット信号CH#、キャッシ
ュ禁止信号CI#、ライトイネーブル信号W#の状態は
任意である。このアレイアクティブサイクルにおいて
は、外部入力データDの状態は任意であるが、外部出力
データQはハイインピーダンスとなる。
No. 7: Array Active Cycle In the array active cycle shown in FIG. 64, a row selecting operation, a column selecting operation, and data writing / reading are performed in the DRAM according to applied array address Aa. In this array active cycle, at the rising edge of external clock signal K, chip select signal E #, refresh instruction signal REF # and command register signal CR # are set to "H", and output enable signal G # is set to the cycle. Medium “H”
Fixed to The states of the cache hit signal CH #, the cache inhibit signal CI #, and the write enable signal W # are arbitrary. In this array active cycle, the state of external input data D is arbitrary, but external output data Q becomes high impedance.

【0186】No.7QT:トランスペアレント出力モ
ードを伴うアレイアクティブサイクル No.7QL:ラッチ出力モードでのアレイアクティブ
サイクル 図66に示すラッチ出力モードでのアレイアクティブサ
イクルにおける各制御信号のタイミング状態は図65に
示すものと同じである。ラッチ出力モードでのアレイア
クティブサイクルにおいては、それまで“H”に保持さ
れていたアウトプットイネーブル信号G#が“L”へ立
下がると、まず、前回のアクセスサイクル(キャッシュ
アクセスサイクルでもアレイアクセスサイクルのいずれ
でもよい)で読出されたデータ(出力レジスタにラッチ
されている)がまず出力され、続いて今回のアレイアク
セスサイクルで読出されたデータが出力される。
No. 7QT: Array active cycle with transparent output mode 7QL: Array Active Cycle in Latch Output Mode The timing state of each control signal in the array active cycle in the latch output mode shown in FIG. 66 is the same as that shown in FIG. In the array active cycle in the latch output mode, when the output enable signal G # which has been held at "H" falls to "L", first, the previous access cycle (the array access cycle even in the cache access cycle) is performed. ) Is first output, and then the data read in the current array access cycle is output.

【0187】No.7QR:レジスタ出力モードでのア
レイアクティブサイクル 図67に示すレジスタ出力モードでのアレイアクティブ
サイクルにおける各制御信号の状態は、図65および図
66に示すものと同じである。このラッチ出力モードで
のアレイアクティブサイクルにおいては、それまで
“H”に保持されていたアウトプットイネーブル信号G
#を“L”に立下げると、外部書込みデータDがハイイ
ンピーダンス状態となり、外部出力データQとして前回
のアクセスサイクルで読出されたデータが出力される。
このラッチ出力モードのアレイアクセスサイクルにおい
て、次のクロックサイクルでアウトプットイネーブル信
号G#が“H”から“L”に立下げられると今回のアレ
イアクセスサイクルで読出されたデータが出力される。
[0187] No. 7QR: Array active cycle in register output mode The state of each control signal in the array active cycle in the register output mode shown in FIG. 67 is the same as that shown in FIGS. 65 and 66. In the array active cycle in the latch output mode, the output enable signal G previously held at "H"
When # falls to "L", the external write data D enters a high impedance state, and the data read in the previous access cycle is output as the external output data Q.
In the array access cycle in the latch output mode, when the output enable signal G # falls from "H" to "L" in the next clock cycle, data read in the current array access cycle is output.

【0188】この図63ないし図67に示すサイクルを
組合わせることによりアレイから外部アドレスに従った
出力データQが得られる。図68はトランスペアレント
出力モードにおいてアレイからデータを読出す際に実行
されるサイクルの全体を示す図である。図68におい
て、タイミング図の上に丸印で示す数字は前述の各サイ
クルの説明において付した番号を表わしている。まずト
ランスペアレント出力モードにおけるアレイリード動作
においては、図63に示すアレイリードサイクル(N
o.6)が実行される。このサイクルNo.6によりア
レイアドレスAaがそれぞれ外部クロック信号Kの立上
がりエッジで行アドレスおよび列アドレスとして順に取
込まれる。次いで図64に示すアレイアクティブサイク
ルが所定回数実行され、DRAMアレイにおける行およ
び列の選択動作が行なわれる。最後に、図65に示すサ
イクルNo.7QTを実行し、出力イネーブル信号G#
を“L”に立下げることにより、無効データが出力され
た後有効データが出力される。この場合のアクセス時間
tKHAAは通常のDRAMのアクセス時間と同程度と
なる。
By combining the cycles shown in FIGS. 63 to 67, output data Q according to the external address is obtained from the array. FIG. 68 shows the entire cycle executed when data is read from the array in the transparent output mode. In FIG. 68, the numbers indicated by circles on the timing chart represent the numbers given in the description of each cycle described above. First, in the array read operation in the transparent output mode, the array read cycle (N
o. 6) is executed. This cycle No. 6, the array address Aa is sequentially taken in as a row address and a column address at the rising edge of the external clock signal K, respectively. Then, the array active cycle shown in FIG. 64 is executed a predetermined number of times, and the row and column selecting operation in the DRAM array is performed. Finally, the cycle No. shown in FIG. 7QT, and the output enable signal G #
To "L", valid data is output after invalid data is output. In this case, the access time tKHAA is substantially equal to the access time of a normal DRAM.

【0189】図69はラッチ出力モードにおいてアレイ
からデータをリードする際に行なわれるサイクルの全体
を示す図である。このラッチ出力モードにおけるアレイ
リード動作においても、図68に示すトランスペアレン
ト出力モードにおけるアレイリード動作と同様、まず図
63に示すアレイリードサイクル(No.6)が行なわ
れ、アレイからデータを読出すモードの設定が行なわれ
る。このアレイリードサイクル(サイクルNo.6)に
よりアレイアドレスAaがラッチされた後、図64に示
すアレイアクティブサイクル(サイクルNo.7)が所
定回数行なわれる。このアレイアクティブサイクル(サ
イクルNo.7)の後、図65に示すラッチ出力モード
でのアレイアクティブサイクル(サイクルNo.7Q
L)が行なわれる。このサイクルNo.7QLにおいて
それまで“H”に設定されていたアウトプットイネーブ
ル信号G#を“L”へ立下げると、前回のアクセスによ
り読出されたデータが出力された後、今回のアレイリー
ドサイクルでアクセス要求されたメモリセルのデータが
出力される。このときのアクセス時間tKHAAは、外
部クロック信号Kの第1回目の立上がりエッジから今回
のアレイアクセスサイクルでアクセス要求されたメモリ
セルデータ(Valid)が出力されるまでに要する時
間である。
FIG. 69 shows an entire cycle performed when data is read from the array in the latch output mode. In the array read operation in the latch output mode, similarly to the array read operation in the transparent output mode shown in FIG. 68, first, an array read cycle (No. 6) shown in FIG. The settings are made. After the array address Aa is latched by the array read cycle (cycle No. 6), the array active cycle (cycle No. 7) shown in FIG. 64 is performed a predetermined number of times. After this array active cycle (cycle No. 7), the array active cycle (cycle No. 7Q) in the latch output mode shown in FIG.
L) is performed. This cycle No. When the output enable signal G #, which has been set to "H" in 7QL, falls to "L", an access request is issued in the current array read cycle after the data read by the previous access is output. The data of the memory cell is output. The access time tKHAA at this time is a time required from the first rising edge of the external clock signal K to outputting the memory cell data (Valid) requested to be accessed in the current array access cycle.

【0190】図70はレジスタ出力モードにおいてアレ
イからデータをリードする際に行なわれるサイクルの全
体を示す図である。図70において、まずサイクルN
o.6の実行により、アレイリードモードの設定が行な
われ、かつ外部クロック信号Kの立上がりエッジでアレ
イアドレスAaがそれぞれ行アドレスおよび列アドレス
として時分割的にラッチされる。続いて、サイクルN
o.7のアレイアクティブサイクルが所定回数行なわれ
た後、サイクルNo.7QRのアレイアクティブサイク
ルが行なわれる。このサイクルNo.7QRにおいてア
ウトプットイネーブル信号G#が“L”に立下がりかつ
外部クロック信号Kの立上がった後、時間tKHA経過
後または時間tGLA経過後の遅い方のタイミングで前
回のサイクルで読出されたデータが出力データQとして
出力される。このときのアクセス時間tKHAAはサイ
クルNo.6において外部クロック信号Kが1回目の立
上がりエッジから有効データが出力されるまでの時間で
ある。
FIG. 70 shows an entire cycle performed when data is read from the array in the register output mode. In FIG. 70, first, cycle N
o. By executing step 6, the array read mode is set, and at the rising edge of external clock signal K, array address Aa is latched in a time-division manner as a row address and a column address, respectively. Then, cycle N
o. After the array active cycle of No. 7 has been performed a predetermined number of times, cycle No. 7 An array active cycle of 7QR is performed. This cycle No. In 7QR, after the output enable signal G # falls to "L" and the external clock signal K rises, the data read in the previous cycle at the later timing after the lapse of the time tKHA or the lapse of the time tGLA Output as output data Q. The access time tKHAA at this time is the cycle No. 6, the time from the first rising edge of the external clock signal K to the output of valid data.

【0191】DRAMセルは定期的にリフレッシュする
必要がある。このリフレッシュ動作の設定は外部からの
リフレッシュ指示信号REF#により行なわれる。この
リフレッシュ時においては、CDRAM内では、このリ
フレッシュ指示信号REF#に応答してリフレッシュア
ドレスカウンタ(図1のカウンタ回路293参照)から
リフレッシュアドレスが発生され、このリフレッシュア
ドレスに従って自動的にDRAMセルのリフレッシュが
行なわれる。このようなオートリフレッシュ機能を備え
るDRAMは従来からDRAM分野において知られてい
る。以下、このリフレッシュを行なうための信号のタイ
ミングについて説明する。 No.8:リフレッシュサイクル 図71はリフレッシュサイクルの信号タイミングを示す
図である。図71に示すように、外部クロック信号Kの
立上がりエッジでチップセレクト信号E#およびリフレ
ッシュ指示信号REF#をそれぞれ“H”および“L”
と設定することによりDRAMのリフレッシュモードが
設定される。外部クロック信号Kの立上がりエッジでチ
ップセレクト信号E#を“H”、リフレッシュ指示信号
REF#を“H”と設定すれば、このDRAMのリフレ
ッシュが停止される。このオートリフレッシュサイクル
においては、他の制御信号CH#、CI#、CR#、W
#の状態は任意であり、またアウトプットイネーブル信
号G#は“H”に設定される。したがってこのとき、キ
ャッシュアドレスAcおよびアレイアドレスAaの状態
は任意であり、また外部入力データDの状態も任意であ
り、外部出力データQはハイインピーダンス状態に設定
される。
DRAM cells need to be periodically refreshed. The setting of this refresh operation is performed by an external refresh instruction signal REF #. At the time of this refresh, in the CDRAM, a refresh address is generated from a refresh address counter (see counter circuit 293 in FIG. 1) in response to refresh instruction signal REF #, and DRAM cells are automatically refreshed in accordance with the refresh address. Is performed. A DRAM having such an auto-refresh function has been conventionally known in the DRAM field. Hereinafter, the timing of the signal for performing the refresh will be described. No. 8: Refresh Cycle FIG. 71 is a diagram showing signal timing of the refresh cycle. As shown in FIG. 71, at the rising edge of external clock signal K, chip select signal E # and refresh instruction signal REF # are changed to "H" and "L", respectively.
By setting, the refresh mode of the DRAM is set. If the chip select signal E # is set to "H" and the refresh instruction signal REF # is set to "H" at the rising edge of the external clock signal K, the refresh of the DRAM is stopped. In this auto refresh cycle, other control signals CH #, CI #, CR #, W
The state of # is arbitrary, and the output enable signal G # is set to "H". Therefore, at this time, the state of cache address Ac and array address Aa is arbitrary, the state of external input data D is also arbitrary, and external output data Q is set to a high impedance state.

【0192】リフレッシュ動作はDRAMに対してのみ
行なわれる。SRAMは何らリフレッシュをする必要が
ない。したがってこのリフレッシュ期間中にSRAMキ
ャッシュへアクセスすることが可能である。以下、この
リフレッシュとキャッシュアクセスとを同時に行なうサ
イクルのタイミングについて説明する。 No.8W:キャッシュヒットライトを伴うリフレッシ
ュサイクル このサイクルNo.8Wにおいては、DRAMにおける
リフレッシュと平行して、キャッシュヒットが発生した
ときに対応のSRAMセルへのデータの書込みが行なわ
れる。このキャッシュヒットライトを伴うリフレッシュ
サイクルの設定は図72に示すように、外部クロック信
号Kの立上がりエッジにおいて、チップセレクト信号E
#、キャッシュヒット信号CH#、リフレッシュ指示信
号REF#、ライトイネーブル信号W#を“L”に設定
し、キャッシュ禁止信号CI#およびアウトプットイネ
ーブル信号G#を“H”に設定することにより行なわれ
る。これによりキャッシュヒットライトサイクルが設定
されかつリフレッシュサイクルが設定される。
The refresh operation is performed only for the DRAM. SRAM does not need to be refreshed at all. Therefore, it is possible to access the SRAM cache during this refresh period. Hereinafter, the timing of the cycle in which the refresh and the cache access are performed simultaneously will be described. No. 8W: Refresh cycle with cache hit write This cycle No. In 8W, data is written to the corresponding SRAM cell when a cache hit occurs, in parallel with the refresh in the DRAM. The refresh cycle with cache hit write is set at the rising edge of external clock signal K as shown in FIG.
#, The cache hit signal CH #, the refresh instruction signal REF #, and the write enable signal W # are set to "L", and the cache inhibit signal CI # and the output enable signal G # are set to "H". . As a result, a cache hit write cycle and a refresh cycle are set.

【0193】キャッシュ(SRAM)においては、この
キャッシュヒット指示信号CH#とライトイネーブル信
号W#の活性状態に応答して、外部クロック信号Kの立
上がりエッジで外部からの書込みデータDを取込み対応
のSRAMセル位置へ書込む。DRAMにおいては、リ
フレッシュ指示信号REF#により内部のリフレッシュ
アドレスカウンタが起動され、このカウンタからのリフ
レッシュアドレスに従ってリフレッシュが行なわれる。
外部クロック信号Kの立上がりエッジにおいて、リフレ
ッシュ指示信号REF#を“H”とすれば、単に図56
に示すキャッシュヒットライトサイクル(サイクルN
o.1)が行なわれるだけであり、DRAMのリフレッ
シュは停止される。
In the cache (SRAM), in response to the active state of cache hit instruction signal CH # and write enable signal W #, external write data D is taken in at the rising edge of external clock signal K to support SRAM. Write to cell location. In the DRAM, an internal refresh address counter is activated by a refresh instruction signal REF #, and refresh is performed according to a refresh address from this counter.
When the refresh instruction signal REF # is set to "H" at the rising edge of the external clock signal K, the signal shown in FIG.
The cache hit write cycle (cycle N
o. Only 1) is performed, and the refresh of the DRAM is stopped.

【0194】No.8RT:トランスペアレント出力モ
ードにおけるキャッシュヒットリードを伴うリフレッシ
ュサイクル このサイクルNo.8RTにおいては、トランスペアレ
ント出力モードに従ってキャッシュヒットリードが行な
われるとともに、DRAMにおいてオートリフレッシュ
が行なわれる。このサイクルNo.8の設定は、図73
に示すように、外部クロック信号Kの立上がりエッジ
で、チップセレクト信号E#、キャッシュヒット信号C
H#、およびリフレッシュ指示信号REF#を“L”に
設定しかつキャッシュ禁止信号CI#、コマンドレジス
タ信号CR#およびライトイネーブル信号W#を“H”
に設定することにより行なわれる。SRAMキャッシュ
においては、このキャッシュヒットリード指示に応答し
て、外部クロック信号Kの立上がりエッジでキャッシュ
アドレスAcを取込み対応のSRAMセルを選択する。
アウトプットイネーブル信号G#が“L”に立下がる
と、所定時間経過後有効出力データQが出力される。
No. 8RT: Refresh cycle with cache hit read in transparent output mode In 8RT, cache hit read is performed in accordance with the transparent output mode, and auto refresh is performed in the DRAM. This cycle No. The setting of FIG.
As shown in the figure, at the rising edge of the external clock signal K, the chip select signal E # and the cache hit signal C
H # and refresh instruction signal REF # are set to "L", and cache inhibit signal CI #, command register signal CR # and write enable signal W # are set to "H".
This is done by setting In the SRAM cache, the cache address Ac is taken in at the rising edge of the external clock signal K and the corresponding SRAM cell is selected in response to the cache hit read instruction.
When output enable signal G # falls to "L", valid output data Q is output after a predetermined time has elapsed.

【0195】DRAMにおいては、リフレッシュ指示信
号REF#に応答してオートリフレッシュが行なわれ
る。このキャッシュヒットリードを伴うリフレッシュサ
イクルにおいて外部クロック信号Kの立上がりエッジで
リフレッシュ指示信号REF#を“H”に設定すれば、
このリフレッシュ指示信号REF#に応答して行なわれ
るオートリフレッシュが停止される。したがってこの場
合には、図57に示すサイクルNo.2Tと同じトラン
スペアレント出力モードにおけるキャッシュヒットリー
ドサイクルが行なわれる。 No.8RL:ラッチ出力モードのキャッシュヒットリ
ードを伴うリフレッシュサイクル 図74に示すサイクルNo.8RLにおいては、ラッチ
出力モードによるキャッシュヒットリードが行なわれる
とともにDRAMのオートリフレッシュが行なわれる。
各制御信号のタイミング条件は図72および73に示す
ものと同様である。このラッチ出力モードにおいては、
キャッシュヒットが生じた場合、アウトプットイネーブ
ル信号G#が“L”に立下がった後、まず前回のサイク
ルでアクセスされたデータが出力され続いて今回のサイ
クルでアクセスされたデータが出力される。
In the DRAM, auto refresh is performed in response to refresh instruction signal REF #. If the refresh instruction signal REF # is set to “H” at the rising edge of the external clock signal K in the refresh cycle involving the cache hit read,
Auto-refresh performed in response to refresh instruction signal REF # is stopped. Therefore, in this case, the cycle No. shown in FIG. A cache hit read cycle in the same transparent output mode as 2T is performed. No. 8RL: Refresh cycle with cache hit read in latch output mode Cycle No. 8 shown in FIG. In 8RL, cache hit read is performed in the latch output mode and DRAM auto-refresh is performed.
The timing conditions of each control signal are the same as those shown in FIGS. In this latch output mode,
When a cache hit occurs, after the output enable signal G # falls to "L", data accessed in the previous cycle is output first, and then data accessed in the current cycle is output.

【0196】No.8RR:レジスタ出力モードのキャ
ッシュヒットリードサイクルを伴うリフレッシュサイク
ル CDRAMのトランスペアレント出力モード、ラッチ出
力モード、レジスタ出力モード、マスクトライトモー
ド、D/Q分離モードはコマンドレジスタに所望の特殊
機能を設定するコマンドをセットすることにより実現さ
れる。次にこのコマンドレジスタにコマンドを設定する
ための動作サイクルについて説明する。 No.9:コマンドレジスタセットサイクル 図76はコマンドレジスタセットサイクル(サイクルN
o.9)における各信号のタイミングを示す図である。
このコマンドレジスタセットサイクルは、外部クロック
信号Kの立上がりエッジで、チップセレクト信号E#、
キャッシュ禁止信号CI#、コマンドレジスタ信号CR
#、およびライトイネーブル信号W#を“L”に設定す
ることにより実現される。このとき、図52に示すよう
に、コマンドレジスタのうちの4つのレジスタWR0〜
WR3のいずれかが選択される。出力モードの設定では
コマンドレジスタWR0が選択され、かつそのときの入
力データDの組合わせにより出力モードの内容が選択さ
れる。このため外部クロック信号Kの立上がりエッジで
コマンドアドレスArと外部書込みデータDが有効とさ
れてラッチされる。コマンドアドレスArの2ビットA
r0およびAr1がともに0(“L”)のときにコマン
ドレジスタWR0が選択される。4ビットの外部書込み
データDのうち上位2ビットD2(DQ2)およびD3
(DQ3)が“0”(“L”)であり、最下位ビットD
0(DQ0)が“0”にあればトランスペアレント出力
モードに設定される。
[0196] No. 8RR: Refresh cycle with cache hit read cycle in register output mode In the transparent output mode, latch output mode, register output mode, masked write mode, and D / Q separation mode of the CDRAM, a command for setting a desired special function in the command register is set. It is realized by setting. Next, an operation cycle for setting a command in the command register will be described. No. 9: Command register set cycle FIG. 76 shows a command register set cycle (cycle N).
o. It is a figure which shows the timing of each signal in 9).
The command register set cycle includes a chip select signal E #,
Cache inhibit signal CI #, command register signal CR
# And the write enable signal W # are set to “L”. At this time, as shown in FIG. 52, four registers WR0 to WR0 of the command registers
One of WR3 is selected. In setting the output mode, the command register WR0 is selected, and the contents of the output mode are selected by the combination of the input data D at that time. Therefore, the command address Ar and the external write data D are validated and latched at the rising edge of the external clock signal K. 2 bits A of command address Ar
When both r0 and Ar1 are 0 (“L”), the command register WR0 is selected. Upper two bits D2 (DQ2) and D3 of 4-bit external write data D
(DQ3) is “0” (“L”) and the least significant bit D
If 0 (DQ0) is "0", the mode is set to the transparent output mode.

【0197】ラッチ出力モードは、この外部クロック信
号Kの立上がりエッジで外部書込みデータD0およびD
1をそれぞれ“1”(“H”)および“0”と設定し残
りの2ビットの外部書込みデータD2およびD3をとも
に“0”と設定することにより選択される。レジスタ出
力モードは、外部クロック信号Kの立上がりエッジでコ
マンドアドレスAr0およびAr1をともに“0”に設
定しかつ外部書込みデータD0およびD1(DQ0およ
びDQ1)をともに“1”に設定しかつ外部書込みデー
タD2およびD3(DQ2およびDQ3)をともに
“0”と設定することにより選択される。なお図52に
示すコマンドレジスタの構成においては8つのレジスタ
が設けられており、8種類の特殊モードを設定すること
が可能である。マスクトライトモードを設定するための
コマンドレジスタRR0およびD/Q分離モードを設定
するためのレジスタRR1を選択するためには、この図
76に示すタイミング図において外部クロック信号Kの
立上がりエッジでライトイネーブル信号W#を“H”に
設定する。このときのコマンドアドレスArの値により
それぞれ所望のモードが選択される。
In the latch output mode, external write data D0 and D0 are output at the rising edge of external clock signal K.
1 is set to "1"("H") and "0", respectively, and the remaining two bits of external write data D2 and D3 are both set to "0". In the register output mode, the command addresses Ar0 and Ar1 are both set to "0" at the rising edge of the external clock signal K, the external write data D0 and D1 (DQ0 and DQ1) are both set to "1", and the external write data is set. The selection is made by setting both D2 and D3 (DQ2 and DQ3) to “0”. In the configuration of the command register shown in FIG. 52, eight registers are provided, and eight types of special modes can be set. In order to select the command register RR0 for setting the masked write mode and the register RR1 for setting the D / Q separation mode, in the timing chart shown in FIG. Set W # to "H". A desired mode is selected according to the value of the command address Ar at this time.

【0198】図77において、キャッシュミス発生時に
は、最初に図60に示すコピーバックサイクル(サイク
ルNo.3)が行なわれる。これによりSRAMからD
RAMへのデータ転送モードが設定される。その後図6
4に示すアレイアクセスサイクル(サイクルNo.7)
がn(n=(ta/tk)−1)回繰り返される。ここ
でtaはDRAMのサイクル時間、tkは外部クロック
Kのサイクル時間である。このサイクルNo.7をn回
繰り返すことにより、SRAMからDRAMへのデータ
ブロックの一括転送が完了する。次いで図61に示すブ
ロック転送サイクル(サイクルNo.4)が行なわれ
る。これによりDRAMからSRAMへのデータ転送モ
ードが設定される。このサイクルNo.4に続いてサイ
クルNo.7をn回繰り返すことによりDRAMからS
RAMへのデータブロックの転送が行なわれる。この
後、DRAMは次のアクセスを受けることが可能な状態
とされる。この状態はブロック転送モードと称し、CP
Uはこの後SRAMおよびDRAMいずれへもアクセス
することができる。
In FIG. 77, when a cache miss occurs, first, a copy back cycle (cycle No. 3) shown in FIG. 60 is performed. With this, from SRAM to D
The data transfer mode to the RAM is set. Then Figure 6
Array access cycle shown in No. 4 (cycle No. 7)
Is repeated n (n = (ta / tk) -1) times. Here, ta is the cycle time of the DRAM, and tk is the cycle time of the external clock K. This cycle No. By repeating Step 7 n times, the batch transfer of the data blocks from the SRAM to the DRAM is completed. Then, a block transfer cycle (cycle No. 4) shown in FIG. 61 is performed. Thereby, a data transfer mode from the DRAM to the SRAM is set. This cycle No. Following the cycle No. 4 7 by repeating n times
The transfer of the data block to the RAM is performed. Thereafter, the DRAM is brought into a state where it can receive the next access. This state is called a block transfer mode,
U can then access both SRAM and DRAM.

【0199】サイクルNo.4に続いてアレイアクティ
ブサイクル(サイクルNo.7)をn′(n′=(ta
/2・tK)−1)回繰り返すと、DRAMにおいて
は、まだそのメモリセルへのリストア動作およびRAS
プリチャージが完了しておらず次のアクセスを受けるこ
とができない。しかしながらSRAMにおいては、既に
この状態においてはDRAMからブロックデータの転送
を受けており、何らリストアする必要はなくSRAMビ
ット線対上のデータは確定状態となっている。CPUは
この状態でSRAMへアクセスすることができる。この
状態はキャッシュフィル状態と呼ばれる。このキャッシ
ュフィル状態においては、CPUはSRAMへのみアク
セスすることができる。このキャッシュフィルの後に行
なわれるのは図56に示すキャッシュヒットライトサイ
クル(サイクルNo.1)であるかまたは図57ないし
図59に示すキャッシュヒットリードサイクル(サイク
ルNo.2)である。ここで、このキャッシュヒットリ
ードサイクル(サイクルNo.2)はトランスペアレン
ト出力モード、ラッチ出力モードおよびレジスタ出力モ
ードのいずれであってもよい。ヒットライトは各クロッ
クサイクルごとに連続して行なうことができ、またヒッ
トリードサイクルも各クロックサイクルごとに連続して
実行することができる。またヒットリードサイクルから
ヒットライトサイクルへも移行することができる。
Cycle No. Subsequently to the array active cycle (cycle No. 7), n ′ (n ′ = (ta)
/ 2 · tK) -1) times, the DRAM still has a restore operation to its memory cells and a RAS
Precharge has not been completed and the next access cannot be received. However, in the SRAM, the block data has already been transferred from the DRAM in this state, and there is no need to restore anything, and the data on the SRAM bit line pair is in a defined state. The CPU can access the SRAM in this state. This state is called a cache fill state. In this cache fill state, the CPU can access only the SRAM. The cache hit write cycle (cycle No. 1) shown in FIG. 56 or the cache hit read cycle (cycle No. 2) shown in FIGS. 57 to 59 is performed after this cache fill. Here, this cache hit read cycle (cycle No. 2) may be any of the transparent output mode, the latch output mode, and the register output mode. Hit write can be performed continuously for each clock cycle, and hit read cycle can be continuously performed for each clock cycle. Also, the transition from the hit read cycle to the hit write cycle can be made.

【0200】図78はアレイアクセス時の状態遷移を示
す図である。図78(A)にはアレイアクセスにおける
状態遷移のフローを示し、図78(B)には各サイクル
間の状態遷移図を示す。アレイアクセスにはアレイへデ
ータを書込むアレイライトとアレイからデータを読出す
アレイリードとがある。アレイライトにおいては、まず
図58に示すアレイライトサイクル(サイクルNo.
5)が行なわれる。このサイクルNo.5に続いてサイ
クルNo.7のアレイアクティブサイクルがn回繰り返
されることによりDRAMアレイ内へデータを書込むこ
とができる。アレイリード時においては図63に示すア
レイリードサイクル(サイクルNo.6)が行なわれ、
DRAMがアクセス可能にされる。このサイクルNo.
6のアレイリードサイクルを行なった後、図64に示す
アレイアクティブサイクル(サイクルNo.7)をn′
回繰り返す。この状態ではまだDRAMからはデータを
読出すことはできない。このサイクルNo.7に続いて
図65ないし図67に示すデータ出力のためのアレイア
クティブサイクル(サイクルNo.7Q)がn′+1回
繰り返される。ここでサイクルNo.7Qは、トランス
ペアレント出力のためのアレイアクティブサイクル、ラ
ッチ出力を伴うアレイアクティブサイクルおよびレジス
タ出力を伴うアレイアクティブサイクルのいずれであっ
てもよい。
FIG. 78 is a diagram showing a state transition at the time of array access. FIG. 78A shows a state transition flow in array access, and FIG. 78B shows a state transition diagram between cycles. The array access includes an array write for writing data to the array and an array read for reading data from the array. In the array write, first, an array write cycle shown in FIG.
5) is performed. This cycle No. After cycle No. 5, cycle no. Data can be written into the DRAM array by repeating the 7 array active cycles n times. At the time of array read, an array read cycle (cycle No. 6) shown in FIG.
The DRAM is made accessible. This cycle No.
After performing the array read cycle of No. 6, the array active cycle (cycle No. 7) shown in FIG.
Repeat several times. In this state, data cannot be read from the DRAM yet. This cycle No. 7, the array active cycle (cycle No. 7Q) for data output shown in FIGS. 65 to 67 is repeated n '+ 1 times. Here, the cycle No. 7Q may be any of an array active cycle for a transparent output, an array active cycle with a latch output, and an array active cycle with a register output.

【0201】このサイクルNo.7Qにおける最後のサ
イクルにおいて出力イネーブル信号G#を“L”に設定
することによりアレイからデータを読出すことができ
る。このアレイライトとアレイリードでは、サイクルタ
イムが一見したところ異なっているように見えるが、n
=n′+1であり、同一のクロックサイクルでアレイへ
データのリード/ライトを行なうことができる。アレイ
ライト動作またはアレイリード動作を行なった後は再び
続いてアレイライトまたはアレイリードを行なうことが
できる。図79はリフレッシュ時の状態遷移を示す図で
ある。図79(A)はリフレッシュ時の状態遷移のフロ
ーを示し、図79(B)はリフレッシュ時の各サイクル
間の状態遷移を示す。
This cycle No. Data can be read from the array by setting output enable signal G # to "L" in the last cycle in 7Q. In this array write and array read, the cycle time appears to be different at first glance, but n
= N '+ 1, and data can be read / written to / from the array in the same clock cycle. After performing the array write operation or array read operation, array write or array read can be performed again subsequently. FIG. 79 shows a state transition at the time of refresh. FIG. 79A shows a state transition flow at the time of refresh, and FIG. 79B shows a state transition between each cycle at the time of refresh.

【0202】DRAMのオートリフレッシュのみを行な
いSRAMへのアクセスを行なわないノーマルリフレッ
シュにおいては、まず図71に示すリフレッシュサイク
ル(サイクルNo.8)が行なわれる。これに続いて図
64に示すアレイアクティブサイクル(サイクルNo.
7)がn回繰り返される。これによりCDRAM内蔵の
リフレッシュカウンタからのリフレッシュアドレスに従
う1回のオートリフレッシュが完了する。ヒットライト
を伴うリフレッシュ時において、まず図72に示すキャ
ッシュヒットライトを伴うリフレッシュサイクル(サイ
クルNo.8W)が行なわれる。これに続いて、nクロ
ックサイクル間はDRAMのオートリフレッシュが行な
われている。この間CPUは図56に示すキャッシュヒ
ットライトサイクルをn回実行することができる。
In normal refresh in which only DRAM auto refresh is performed and access to SRAM is not performed, first, a refresh cycle (cycle No. 8) shown in FIG. 71 is performed. Following this, the array active cycle shown in FIG.
7) is repeated n times. This completes one auto-refresh according to the refresh address from the refresh counter built in the CDRAM. At the time of refresh with hit write, a refresh cycle with cache hit write (cycle No. 8W) shown in FIG. 72 is first performed. Subsequently, the DRAM is automatically refreshed for n clock cycles. During this time, the CPU can execute the cache hit write cycle shown in FIG. 56 n times.

【0203】ヒットリードを伴うリフレッシュサイクル
時には図73ないし図75に示すキャッシュヒットリー
ドを伴うリフレッシュサイクル(サイクルNo.8R)
が行なわれる。これによりDRAMのオートリフレッシ
ュが起動され、nクロックサイクル間はDRAMにおい
てオートリフレッシュが行なわれる。このnクロックサ
イクル間CPUはヒットリードを行なうことができる。
ここでサイクルNo.8Rは、その出力モードがトラン
スペアレント出力モード、ラッチ出力モードおよびレジ
スタ出力モードのいずれであってもよい。 「第2の実施例」以下に述べる第2の実施例において
は、ピン番号4に与えられる制御信号CI#(キャッシ
ュアクセス禁止信号)およびコマンドセット/バースト
イネーブル信号CR#/BE#はそれぞれ制御信号CC
IおよびCC2として定義される。これらは単に信号の
名称が変わっただけであり、先に述べた第1の実施例と
同様の機能を備える。
In a refresh cycle involving a hit read, a refresh cycle involving a cache hit read shown in FIGS. 73 to 75 (cycle No. 8R)
Is performed. Thereby, the auto-refresh of the DRAM is started, and the auto-refresh is performed in the DRAM for n clock cycles. The CPU can perform a hit read for n clock cycles.
Here, the cycle No. The output mode of the 8R may be any of a transparent output mode, a latch output mode, and a register output mode. Second Embodiment In a second embodiment described below, a control signal CI # (cache access inhibit signal) and a command set / burst enable signal CR # / BE # given to a pin number 4 are control signals, respectively. CC
Defined as I and CC2. These are merely the names of the signals changed, and have the same functions as those of the first embodiment described above.

【0204】図80は、この第2の実施例に従うCDR
AMの全体の構成を機能的に示すブロック図である。こ
の図80に示すCDRAMにおいては、図1に示すアド
レスバッファ260に代えて、クロックバッファ254
からの内部クロック信号int−Kと内部チップイネー
ブル信号Eと内部キャッシュヒット指示信号/CHに従
って外部アドレスAc,Aaの取込み、内部アドレスi
nt−Acおよびint−Aaを発生するアドレス発生
回路360が設けられる。このアドレス発生回路360
において、アドレスAcおよびAaを取込むタイミング
を調整することにより、このCDRAM5000を、低
消費電力モードおよび高速動作モードのいずれの動作に
も設定することができる。DRAMロウデコーダ102
およびDRAMカラムデコーダ103へ与えられるDR
AM内部アドレス信号int−Aaは外部からは行アド
レス信号と列アドレス信号とが時分割して与えられる。
アドレス信号の取込むタイミングを調節することにより
DRAMの動作速度を調節することができる。アドレス
発生回路360は、内部制御信号K(int−K)、内
部制御信号Eおよび/CHに従って外部からのDRAM
アドレス信号Aaの取込むタイミングを調整して内部行
アドレス信号および内部列アドレス信号を発生する。図
81はこのアドレス発生回路のうちDRAM用の内部ア
ドレス信号int−Aaを発生する部分に関連する回路
の動作を示す信号波形図である。以下、図81を参照し
てアドレス発生回路360の動作について説明する。
FIG. 80 shows a CDR according to the second embodiment.
FIG. 2 is a block diagram functionally showing the entire configuration of an AM. In the CDRAM shown in FIG. 80, clock buffer 254 is used instead of address buffer 260 shown in FIG.
Fetches external addresses Ac and Aa according to internal clock signal int-K, internal chip enable signal E and internal cache hit instruction signal / CH from internal address i.
An address generation circuit 360 for generating nt-Ac and int-Aa is provided. This address generating circuit 360
By adjusting the timing of taking in the addresses Ac and Aa, the CDRAM 5000 can be set to operate in either the low power consumption mode or the high speed operation mode. DRAM row decoder 102
And DR applied to DRAM column decoder 103
The AM internal address signal int-Aa is externally supplied with a row address signal and a column address signal in a time-division manner.
The operation speed of the DRAM can be adjusted by adjusting the timing of taking in the address signal. Address generation circuit 360 receives an external DRAM according to internal control signal K (int-K), internal control signal E and / CH.
An internal row address signal and an internal column address signal are generated by adjusting the timing of taking in address signal Aa. FIG. 81 is a signal waveform diagram showing an operation of a circuit related to a portion of the address generating circuit for generating internal address signal int-Aa for DRAM. Hereinafter, the operation of address generation circuit 360 will be described with reference to FIG.

【0205】時刻T1においてクロック信号Kの立上が
りエッジで内部制御信号EおよびCHをそれぞれ“H”
および“L”と設定することにより、低消費電流で高速
動作を行なう動作モード(以下、低消費電力モードと称
す)が設定される。このときアドレス発生回路360
は、クロック信号Kの立上がりエッジに応答して外部ア
ドレス信号Aaを内部行アドレス信号int・Aarと
して取込む。次いでクロック信号Kの立下がりエッジに
応答して外部アドレス信号Aaを取込み内部列アドレス
信号int・Aacを発生する。この動作をより詳細に
説明すると以下のようになる。時刻T1において外部ク
ロック信号の立上がりエッジで外部アドレス信号Aaは
アドレス発生回路360へはすでに与えられている。こ
のとき、信号,EおよびCHの状態の組合わせに従って
行アドレス信号を取込むための内部行アドレスストロー
ブ信号/RASが発生され、活性状態の“L”となる。
内部行アドレスストローブ信号/RASが“L”の活性
状態となることにより、アドレス発生回路360は外部
アドレス信号Aaをラッチし、以後持続的に内部行アド
レス信号int・Aarを発生しDRAMロウデコーダ
102へ与える(時刻T2)。
At time T1, internal control signals E and CH are set to "H" at the rising edge of clock signal K, respectively.
By setting “L”, an operation mode in which high-speed operation is performed with low current consumption (hereinafter, referred to as a low power consumption mode) is set. At this time, the address generation circuit 360
Captures external address signal Aa as internal row address signal int.Aar in response to the rising edge of clock signal K. Then, external address signal Aa is taken in response to the falling edge of clock signal K to generate internal column address signal int.Aac. This operation is described in more detail as follows. At time T1, the external address signal Aa has already been supplied to the address generation circuit 360 at the rising edge of the external clock signal. At this time, an internal row address strobe signal / RAS for taking in a row address signal is generated in accordance with a combination of the states of the signal, E and CH, and becomes active state "L".
When internal row address strobe signal / RAS attains an active state of "L", address generating circuit 360 latches external address signal Aa, and thereafter continuously generates internal row address signal int.Aar to generate DRAM row decoder 102. (Time T2).

【0206】時刻T3において外部クロック信号Kの立
下がりエッジで内部行アドレスストローブ信号/RAS
が“L”にあるときには、内部列アドレスストローブ信
号CAL,/CALが発生される。これに応答して、ア
ドレス発生回路360は、外部アドレス信号Aaを内部
列アドレス信号として取込みラッチし(時刻T4)、D
RAMカラムデコーダ103へ与える。図81に示すよ
うにクロック信号Kの単一パルスでDRAM行アドレス
信号int・AarおよびDRAM列アドレス信号in
t・Aacを取込む構成とすれば、図82に示すよう
に、通常のクロック同期型半導体記憶装置のように外部
クロック信号の立上がりエッジでのみ動作を行なう構成
に比べてより早くDRAMを動作させることができる。
At time T3, at the falling edge of external clock signal K, internal row address strobe signal / RAS
Is at "L", internal column address strobe signals CAL and / CAL are generated. In response, address generation circuit 360 takes in and latches external address signal Aa as an internal column address signal (time T4),
This is given to the RAM column decoder 103. As shown in FIG. 81, the DRAM row address signal int.Aar and the DRAM column address signal in with a single pulse of the clock signal K.
With the configuration that takes in t · Aac, the DRAM operates faster than the configuration in which the operation is performed only at the rising edge of the external clock signal as in a normal clock synchronous semiconductor memory device as shown in FIG. be able to.

【0207】すなわち、図82に示すように、この低消
費電流モードにおいては時刻TAにおいてDRAM用行
アドレス信号および列アドレス信号が取込まれ、この時
点からDRAMに対する動作が開始される。一方、従来
のクロック同期型半導体記憶装置のように、すべての動
作がクロック信号Kの同一のタイミング(立上がりエッ
ジ)で決定される場合、DRAM列アドレス信号の取込
みは次のクロック信号Kの立上がりエッジ(時刻TB)
で行なわれることになり、この列アドレス信号の取込み
時点からDRAMが動作を開始する。したがって、CD
RAMの消費電力を低減するために、CDRAMの動作
速度よりも消費電力を重視してクロック信号Kの周期が
長くされるかまたは間欠的に発生される場合において
も、通常のクロック同期型半導体記憶装置の構成に比べ
てDRAMの動作開始時点を時刻TBとTAとの間の時
間(TB−TA)だけ速くすることができる。すなわ
ち、低消費電力モードでも高速動作することのできるク
ロック同期型半導体記憶装置を得ることができる。
In other words, as shown in FIG. 82, in this low current consumption mode, the DRAM row address signal and column address signal are taken in at time TA, and the operation for the DRAM is started at this time. On the other hand, when all operations are determined at the same timing (rising edge) of clock signal K as in the conventional clock synchronous semiconductor memory device, the DRAM column address signal is taken in at the next rising edge of clock signal K. (Time TB)
The DRAM starts operating from the time when the column address signal is fetched. Therefore, the CD
In order to reduce the power consumption of the RAM, even if the cycle of the clock signal K is lengthened or intermittently generated with emphasis on the power consumption rather than the operation speed of the CDRAM, a normal clock synchronous semiconductor memory is used. Compared with the configuration of the device, the operation start time of the DRAM can be shortened by the time (TB-TA) between times TB and TA. In other words, a clock synchronous semiconductor memory device that can operate at high speed even in the low power consumption mode can be obtained.

【0208】ここで、図80に示すように、CDRAM
の内部動作はすべて外部制御信号により制御されてお
り、図81に示す内部行アドレスストローブ信号/RA
Sおよび内部列アドレスストローブ信号CAL,/CA
Lは単にアドレス発生回路360においてDRAMアド
レスを取込むタイミングのみを決定する制御信号であ
る。またこのとき、低消費電力性の要求に応えるために
外部クロック信号Kの周期を長くした状態において、よ
り一層低消費電力化するために外部クロック信号Kを間
欠的に発生させる場合を考える。この場合でも、内部行
アドレスストローブ信号/RASを利用してアドレス発
生回路360の取込み動作に対しリセットをかける構成
とすることにより、このような間欠動作時においてたと
えノイズが発生したとしても誤動作に対して余裕のある
CDRAMを得ることができる。ここで間欠動作モード
とは、クロック信号Kの周期を一時的に長くする場合
に、または外部クロック信号Kの周期を可変とすること
に相当する。次に、外部クロック信号の周期が長い場合
に発生したノイズパルスに対するマージンについて説明
する。
Here, as shown in FIG.
Are all controlled by an external control signal, and an internal row address strobe signal / RA shown in FIG.
S and internal column address strobe signals CAL, / CA
L is a control signal that determines only the timing for taking in the DRAM address in the address generation circuit 360. At this time, a case where the external clock signal K is intermittently generated to further reduce power consumption while the period of the external clock signal K is lengthened in order to meet the demand for low power consumption is considered. Even in this case, the configuration is such that the fetch operation of address generation circuit 360 is reset using internal row address strobe signal / RAS, so that even if noise occurs during such intermittent operation, malfunction is prevented. Thus, a sufficient CDRAM can be obtained. Here, the intermittent operation mode corresponds to a case where the cycle of the clock signal K is temporarily lengthened or a case where the cycle of the external clock signal K is made variable. Next, a margin for a noise pulse generated when the cycle of the external clock signal is long will be described.

【0209】図83は低消費電力モードと従来の動作モ
ードとの比較を示す図である。低消費電力モードにおい
て外部クロック信号KにノイズパルスNZが発生し、時
刻TCにおいて外部アドレス信号AaがCDRAM内部
に取込まれると、次の時刻TDにおいて外部アドレス信
号Aaが内部列アドレス信号として取込まれ、時刻TD
よりDRAMが動作を開始する。しかしながら、このと
きアドレス発生回路360に対して所定時間経過後には
リセットをかける構成とすることによりDRAMの動作
が自動的に終了するため、ノイズパルスNZに対する誤
動作を防止することができる。すなわち、時刻TEaに
おいて外部クロック信号Kが立上がったとき、すでにD
RAMの動作は完了してプリチャージ状態に復帰してお
り、この外部クロック信号Kの立上がりエッジにおける
各種制御信号の状態の組合わせに応じた動作を行なうこ
とができ、ノイズパルスNZの誤動作に対し余裕のある
CDRAMを得ることができる。
FIG. 83 is a diagram showing a comparison between the low power consumption mode and the conventional operation mode. In the low power consumption mode, when noise pulse NZ is generated in external clock signal K and external address signal Aa is taken in the CDRAM at time TC, external address signal Aa is taken in as the internal column address signal at the next time TD. Rare, time TD
The DRAM starts operating. However, at this time, the operation of the DRAM is automatically terminated by resetting the address generation circuit 360 after a lapse of a predetermined time, so that a malfunction due to the noise pulse NZ can be prevented. That is, when external clock signal K rises at time TEa, D
The operation of the RAM is completed and returns to the precharge state, and an operation can be performed in accordance with a combination of various control signal states at the rising edge of the external clock signal K. An affordable CDRAM can be obtained.

【0210】一方、ノーマルモードのように外部クロッ
ク信号Kの立上がりエッジのみで行アドレス信号と列ア
ドレス信号の取込みを行なう場合、ノイズパルスNZの
立上がりエッジ時点TCにおいてノイズパルスに応じて
行アドレス信号が誤って取込まれた場合、次に外部クロ
ック信号Kの立上がり時点TEaに達するまでこのCD
RAMは列アドレス信号の入力待ち状態となる。このと
き、このCDRAMは正確な外部クロック信号Kが立上
がる時刻TEaにおいてそのときのアドレス信号Aaを
列アドレス信号として取込み、動作を開始する。このた
め、正確な外部クロック信号Kが与えられたときに全く
誤った動作を行なってしまうことになり、低消費電力の
要求に応えるために外部クロック信号Kの周期を長くし
たためにノイズに対する余裕がなくなる。
On the other hand, when the row address signal and the column address signal are taken in only at the rising edge of external clock signal K as in the normal mode, the row address signal is supplied in response to the noise pulse at the rising edge time TC of noise pulse NZ. If the data is erroneously taken in, the CD is kept until the next rising edge TEa of the external clock signal K is reached.
The RAM is in a state of waiting for input of a column address signal. At this time, at the time TEa at which the accurate external clock signal K rises, the CDRAM takes in the address signal Aa at that time as a column address signal and starts operation. For this reason, when an accurate external clock signal K is applied, an erroneous operation is performed. In order to meet the demand for low power consumption, the period of the external clock signal K is increased, so that there is a margin for noise. Disappears.

【0211】上述のように、アドレス発生回路360に
おいてDRAM列アドレス信号を取込んでから所定時間
(たとえばDRAMアレイにおいてセンス動作の完了ま
でに要する時間)経過後にDRAMをリセットすること
によりこのような外部クロック信号Kが間欠的に与えら
れる場合においても耐ノイズ性を改善することができ
る。図84は図80に示すアドレス発生回路360の具
体的構成の一例を示す図である。図84において、アド
レス発生回路360は、制御信号E,CHおよび外部ク
ロック信号Kに応答して内部行アドレスストローブ信号
/RASを発生する行アドレスストローブ信号発生回路
2601と、行アドレスストローブ信号発生回路260
1からの内部行アドレスストローブ信号/RASとクロ
ック信号Kとに応答して内部列アドレスストローブ信号
CAL,/CALを発生する列アドレスストローブ信号
発生回路2602と、内部行アドレスストローブ信号/
RASに応答して外部アドレス信号Aaを取込み内部行
アドレス信号を発生する行アドレスラッチ2603と、
内部行アドレスストローブ信号/RASと内部列アドレ
スストローブ信号CAL,/CALに応答して外部アド
レス信号Aaを取込み内部列アドレス信号を発生する列
アドレスラッチ2604と、内部行アドレスストローブ
信号/RASに応答して所定時間経過後(たとえばDR
AMの活性状態期間)にリセット信号を発生して行アド
レスストローブ信号発生回路2601へ与えるリセット
信号発生回路2605を含む。ここで、外部クロック信
号Kと内部クロック信号int−Kは実質的に同一の信
号であり、以下の説明では内部クロック信号を単に符号
Kで示す。
As described above, by resetting the DRAM after a lapse of a predetermined time (for example, the time required for completing the sensing operation in the DRAM array) after the address generation circuit 360 fetches the DRAM column address signal, such an external circuit is provided. Even when the clock signal K is intermittently applied, noise resistance can be improved. FIG. 84 shows an example of a specific configuration of address generation circuit 360 shown in FIG. In FIG. 84, address generation circuit 360 includes a row address strobe signal generation circuit 2601 for generating an internal row address strobe signal / RAS in response to control signals E and CH and an external clock signal K, and a row address strobe signal generation circuit 260
1, a column address strobe signal generating circuit 2602 for generating internal column address strobe signals CAL, / CAL in response to an internal row address strobe signal / RAS and a clock signal K, and an internal row address strobe signal / RAS.
A row address latch 2603 for taking in an external address signal Aa and generating an internal row address signal in response to RAS;
A column address latch 2604 which takes in external address signal Aa in response to internal row address strobe signal / RAS and internal column address strobe signals CAL, / CAL to generate an internal column address signal, and responds to internal row address strobe signal / RAS. After a predetermined time elapses (for example, DR
A reset signal generation circuit 2605 which generates a reset signal during the active state of AM and supplies it to row address strobe signal generation circuit 2601 is provided. Here, the external clock signal K and the internal clock signal int-K are substantially the same signal, and in the following description, the internal clock signal is simply indicated by the symbol K.

【0212】行アドレスストローブ信号発生回路260
1は、(内部)クロック信号Kの立上がりエッジで制御
信号Eが“H”にありかつ制御信号CHが“L”にある
ときに内部行アドレスストローブ信号/RASを発生す
る。列アドレスストローブ信号発生回路2602は、外
部クロック信号Kの降下エッジに応答して内部列アドレ
スストローブ信号CAL,/CALを発生する。列アド
レスストローブ信号発生回路2602は、内部行アドレ
スストローブ信号/RASが不活性状態の“H”に立上
がったときにリセット状態とされる。行アドレスラッチ
2603は、内部行アドレスストローブ信号/RASが
“L”になったときラッチ状態となり、外部アドレス信
号Aaの状態にかかわらずラッチした信号を持続的に内
部行アドレス信号として出力する。列アドレスラッチ2
604は、内部行アドレスストローブ信号/RASに応
答して外部アドレスAaを取込み、列アドレスストロー
ブ信号CAL,/CALに応答して与えられたアドレス
信号を持続的に内部列アドレス信号として出力する。こ
の図84に示すアドレス発生回路はDRAMアドレスに
関連する部分である。SRAMアレイへアクセスするキ
ャッシュヒット時においては行アドレス信号と列アドレ
ス信号とがSRAMアドレス発生回路(図示せず)へ同
時に与えられるため、そこでは、外部クロック信号の同
一のタイミングで行アドレス信号と列アドレス信号とが
取込まれる。この図84に示すアドレス信号発生回路の
動作は先に図81に示す信号波形図を参照して説明した
ものと同様であり、その説明は繰返さない。次に図84
に示す各回路の具体的構成について説明する。
Row address strobe signal generation circuit 260
1 generates the internal row address strobe signal / RAS when the control signal E is at "H" and the control signal CH is at "L" at the rising edge of the (internal) clock signal K. Column address strobe signal generation circuit 2602 generates internal column address strobe signals CAL and / CAL in response to the falling edge of external clock signal K. Column address strobe signal generation circuit 2602 is reset when internal row address strobe signal / RAS rises to an inactive "H" state. Row address latch 2603 enters a latch state when internal row address strobe signal / RAS attains "L", and continuously outputs a latched signal as an internal row address signal regardless of the state of external address signal Aa. Column address latch 2
604 takes in external address Aa in response to internal row address strobe signal / RAS, and continuously outputs an applied address signal as an internal column address signal in response to column address strobe signals CAL and / CAL. The address generation circuit shown in FIG. 84 is a portion related to a DRAM address. At the time of a cache hit for accessing the SRAM array, a row address signal and a column address signal are simultaneously applied to an SRAM address generation circuit (not shown). An address signal is taken in. The operation of the address signal generating circuit shown in FIG. 84 is the same as that described with reference to the signal waveform diagram shown in FIG. 81, and description thereof will not be repeated. Next, FIG.
A specific configuration of each circuit shown in FIG.

【0213】図85は図84に示す行アドレスストロー
ブ信号発生回路2601の具体的構成を示す図である。
図85において行アドレスストローブ信号発生回路26
01は、クロック信号Kと制御信号Eおよび制御信号/
CH(信号CHの反転信号)を受けるAND回路261
0と、AND回路2610の出力をその一方入力に受
け、フリップフロップ(FF)2612のQ出力をその
他方入力に受けるOR回路2611とを含む。フリップ
フロップ2612はOR回路2611の出力を受けるセ
ット入力Sと図84に示すリセット信号発生回路260
5からのリセット信号RSを受けるリセット入力Rと、
Q出力および/Q出力を含む。このQ出力と/Q出力と
は互いに相補な信号を出力する。クロック信号Kが
“H”に立上がるときに制御信号Eが“H”、制御信号
CHが“L”にあれば、AND回路2610の出力は
“H”となる。それにより、OR回路2611の出力が
“H”に立上がり、フリップフロップ2612をセット
状態とする。フリップフロップ2612がセット状態と
なり、このフリップフロップ2612の/Q出力から出
力される内部行アドレスストローブ信号/RASが
“L”に立下がる。このとき、フリップフロップ261
2のQ出力は“H”となり、OR回路2611の出力は
“H”となる。内部行アドレスストローブ信号/RAS
が発生されてから所定時間が経過するとリセット信号発
生回路2605(図84参照)からリセット信号RSが
発生され、フリップフロップ2612がリセット状態と
され、行アドレスストローブ信号/RASが“H”に立
上がる。これにより行アドレス発生回路360は次のア
ドレスを受入れることができる状態となる。
FIG. 85 shows a specific structure of row address strobe signal generating circuit 2601 shown in FIG.
In FIG. 85, row address strobe signal generation circuit 26
01 is the clock signal K, the control signal E and the control signal /
AND circuit 261 receiving CH (inverted signal of signal CH)
0 and an OR circuit 2611 receiving the output of the AND circuit 2610 at one input and receiving the Q output of a flip-flop (FF) 2612 at the other input. Flip-flop 2612 is provided with a set input S receiving the output of OR circuit 2611 and reset signal generating circuit 260 shown in FIG.
5, a reset input R for receiving a reset signal RS from
Includes Q and / Q outputs. The Q output and the / Q output output signals complementary to each other. If the control signal E is at "H" and the control signal CH is at "L" when the clock signal K rises to "H", the output of the AND circuit 2610 becomes "H". Accordingly, the output of the OR circuit 2611 rises to “H”, and the flip-flop 2612 is set. Flip-flop 2612 is set, and internal row address strobe signal / RAS output from / Q output of flip-flop 2612 falls to "L". At this time, the flip-flop 261
2 becomes “H”, and the output of the OR circuit 2611 becomes “H”. Internal row address strobe signal / RAS
When a predetermined time has elapsed after the generation of the reset signal RS, a reset signal RS is generated from the reset signal generation circuit 2605 (see FIG. 84), the flip-flop 2612 is reset, and the row address strobe signal / RAS rises to "H". . As a result, row address generating circuit 360 is ready to receive the next address.

【0214】ここで、フリップフロップ2612が通常
のNORゲートをたすきがけした回路構成を備える場
合、セット入力Sに“H”の信号が与えられているとき
に“H”のリセット信号RSが与えられると、通常、こ
のときQ出力および/Q出力はともに“L”となる。こ
のときフリップフロップ2612のQ出力がOR回路6
11の一方入力に与えられているため、OR回路261
1の出力が“L”となる。リセット信号RSが適当なパ
ルス幅を有していれば、フリップフロップ2612は安
定なリセット状態となる。このとき、確実にフリップフ
ロップ2612を動作させるために、フリップフロップ
2612のQ出力が“H”になったときにワンショット
のパルス信号を発生し、このワンショットのパルス信号
をOR回路2611へ与えるように構成してもよい。ま
た、AND回路2610の出力に応答して適当なパルス
幅を有するワンショットのパルスを発生する回路を設
け、このワンショットのパルス発生回路からのパルスを
フリップフロップ2612のセット入力へ与える構成と
してもよい。
Here, when the flip-flop 2612 has a circuit configuration in which a normal NOR gate is crossed, the "H" reset signal RS is supplied when the "H" signal is supplied to the set input S. Normally, at this time, both the Q output and the / Q output become "L". At this time, the Q output of the flip-flop 2612 is
11 is supplied to one input of the OR circuit 261.
1 becomes "L". If the reset signal RS has an appropriate pulse width, the flip-flop 2612 enters a stable reset state. At this time, in order to reliably operate the flip-flop 2612, a one-shot pulse signal is generated when the Q output of the flip-flop 2612 becomes “H”, and the one-shot pulse signal is supplied to the OR circuit 2611. It may be configured as follows. Further, a circuit for generating a one-shot pulse having an appropriate pulse width in response to the output of AND circuit 2610 may be provided, and a pulse from this one-shot pulse generation circuit may be applied to the set input of flip-flop 2612. Good.

【0215】図86は図84に示す列アドレスストロー
ブ信号発生回路2602の具体的構成の一例を示す図で
ある。図86において、列アドレスストローブ信号発生
回路2602は、クロック信号Kをその一方入力に受け
るAND回路2621と、内部行アドレスストローブ信
号/RASを受けるインバータ回路2622と、AND
回路2621の出力を受けるセット入力/Sと、インバ
ータ回路2622の出力を受けるリセット入力/Rと、
Q出力および/Q出力を有するフリップフロップ262
3とを含む。AND回路2621の他方入力へはフリッ
プフロップ2623の/Q出力が与えられる。列アドレ
スストローブ信号/CALはフリップフロップ2623
の/Q出力から発生され、列アドレスストローブ信号C
ALはフリップフロップ2623の/Q出力を受けるイ
ンバータ回路2624から発生される。
FIG. 86 shows an example of a specific configuration of column address strobe signal generating circuit 2602 shown in FIG. In FIG. 86, column address strobe signal generating circuit 2602 includes an AND circuit 2621 receiving clock signal K at one input thereof, an inverter circuit 2622 receiving internal row address strobe signal / RAS, and
A set input / S receiving the output of the circuit 2621, a reset input / R receiving the output of the inverter circuit 2622,
Flip-flop 262 having Q output and / Q output
3 is included. The / Q output of flip-flop 2623 is applied to the other input of AND circuit 2621. Column address strobe signal / CAL is applied to flip-flop 2623
Column address strobe signal C
AL is generated from inverter circuit 2624 receiving / Q output of flip-flop 2623.

【0216】フリップフロップ2623は、2つのNA
ND回路をたすきがけした構成を備え、そのセット入力
/Sに“L”の信号が与えられたときにセット状態とな
り、そのリセット入力/Rに“L”の信号が与えられた
場合にリセット状態となる。次に動作について説明す
る。フリップフロップ2623は今リセット状態にあ
る。このときフリップフロップ2623の/Q出力は
“H”にあり、クロック信号Kの立上がりに応答してA
ND回路2621の出力が“H”にある。クロック信号
Kが“L”に立下がると、AND回路2621の出力が
“L”に立下がり、フリップフロップ2623がセット
状態となり、その/Q出力からの列アドレスストローブ
信号/CALが“L”となり、インバータ回路624か
らの列アドレスストローブ信号CALが“H”となる。
一方、行アドレスストローブ信号/RASはクロック信
号Kの立上がりに応答して“L”となり、インバータ回
路622の出力は“H”となる。
The flip-flop 2623 has two NAs.
An ND circuit is provided, and a set state is provided when an "L" signal is applied to its set input / S, and a reset state is provided when an "L" signal is applied to its reset input / R. Becomes Next, the operation will be described. Flip-flop 2623 is now in the reset state. At this time, the / Q output of flip-flop 2623 is at “H”, and A
The output of ND circuit 2621 is at "H". When clock signal K falls to "L", the output of AND circuit 2621 falls to "L", flip-flop 2623 is set, and column address strobe signal / CAL from its / Q output becomes "L". , The column address strobe signal CAL from the inverter circuit 624 becomes “H”.
On the other hand, row address strobe signal / RAS goes low in response to the rise of clock signal K, and the output of inverter circuit 622 goes high.

【0217】所定時間が経過すると、内部行アドレスス
トローブ信号/RASが“L”から“H”へ立上がり、
インバータ回路2622の出力が“L”へ立下がる。こ
れによりフリップフロップ2623がリセット状態とさ
れ、列アドレスストローブ信号/CALが“H”、列ア
ドレスストローブ信号CALが“L”となる。このと
き、フリップフロップ2623のセット入力/Sおよび
リセット入力/Rヘの信号はともに“L”となることも
考えられるが、強制的にフリップフロップ2623の/
Q出力をリセットする構成を設けておけばこのような状
態は防止することができる。このときフリップフロップ
2623のQ出力を併せてセットする回路構成を設けて
おけばよい。また単純に、この構成に代えて、クロック
信号Kの立下がりに応答して所定のパルス幅を有するワ
ンショットのパルス信号を発生してフリップフロップ2
623のセット入力/Sへ与える構成を用いてもよい。
このとき、この発生されるワンショットのパルス信号は
“H”から“L”へ立下がるパルス信号である。
When a predetermined time has elapsed, internal row address strobe signal / RAS rises from "L" to "H",
The output of inverter circuit 2622 falls to "L". As a result, the flip-flop 2623 is reset, the column address strobe signal / CAL goes "H", and the column address strobe signal CAL goes "L". At this time, it is conceivable that both the signal to the set input / S and the signal to the reset input / R of the flip-flop 2623 become “L”.
Such a state can be prevented by providing a configuration for resetting the Q output. At this time, a circuit configuration for setting the Q output of the flip-flop 2623 together may be provided. Instead of this configuration, a one-shot pulse signal having a predetermined pulse width is generated in response to the fall of clock signal K, and flip-flop 2
Alternatively, a configuration of 623 to the set input / S may be used.
At this time, the generated one-shot pulse signal is a pulse signal that falls from “H” to “L”.

【0218】図87は図84に示す行アドレスラッチ2
603の具体的構成の一例を示す図である。図87にお
いて、行アドレスラッチ2603は、外部アドレス信号
Aaを受けるインバータ回路2631と、インバータ回
路2631の出力を受けるクロックトインバータ263
2と、クロックトインバータ2632の出力を受けるイ
ンバータ回路2633と、インバータ回路2633の出
力を受けるクロックトインバータ2634を含む。クロ
ックトインバータ2632は、内部行アドレスストロー
ブ信号RASおよび/RASによりその動作が制御され
る。内部行アドレスストローブ信号RASが“H”にあ
りかつ内部行アドレスストローブ信号/RASが“L”
にあるとき、クロックトインバータ2632は、不活性
状態の出力ハイインピーダンス状態となる。内部行アド
レスストローブ信号RASが“L”にあり、内部行アド
レスストローブ信号/RASが“H”にあるときクロッ
クトインバータ2632は活性状態となり、インバータ
回路2631の出力を反転してノードN10へ伝達す
る。
FIG. 87 shows the row address latch 2 shown in FIG.
FIG. 603 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of a reference numeral 603. In FIG. 87, row address latch 2603 includes an inverter circuit 2631 receiving external address signal Aa and a clocked inverter 263 receiving an output of inverter circuit 2631.
2, an inverter circuit 2633 receiving the output of the clocked inverter 2632, and a clocked inverter 2634 receiving the output of the inverter circuit 2633. The operation of clocked inverter 2632 is controlled by internal row address strobe signals RAS and / RAS. Internal row address strobe signal RAS is at "H" and internal row address strobe signal / RAS is at "L".
, Clocked inverter 2632 attains an inactive output high impedance state. When internal row address strobe signal RAS is at "L" and internal row address strobe signal / RAS is at "H", clocked inverter 2632 is activated, inverting the output of inverter circuit 2631 and transmitting it to node N10. .

【0219】クロックトインバータ2634は、内部行
アドレスストローブ信号/RASが“L”にあり、内部
行アドレスストローブ信号RASが“H”にあるときに
活性状態となり、インバータとして機能する。内部行ア
ドレスストローブ信号RASが“L”にあり、内部行ア
ドレスストローブ信号/RASが“H”にあるとき、ク
ロックトインバータ2634は不活性状態の出力ハイイ
ンピーダンス状態となる。したがって、クロックトイン
バータ2634が活性状態となったとき、インバータ回
路2633とクロックトインバータ2634がラッチ回
路を構成し、ノードN10に現われている信号電位を持
続的に出力する。ノードN10から内部行アドレス信号
int・Araが発生される。次に動作について説明す
る。内部行アドレスストローブ信号/RASが不活性状
態の“H”にあるとき、クロックトインバータ2632
はインバータとして機能する。一方このとき、クロック
トインバータ2634は出力ハイインピーダンス状態で
ある。したがって、このときにはノードN10へは外部
からのアドレス信号Aaが伝達される。内部行アドレス
ストローブ信号/RASが“L”に立下がると、クロッ
クトインバータ2632が出力ハイインピーダンス状態
となり、クロックトイインバータ2634が活性化され
てインバータとして機能する。この状態では、内部行ア
ドレスストローブ信号/RASが与えられた時点におい
てノードN10へ現われていた信号電位がインバータ回
路2633およびクロックトインバータ2634により
ラッチされ、内部行アドレス信号int・Araとして
持続的に出力される。
Clocked inverter 2634 is activated when internal row address strobe signal / RAS is at "L" and internal row address strobe signal RAS is at "H", and functions as an inverter. When internal row address strobe signal RAS is at "L" and internal row address strobe signal / RAS is at "H", clocked inverter 2634 enters an inactive high impedance state. Therefore, when clocked inverter 2634 is activated, inverter circuit 2633 and clocked inverter 2634 form a latch circuit, and continuously output the signal potential appearing at node N10. Node N10 generates an internal row address signal int.Ara. Next, the operation will be described. When internal row address strobe signal / RAS is inactive "H", clocked inverter 2632
Functions as an inverter. On the other hand, at this time, clocked inverter 2634 is in an output high impedance state. Therefore, at this time, an external address signal Aa is transmitted to node N10. When internal row address strobe signal / RAS falls to "L", clocked inverter 2632 attains an output high impedance state, and clock to inverter 2634 is activated to function as an inverter. In this state, the signal potential appearing at node N10 when internal row address strobe signal / RAS is applied is latched by inverter circuit 2633 and clocked inverter 2634, and is continuously output as internal row address signal int · Ara. Is done.

【0220】図88は図84に示す列アドレスラッチ2
604の具体的構成の一例を示す図である。図88にお
いて、列アドレスラッチ2604は、外部アドレス信号
Aaをその一方入力に受け、内部行アドレスストローブ
信号/RASをその他方入力に受けるNOR回路264
1と、NOR回路2641の出力を受けるクロックトイ
ンバータ2642と、クロックトインバータ2642の
出力を受けるインバータ回路2643と、インバータ2
643の出力を受けるクロックトインバータ2644を
含む。クロックトインバータ2642は、内部列アドレ
スストローブ信号CALが“L”、内部列アドレススト
ローブ信号/CALが“H”のときに活性化されインバ
ータとして機能する。内部列アドレスストローブ信号C
ALが“H”、内列アドレスストローブ信号/CALが
“H”のときクロックトインバータ2642は不活性状
態となり、出力ハイインピーダンス状態となる。クロッ
クトインバータ2644は、内部列アドレスストローブ
信号/CALが“L”にあり内部列アドレスストローブ
信号CALが“H”のときに活性状態となり、インバー
タとして機能する。クロックトインバータ2644は、
また内部列アドレスストローブ信号CALが“L”にあ
り内部列アドレスストローブ信号/CALが“H”のと
きに不活性状態となり、出力ハイインピーダンス状態と
なる。クロックトインバータ2644が活性状態のとき
に、インバータ回路2643とクロックトインバータ2
644はラッチ回路を構成し、ノードN20に現われた
信号電位をラッチする。ノードN20から内部列アドレ
ス信号int・Arcが発生される。次に動作について
説明する。
FIG. 88 shows the column address latch 2 shown in FIG.
604 is a figure which shows an example of the specific structure of 604. In FIG. 88, a column address latch 2604 receives an external address signal Aa at one input and receives an internal row address strobe signal / RAS at the other input.
1, a clocked inverter 2642 receiving an output of the NOR circuit 2641, an inverter circuit 2643 receiving an output of the clocked inverter 2642, and an inverter 2
643 includes a clocked inverter 2644 receiving the output of 643. Clocked inverter 2642 is activated when internal column address strobe signal CAL is "L" and internal column address strobe signal / CAL is "H", and functions as an inverter. Internal column address strobe signal C
When AL is at "H" and inner column address strobe signal / CAL is at "H", clocked inverter 2642 is inactive and attains an output high impedance state. Clocked inverter 2644 is activated when internal column address strobe signal / CAL is at "L" and internal column address strobe signal CAL is at "H", and functions as an inverter. Clocked inverter 2644 is
When the internal column address strobe signal CAL is at "L" and the internal column address strobe signal / CAL is at "H", it becomes inactive and becomes an output high impedance state. When clocked inverter 2644 is active, inverter circuit 2643 and clocked inverter 2
644 constitutes a latch circuit, and latches the signal potential appearing at the node N20. Internal column address signal int.Arc is generated from node N20. Next, the operation will be described.

【0221】内部行アドレスストローブ信号/RASが
“H”のときに、NOR回路2641の出力は“L”で
ある。このときまだ内部列アドレスストローブCAL,
/CALは発生されていないため、クロックトインバー
タ2642はインバータとして機能し、ノードN20へ
“H”の信号を伝達する。内部ロウアドレスストローブ
信号/RASが“L”に立下がると、NOR回路264
1はインバータとして機能する。このとき、NOR回路
2641は外部アドレス信号Aaを反転した信号を出力
する。内部ロウアドレスストローブ信号/RASが
“L”に立下がって所定時間経過した後、内部列アドレ
スストローブ信号CAL,/CALが発生され、クロッ
クトインバータ2642が出力ハイインピーダンス状態
となり、一方クロックトインバータ2644が活性化さ
れてインバータとして機能する。これにより内部列アド
レスストローブ信号CAL,/CALが発生されたとき
にノードN20へ現われていた信号電位が内部列アドレ
ス信号int・Arcとして持続的に出力される。
When internal row address strobe signal / RAS is at "H", the output of NOR circuit 2641 is at "L". At this time, the internal column address strobe CAL,
Since / CAL is not generated, clocked inverter 2642 functions as an inverter and transmits an "H" signal to node N20. When internal row address strobe signal / RAS falls to "L", NOR circuit 264
1 functions as an inverter. At this time, the NOR circuit 2641 outputs a signal obtained by inverting the external address signal Aa. After a predetermined time elapses after internal row address strobe signal / RAS falls to "L", internal column address strobe signals CAL and / CAL are generated, clocked inverter 2642 attains an output high impedance state, while clocked inverter 2644 is output. Is activated to function as an inverter. As a result, the signal potential appearing at node N20 when internal column address strobe signals CAL and / CAL are generated is continuously output as internal column address signal int.Arc.

【0222】なお、図87および図88に示す構成は外
部アドレス信号Aaのうちの1ビットに関連する部分の
構成を示しており、各外部アドレス信号Aaの各ビット
に対応して図87および図88に示す回路が設けられ
る。また図84に示すリセット信号発生回路2605
は、内部行アドレスストローブ信号/RASが“L”に
立下がったことを検出して所定時間経過した後にリセッ
トパルスRSを発生する構成であればどのような回路構
成であってもよい。行アドレスストローブ信号/RAS
を遅延させる回路と、この遅延回路出力に応答してワン
ショットのパルス信号を発生する回路構成であればこの
リセット信号発生回路は容易に実現することができる。
また、このリセット信号発生回路2605は、図80に
示すDRAMアレイ駆動回路260から発生される構成
であってもよい。このとき、DRAMアレイ駆動回路2
60は、DRAMアレイの行選択動作に関連する部分の
回路を活性化する信号を発生しており、この行選択に関
連する部分の回路が完了した時点でリセットパルスを発
生する回路構成とすればよい。たとえば、DRAMアレ
イ101におけるセンス動作を行なうためのセンスアン
プ活性化信号が発生されて所定時間経過した後にリセッ
トパルスRSが発生される構成を用いることができる。
The structure shown in FIGS. 87 and 88 shows the structure of a portion related to one bit of external address signal Aa, and corresponds to each bit of external address signal Aa. A circuit shown at 88 is provided. A reset signal generation circuit 2605 shown in FIG.
May have any circuit configuration as long as it detects that internal row address strobe signal / RAS has fallen to "L" and generates reset pulse RS after a predetermined time has elapsed. Row address strobe signal / RAS
This reset signal generating circuit can be easily realized by a circuit for delaying the delay signal and a circuit configuration for generating a one-shot pulse signal in response to the output of the delay circuit.
Further, reset signal generating circuit 2605 may be configured to be generated from DRAM array driving circuit 260 shown in FIG. At this time, the DRAM array driving circuit 2
Numeral 60 generates a signal for activating a circuit related to the row selection operation of the DRAM array. If the circuit configuration is such that a reset pulse is generated when the circuit related to the row selection is completed, Good. For example, a configuration in which a reset pulse RS is generated after a predetermined time has elapsed after a sense amplifier activation signal for performing a sensing operation in DRAM array 101 is generated can be used.

【0223】次に、CDRAMを使用目的に応じてその
動作モードすなわち、高速動作および低消費電力動作モ
ードのいずれかに設定する構成について説明する。モー
ド設定にはコマンドレジスタが用いられる。図89に示
すように、レジスタWR0選択時におけるデータ入力ピ
ンDQ3(D3)およびDQ2(D2)のデータの値に
よりCDRAMの動作モードが設定される。DQ3(D
3)およびDQ2(D2)をともに“0”とすると第1
の高速モードが指定される。DQ3(D3)およびDQ
2(D2)を“0”および“1”とすることにより低消
費電力動作モードが指定される。DQ3(D3)および
DQ2(D2)を“1”および“0”と設定すれば、第
2の高速動作モードが指定される。ここで、レジスタW
R0設定時に入力端子をDQ(D)のように示している
のは、レジスタRR1によりDQ分離モードが指定され
ているかまたはレジスタRR0によりマスクトライトモ
ードが選択されているかに応じて、ピンの機能が異なる
ためである。次に、レジスタWR0のデータDQ3(D
3)およびDQ2(D2)に与えられたデータABによ
り実現される動作モードについて説明する。
Next, a configuration for setting the operation mode of the CDRAM according to the purpose of use, that is, one of the high-speed operation and the low power consumption operation mode, will be described. A command register is used for mode setting. As shown in FIG. 89, the operation mode of the CDRAM is set by the data value of data input pins DQ3 (D3) and DQ2 (D2) when register WR0 is selected. DQ3 (D
When both 3) and DQ2 (D2) are set to "0", the first
High-speed mode is specified. DQ3 (D3) and DQ
By setting 2 (D2) to “0” and “1”, the low power consumption operation mode is designated. If DQ3 (D3) and DQ2 (D2) are set to "1" and "0", the second high-speed operation mode is designated. Here, register W
The input terminal is shown as DQ (D) when R0 is set, depending on whether the DQ separation mode is specified by the register RR1 or the masked write mode is selected by the register RR0. Because they are different. Next, the data DQ3 (D
3) and the operation mode realized by the data AB given to DQ2 (D2) will be described.

【0224】図90はCDRAMの高速動作モードを示
す図である。第1の高速動作モードはレジスタWR0の
上位2ビットのデータABをともに“0”と設定するこ
とにより選択される。この状態においては、クロック信
号Kの第1回目のクロック信号K(#1)の立上がりエ
ッジでまず行アドレス信号(ROW)が取込まれ、次い
で3番目のクロック信号K(#3)の立上がりエッジで
列アドレス信号(COL)が取込まれる。CDRAMの
動作はこの3番目のクロック信号#3の降下エッジから
開始される。第2の高速動作モードは、コマンドレジス
タWR0の上位2ビットのデータABを“1”および
“0”と設定することにより選択される。この第2の高
速動作モードにおいては、1回目のクロック信号K(#
1)の立上がりエッジで行アドレス信号(ROW)が取
込まれ、次に与えられる2回目のクロック信号K1(#
2)の立上がりエッジで列アドレス信号(COL)が取
込まれる。
FIG. 90 is a diagram showing a high-speed operation mode of the CDRAM. The first high-speed operation mode is selected by setting both high-order two-bit data AB of the register WR0 to “0”. In this state, the row address signal (ROW) is first taken in at the first rising edge of clock signal K (# 1) of clock signal K, and then the rising edge of third clock signal K (# 3) Fetches a column address signal (COL). The operation of the CDRAM is started from the falling edge of the third clock signal # 3. The second high-speed operation mode is selected by setting the data AB of the upper two bits of the command register WR0 to “1” and “0”. In the second high-speed operation mode, the first clock signal K (#
The row address signal (ROW) is taken in at the rising edge of 1), and the second clock signal K1 (#
The column address signal (COL) is taken in at the rising edge of 2).

【0225】したがって、CDRAMのキャッシュミス
時等にDRAMアレイへアクセスするときに、その使用
目的に応じて動作速度を最適な値に設定することができ
る。処理目的に応じて、DRAMアレイへのアクセスに
要する時間を最適な値に設定することができ、柔軟なシ
ステム構築が容易となる。図91はCDRAMを低消費
電力モードで動作させる際の動作を示す信号波形図であ
る。この低消費電力モードは図89に示すコマンドレジ
スタWR0の上位2ビットABをそれぞれ“0”および
“1”と設定することにより指定される。この低消費電
力モードにおいては、クロック信号Kの立上がりエッジ
で行アドレス信号(ROW)が取込まれ、クロック信号
Kの立下がりエッジで列アドレス信号(COL)が取込
まれる。この場合、クロック信号Kが前述のごとく間欠
的に発生されるかまたはこのクロック信号Kの周期が一
時的に長くされる場合においても、単一パルスで行およ
び列アドレス信号の取込みが行なわれる。クロック周期
が長くなった場合でも、単一のクロック信号で行および
列アドレスの信号の取込みを行なうことができる。この
列アドレス信号の取込み後すぐにDRAMが動作を行な
うため、低消費電力でかつ高速動作をすることのできる
CDRAMを得ることができる。
Therefore, when accessing the DRAM array at the time of a cache miss of the CDRAM or the like, the operation speed can be set to an optimum value according to the purpose of use. The time required to access the DRAM array can be set to an optimal value according to the processing purpose, and flexible system construction is facilitated. FIG. 91 is a signal waveform diagram showing an operation when the CDRAM is operated in the low power consumption mode. This low power consumption mode is designated by setting upper two bits AB of command register WR0 shown in FIG. 89 to "0" and "1", respectively. In this low power consumption mode, a row address signal (ROW) is taken in at a rising edge of clock signal K, and a column address signal (COL) is taken in at a falling edge of clock signal K. In this case, even if clock signal K is generated intermittently as described above or the period of clock signal K is temporarily lengthened, row and column address signals are taken in with a single pulse. Even when the clock cycle becomes longer, the signal of the row and column addresses can be taken in with a single clock signal. Since the DRAM operates immediately after the capture of the column address signal, it is possible to obtain a CDRAM that can operate with low power consumption and high speed.

【0226】図92は、動作モードに応じて外部アドレ
ス信号Aaを取込むタイミングを設定するための回路構
成を示す図である。この図92に示す回路構成は図84
に示す列アドレスストローブ信号発生回路2602とし
て用いられる。すなわち、この図92に示す列アドレス
ストローブ信号発生回路は図86に示す列アドレススト
ローブ信号発生回路の代わりに用いられる。残りの回路
構成は前述の各回路を用いることができる。図92にお
いて、列アドレスストローブ信号発生回路2602′
は、クロック信号Kをその一方入力に受けるAND回路
2701と、AND回路2701の出力をそのセット入
力/S1に受け、内部行アドレスストローブ信号/RA
Sをインバータ回路2709を介してそのリセット入力
/R1に受けるフリップフロップ2702を含む。フリ
ップフロップ2702の出力/Q1はAND回路270
1の他方入力へ与えられる。フリップフロップ2702
は入力/S1または/R1に“L”の信号が与えられた
ときセットまたはリセット状態となる。
FIG. 92 is a diagram showing a circuit configuration for setting the timing for taking in external address signal Aa according to the operation mode. The circuit configuration shown in FIG.
Is used as a column address strobe signal generation circuit 2602 shown in FIG. That is, the column address strobe signal generation circuit shown in FIG. 92 is used instead of the column address strobe signal generation circuit shown in FIG. The remaining circuits can use the circuits described above. Referring to FIG. 92, a column address strobe signal generation circuit 2602 '
Receives an output of the AND circuit 2701 at its set input / S1 and receives an internal row address strobe signal / RA.
And a flip-flop 2702 receiving S through inverter circuit 2709 at its reset input / R1. The output / Q1 of flip-flop 2702 is connected to AND circuit 270
1 to the other input. Flip-flop 2702
Is set or reset when a signal of "L" is applied to input / S1 or / R1.

【0227】回路2602′はまた、クロック信号Kを
その一方入力に受けるOR回路2703と、フリップフ
ロップ2702の出力/Q1と内部行アドレスストロー
ブ信号/RASとを受けるOR回路2710と、OR回
路2703出力を受けるセット入力S2とOR回路27
10の出力を受けるリセット入力R2を有するフリップ
フロップ2704を含む。フリップフロップ2704の
出力Q2はOR回路2703の他方入力へ与えられる。
フリップフロップ2704は、OR回路2703の出力
が“H”に立上がるときにセット状態となり、OR回路
2710の出力が“H”に立上がるとリセット状態とな
る。回路2602′はさらに、クロック信号Kをその一
方入力に受けるAND回路2705と、フリップフロッ
プ2704の出力Q2とインバータ回路2709からの
内部行アドレスストローブ信号RASを受けるAND回
路2711と、AND回路2705の出力をそのセット
入力/S3に受け、AND回路2711の出力をそのリ
セット入力/R3に受けるフリップフロップ2706を
含む。フリップフロップ2706の出力Q3はAND回
路2705の他方入力へ与えられる。フリップフロップ
2706は、セット入力/S3へ与えられる信号の立下
がりに応答してセット状態となり、リセット入力/R3
へ与えられる信号の立下がりに応答してリセット状態と
なる。
Circuit 2602 'also has an OR circuit 2703 receiving clock signal K at one input thereof, an OR circuit 2710 receiving output / Q1 of flip-flop 2702 and internal row address strobe signal / RAS, and an output of OR circuit 2703. Input S2 and OR circuit 27
It includes a flip-flop 2704 having a reset input R2 receiving the output of ten. Output Q2 of flip-flop 2704 is applied to the other input of OR circuit 2703.
Flip-flop 2704 enters the set state when the output of OR circuit 2703 rises to “H”, and enters the reset state when the output of OR circuit 2710 rises to “H”. Circuit 2602 'further includes an AND circuit 2705 receiving clock signal K at one input, an AND circuit 2711 receiving output Q2 of flip-flop 2704 and internal row address strobe signal RAS from inverter circuit 2709, and an output of AND circuit 2705. Is received at its set input / S3 and the output of AND circuit 2711 is received at its reset input / R3. Output Q3 of flip-flop 2706 is applied to the other input of AND circuit 2705. Flip-flop 2706 attains the set state in response to the fall of the signal applied to set input / S3, and sets reset input / R3
Reset state in response to the fall of the signal applied to the switch.

【0228】回路2602′はまた、クロック信号Kを
その一方入力に受けるOR回路2707と、フリップフ
ロップ2706の出力/Q3と内部行アドレスストロー
ブ信号/RASとを受けるOR回路2712と、OR回
路2707の出力をそのセット入力S4に受け、OR回
路2712の出力をそのリセット入力R4に受けるフリ
ップフロップ2708を含む。フリップフロップ270
8の出力Q4はOR回路2707の他方入力へ与えられ
る。このフリップフロップ2708は、セット入力S4
へ与えられる信号の立上がりに応答してセット状態とな
り、かつリセット入力R4へ与えられる信号の立上がり
に応答してリセット状態となる。列アドレスストローブ
信号発生回路2602′はさらに、フリップフロップ2
704のQ2出力とレジスタWR0に設定されたデータ
B(図89に示すDQ2に対応)とを受けるAND回路
2715と、フリップフロップ2702の出力/Q1を
受けるインバータ回路2713と、インバータ2713
の出力とレジスタWR0に設定されたデータA(図89
に示すデータDQ3に対応)を受けるAND回路271
4と、AND回路2714の出力と、AND回路271
5の出力と、フリップフロップ2708の出力Q4とを
受けるOR回路2716と、OR回路2716の出力を
受けるインバータ回路2717を含む。OR回路271
6から列アドレスストローブ信号CALが発生され、イ
ンバータ回路2717から列アドレスストローブ信号/
CALが発生される。次に動作についてその動作波形図
である図93を参照して説明する。
Circuit 2602 'also includes an OR circuit 2707 receiving clock signal K at one input, an OR circuit 2712 receiving output / Q3 of flip-flop 2706 and internal row address strobe signal / RAS, and an OR circuit 2707. Flip-flop 2708 receives an output at its set input S4 and receives the output of OR circuit 2712 at its reset input R4. Flip-flop 270
The output Q4 of 8 is supplied to the other input of the OR circuit 2707. This flip-flop 2708 has a set input S4
To the set state in response to the rising of the signal applied to reset input R4, and to the reset state in response to the rising of the signal applied to reset input R4. Column address strobe signal generation circuit 2602 'further includes flip-flop 2
An AND circuit 2715 receiving the output Q2 of the register 704 and data B (corresponding to DQ2 shown in FIG. 89) set in the register WR0, an inverter circuit 2713 receiving the output / Q1 of the flip-flop 2702, and an inverter 2713
89 and the data A set in the register WR0 (FIG. 89).
AND circuit 271 receiving data DQ3 shown in FIG.
4, the output of the AND circuit 2714, and the AND circuit 271
5 and an OR circuit 2716 receiving the output Q4 of the flip-flop 2708 and an inverter circuit 2717 receiving the output of the OR circuit 2716. OR circuit 271
6 generates a column address strobe signal CAL, and an inverter circuit 2717 outputs a column address strobe signal / CAL.
CAL is generated. Next, the operation will be described with reference to FIG. 93 which is an operation waveform diagram.

【0229】まず低消費電力モードが設定された場合に
ついて説明する。このとき、データAは“0”
(“L”)であり、データBは“1”(“H”)であ
る。この状態においては、AND回路2714の出力は
“L”である。また、フリップフロップ2702、27
04、2706および2708はリセット状態にある。
外部クロック信号Kが1回目に立上がると、AND回路
2701の出力が“H”になる。このとき、フリップフ
ロップ2702はそのセット入力/S1へ与えられる信
号が“L”から“H”へ立上がるだけであり、以前のリ
セット状態を保持する。クロック信号Kの立上がりに応
答して内部行アドレスストローブ信号/RASが“L”
へ立下がる。このとき、フリップフロップ2702はリ
セット状態にあるため、このフリップフロップ2702
の出力/Q1は“H”にあり、OR回路2710の出力
も“H”となる。
First, the case where the low power consumption mode is set will be described. At this time, data A is “0”
(“L”), and data B is “1” (“H”). In this state, the output of AND circuit 2714 is at "L". Also, flip-flops 2702, 27
04, 2706 and 2708 are in a reset state.
When the external clock signal K rises for the first time, the output of the AND circuit 2701 becomes "H". At this time, flip-flop 2702 holds the previous reset state only when the signal applied to its set input / S1 rises from "L" to "H". In response to the rising of clock signal K, internal row address strobe signal / RAS is set to "L".
Fall. At this time, since the flip-flop 2702 is in the reset state, the flip-flop 2702
Is at “H”, and the output of the OR circuit 2710 also becomes “H”.

【0230】クロック信号Kの立上がりに応答してOR
回路2703の出力が“H”に立上がったとしても、O
R回路2710からの出力により、フリップフロップ2
704がセット状態になり、その出力Q2は“H”とな
る。このときAND回路2711の出力は“L”であ
り、OR回路2712の出力は“H”(フリップフロッ
プ2703の出力/Q3は“H”)であるため、フリッ
プフロップ2706および2708もリセット状態と同
一の状態を維持している。したがって、この状態におい
ては、AND回路2715の出力は“L”であり、OR
回路2716の出力も“L”となる。クロック信号Kが
“L”へ立下がると、AND回路2701の出力が
“L”に立下がり、フリップフロップ2702がセット
状態となり、フリップフロップ2702の出力/Q1が
“H”から“L”に立下がる。これに応答してインバー
タ回路2713の出力が“H”に立上がる。データBは
“H”の電位レベルであるため、このフリップフロップ
2702の出力/Q1の“L”の立下がりに応答してA
ND回路2715の出力が“H”に立上がる。これによ
り、OR回路2716の出力が立上がり、内部列アドレ
ス信号CALが“H”に、内部列アドレス信号/CAL
が“L”に立下がる。これにより、クロック信号Kの1
つのパルス(#1)の立上がりエッジおよび立下がりエ
ッジでそれぞれ行アドレス信号および列アドレス信号が
取込まれる低消費電力モードが実現される。
In response to the rising of clock signal K, OR
Even if the output of circuit 2703 rises to "H", O
By the output from the R circuit 2710, the flip-flop 2
704 is set, and its output Q2 becomes "H". At this time, the output of the AND circuit 2711 is "L" and the output of the OR circuit 2712 is "H" (the output / Q3 of the flip-flop 2703 is "H"), so that the flip-flops 2706 and 2708 are also in the reset state. The state is maintained. Therefore, in this state, the output of AND circuit 2715 is "L",
The output of the circuit 2716 also becomes “L”. When clock signal K falls to "L", the output of AND circuit 2701 falls to "L", flip-flop 2702 is set, and output / Q1 of flip-flop 2702 rises from "H" to "L". Go down. In response, the output of inverter circuit 2713 rises to "H". Since data B is at the "H" potential level, A responds to the fall of "L" of output / Q1 of flip-flop 2702.
The output of ND circuit 2715 rises to "H". As a result, the output of OR circuit 2716 rises, internal column address signal CAL attains "H", and internal column address signal / CAL
Falls to “L”. As a result, 1 of the clock signal K
A low power consumption mode in which a row address signal and a column address signal are taken in at the rising edge and the falling edge of one pulse (# 1) is realized.

【0231】次に、各クロック信号の立上がりエッジで
行アドレス信号と列アドレス信号とを取込む第2の高速
動作モードについて説明する。この場合、データAは1
(“H”)に設定され、データBは0(“L”)に設定
される。この場合、AND回路2715の出力は“L”
固定である。この場合、AND回路2714の出力はフ
リップフロップ2704の出力Q2が“H”に立上がっ
たときに“H”となる。フリップフロップ2704の出
力Q2が“H”に立上がるのは、フリップフロップ27
04がリセット状態から開放されるとともに、OR回路
2703の出力が“H”に立上がるときである。すなわ
ち、フリップフロップ2702がセット状態となり、そ
の/Q1出力が“L”となってから与えられるクロック
信号K(#2)の立上がりに応答してOR回路2703
の出力が“H”となったときにフリップフロップ270
4がセット状態となる。したがって、第2の高速動作モ
ードにおいて列アドレスストローブ信号CALが
“H”、内部列アドレスストローブ信号/CALが
“L”に設定されるのは、2回目のクロック信号K(#
2)の立上がりエッジ時点である。これにより第2の高
速動作モードが実現される。
Next, a description will be given of a second high-speed operation mode in which a row address signal and a column address signal are taken in at the rising edge of each clock signal. In this case, data A is 1
(“H”), and data B is set to 0 (“L”). In this case, the output of the AND circuit 2715 is “L”
Fixed. In this case, the output of the AND circuit 2714 becomes “H” when the output Q2 of the flip-flop 2704 rises to “H”. The output Q2 of the flip-flop 2704 rises to "H" because the flip-flop 27
04 is released from the reset state, and the output of the OR circuit 2703 rises to "H". More specifically, OR circuit 2703 responds to the rising of clock signal K (# 2) applied after flip-flop 2702 is set and its / Q1 output attains "L".
Becomes "H" when the flip-flop 270
4 is set. Therefore, in the second high-speed operation mode, the column address strobe signal CAL is set to “H” and the internal column address strobe signal / CAL is set to “L” in the second clock signal K (#
This is at the time of the rising edge of 2). Thereby, the second high-speed operation mode is realized.

【0232】次に、3回目のクロック信号K(#3)の
立上がりエッジで列アドレスの取込みが行なわれる第1
の高速動作モードについて説明する。この場合、データ
AおよびBはともに“0”に設定される。この状態にお
いては、AND回路2714および2715の出力はと
もに“L”となる。フリップフロップ2704の出力Q
2はクロック信号Kの2回目の立上がり(#2)に応答
して“H”に立上がる。これにより、AND回路271
1の出力が“H”となり、フリップフロップ2706は
リセット状態から開放される。クロック信号Kの2回目
の立下がり(#2)に応答してAND回路2705の出
力が“L”に立下がり、フリップフロップ2706がセ
ットされ、このフリップフロップ2706の出力/Q3
が“L”に立下がる。フリップフロップ2706の出力
/Q3が“L”に立下がることにより、OR回路271
2の出力が“L”となり、フリップフロップ2708は
リセット状態から開放される。クロック信号Kの3回目
の立上がり(#3)においてOR回路2707の出力が
“H”に立上がると、フリップフロップ2708はセッ
ト状態となり、その出力Q4の電位は“H”に立上が
る。これにより、OR回路2716の出力が“H”とな
る。これにより、1回目のクロック信号Kの立上がりで
行アドレス信号を取込み、3回目のクロック信号Kの立
上がりで列アドレス信号を取込む第1の高速動作が実現
される。
Next, a column address is fetched at the third rising edge of clock signal K (# 3).
Will be described. In this case, data A and B are both set to “0”. In this state, the outputs of AND circuits 2714 and 2715 both become "L". Output Q of flip-flop 2704
2 rises to "H" in response to the second rising (# 2) of the clock signal K. Thereby, the AND circuit 271
1 becomes "H", and the flip-flop 2706 is released from the reset state. In response to the second falling (# 2) of clock signal K, the output of AND circuit 2705 falls to "L", flip-flop 2706 is set, and output / Q3 of flip-flop 2706 is set.
Falls to “L”. When the output / Q3 of flip-flop 2706 falls to "L", OR circuit 271 is output.
2 becomes “L”, and the flip-flop 2708 is released from the reset state. When the output of OR circuit 2707 rises to "H" at the third rising of clock signal K (# 3), flip-flop 2708 enters a set state, and the potential of output Q4 rises to "H". Thus, the output of the OR circuit 2716 becomes “H”. Thus, a first high-speed operation in which a row address signal is taken in at the first rise of clock signal K and a column address signal is taken at the third rise of clock signal K is realized.

【0233】いずれの動作サイクルモードにおいても、
所定時間経過後に内部行アドレスストローブ信号/RA
Sが“H”に立上がると、フリップフロップ2702、
2704、2706および2708はすべてリセット状
態となる。このフリップフロップ2702、2704、
2706および2708は先に図85および図86に示
したフリップフロップ2612および2623と同様の
構成を備える。上述のように、CDRAMを外部クロッ
ク信号Kに同期動作させることにより、アドレス変化検
出回路を用いて内部クロック信号を発生する方式などに
比べてアドレスのスキューなどに起因するサイクルタイ
ムの遅延を防止することができ、正確な制御を実行する
ことができる。またこのとき、特にDRAMの列アドレ
スを取込むタイミングを任意に設定することにより、低
消費電力性を重視する用途および高速動作性を重視する
用途いずれにも柔軟に対応することのできるCDRAM
を得ることができる。
In any of the operation cycle modes,
After a predetermined time elapses, internal row address strobe signal / RA
When S rises to "H", flip-flop 2702,
2704, 2706 and 2708 are all in the reset state. These flip-flops 2702, 2704,
2706 and 2708 have the same configuration as the flip-flops 2612 and 2623 previously shown in FIGS. As described above, by operating the CDRAM synchronously with the external clock signal K, it is possible to prevent a delay in cycle time due to address skew or the like as compared with a method of generating an internal clock signal using an address change detection circuit. And accurate control can be performed. At this time, the timing of taking in the column address of the DRAM is arbitrarily set, so that the CDRAM can flexibly cope with both applications where low power consumption is important and applications where high speed operation is important.
Can be obtained.

【0234】なお上述の構成では列アドレスを取込むタ
イミングを可変とする構成は、CDRAMに限定され
ず、一般にクロック信号に同期して動作するアドレスマ
ルチプレクス型の半導体記憶装置であれば同様の効果を
得ることができる。また、行アドレス信号と列アドレス
信号とが別々のピン端子へ与えられる構成であってもよ
い。次に、この発明の第2の実施例であるCDRAMが
備える動作モードおよび各動作モードを指定するための
制御信号の状態を一覧にして図94に示す。CDRAM
の動作モードは、チップセレクト信号E#、キャッシュ
ヒット信号CH#、ライトイネーブル信号W#、リフレ
ッシュ指示信号REF#、コントロール信号CC1#お
よびCC2#の各外部制御信号の状態の組合わせにより
設定される。図94において“H”は高レベルの信号電
位を示し、“L”は低レベルの信号電位を示す。図94
に示すように、CDRAMの動作モードとしては、SR
AMキャッシュへアクセスするキャッシュモードTH、
コマンドレジスタにコマンドデータを設定するためのコ
マンドレジスタセットモードTG、CDRAMをスタン
バイ状態にするスタンバイモードTS、キャッシュミス
(ミスヒット)時の動作を行なうキャッシュミスモード
TM、DRAMアレイへ直接アクセスするダイレクトア
レイアクセスモードTD、DRAMアレイのリフレッシ
ュを行なうリフレッシュモードTR、およびDRAMア
レイのリフレッシュ用の行アドレスを発生するカウンタ
をチェックするカウンタチェックモードTCを含む。各
動作モードを設定するための信号の状態の組合わせおよ
びタイミングなどについては後に動作波形図を参照して
詳細に説明する。まず簡単にキャッシュミス時の動作に
ついて説明する。
In the above-mentioned configuration, the configuration in which the timing for taking in the column address is variable is not limited to the CDRAM. Can be obtained. Further, the configuration may be such that the row address signal and the column address signal are supplied to different pin terminals. Next, FIG. 94 shows a list of operation modes of the CDRAM according to the second embodiment of the present invention and states of control signals for designating each operation mode. CDRAM
Is set by a combination of the states of the external control signals of the chip select signal E #, the cache hit signal CH #, the write enable signal W #, the refresh instruction signal REF #, and the control signals CC1 # and CC2 #. . In FIG. 94, “H” indicates a high-level signal potential, and “L” indicates a low-level signal potential. FIG. 94
As shown in FIG.
A cache mode TH for accessing the AM cache,
A command register set mode TG for setting command data in a command register, a standby mode TS for putting a CDRAM in a standby state, a cache miss mode TM for performing a cache miss (miss hit) operation, a direct array access for directly accessing a DRAM array Mode TD, refresh mode TR for refreshing the DRAM array, and counter check mode TC for checking a counter for generating a row address for refreshing the DRAM array. Combinations of signal states and timings for setting each operation mode will be described later in detail with reference to operation waveform diagrams. First, the operation at the time of a cache miss will be briefly described.

【0235】キャッシュミスすなわちミスヒット時にお
いては、SRAMキャッシュにはCPUが要求するデー
タが格納されていないため、要求されたデータをDRA
MアレイからSRAMキャッシュへ転送する必要があ
る。この転送は図80に示す双方向転送ゲート回路(D
TB)210を介して行なわれる。データ転送動作を図
95を参照して説明する。双方向転送ゲート回路210
はDRAMアレイ101のデータをSRAMアレイ20
1へ転送するための転送ゲートDTB2と、SRAMア
レイ201からのデータをラッチし、かつDRAMアレ
イ101へ転送する転送ゲートDTB1を含む。(図3
0,図41のデータ転送ゲートの構成を参照) 今、SRAMアレイ201の領域DにはデータD2が格
納されており、CPUがこの領域DにおけるデータD1
を要求した場合を考える。この場合はキャッシュミス状
態である。このとき、CPUが出力したアドレスに従っ
て、DRAMアレイ101からデータD1を選択し、転
送ゲートDTB2へ伝達する。これと並行して、SRA
Mアレイ201に格納されたデータD2が転送ゲートD
TB1にラッチされる。転送ゲートDTB2へ転送され
たデータD1は次いでSRAMアレイ201の対応の領
域Dへ転送される。データD2は転送ゲートDTB1に
ラッチされた状態である。SRAMアレイ201へデー
タD1が転送された後は、CPUはこのSRAMアレイ
201へアクセスすることができる。一方、DRAMア
レイ101においては、転送ゲートDTB1からデータ
D2を受けるために、一旦プリチャージ状態とされる。
次いでDRAMアレイ101へは、データD2を格納す
べきアドレスを示すアドレスが例えばタグメモリから与
えられ、このアドレス(以下、ミスアドレスと称す)に
従って行選択動作が行なわれる。行選択動作が行なわれ
た後に、転送ゲートDTB1に格納されたデータD2が
対応の領域へ転送される。
At the time of a cache miss, that is, a mishit, the data requested by the CPU is not stored in the SRAM cache.
It is necessary to transfer from the M array to the SRAM cache. This transfer is performed by a bidirectional transfer gate circuit (D
TB) 210. The data transfer operation will be described with reference to FIG. Bidirectional transfer gate circuit 210
Represents the data in the DRAM array 101 as the SRAM array 20
1 and a transfer gate DTB1 for latching data from the SRAM array 201 and transferring the data to the DRAM array 101. (FIG. 3
0, see the configuration of the data transfer gate in FIG. 41). Now, data D2 is stored in the area D of the SRAM array 201, and the CPU operates the data D1 in this area D.
Consider the case of requesting In this case, it is a cache miss state. At this time, data D1 is selected from DRAM array 101 according to the address output by the CPU and transmitted to transfer gate DTB2. In parallel with this, SRA
The data D2 stored in the M array 201 is
Latched to TB1. Data D1 transferred to transfer gate DTB2 is then transferred to corresponding area D of SRAM array 201. Data D2 is in a state of being latched by transfer gate DTB1. After the data D1 is transferred to the SRAM array 201, the CPU can access the SRAM array 201. On the other hand, DRAM array 101 is temporarily set to a precharge state in order to receive data D2 from transfer gate DTB1.
Next, an address indicating an address where data D2 is to be stored is applied to DRAM array 101, for example, from a tag memory, and a row selecting operation is performed according to this address (hereinafter, referred to as a miss address). After the row selection operation is performed, data D2 stored in transfer gate DTB1 is transferred to the corresponding area.

【0236】上述のようにデータ転送を双方向で行なう
ことにより、キャッシュミス時においても、DRAMア
レイ101からSRAMアレイ201へのデータ転送後
すぐにDRAMアレイ101のプリチャージ状態への復
帰を待たずにCPUはSRAMアレイ201へアクセス
して所望のデータの読出/書込を行なうことができる。
このデータ転送時の各動作モード(高速モード,低消費
電力モード)における動作を図96に示す動作波形図を
参照して詳細に以下に説明する。まず、クロック信号K
の立上がりエッジでチップセレクト信号E#を“L”に
設定し、キャッシュヒット信号CH#を“H”と設定す
ることによりキャッシュミスサイクルTMの初期化(イ
ニシェイト)サイクルTMMIが行なわれる。このキャ
ッシュミス初期化サイクルTMMIにおいては、クロッ
ク信号Kの立上がりエッジでSRAMアドレスAcが有
効として装置内部へ取込まれるとともに、DRAMアド
レスAaのうちの行アドレス信号(R)が装置内部へ取
込まれる。低消費電力モードにおいては、このクロック
Kの立下がりエッジで続いてDRAMアレイAaにおけ
る列アドレス信号(C)の取込みが行なわれる。第2の
高速動作モードにおいては3番目のクロック信号Kの立
上がりエッジで列アドレス信号(C)の取込みが行なわ
れる。
By performing bidirectional data transfer as described above, even in the case of a cache miss, the DRAM array 101 does not wait for return to the precharge state immediately after data transfer from the DRAM array 101 to the SRAM array 201. In addition, the CPU can access the SRAM array 201 to read / write desired data.
The operation in each operation mode (high-speed mode, low power consumption mode) at the time of this data transfer will be described in detail below with reference to the operation waveform diagram shown in FIG. First, the clock signal K
The chip select signal E # is set to "L" and the cache hit signal CH # is set to "H" at the rising edge of the cache miss cycle TM to perform an initialization (initialize) cycle TMMI of the cache miss cycle TM. In this cache miss initialization cycle TMMI, at the rising edge of clock signal K, SRAM address Ac is enabled and taken into the device, and row address signal (R) of DRAM address Aa is taken into the device. . In the low power consumption mode, the column address signal (C) in DRAM array Aa is taken in at the falling edge of clock K. In the second high-speed operation mode, the column address signal (C) is taken in at the rising edge of the third clock signal K.

【0237】クロック信号Kが2回目に立上がると、次
いでアレイアクティブサイクルTMMAが開始される。
このアレイアクティブサイクルTMMAにおいては、D
RAMアレイ内においCPUアドレスに従ったメモリセ
ルの選択動作が行なわれ、選択されたメモリセルデータ
がSRAMアレイへ転送される。DRAMアレイからS
RAMアレイへのデータ転送後、SRAMアレイでは先
に取込まれたSRAMアドレスに従ってデータの選択が
行なわれ、この選択されたデータQが出力される。この
ときまだSRAMアレイから転送ゲートへ転送されたデ
ータは転送ゲートDTB1にラッチされた状態にある。
この状態によりアレイアクティブサイクルTMMAが完
了する。このとき、クロック信号Kが最初に立上がって
からCPUが要求したデータQが出力されるまでに要す
る時間はtKHAAであり、DRAM列アドレスを取込
んでから出力データQが出力されるまでに要する時間は
tCAAである。
When clock signal K rises for the second time, array active cycle TMMA is started.
In this array active cycle TMMA, D
A memory cell selection operation is performed in the RAM array according to the CPU address, and the selected memory cell data is transferred to the SRAM array. From DRAM array to S
After the data is transferred to the RAM array, the SRAM array selects data according to the previously fetched SRAM address, and outputs the selected data Q. At this time, the data transferred from the SRAM array to the transfer gate is still latched by the transfer gate DTB1.
This state completes the array active cycle TMMA. At this time, the time required from when the clock signal K first rises to when the data Q requested by the CPU is output is tKHAA, which is required after the DRAM column address is fetched and the output data Q is output. Time is tCAA.

【0238】このアレイアクティブサイクルTMMA完
了後、DRAMのプリチャージを行なうプリチャージサ
イクルTMMPが行なわれる。このプリチャージ期間中
には、SRAMキャッシュへはアクセス可能である。S
RAMへのアクセスの有無に応じてチップセレクト信号
E#およびキャッシュヒット信号CH#が“H”または
“L”に設定され、そのときの状態に応じてデータの出
力が行なわれる。一方、DRAMアレイにおいては内部
のプリチャージ動作が行なわれ、各種信号線が所望の電
位にプリチャージされる。このDRAMアレイのプリチ
ャージ完了後、SRAMアレイから転送ゲートDTB1
へ転送されたデータをDRAMアレイの対応の位置へ書
込むアレイライトサイクルTMAが行なわれる。このア
レイライトサイクルTMAはまず初期化サイクル(イニ
シェイトサイクル)TMAIを行なうことにより開始さ
れる。この初期化サイクルの設定はクロック信号Kの立
上がりエッジでチップセレクト信号E#を“L”と設定
することにより行なわれる。これにより、たとえばタグ
メモリから与えられたミスアドレスがDRAMアレイへ
与えられ、DRAMアレイではこの与えられたミスアド
レスをその動作モードに応じて行アドレス信号(R)お
よび列アドレス信号(C)として取込む。この行および
列アドレス信号を取込んだ後、DRAMアレイへラッチ
されたデータを実際に書込むアレイライトのアレイアク
ティブサイクルおよびプリチャージサイクルTMAAが
行なわれる。
After completion of array active cycle TMMA, a precharge cycle TMMP for precharging the DRAM is performed. During this precharge period, the SRAM cache can be accessed. S
The chip select signal E # and the cache hit signal CH # are set to "H" or "L" according to the presence or absence of access to the RAM, and data is output according to the state at that time. On the other hand, in the DRAM array, an internal precharge operation is performed, and various signal lines are precharged to a desired potential. After the completion of the precharging of the DRAM array, the transfer gate DTB1 is transferred from the SRAM array.
An array write cycle TMA for writing the data transferred to the corresponding position of the DRAM array is performed. This array write cycle TMA is started by first performing an initialization cycle (initialize cycle) TMA. This initialization cycle is set by setting the chip select signal E # to "L" at the rising edge of the clock signal K. Thereby, for example, a miss address given from the tag memory is given to the DRAM array, and the given miss address is taken as a row address signal (R) and a column address signal (C) according to the operation mode in the DRAM array. Put in. After taking in the row and column address signals, an array active cycle and a precharge cycle TMAA of an array write for actually writing data latched in the DRAM array are performed.

【0239】アレイアクティブ/プリチャージサイクル
TMAAにおいては、与えられたミスアドレスに従って
DRAMアレイから対応のメモリセルの選択が行なわ
れ、既に双方向転送ゲートDTB1にラッチされていた
データがこの選択されたメモリセルへ書込まれる。DR
AMアレイにおけるデータ書込みサイクルと並行して、
SRAMアレイへはCPUが独立にアクセスすることが
できる。クロック信号Kのサイクル時間はtKであり、
DRAMのアレイサイクル時間(DRAMアレイへ直接
アクセスして所望のデータを読出すのに必要とする時
間)はtaで与えられる。キャッシュミス時のミスリー
ドライトサイクルTMMの要するサイクル時間はアレイ
サイクル時間ta以上とされ、同様アレイライトサイク
ルTMAのサイクル時間もアレイサイクル時間ta以上
とされる。
In the array active / precharge cycle TMAA, a corresponding memory cell is selected from the DRAM array according to the applied miss address, and the data already latched in the bidirectional transfer gate DTB1 is stored in the selected memory. Written to the cell. DR
In parallel with the data write cycle in the AM array,
The CPU can independently access the SRAM array. The cycle time of the clock signal K is tK,
The array cycle time of the DRAM (the time required to directly access the DRAM array and read the desired data) is given by ta. The cycle time required for the miss read / write cycle TMM at the time of a cache miss is equal to or longer than the array cycle time ta, and the cycle time of the array write cycle TMA is also equal to or longer than the array cycle time ta.

【0240】図97は低消費電力モード時におけるキャ
ッシュヒットリード動作を示す信号波形図である。この
キャッシュヒットリード動作(LTHR)はトランスペ
アレント出力モードでのデータ出力波形を示す。キャッ
シュヒットリード動作は、クロック信号Kの立上がりエ
ッジで、チップセレクト信号E#を“L”、キャッシュ
ヒット信号CH#を“L”、制御信号CC1#を
“L”、リフレッシュ指示信号REF#、制御信号CC
2#、およびライトイネーブル信号W#を“H”と設定
することにより行なわれる。このとき、クロック信号K
の立上がりエッジでSRAM用アドレス(CPUアドレ
ス)Acが取込まれ、SRAMキャッシュへのアクセス
が行なわれる。アウトプットイネーブル信号G#を
“H”から“L”へ立下げることにより、このクロック
信号Kの立上がりエッジから時間tKHA経過後に取込
んだSRAMアドレスC1に対応するデータQ1が出力
される。
FIG. 97 is a signal waveform diagram showing a cache hit read operation in the low power consumption mode. This cache hit read operation (LTHR) shows a data output waveform in the transparent output mode. In the cache hit read operation, at the rising edge of the clock signal K, the chip select signal E # is set to "L", the cache hit signal CH # is set to "L", the control signal CC1 # is set to "L", the refresh instruction signal REF #, Signal CC
2 # and the write enable signal W # are set to "H". At this time, the clock signal K
At the rising edge of, the SRAM address (CPU address) Ac is fetched, and the SRAM cache is accessed. By causing output enable signal G # to fall from "H" to "L", data Q1 corresponding to SRAM address C1 captured after a lapse of time tKHA from the rising edge of clock signal K is output.

【0241】キャッシュヒット時のヒットリードサイク
ルTHRは、単にSRAMキャッシュへのアクセスが行
なわれるだけであり、クロック信号Kと同一のクロック
サイクルでデータの出力が行なわれる。ここで、制御信
号CC1#を1回目のヒットリードサイクルにおいての
み“L”に設定しているのはDRAMアレイにおいてデ
ータ転送のアレイライトサイクルを実行するためであ
る。DRAMアレイのサイクルタイムは複数サイクル必
要であり、以後DRAMにおいては、アレイライトサイ
クルが実行されているため、以後のヒットリードサイク
ルではこの制御信号CC1#は“H”とされる。またア
ウトプットイネーブル信号G#は、“L”のときに、デ
ータ出力ピンへ図80(図16参照)に示すデータ入出
力回路の出力を伝達するため、2回目のヒットリードサ
イクルにおいては、SRAMアドレスC2を取込んだと
き、次いで不確定データが出力された後このアドレスC
2に対応するデータQ2が出力される。アウトプットイ
ネーブル信号G#が“H”のとき、出力データピンD/
Qはハイインピーダンス状態となる。ここで、以下の説
明においては、このCDRAMはマスクトライトモード
であり、マスクデータを受けるピンM#とDデータ入出
力を共通に行なうDQピンの配置の場合が示される。
In a hit read cycle THR at the time of a cache hit, only access to the SRAM cache is performed, and data is output in the same clock cycle as clock signal K. Here, the reason why the control signal CC1 # is set to “L” only in the first hit / read cycle is to execute an array write cycle of data transfer in the DRAM array. The cycle time of the DRAM array requires a plurality of cycles. Since the array write cycle is executed in the DRAM thereafter, the control signal CC1 # is set to "H" in the subsequent hit / read cycle. When output enable signal G # is at "L", the output of the data input / output circuit shown in FIG. 80 (see FIG. 16) is transmitted to the data output pin. When the address C2 is fetched, the address C
2 is output. When the output enable signal G # is “H”, the output data pin D /
Q is in a high impedance state. In the following description, the CDRAM is in the masked write mode, and a case where a pin M # for receiving mask data and a DQ pin for commonly inputting / outputting D data are shown.

【0242】図98はキャッシュヒットライト動作を示
す信号波形図である。キャッシュヒットモードTHW
は、クロック信号Kの立上がりエッジにおいてチップセ
レクト信号E#、キャッシュヒット信号CH#およびラ
イトイネーブル信号W#を“L”とし、制御信号CC1
#、CC2#およびリフレッシュ指示信号REF#を
“H”と設定することにより行なわれる。このときアウ
トプットイネーブル信号G#は“H”に設定される。こ
の状態においては、クロック信号Kの立上がりエッジ
で、SRAMアドレス信号C1が取込まれ、そのときに
データ入出力ピンDQへ与えられていたデータD1が取
込まれる。このときマスクトライトモードであれば、デ
ータピンM#へ与えられる信号電位を“H”または
“L”に設定することによりこのときに書込まれるデー
タに対してマスクをかけることができる。このキャッシ
ュヒットライト動作時におけるキャッシュヒットライト
モードTHWもSRAMアレイへのアクセスのみである
ため、このヒットライトモードTHWのサイクルタイム
はクロック信号Kのサイクル時間tKと同じである。
FIG. 98 is a signal waveform diagram representing a cache hit write operation. Cache hit mode THW
Sets the chip select signal E #, the cache hit signal CH #, and the write enable signal W # to "L" at the rising edge of the clock signal K, and sets the control signal CC1
#, CC2 # and refresh instruction signal REF # are set to "H". At this time, the output enable signal G # is set to "H". In this state, at the rising edge of clock signal K, SRAM address signal C1 is taken in, and data D1 applied to data input / output pin DQ at that time is taken in. At this time, in the masked write mode, the data written at this time can be masked by setting the signal potential applied to the data pin M # to "H" or "L". Since the cache hit write mode THW at the time of this cache hit write operation only accesses the SRAM array, the cycle time of the hit write mode THW is the same as the cycle time tK of the clock signal K.

【0243】図99は、低消費電力モードにおけるキャ
ッシュミスリード動作を示す信号波形図である。キャッ
シュミスリード動作はまず、ミスイニシェイトサイクル
TMMIにより開始される。このイニシェイトサイクル
TMMIは、クロック信号Kの立上がりエッジでチップ
セレクト信号E#を“L”、残りの制御信号CH#、C
C1#、REF#、CC2#およびW#、およびG#を
“H”に設定することにより開始される。このイニシェ
イトサイクルTMMIにおいて、まずSRAMアドレス
Ac1がSRAMアレイのアドレスを指定するために取
込まれ、かつ同時に同じアドレスがDRAMアレイアド
レス信号Aaとして与えられる。このときデータ転送は
たとえば1つのメモリアレイに対し16ビット(16ビ
ット×4)一括して行なわれる。出力データは4ビット
であるため、DRAMアドレス信号AaとしてはCPU
から与えられるアドレス(CPUAdd)のうち下位ア
ドレスビットを除く所要のアドレスビットのみが与えら
れる。
FIG. 99 is a signal waveform diagram representing a cache miss read operation in the low power consumption mode. The cache miss read operation is first started by a miss initiate cycle TMMI. In this initialize cycle TMMI, the chip select signal E # is set to “L” at the rising edge of the clock signal K, and the remaining control signals CH #, C #
It is started by setting C1 #, REF #, CC2 # and W #, and G # to "H". In the initialize cycle TMMI, first, the SRAM address Ac1 is taken in to specify the address of the SRAM array, and at the same time, the same address is given as the DRAM array address signal Aa. At this time, data transfer is performed collectively, for example, for 16 bits (16 bits × 4) for one memory array. Since the output data is 4 bits, the DRAM address signal Aa is
Of the address (CPUAdd) provided from the address table, only required address bits excluding lower-order address bits are provided.

【0244】低消費電力動作のため、クロック信号Kの
立上がりエッジでDRAMアドレス信号Aaが行アドレ
ス(ROW)として取込まれ、このクロック信号Kの立
下がりエッジで列アドレス信号COLが取込まれる。こ
の状態において、SRAMアレイとDRAMアレイにお
けるメモリセル選択動作が行なわれ、かつDRAMから
対応のメモリセルデータがSRAMアレイへ転送され
る。DRAMアレイのデータ選択動作はアレイアクティ
ブサイクルTMMAの設定により行なわれる。このアレ
イアクティブサイクルTMMAの指定はクロック信号K
の立上がりエッジですべての信号を“H”と設定するこ
とにより行なわれる。アレイアクティブサイクルTMM
Aにおいてアウトプットイネーブル信号G#を“L”と
立下げることにより、このSRAMアレイにおいてアド
レス信号C1に従って選択されたデータQ1が所定時間
経過後に出力される。DRAMアレイにおけるアレイア
クティブサイクルの完了後プリチャージサイクルへの移
行が、SRAMアレイから読出されて双方向転送ゲート
回路でラッチされているデータをDRAMアレイへ書込
むために行なわれる必要がある。このミスリード時のプ
リチャージサイクルTMMPの設定は、クロック信号K
の立上がりエッジにおいて、スタンバイ指定時またはキ
ャッシュヒット動作TH指定時と同じ信号の組合わせが
用いられる。このとき、チップセレクト信号E#を
“L”に設定し、キャッシュヒット信号CH#を“L”
とすれば、このDRAMアレイのプリチャージサイクル
中に、SRAMアレイからデータを読出すことができ
る。
For low power consumption operation, DRAM address signal Aa is taken in as a row address (ROW) at the rising edge of clock signal K, and column address signal COL is taken at the falling edge of clock signal K. In this state, a memory cell selecting operation in the SRAM array and the DRAM array is performed, and corresponding memory cell data is transferred from the DRAM to the SRAM array. The data selection operation of the DRAM array is performed by setting array active cycle TMMA. This array active cycle TMMA is designated by clock signal K.
By setting all signals to "H" at the rising edge of. Array Active Cycle TMM
By causing the output enable signal G # to fall to "L" at A, data Q1 selected according to the address signal C1 in this SRAM array is output after a predetermined time has elapsed. The transition to the precharge cycle after the completion of the array active cycle in the DRAM array needs to be performed to write the data read from the SRAM array and latched by the bidirectional transfer gate circuit into the DRAM array. The setting of the precharge cycle TMMP at the time of this misread is determined by the clock signal K
At the rising edge of, the same signal combination as when standby or cache hit operation TH is specified is used. At this time, the chip select signal E # is set to “L”, and the cache hit signal CH # is set to “L”.
Then, data can be read from the SRAM array during the precharge cycle of the DRAM array.

【0245】図100は低消費電力モード時におけるキ
ャッシュミスライト動作を示す信号波形図である。この
キャッシュミスライト動作は、クロック信号Kの立上が
りエッジにおいてチップセレクト信号E#およびライト
イネーブル信号W#を“L”と設定することにより実現
される。このときまず、キャッシュミスライト動作の初
期化サイクルTMMIが実行される。キャッシュミスラ
イト動作は、図99に示すキャッシュミスリード動作と
単にデータの流れる方向が異なるだけであり、DRAM
アレイから対応のデータが転送された後または転送と同
時にSRAMアレイに対するアドレス信号C1に従った
対応のメモリセルへのデータD1の書込みが行なわれ
る。ライトイネーブル信号W#が“L”になっているか
否かの違いが存在するだけである。
FIG. 100 is a signal waveform diagram showing a cache miss write operation in the low power consumption mode. This cache miss write operation is realized by setting the chip select signal E # and the write enable signal W # to "L" at the rising edge of the clock signal K. At this time, first, an initialization cycle TMMI of the cache miss write operation is executed. The cache miss write operation differs from the cache miss read operation shown in FIG. 99 only in the direction of data flow.
After or simultaneously with the transfer of the corresponding data from the array, data D1 is written to the corresponding memory cell according to address signal C1 for the SRAM array. The only difference is whether the write enable signal W # is "L" or not.

【0246】図101はアレイライト動作を示す信号波
形図である。このアレイライト動作においては、SRA
Mアレイから双方向転送ゲート回路へ転送されてそこで
ラッチされたデータがDRAMアレイの対応のメモリセ
ルへ書込まれる。アレイライト動作サイクルLTMA
は、初期化サイクルTMAIとアレイアクティブサイク
ルTMAAを含む。この初期化(イニシェイト)サイク
ルTMAIの設定は、クロック信号Kの立上がりエッジ
でチップセレクト信号E#および制御信号CC2#を
“L”、制御信号CH#、制御信号CC1#を“H”と
設定することにより行なわれる。この低消費電力モード
におけるアレイライト動作サイクルLTMAの初期化サ
イクルTMAIにより、タグメモリ等の外部装置から与
えられたアドレス信号(MissAdd)のクロック信
号Kの立上がりエッジおよび立下がりエッジに応じた取
込みが行なわれ、内部行アドレス信号および内部列アド
レス信号が発生される。このイニシェイト(初期化)サ
イクルTMAIに続いてクロック信号Kの立上がりエッ
ジでチップセレクト信号E#およびキャッシュヒット信
号CH#を“L”、制御信号CC1#に設定する。これ
によりアレイアクティブサイクルTMMAAとともにキ
ャッシュヒット動作が設定される。このとき、ライトイ
ネーブル信号W#を“L”に設定すれば、SRAMアド
レス信号Acの取込みが行なわれ、この取込んだアドレ
スC2に対応してSRAMアレイへのデータ書込みが行
なわれる。このとき、マスクデータM#を与えてもよ
い。このアレイライト動作におけるアレイアクティブサ
イクルTMAAにおいては、取込んだアドレスに従って
DRAMメモリセルの選択が行なわれ、この選択された
DRAMメモリセルへ双方向転送ゲートにおいてラッチ
されていたデータの書込みが行なわれる。
FIG. 101 is a signal waveform diagram representing an array write operation. In this array write operation, SRA
The data is transferred from the M array to the bidirectional transfer gate circuit, and the latched data is written to the corresponding memory cell of the DRAM array. Array write operation cycle LTMA
Includes an initialization cycle TMAI and an array active cycle TMAA. The initialization (initialize) cycle TMAI is set by setting the chip select signal E # and the control signal CC2 # to "L" and setting the control signal CH # and the control signal CC1 # to "H" at the rising edge of the clock signal K. It is done by doing. By the initialization cycle TMAI of the array write operation cycle LTMA in the low power consumption mode, the address signal (MissAdd) provided from an external device such as a tag memory is taken in according to the rising edge and the falling edge of the clock signal K. Thus, an internal row address signal and an internal column address signal are generated. Subsequent to this initialize (initialization) cycle TMAI, the chip select signal E # and the cache hit signal CH # are set to "L" and the control signal CC1 # at the rising edge of the clock signal K. Thereby, a cache hit operation is set together with the array active cycle TMMAA. At this time, if write enable signal W # is set to "L", SRAM address signal Ac is fetched, and data is written to the SRAM array corresponding to fetched address C2. At this time, mask data M # may be given. In the array active cycle TMAA in the array write operation, a DRAM memory cell is selected according to the fetched address, and the data latched at the bidirectional transfer gate is written to the selected DRAM memory cell.

【0247】図102はキャッシュヒットリード動作を
伴うアレイライト動作を示す信号波形図である。このキ
ャッシュヒットリードを伴うアレイライト動作は低消費
電力モードの場合が示され、このサイクルLTMARで
は、双方向転送ゲートからDRAMアレイへのデータ転
送と並行してSRAMキャッシュからのデータの読出し
が行なわれる。この動作サイクルLTMARの設定に
は、クロック信号Kの立上がりエッジにおいてチップセ
レクト信号E#、制御信号CC1#、キャッシュヒット
信号CH#を“L”に設定し、制御信号CC2#および
ライトイネーブル信号W#を“H”に設定する。リフレ
ッシュは行なわれないため、リフレッシュ指示信号RE
F#は“H”である。この信号の設定により、アレイラ
イト動作のイニシェイトサイクルTMAIが行なわれる
とともに、キャッシュリードリードサイクルTHRが行
なわれる。すなわちこの動作モードにおいては、まずS
RAMアドレス信号Acがクロック信号Kの立上がりエ
ッジにおいて取込まれ、それに対応するデータQ1が出
力される。
FIG. 102 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit read operation. The array write operation accompanied by the cache hit read shows the case of the low power consumption mode. In this cycle LTMAR, data is read from the SRAM cache in parallel with the data transfer from the bidirectional transfer gate to the DRAM array. . To set the operation cycle LTMAR, the chip select signal E #, the control signal CC1 #, and the cache hit signal CH # are set to "L" at the rising edge of the clock signal K, and the control signal CC2 # and the write enable signal W # are set. Is set to “H”. Since refresh is not performed, refresh instructing signal RE
F # is "H". By setting this signal, an initial cycle TMAI of the array write operation is performed, and a cache read / read cycle THR is performed. That is, in this operation mode, first, S
RAM address signal Ac is taken in at the rising edge of clock signal K, and corresponding data Q1 is output.

【0248】一方、DRAMアドレス信号Aaはクロッ
ク信号Kの立上がりエッジおよび立下がりエッジでそれ
ぞれ行アドレス信号および列アドレス信号として取込ま
れる。このときDRAMアドレス信号Aaとしては、双
方向転送ゲートにラッチされたデータを書込むべきメモ
リセルを選択するため、外部に設けられたたとえばタグ
メモリからのアドレス信号(MissAdd)が与えら
れる。これにより、SRAMアレイのキャッシュへのリ
ード動作と並行して、DRAMアレイへのデータ転送動
作が行なわれる。アレイライトサイクルの実行は、アレ
イアクティブおよびプリチャージサイクルTMAAを設
定することにより行なわれる。このキャッシュヒットリ
ードを伴うアレイライト動作におけるアレイアクティブ
/プリチャージ動作の設定は、チップセレクト信号E#
を“L”、キャッシュヒット信号CH#を“L”に設定
し、制御信号CC1#およびCC2#をともに“H”に
設定することにより行なわれる。
On the other hand, DRAM address signal Aa is taken in as a row address signal and a column address signal at the rising and falling edges of clock signal K, respectively. At this time, as the DRAM address signal Aa, an address signal (MissAdd) from an externally provided tag memory, for example, is applied in order to select a memory cell to which data latched in the bidirectional transfer gate is to be written. Thereby, the data transfer operation to the DRAM array is performed in parallel with the read operation to the cache of the SRAM array. The execution of the array write cycle is performed by setting an array active and precharge cycle TMAA. The setting of the array active / precharge operation in the array write operation accompanied by the cache hit read is performed by the chip select signal E #.
Is set to "L", the cache hit signal CH # is set to "L", and the control signals CC1 # and CC2 # are both set to "H".

【0249】図103は、低消費電力モードにおけるキ
ャッシュヒットライトを伴うアレイライト動作サイクル
LTMAWを示す信号波形図である。このキャッシュヒ
ットライトを伴うアレイライト動作サイクルLTMAW
の設定は、クロック信号Kの立上がりエッジにおいてチ
ップセレクト信号E#、キャッシュヒット信号CH#お
よび制御信号CC1#を“L”に設定し、制御信号CC
2#およびリフレッシュ指示信号REF#を“H”に設
定することにより行なわれる。この信号状態の設定によ
り、アレイライト初期化サイクルTMAIおよびヒット
ライトサイクルTHWが設定される。これに応答して、
クロック信号Kの立上がりエッジでSRAMアレイ選択
用のSRAMアドレス信号Acが取込まれ、かつDRA
Mアドレス信号Aaがクロック信号Kの立上がりエッジ
で取込まれる。
FIG. 103 is a signal waveform diagram showing an array write operation cycle LTMAW with a cache hit write in the low power consumption mode. Array write operation cycle LTMAW with cache hit write
Is set at the rising edge of the clock signal K, the chip select signal E #, the cache hit signal CH # and the control signal CC1 # are set to "L", and the control signal CC
This is performed by setting 2 # and refresh instruction signal REF # to "H". By setting this signal state, an array write initialization cycle TMAI and a hit write cycle THW are set. In response,
At the rising edge of clock signal K, SRAM address signal Ac for selecting an SRAM array is fetched and DRA
M address signal Aa is taken in at the rising edge of clock signal K.

【0250】DRAMアドレス信号Aaはまたクロック
信号Kの立下がりエッジで取込まれ、内部列アドレス信
号が発生する。このDRAMアドレス信号Aaは、アレ
イライト動作であるため、キャッシュミスを生じたデー
タが書込まれるべきアドレスすなわちCPUが与えたア
ドレスではなく、たとえばタグメモリなどの外部装置が
与えるアドレスMissAddである。このキャッシュ
ヒットライトを伴うアレイライト動作サイクルLTMA
Wは、図102に示すキャッシュヒットリードを伴うア
レイライト動作サイクルLTMARとライトイネーブル
信号W#の状態が異なっていることを除いて同じであ
る。すなわち、DRAMアレイへの双方向転送ゲートに
ラッチされたデータの転送と並行して、SRAMアレイ
へのCPUアドレスに従ったデータの書込みが行なわれ
る。
DRAM address signal Aa is also taken in at the falling edge of clock signal K, and an internal column address signal is generated. Since this DRAM address signal Aa is an array write operation, it is not the address where the data causing the cache miss should be written, that is, the address given by the CPU, but the address MissAdd given by an external device such as a tag memory. Array write operation cycle LTMA with cache hit write
W is the same except that the state of the array write operation cycle LTMAR with cache hit read shown in FIG. 102 and the write enable signal W # is different. That is, data is written to the SRAM array in accordance with the CPU address in parallel with the transfer of the data latched by the bidirectional transfer gate to the DRAM array.

【0251】図104は低消費電力モード時におけるダ
イレクトアレイリード動作サイクルLTDRを示す信号
波形図である。このダイレクトアレイリード動作サイク
ルLTDRにおいては、直接DRAMアレイへアクセス
してこのDRAMAの対応のメモリセルデータを読出す
ことができる。このダイレクトアレイリード動作サイク
ルLDDRは、まずクロック信号Kの立上がりエッジに
おいて、チップセレクト信号E#および制御信号CC1
#を“L”に設定し、制御信号CC2#を“H”、キャ
ッシュヒット信号C1#、ライトイネーブル信号W#、
およびリフレッシュ指示信号REF#を“H”と設定す
ることにより開始される。この状態の設定により、まず
ダイレクトリードアレイサイクルLDDRにおけるイニ
シェイトサイクルTDIが設定される。
FIG. 104 is a signal waveform diagram showing a direct array read operation cycle LTDR in the low power consumption mode. In this direct array read operation cycle LTDR, the DRAM array can be directly accessed to read the corresponding memory cell data of DRAMA. In the direct array read operation cycle LDDR, first, at the rising edge of clock signal K, chip select signal E # and control signal CC1
# To “L”, the control signal CC2 # to “H”, the cache hit signal C1 #, the write enable signal W #,
And the refresh instruction signal REF # is set to “H”. By setting this state, first, the initialize cycle TDI in the direct read array cycle LDDR is set.

【0252】イニシェイトサイクルTDIにおいて、ク
ロック信号Kの立上がりエッジでDRAMアドレス信号
Aaが行アドレス信号(ROW)として取込まれ、次い
でクロック信号Kの立下がりエッジで、DRAMアドレ
ス信号AaとSRAMアドレス端子に与えられた4ビッ
トのアドレス信号Aac0〜Aac3が取込まれる。こ
こで、ダイレクトアレイリード動作時において、SRA
Mアドレス信号をも併せて用いるのは以下の理由によ
る。通常アレイアクセスにおいては、1つのメモリブロ
ックあたり16ビットのデータの一括伝送が行なわれて
いる。4MビットDRAMの場合、16ビット×4のデ
ータの転送が行なわれるため、通常、行アドレス信号お
よび列アドレス信号としては合計16ビットしか与えら
れない。このため、ダイレクトアレイリード動作時にお
いては、この16×4ビットのメモリセルから4ビット
を選択するために下位アドレス信号としてSRAMアド
レス信号Aac0〜Aac3を取込む。この取込んだ4
ビットのSRAMアドレス信号Aac0〜Aac3に従
って、SRAMカラムデコーダから4ビットのデータを
選択する構成が用いられてもよい。この場合、DRAM
で選択されたデータがSRAMビット線を介して伝達さ
れて選択されることになる。このとき、他の構成が用い
られてもよい。
In the initial cycle TDI, the DRAM address signal Aa is taken in as a row address signal (ROW) at the rising edge of the clock signal K, and then the DRAM address signal Aa and the SRAM address terminal at the falling edge of the clock signal K. Are fetched. Here, during the direct array read operation, the SRA
The reason why the M address signal is used together is as follows. In normal array access, batch transmission of 16-bit data is performed per memory block. In the case of a 4M-bit DRAM, 16 bits × 4 data is transferred, so that only a total of 16 bits are generally provided as a row address signal and a column address signal. Therefore, during a direct array read operation, SRAM address signals Aac0 to Aac3 are taken in as lower address signals in order to select 4 bits from the 16 × 4 bit memory cells. This captured 4
A configuration in which 4-bit data is selected from the SRAM column decoder according to bit SRAM address signals Aac0 to Aac3 may be used. In this case, DRAM
Is transmitted and selected through the SRAM bit line. At this time, another configuration may be used.

【0253】次いで、DRAMアレイにおけるメモリ選
択動作およびデータ読出し動作が行なわれるアレイアク
ティブ/プリチャージサイクルTDAが実行される。こ
のダイレクトアレイリード動作時におけるアレイアクテ
ィブ/プリチャージサイクルTDAの設定のためにはす
べての制御信号を“H”にする。出力データQ1の出力
タイミングはアウトプットイネーブル信号G#により決
定される。これにより、DRAMアレイへ直接アクセス
してそのメモリセルデータを読出すダイレクトアレイリ
ード動作サイクルLTDRが完了する。ダイレクトアレ
イリード動作サイクルLTDRの完了後、チップセレク
ト信号E#およびキャッシュヒット信号CH#をともに
“L”にクロック信号Kの立上がり時点で設定すれば、
SRAMアドレス信号Acに従ったメモリセルの読出し
動作が行なわれる。
Then, an array active / precharge cycle TDA in which a memory selecting operation and a data reading operation in the DRAM array are performed is performed. In order to set the array active / precharge cycle TDA during the direct array read operation, all control signals are set to "H". The output timing of the output data Q1 is determined by the output enable signal G #. Thus, the direct array read operation cycle LTDR for directly accessing the DRAM array and reading the memory cell data is completed. After the completion of the direct array read operation cycle LTDR, if both the chip select signal E # and the cache hit signal CH # are set to "L" at the rising edge of the clock signal K,
The read operation of the memory cell is performed according to the SRAM address signal Ac.

【0254】図105は低消費電力モード時におけるダ
イレクトアレイライト動作サイクルLTDWを示す信号
波形図である。この図105に示すダイレクトアレイラ
イト動作サイクルLTDWにおいては、外部アドレス信
号に従った、DRAMアレイへの直接データの書込みが
行なわれる。このダイレクトアレイライト動作サイクル
LTDWの指定は、クロック信号Kの立上がりエッジで
チップセレクト信号E#、制御信号CC1#、およびラ
イトイネーブル信号W#を“L”に設定し、キャッシュ
ヒット信号CH#、リフレッシュ指示信号REF#、制
御信号CC2#、およびアウトプットイネーブル信号G
#を“H”と設定することにより行なわれる。このダイ
レクトアレイライト動作サイクルLTDWは、図104
に示すダイレクトアレイリード動作サイクルLTDRと
ライトイネーブル信号W#が“L”にクロック信号Kの
立上がりエッジで設定されることを除いて同様である。
このとき、クロック信号Kの立上がりエッジで与えられ
ていたデータD1がDRAMアドレス信号Aaおよび4
ビットのSRAMアドレス信号Aac0〜Aac3に従
って選択されたDRAMメモリセルへの書込みが行なわ
れる。
FIG. 105 is a signal waveform diagram showing a direct array write operation cycle LTDW in the low power consumption mode. In the direct array write operation cycle LTDW shown in FIG. 105, direct data writing to the DRAM array is performed according to the external address signal. The direct array write operation cycle LTDW is designated by setting the chip select signal E #, the control signal CC1 #, and the write enable signal W # to "L" at the rising edge of the clock signal K, and setting the cache hit signal CH #, refresh Instruction signal REF #, control signal CC2 #, and output enable signal G
# Is set to "H". This direct array write operation cycle LTDW corresponds to FIG.
And the write enable signal W # is set to "L" at the rising edge of the clock signal K.
At this time, data D1 given at the rising edge of clock signal K is applied to DRAM address signals Aa and 4a.
Writing to the selected DRAM memory cell is performed according to bit SRAM address signals Aac0 to Aac3.

【0255】ダイレクトアレイライト動作サイクルLT
DWはイニシェイトサイクルTDIと、実際にDRAM
アレイを活性化するアレイアクティブ/プリチャージサ
イクルTDAを含む。このアレイアクティブ/プリチャ
ージサイクルTDAは図104に示すアレイアクティブ
サイクルTDAと同じである。DRAMアクセスサイク
ルタイムtaが通過すると、SRAMキャッシュへ外部
からアクセスすることが可能となる。図106は、リフ
レッシュアレイ動作を示す図である。このリフレッシュ
アレイ動作モードLTRにおいては、DRAMアレイの
リフレッシュが図80に示すリフレッシュ制御回路29
2およびカウンタ291の制御の下に行なわれる。この
場合、リフレッシュされるべき行を示すリフレッシュ行
アドレスは図80に示すカウンタ291から発生され
る。このリフレッシュサイクルの指定は、クロック信号
Kの立上がりエッジでリフレッシュ指示信号REF#を
“L”と設定することにより行なわれる。
Direct array write operation cycle LT
DW is the initial cycle TDI and the actual DRAM
An array active / precharge cycle TDA for activating the array is included. This array active / precharge cycle TDA is the same as array active cycle TDA shown in FIG. When the DRAM access cycle time ta passes, the SRAM cache can be accessed from the outside. FIG. 106 shows the refresh array operation. In this refresh array operation mode LTR, the DRAM array is refreshed by a refresh control circuit 29 shown in FIG.
2 and the control of the counter 291. In this case, the refresh row address indicating the row to be refreshed is generated from counter 291 shown in FIG. This refresh cycle is designated by setting refresh instruction signal REF # to "L" at the rising edge of clock signal K.

【0256】これにより、リフレッシュイニシェイトサ
イクルTRIが設定され、次のクロック信号Kの立上が
りから実際にDRAMアレイのリフレッシュが行なわれ
るアレイアクティブサイクルTRAが実行される。この
リフレッシュアレイ動作モードLTRにおけるアレイア
クティブサイクルTRAにおいてはすべての制御信号は
“H”に設定される。図106においてはリフレッシュ
完了後、キャッシュヒットリード動作が行なわれる場合
を示している。図107は低消費電力動作時におけるキ
ャッシュヒットリードを伴うリフレッシュアレイ動作モ
ードを示す信号波形図である。リフレッシュアレイ動作
はDRAMアレイに対してのみ行なわれ、SRAMアレ
イはリフレッシュを行なう必要がない。したがってこの
リフレッシュアレイ動作と並行してSRAMアレイへア
クセスしてデータの読出しを行なうことができる。キャ
ッシュヒットリードを行なうリフレッシュアレイ動作モ
ードLTRRには、クロック信号Kの立上がりエッジ
で、チップセレクト信号E#、キャッシュヒット信号C
H#およびリフレッシュ指示信号REF#を“L”に設
定し、制御信号CC1#、CC2#およびライトイネー
ブル信号W#は“H”に設定する。
As a result, a refresh initialize cycle TRI is set, and an array active cycle TRA in which the DRAM array is actually refreshed is executed from the next rise of clock signal K. In the array active cycle TRA in the refresh array operation mode LTR, all control signals are set to "H". FIG. 106 shows a case where a cache hit read operation is performed after refresh is completed. FIG. 107 is a signal waveform diagram showing a refresh array operation mode involving a cache hit read during low power consumption operation. The refresh array operation is performed only for the DRAM array, and the SRAM array does not need to refresh. Therefore, data can be read by accessing the SRAM array in parallel with the refresh array operation. In the refresh array operation mode LTRR for performing a cache hit read, the chip select signal E # and the cache hit signal C are set at the rising edge of the clock signal K.
H # and the refresh instruction signal REF # are set to "L", and the control signals CC1 # and CC2 # and the write enable signal W # are set to "H".

【0257】リフレッシュ指示信号REF#によりDR
AMアレイのリフレッシュ動作が指示され、チップセレ
クト信号E#とキャッシュヒット信号C1#によりキャ
ッシュヒット動作が指定される。このとき、DRAMア
レイにおいては、内蔵のアドレスカウンタの出力によ
り、オートリフレッシュ動作が行なわれる。リフレッシ
ュ初期化サイクルTRIに続いてこのリフレッシュ行ア
ドレスに従って、アレイアクティブサイクルTRAにお
いてDRAMアレイのリフレッシュが行なわれる。SR
AMアレイにおいては、外部から与えられるアドレス信
号Acに従ってデータの読出しが行なわれる。図108
は低消費電力モード時におけるキャッシュヒットリード
を行なうリフレッシュ動作モードを示す信号波形図であ
る。この図108に示すキャッシュヒットライトを伴う
リフレッシュ動作モードLTRWは、図107に示すキ
ャッシュヒットリードを伴うリフレッシュアレイ動作
と、ライトイネーブル信号W#を“L”に立下げること
を除いて同様である。この場合、SRAMアレイにおい
ては、アドレス信号Acに従ってデータの書込みが行な
われ、DRAMアレイにおいてはリフレッシュアドレス
に従ってDRAMアレイのリフレッシュが行なわれる。
DR is instructed by refresh instructing signal REF #.
A refresh operation of the AM array is instructed, and the cache hit operation is specified by the chip select signal E # and the cache hit signal C1 #. At this time, in the DRAM array, an auto-refresh operation is performed by an output of a built-in address counter. Following the refresh initialization cycle TRI, the DRAM array is refreshed in the array active cycle TRA according to the refresh row address. SR
In the AM array, data is read according to an externally applied address signal Ac. Fig. 108
FIG. 7 is a signal waveform diagram showing a refresh operation mode for performing cache hit read in the low power consumption mode. The refresh operation mode LTRW with cache hit write shown in FIG. 108 is the same as the refresh array operation with cache hit read shown in FIG. 107 except that the write enable signal W # falls to “L”. In this case, in the SRAM array, data is written according to the address signal Ac, and in the DRAM array, the DRAM array is refreshed according to the refresh address.

【0258】図109は、低消費電力モード時における
カウンタチェックリード動作を示す信号波形図である。
このカウンタチェックリード動作モードLTCRは、D
RAMアレイのリフレッシュを行なうためのリフレッシ
ュ行アドレスを発生するアドレスカウンタが正常に機能
しているか否かを試験するための動作モードである。こ
のカウンタチェックリード動作モードLTCRの設定
は、クロック信号Kの立上がりエッジでチップイネーブ
ル信号E#、制御信号CC1#、およびリフレッシュ指
示信号REF#を“L”に設定し、制御信号CC1#、
ライトイネーブル信号W#を“H”に設定する。このカ
ウンタチェックリード動作モードLTCRにおいては、
そのイニシェイトサイクルTCIにおいて、クロック信
号Kの立上がりエッジで、SRAMアドレス信号Acの
下位4ビットAac0〜Aac3がDRAMアレイの列
アドレス信号の下位4ビットとして取込まれる。
FIG. 109 is a signal waveform diagram showing a counter check read operation in the low power consumption mode.
The counter check read operation mode LTCR is D
This is an operation mode for testing whether or not an address counter for generating a refresh row address for refreshing the RAM array is functioning normally. The counter check read operation mode LTCR is set by setting the chip enable signal E #, the control signal CC1 #, and the refresh instruction signal REF # to "L" at the rising edge of the clock signal K, and setting the control signals CC1 #,
The write enable signal W # is set to “H”. In this counter check read operation mode LTCR,
In the initialize cycle TCI, the lower four bits Aac0 to Aac3 of the SRAM address signal Ac are taken in as the lower four bits of the column address signal of the DRAM array at the rising edge of the clock signal K.

【0259】続いてこのクロック信号Kの立下がりエッ
ジでDRAMアドレス信号Aaが列アドレス信号(上位
列アドレス信号)として取込まれる。4MビットのDR
AMアレイの場合、4ビットのメモリセルを選択するた
めには、10ビットの列アドレス信号が必要とされる。
そのとき、前述のごとく、DRAMでは列アドレスとし
て6ビットしか与えられない。このため、残りの4ビッ
トをSRAMアドレス信号ピンから取込む。次に、クロ
ック信号Kの立上がりエッジで各制御信号を“H”と設
定することにより、取込まれた列アドレスに従ったDR
AMアレイにおけるメモリセルの選択動作が行なわれ、
選択されたメモリセルデータが読出される。この読出さ
れたデータを所定のデータまたは書込んだデータと比較
することによりリフレッシュ行アドレスカウンタが正常
に機能しているか否かを見ることができる。
Then, at the falling edge of clock signal K, DRAM address signal Aa is taken in as a column address signal (upper column address signal). 4Mbit DR
In the case of an AM array, a 10-bit column address signal is required to select a 4-bit memory cell.
At that time, as described above, only 6 bits are given as a column address in the DRAM. Therefore, the remaining four bits are taken from the SRAM address signal pin. Next, by setting each control signal to “H” at the rising edge of the clock signal K, the DR according to the taken column address is set.
A memory cell selection operation in the AM array is performed,
The selected memory cell data is read. By comparing the read data with predetermined data or written data, it can be determined whether or not the refresh row address counter functions normally.

【0260】図110は低消費電力モードでのカウンタ
チェックライト動作を示す信号波形図である。このカウ
ンタチェックライト動作モードLTCWには、クロック
信号Kの立上がりエッジにおいてチップセレクト信号E
#、制御信号CC1#、リフレッシュ指示信号REF
#、およびライトイネーブルW#を“L”に設定し、キ
ャッシュヒット信号CH#および制御信号CC2#を
“H”に設定する。このとき、図109に示すカウンタ
チェックリード動作モードLTCRとライトイネーブル
信号W#が“L”に設定されていることを除いて制御信
号の状態は同じである。初期化(イニシェイト)サイク
ルTCIによるカウンタチェックライト動作設定後続い
てDRAMアレイへ実際にアクセスするアレイアクティ
ブサイクルTCAが実行される。このとき、アレイアク
ティブサイクルにおいては、リフレッシュ行アドレスカ
ウンタからのアドレスを行アドレスとしかつ、外部から
与えられた列アドレス信号Aac4〜Aac9およびA
ac0〜Aac3として行列選択動作が行なわれ、この
選択されたDRAMメモリセルへ外部から与えられたデ
ータが書込まれる。
FIG. 110 is a signal waveform diagram showing a counter check write operation in the low power consumption mode. In the counter check write operation mode LTCW, the chip select signal E is output at the rising edge of the clock signal K.
#, Control signal CC1 #, refresh instruction signal REF
# And the write enable W # are set to "L", and the cache hit signal CH # and the control signal CC2 # are set to "H". At this time, the state of the control signal is the same except that the counter check read operation mode LTCR shown in FIG. 109 and the write enable signal W # are set to "L". Following the setting of the counter check write operation by the initialization (initialize) cycle TCI, an array active cycle TCA for actually accessing the DRAM array is executed. At this time, in the array active cycle, the address from the refresh row address counter is used as the row address, and externally applied column address signals Aac4 to Aac9 and Aac9.
A matrix selection operation is performed as ac0 to Aac3, and externally applied data is written to the selected DRAM memory cell.

【0261】図111は低消費電力モードにおけるコマ
ンドレジスタ設定動作を示す信号波形図である。図11
1に示すコマンドレジスタ設定動作モードLTGは、図
80に示すコマンドレジスタ270に所望のデータを書
込むモードである。このコマンドレジスタ設定動作モー
ドLTGを利用することにより、CDRAMを低消費電
力動作モード、第1の高速動作モード、および第2の高
速動作モード、マスクトライトモード、およびDQ分離
モード等に設定することができる。コマンドレジスタ設
定サイクルTGの指定のためには、クロック信号Kの立
上がりエッジでチップセレクト信号E#、制御信号CC
1#およびCC2#、ライトイネーブル信号W#を
“L”(または“H”)に設定し、リフレッシュ指示信
号REF#を“H”に設定する。この動作モード設定に
より、コマンドアドレス信号Arが取込まれ、対応のコ
マンドレジスタが選択される。このとき、ライトイネー
ブル信号W#が“L”であれば、たとえば動作モード/
出力モード指定用のレジスタWR0へのデータの書込み
が行なわれる。ライトイネーブル信号W#を“H”とす
れば、コマンドレジスタに含まれるレジスタRR0〜R
R3のいずれかがコマンドアドレスビットAr0および
Ar1に従って選択される。図111においては、コマ
ンドレジスタWR0〜WR3のいずれかにデータを書込
む場合が例示的に示される。このコマンドレジスタ設定
動作モードLTGは、クロック信号Kの1サイクルでそ
の設定サイクルT1が完了する。
FIG. 111 is a signal waveform diagram representing a command register setting operation in the low power consumption mode. FIG.
The command register setting operation mode LTG shown in FIG. 1 is a mode in which desired data is written to the command register 270 shown in FIG. By utilizing the command register setting operation mode LTG, the CDRAM can be set to a low power consumption operation mode, a first high speed operation mode, a second high speed operation mode, a masked write mode, a DQ separation mode, and the like. it can. To specify the command register setting cycle TG, the chip select signal E # and the control signal CC are set at the rising edge of the clock signal K.
1 # and CC2 #, the write enable signal W # is set to "L" (or "H"), and the refresh instruction signal REF # is set to "H". With this operation mode setting, the command address signal Ar is fetched, and the corresponding command register is selected. At this time, if the write enable signal W # is "L", for example, the operation mode /
Data is written to output mode designating register WR0. When the write enable signal W # is set to “H”, the registers RR0 to RR included in the command register
One of R3 is selected according to command address bits Ar0 and Ar1. FIG. 111 exemplarily shows a case where data is written to any of command registers WR0 to WR3. In the command register setting operation mode LTG, the setting cycle T1 is completed in one cycle of the clock signal K.

【0262】図112はこの低消費電力モードにおける
CDRAMの動作シーケンスの一例を示す図である。こ
の図112に示す動作シーケンスにおいては、キャッシ
ュミス発生時における動作が一例として示される。キャ
ッシュミスリードが発生した場合、クロック信号Kの立
上がりエッジでチップセレクト信号E#のみが“L”に
設定される。これにより、キャッシュミスリード時のイ
ニシェイトサイクルTMMIが行なわれ、SRAMアド
レス信号C1およびDRAMアレイ用のアドレス信号A
a(CPUアドレス)が取込まれ、続いてミスリード時
のアレイアクティブサイクルTMMAが行なわれる。こ
のミスリード時のアレイアクティブサイクルにおいてD
RAMアレイで選択されたメモリセルデータがSRAM
アレイのメモリセルへ伝達され、このキャッシュミス時
に与えられたSRAMアドレス信号C1に対応するメモ
リセルデータがこのミスリード時の最終サイクルで出力
データQ1として読出される。
FIG. 112 shows an example of an operation sequence of the CDRAM in the low power consumption mode. In the operation sequence shown in FIG. 112, an operation when a cache miss occurs is shown as an example. When a cache miss read occurs, only the chip select signal E # is set to "L" at the rising edge of the clock signal K. Thereby, an initialize cycle TMMI at the time of a cache miss read is performed, and the SRAM address signal C1 and the address signal A for the DRAM array are read.
a (CPU address) is fetched, followed by an array active cycle TMMA at the time of a miss read. In the array active cycle at the time of this misread, D
The memory cell data selected in the RAM array is an SRAM
The memory cell data transmitted to the memory cells of the array and corresponding to the SRAM address signal C1 applied at the time of the cache miss is read out as output data Q1 in the last cycle at the time of the miss read.

【0263】DRAMアレイにおいては、このミスリー
ド動作サイクルTMMRの残りのプリチャージサイクル
TMMPが行なわれる。このプリチャージサイクル時に
おいては、SRAMアレイへはCPUがアクセス可能で
ある。図112においては、プリチャージサイクル設定
と同時にヒットリード動作が設定され、アドレス信号C
2によるデータQ2が読出される。このプリチャージサ
イクルに続いて先にSRAMアレイから双方向転送ゲー
トへ転送されそこにラッチされたデータの書込みを行な
うアレイライトサイクルが行なわれる。このアレイライ
トサイクルの設定はこのとき並行して行なわれるヒット
ライトサイクルがあれば、クロック信号Kの立上がりエ
ッジでチップセレクト信号E#、キャッシュヒット信号
CH#、制御信号CC1#、およびライトイネーブル信
号W#を“L”に設定することにより行なわれる。これ
により、DRAMはアレイアクセスサイクルTMAAへ
入り、その次に与えられたたとえばタグメモリからのア
ドレスMissAddに従ってメモリセル選択動作を行
ない、選択されたメモリセルへの双方向転送ゲートから
のデータ転送が行なわれる。
In the DRAM array, the remaining precharge cycle TMMP of miss read operation cycle TMMR is performed. In this precharge cycle, the CPU can access the SRAM array. In FIG. 112, the hit read operation is set simultaneously with the setting of the precharge cycle, and the address signal C is set.
2 is read out. Subsequent to this precharge cycle, an array write cycle is performed in which data is transferred from the SRAM array to the bidirectional transfer gate and latched therein. If there is a hit write cycle performed in parallel at this time, the chip write signal E #, the cache hit signal CH #, the control signal CC1 #, and the write enable signal W are set at the rising edge of the clock signal K. # Is set to “L”. As a result, the DRAM enters an array access cycle TMAA, and performs a memory cell selecting operation in accordance with a next applied address, for example, MissAdd from a tag memory, to transfer data from the bidirectional transfer gate to the selected memory cell. It is.

【0264】SRAMアレイにおいては、SRAMアド
レス信号C3に従って選択されたメモリセルへデータD
3が書込まれる。DRAMアレイにおけるアレイライト
サイクルにおいて、続いてヒットリードサイクルおよび
ヒットリードサイクルが連続して行なわれ、SRAMア
ドレス信号C4、C5およびC6に対応して出力データ
Q4、Q5およびQ6がそれぞれ出力される。ヒットリ
ードが行なわれた後、クロック信号Kの発生を停止さ
せ、消費電流の低減が図られる。この状態は図112に
おいてスタンバイ状態として示される。図113は、低
消費電力モード時における動作シーケンスの他の例を示
す図である。この図113では、キャッシュミスライト
動作とそれに続いて行なわれるキャッシュヒット動作と
を示す。まずキャッシュミスライトが発生した場合、キ
ャッシュミスライトサイクルの初期化サイクルTMMI
が行なわれる。このとき、チップセレクト信号E#およ
びライトイネーブル信号W#が“L”に設定される。こ
れにより、SRAMアレイおよびDRAMアレイにおけ
るメモリセル選択のためのアドレス信号の取込みが行な
われる。続いて、アレイアクティブサイクルが行なわ
れ、DRAMアレイからSRAMアレイへのデータ転送
が行なわれる。
In the SRAM array, data D is applied to a memory cell selected according to SRAM address signal C3.
3 is written. In the array write cycle in the DRAM array, a hit read cycle and a hit read cycle are successively performed, and output data Q4, Q5 and Q6 are output corresponding to SRAM address signals C4, C5 and C6, respectively. After the hit read is performed, generation of the clock signal K is stopped to reduce current consumption. This state is shown as a standby state in FIG. FIG. 113 is a diagram showing another example of the operation sequence in the low power consumption mode. FIG. 113 shows a cache miss write operation and a cache hit operation performed subsequently. First, when a cache miss write occurs, an initialization cycle TMMI of a cache miss write cycle is performed.
Is performed. At this time, the chip select signal E # and the write enable signal W # are set to "L". Thus, an address signal for selecting a memory cell in the SRAM array and the DRAM array is taken. Subsequently, an array active cycle is performed, and data transfer from the DRAM array to the SRAM array is performed.

【0265】このデータ転送完了後または転送と並行し
て、キャッシュミスライトを生じたデータD1が、SR
AMアレイの対応の位置に書込まれる。このアレイアク
ティブサイクル完了後DRAMアレイのプリチャージサ
イクルが行なわれる。このとき、SRAMに対してヒッ
トリード動作THRが行なわれる。このプリチャージ動
作完了後、DRAMアレイへ、先にSRAMアレイから
双方向転送ゲートに転送されたデータの書込みを行なう
アレイライトサイクルが行なわれる。アレイライトサイ
クルにおける初期化サイクルTMAIでは、そのときに
同時にキャッシュヒットサイクルTHも行なわれるた
め、制御信号CC1#が“L”に設定される。このアレ
イライトにおける初期化サイクルTMI完了後次にアレ
イアクティブおよびプリチャージサイクルが行なわれ
る。このアレイライトサイクル動作と並行してヒットラ
イト動作、ヒットリード動作、ヒットライト動作が行な
われる。所定時間経過後、このCDRAMへのアクセス
が発生しない場合、クロック信号Kは周期が長くされる
かまたは間欠的に発生される。
After the completion of the data transfer or in parallel with the transfer, the data D1 in which the cache miss has occurred is stored in the SR
Written to the corresponding location in the AM array. After the completion of the array active cycle, a precharge cycle of the DRAM array is performed. At this time, a hit read operation THR is performed on the SRAM. After completion of the precharge operation, an array write cycle for writing data previously transferred from the SRAM array to the bidirectional transfer gate to the DRAM array is performed. In the initialization cycle TMAI in the array write cycle, the cache hit cycle TH is performed at the same time, so that the control signal CC1 # is set to "L". After completion of the initialization cycle TMI in the array write, an array active and precharge cycle is performed next. A hit write operation, a hit read operation, and a hit write operation are performed in parallel with the array write cycle operation. If access to the CDRAM does not occur after a lapse of a predetermined time, clock signal K has a longer cycle or is generated intermittently.

【0266】図112および図113に示すように、D
RAMアレイライトのサイクルにはクロック信号Kの2
サイクル必要としており、一方SRAMアレイへのアク
セスには1クロックのみを必要としている。したがって
比較的低速でこのCDRAMは動作しており、高速動作
性よりも低消費電力性が重要視されている。図114は
高速動作モード時におけるキャッシュヒットリード動作
を示す信号波形図である。この図114では、高速動作
モード時におけるキャッシュヒットリード動作モードT
HRとしてはトランスペアレント出力モードでデータを
出力する場合が示される。この高速動作モード時におけ
るキャッシュヒットリード動作モードTHRは、図97
に示す低消費電力モード時におけるキャッシュヒットリ
ード動作モードLTHRとその信号波形が同じであり、
その詳細説明は繰返さない。なおこの図114において
は、DQ分離モードの場合のデータ入出力端子が示され
る。すなわちこの場合、入力データDと出力データQと
はそれぞれ別々のピン端子を介して入力および出力され
る。
As shown in FIGS. 112 and 113, D
In the cycle of the RAM array write, 2 of the clock signal K is used.
Cycles, while accessing the SRAM array requires only one clock. Therefore, the CDRAM operates at a relatively low speed, and low power consumption is regarded as more important than high speed operation. FIG. 114 is a signal waveform diagram showing a cache hit read operation in the high-speed operation mode. In FIG. 114, the cache hit read operation mode T in the high speed operation mode
HR indicates a case where data is output in a transparent output mode. The cache hit read operation mode THR in the high speed operation mode is shown in FIG.
And the signal waveform is the same as that of the cache hit read operation mode LTHR in the low power consumption mode shown in FIG.
The detailed description will not be repeated. FIG. 114 shows data input / output terminals in the case of DQ separation mode. That is, in this case, the input data D and the output data Q are input and output via separate pin terminals, respectively.

【0267】図115はラッチ出力モードでデータを出
力するキャッシュヒットリード動作を示す信号波形図で
ある。この図115に示すキャッシュヒットリード動作
モードTHRLは、高速動作モードに従って行なわれ
る。この動作モードを設定するための制御信号の組合わ
せは図114に示すものと同一である。図114に示す
キャッシュヒットリード動作モードTHRとこの図11
5に示すラッチ出力モードに時におけるキャッシュヒッ
トリード動作モードTHRLとの相違は、出力されるデ
ータのタイミングである。すなわちこのラッチ出力モー
ドにおいては、図114に示す出力データQの波形にお
ける無効データ領域に前回のサイクルで読出されたデー
タが出力される。すなわち次のサイクルで有効データが
出力されるまで前回のサイクルで読出されたデータが持
続的に出力される。このラッチ出力モードではいわゆる
無効データが出力されることがなく、安定なデータ処理
動作を行なうことができる。
FIG. 115 is a signal waveform diagram representing a cache hit read operation for outputting data in the latch output mode. The cache hit read operation mode THRL shown in FIG. 115 is performed according to the high speed operation mode. The combination of control signals for setting this operation mode is the same as that shown in FIG. The cache hit read operation mode THR shown in FIG.
The difference from the cache hit read operation mode THRL in the latch output mode shown in FIG. 5 is the timing of output data. That is, in the latch output mode, data read in the previous cycle is output to the invalid data area in the waveform of output data Q shown in FIG. That is, the data read in the previous cycle is continuously output until valid data is output in the next cycle. In this latch output mode, so-called invalid data is not output, and a stable data processing operation can be performed.

【0268】図116は高速動作モード時におけるレジ
スタ出力モードでのキャッシュヒットリード動作モード
を示す信号波形図である。このレジスタ出力モードでの
キャッシュヒットリード動作モードTHRRは、図11
4および図115に示す動作モードTHRおよびTHR
Lと同様の信号状態の組合わせにより実現される。この
レジスタ出力モードにおいては、クロック信号Kに同期
して前のサイクルで選択されたメモリセルデータが出力
される点がトランスペアレント出力モード(図114参
照)およびラッチ出力モード(図115参照)と異なっ
ている。このレジスタ出力モードはクロック信号に同期
して前のサイクルで読出されたデータが出力されるた
め、パイプライン用途などの適用に適している。図11
7は高速動作モードにおけるキャッシュヒットライト動
作を示す信号波形図である。この図117に示すキャッ
シュヒットライト動作モードTHWは、図98に示す低
消費電力モード時におけるキャッシュヒットライト動作
LTHWとその信号状態の組合わせは同じであるため、
その説明は繰返さない。
FIG. 116 is a signal waveform diagram showing a cache hit read operation mode in the register output mode in the high speed operation mode. The cache hit read operation mode THRR in this register output mode is shown in FIG.
4 and operation modes THR and THR shown in FIG.
This is realized by a combination of signal states similar to L. The register output mode differs from the transparent output mode (see FIG. 114) and the latch output mode (see FIG. 115) in that the memory cell data selected in the previous cycle is output in synchronization with the clock signal K. I have. In this register output mode, data read in the previous cycle is output in synchronization with a clock signal, and thus is suitable for applications such as pipeline use. FIG.
FIG. 7 is a signal waveform diagram showing a cache hit write operation in the high-speed operation mode. The cache hit write operation mode THW shown in FIG. 117 is the same as the cache hit write operation LTHW in the low power consumption mode shown in FIG.
The description will not be repeated.

【0269】図118は高速動作モード時におけるキャ
ッシュミスリード動作を示す信号波形図である。この高
速動作モード時におけるキャッシュミスリード動作モー
ドTMMRにおいては、イニシェイトサイクルTMMI
は1クロックサイクルで完了する。しかしこの高速動作
モードにおいては、列アドレス信号は3回目のクロック
信号Kの立上がりエッジで取込まれる。この点が図99
に示す低消費電力モード時におけるキャッシュミスリー
ド動作モードLTMMRと異なっている。図119は高
速動作モード時におけるラッチ出力モードでのキャッシ
ュミスリード動作を示す信号波形図である。この図11
9に示すキャッシュミスリード動作モードTMMRL
は、図118に示すキャッシュミスリード動作モードT
MMRと同様である。異なっているのは、この出力デー
タQにおける無効データが出力される期間に前回のサイ
クルで読出されたデータQ0が出力されることである。
残りの点は図118に示すものと同様である。
FIG. 118 is a signal waveform diagram showing a cache miss read operation in the high speed operation mode. In the cache miss read operation mode TMMR in the high speed operation mode, the initialize cycle TMMI
Is completed in one clock cycle. However, in this high-speed operation mode, the column address signal is taken in at the third rising edge of clock signal K. This point is shown in FIG.
And the cache miss read operation mode LTMMR in the low power consumption mode shown in FIG. FIG. 119 is a signal waveform diagram showing a cache miss read operation in the latch output mode in the high-speed operation mode. This FIG.
Cache read operation mode TMMRL shown in FIG.
Corresponds to the cache miss read operation mode T shown in FIG.
Same as MMR. The difference is that data Q0 read in the previous cycle is output during a period during which invalid data in output data Q is output.
The other points are the same as those shown in FIG.

【0270】図120は高速動作モード時におけるレジ
スタ出力モードでのキャッシュミスリード動作を示す信
号波形図である。この図120に示すキャッシュミスリ
ード動作モードTMMRRは図118および119に示
す動作モードTMMRおよびTMMRLと同様である。
ただ単にその出力データQが出力されるタイミングが異
なっているだけである。すなわち、ラッチ出力モードに
おいては、無効データが出力される期間前回のサイクル
で読出されたデータが一定期間出力され、クロック信号
Kの立下がり時点から一定時間経過後今回のサイクルで
読出された信号が出力される。レジスタ出力モードにお
いては、クロック信号Kに同期してデータが出力され
る。このときアウトプットイネーブル信号G#が立下が
ってからクロック信号Kが立上がるまでの時間が短い場
合には、このクロック信号Kの立上がりに応答して前回
のサイクルで読出されたデータが出力される。他の点は
図118および図119に示す動作サイクルと同様であ
る。
FIG. 120 is a signal waveform diagram showing a cache miss read operation in the register output mode in the high speed operation mode. The cache miss read operation mode TMMRR shown in FIG. 120 is the same as the operation modes TMMR and TMMRL shown in FIGS. 118 and 119.
The only difference is the timing at which the output data Q is output. In other words, in the latch output mode, the data read in the previous cycle is output for a certain period during the period in which invalid data is output, and the signal read in the current cycle after a certain time has elapsed since the falling of clock signal K. Is output. In the register output mode, data is output in synchronization with the clock signal K. At this time, if the time from the fall of output enable signal G # to the rise of clock signal K is short, the data read in the previous cycle is output in response to the rise of clock signal K. . Other points are the same as those in the operation cycle shown in FIGS. 118 and 119.

【0271】図121は高速動作モード時におけるキャ
ッシュミスライト動作を示す信号波形図である。この図
121に示すキャッシュミスライト動作モードTMMW
は、図100に示すキャッシュミスライト動作モードL
TMMWと、DRAMアドレス信号Aaを列アドレス信
号として取込むタイミングが異なっている点を除いて同
様である。このときにおいても、イニシェイトサイクル
TMMI完了後アレイアクティブサイクルTMMAサイ
クルが行なわれ、このアレイアクティブサイクルTMM
A完了後プリチャージサイクルTMMPが行なわれる。
図122は高速動作モード時におけるアレイライト動作
を示す信号波形図である。この図122に示すアレイラ
イト動作モードTMAは図101に示す低消費電力モー
ド時におけるアレイライト動作モードLTMAと、DR
AMアドレス信号における列アドレス信号(COL)を
取込むタイミングが異なっているだけであり、残りの点
は同様である。この高速動作モードにおけるアレイライ
ト動作モードTMAにおいては、DRAMにおける列選
択よりも先にキャッシュヒットライト動作が実行されて
いる。アレイライト動作が行なわれるということは、既
にSRAMへデータ転送が完了していることを示してい
る。したがって、このときSRAMキャッシュへアクセ
スすることは可能である。
FIG. 121 is a signal waveform diagram showing a cache miss write operation in the high-speed operation mode. Cache miss write operation mode TMMW shown in FIG.
Indicates the cache miss write operation mode L shown in FIG.
This is the same as TMMW except that the timing for taking in the DRAM address signal Aa as a column address signal is different. At this time, an array active cycle TMMA cycle is also performed after completion of the initialize cycle TMI, and this array active cycle TMM is performed.
After completion of A, a precharge cycle TMMP is performed.
FIG. 122 is a signal waveform diagram showing an array write operation in the high-speed operation mode. The array write operation mode TMA shown in FIG. 122 is different from the array write operation mode LTMA in the low power consumption mode shown in FIG.
The only difference is the timing of taking the column address signal (COL) in the AM address signal, and the other points are the same. In the array write operation mode TMA in the high-speed operation mode, the cache hit write operation is executed before the column selection in the DRAM. The fact that the array write operation is performed indicates that the data transfer to the SRAM has already been completed. Therefore, it is possible to access the SRAM cache at this time.

【0272】図123は、高速動作モード時におけるキ
ャッシュヒットリードを伴うアレイライト動作を示す信
号波形図である。この図123に示すキャッシュヒット
リードを伴うアドレスライト動作モードTMARは、図
101に示す低消費電力モード時におけるアレイライト
動作モードLTMARと制御信号の状態の組合わせは同
様であり、単にDRAMアレイアクセス用の列アドレス
信号を取込むタイミングが異なっているだけである。図
124は高速動作モード時においてラッチ出力モードで
のキャッシュヒットリードを伴うアレイライト動作を示
す信号波形図である。このラッチ出力モードでのキャッ
シュヒットリードを伴うアレイライト動作モードTMA
RLにおいては、図123に示すキャッシュヒットリー
ドを伴うアレイライト動作モードTMARとその信号状
態は同様であり、単に出力データQが現われるタイミン
グが異なるだけである。すなわちこのラッチ出力モード
においては、図123に示す出力データQと異なり、無
効データ出力期間中は前回のサイクルで読出されたデー
タが持続的に出力されている。他の点は同様である。
FIG. 123 is a signal waveform diagram showing an array write operation involving a cache hit read in the high speed operation mode. The address write operation mode with cache hit read TMAR shown in FIG. 123 is the same as the array write operation mode LTMAR in the low power consumption mode shown in FIG. The only difference is the timing at which the column address signal is taken. FIG. 124 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit read in the latch output mode in the high-speed operation mode. Array write operation mode TMA with cache hit read in this latch output mode
In RL, the signal state is the same as that of array write operation mode TMAR with cache hit read shown in FIG. 123, and only the timing at which output data Q appears is different. That is, in this latch output mode, unlike the output data Q shown in FIG. 123, during the invalid data output period, the data read in the previous cycle is continuously output. Other points are the same.

【0273】図125は高速モード動作時におけるレジ
スタ出力でのキャッシュヒットリードを伴うアレイドラ
イト動作を示す信号波形図である。この図125に示す
キャッシュヒットリードを伴うアレイライト動作モード
TMARRは、図123および図124に示すアレイラ
イト動作モードTMARおよびTMARLと同様であ
り、単にデータの出力タイミングが異なっているだけで
ある。このレジスタ出力モードにおいては、クロック信
号Kの立上がりに応答して前回のサイクルで読出された
データが出力される。図126は高速動作モード時にお
けるキャッシュヒットライトを伴うアレイライト動作を
示す信号波形図である。この図126に示すキャッシュ
ヒットライトを伴うアレイライト動作モードTMAW
は、図103に示すアレイライト動作モードLTNAW
と制御信号の状態の組合わせは同一である。単にDRA
Mアレイアクセス用のアドレスとしての列アドレス信号
を取込むタイミングが異なっているだけである。
FIG. 125 is a signal waveform diagram showing an arrayed write operation accompanied by a cache hit read at the register output in the high-speed mode operation. The array write operation mode with cache hit read TMARRR shown in FIG. 125 is the same as the array write operation modes TMAR and TMARRL shown in FIGS. 123 and 124, except that the data output timing is different. In the register output mode, data read in the previous cycle is output in response to the rising of clock signal K. FIG. 126 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit write in the high-speed operation mode. Array write operation mode TMAW with cache hit write shown in FIG. 126
Is the array write operation mode LTNAW shown in FIG.
And the state of the control signal are the same. Simply DRA
The only difference is the timing of taking in a column address signal as an address for accessing the M array.

【0274】図127は高速動作モード時におけるダイ
レクトアレイリード動作を示す信号波形図である。この
図127に示すダイレクトアレイリード動作モードTD
Rは、図104に示すダイレクトアレイリード動作モー
ドLTDRとその制御信号の状態の組合わせは同一であ
る。単にDRAMアドレス信号のうち列アドレス信号を
取込むタイミングが異なっているだけである。このため
その説明は繰返さない。図128は高速動作モード時に
おけるダイレクトアレイライト動作を示す信号波形図で
ある。この図128に示すダイレクトアレイライト動作
モードTDWは、図105に示す低消費電力モードにお
けるダイレクトアレイライト動作モードLTDWとその
制御信号の状態の組合わせは同一である。単にこのDR
AMアレイアクセス用の列アドレス信号を取込むタイミ
ングが異なっているだけである。このため説明は繰返さ
ない。
FIG. 127 is a signal waveform diagram representing a direct array read operation in the high-speed operation mode. The direct array read operation mode TD shown in FIG.
R is the same as the combination of the direct array read operation mode LTDR shown in FIG. 104 and the state of the control signal. The only difference is the timing at which the column address signal is taken in the DRAM address signal. Therefore, description thereof will not be repeated. FIG. 128 is a signal waveform diagram showing a direct array write operation in the high-speed operation mode. The direct array write operation mode TDW shown in FIG. 128 is the same as the combination of the direct array write operation mode LTDW in the low power consumption mode shown in FIG. 105 and the state of the control signal. Simply this DR
The only difference is the timing at which the column address signal for accessing the AM array is fetched. Therefore, description will not be repeated.

【0275】図129は高速動作モード時におけるリフ
レッシュアレイ動作を示す信号波形図である。この図1
29に示すリフレッシュアレイ動作モードTRは、図1
06に示す低消費電力モード時におけるリフレッシュア
レイ動作モードLTRと全く同様であり、その説明は繰
返さない。図130は高速モード時におけるキャッシュ
ヒットリードを伴うリフレッシュ動作を示す信号波形図
である。この図130に示すキャッシュヒットリードを
伴うリフレッシュ動作モードTRRは図107に示すキ
ャッシュヒットリードを伴うリフレッシュアレイ動作モ
ードLTRRと全く同様であるため、その詳細説明は繰
返さない。図131は高速動作モード時におけるキャッ
シュライトを伴うリフレッシュ動作を伴う信号波形図で
ある。この図131に示すキャッシュライトを伴うリフ
レッシュ動作モードTRWは図108に示すキャッシュ
ヒットライトを伴うリフレッシュ動作モードとその制御
信号の状態の組合わせは全く同様であり、その詳細説明
は繰返さない。
FIG. 129 is a signal waveform diagram representing a refresh array operation in the high-speed operation mode. This figure 1
The refresh array operation mode TR shown in FIG.
06 is exactly the same as refresh array operation mode LTR in the low power consumption mode, and description thereof will not be repeated. FIG. 130 is a signal waveform diagram showing a refresh operation involving a cache hit read in the high-speed mode. Refresh operation mode TRR with cache hit read shown in FIG. 130 is exactly the same as refresh array operation mode LTRR with cache hit read shown in FIG. 107, and therefore, detailed description thereof will not be repeated. FIG. 131 is a signal waveform diagram accompanying a refresh operation involving a cache write in the high-speed operation mode. The refresh operation mode TRW with cache write shown in FIG. 131 has exactly the same combination of the refresh operation mode with cache hit write shown in FIG. 108 and the state of its control signal, and detailed description thereof will not be repeated.

【0276】図132は高速動作モード時におけるカウ
ンタチェック動作を示す信号波形図である。この図13
2に示すカウンタチェック動作モードTCRは図109
に示す低消費電力モード時におけるカウンタチェックリ
ード動作モードLTCRと同様である。単に列アドレス
信号ビットAac4〜Aac9を取込むタイミングが異
なっているだけである。このため説明は繰返さない。図
133は高速動作モード時におけるカウンタチェックラ
イト動作を示す信号波形図である。この図133に示す
カウンタチェックライト動作モードTCWは、図110
に示すカウンタチェックライト動作モードLTCWと列
アドレス信号ビットAac4〜Aac9を取込むタイミ
ングが異なっているだけであり、残りの制御信号の状態
の組合わせは同一である。
FIG. 132 is a signal waveform diagram showing a counter check operation in the high-speed operation mode. This FIG.
The counter check operation mode TCR shown in FIG.
This is the same as the counter check read operation mode LTCR in the low power consumption mode shown in FIG. The only difference is the timing at which the column address signal bits Aac4 to Aac9 are fetched. Therefore, description will not be repeated. FIG. 133 is a signal waveform diagram showing a counter check write operation in the high-speed operation mode. The counter check write operation mode TCW shown in FIG.
The only difference is the timing of taking in the column address signal bits Aac4 to Aac9 from the counter check write operation mode LTCW shown in (a), and the remaining combinations of the control signal states are the same.

【0277】図134は高速動作モード時におけるコマ
ンドレジスタ設定動作を示す信号波形図である。この図
134に示すコマンドレジスタ設定動作モードTGは、
図111に示すコマンドレジスタ設定動作モードLTG
とその制御信号の状態の組合わせは同一である。以上述
べたように、高速動作モード時においては、単にこのD
RAMアレイへアクセスする必要が生じた場合にそのD
RAMアレイアクセス用の列アドレス信号を取込むタイ
ミングが異なるだけであり、低消費電力モード時におけ
る各動作モードと同じ制御信号の状態の組合わせで各種
動作が容易に実現される。図135はこの高速動作モー
ド時におけるCDRAMの動作シーケンスの一例を示す
図である。この図135に示す動作シーケンスにおいて
は、ミスリードが生じたときにこのミスリード動作と並
行してキャッシュ(SRAM)へのアクセスが行なわれ
る場合が一例として示される。ミスリード時において
は、まず図112に示す場合と同様にして、SRAMア
レイおよびDRAMアレイ両者へのアクセスが行なわれ
る。このとき、図112に示す低消費電力モードと異な
り、DRAMアレイアクセスのための列アドレス信号C
OL1はクロック信号の3回目の立上がりエッジで取込
まれる。このミスリード動作モードTMMによりDRA
MアレイからSRAMアレイへのデータ転送が完了する
と、DRAMアレイにおいてはプリチャージサイクルが
始まる。プリチャージ開始前にはアドレス信号C1によ
るデータQ1の読出しは完了する。このプリチャージサ
イクルと並行してヒットリード動作が行なわれる。
FIG. 134 is a signal waveform diagram representing a command register setting operation in the high-speed operation mode. The command register setting operation mode TG shown in FIG.
Command register setting operation mode LTG shown in FIG.
And the combination of the control signal states is the same. As described above, in the high-speed operation mode, this D
When it is necessary to access the RAM array,
Only the timing for taking in the column address signal for accessing the RAM array is different, and various operations can be easily realized by combining the same control signal state in each operation mode in the low power consumption mode. FIG. 135 is a diagram showing an example of the operation sequence of the CDRAM in the high-speed operation mode. In the operation sequence shown in FIG. 135, a case where a cache (SRAM) is accessed in parallel with the miss read operation when a miss read occurs is shown as an example. At the time of a misread, access is first made to both the SRAM array and the DRAM array as in the case shown in FIG. At this time, unlike the low power consumption mode shown in FIG. 112, column address signal C for accessing the DRAM array is provided.
OL1 is taken in at the third rising edge of the clock signal. DRA is performed by this misread operation mode TMM.
When data transfer from the M array to the SRAM array is completed, a precharge cycle starts in the DRAM array. Before the start of the precharge, the reading of the data Q1 by the address signal C1 is completed. A hit read operation is performed in parallel with this precharge cycle.

【0278】このヒットリード動作は、プリチャージサ
イクル中に3回行なわれている。高速動作モード時にお
いては、このプリチャージサイクルにおいて、クロック
信号が3回与えられており、各クロックサイクルにおい
てSRAMアレイアドレス信号AcとしてC2、C3お
よびC4が与えられて、それぞれ出力データQ2、Q3
およびQ4が出力される。このプリチャージ動作が完了
後、アレイライト動作が行なわれる。このアレイライト
動作と並行してSRAMアレイにおいてはヒットライト
動作、ヒットリード動作、およびヒットリード動作が行
なわれる。したがって、この図135に示す高速動作モ
ードにおいては、クロック信号Kの周期が短く、DRA
Mアレイへのアクセス中にSRAMアレイへアクセスし
て高速でデータの読出しを行なうこができる。
The hit read operation is performed three times during the precharge cycle. In the high-speed operation mode, a clock signal is applied three times in this precharge cycle, and C2, C3 and C4 are applied as SRAM array address signals Ac in each clock cycle, and output data Q2, Q3, respectively.
And Q4 are output. After the precharge operation is completed, an array write operation is performed. A hit write operation, a hit read operation, and a hit read operation are performed in the SRAM array in parallel with the array write operation. Therefore, in the high-speed operation mode shown in FIG. 135, the cycle of clock signal K is short and DRA
While accessing the M array, data can be read at a high speed by accessing the SRAM array.

【0279】図136はこの高速動作モード時における
動作シーケンスの他の例を示す図である。この場合にお
いては、ミスライト発生時における動作が一例として示
される。この図136に示す動作シーケンスにおいて
は、ミスライト動作が図135に示すミスリード動作に
代えて行なわれるだけであり、その動作シーケンスは同
様である。アレイアクセス完了後のプリチャージ期間中
にヒットリードサイクル、ヒットリードサイクル、ヒッ
トライトサイクルが行なわれて、このプリチャージ完了
後のアレイアクセスサイクルにおいて再びヒットリード
サイクル、ヒットライトサイクルおよび…ヒットリード
サイクルが行なわれている。各サイクルにおいて、コマ
ンドレジスタサイクルおよびアレイアクティブサイクル
/プリチャージサイクルを含んでおり各サイクルの決定
はイニシェイトサイクルを実行することにより行なわれ
ている。
FIG. 136 shows another example of the operation sequence in the high-speed operation mode. In this case, an operation at the time of occurrence of a miswrite is shown as an example. In the operation sequence shown in FIG. 136, only the miswrite operation is performed instead of the misread operation shown in FIG. 135, and the operation sequence is the same. A hit read cycle, a hit read cycle, and a hit write cycle are performed during a precharge period after the array access is completed. In the array access cycle after the completion of the precharge, the hit read cycle, the hit write cycle,. Is being done. Each cycle includes a command register cycle and an array active cycle / precharge cycle, and each cycle is determined by executing an initialize cycle.

【0280】「リフレッシュの他の構成例」 (オートリフレッシュ/セルフリフレッシュ内蔵)図1
37は、この発明のCDRAMのリフレッシュ方式の他
の構成例を示す図である。図137において、図1に示
す回路構成と対応する部分には同一の参照番号が付され
る。図1および図80に示すCDRAMの構成において
は、外部から与えられるリフレッシュ指示信号REF#
に従ってリフレッシュが行なわれている。すなわち、こ
の図1,図80に示すCDRAMは、オートリフレッシ
ュのみ実行可能である。以下に、通常モード時において
もセルフリフレッシュを実行することのできる構成につ
いて説明する。図137を参照して、CDRAMは、外
部からの制御信号CR#、CH#、EH#、およびW#
をクロックバッファ254からの内部クロックint−
Kに応答して取込み、各種制御信号を発生するクロック
ジェネレータ3100と、このCDRAMのリフレッシ
ュモードをオートリフレッシュおよびセルフリフレッシ
ュのいずれかに設定するためのコマンドレジスタ270
aと、コマンドレジスタ270aからのコマンド信号C
Mに応答してピン端子3110を入力端子または出力端
子のいずれかに設定する入出力切換回路3102を含
む。ピン端子3110は、図11に示すピン番号44の
ピン端子に対応する。このピン端子3110は、入力端
子に設定された場合には外部からのリフレッシュ指示信
号REF#を受ける。ピン端子3110は、出力端子に
設定された場合には、CDRAMにおいてセルフリフレ
ッシュが行なわれていることを示す信号BUSY#を出
力する。
[Another Configuration Example of Refresh] (Built-in Auto Refresh / Self Refresh) FIG.
FIG. 37 is a diagram showing another configuration example of the refresh method of the CDRAM of the present invention. 137, parts corresponding to the circuit configuration shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the configuration of the CDRAM shown in FIGS. 1 and 80, refresh instruction signal REF # externally applied is provided.
Is performed according to the following. That is, the CDRAM shown in FIGS. 1 and 80 can execute only the auto refresh. Hereinafter, a configuration capable of executing the self refresh even in the normal mode will be described. Referring to FIG. 137, the CDRAM includes external control signals CR #, CH #, EH #, and W #.
Is the internal clock int- from the clock buffer 254.
A clock generator 3100 which takes in in response to K and generates various control signals, and a command register 270 for setting the refresh mode of the CDRAM to either auto refresh or self refresh.
a and the command signal C from the command register 270a.
An input / output switching circuit 3102 for setting the pin terminal 3110 to either an input terminal or an output terminal in response to M. The pin terminal 3110 corresponds to the pin terminal of the pin number 44 shown in FIG. Pin terminal 3110 receives an external refresh instruction signal REF # when set as an input terminal. Pin terminal 3110, when set as an output terminal, outputs signal BUSY # indicating that self-refresh is performed in the CDRAM.

【0281】図138は図137に示すクロックジェネ
レータ3100の具体的構成例を示す図である。図13
8を参照して、クロックジェネレータ3100は、外部
から与えられるコマンドレジスタセット信号CR#を受
け、内部制御信号int.*CRを発生するCRバッフ
ァ3200と、外部から与えられる制御信号CH#,E
#およびクロック信号Kを受け、内部制御信号int.
*RASを発生するRAS信号発生回路3201と、R
AS信号発生回路3201からの内部制御信号int.
*RASおよび外部クロック信号Kに応答して内部制御
信号int.*CASを発生するCAS信号発生回路3
202を含む。このRAS信号発生回路3201からの
内部制御信号int.*RASは、DRAMアレイの行
を選択動作に関連する回路の動作を規定する信号であ
る。この内部制御信号int.*RASに応答してDR
AMアレイにおける行選択動作、センス動作が行なわれ
る。CAS信号発生回路3202からの内部制御信号i
nt.*CASは、DRAMにおける列選択に関連する
回路の動作を決定する。このDRAMアレイにおける列
選択動作に関連する回路としてはDRAM列デコーダ等
がある。
FIG. 138 shows a specific configuration example of clock generator 3100 shown in FIG. FIG.
8, clock generator 3100 receives an externally applied command register set signal CR # and receives an internal control signal int. * CR buffer 3200 for generating CR and control signals CH # and E externally supplied
# And clock signal K, and receives internal control signal int.
RAS signal generating circuit 3201 for generating RAS, and R
AS control signal int.
* In response to RAS and external clock signal K, internal control signal int. * CAS signal generation circuit 3 that generates CAS
202. The internal control signal int. * RAS is a signal that defines the operation of a circuit related to the operation of selecting a row of the DRAM array. This internal control signal int. * DR in response to RAS
A row selecting operation and a sensing operation in the AM array are performed. Internal control signal i from CAS signal generation circuit 3202
nt. * CAS determines the operation of circuits related to column selection in the DRAM. A circuit related to the column selecting operation in the DRAM array includes a DRAM column decoder and the like.

【0282】RAS信号発生回路3201はまた、コマ
ンドレジスタからのコマンド信号CMとタイマ3101
からのリフレッシュ要求信号*BUSY(内部信号)に
応答して内部制御信号int.*RASを発生する回路
を内蔵する。この場合、外部制御信号E#、CH#は無
視される。タイマ3101からのリフレッシュ要求(信
号*BUSY)に応答して外部制御信号を無視し、内部
制御信号int.*RASを発生する回路構成は、たと
えば「オート/セルフリフレッシュ機能内蔵64Kビッ
トMOSダイナミックRAM」、電子通信学会論文集1
983年1月、第J66−C巻、第1号において示され
ている。なお、このRAS信号発生回路3201から発
生される内部制御信号int.*RASおよびCAS信
号発生回路3202から発生される内部制御信号in
t.*CASは、第2の実施例において示した図84に
示す行アドレスストローブ信号2601および列アドレ
スストローブ信号発生回路2602から発生されるもの
であってもよい。
The RAS signal generation circuit 3201 also receives a command signal CM from a command register and a timer 3101
In response to the refresh request signal * BUSY (internal signal) from the internal control signal int. * Includes a circuit that generates RAS. In this case, the external control signals E # and CH # are ignored. In response to the refresh request (signal * BUSY) from the timer 3101, the external control signal is ignored, and the internal control signal int. * The circuit configuration for generating RAS is, for example, “64 Kbit MOS dynamic RAM with built-in auto / self-refresh function”, IEICE Transactions 1
January 983, J66-C, No. 1. Note that internal control signal int. * Internal control signal in generated from RAS and CAS signal generation circuit 3202
t. * CAS may be generated from row address strobe signal 2601 and column address strobe signal generation circuit 2602 shown in FIG. 84 in the second embodiment.

【0283】クロックジェネレータ3100はさらに、
外部から与えられるリフレッシュ指示信号*REF(こ
れは内部信号を示す)に応答してリフレッシュが指示さ
れたことを検出するリフレッシュ検出回路3203と、
リフレッシュ検出回路3203からのリフレッシュ要求
に応答してリフレッシュアドレスカウンタ293のカウ
ント値を制御するとともに、マルチプレクサ258の接
続を切換える切換信号MUXを発生するリフレッシュ制
御回路3204を含む。リフレッシュ制御回路3204
はさらに、コマンドレジスタ270aからのコマンド信
号CMに応答して、タイマ3101から与えられるリフ
レッシュ要求信号(*BUSY)に応答してリフレッシ
ュ検出回路3203からリフレッシュ指示が与えられた
と同様の動作を行ない、リフレッシュアドレスカウンタ
293の動作の制御およびマルチプレクサ258の動作
を制御する。タイマ3101は、コマンド信号CMに応
答して起動され、所定の時間間隔でリフレッシュ要求信
号を発生する。
Clock generator 3100 further comprises
A refresh detection circuit 3203 for detecting that refresh has been instructed in response to an externally applied refresh instruction signal * REF (indicating an internal signal);
The refresh control circuit 3204 includes a refresh control circuit 3204 that controls the count value of the refresh address counter 293 in response to a refresh request from the refresh detection circuit 3203 and generates a switching signal MUX for switching the connection of the multiplexer 258. Refresh control circuit 3204
Further, in response to the command signal CM from the command register 270a, in response to the refresh request signal (* BUSY) supplied from the timer 3101, the same operation as when a refresh instruction is provided from the refresh detection circuit 3203 is performed. The operation of the address counter 293 and the operation of the multiplexer 258 are controlled. Timer 3101 is started in response to command signal CM, and generates a refresh request signal at predetermined time intervals.

【0284】この図138に示す構成において、RAS
信号発生回路3201へコマンド信号CMおよびリフレ
ッシュ要求信号*BUSYを与えるかわりに、このリフ
レッシュ制御回路3204からの制御信号がRAS信号
発生回路3201へ与えられてもよい。この場合、RA
S信号発生回路3201は、リフレッシュ制御回路から
のリフレッシュ指示信号に応答して外部制御信号を無視
し、所定期間内部制御信号int.*RASを発生す
る。リフレッシュ制御回路3204は、1回のリフレッ
シュサイクルが終了したときにリフレッシュアドレスカ
ウンタ293のカウント値を1増分する。図139は、
図137に示す入出力切換回路3202およびコマンド
レジスタ270aの具体的構成の一例を示す図である。
図139を参照して、コマンドレジスタ270aは2ビ
ットのデータレジスタからなるコマンドレジスタRR2
を含む。このコマンドレジスタRR2は、データ入力ピ
ン端子DQ0,DQ1へ与えられたデータをその選択時
に取込み記憶する。このコマンドレジスタRR2は、図
52に示すごとく、コマンドレジスタ設定モード(図7
6,111および図134参照)において、制御信号A
r0およびAr1をそれぞれ“1”、“0”と設定し、
かつ外部制御信号W#を“H”と設定することにより選
択される。なお、ここでは、マスクトライトモードが選
択され、同一のピン端子を介してデータの入出力が行な
われる場合のデータ入出力ピンの構成が示されている。
In the structure shown in FIG. 138, RAS
Instead of supplying command signal CM and refresh request signal * BUSY to signal generation circuit 3201, a control signal from refresh control circuit 3204 may be supplied to RAS signal generation circuit 3201. In this case, RA
S signal generation circuit 3201 ignores the external control signal in response to the refresh instruction signal from the refresh control circuit, and generates internal control signal int. * Generate RAS. The refresh control circuit 3204 increments the count value of the refresh address counter 293 by one when one refresh cycle ends. FIG. 139
FIG. 137 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the input / output switching circuit 3202 and the command register 270a illustrated in FIG. 137.
Referring to FIG. 139, command register 270a is a command register RR2 composed of a 2-bit data register.
including. The command register RR2 captures and stores data applied to the data input pin terminals DQ0 and DQ1 when the data register is selected. As shown in FIG. 52, the command register RR2 operates in a command register setting mode (FIG. 7).
6, 111 and FIG. 134).
r0 and Ar1 are set to “1” and “0” respectively,
The selection is made by setting the external control signal W # to "H". Here, the configuration of the data input / output pins when the masked write mode is selected and data is input / output via the same pin terminal is shown.

【0285】このコマンドレジスタ270aはさらに、
そのコマンドレジスタRR2をデータ入力ピンDQ0お
よびDQ1へ接続するための転送ゲートトランジスタT
r201およびTr202を含む。このコマンドレジス
タRR2を選択状態とし、所望のコマンドを設定するた
めのレジスタ選択回路3120は、レジスタ選択信号A
r0およびAr1を受けるゲート回路G110と、内部
制御信号W,E,CHおよびint.*CRを受けるゲ
ート回路G111を含む。このレジスタ選択回路312
0は、図16に示すコマンドレジスタモードセレクタ2
79に対応する。ゲート回路G110は、コマンド選択
信号Ar0が“L”にあり、制御信号Ar1が“H”の
ときに“H”の信号を出力する。ゲート回路G110の
出力が“H”となったときに、コマンドレジスタRR2
は活性化され、与えられたデータをラッチする。
The command register 270a further includes
Transfer gate transistor T for connecting its command register RR2 to data input pins DQ0 and DQ1.
r201 and Tr202. A register selection circuit 3120 for setting the command register RR2 to a selected state and setting a desired command is a register selection signal A
r0 and Ar1 and internal control signals W, E, CH and int. * Includes gate circuit G111 that receives CR. This register selection circuit 312
0 is the command register mode selector 2 shown in FIG.
Corresponding to 79. The gate circuit G110 outputs a signal of “H” when the command selection signal Ar0 is at “L” and the control signal Ar1 is at “H”. When the output of the gate circuit G110 becomes “H”, the command register RR2
Is activated to latch given data.

【0286】ゲート回路G111は、内部制御信号in
t.*CRおよび内部チップセレクタ信号Eが共に
“L”にあり、かつ内部制御信号WおよびCHが“H”
のときに“H”の信号を出力する。したがって、コマン
ドレジスタモードにおいて、ゲート回路G111が選択
状態となり、この出力信号が“H”となったときに、コ
マンドレジスタRR2がデータ入出力端子DQ0および
DQ1に接続され、与えられたデータをラッチする。こ
のコマンドレジスタRR2を用いずに、1ビットのフリ
ップフロップからなるコマンドレジスタ(たとえばRR
1およびRR2)を利用し、コマンドレジスタ設定モー
ドにおいて、一方のフリップフロップが信号Ar0およ
びAr1の組合わせに応じてセットされることによりオ
ートリフレッシュ/セルフリフレッシュを設定する構成
が用いられてもよい。
Gate circuit G111 has an internal control signal in.
t. * CR and internal chip selector signal E are both at "L", and internal control signals W and CH are at "H".
And outputs an "H" signal. Therefore, in the command register mode, when gate circuit G111 is in the selected state and the output signal attains "H", command register RR2 is connected to data input / output terminals DQ0 and DQ1 to latch given data. . Without using the command register RR2, a command register composed of a 1-bit flip-flop (for example, RR
1 and RR2) and in the command register setting mode, one flip-flop may be set in accordance with a combination of signals Ar0 and Ar1 to set auto refresh / self refresh.

【0287】入出力切換回路3102は、コマンドレジ
スタRR2からの2ビットのコマンド信号CMを受ける
NOR回路G100およびAND回路G101と、NO
R回路G100の出力をそのゲートに受け、データ入出
力ピン3110に与えられた信号を通過させるスイッチ
ングトランジスタTr200と、AND回路G101の
出力に応答してタイマ3101(図137参照)からの
リフレッシュ要求信号*BUSYを端子3110へ伝達
するスイッチングトランジスタTr201を含む。この
スイッチングトランジスタTr200からの信号が、内
部クロック信号Kに応答して信号をラッチするリフレッ
シュ信号用入力バッファ回路へ伝達される。トランジス
タTr201へは、タイマ3101の出力がバッファ処
理された後に伝達される。このスイッチングトランジス
タTr200およびTr201はそれぞれ入力バッファ
および出力バッファであってもよい。スイッチングトラ
ンジスタTr200が入力バッファで構成される場合、
この入力バッファはゲート回路G100の出力のみなら
ずクロック信号の立上がりに応答して与えられた信号を
取込む構成とされる。
The input / output switching circuit 3102 includes a NOR circuit G100 and an AND circuit G101 for receiving a 2-bit command signal CM from the command register RR2,
A switching transistor Tr200 that receives the output of R circuit G100 at its gate and passes a signal given to data input / output pin 3110, and a refresh request signal from timer 3101 (see FIG. 137) in response to the output of AND circuit G101. * Includes switching transistor Tr201 that transmits BUSY to terminal 3110. The signal from switching transistor Tr200 is transmitted to a refresh signal input buffer circuit that latches the signal in response to internal clock signal K. The output of the timer 3101 is transmitted to the transistor Tr201 after being buffered. The switching transistors Tr200 and Tr201 may be an input buffer and an output buffer, respectively. When the switching transistor Tr200 is configured by an input buffer,
This input buffer is configured to take in not only the output of gate circuit G100 but also a given signal in response to the rise of the clock signal.

【0288】この図139に示す入出力切換回路310
2の構成においては、NOR回路G100はコマンドレ
ジスタRR2からの2ビットのデータが共に“L”のと
きに“H”の信号を出力する。AND回路G101は、
2ビットのコマンド信号CMが共に“1”のときに
“H”の信号を出力する。したがって2ビットのデータ
DQ0,DQ1が共に“0”の場合にはこの半導体記憶
装置のリフレッシュモードがオートリフレッシュモード
に設定され、この2ビットのデータDQ0およびDQ1
が共に“1”の場合にこの半導体記憶装置はセルフリフ
レッシュモードに設定される。入出力切換回路3102
に示されるゲート回路G100およびG101の論理は
他のものが用いられてもよく、またオートリフレッシュ
およびセルフリフレッシュを指定するためのコマンド信
号CMのビットDQ0およびDQ1の値の組合わせは他
のものが用いられてもよい。
The input / output switching circuit 310 shown in FIG.
In the configuration of 2, NOR circuit G100 outputs a signal of "H" when both 2-bit data from command register RR2 are at "L". AND circuit G101
When both of the 2-bit command signals CM are "1", an "H" signal is output. Therefore, when both 2-bit data DQ0 and DQ1 are "0", the refresh mode of the semiconductor memory device is set to the auto-refresh mode, and the 2-bit data DQ0 and DQ1 are set.
Are both "1", the semiconductor memory device is set to the self-refresh mode. I / O switching circuit 3102
May be used for the logic of gate circuits G100 and G101, and the combination of the values of bits DQ0 and DQ1 of command signal CM for designating auto-refresh and self-refresh may be different. May be used.

【0289】また1ビットのコマンド信号がオートリフ
レッシュ/セルフリフレッシュ指定用の信号ビットとし
て用いられてもよい。図140は、この図137ないし
図139に示す回路の動作を示す信号波形図である。以
下、図137ないし図140を参照して動作について説
明する。まずコマンドレジスタ270aのコマンドレジ
スタRR2にコマンドレジスタ設定モードに従ってオー
トリフレッシュを示すデータ“0”(00)が設定され
た場合を考える。この場合、図139に示すゲート回路
G100の出力が“H”となり、AND回路G101の
出力が“L”となる。これにより入出力切換回路310
2は、ピン端子3110を信号入力端子とする。このピ
ン端子3110は外部から与えられるリフレッシュ指示
信号REF#を内部へ通過させる。このオートリフレッ
シュモードにおいては、タイマ3101の出力は無視さ
れる構成とされるかタイマ3101がリセット状態とさ
れる。この状態においては外部から与えられるリフレッ
シュ指示信号REF#に従ってリフレッシュ検出回路3
203およびリフレッシュ制御回路3204の制御の下
にリフレッシュアドレスの発生および内部制御信号in
t.*RASの発生が行なわれ、この発生されたリフレ
ッシュアドレスに従ってDRAMアレイのリフレッシュ
が実行される。
A 1-bit command signal may be used as a signal bit for designating auto-refresh / self-refresh. FIG. 140 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuits shown in FIGS. 137 to 139. Hereinafter, the operation will be described with reference to FIGS. First, consider a case where data “0” (00) indicating auto-refresh is set in the command register RR2 of the command register 270a in accordance with the command register setting mode. In this case, the output of the gate circuit G100 shown in FIG. 139 becomes “H” and the output of the AND circuit G101 becomes “L”. Thereby, the input / output switching circuit 310
No. 2 makes the pin terminal 3110 a signal input terminal. This pin terminal 3110 allows an externally applied refresh instruction signal REF # to pass therethrough. In this auto refresh mode, the output of the timer 3101 is ignored or the timer 3101 is reset. In this state, refresh detection circuit 3 according to an externally applied refresh instruction signal REF #
203 and the internal control signal in under the control of the refresh control circuit 3204
t. * RAS is generated, and the DRAM array is refreshed according to the generated refresh address.

【0290】時刻Txにおいてコマンドレジスタ設定モ
ードが行なわれ、コマンドレジスタ270aのレジスタ
RR2に“1”(11)が設定されると、ゲート回路G
101の出力が“H”となりゲート回路G100の出力
が“L”となる。これにより、入力端子3110はこの
入出力切換回路3102の機能によりデータ出力端子と
なる。このピン端子3110へはタイマ3101からの
リフレッシュ要求信号*BUSYが伝達され、外部にこ
の半導体記憶装置の内部においてセルフリフレッシュが
行なわれていることを示す信号として利用される。タイ
マ3101は、このコマンドレジスタ270aにおける
セルフリフレッシュモードの設定に応答して起動され、
リフレッシュ要求をリフレッシュ制御回路3204へ与
える。リフレッシュ制御回路3204はこのタイマ31
01からのリフレッシュ要求に応答して、マルチプレク
サ258をリフレッシュアドレスカウンタ293の出力
選択状態とするとともにRAS信号発生回路3201の
内部制御信号int.*RASの発生を制御する。RA
S信号発生回路3201はリフレッシュ制御回路320
4からリフレッシュ要求が与えられると所定のタイミン
グで内部制御信号int.*RASを発生する。
At time Tx, the command register setting mode is performed, and when "1" (11) is set in register RR2 of command register 270a, gate circuit G
The output of 101 becomes "H" and the output of gate circuit G100 becomes "L". Thus, the input terminal 3110 becomes a data output terminal by the function of the input / output switching circuit 3102. Refresh request signal * BUSY from timer 3101 is transmitted to pin terminal 3110, and is used as a signal indicating that self refresh is being performed inside the semiconductor memory device. Timer 3101 is started in response to the setting of self-refresh mode in command register 270a,
A refresh request is given to refresh control circuit 3204. The refresh control circuit 3204 uses the timer 31
01 in response to a refresh request from multiplexer 258, and sets multiplexer 258 to the output selection state of refresh address counter 293, as well as to internal control signal int. * Control the occurrence of RAS. RA
The S signal generation circuit 3201 is a refresh control circuit 320
4 receives a refresh request from the internal control signal int. * Generate RAS.

【0291】この内部制御信号int.*RASに従っ
てDRAMにおける行の選択、センス動作が行なわれ、
リフレッシュアドレスカウンタ293からのリフレッシ
ュアドレスにより指定された行に対するリフレッシュ動
作が実行される。所定期間が経過するとタイマ3101
の出力が“H”に立上がる。これにより、リフレッシュ
期間が完了し、リフレッシュ制御回路3204はリフレ
ッシュアドレスカウンタ293のアドレスカウント値を
1増分させるとともにRAS信号発生回路3201から
の内部制御信号int.*RASの発生を停止させる。
タイマ3101の出力の“L”の期間は予め設定されて
いる。このタイマ3101の出力が“L”となる期間は
通常のDRAMにおけるメモリサイクルと同程度の期間
にされる。この期間が経過すると、タイマ3101は再
び計時動作を行ない、所定時間が経過すると再びリフレ
ッシュ要求を発生してリフレッシュ制御回路3204へ
与える。このリフレッシュ要求に従って再びリフレッシ
ュ制御回路3204およびRAS信号発生回路3201
の制御の下にDRAMアレイのリフレッシュが実行され
る。
The internal control signal int. * Row selection and sense operation in DRAM are performed according to RAS,
A refresh operation is performed on the row specified by the refresh address from refresh address counter 293. When a predetermined period elapses, the timer 3101
Rises to "H". As a result, the refresh period is completed, the refresh control circuit 3204 increments the address count value of the refresh address counter 293 by one, and the internal control signal int. * Stop RAS generation.
The “L” period of the output of the timer 3101 is set in advance. The period during which the output of the timer 3101 is "L" is set to a period similar to a memory cycle in a normal DRAM. After the elapse of this period, the timer 3101 performs a time counting operation again, and after the elapse of a predetermined time, generates a refresh request again and gives it to the refresh control circuit 3204. The refresh control circuit 3204 and the RAS signal generation circuit 3201 are again activated according to the refresh request.
The refresh of the DRAM array is executed under the control of.

【0292】このタイマの3101の計時動作はコマン
ド信号CMがセルフリフレッシュを指定している期間中
持続される。タイマ3101のリフレッシュ間隔は、予
め固定的に設定されていてもよく、また半導体チップの
データ保持保障時間に応じてプログラムされてもよい。
上述の構成のように、コマンドレジスタに設定したコマ
ンド信号CMに従って、この半導体記憶装置をオートリ
フレッシュまたはセルフリフレッシュとすることができ
る。このリフレッシュ指示信号REF#が“H”のとき
には、DRAMへのアクセスが可能である。リフレッシ
ュ指示信号REF#が“L”の場合には、タイマ310
1は動作していない。外部からそのリフレッシュ動作が
制御される。このリフレッシュ期間中は外部からはDR
AMアレイへアクセスすることができない。
[0292] The timekeeping operation of the timer 3101 is continued during the period when the command signal CM specifies self-refresh. The refresh interval of the timer 3101 may be fixedly set in advance, or may be programmed according to the data retention guarantee time of the semiconductor chip.
As in the above-described configuration, the semiconductor memory device can be set to auto refresh or self refresh in accordance with the command signal CM set in the command register. When the refresh instruction signal REF # is at "H", the DRAM can be accessed. When the refresh instruction signal REF # is “L”, the timer 310
1 is not working. The refresh operation is externally controlled. During this refresh period, the DR
Cannot access AM array.

【0293】一方、セルフリフレッシュ時においては、
DRAMアレイにおけるリフレッシュ動作中はピン端子
3110からリフレッシュ実行指示信号BUSY#が出
力される。したがって、このリフレッシュ実行指示信号
BUSY#を外部装置がモニタすることにより、DRA
Mへのアクセスを行なってもよいか否かを外部装置が知
ることができ、通常モードにおいてもセルフリフレッシ
ュを実行することができる。セルフリフレッシュからオ
ートリフレッシュへの移行は、クロック信号Kの立上が
りにおいてコマンドレジスタ設定モードを実行し、コマ
ンドレジスタ270aのレジスタRR2をオートリフレ
ッシュモードとなるように設定すればよい(図140の
時刻Ty参照)。これによりタイマは計時動作が禁止さ
れ、CDRAMへのオートリフレッシュモード設定が実
行される。
On the other hand, at the time of self-refresh,
During the refresh operation in the DRAM array, refresh execution instruction signal BUSY # is output from pin terminal 3110. Therefore, when the external device monitors this refresh execution instruction signal BUSY #, the DRA
The external device can know whether or not access to M is permitted, and can execute self-refresh even in the normal mode. The transition from the self-refresh to the auto-refresh may be performed by executing the command register setting mode at the rising of the clock signal K and setting the register RR2 of the command register 270a to the auto-refresh mode (see time Ty in FIG. 140). . As a result, the timer is prohibited from timing, and the auto-refresh mode is set in the CDRAM.

【0294】「セルフリフレッシュ/オートリフレッシ
ュの変更例」図141は図137に示すリフレッシュ回
路の変更例を示す図である。この図141に示す構成に
おいては、BBU発生回路3210が設けられ、BBU
発生回路3210へコマンドレジスタ270aからのコ
マンド信号CMが伝達される。BBU発生回路3210
はバッテリバックアップモードを実行するための回路構
成であり、このBBUモードについては、たとえば「標
準DRAMにおけるデータ保持電流低減のためのバッテ
リバックアップ(BBU)モード」、堂坂等、電子通信
学会論文誌90年103号、ED90−78号第35頁
ないし第40頁および「BBUモードを備える38ns
4MビットDRAM」、IEEE、インターナショナル
ソリッドステートサーキッツコンファレンス、1990
年、ダイジェストオブテクニカルペーパーズ、第230
頁および第231頁ならびに第303頁にコニシ等によ
り開示されている。このBBUモードは、標準DRAM
においてバッテリバックアップモードにおいてノーマル
モード時に動作するアレイ数をさらに1/4に低減する
ことにより、低電流でリフレッシュを行なってデータ保
持を行なう構成である。
"Modification of Self Refresh / Auto Refresh" FIG. 141 shows a modification of the refresh circuit shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 141, BBU generation circuit 3210 is provided, and BBU
Command signal CM from command register 270a is transmitted to generating circuit 3210. BBU generation circuit 3210
Is a circuit configuration for executing the battery backup mode. The BBU mode is described in, for example, "Battery Backup (BBU) Mode for Reducing Data Holding Current in Standard DRAM", Dosaka et al. No. 103, ED90-78, pages 35 to 40 and "38 ns with BBU mode"
4Mbit DRAM ", IEEE, International Solid State Circuits Conference, 1990
Year, Digest of Technical Papers, 230
Pages 231 and 303, which are disclosed by Konishi et al. This BBU mode is a standard DRAM
In the battery backup mode, the number of arrays operating in the normal mode in the battery backup mode is further reduced to 1/4, so that refresh is performed at a low current and data is retained.

【0295】このBBUモードにおいては、セルフリフ
レッシュが実行される。以下、BBUモードについて簡
単に説明する。図142はBBUモードを説明するため
の図である。DRAMアレイDRMAは、32個の小ブ
ロックMBA1〜MBA32を備える。DRAMアレイ
DRAMAはさらに8つの小ブロック毎にメモリブロッ
クグループMAB1〜MAB4に分割される。1つのグ
ループにおいて1つの小ブロックが駆動される。この構
成は図5に示す構成に対応する。各メモリアレイブロッ
クグループMAB1〜MAB4に対してDRAMアレイ
を駆動するためのアレイドライバMAD1〜MAD4が
設けられる。このアレイドライバMAD1〜MAD4を
駆動するためにBBUコントロール回路BUCが設けら
れる。
In the BBU mode, self refresh is performed. Hereinafter, the BBU mode will be briefly described. FIG. 142 is a view for explaining the BBU mode. The DRAM array DRMA includes 32 small blocks MBA1 to MBA32. The DRAM array DRAMA is further divided into memory block groups MAB1 to MAB4 every eight small blocks. One small block is driven in one group. This configuration corresponds to the configuration shown in FIG. Array drivers MAD1 to MAD4 for driving a DRAM array are provided for each of the memory array block groups MAB1 to MAB4. A BBU control circuit BUC is provided to drive the array drivers MAD1 to MAD4.

【0296】BBUコントロール回路BUCは、制御信
号REFSが与えられるとリフレッシュ要求信号をアレ
イドライバMAD1〜MAD4の1つへ伝達する。この
リフレッシュ要求信号REFRはBBUコントロール回
路BUCからアレイドライバMAD1〜MAD4へ順次
伝達される。アレイドライバMAD1〜MAD4はそれ
ぞれ対応のメモリアレイグループMAB1〜MAB4に
おいて1つのブロックを駆動する。どのブロックを選択
するかは図示しない経路から与えられる行アドレス信号
(たとえばRA8)に従って選択される。通常モード時
においては、各メモリアレイグループMAB1〜MAB
4から1つのブロックが選択される。すなわち4つのブ
ロック(図示においてはメモリブロックMBA8、MB
A16、MBA24およびMBA32)が駆動される。
When a control signal REFS is applied, BBU control circuit BUC transmits a refresh request signal to one of array drivers MAD1-MAD4. The refresh request signal REFR is sequentially transmitted from the BBU control circuit BUC to the array drivers MAD1 to MAD4. The array drivers MAD1 to MAD4 drive one block in the corresponding memory array groups MAB1 to MAB4, respectively. Which block to select is selected according to a row address signal (for example, RA8) provided from a path (not shown). In the normal mode, each of the memory array groups MAB1 to MAB
One block from four is selected. That is, four blocks (memory blocks MBA8, MBA
A16, MBA24 and MBA32) are driven.

【0297】BBUモードにおいては、1つのメモリア
レイグループが駆動されるだけであり、1つのメモリブ
ロックのみが駆動される(図示の例ではメモリアレイブ
ロックMBA32)。したがって、この場合通常モード
時に比べて駆動されるブロックの数が1/4に低減され
るため、リフレッシュ時における消費電流が大幅に低減
される。このBBU発生回路(BBUコントロールBU
Cに含まれる)を図141に示す構成においては利用す
る。図143はBBUコントロール回路BUCの具体的
構成の一例を示す図である。図143においてタイマ3
101は、所定の間隔で発振するリングオシレータ31
21と、リングオシレータ3121からのパルス信号を
カウントし、所定期間毎に信号を発生する2進カウンタ
3122を含む。この2進カウンタ3122は、最大カ
ウントアップ値(たとえば16ns;リフレッシュサイ
クルの仕様値)およびセルフリフレッシュにおけるリフ
レッシュタイミング(たとえば64μs毎)決定の信号
を発生する。
In the BBU mode, only one memory array group is driven, and only one memory block is driven (memory array block MBA32 in the example shown). Therefore, in this case, the number of driven blocks is reduced to 1/4 of that in the normal mode, so that the current consumption during refresh is significantly reduced. This BBU generation circuit (BBU control BU)
C is used in the configuration shown in FIG. FIG. 143 is a diagram showing an example of a specific configuration of the BBU control circuit BUC. In FIG. 143, the timer 3
101 is a ring oscillator 31 oscillating at predetermined intervals
21 and a binary counter 3122 which counts pulse signals from the ring oscillator 3121 and generates a signal at predetermined intervals. This binary counter 3122 generates a signal for determining a maximum count-up value (for example, 16 ns; specification value of refresh cycle) and a refresh timing (for example, every 64 μs) in self-refresh.

【0298】BBUコントロール回路BUCはさらに、
コマンド信号CMに応答して起動され、2進カウンタ3
122からのカウントアップ信号CUP1に応答して活
性化され、バッテリバックアップモード指示信号BBU
を発生するBBU信号発生回路3210と、BBU信号
発生回路3210からの信号BBUと2進カウンタ31
22からのリフレッシュサイクル規定信号CUP2とに
応答してリフレッシュ要求信号REFSを発生するRE
FS発生回路3123を含む。BBU信号発生回路32
10は、コマンド信号CMのセルフリフレッシュ指示に
応答して起動され、2進カウンタ3122からのカウン
トアップ信号CUP1が与えられるのを待つ。BBU信
号発生回路3210は、このコマンド信号CMがノーマ
ルモードまたはオートリフレッシュモードを指定した場
合に不活性状態となり、リフレッシュタイマ3101を
リセットする。
The BBU control circuit BUC further comprises:
Activated in response to command signal CM, binary counter 3
Activated in response to count-up signal CUP1 from battery 122, battery backup mode instruction signal BBU
, A BBU signal generation circuit 3210 for generating the signal, a signal BBU from the BBU signal generation circuit 3210 and the binary counter 31
22 that generates a refresh request signal REFS in response to the refresh cycle definition signal CUP2 from
FS generation circuit 3123 is included. BBU signal generation circuit 32
10 is started in response to the self-refresh instruction of the command signal CM, and waits for the count-up signal CUP1 from the binary counter 3122 to be supplied. The BBU signal generation circuit 3210 becomes inactive when the command signal CM specifies the normal mode or the auto refresh mode, and resets the refresh timer 3101.

【0299】BBU信号発生回路3210はカウントア
ップ信号CUP1を受けると、信号BBUを発生する。
この信号BBUは、CDRAMがバッテリバックアップ
モードに切換わったことを示す。REFS発生回路31
23はこの信号BBUに応答して起動され、2進カウン
タ3122からのリフレッシュサイクル規定信号CUP
2が与えられるたび毎にリフレッシュ要求信号REFS
を発生する。図144は、内部制御信号int.*RA
Sを発生するための回路構成を示す図である。この図1
44に示す構成においては、図138に示すRAS信号
発生回路3201およびリフレッシュ制御回路3204
のうち内部制御信号int.*RASを発生する回路構
成についてのみ示す。RAS信号発生回路3201は、
信号*RASと信号BBUとを受けるゲート回路(NO
R回路)G301と、ゲート回路G301を受けるイン
バータ回路G302と、インバータ回路G302の出力
とリフレッシュ制御回路3204からのリフレッシュ要
求信号RASSとを受けるゲート回路G303を含む。
ゲート回路G301は、その両入力の信号が共に“L”
のときに“H”の信号の信号を発生する。ゲート回路G
303はその一方の入力が“L”のときに“H”の信号
を発生する。
Upon receiving count-up signal CUP1, BBU signal generation circuit 3210 generates signal BBU.
This signal BBU indicates that the CDRAM has been switched to the battery backup mode. REFS generation circuit 31
23 is activated in response to the signal BBU and refresh cycle definition signal CUP from the binary counter 3122.
2 every time the refresh request signal REFS is supplied.
Occurs. FIG. 144 shows the internal control signal int. * RA
FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration for generating S. This figure 1
In the configuration shown in FIG. 44, RAS signal generation circuit 3201 and refresh control circuit 3204 shown in FIG.
Among the internal control signals int. * Only the circuit configuration that generates RAS is shown. The RAS signal generation circuit 3201
Gate circuit receiving signal * RAS and signal BBU (NO
R circuit) G301, an inverter circuit G302 receiving the gate circuit G301, and a gate circuit G303 receiving the output of the inverter circuit G302 and the refresh request signal RASS from the refresh control circuit 3204.
In the gate circuit G301, the signals of both inputs are both "L".
In this case, the signal of the "H" signal is generated. Gate circuit G
303 generates an "H" signal when one of its inputs is "L".

【0300】信号*RASはこの発明が適用されるCD
RAMにおいてはクロック信号Kの立上がりエッジで装
置内部へ取込まれる信号EおよびCHにより決定される
アレイアクセス指示信号を示す。これは、また図84に
示す行アドレスストローブ信号発生回路から発生される
構成であってもよい。リフレッシュ制御回路3204
は、内部制御信号int.*RASを所定時間遅延させ
る遅延回路3231と、REFS発生回路3123から
のリフレッシュ要求信号REFSと遅延回路3231の
出力信号*SCに応答してリフレッシュ指示信号RAS
Sを発生するRASS発生回路3232を含む。遅延回
路3231からの信号*SCは、DRAMにおけるセン
ス動作が完了し、リフレッシュされるべきメモリセルの
データがセンスアンプにより確実にラッチされた状態に
おいて発生されるセンス完了を示す信号である。すなわ
ちこのRASS発生回路3232はリフレッシュ要求信
号REFSに応答して内部制御信号int.*RASを
活性状態とし、センス完了信号*SCの発生に応答して
この内部制御信号int.*RASを不活性状態に移行
させる。
The signal * RAS is a CD to which the present invention is applied.
In the RAM, an array access instruction signal determined by signals E and CH taken into the device at the rising edge of clock signal K is shown. This may be a structure generated from the row address strobe signal generation circuit shown in FIG. Refresh control circuit 3204
Is the internal control signal int. * RAS delay circuit 3231 for delaying RAS for a predetermined time, and refresh instruction signal RAS in response to refresh request signal REFS from REFS generating circuit 3123 and output signal * SC of delay circuit 3231
A RAS generating circuit 3232 for generating S is included. Signal * SC from delay circuit 3231 is a signal indicating the completion of sensing generated when the sensing operation in the DRAM is completed and the data of the memory cell to be refreshed is securely latched by the sense amplifier. That is, RASS generating circuit 3232 responds to refresh request signal REFS in response to internal control signal int. * RAS is activated, and in response to generation of sense completion signal * SC, internal control signal int. * Bring RAS to inactive state.

【0301】次にこの図143および図144に示す回
路の動作をその動作波形図である図145を参照して説
明する。信号*RASSは、BBUモードにおいて信号
*RASの代わりを行なう。リフレッシュ要求信号RE
FSがREFS発生回路3123から発生されると、R
ASS発生回路3232からの信号*RASSが“L”
に立上がり活性状態となる。これに応答して、ゲート回
路G303から出力される内部制御信号が“H”に立上
がりインバータ回路G304から出力される内部制御信
号int.*RASが活性状態の“L”になる。この内
部制御信号int.*RASに従ってDRAMにおける
行選択動作およびセンス動作が実行される。センス動作
が完了すると、遅延回路3231からのセンス完了信号
*SCが活性状態の“L”に立下がる。
The operation of the circuits shown in FIGS. 143 and 144 will now be described with reference to the operation waveform diagram of FIG. 145. Signal * RASS replaces signal * RAS in BBU mode. Refresh request signal RE
When FS is generated from the REFS generation circuit 3123, R
The signal * RASS from the ASS generation circuit 3232 is "L"
Rises to an active state. In response to this, the internal control signal output from gate circuit G303 rises to "H", and internal control signal int. * RAS goes active low. This internal control signal int. The row selection operation and the sense operation in the DRAM are performed according to * RAS. When the sensing operation is completed, sense completion signal * SC from delay circuit 3231 falls to active state "L".

【0302】RASS発生回路3232はこのセンス完
了信号*SCの立下がりに応答してその出力信号*RA
SSを“H”に立上げる。これに応答して内部制御信号
int.*RASが“H”の活性状態となり、DRAM
におけるリフレッシュサイクルが完了する。すなわち、
このBBUモードにおいては、REFS発生回路312
3からのリフレッシュ要求信号REFSの立上がり(活
性状態への移行)をトリガにしてすべてセルフタイムで
リフレッシュが行なわれている。ゲート回路G301に
信号BBUを与えることにより、BBUモードにおい
て、アレイアクセスが要求され、*RASが“L”の活
性状態となっても、ゲート回路G301の出力は“L”
のままであり、BBUモードにおけるアレイアクティブ
サイクルに入ることを防止している。
RASS generating circuit 3232 responds to the fall of sense completion signal * SC to output signal * RA
SS is raised to “H”. In response, internal control signal int. * RAS becomes "H" active state and DRAM
Is completed. That is,
In the BBU mode, the REFS generation circuit 312
The refresh is performed in a self-time manner, all triggered by the rise of the refresh request signal REFS from 3 (transition to the active state). By applying signal BBU to gate circuit G301, even if an array access is requested in the BBU mode and * RAS is in an active state of "L", the output of gate circuit G301 is "L".
To prevent entry into the array active cycle in the BBU mode.

【0303】ここで、BBU信号に対しては、その活性
レベルを示していないが、信号BBUは、BBUモード
指定のときに“H”となる。図146は、図144に示
すRASS発生回路3232の具体的構成の一例を示す
図である。このRASS発生回路3232はセット・リ
セット型のフリップフロップにより構成される。このフ
リップフロップは、そのセット入力にリフレッシュ要求
信号REFSを受け、そのリセット入力/Rにセンス完
了信号*SCを受ける。その/Q出力から信号*RAS
Sが発生される。このフリップフロップFFRは、セッ
ト入力Sへ与えられる信号の立上がりに応答してセット
され、/Q出力が“0”となり、リセット入力/Rへ与
えられる信号の立下がりに応答してリセット状態とな
り、/Q出力が“H”となる。
Here, the activation level of the BBU signal is not shown, but signal BBU becomes "H" when the BBU mode is designated. FIG. 146 is a diagram showing an example of a specific configuration of RASS generating circuit 3232 shown in FIG. 144. The RASS generating circuit 3232 is constituted by a set / reset type flip-flop. This flip-flop receives a refresh request signal REFS at its set input and a sense completion signal * SC at its reset input / R. The signal * RAS from the / Q output
S is generated. This flip-flop FFR is set in response to the rise of the signal applied to set input S, the / Q output becomes "0", and enters the reset state in response to the fall of the signal applied to reset input / R. / Q output becomes “H”.

【0304】「他の構成への適用例」この上述の構成で
はCDRAMへの適用を示している。しかしながら、こ
の構成は通常のDRAMアレイのみを含むダイナミック
型半導体記憶装置へも適用することができる。通常のダ
イナミック型半導体記憶装置は外部制御信号としてロウ
アドレスストローブ信号*RAS、カラムアドレススト
ローブ信号*CASおよびライトイネーブル信号WEを
受ける。このように外部制御信号*RAS,*CAS,
*WEを受けるダイナミック型半導体記憶装置において
も、オートリフレッシュとセルフリフレッシュとの切換
えを行なうことができる。図147は通常のダイナミッ
ク型半導体記憶装置におけるリフレッシュモード設定回
路に関連する回路部分を示す図である。図147におい
て、リフレッシュ関連回路は、外部から与えられるリフ
レッシュモード指示信号*CRを受けるとともにラッチ
するコマンドレジスタ3502と、コマンドレジスタ3
502に設定されたコマンド信号(リフレッシュモード
設定信号)CMに応答して端子3510を入力端子また
は出力端子のいずれかに設定する入出力切換回路350
1と、外部制御信号*RAS、*CAS、*WEおよび
端子3510が入力端子の場合のリフレッシュ指示信号
*REFを受けかつコマンドレジスタ3502からのコ
マンド信号CMを受け、半導体記憶装置の各内部制御信
号を発生するとともにリフレッシュ動作を制御するクロ
ックジェネレータ3503を含む。
[Example of Application to Other Configurations] The above configuration shows an application to a CDRAM. However, this configuration can be applied to a dynamic semiconductor memory device including only a normal DRAM array. A normal dynamic semiconductor memory device receives a row address strobe signal * RAS, a column address strobe signal * CAS and a write enable signal WE as external control signals. Thus, the external control signals * RAS, * CAS,
* In a dynamic semiconductor memory device receiving WE, switching between auto refresh and self refresh can be performed. FIG. 147 is a diagram showing circuit portions related to a refresh mode setting circuit in a normal dynamic semiconductor memory device. 147, a refresh-related circuit includes a command register 3502 for receiving and latching an externally applied refresh mode instruction signal * CR, and a command register 3
An input / output switching circuit 350 that sets terminal 3510 to either an input terminal or an output terminal in response to a command signal (refresh mode setting signal) CM set to 502.
1 and the external control signals * RAS, * CAS, * WE and the refresh instruction signal * REF when the terminal 3510 is an input terminal and the command signal CM from the command register 3502, and the internal control signals of the semiconductor memory device. And a clock generator 3503 for controlling the refresh operation.

【0305】さらにダイナミック型半導体記憶装置は、
クロックジェネレータ3503からの制御信号に応答し
てリフレッシュアドレスを発生するリフレッシュアドレ
スカウンタ3504と、外部から与えられるアドレスA
0〜A9とリフレッシュアドレスカウンタ3504の出
力のいずれか一方を通過させ内部行アドレス信号RA0
〜RA9を発生するロウアドレスバッファ3506と、
外部から与えられるアドレス信号A0〜A9を受け内部
列アドレス信号CA0〜CA9を発生するコラムアドレ
スバッファ3507を含む。ロウアドレスバッファ35
06およびコラムアドレスバッファ3507のそれぞれ
のアドレス信号を取込むタイミングはクロックジェネレ
ータ3503からの内部制御信号により決定される。ロ
ウアドレスバッファ3506の外部行アドレス信号A0
〜A9を取込むタイミングは外部制御信号*RASによ
り決定され、コラムアドレスバッファ3507における
外部アドレス信号A0〜A9を取込むタイミングは外部
制御信号*CASにより与えられる。
Further, the dynamic semiconductor memory device is
A refresh address counter 3504 for generating a refresh address in response to a control signal from a clock generator 3503;
0 through A9 and the output of the refresh address counter 3504 to pass the internal row address signal RA0.
To row address buffer 3506 that generates.
A column address buffer 3507 receives externally applied address signals A0 to A9 and generates internal column address signals CA0 to CA9. Row address buffer 35
The timing for taking in the respective address signals of 06 and column address buffer 3507 is determined by an internal control signal from clock generator 3503. External row address signal A0 of row address buffer 3506
The timing to take in .about.A9 is determined by external control signal * RAS, and the timing to take in external address signals A0 to A9 in column address buffer 3507 is given by external control signal * CAS.

【0306】このロウアドレスバッファ3506は、単
純なバッファ回路のみならず、その内部にマルチプレク
ス回路を含んでいる。このマルチプレクス回路は外部行
アドレスA0〜A9とリフレッシュアドレスカウンタ3
504の出力を受け、その一方を選択的にバッファ回路
へ伝達する構成であってもよい。またマルチプレクス回
路は外部行アドレスA0〜A9が内部行アドレスに変換
された後に受ける構成であってもよい。図148は、図
147に示すクロックジェネレータ3503の具体的構
成の一例を示す図である。図148において、クロック
ジェネレータ3503は、リフレッシュ指示信号*RE
Fを受け、リフレッシュ指示が与えられたか否かを判別
するリフレッシュ検出回路3510と、外部制御信号*
RASを受け、内部制御信号int.RASを発生する
RASバッファ3511と、外部制御信号*CASを受
け、内部制御信号int.CASを発生するCASバッ
ファ3512を含む。RASバッファ3511およびC
ASバッファ3512は、リフレッシュ検出回路351
0がリフレッシュ指示を与えた場合には不能動状態とさ
れる。またこのバッファ3511,3512は、タイマ
3505がリフレッシュ要求を出力している場合にはリ
フレッシュ制御回路3513の制御の下に信号入力禁止
状態とされる(この経路は示さず)。
This row address buffer 3506 includes not only a simple buffer circuit but also a multiplex circuit inside. The multiplex circuit includes an external row address A0 to A9 and a refresh address counter 3
A configuration may be adopted in which the output of 504 is received and one of the outputs is selectively transmitted to the buffer circuit. The multiplex circuit may be configured to receive external row addresses A0 to A9 after being converted to internal row addresses. FIG. 148 is a diagram showing an example of a specific configuration of clock generator 3503 shown in FIG. In FIG. 148, clock generator 3503 supplies refresh instruction signal * RE
F, a refresh detection circuit 3510 for determining whether or not a refresh instruction has been given;
RAS, and receives the internal control signal int. RAS buffer 3511 for generating RAS and external control signal * CAS, and receives internal control signal int. A CAS buffer 3512 for generating a CAS is included. RAS buffer 3511 and C
The AS buffer 3512 includes a refresh detection circuit 351
When 0 gives a refresh instruction, it is made inactive. When the timer 3505 outputs a refresh request, the buffers 3511 and 3512 are in a signal input prohibited state under the control of the refresh control circuit 3513 (this path is not shown).

【0307】クロックジェネレータ3503はさらに、
リフレッシュ検出回路3510およびリフレッシュ制御
回路3513からのリフレッシュ指示に応答して所定の
時間幅を有する内部パルス信号を発生するパルス発生回
路3514と、パルス発生回路3514およびRASバ
ッファ3511からの内部制御信号RASを受けるゲー
ト回路3515を含む。このゲート回路3515から内
部制御信号int.RASが発生される。パルス発生回
路3514の発生するパルスの活性期間はDRAMにお
けるリフレッシュが完了するまでに必要とされる期間で
ある。リフレッシュ制御回路3513は、タイマ350
5からリフレッシュ要求が出力されると、マルチプレク
サ(ロウアドレスバッファ3506に含まれる)にリフ
レッシュアドレスカウンタ出力を選択させるための切換
信号MUXを発生するとともに、パルス発生回路351
4を起動して、所定のタイミングでパルス信号を発生さ
せる。
The clock generator 3503 further comprises
A pulse generation circuit 3514 for generating an internal pulse signal having a predetermined time width in response to a refresh instruction from the refresh detection circuit 3510 and the refresh control circuit 3513, and an internal control signal RAS from the pulse generation circuit 3514 and the RAS buffer 3511. Receiving gate circuit 3515. The internal control signal int. An RAS is generated. The active period of the pulse generated by the pulse generation circuit 3514 is a period required until refresh of the DRAM is completed. The refresh control circuit 3513 includes a timer 350
5 outputs a switching signal MUX for causing a multiplexer (included in row address buffer 3506) to select a refresh address counter output, and also generates a pulse generation circuit 351.
4 is started to generate a pulse signal at a predetermined timing.

【0308】タイマ3505は、先の実施例と同様コマ
ンドレジスタ3502からのコマンド信号CMに応答し
て起動され、所定の間隔でパルス信号(リフレッシュ要
求信号)を発生する。リフレッシュ制御回路3513は
このコマンド信号CMがオートリフレッシュを示してい
る場合には、タイマ3505の出力を無視しリフレッシ
ュ検出回路3510の出力に応答してリフレッシュに必
要な制御を行なう。コマンド信号CMがセルフリフレッ
シュを示した場合には、リフレッシュ制御回路3513
は、タイマ3505からのリフレッシュ要求に従って各
リフレッシュに必要な制御動作を行なう。図147に戻
って、コマンドレジスタ3502および入出力切換回路
3501の構成は、先に図139を参照して示した回路
構成と同様である。この場合、コマンドレジスタ350
2はクロック信号に同期してリフレッシュモード指示信
号*CRをラッチする必要はなく、任意のタイミングで
与えられる制御信号をラッチする。この外部から与えら
れるリフレッシュモード設定信号*CRは1ビットであ
ってもよく、また2ビットの信号であってもよい。
The timer 3505 is started in response to the command signal CM from the command register 3502, and generates a pulse signal (refresh request signal) at predetermined intervals, as in the previous embodiment. When the command signal CM indicates auto-refresh, the refresh control circuit 3513 ignores the output of the timer 3505 and performs control necessary for refreshing in response to the output of the refresh detection circuit 3510. When the command signal CM indicates self-refresh, the refresh control circuit 3513
Performs a control operation necessary for each refresh in accordance with a refresh request from timer 3505. Returning to FIG. 147, the configurations of the command register 3502 and the input / output switching circuit 3501 are the same as the circuit configurations shown above with reference to FIG. In this case, the command register 350
Reference numeral 2 does not need to latch the refresh mode instruction signal * CR in synchronization with the clock signal, and latches a control signal given at an arbitrary timing. This externally applied refresh mode setting signal * CR may be a 1-bit signal or a 2-bit signal.

【0309】図147に示す構成に従えば通常のDRA
Mにおいても、通常モードでセルフリフレッシュを実行
することのできるダイナミック型半導体記憶装置を得る
ことができる。また、この図147に示すダイナミック
型半導体記憶装置の構成において、図141に示すよう
にBBU発生回路をさらに接続する構成としてもよい。
この図137、図141および図147に示す構成にお
いては、セルフリフレッシュモードとオートリフレッシ
ュモードとが選択的に実行可能なようにされている。こ
の場合、コマンドレジスタ3502の出力をたとえばワ
イヤボンディングなどによりそのレベルを固定すれば、
ピン端子3510は入力端子または出力端子に固定され
るため、オートリフレッシュ動作のみが可能な半導体記
憶装置(ダイナミック型半導体記憶装置またはCDRA
M)またはセルフリフレッシュのみを実行する半導体記
憶装置(ダイナミック型半導体記憶装置またはCDRA
M)を得ることができる。すなわち、1つの半導体チッ
プの設計でオートリフレッシュモードおよびセルフリフ
レッシュモードいずれにも対応することのできる半導体
記憶装置を得ることができる。
According to the configuration shown in FIG. 147, ordinary DRA
Also in M, a dynamic semiconductor memory device capable of executing self-refresh in the normal mode can be obtained. In the structure of the dynamic semiconductor memory device shown in FIG. 147, a structure may be employed in which a BBU generating circuit is further connected as shown in FIG.
In the configuration shown in FIGS. 137, 141 and 147, the self-refresh mode and the auto-refresh mode can be selectively executed. In this case, if the level of the output of the command register 3502 is fixed by, for example, wire bonding,
Since the pin terminal 3510 is fixed to the input terminal or the output terminal, a semiconductor memory device (dynamic semiconductor memory device or CDRA) capable of performing only an auto-refresh operation is provided.
M) or a semiconductor memory device that executes only self-refresh (dynamic semiconductor memory device or CDRA)
M) can be obtained. That is, it is possible to obtain a semiconductor memory device that can support both the auto refresh mode and the self refresh mode by designing one semiconductor chip.

【0310】特に、オートリフレッシュモードとセルフ
リフレッシュとが同一半導体チップ上に実現される構成
に従えば、セルフリフレッシュ設定時において必要とさ
れるリフレッシュ間隔プログラムにおいてオートリフレ
ッシュモードを用いてこのチップのデータ保持保障時間
を計測することができ、確実なセルフリフレッシュサイ
クル期間の設定が可能となる。また、オートリフレッシ
ュまたはセルフリフレッシュに固定する場合には入出力
切換回路を特に設ける必要はなく、配線により、ピン端
子(たとえば図147における端子3510)を入力端
子または出力端子に設定する構成が用いられてもよい。
この構成を図149および図150に示す。図149の
構成において、リフレッシュモード設定回路3550の
設定するリフレッシュモード指定コマンドCMは、ワイ
アリングにより電源電位Vccまたは接地電位VS S
いずれかに設定される。この構成においては、入出力切
換回路3102は入力回路または出力回路のいずれかに
固定的に設定される。
In particular, according to the configuration in which the auto-refresh mode and the self-refresh are realized on the same semiconductor chip, the data of the chip is held by using the auto-refresh mode in the refresh interval program required when setting the self-refresh. The guaranteed time can be measured, and a reliable self-refresh cycle period can be set. When fixing to auto-refresh or self-refresh, an input / output switching circuit does not need to be particularly provided, and a configuration in which a pin terminal (eg, terminal 3510 in FIG. 147) is set as an input terminal or an output terminal by wiring is used. You may.
This configuration is shown in FIGS. In the configuration of FIG. 149, refresh mode designating command CM for setting the refresh mode setting circuit 3550 is set to one of the power supply potential Vcc or the ground potential V SS by Wiring. In this configuration, input / output switching circuit 3102 is fixedly set to either an input circuit or an output circuit.

【0311】図150に示す構成においては、リフレッ
シュモード設定回路3550は、図149に示す構成と
同様、ワイアリングによりオートリフレッシュモードま
たはセルフリフレッシュモードのいずれかに設定され
る。入出力切換回路3551は、鎖線で示すようにワイ
アリングにより信号入力回路または信号出力回路のいず
れかに設定される。上述のような構成としても、セルフ
リフレッシュモード時においては、信号BUSY#が装
置外部へ出力されるため、通常モード時においてもセル
フリフレッシュを実行することができる。 「アドレス分配方式の他の実施例」前述のごとくCDR
AMにおいては、DRAMアドレスAaは、行アドレス
と列アドレスとが時分割的に与えられる。しかし、前述
のように、外部クロックKの周期を長くした場合(間歇
的発生を含む)においても、CDRAMはできるだけ高
速で動作させるのが望ましい。以下、CDRAMを高速
動作させるための構成について説明する。以下に説明す
る構成は、図46および図47に示すアドレス分配方式
の他の実施例を構成する。
In the configuration shown in FIG. 150, refresh mode setting circuit 3550 is set to either the auto refresh mode or the self refresh mode by wiring, similarly to the configuration shown in FIG. The input / output switching circuit 3551 is set to one of a signal input circuit and a signal output circuit by wiring as shown by a chain line. Even in the configuration as described above, the signal BUSY # is output to the outside of the device in the self-refresh mode, so that the self-refresh can be performed even in the normal mode. "Another embodiment of address distribution system" As described above, CDR
In the AM, the DRAM address Aa is given a row address and a column address in a time division manner. However, as described above, even when the period of the external clock K is lengthened (including intermittent occurrence), it is desirable that the CDRAM be operated at the highest possible speed. Hereinafter, a configuration for operating the CDRAM at a high speed will be described. The configuration described below configures another embodiment of the address distribution system shown in FIGS. 46 and 47.

【0312】図151は、アドレス分配方式のさらに他
の実施例を示す図である。図151に示す構成において
は、アドレスバッファ4001からの内部アドレスin
t.AcがDRAMコラムデコーダ103へも与えられ
る。すなわち、DRAMコラムアドレスとSRAMアド
レスとをその一部を共有する構成とする。アドレスバッ
ファ4001は、図1に示すアドレスバッファ255で
あってもよく、また、図80に示すアドレス発生回路3
60であってもよい。図151に示す構成においては、
外部から行アドレスをアドレスAaとして与えかつ列ア
ドレスをアドレスAcとして与えることにより、ノンマ
ルチプレクスで、外部ピン端子数を増加させることなく
DRAMアドレスを与えることができる。したがって、
DRAMの列アドレスの取込みタイミングをマルチプレ
クス方式のときよりも速くすることができ、DRAMを
高速動作させることができる。以下、このSRAMアド
レスをDRAMアドレスとしても利用する構成について
詳細に説明する。
FIG. 151 is a diagram showing still another embodiment of the address distribution system. In the configuration shown in FIG. 151, internal address in from address buffer 4001
t. Ac is also supplied to the DRAM column decoder 103. That is, the DRAM column address and the SRAM address share a part thereof. The address buffer 4001 may be the address buffer 255 shown in FIG. 1 or the address generation circuit 3 shown in FIG.
It may be 60. In the configuration shown in FIG. 151,
By providing a row address as an address Aa and a column address as an address Ac from outside, a DRAM address can be provided in a non-multiplexed manner without increasing the number of external pin terminals. Therefore,
The timing of fetching the column address of the DRAM can be made faster than in the multiplex method, and the DRAM can be operated at a high speed. Hereinafter, a configuration in which the SRAM address is also used as the DRAM address will be described in detail.

【0313】図152は、SRAMアドレスとDRAM
アドレスとを共有する構成をより具体的に示す図であ
る。図152において、アドレスバッファ401は、S
RAM用の外部列アドレス信号Ac0〜Ac3を受け内
部アドレス信号を発生するバッファ回路4010と、外
部アドレス信号Ac4〜Ac11を受け、内部アドレス
信号を発生するバッファ回路4011と、外部アドレス
信号Aa0〜Aa9を受け、DRAM用の内部行アドレ
ス信号を発生するバッファ回路4012を含む。各バッ
ファ回路4010,4011および4012は内部クロ
ック信号int−Kまたはストローブ信号/RAS,/
CALに応答して外部アドレスをラッチし内部アドレス
信号を発生する。バッファ回路4010からの内部アド
レス信号はSRAMコラムデコーダ203へ与えられ
る。バッファ回路4011からの内部アドレス信号は判
定回路4020へ与えられる。バッファ回路4012か
らの内部アドレス信号はDRAMロウデコーダ102へ
与えられる。
FIG. 152 shows the SRAM address and the DRAM.
It is a figure which shows the structure which shares an address more concretely. In FIG. 152, the address buffer 401
A buffer circuit 4010 for receiving external column address signals Ac0 to Ac3 for RAM and generating an internal address signal, a buffer circuit 4011 for receiving external address signals Ac4 to Ac11 and generating an internal address signal, and an external address signal Aa0 to Aa9. And a buffer circuit 4012 for generating an internal row address signal for the DRAM. Each of buffer circuits 4010, 4011 and 4012 has an internal clock signal int-K or a strobe signal / RAS, /
The external address is latched in response to CAL to generate an internal address signal. The internal address signal from buffer circuit 4010 is applied to SRAM column decoder 203. The internal address signal from buffer circuit 4011 is applied to determination circuit 4020. The internal address signal from buffer circuit 4012 is applied to DRAM row decoder 102.

【0314】判定回路4020は、チップセレクト信号
Eおよびキャッシュヒット指示信号CH(この両信号は
内部信号であっても外部信号であってもよい)に従っ
て、バッファ回路4011からのアドレス信号をSRA
Mロウデコーダ202およびDRAMコラムデコーダ1
03のいずれへ与えるべきかを判定する。判定回路40
20は、SRAMアレイへのアクセス時にはバッファ回
路4011からの内部アドレス信号をSRAMロウデコ
ーダ202へ与える。DRAMアレイへのアクセス時に
は、判定回路4020はバッファ回路4011からのア
ドレス信号をDRAMコラムデコーダ103へ与える。
なお図152に示す構成においては、SRAMコラムデ
コーダ203の出力により、DRAMアレイにおいてD
RAMコラムデコーダ103により選択された列からさ
らに4ビット(4MCDRAMの場合)が選択される。
Determination circuit 4020 applies the address signal from buffer circuit 4011 to SRA in accordance with chip select signal E and cache hit instruction signal CH (both signals may be internal signals or external signals).
M row decoder 202 and DRAM column decoder 1
03 is determined. Judgment circuit 40
20 supplies the internal address signal from the buffer circuit 4011 to the SRAM row decoder 202 when accessing the SRAM array. When accessing the DRAM array, determination circuit 4020 applies an address signal from buffer circuit 4011 to DRAM column decoder 103.
In the configuration shown in FIG. 152, the output of SRAM column decoder 203 causes
Four more bits (in the case of a 4MC DRAM) are selected from the column selected by the RAM column decoder 103.

【0315】この図152に示す構成においては、アド
レス信号Aa0〜Aa9がDRAMアレイの行を指定す
るためのアレイ行アドレス信号として用いられる。アド
レス信号Ac0〜Ac3はSRAMアレイの列を指定す
るためのキャッシュ列アドレス信号およびDRAMアレ
イへの直接アクセス時におけるアレイ列アドレス信号と
して用いられる。アドレス信号Ac4〜Ac9はSRA
Mアレイの行を指定するためのキャッシュ行アドレス信
号として用いられ、かつDRAMアレイの列を指定する
ためのアレイ列アドレス信号として用いられる。この図
152に示す構成のように、アドレス信号Ac0〜Ac
11およびAa0〜Aa9をそれぞれ独立に与えること
ができ、かつバッファ回路4010、4011および4
012が同時に、与えられたアドレス信号を取込み内部
アドレス信号を発生する構成をとることにより、DRA
Mアレイのための行アドレス信号および列アドレス信号
を同時に取込むことができ、DRAMアレイにおけるア
クセス時間を大幅に短縮することができる。
In the structure shown in FIG. 152, address signals Aa0 to Aa9 are used as array row address signals for designating a row of the DRAM array. The address signals Ac0 to Ac3 are used as a cache column address signal for designating a column of the SRAM array and an array column address signal at the time of direct access to the DRAM array. Address signals Ac4 to Ac9 are SRA
It is used as a cache row address signal for designating a row of the M array, and as an array column address signal for designating a column of the DRAM array. As in the configuration shown in FIG. 152, address signals Ac0 to Ac
11 and Aa0 to Aa9 can be independently provided, and buffer circuits 4010, 4011 and 4
012 simultaneously takes in a given address signal and generates an internal address signal.
The row address signal and the column address signal for the M array can be taken in at the same time, and the access time in the DRAM array can be greatly reduced.

【0316】図153は図152に示す判定回路402
0の具体的構成の一例を示す図である。図153を参照
して、判定回路4020は、内部チップセレクト信号E
および内部キャッシュヒット指示信号CH(これは図1
に示す制御クロックバッファ250から発生される)を
受けるゲート回路G400と、ゲート回路G400の出
力に応答して選択的にオン状態となるスイッチングトラ
ンジスタTr400およびTr401を含む。スイッチ
ングトランジスタTr400は、バッファ回路4011
(図152参照)からのアドレス信号をSRAMロウデ
コーダ202へ伝達する。スイッチングトランジスタT
r401は内部アドレス信号Ac4〜Ac11をDRA
Mコラムデコーダ103へ伝達する。ゲート回路G40
0は、その両入力が共に“L”となったときに“H”の
信号を発生する。信号EおよびCHが共に“L”となる
のはキャッシュヒット時であり、SRAMアレイへのア
クセス時である。この場合にはスイッチングトランジス
タTr400がオン状態となり、SRAMロウデコーダ
202へ内部アドレス信号Ac4〜Ac11がSRAM
行アドレス信号として伝達される。
FIG. 153 shows the judgment circuit 402 shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a specific configuration of 0. Referring to FIG. 153, determination circuit 4020 determines whether internal chip select signal E
And internal cache hit indication signal CH (this is shown in FIG.
, And switching transistors Tr400 and Tr401 selectively turned on in response to the output of gate circuit G400. The switching transistor Tr400 includes a buffer circuit 4011
(See FIG. 152) is transmitted to the SRAM row decoder 202. Switching transistor T
r401 converts the internal address signals Ac4 to Ac11 to DRA.
The signal is transmitted to the M column decoder 103. Gate circuit G40
0 generates a signal of "H" when both inputs become "L". The signals E and CH both become "L" at the time of a cache hit and at the time of accessing the SRAM array. In this case, the switching transistor Tr400 is turned on, and the internal address signals Ac4 to Ac11 are sent to the SRAM row decoder 202.
It is transmitted as a row address signal.

【0317】DRAMアレイへのアクセス時には信号C
H#は“H”となり、ゲート回G400の出力が“L”
となる。スイッチングトランジスタTr401がオン状
態となり、内部アドレス信号Ac4〜Ac11がDRA
Mカラムデコーダ103へ伝達される。なお、この図1
53に示す判定回路の構成においては、ブロック転送モ
ードおよびコピーバックモードにおいて同時にDRAM
およびSRAMへアドレス信号を伝達することはできな
い。この場合、ブロック転送モードおよびコピーバック
モードが指定された場合にはスイッチングトランジスタ
Tr400およびTr401が共にオン状態となる構成
がさらに追加されてもよい。図152および図153に
示す構成においては、SRAMアドレス信号線Ac4〜
Ac11がDRAMアドレス信号線とSRAMアドレス
信号線とに分岐される。この場合に、SRAMロウデコ
ーダへ接続されるSRAMアドレス信号線に付随する負
荷容量が増大する。SRAMアドレス信号線に付随する
負荷容量が増大すれば、信号遅延をもたらし、キャッシ
ュヒット時におけるアクセス時間の増大をもたらす。こ
のため、SRAMアドレス線の負荷はできるだけ小さく
するのが望ましい。このSRAMアドレス信号線に付随
する負荷容量の増大を防止するための構成を図154に
示す。
At the time of accessing the DRAM array, the signal C
H # becomes “H”, and the output of the gate G400 becomes “L”.
Becomes The switching transistor Tr401 is turned on, and the internal address signals Ac4 to Ac11 change to DRA.
The signal is transmitted to the M column decoder 103. Note that FIG.
In the configuration of the determination circuit shown in FIG.
And the address signal cannot be transmitted to the SRAM. In this case, a configuration in which both switching transistors Tr400 and Tr401 are turned on when the block transfer mode and the copy back mode are designated may be further added. In the configuration shown in FIGS. 152 and 153, SRAM address signal lines Ac4
Ac11 branches into a DRAM address signal line and an SRAM address signal line. In this case, the load capacitance associated with the SRAM address signal line connected to the SRAM row decoder increases. An increase in the load capacitance associated with the SRAM address signal line causes a signal delay and an increase in access time at the time of a cache hit. For this reason, it is desirable to minimize the load on the SRAM address line. FIG. 154 shows a configuration for preventing an increase in load capacitance associated with the SRAM address signal line.

【0318】図154において、SRAMコラムデコー
ダ203は、アドレスバッファ4010からの内部アド
レス信号をプリデコードするプリデコーダ4051と、
プリデコーダ4051からのプリデコード信号をさらに
デコードし、SRAMアレイにおけるワード線を選択す
るSRAMロウデコーダ4052を含む。上述のような
アドレスをプリデコードする方式は、アドレス信号配線
長の短縮およびアドレス信号配線占有面積の低減および
デコーダ回路規模の低減などの観点から通常の半導体記
憶装置において行なわれている。この図154に示すよ
うな構成において、DRAMコラムデコーダへは、図1
54の(I)に示すようにプリデコーダ4051からの
プリデコーデッド信号がDRAMコラムデコーダへ伝達
される。このケース(I)の場合、アドレスバッファ4
010からのSRAMアドレス信号配線長を短縮するこ
とができるとともに、アドレス信号遅延を低減する。
In FIG. 154, SRAM column decoder 203 includes a predecoder 4051 for predecoding an internal address signal from address buffer 4010,
An SRAM row decoder 4052 for further decoding the predecode signal from the predecoder 4051 and selecting a word line in the SRAM array is included. The above-described method of pre-decoding an address is performed in a general semiconductor memory device from the viewpoint of reducing the length of the address signal wiring, reducing the area occupied by the address signal wiring, and reducing the scale of the decoder circuit. In the configuration shown in FIG. 154, the DRAM column decoder is
As shown in (I) of 54, the predecoded signal from predecoder 4051 is transmitted to the DRAM column decoder. In this case (I), the address buffer 4
It is possible to shorten the length of the SRAM address signal wiring from 010 and to reduce the address signal delay.

【0319】また、SRAMロウデコーダ4052から
のSRAMワード線選択信号をDRAMコラムデコーダ
へ与えてもよい(図154のケース(II)参照)。こ
のSRAMロウデコーダ4052からのSRAMワード
線選択信号をDRAMコラムデコーダへ与える場合、D
RAMコラムデコーダは、通常のバッファ構成とされ
る。このケース(II)の場合、通常、SRAMワード
線を駆動するために各SRAMワード線に対しワード線
駆動回路が設けられているため、SRAMワード線にお
ける信号伝達遅延は生じない。また図154に示す構成
の場合、判定回路4020における判定動作に伴う遅延
がSRAMアレイへのアクセス時間に及ぼす影響を低減
する。すなわち、判定回路4020においてDRAMア
レイへのアクセスまたはSRAMアレイへのアクセスと
の判定には、ある所定の時間が必要とされる。キャッシ
ュヒット動作を高速で行なうためには、この判定回路4
020における判定動作に要する時間がSRAMアレイ
へのアクセスに及ぼす影響をできるだけ少なくするのが
望ましい。
Also, the SRAM word line selection signal from SRAM row decoder 4052 may be applied to the DRAM column decoder (see case (II) in FIG. 154). When an SRAM word line selection signal from SRAM row decoder 4052 is applied to a DRAM column decoder, D
The RAM column decoder has a normal buffer configuration. In the case (II), since a word line driving circuit is provided for each SRAM word line for driving the SRAM word line, no signal transmission delay occurs in the SRAM word line. In the case of the configuration shown in FIG. 154, the effect of the delay caused by the determination operation in determination circuit 4020 on the access time to the SRAM array is reduced. That is, the determination circuit 4020 requires a certain time to determine whether the access is to the DRAM array or the SRAM array. In order to perform a cache hit operation at high speed, the judgment circuit 4
It is desirable to minimize the influence of the time required for the determination operation at 020 on the access to the SRAM array.

【0320】一方、DRAMアレイは、SRAMほど高
速動作は行なわれない。したがって、この判定回路40
20における判定時間がDRAMアレイにおける列選択
動作に対して悪影響をほとんど及ぼすことはない。した
がって、図154に示すようにケース(I)または(I
I)の場合のように、プリデコーダ回路4051以降に
おいてSRAMのアドレス信号線とDRAMコラムアド
レス信号線とを分岐する構成とすることにより、SRA
Mアレイへのアクセス時間に対する悪影響を確実に排除
することができる。図154に示す構成においては、分
岐点において図153に示す判定回路が設けられてもよ
い。またこの構成に代えて、プリデコーダ4051以降
の信号線を直接SRAM用信号線とDRAM用信号線と
に分岐させてもよい。この場合、DRAMコラムデコー
ダへは直接、アドレス信号(プリデコード信号またはS
RAMワード線選択信号)が伝達される。DRAMロウ
デコーダ、DRAMコラムデコーダおよびSRAMコラ
ムデコーダの動作が図155に示す判定回路4030に
より制御される。SRAMコラムデコーダ203は、S
RAMアレイへのアクセス時およびDRAMアレイへの
アクセス時両者において動作する構成とされる。またS
RAMロウデコーダ203においては、プリデコーダ4
051出力段においてアドレス信号線の分岐が行なわれ
ている場合にはプリデコーダが動作し、SRAMロウデ
コーダ4052の動作が判定回路4030により制御さ
れる構成とされる。SRAMロウデコーダ4052の出
力段に信号線の分岐が設けられる場合には、判定回路4
030の判定完了までSRAMロウデコーダ4052は
動作する。
On the other hand, a DRAM array does not operate at a higher speed than an SRAM. Therefore, the judgment circuit 40
The decision time at 20 has little adverse effect on the column selection operation in the DRAM array. Therefore, as shown in FIG. 154, case (I) or (I
As in the case of I), the SRAM address signal line and the DRAM column address signal line are branched from the predecoder circuit 4051 onward, so that the SRA
An adverse effect on the access time to the M array can be reliably eliminated. In the configuration shown in FIG. 154, a determination circuit shown in FIG. 153 may be provided at a branch point. Further, instead of this configuration, the signal lines after the predecoder 4051 may be directly branched into an SRAM signal line and a DRAM signal line. In this case, an address signal (predecode signal or S
RAM word line selection signal) is transmitted. The operations of the DRAM row decoder, DRAM column decoder, and SRAM column decoder are controlled by a determination circuit 4030 shown in FIG. The SRAM column decoder 203
It is configured to operate both when accessing the RAM array and when accessing the DRAM array. Also S
In the RAM row decoder 203, the predecoder 4
When the address signal line branches at the output stage 051, the predecoder operates and the operation of the SRAM row decoder 4052 is controlled by the determination circuit 4030. When a branch of the signal line is provided at the output stage of the SRAM row decoder 4052, the determination circuit 4
The SRAM row decoder 4052 operates until the determination of 030 is completed.

【0321】SRAMコラムデコーダがDRAMアレイ
の列選択用とSRAMアレイの列選択用とに共用されて
いても、内部データ線に接続されるのは一方のアレイの
ビット線対のみであり、データの衝突は生じない(たと
えば図12、図30および図41等を参照)。この判定
回路によるSRAMアレイおよびDRAMアレイの駆動
制御する構成を図155に示す。図155において、判
定回路4030は、内部制御信号W,E,CH,CIお
よびCRを受け、この制御信号の組合わせに応じてDR
AMアレイ駆動回路260およびSRAMアレイ駆動回
路264の動作を制御する。ここで判定回路4030に
コマンドレジスタセット信号CRが与えられているの
は、後に説明するが、高速コピーバック動作モード設定
時にこのコマンドレジスタ設定信号CR(CC2)が利
用されるからである。この図155に示す構成によれ
ば、DRAMアレイおよびSRAMアレイにおける行お
よび列選択動作を並行して実行することができ、ブロッ
ク転送モードおよびコピーバックモード等において並行
してアドレスを取込んでSRAMアレイおよびDRAM
アレイにおける行および列選択動作を実行することがで
きる。
Even if the SRAM column decoder is used for both column selection of the DRAM array and column selection of the SRAM array, only the bit line pair of one array is connected to the internal data line, No collision occurs (see, for example, FIGS. 12, 30, and 41). FIG. 155 shows a configuration in which the drive of the SRAM array and the DRAM array is controlled by this determination circuit. In FIG. 155, determination circuit 4030 receives internal control signals W, E, CH, CI, and CR, and outputs DR according to a combination of the control signals.
The operation of the AM array driving circuit 260 and the operation of the SRAM array driving circuit 264 are controlled. Here, the reason why the command register set signal CR is given to the determination circuit 4030 is that the command register set signal CR (CC2) is used when the high-speed copy-back operation mode is set, as will be described later. According to the structure shown in FIG. 155, row and column selection operations in the DRAM array and the SRAM array can be performed in parallel, and addresses are taken in parallel in the block transfer mode, the copy back mode, and the like. And DRAM
Row and column selection operations in the array can be performed.

【0322】次に、このアドレス共用方式における動作
について説明する。図156は、キャッシュミス時にお
ける動作を示すタイミング図である。キャッシュミス時
においては、クロックKの立上がりエッジにおいて外部
制御信号E#が“L”、キャッシュヒット指示信号CH
#が“H”に設定される。これにより、キャッシュミス
が設定される。このクロック信号Kの立上がりエッジで
外部から与えられるアドレス信号AaおよびAcがそれ
ぞれDRAMの行アドレス信号(R)および列アドレス
信号(C)として装置内部へ取込まれる。これによりイ
ニシエートサイクルTMMIが実行される。このイニシ
エートサイクルTMMIにおいて続いて、アレイアクテ
ィブサイクルTMMAが実行され、与えられた行アドレ
ス信号(R)および列アドレス信号(C)に従ってDR
AMアレイにおけるデータ選択動作が行なわれる。この
アレイアクティブサイクルTMMAにおいてブロック転
送または高速コピーバックなどの動作が行なわれてもよ
い。このアレイアクティブサイクルTMMAの最後の周
期においてクロック信号Kの立上がりエッジでチップセ
レクト信号E#を“L”とすることにより、与えられた
アドレス信号RおよびCに対応するデータQが出力され
る(データ読出動作設定の場合)。
Next, the operation in the address sharing system will be described. FIG. 156 is a timing chart showing an operation at the time of a cache miss. At the time of a cache miss, external control signal E # is at "L" at the rising edge of clock K, and cache hit instruction signal CH
# Is set to "H". As a result, a cache miss is set. Address signals Aa and Ac externally applied at the rising edge of clock signal K are taken into the device as a row address signal (R) and a column address signal (C) of the DRAM, respectively. As a result, an initiate cycle TMMI is executed. In the initial cycle TMMI, an array active cycle TMMA is executed, and DR is applied according to the applied row address signal (R) and column address signal (C).
A data selection operation in the AM array is performed. An operation such as block transfer or high-speed copy back may be performed in array active cycle TMMA. By setting chip select signal E # to "L" at the rising edge of clock signal K in the last cycle of array active cycle TMMA, data Q corresponding to applied address signals R and C is output (data In case of read operation setting).

【0323】データ書込の場合には、このイニシエイト
サイクルTMMIにおいてチップセレクト信号E#およ
びライトイネーブル信号W#(図示せず)を共に“L”
とすることにより書込データがSRAMアレイへ書込ま
れるとともに、DRAMアレイへも書込まれる。アレイ
アクティブサイクルTMMAが完了するとプリチャージ
サイクルTMMPが実行され、DRAMアレイはプリチ
ャージ状態に設定される。このプリチャージサイクルT
MMPにおいては、SRAMアレイへアクセス可能であ
り、内部アドレス信号Acがクロック信号Kの立上がり
でSRAMアドレス信号として取込まれ対応のSRAM
アレイにおけるメモリセルのアクセスが実行される。次
にアレイライトサイクルTMAが実行され、SRAMア
レイからDRAMアレイへのデータ転送(コピーバッ
ク;ラッチデータのDRAMアレイへの転送)が実行さ
れる。このアレイライトサイクルTMAはイニシエート
サイクルTMIとアレイアクティブサイクルTMAAを
含む。アレイアクティブイニシエートサイクルTMAI
においてはクロック信号Kの立上がりエッジでチップセ
レクト信号E#が“L”に設定されて外部から与えられ
るアドレスAaおよびAcがそれぞれ行アドレス信号
(R)および列アドレス信号(C)として取込まれる。
続いてこのアレイライトサイクルTMAにおいては、ラ
ッチ回路にラッチされたSRAMアレイの対応のデータ
DRAMアレイへ転送される。このラッチからDRAM
アレイへのデータの転送はアレイアクティブサイクルT
MAAにおいて実行される。
In the case of data writing, chip select signal E # and write enable signal W # (not shown) are both set to "L" in this initiate cycle TMMI.
As a result, the write data is written to the SRAM array and also written to the DRAM array. When the array active cycle TMMA is completed, a precharge cycle TMMP is executed, and the DRAM array is set to a precharge state. This precharge cycle T
In the MMP, the SRAM array can be accessed, and the internal address signal Ac is taken in as an SRAM address signal at the rise of the clock signal K, and the corresponding SRAM
Access of a memory cell in the array is performed. Next, an array write cycle TMA is executed, and data transfer (copy back; transfer of latch data to the DRAM array) from the SRAM array to the DRAM array is executed. This array write cycle TMA includes an initiator cycle TMI and an array active cycle TMAA. Array Active Initiate Cycle TMAI
, Chip select signal E # is set to "L" at the rising edge of clock signal K, and externally applied addresses Aa and Ac are taken in as row address signal (R) and column address signal (C), respectively.
Subsequently, in the array write cycle TMA, the data is transferred to the corresponding data DRAM array of the SRAM array latched by the latch circuit. DRAM from this latch
Data transfer to the array is performed in the array active cycle T
Performed in MAA.

【0324】このアレイライトサイクルTMAにおいて
は、ラッチ回路(図30、図41参照)からDRAMア
レイへのデータ転送が実行されるため、SRAMアレイ
へはアクセス可能である。このアレイアクティブサイク
ルTMMAにおけるSRAMアレイへのアクセスは図1
56においてアドレス信号Acが有効状態(V)により
表わされている。このキャッシュミスサイクルTMに続
いてキャッシュヒットサイクルTHまたはスタンバイサ
イクルTSが実行される。次に具体的なリード動作およ
びライト動作について説明する。図157は、ミスリー
ド時の動作を示すタイミング図である。図157におい
て、クロック周期が20nsの場合が一例として示され
る。ミスリード時には、クロック信号Kの立上がりエッ
ジでチップセレクト信号E#のみを“H”と設定する。
この場合、CPU(外部演算処理装置)から与えられた
アドレス(ROW1およびCOL1)がそれぞれDRA
Mアレイの行アドレス信号および列アドレス信号として
取込まれる。このミスリード動作時においてDRAMア
レイへのアクセスが行アドレス信号ROW1およびCO
L1に従って行なわれる。(DRAMアレイからSRA
Mアレイへのデータ転送が行なわれていてもよい。この
場合、SRAMアレイおよびDRAMアレイへは同じア
ドレスが与えられる。このDRAMアレイからSRAM
アレイへのデータ転送を伴うミス動作時においては、図
155に示す判定回路4030の構成が用いられる。図
152に示す判定回路4020の構成が利用される場合
には、この2回目のクロック信号Kの立上がりに従って
アドレス信号Acを取込み、SRAMアレイの行選択動
作が行なわれてもよい。)所定時間が経過するとアウト
プットイネーブル信号G#を“L”に立下げる。このア
ウトプットイネーブル信号G#が“L”に立下がると、
与えられたアドレスROW1およびCOL1に対応する
データQ1が出力される。
In this array write cycle TMA, data transfer from the latch circuit (see FIGS. 30 and 41) to the DRAM array is performed, so that the SRAM array can be accessed. The access to the SRAM array in this array active cycle TMMA is shown in FIG.
At 56, the address signal Ac is represented by a valid state (V). Subsequent to the cache miss cycle TM, a cache hit cycle TH or a standby cycle TS is executed. Next, specific read and write operations will be described. FIG. 157 is a timing chart showing an operation at the time of a misread. FIG. 157 shows an example in which the clock cycle is 20 ns. At the time of a misread, only the chip select signal E # is set to "H" at the rising edge of the clock signal K.
In this case, the addresses (ROW1 and COL1) given from the CPU (external processing unit) are DRA
It is taken in as a row address signal and a column address signal of the M array. At the time of this misread operation, access to the DRAM array is controlled by row address signals ROW1 and CO2.
Performed according to L1. (From DRAM array to SRA
Data transfer to the M array may be performed. In this case, the same address is given to the SRAM array and the DRAM array. From this DRAM array to SRAM
At the time of a miss operation involving data transfer to the array, the configuration of determination circuit 4030 shown in FIG. 155 is used. When the configuration of determination circuit 4020 shown in FIG. 152 is used, address signal Ac may be taken in according to the second rising of clock signal K, and a row selecting operation of the SRAM array may be performed. After a predetermined time has elapsed, the output enable signal G # falls to "L". When the output enable signal G # falls to "L",
Data Q1 corresponding to given addresses ROW1 and COL1 is output.

【0325】続いて、DRAMアレイのプリチャージサ
イクルが実行される。このプリチャージサイクルにおい
ては、SRAMアレイへアクセス可能である。プリチャ
ージサイクルの開始と同時に、ヒットリード動作が行な
われる。このヒットリード動作においてはチップセレク
ト信号E#およびキャッシュヒット指示信号CH#が共
に“L”にクロック信号Kの立上がりエッジで設定され
る。これに従ってアドレス信号AcがSRAMアレイの
行および列選択用の信号として取込まれ、対応のメモリ
セルデータQ2がこのクロックサイクル中に出力され
る。続いて図157においてはヒットリードおよびヒッ
トリードが実行されている。それぞれのヒットリードサ
イクルにおいてアドレスC3およびC4に従って出力デ
ータQ3およびQ4がそれぞれ出力される。
Subsequently, a DRAM array precharge cycle is executed. In this precharge cycle, the SRAM array can be accessed. At the same time as the start of the precharge cycle, a hit read operation is performed. In the hit read operation, the chip select signal E # and the cache hit instruction signal CH # are both set to "L" at the rising edge of the clock signal K. In accordance with this, address signal Ac is taken in as a signal for selecting a row and a column of the SRAM array, and corresponding memory cell data Q2 is output during this clock cycle. Subsequently, in FIG. 157, a hit read and a hit read are executed. In each hit read cycle, output data Q3 and Q4 are output according to addresses C3 and C4, respectively.

【0326】DRAMアレイのプリチャージサイクルが
完了すると、次いでアレイライトサイクルが実行され
る。このアレイライトサイクルはミスリード時にSRA
Mアレイの対応のデータをラッチした後このラッチデー
タがDRAMアレイへ転送される。このアレイライトサ
イクルの設定はクロック信号Kの立上がりエッジでチッ
プセレクト信号E#を“L”、キャッシュヒット指示信
号CH#を“H”、制御信号CC1#(キャッシュアク
セス禁止信号CI#に対応)を“L”に設定し、かつラ
イトイネーブル信号W#を“L”に設定する。このアレ
イライトサイクルにおいては、外部から与えられるアド
レス信号(ミスアドレス)AcおよびAaが共にDRA
M用の列アドレス信号および行アドレス信号として取込
まれる。この状態においてSRAMアレイへアクセスす
ることはできない。アレイライトサイクルの設定サイク
ルにおいては、ヒットライトが発生したとしてもこのヒ
ットライトサイクルの実行が禁止される。このため、キ
ャッシュヒット指示信号CH#は“H”とされている。
When the DRAM array precharge cycle is completed, an array write cycle is executed. This array write cycle is performed when the SRA
After latching the corresponding data in the M array, the latched data is transferred to the DRAM array. The array write cycle is set by setting the chip select signal E # to "L", the cache hit instruction signal CH # to "H", and the control signal CC1 # (corresponding to the cache access inhibit signal CI #) at the rising edge of the clock signal K. It is set to “L” and the write enable signal W # is set to “L”. In this array write cycle, externally applied address signals (miss addresses) Ac and Aa are both DRA.
It is taken in as a column address signal and a row address signal for M. In this state, the SRAM array cannot be accessed. In the set cycle of the array write cycle, execution of the hit write cycle is prohibited even if a hit write occurs. Therefore, the cache hit instruction signal CH # is set to "H".

【0327】このアレイライトサイクルの設定サイクル
に続いてヒットリードサイクルが実行される。ヒットリ
ードサイクルにおいては、チップセレクト信号E#およ
びキャッシュヒット指示信号CH#が“L”に設定さ
れ、かつアウトプットイネーブル信号G#が“L”に設
定される。この状態においては、アドレス信号Acに従
ってSRAMアレイへのアクセスが実行され、対応のデ
ータQ5が出力される。図157においてはこのアレイ
ライトサイクルの最後のサイクルにおいてヒットリード
が再び行なわれており、アドレスC6に従ったキャッシ
ュデータQ6が出力される。ここで、アレイライトの設
定サイクルにおいてアドレスAaが、ミスアドレス(M
iss Add)として示されているのは、SRAMア
レイからDRAMアレイへのデータを転送するために必
要とされるアドレスは、外部に設けられたタグメモリか
らのアドレスであることを示す。
A hit read cycle is executed following the set cycle of the array write cycle. In the hit read cycle, the chip select signal E # and the cache hit instruction signal CH # are set to "L", and the output enable signal G # is set to "L". In this state, access to the SRAM array is performed according to address signal Ac, and corresponding data Q5 is output. In FIG. 157, hit read is performed again in the last cycle of the array write cycle, and cache data Q6 according to address C6 is output. Here, in the array write setting cycle, the address Aa is set to the miss address (M
What is indicated as iss Add) indicates that an address required for transferring data from the SRAM array to the DRAM array is an address from an externally provided tag memory.

【0328】図158に、ミスライト時の動作タイミン
グ図を示す。ミスライトの設定はクロック信号Kの立上
がりエッジでチップセレクト信号E#を“L”、ライト
イネーブル信号W#を“L”に設定することにより行な
われる。このときには、外部アドレスAcおよびAaが
それぞれDRAMアレイの列アドレスCOL1および行
アドレスROW1として取込まれるとともに、外部から
与えられる書込データD1が取込まれる。このミスライ
トにおいては、DRAMおよびSRAMアレイへのアク
セスが行なわれ、このデータD1がSRAMアレイの対
応のメモリセルへ書込まれる。このSRAMおよびDR
AMアレイへのデータの書込は先に説明したデータ転送
方式のいずれが用いられてもよい。ミスライトサイクル
が完了すると、DRAMアレイはプリチャージサイクル
に入る。このプリチャージサイクルにおいてはSRAM
に対してアクセス可能である。図158に対してはヒッ
トリード、ヒットリード、およびヒットライトの動作が
それぞれ実行される。各動作サイクルに従って、アドレ
スAcがそれぞれSRAMアレイアドレスC2,C3お
よびC4として取込まれ、出力データQ2およびQ3が
出力され、書込データD4が書込まれる。
FIG. 158 shows an operation timing chart at the time of miswriting. Miswriting is set by setting the chip select signal E # to "L" and the write enable signal W # to "L" at the rising edge of the clock signal K. At this time, external addresses Ac and Aa are taken in respectively as column address COL1 and row address ROW1 of the DRAM array, and externally applied write data D1 is taken in. In this miswrite, access is made to a DRAM and an SRAM array, and data D1 is written to a corresponding memory cell in the SRAM array. This SRAM and DR
For writing data to the AM array, any of the data transfer methods described above may be used. When the miswrite cycle is completed, the DRAM array enters a precharge cycle. In this precharge cycle, the SRAM
Is accessible to For FIG. 158, the operations of hit read, hit read, and hit write are respectively performed. In accordance with each operation cycle, address Ac is taken in as SRAM array addresses C2, C3 and C4, output data Q2 and Q3 are output, and write data D4 is written.

【0329】続いてアレイライトサイクルが実行され
る。このアレイライトサイクルは図157に示すものと
同様である。このアレイライトサイクルの設定サイクル
においては、制御信号CC1#(アレイアクセス指示信
号(キャッシュアクセス禁止信号)CI#に対応)が
“L”に設定され、SRAMアレイへのアクセスが禁止
される。したがってこのアレイライト設定サイクルにお
いてヒットリードが生じたとしても、このヒットリード
は実行されない。アレイライトサイクルの設定サイクル
に続いて、ヒットライトサイクルが実行される。このヒ
ットライトサイクルの設定のためには、クロック信号K
の立上がりエッジでチップセレクト信号E#を“L”に
設定する。ヒットリードが指示されているため、この状
態においてはライトイネーブル信号W#が“H”、アウ
トプットイネーブル信号G#が“L”に設定される。こ
の状態においても、アレイライトサイクルが設定され、
外部アドレス(Miss Add)がアドレスAc、A
aとして同時に与えられ、これらのアドレスがそれぞれ
DRAMアレイの列アドレスCol2、および行アドレ
スRow2として取込まれる。
Subsequently, an array write cycle is executed. This array write cycle is similar to that shown in FIG. In the set cycle of the array write cycle, control signal CC1 # (corresponding to array access instruction signal (cache access prohibition signal) CI #) is set to "L", and access to the SRAM array is prohibited. Therefore, even if a hit read occurs in this array write setting cycle, the hit read is not executed. Following the set cycle of the array write cycle, a hit write cycle is executed. To set this hit write cycle, the clock signal K
The chip select signal E # is set to "L" at the rising edge of Since hit / read is instructed, in this state, the write enable signal W # is set to "H" and the output enable signal G # is set to "L". Also in this state, the array write cycle is set,
External address (Miss Add) is the address Ac, A
a, and these addresses are taken in as a column address Col2 and a row address Row2 of the DRAM array, respectively.

【0330】アレイライト設定サイクルに続いてヒット
ライトサイクルが実行され、アドレスAcがSRAMの
ためのアドレスC5として取込まれ、そのときに与えら
れているデータD5が対応のSRAMメモリセルへ書込
まれる。アレイライトサイクルの最後のサイクルでヒッ
トリードサイクルが実行され、アドレスAcがSRAM
アレイの列アドレスC6として取込まれ、対応のデータ
Q6が出力される。このアドレス共有方式に従うCDR
AMとメモリコントローラとの接続形態を図159およ
び図160に示す。図159はダイレクトマッピング方
式に従うCDRAMと外部制御装置との接続を示す図で
ある。この図159に示す接続形態は図54に示す接続
形態に対応する。この図159に示す接続形態において
は、CPUからの8ビットのアドレス信号A6〜A13
がSRAMロウデコーダ202へ与えられる。この8ビ
ットのアドレス信号A6〜A13のうち6ビットのアド
レス信号A6〜A11がDRAMコラムデコーダ103
へ与えられる。DRAM100のロウデコーダ102へ
は、CPUからのアドレス信号A12,A13とセレク
タ672からの8ビットのアドレス信号A14〜A21
が与えられる。この図159に示す構成においては、D
RAMの行アドレス信号と列アドレス信号とがノンマル
チプレクス方式で与えられるため、外部にはマルチプレ
クス回路は設けられていない。クロック制御回路440
0へはチップセレクト信号E#およびキャッシュヒット
指示信号CH#が与えられ、SRAMアレイへのアクセ
スおよびDRAMアレイへのアクセスに従った動作が実
行される。このクロック制御回路4400は、図1に示
す構成において、制御クロックバッファ250とSRA
Mアレイ駆動回路264およびDRAMアレイ駆動回路
260ならびに図155に示す判定回路4030を含
む。
A hit write cycle is executed following the array write setting cycle, address Ac is taken in as address C5 for SRAM, and data D5 given at that time is written into the corresponding SRAM memory cell. . The hit read cycle is executed in the last cycle of the array write cycle, and the address Ac is set to the SRAM.
The data is taken in as the column address C6 of the array, and the corresponding data Q6 is output. CDR according to this address sharing method
FIGS. 159 and 160 show the connection between the AM and the memory controller. FIG. 159 is a diagram showing the connection between the CDRAM and the external control device according to the direct mapping method. The connection configuration shown in FIG. 159 corresponds to the connection configuration shown in FIG. In the connection configuration shown in FIG. 159, 8-bit address signals A6 to A13 from the CPU are provided.
Is supplied to the SRAM row decoder 202. Of the 8-bit address signals A6 to A13, the 6-bit address signals A6 to A11 correspond to the DRAM column decoder 103.
Given to. Address signals A12 and A13 from the CPU and 8-bit address signals A14 to A21 from the selector 672 are supplied to the row decoder 102 of the DRAM 100.
Is given. In the configuration shown in FIG.
Since the row address signal and the column address signal of the RAM are given in a non-multiplex system, no multiplex circuit is provided outside. Clock control circuit 440
To 0, a chip select signal E # and a cache hit instruction signal CH # are applied, and the operation according to the access to the SRAM array and the access to the DRAM array is executed. In the configuration shown in FIG. 1, the clock control circuit 4400 includes the control clock buffer 250 and the SRA
M array drive circuit 264, DRAM array drive circuit 260, and determination circuit 4030 shown in FIG.

【0331】ここで図159においては、SRAMロウ
デコーダ202の出力部からDRAMアレイのためのコ
ラムデコーダ103へアドレス信号A6〜A11が与え
られている。この構成は図154に示すように、プリデ
コーダ部分から信号が出力される構成であってもよく、
またSRAMワード線選択信号が与えられる構成であっ
てもよい。この図159においては単に機能的にSRA
Mアレイの行アドレス信号とDRAMの列アドレス信号
の一部が共用されることを示すだけであり、実際の接続
構成とは正確には反映していない。外部制御回路650
の構成は図54に示す構成と同様である。したがって、
図54と図159を比較すれば、DRAMの行アドレス
信号と列アドレス信号とマルチプレクスするためのマル
チプレクス回路705を設ける必要がなくなり、システ
ムサイズを低減することが可能となり、また、DRAM
コラムアドレスの取込みが容易に行なわれる。
In FIG. 159, address signals A6 to A11 are supplied from the output of the SRAM row decoder 202 to the column decoder 103 for the DRAM array. This configuration may be a configuration in which a signal is output from a predecoder portion as shown in FIG.
Further, the configuration may be such that an SRAM word line selection signal is applied. In FIG. 159, only the SRA
It merely indicates that the row address signal of the M array and a part of the column address signal of the DRAM are shared, and does not accurately reflect the actual connection configuration. External control circuit 650
Is similar to the configuration shown in FIG. Therefore,
By comparing FIG. 54 with FIG. 159, it is not necessary to provide a multiplex circuit 705 for multiplexing the row address signal and the column address signal of the DRAM, and the system size can be reduced.
The column address can be easily taken.

【0332】図160はCDRAMを4ウェイセットア
セシアティブ方式のキャッシュ構成としたときのアドレ
スの接続構成を示す図である。この図160に示す構成
は図155に示すアドレス接続構成に対応する。この図
160に示す構成においては、CPUからのアドレス信
号A6−A11と、制御コントローラ750からのウェ
イアドレスW0およびW1がSRAMコラムデコーダ2
02へ与えられる。SRAMロウデコーダ202へ与え
られたアドレス信号のうち、アドレス信号A6−A11
がDRAMコラムデコーダ103へ与えられる。他の構
成は、DRAMアレイの行アドレスと列アドレスとをマ
ルチプレクスするためのマルチプレクス回路700が設
けられていないことを除いて図55に示す構成と同様で
あり、対応する部分には同一の参照番号を付す。
FIG. 160 is a diagram showing a connection structure of addresses when the CDRAM has a 4-way set associative cache structure. The configuration shown in FIG. 160 corresponds to the address connection configuration shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 160, the address signals A6-A11 from the CPU and the way addresses W0 and W1 from the controller 750 correspond to the SRAM column decoder 2
02. Among the address signals applied to the SRAM row decoder 202, the address signals A6-A11
Is applied to DRAM column decoder 103. The other structure is the same as the structure shown in FIG. 55 except that a multiplex circuit 700 for multiplexing the row address and the column address of the DRAM array is not provided. Assign a reference number.

【0333】したがって、この構成においても、アドレ
ス信号をSRAMとDRAMとで共有する構成として
も、容易にキャッシュの構成を変更することができる。
この上述のように、DRAMのアドレスをSRAMアド
レスの一部を利用する構成とすることによりピン端子数
を増加させずにDRAMのアドレスのマルチプレクス方
式とすることができ、DRAMアレイのコラムアドレス
の取込みが容易になる。 「データ転送方式の他の実施例」CDRAMにおいて
は、キャッシュミス時においても高速でアクセスするこ
とができるのが望ましい。以下に、キャッシュミス時に
おいても高速でデータを転送するための構成について説
明する。
Therefore, even in this configuration, the configuration of the cache can be easily changed even when the address signal is shared between the SRAM and the DRAM.
As described above, by using a configuration in which a part of the SRAM address is used for the DRAM address, the multiplex method of the DRAM address can be realized without increasing the number of pin terminals, and the column address of the DRAM array can be used. Incorporation becomes easy. "Another embodiment of data transfer method" In a CDRAM, it is desirable that high speed access is possible even at the time of cache miss. In the following, a configuration for transferring data at a high speed even at the time of a cache miss will be described.

【0334】図158は、高速でデータ転送を実行し、
キャッシュミス時においても、高速でデータの読出を行
なうことができるとともに、高速コピーバックモード等
のデータ転送動作をより高速化することのできる構成を
示す。図161においては1つのメモリブロックに関連
する部分の構成が示される。DRAMにおいてはデータ
読出経路とデータ書込経路とが別々に設けられる。この
ため、グローバルIO線は、DRAMアレイから読出さ
れたデータを伝達するためのグローバル読出線対GOL
aおよびGOLbと、DRAMアレイへの書込データを
伝達するためのグローバル書込線対GILaおよびGI
Lbを含む。グローバル読出線対GOLaとグローバル
書込線対GILaが互いに並行に配列され、グローバル
読出線対GOLbとグローバル書込線対GILbとが互
いに並行に配列される。このグローバル読出線対GOL
(グローバル読出線対を総称的に示す)とグローバル書
込線対GIL(グローバル書込線対を総称的に示す)は
図3に示すグローバルIO線対GILに対応する。
FIG. 158 shows that data transfer is performed at high speed,
A configuration is shown in which data can be read at a high speed even at the time of a cache miss, and a data transfer operation such as a high-speed copy back mode can be further speeded up. FIG. 161 shows a configuration of a portion related to one memory block. In a DRAM, a data read path and a data write path are provided separately. Therefore, global IO line is a global read line pair GOL for transmitting data read from the DRAM array.
a and GOLb, and a global write line pair GILa and GI for transmitting write data to the DRAM array.
Lb. Global read line pair GOLa and global write line pair GILa are arranged in parallel with each other, and global read line pair GOLb and global write line pair GILb are arranged in parallel with each other. This global read line pair GOL
(Global read line pairs are generically shown) and global write line pairs GIL (global write line pairs are generically shown) correspond to global IO line pairs GIL shown in FIG.

【0335】グローバル読出線対GOLaおよびGOL
bにそれぞれ対応してローカル読出線対LOLaおよび
LOLbが設けられる。グローバル書込線対GILaお
よびGILbに対応してローカル書込線対LILaおよ
びLILbが設けられる。グローバル読出線対GOLa
とローカル読出線対LOLaとの間に読出ブロック選択
信号φRBAに応答してオン状態となる読出ゲートRO
Gaが設けられる。グローバル読出線対GOLbとロー
カル読出線対LOLbとの間に、読出ブロック選択信号
φRBAに応答してオン状態となる読出ゲートROGb
が設けられる。グローバル書込線対GILaとローカル
書込線対LILbとの間に書込ブロック選択信号φWB
Aに応答してオン状態となる書込ブロック選択ゲートW
IGaが設けられる。グローバル書込線対GILbとロ
ーカル書込線対LILbとの間に、書込ブロック選択信
号φWBAに応答してオン状態となる書込ブロック選択
ゲートWIGbが設けられる。
Global read line pair GOLa and GOL
b, local read line pairs LOLa and LOLb are provided. Local write line pairs LILa and LILb are provided corresponding to global write line pairs GILa and GILb. Global read line pair GOLa
Read gate RO which is turned on between read and local read line pair LOLa in response to read block select signal φRBA.
Ga is provided. Read gate ROGb which is turned on in response to read block select signal φRBA between global read line pair GOLb and local read line pair LOLb.
Is provided. Write block select signal φWB between global write line pair GILa and local write line pair LILb
A write block select gate W which is turned on in response to A
IGa is provided. Write block select gate WIGb which is turned on in response to write block select signal φWBA is provided between global write line pair GILb and local write line pair LILb.

【0336】各ビット線対DBLに対して、選択された
メモリセルデータをローカル読出線対LOLへ伝達する
ためのローカル転送ゲートLTGと選択メモリセルをロ
ーカル書込線対LILへ接続する書込ゲートIGが設け
られる。ローカル転送ゲートLTGおよび書込ゲートI
Gを選択状態(導通状態)とするために書込コラム選択
線WCSLと読出コラム選択線RCSLが設けられる。
書込コラム選択線および読出コラム選択線RCSLは、
対をなして並行に配設される。書込コラム選択線WCS
L上には、DRAMコラムデコーダからの、データ書込
時に発生される書込コラム選択信号が伝達される。読出
コラム選択線RCSLには、このDRAMアレイからデ
ータを読出すときに発生される読出コラム選択信号が伝
達される。この書込コラム選択線WCSLおよび読出コ
ラム選択線RCSLはそれぞれ2列を選択するように配
置される。この構成は図3に示すコラム選択線CSLが
書込用の列を選択する信号線、読出用の列を選択する信
号線の2つに分割された構成に対応する。
For each bit line pair DBL, a local transfer gate LTG for transmitting selected memory cell data to local read line pair LOL and a write gate for connecting the selected memory cell to local write line pair LIL. An IG is provided. Local transfer gate LTG and write gate I
Write column select line WCSL and read column select line RCSL are provided to set G to a selected state (conductive state).
The write column select line and read column select line RCSL
They are arranged in parallel in pairs. Write column select line WCS
On L, a write column select signal generated at the time of data writing is transmitted from the DRAM column decoder. Read column select signal RCSL generated when data is read from the DRAM array is transmitted to read column select line RCSL. Write column select line WCSL and read column select line RCSL are arranged to select two columns each. This configuration corresponds to the configuration in which column selection line CSL shown in FIG. 3 is divided into two, a signal line for selecting a column for writing and a signal line for selecting a column for reading.

【0337】ローカル転送ゲートLTGは、DRAMビ
ット線対DBLの信号を差動的に増幅するトランジスタ
LTR3およびLTR4と、読出コラム選択線RCSL
の信号電位に応答してオン状態となり、このトランジス
タLTR3およびLTR4により増幅された信号をロー
カル読出線対LOLへ伝達するスイッチングトランジス
タLTR1およびLTR2を含む。トランジスタLTR
3およびLTR4の一方端子はたとえば接地電位である
固定電位VS S に接続される。この構成においては、ロ
ーカル転送ゲートLTGはDRAMビット線対の電位を
反転してローカル読出線対LOLへ伝達する。トランジ
スタLTR3およびLTR4はMOSトランジスタ(絶
縁ゲート型電界効果トランジスタ)で構成されており、
そのゲートがDRAMビット線対DBLに接続される。
したがって、このローカル転送ゲートLTGは、DRA
Mビット線対DBL上の信号電位に悪影響を及ぼすこと
なくローカル読出線対LOLへDRAMビット線対DB
L上の信号電位を高速で伝達する。
Local transfer gate LTG includes transistors LTR3 and LTR4 for differentially amplifying the signal on DRAM bit line pair DBL, and read column select line RCSL.
Switching transistors LTR1 and LTR2 for transmitting a signal amplified by transistors LTR3 and LTR4 to local read line pair LOL in response to the signal potential of LTR3. Transistor LTR
3 and one terminal of LTR 4 are connected to a fixed potential V SS , for example, a ground potential. In this configuration, local transfer gate LTG inverts the potential of the DRAM bit line pair and transmits it to local read line pair LOL. The transistors LTR3 and LTR4 are constituted by MOS transistors (insulated gate field effect transistors),
Its gate is connected to DRAM bit line pair DBL.
Therefore, this local transfer gate LTG
Local bit line pair LOL to DRAM bit line pair DB without adversely affecting the signal potential on M bit line pair DBL
The signal potential on L is transmitted at high speed.

【0338】書込ゲートIGは、書込コラム選択線WC
SL上の信号電位に応答してオン状態となり、DRAM
ビット線対DBLをローカル書込線対LILへ接続する
スイッチングトランジスタIGR1およびIGR2を含
む。他のDRAMアレイにおける構成は図3に示すもの
と同様である。転送ゲートBTGAおよびBTGBはそ
れぞれ2対のグローバル書込線対およびグローバル読出
線対GILに対応して設けられる。転送ゲートBTG
(転送ゲートBTGAおよびBTGBを総称する)は、
グローバル読出線対GOLおよびグローバル書込線対L
ILに接続される。この転送ゲートBTGAおよびBT
GBの構成については後に詳細に説明する。この転送ゲ
ートBTGAおよびBTGBへは転送制御信号φTS
L、φTLDおよびφTDSが与えられる。
The write gate IG is connected to a write column select line WC
Turns on in response to the signal potential on SL
Switching transistors IGR1 and IGR2 connecting bit line pair DBL to local write line pair LIL are included. The configuration in the other DRAM arrays is the same as that shown in FIG. Transfer gates BTGA and BTGB are provided corresponding to two global write line pairs and global read line pair GIL, respectively. Transfer gate BTG
(Collectively the transfer gates BTGA and BTGB)
Global read line pair GOL and global write line pair L
Connected to IL. The transfer gates BTGA and BT
The configuration of the GB will be described later in detail. Transfer control signal φTS is applied to transfer gates BTGA and BTGB.
L, φTLD and φTDS are provided.

【0339】制御信号φTDSはDRAMアレイからS
RAMアレイへデータの転送を行なうときに発生される
信号である。制御信号φTSLはSRAMアレイからラ
ッチへデータが転送されるときに発生される制御信号で
ある。制御信号φTLDはこのラッチされたデータをD
RAMアレイへ書込むときに発生される信号である。こ
の転送ゲートBTGAおよびBTGBは後に詳細にその
構成を説明するが、SRAMアレイから読出されたデー
タをラッチするためのラッチ手段を備えている。次に図
161に示す回路を用いた際のDRAMアレイとSRA
Mアレイとの間のデータ転送動作について説明する。図
162は図161に示すアレイ構成におけるDRAMか
らSRAMへのデータ転送動作を示す信号波形図であ
る。この図162に示すデータ転送動作の信号波形図は
図37に示すデータ転送動作を示す信号波形図に対応す
る。
Control signal φTDS is supplied from DRAM array to S
This signal is generated when data is transferred to the RAM array. Control signal φTSL is a control signal generated when data is transferred from the SRAM array to the latch. The control signal φTLD outputs the latched data to D
This signal is generated when writing to the RAM array. The configuration of the transfer gates BTGA and BTGB will be described in detail later, but includes latch means for latching data read from the SRAM array. Next, the DRAM array and the SRA using the circuit shown in FIG.
The operation of transferring data to and from the M array will be described. FIG. 162 is a signal waveform diagram representing a data transfer operation from the DRAM to the SRAM in the array configuration shown in FIG. The signal waveform diagram of the data transfer operation shown in FIG. 162 corresponds to the signal waveform diagram showing the data transfer operation shown in FIG.

【0340】まず時刻t1においてイコライズ信号φE
Qが“L”に立下がり、DRAMアレイにおけるプリチ
ャージ状態が完了する。次いで、時刻t2においてDR
AMワード線DWLが選択され、選択ワード線の電位が
立上がる。一方、時刻ts1においてSRAMアレイに
おいては行選択動作が行なわれており、選択されたSR
AMワード線SWLの電位が“H”に立上がり、この選
択ワード線に接続されるメモリセルデータがSRAMビ
ット線対SBL上へ伝達される。このSRAMビット線
対SBL上の信号電位は転送指示信号φTSLに応答し
て転送ゲートに含まれるラッチ手段へ転送され、そこで
ラッチされる。一方、DRAMにおいては、時刻t2に
おいて選択ワード線DWLの信号電位が“H”に立上が
り、DRAMビット線対DBLの信号電位が十分な大き
さへ達すると、時刻t3においてセンスアンプ活性化信
号φSANが“L”に立上がり、時刻t4においてセン
スアンプ活性化信号/φSAPが“H”へ立上がる。こ
れによりDRAMビット線対DBLの信号電位がそれぞ
れ読出されたデータに対応して“H”と“L”に設定さ
れる。
First, at time t1, equalize signal φE
Q falls to "L", and the precharge state in the DRAM array is completed. Next, at time t2, DR
The AM word line DWL is selected, and the potential of the selected word line rises. On the other hand, at time ts1, a row selecting operation is performed in the SRAM array, and the selected SR
The potential of AM word line SWL rises to "H", and the memory cell data connected to the selected word line is transmitted onto SRAM bit line pair SBL. The signal potential on SRAM bit line pair SBL is transferred to latch means included in the transfer gate in response to transfer instruction signal φTSL, where it is latched. On the other hand, in the DRAM, at time t2, the signal potential of the selected word line DWL rises to "H", and when the signal potential of the DRAM bit line pair DBL reaches a sufficient level, the sense amplifier activation signal φSAN at time t3. At time t4, sense amplifier activation signal / φSAP rises to “H”. As a result, the signal potentials of the DRAM bit line pair DBL are set to “H” and “L” corresponding to the read data, respectively.

【0341】ローカル転送ゲートLTGはDRAMビッ
ト線対DBLの信号電位を直接受けている。時刻t3に
おけるセンスアンプ活性化信号φSANの立上がり前
に、読出コラム選択線RCSLへの信号電位が“H”に
立上がる。これにより、DRAMビット線対DBLに生
じた小さな信号電位の変化はローカル転送ゲートLTG
で高速に増幅され、ローカル読出線対LOLへ伝達され
る。このローカル読出線対LOLへDRAMビット線対
DBLの信号電位が伝達されると時刻t7′において読
出ブロック選択信号φRBAが“H”に立上がる。これ
により、ローカル読出線対LOLがグローバル読出線対
GOLへ接続され、DRAMビット線対DBLへ発生し
た信号電位変化はグローバル読出線対GOLを介して転
送ゲートBTGへ伝達される。
Local transfer gate LTG directly receives the signal potential of DRAM bit line pair DBL. Before the rise of sense amplifier activation signal φSAN at time t3, the signal potential to read column select line RCSL rises to "H". As a result, a small change in the signal potential generated in the DRAM bit line pair DBL is applied to the local transfer gate LTG.
At a high speed and transmitted to the local read line pair LOL. When the signal potential of DRAM bit line pair DBL is transmitted to local read line pair LOL, read block select signal φRBA rises to "H" at time t7 '. Thereby, local read line pair LOL is connected to global read line pair GOL, and a change in signal potential generated on DRAM bit line pair DBL is transmitted to transfer gate BTG via global read line pair GOL.

【0342】時刻t7′においてグローバル読出線対G
OLの信号電位変化が生じる前に、時刻t3において転
送制御信号φTDSが発生されている。グローバル読出
線対GOLに発生した信号電位変化は高速でSRAMア
レイの対応のメモリセルへ伝達される。したがって、時
刻t5においてDRAMセンスアンプDSAによるDR
AMビット線対DBLの増幅動作が完了した時点におい
ては、既にSRAMアレイへのデータ転送が完了してい
る。上述のように、ローカル転送ゲートを設け、DRA
Mビット線対DBLを直接転送ゲートBTGへ接続する
構成とすることによりDRAMセンスアンプDSAのセ
ンスアンプ動作完了を待つことなくデータ転送を実行す
ることができる。
At time t7 ', global read line pair G
Before the change in the signal potential of OL occurs, the transfer control signal φTDS is generated at time t3. The signal potential change generated in global read line pair GOL is transmitted at high speed to the corresponding memory cell of the SRAM array. Therefore, at time t5, DR sense by DRAM sense amplifier DSA is performed.
When the amplification operation of the AM bit line pair DBL is completed, data transfer to the SRAM array has already been completed. As described above, a local transfer gate is provided and DRA
By connecting the M bit line pair DBL directly to the transfer gate BTG, data transfer can be performed without waiting for completion of the sense amplifier operation of the DRAM sense amplifier DSA.

【0343】図162において破線で示す信号波形およ
び矢印は図37に示すデータ転送動作との比較を示す図
である。この信号波形の比較から明らかなように、DR
AMセンスアンプDSAの活性化前に転送ゲートBTG
を活性化する(制御信号φTDSを発生する)とするこ
とができ、高速でデータを転送することができる。SR
AMアレイはこのDRAMアレイからのデータ転送後す
ぐにアクセスすることができる。したがってキャッシュ
ミス時においても高速でSRAMアレイへアクセスする
ことができる。次にSRAMアレイからDRAMアレイ
へのデータ転送動作について、その動作タイミング図で
ある図163を参照して説明する。このSRAMアレイ
からDRAMアレイへのデータ転送はグローバル書込線
対GILを介して行なわれる。この場合グローバル読出
線対GOLおよびローカル読出線対LOLは利用されな
い。
Signal waveforms and arrows shown by broken lines in FIG. 162 show a comparison with the data transfer operation shown in FIG. As is apparent from the comparison of the signal waveforms, DR
Before the activation of the AM sense amplifier DSA, the transfer gate BTG
Is activated (control signal φTDS is generated), and data can be transferred at high speed. SR
The AM array can be accessed immediately after data transfer from the DRAM array. Therefore, even at the time of a cache miss, it is possible to access the SRAM array at high speed. Next, the data transfer operation from the SRAM array to the DRAM array will be described with reference to FIG. 163 which is an operation timing chart. The data transfer from the SRAM array to the DRAM array is performed via global write line pair GIL. In this case, the global read line pair GOL and the local read line pair LOL are not used.

【0344】時刻t1においてDRAMアレイのプリチ
ャージサイクルが完了する。時刻t2においてDRAM
ワード線DWLの選択が行なわれ、選択されたワード線
の電位が“H”に立上がる。時刻t3および時刻t4に
おいてセンスアンプ活性化信号φSANおよび/φSA
Pがそれぞれ活性状態となり、DRAMビット線対DB
L上の信号電位が選択されたメモリセルのデータに対応
した値となる。時刻t5において書込コラム選択線WC
SLで選択され、選択された書込コラム選択線WCSL
の信号電位が“H”に立上がる。これにより書込ゲート
IGがオン状態となり、ローカル書込線対LOLと選択
されたDRAMビット線対DBLとが接続される。時刻
t6において書込ブロック選択信号φWBAが“H”に
立上がる。これにより、ローカル書込線対LILとグロ
ーバル書込線対GILとが接続され、グローバル書込線
対GILの信号電位がローカル書込線対LILの信号電
位に対応した値となる。
At time t1, the DRAM array precharge cycle is completed. DRAM at time t2
Word line DWL is selected, and the potential of the selected word line rises to "H". At time t3 and time t4, sense amplifier activation signals φSAN and / φSA
P is activated, and DRAM bit line pair DB
The signal potential on L becomes a value corresponding to the data of the selected memory cell. At time t5, write column select line WC
SL, selected and selected write column select line WCSL
Rises to "H". Thereby, write gate IG is turned on, and local write line pair LOL is connected to selected DRAM bit line pair DBL. At time t6, write block select signal φWBA rises to "H". Thereby, local write line pair LIL and global write line pair GIL are connected, and the signal potential of global write line pair GIL becomes a value corresponding to the signal potential of local write line pair LIL.

【0345】時刻t7において転送制御信号φTLDが
“H”に立上がり、転送ゲートBTGにラッチされてい
たデータがグローバル書込線対GILおよびローカル書
込線対LILを介してDRAMビット線対DBLへ伝達
される。図164は、転送ゲートBTGにおけるDRA
MアレイからSRAMアレイへのデータ転送を行なう部
分の構成を示す図である。図164を参照して転送ゲー
トBTGRはグローバル読出線GOLおよび*GOL上
の信号電位を差動的に増幅するためのトランジスタTr
500およびTr501と、転送制御信号φTGSに応
答してグローバルIO線GOLおよび*GOL上の信号
電位をSRAMビット線SBLおよび*SBLへ伝達す
るスイッチングトランジスタTr503およびTr50
2を含む。ここで、各信号線に付された符号は信号線対
ではなく1本を信号線を示している。トランジスタTr
500のゲートは相補グローバル読出線*GOLに結合
される。グローバル読出線GOLおよび*GOLはロー
カル読出線LOLおよび*LOLへそれぞれ結合され
る。この図164に示す構成においては、読出ブロック
選択ゲートは省略している。
At time t7, transfer control signal φTLD rises to "H", and the data latched at transfer gate BTG is transmitted to DRAM bit line pair DBL via global write line pair GIL and local write line pair LIL. Is done. FIG. 164 shows the DRA in the transfer gate BTG.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a portion for performing data transfer from an M array to an SRAM array. Referring to FIG. 164, a transfer gate BTGR is a transistor Tr for differentially amplifying a signal potential on global read line GOL and * GOL.
500 and Tr501 and switching transistors Tr503 and Tr50 transmitting signal potentials on global IO lines GOL and * GOL to SRAM bit lines SBL and * SBL in response to transfer control signal φTGS.
2 inclusive. Here, reference numerals given to each signal line indicate one signal line, not a signal line pair. Transistor Tr
The gate of 500 is coupled to the complementary global read line * GOL. Global read lines GOL and * GOL are coupled to local read lines LOL and * LOL, respectively. In the configuration shown in FIG. 164, the read block select gate is omitted.

【0346】ローカル転送ゲートLTGにおいては、D
RAMビット線DBLの電位が“H”のとき、トランジ
スタLTR4が深いオン状態、トランジスタLTR3が
より浅いオン状態となり、トランジスタLTR4に大き
な電流が流れる。このDRAMビット線DBL上の信号
電位がグローバル読出線*GOLへ伝達される。DRA
Mビット線*DBLの信号電位はローカル読出線LOL
へ伝達される。グローバル読出線*GOLの信号電位が
相対的に“L”、グローバル読出線GOLの電位が相対
的に“H”となると、トランジスタTr500がトラン
ジスタTr501よりもより深いオン状態となる。グロ
ーバル読出線*GOLへはトランジスタTr500を介
して電流が流れる。このトランジスタTr500を介し
て流れる電流はトランジスタLTR2およびLTR4を
介して放電される。
In local transfer gate LTG, D
When the potential of the RAM bit line DBL is "H", the transistor LTR4 is in a deep ON state, the transistor LTR3 is in a shallower ON state, and a large current flows through the transistor LTR4. The signal potential on DRAM bit line DBL is transmitted to global read line * GOL. DRA
The signal potential of the M bit line * DBL is set to the local read line LOL.
Is transmitted to When the signal potential of global read line * GOL is relatively "L" and the potential of global read line GOL is relatively "H", transistor Tr500 is turned on deeper than transistor Tr501. A current flows to global read line * GOL via transistor Tr500. The current flowing through transistor Tr500 is discharged through transistors LTR2 and LTR4.

【0347】一方、トランジスタTr501において
は、カレントミラー回路を構成しているため、トランジ
スタTr500と同じ電流が流れるが、トランジスタL
TR3が浅いオン状態またはオフ状態となっているため
グローバル読出線GOLの信号電位が高速で“H”に充
電される。このグローバル読出線GOLおよび*GOL
の信号電位が十分に“H”および“L”にまで増幅され
た後に、転送制御信号φTDSが“H”に立上がり、こ
のグローバル読出線GOLおよび*GOLの信号電位が
SRAMビット線SBLおよび*SBLへそれぞれ伝達
される。この転送ゲートBTGRの構成においては、ト
ランジスタTr500、Tr501、LTR1、LTR
2、LTR3およびLTR4はカレントミラー型増幅回
路を構成しており、DRAMビット線DBL,*DBL
上に伝達された信号電位が微小であっても高速で増幅さ
れ、グローバル読出線GOLおよび*GOLの信号電位
がDRAMビット線*DBLおよびDBLに対応した
(反転した)値となる。この構成によりDRAMビット
線*DBLおよびDBLを直接入力とするカレントミラ
ー型増幅回路によりDRAMビット線の電位が増幅され
てSRAMビット線対SBL,*SBLへ伝達される。
この構成により、高速でDRAMアレイからSRAMア
レイへデータを転送することができる。
On the other hand, in transistor Tr501, a current mirror circuit is formed, so that the same current as that of transistor Tr500 flows.
Since TR3 is in a shallow on state or off state, the signal potential of global read line GOL is charged to "H" at high speed. The global read lines GOL and * GOL
Is sufficiently amplified to "H" and "L", transfer control signal .phi.TDS rises to "H", and the signal potentials of global read lines GOL and * GOL change to SRAM bit lines SBL and * SBL. Respectively. In the configuration of the transfer gate BTGR, the transistors Tr500, Tr501, LTR1, LTR
2, LTR3 and LTR4 form a current mirror type amplifying circuit, and DRAM bit lines DBL, * DBL
Even if the signal potential transmitted above is very small, it is amplified at high speed, and the signal potentials of global read lines GOL and * GOL become (inverted) values corresponding to DRAM bit lines * DBL and DBL. With this configuration, the potential of the DRAM bit line is amplified by a current mirror type amplifying circuit that directly receives the DRAM bit lines * DBL and DBL, and transmitted to the SRAM bit line pair SBL, * SBL.
With this configuration, data can be transferred from the DRAM array to the SRAM array at high speed.

【0348】図165は、図161に示す転送ゲートの
SRAMアレイからDRAMへのデータ転送を行なうた
めの構成を示す図である。この図165に示すデータ転
送ゲートBTGWの構成は、図41に示すデータ転送回
路における増幅回路部分を省略した構成に対応する。図
165を参照して、データ転送ゲートBTGWは、転送
制御信号φTSLに応答してSRAMビット線SBLお
よび*SBL上のデータを反転して伝達する伝達ゲート
5103と、伝達ゲート5103から伝達されたSRA
Mビット線SBLおよび*SBL上のデータをラッチす
るラッチ回路5100と、転送制御信号φTLDに応答
してラッチ回路5100にラッチされたデータをグロー
バル書込線GILおよび*GILへそれぞれ伝達する伝
達ゲート5102aおよび5102bを含む。ラッチ回
路5100はインバータから構成されている。
FIG. 165 shows a structure for transferring data from the SRAM array of the transfer gate shown in FIG. 161 to the DRAM. The configuration of data transfer gate BTGW shown in FIG. 165 corresponds to the configuration in which the amplifier circuit portion in the data transfer circuit shown in FIG. 41 is omitted. Referring to FIG. 165, data transfer gate BTGW responds to transfer control signal φTSL to transfer gate 5103 for inverting and transmitting data on SRAM bit lines SBL and * SBL, and SRA transmitted from transmission gate 5103.
Latch circuit 5100 for latching data on M bit lines SBL and * SBL, and transmission gate 5102a for transmitting data latched in latch circuit 5100 to global write lines GIL and * GIL in response to transfer control signal φTLD, respectively. And 5102b. Latch circuit 5100 is formed of an inverter.

【0349】転送ゲートBTGWはさらに、アレイ書込
指示信号AWDEとDRAMコラムデコーダ出力(これ
はSRAMコラムデコーダ出力でもある)SAYに応答
して内部書込データ線*DBWをグローバル書込線*G
ILヘ接続するゲート回路5101bと、書込指示信号
AWDEおよびコラムデコーダ出力SAYに応答して内
部書込データ線DBWをグローバル書込線GILへ接続
するゲート回路5101aを含む。このゲート回路51
01aおよび5101bを介してDRAMアレイへの直
接アクセス時には書込データがDRAMアレイへ伝達さ
れる。転送ゲートBTGWはさらに、SRAMアレイへ
の書込指示信号SWDEとSRAMコラムデコーダ出力
(これはまたDRAMアレイの列選択信号でもある)S
AYに応答して外部書込データ線DBW,*DBWをそ
れぞれSRAMビット線SBLおよび*SBLへ接続す
るゲート回路5104aおよび5104bを含む。この
図165に示す転送ゲートBTGWの構成は図41に示
す転送ゲートにおけるSRAMアレイからDRAMアレ
イへのデータ転送部分と同一の構成であり、その詳細な
説明は繰返さない。
Transfer gate BTGW further connects internal write data line * DBW to global write line * G in response to array write instruction signal AWDE and DRAM column decoder output (which is also an SRAM column decoder output) SAY.
A gate circuit 5101b connected to IL and a gate circuit 5101a connecting internal write data line DBW to global write line GIL in response to write instruction signal AWDE and column decoder output SAY are included. This gate circuit 51
At the time of direct access to the DRAM array via 01a and 5101b, write data is transmitted to the DRAM array. The transfer gate BTGW further includes a write instruction signal SWDE to the SRAM array and an SRAM column decoder output (which is also a column selection signal of the DRAM array) S
Gate circuits 5104a and 5104b connecting external write data lines DBW and * DBW to SRAM bit lines SBL and * SBL, respectively, in response to AY are included. The structure of transfer gate BTGW shown in FIG. 165 is the same as the structure of the transfer gate shown in FIG. 41 for transferring data from the SRAM array to the DRAM array, and detailed description thereof will not be repeated.

【0350】図166は、書込コラム選択信号線WCS
Lおよび読出コラム選択信号線RCSLを駆動するため
の回路構成を示す図である。この図166において、D
RAMコラムデコーダ103からのコラム選択線CSL
に対して信号線駆動回路5110が設けられる。信号線
駆動回路5110は、DRAMコラムデコーダ103か
らの列選択信号CSLと内部書込イネーブル信号*Wと
を受けるゲート回路5111と、コラム選択信号CSL
とセンス完了信号SCと内部書込イネーブル信号Wとを
受けるゲート回路5112を含む。ゲート回路5111
から読出コラム選択線RCSLを駆動するための信号が
出力される。ゲート回路5112から書込コラム選択線
WCSLを駆動するための信号が出力される。内部書込
イネーブル信号*WおよびWは、外部から与えられる制
御信号W#に応答してクロックKに同期して内部に取込
まれる信号であってもよい。センス完了信号SCは、D
RAMアレイにおけるセンスアンプDSAのセンス動作
の完了を示す信号であり、センス駆動信号φSANEま
たはφSAPEを所定時間遅延して発生される信号であ
る。この構成とすることにより、DRAMへのデータ書
込時には読出コラム選択線RCSLが選択され、DRA
Mアレイからデータを書込む場合には書込コラム選択線
WCSLを選択する構成が得られる。
FIG. 166 shows a write column select signal line WCS.
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration for driving L and a read column select signal line RCSL. In FIG. 166, D
Column select line CSL from RAM column decoder 103
Is provided with a signal line driver circuit 5110. Signal line drive circuit 5110 includes a gate circuit 5111 receiving column select signal CSL from DRAM column decoder 103 and internal write enable signal * W, and a column select signal CSL.
And a gate circuit 5112 receiving sense completion signal SC and internal write enable signal W. Gate circuit 5111
Outputs a signal for driving read column select line RCSL. A signal for driving write column select line WCSL is output from gate circuit 5112. Internal write enable signals * W and W may be signals which are taken in in synchronization with clock K in response to a control signal W # supplied from the outside. The sense completion signal SC is D
This signal indicates that the sense operation of the sense amplifier DSA in the RAM array is completed, and is a signal generated by delaying the sense drive signal φSANE or φSAPE by a predetermined time. With this configuration, the read column select line RCSL is selected at the time of writing data to the DRAM, and the DRA
When data is written from the M array, a configuration for selecting write column select line WCSL is obtained.

【0351】図167は、ブロック選択信号φRBAお
よびφWPAを発生する回路の構成を示す図である。読
出ブロック選択信号φRBAを発生する回路は、読出コ
ラム選択信号RCSLを所定時間遅延する遅延回路51
20と、遅延回路5120出力とブロック選択信号φB
A(図3参照)を受けるゲート回路5121を含む。ゲ
ート回路5121から読出ブロック選択信号φRBAが
出力される。書込ブロック選択信号φWBAを発生する
ための回路は、書込コラム選択信号WCSLを所定時間
遅延させる遅延回路5130と、遅延回路5130出力
とブロック選択信号φBAを受けるゲート回路5131
を含む。ゲート回路5131から書込ブロック選択信号
φWBAが発生される。ゲート回路5121および51
31は共にその両入力が“H”となったときに“H”の
信号を発生する。
FIG. 167 shows a structure of a circuit generating block select signals φRBA and φWPA. A circuit for generating read block select signal φRBA includes a delay circuit 51 for delaying read column select signal RCSL for a predetermined time.
20, the output of the delay circuit 5120 and the block selection signal φB
A (see FIG. 3). Gate circuit 5121 outputs a read block selection signal φRBA. A circuit for generating write block select signal φWBA includes delay circuit 5130 for delaying write column select signal WCSL for a predetermined time, and gate circuit 5131 receiving output of delay circuit 5130 and block select signal φBA.
including. Gate circuit 5131 generates a write block selection signal φWBA. Gate circuits 5121 and 51
31 both generate an "H" signal when both inputs are "H".

【0352】上述のDRAMアレイにおけるデータ書込
経路と読出経路とを別々にする構成においては、できる
だけ早くDRAMアレイからSRAMアレイへデータを
転送するのが好ましい。このため、ブロック選択信号φ
RBAおよび読出コラム選択線RCSLをできるため早
いタイミングで駆動するのが好ましい。この構成とする
ためには、図151、図152に示すDRAMアレイと
SRAMアレイのアドレス信号を共有する構成を用いる
のが最も効果的である。この構成に従えば、DRAMア
レイへの行アドレス信号と列アドレス信号をノンマルチ
プレクス方式に従って与えることができ、読出コラム選
択線RCSLをDRAMアレイのワード線DWLが選択
された直後に発生して、ローカル転送ゲートを導通状態
とし、DRAMビット線対をローカル読出線対LOLお
よびグローバル読出線対GOLを介して転送ゲートBT
Gへ結合することができる。
In the above-described configuration in which the data write path and the read path in the DRAM array are separated, it is preferable to transfer data from the DRAM array to the SRAM array as soon as possible. Therefore, the block selection signal φ
Since the RBA and the read column select line RCSL can be formed, it is preferable to drive them at an early timing. To achieve this configuration, it is most effective to use the configuration shown in FIGS. 151 and 152 in which the address signals of the DRAM array and the SRAM array are shared. According to this configuration, a row address signal and a column address signal to the DRAM array can be applied in a non-multiplexed manner, and a read column select line RCSL is generated immediately after a word line DWL of the DRAM array is selected. The local transfer gate is turned on, and the DRAM bit line pair is connected to the transfer gate BT via the local read line pair LOL and the global read line pair GOL.
To G.

【0353】図168にアドレスノンマルチプレクス方
式の構成をこのDRAMアレイのIO分離構成に適用し
た際のデコーダ回路の構成を示す。図168を参照して
SRAMコラムデコーダ5141は、外部から与えられ
るアドレス信号Ac0〜Ac3を受け、かつデコードし
列選択信号SAYを発生する。この列選択信号SAYは
SRAMアレイの列選択信号およびDRAMアレイの列
選択信号として用いられる。SRAMロウデコーダ51
42は、外部から与えられるアドレス信号Ac4〜Ac
11を受けSRAMワード線SWLを駆動する信号を発
生する。DRAM列選択回路5143は外部から与えら
れたアドレス信号Ac4〜Ac11のうちアドレス信号
Ac6〜Ac11を受け、書込コラム選択線WCSLお
よび読出コラム選択線RCSLを駆動する信号を発生す
る。DRAM行選択回路5144は、アドレス信号Aa
0〜Aa9を受け、ブロック選択信号φBAおよびDR
AMワード線駆動信号DWLを発生する。この図168
に示す構成においては、アドレス信号Ac0〜Ac11
およびAa0〜Aa9を同時に与えることができ、高速
で読出コラム選択線RCSLを駆動することができ、よ
り効果的に高速でDRAMアレイからSRAMアレイへ
データを転送することができる。
FIG. 168 shows a configuration of a decoder circuit when the configuration of the address non-multiplex system is applied to the IO separation configuration of the DRAM array. Referring to FIG. 168, SRAM column decoder 5141 receives and decodes externally applied address signals Ac0 to Ac3 to generate a column select signal SAY. This column selection signal SAY is used as a column selection signal for the SRAM array and a column selection signal for the DRAM array. SRAM row decoder 51
42 is an externally applied address signal Ac4 to Ac
11 to generate a signal for driving the SRAM word line SWL. DRAM column selection circuit 5143 receives address signals Ac6 to Ac11 among externally applied address signals Ac4 to Ac11, and generates a signal for driving write column selection line WCSL and read column selection line RCSL. The DRAM row selection circuit 5144 supplies the address signal Aa
0 to Aa9, and receives block select signals φBA and DR
An AM word line drive signal DWL is generated. This FIG.
In the configuration shown in FIG.
And Aa0 to Aa9 can be applied simultaneously, the read column select line RCSL can be driven at a high speed, and data can be more effectively transferred from the DRAM array to the SRAM array at a high speed.

【0354】なお、図161に示す構成においては、ロ
ーカル読出線対LOLおよびローカル書込線対LILが
ビット線対DBLの両端に配置された構成が示されてい
る。しかしながらこのローカル読出線対LOLおよびロ
ーカル書込線対LILはビット線対DBLの一方側(た
とえば転送ゲートBTGに近い側)に配置される構成で
あってもよく、またビット線対DBLの中央に配置され
る構成であってもよい。上述の構成により、キャッシュ
ミス時においても高速コピーバック方式を利用すれば、
DRAMアレイのプリチャージおよびコピーバック動作
はキャッシュヒットのバックグラウンドで実行すること
ができるため、キャッシュミス時のアクセス時間を短縮
することにより、CDRAMの性能が大幅に改善され
る。
In the structure shown in FIG. 161, a structure in which local read line pair LOL and local write line pair LIL are arranged at both ends of bit line pair DBL is shown. However, local read line pair LOL and local write line pair LIL may be arranged on one side of bit line pair DBL (for example, on the side close to transfer gate BTG), or at the center of bit line pair DBL. It may be a configuration to be arranged. With the above configuration, if a high-speed copy-back method is used even at the time of a cache miss,
Since the precharge and copyback operations of the DRAM array can be executed in the background of a cache hit, the performance of the CDRAM is greatly improved by shortening the access time at the time of a cache miss.

【0355】したがって、このDRAMアレイのデータ
読出経路とデータ書込経路とを分離する構成はこのアド
レスをノンマルチプレクス方式で与える構成および高速
コピーバック動作とを組合わせることにより最も顕著な
効果が発揮される。 「他の機能:バーストモード」バーストモード機能付外
部演算処理装置(CPU)に対する接続について説明す
る。バーストモードは前述のごとくCPUからデータブ
ロックが一括して転送されるモードである。このバース
トモード機能の制御は、図1に示す付加機能制御回路2
99の回路部分を用いて実現される。図169はバース
トモード動作を実現するための回路部分を示す図であ
る。図169を参照して、バーストモード制御系は、外
部から与えられるバーストイネーブル信号BE#を内部
クロック信号int.Kに応答して取込み内部バースト
イネーブル信号/BEを発生するBEバッファ回路60
01と、BEバッファ回路6001からの最初の内部バ
ーストイネーブル信号/BEに応答して所定のパルス幅
を有するワンショットパルス信号φBEを発生するワン
ショットパルス発生回路6002と、ワンショットパル
ス信号φBEに応答して内部クロックint.Kをゲー
ト処理するゲート回路6003を含む。ゲート回路60
03は、ワンショットパルス信号φBEが発生されたと
きに、内部クロックint.Kの通過を禁止する。ワン
ショットパルス発生回路6002は、2回目以降の信号
/BEには応答しない。バースト転送完了時にはリセッ
トされる。これはタイマを設け、タイマ動作中はパルス
発生を禁止する構成により実現される。
Therefore, in the configuration for separating the data read path and the data write path of the DRAM array, the most remarkable effect is exhibited by combining the configuration in which the address is provided in a non-multiplex system and the high-speed copy back operation. Is done. "Other Functions: Burst Mode" Connection to an external processing unit (CPU) with a burst mode function will be described. The burst mode is a mode in which data blocks are collectively transferred from the CPU as described above. This burst mode function is controlled by the additional function control circuit 2 shown in FIG.
This is realized using 99 circuit parts. FIG. 169 is a diagram showing a circuit portion for realizing the burst mode operation. Referring to FIG. 169, the burst mode control system transmits an externally applied burst enable signal BE # to internal clock signal int. BE buffer circuit 60 for generating fetch internal burst enable signal / BE in response to K
01, a one-shot pulse generating circuit 6002 for generating a one-shot pulse signal φBE having a predetermined pulse width in response to the first internal burst enable signal / BE from the BE buffer circuit 6001, and a one-shot pulse signal φBE Internal clock int. A gate circuit 6003 for gating K is included. Gate circuit 60
03 is the internal clock int. When the one-shot pulse signal φBE is generated. Prohibit the passage of K. One-shot pulse generation circuit 6002 does not respond to signal / BE after the second time. It is reset when the burst transfer is completed. This is realized by a configuration in which a timer is provided and pulse generation is inhibited during the operation of the timer.

【0356】バーストイネーブル制御系はさらに、アド
レスバッファ(図1参照)から与えられる内部アドレス
信号int.Acを初期値とし、ゲート回路6003か
ら与えられる内部クロック信号int.Kをカウントす
るアドレスカウンタ6004と、アドレスカウンタ60
04のカウント値と内部アドレス信号int.Acのい
ずれかを選択的に通過させるマルチプレクサ回路600
7を含む。このマルチプレクサ回路6007の出力はS
RAMロウデコーダおよびコラムデコーダへ伝達され
る。このアドレスカウンタ6004およびマルチプレク
サ回路6007は、リフレッシュ動作のために用いられ
るリフレッシュアドレス発生用のアドレスカウンタおよ
びリフレッシュアドレスとDRAMアドレスとを切換え
るマルチプレクサ回路とは異なるものである。
A burst enable control system further includes an internal address signal int. Provided from an address buffer (see FIG. 1). Ac as an initial value and the internal clock signal int. An address counter 6004 for counting K and an address counter 60
04 and the internal address signal int. Multiplexer circuit 600 for selectively passing any of Ac
7 inclusive. The output of the multiplexer circuit 6007 is S
It is transmitted to the RAM row decoder and the column decoder. The address counter 6004 and the multiplexer circuit 6007 are different from an address counter for generating a refresh address used for a refresh operation and a multiplexer circuit for switching between a refresh address and a DRAM address.

【0357】さらにこのバーストイネーブル制御系は、
バーストデータ数を格納するバーストデータ数格納回路
6006と、バーストデータ数格納回路6006に格納
されたバーストデータ数をカウント初期値として、内部
クロック信号int.Kをカウントダウンするダウンカ
ウンタ6005を含む。ダウンカウンタ6005は、B
Eバッファ6001から内部バーストイネーブル信号/
BEが発生されたとき活性化されてカウント動作を実行
する。ダウンカウンタ6005は、そのカウント値に従
ってマルチプレクサ回路6007の接続経路を切換え
る。ダウンカウンタ6005は、内部クロック信号in
t.Kの立上がりエッジで内部バーストイネーブル信号
/BEが不活性状態のときにはリセット状態とされる。
内部クロック信号int.Kの立上がりエッジで内部バ
ーストイネーブル信号/BEが活性状態(“L”レベ
ル)にあるときにはカウント動作を実行する。ダウンカ
ウンタ6005はカウント動作中はマルチプレクサ回路
6007をアドレスカウンタ6004の出力を選択する
ようにその接続経路を制御する。ダウンカウンタ600
5はまた、バーストデータ数格納回路6006に格納さ
れたバーストデータ数をカウントしたときにリセット状
態とされ、マルチプレクサ回路6007の接続経路をア
ドレスバッファからの内部アドレス信号int.Acを
選択する経路に切換える。次にこの図169に示す動作
についてその動作波形図である図170を参照して説明
する。
The burst enable control system further comprises:
A burst data number storage circuit 6006 for storing the number of burst data, and the internal clock signal int. A down counter 6005 for counting down K is included. The down counter 6005 is B
The internal burst enable signal /
When BE is generated, it is activated and performs a count operation. Down counter 6005 switches the connection path of multiplexer circuit 6007 according to the count value. The down counter 6005 receives the internal clock signal in
t. When internal burst enable signal / BE is inactive at the rising edge of K, it is reset.
Internal clock signal int. When the internal burst enable signal / BE is in an active state ("L" level) at the rising edge of K, a count operation is performed. The down counter 6005 controls the connection path of the multiplexer circuit 6007 so as to select the output of the address counter 6004 during the counting operation. Down counter 600
5 is reset when the number of burst data stored in the burst data number storage circuit 6006 is counted, and the connection path of the multiplexer circuit 6007 is set to the internal address signal int. Switch to the path to select Ac. Next, the operation shown in FIG. 169 will be described with reference to an operation waveform diagram of FIG. 170.

【0358】SRAMアレイへの通常のアクセス時にお
いては、外部クロック信号Kの立上がりエッジで、チッ
プセレクト信号E#が“L”に設定され、バーストイネ
ーブル信号BE#が“H”に設定される。この状態にお
いては、内部バーストイネーブル信号/BEも“H”で
あり、ワンショットパルス発生回路6002からはパル
ス信号は発生されない。また、ダウンカウンタ回路60
05もリセット状態を維持する。この状態において、マ
ルチプレクサ回路6007はアドレスバッファから与え
られた内部アドレス信号int.Ac(キャッシュアド
レス)を選択しSRAMロウデコーダおよびコラムデコ
ーダへ伝達する。一部はDRAM列デコーダへ与えられ
てもよい。したがって、外部クロック信号Kの立上がり
エッジで与えられたSRAMのためのアドレスAc1に
従ってSRAMアレイへのアクセスが行なわれ、このア
ドレスAc1に対応するデータQ1が出力される。
At the time of normal access to the SRAM array, at the rising edge of external clock signal K, chip select signal E # is set to "L", and burst enable signal BE # is set to "H". In this state, internal burst enable signal / BE is also at "H", and no pulse signal is generated from one-shot pulse generation circuit 6002. Also, the down counter circuit 60
05 also maintains the reset state. In this state, multiplexer circuit 6007 outputs internal address signal int. Ac (cache address) is selected and transmitted to the SRAM row decoder and column decoder. Some may be provided to the DRAM column decoder. Therefore, access to the SRAM array is performed in accordance with address Ac1 for SRAM given at the rising edge of external clock signal K, and data Q1 corresponding to address Ac1 is output.

【0359】外部クロック信号Kの立上がりエッジでチ
ップセレクト信号E#、キャッシュヒット指示信号CH
#およびバーストイネーブル信号BE#が“L”に設定
されるとバーストモードが実行される。この状態におい
ては、ワンショットパルス発生回路6002からこの内
部バーストイネーブル信号/BEの立上がりに応答して
ワンショットのパルス信号φBEが発生される。アドレ
スカウンタ6004はこのワンショットのパルス信号φ
BEに応答して、アドレスバッファから与えられた内部
アドレス信号int.Ac(Ac2)をそのカウント初
期値とし、その初期値をマルチプレクサ回路6007へ
与える。ゲート回路6003はこのワンショットパルス
信号φBEが与えられたときには内部クロック信号in
t.Kの伝達を禁止する。したがってこのクロックサイ
クルにおいては、アドレスカウンタ6004からはクロ
ック信号Kの立上がりエッジで与えられたアドレス信号
Acがマルチプレクサ回路6007へ与えられる。
At the rising edge of external clock signal K, chip select signal E # and cache hit instruction signal CH
When # and burst enable signal BE # are set to "L", the burst mode is executed. In this state, one-shot pulse signal φBE is generated from one-shot pulse generation circuit 6002 in response to the rise of internal burst enable signal / BE. The address counter 6004 outputs the one-shot pulse signal φ.
BE in response to internal address signal int. Ac (Ac2) is set as the count initial value, and the initial value is supplied to the multiplexer circuit 6007. Gate circuit 6003 receives internal clock signal in when one-shot pulse signal φBE is applied.
t. Prohibit transmission of K. Therefore, in this clock cycle, address signal Ac applied at the rising edge of clock signal K is applied from address counter 6004 to multiplexer circuit 6007.

【0360】ダウンカウンタ6005は内部バーストイ
ネーブル信号/BEの活性状態(“L”)に応答して活
性化され、バーストデータ数格納回路6006に格納さ
れた値からカウントダウン動作を実施する。ダウンカウ
ンタ回路6005はこのカウント動作時には、バースト
モード中であることを示す信号を発生しマルチプレクサ
回路6007へ与える。マルチプレクサ回路6007は
このダウンカウンタ6005からのバーストモード指示
信号に応答してアドレスカウンタ6004の出力を選択
し、SRAMロウデコーダおよびコラムデコーダへ与え
る。SRAMアレイに対してはこのアドレスAc2に従
ったアクセスが行なわれ、対応のデータQ2が出力され
る。以後外部クロック信号Kの立上がりエッジでチップ
セレクト信号E#、キャッシュヒット指示信号CH#お
よびバーストイネーブル信号BE#を“L”とすること
により外部から与えられるアドレス信号Acが無視さ
れ、アドレスカウンタ6004からのSRAMアレイへ
のアクセスが実行される。すなわち、内部クロック信号
int.Kがゲート回路6003を介してアドレスカウ
ンタ6004へ与えられる。アドレスカウンタ6004
はこの内部クロック信号に従ってカウント動作(カウン
トアップまたはカウントダウン動作)を実行し、そのカ
ウント値をマルチプレクサ回路6007へ与える。
The down counter 6005 is activated in response to the active state (“L”) of the internal burst enable signal / BE, and performs a countdown operation from the value stored in the burst data number storage circuit 6006. At the time of this count operation, down counter circuit 6005 generates a signal indicating that the burst mode is being performed and supplies the signal to multiplexer circuit 6007. Multiplexer circuit 6007 selects the output of address counter 6004 in response to the burst mode instruction signal from down counter 6005, and applies it to SRAM row decoder and column decoder. Access to the SRAM array according to the address Ac2 is performed, and corresponding data Q2 is output. Thereafter, when the chip select signal E #, the cache hit instruction signal CH #, and the burst enable signal BE # are set to "L" at the rising edge of the external clock signal K, the externally applied address signal Ac is ignored. Access to the SRAM array is executed. That is, the internal clock signal int. K is applied to address counter 6004 via gate circuit 6003. Address counter 6004
Executes a count operation (count-up or count-down operation) according to the internal clock signal, and supplies the count value to multiplexer circuit 6007.

【0361】マルチプレクサ回路6007は、ダウンカ
ウンタ6005からの制御信号に従ってアドレスカウン
タ6004のカウント値を選択し、SRAMロウデコー
ダおよびコラムデコーダへ与える。したがって、バース
トモード中においては、このアドレスカウンタ6004
からのカウント値に従ったアクセスが行なわれ、対応の
データQ3、…が各クロックサイクル毎に出力される。
バーストモード動作は、バーストモードイネーブル信号
BE#が外部クロック信号Kの立上がりエッジで“H”
に設定された状態で終了するかまたはダウンカウンタ6
005がカウントダウン動作を完了した時点で終了す
る。バーストデータ数格納回路6006に格納されるバ
ーストデータ数情報は予め固定的にプログラムされて設
定されていてもよく、また各バースト転送モード時にコ
マンドレジスタ等に格納される構成であってもよい。
The multiplexer circuit 6007 selects the count value of the address counter 6004 according to the control signal from the down counter 6005, and supplies it to the SRAM row decoder and column decoder. Therefore, during burst mode, address counter 6004
, And corresponding data Q3,... Are output every clock cycle.
In the burst mode operation, the burst mode enable signal BE # is set to “H” at the rising edge of the external clock signal K.
To end in the state set to or
005 ends when the countdown operation is completed. The burst data number information stored in the burst data number storage circuit 6006 may be fixedly programmed in advance and set, or may be stored in a command register or the like in each burst transfer mode.

【0362】なお図169に示す構成においては、ゲー
ト回路6003はワンショットパルス信号φBEに従っ
て内部クロック信号int.Kの伝達を禁止している。
この場合、ゲート回路6003を用いずに、内部クロッ
ク信号int.Kとワンショットパルス信号φBEが与
えられたときアドレスカウンタ6004が内部アドレス
int.Acをカウント初期値として設定するように構
成されてもよい。図171はアドレスカウンタ回路の具
体的構成の一例を示す図である。図171を参照して、
アドレスカウンタ6004は、継続接続されたn個のバ
イナリカウンタ回路BCC1〜BCCnを含む。バイナ
リカウンタ回路BCC1〜BCCnは、非同期型のカウ
ンタ回路であり、最下位のバイナリカウンタ回路BCC
1へ対してのみ内部クロック信号int.Kが与えられ
る。バイナリカウンタ回路はそれぞれ2進カウント動作
を実行し、カウント値が“1”に達したときキャリ信号
CK0〜CKn−1を出力する。このキャリ出力CK0
〜CKn−1はそれぞれ次段のバイナリカウンタ回路B
CC2〜BCCnのクロック入力へ与えられる。
In the structure shown in FIG. 169, gate circuit 6003 operates according to one-shot pulse signal φBE to generate internal clock signal int. K transmission is prohibited.
In this case, the internal clock signal int. K and one-shot pulse signal φBE are applied, address counter 6004 reads internal address int. Ac may be configured to be set as the count initial value. FIG. 171 is a diagram showing an example of a specific configuration of the address counter circuit. Referring to FIG.
The address counter 6004 includes n continuously connected binary counter circuits BCC1 to BCCn. The binary counter circuits BCC1 to BCCn are asynchronous counter circuits, and the lowest binary counter circuit BCC1
1 only for the internal clock signal int. K is given. Each of the binary counter circuits executes a binary counting operation, and outputs carry signals CK0 to CKn-1 when the count value reaches "1". This carry output CK0
To CKn-1 are binary counter circuits B at the next stage, respectively.
CC2 to BCCn.

【0363】バイナリカウンタ回路BCC1〜BCCn
からはそれぞれ相補なカウント値A0,*A0〜An,
*An−1が発生される。アドレスカウンタ6004は
さらにカウントアップ動作を実行するかカウントダウン
動作を実行するかを決定するためのアップ/ダウン切換
回路6010を含む。このアップ/ダウン切換回路60
10は、アップ/ダウン設定信号φUDに応答してカウ
ンタ回路BCC1〜BCCnからの出力A0〜Anおよ
び相補出力*A0〜*An−1のいずれかを選択的に通
過させる。カウントアップ動作が設定された場合にはア
ップ/ダウン切換回路6010はカウンタ出力A0〜A
nを選択する。カウントダウン動作が設定された場合に
は、アップ/ダウン切換回路6010は相補出力*A0
〜*An−1を選択する。
[0363] Binary counter circuits BCC1 to BCCn
From the complementary count values A0, * A0 to An,
* An-1 is generated. Address counter 6004 further includes an up / down switching circuit 6010 for determining whether to execute a count-up operation or a count-down operation. This up / down switching circuit 60
10 selectively passes one of the outputs A0 to An and the complementary outputs * A0 to * An-1 from the counter circuits BCC1 to BCCn in response to the up / down setting signal φUD. When the count-up operation is set, the up / down switching circuit 6010 outputs the counter outputs A0 to A
Select n. When the countdown operation is set, the up / down switching circuit 6010 outputs the complementary output * A0
Select ~ * An-1.

【0364】このアップ/ダウン設定信号φUDはコマ
ンドレジスタに設定される制御信号であってもよく、ま
た配線等により固定的にいずれか一方のカウント動作を
設定するようにされる制御信号であってもよい。カウン
タ回路の構成としては、図171に示す構成に限定され
ず、初期値を設定することのできる機能を備えるカウン
タ回路であればいずれの構成が用いられてもよい。図1
72は図169に示すバーストデータ数格納回路600
6の具体的構成の一例を示す図である。この図172に
示す構成においては、バーストデータ数格納回路600
6としてコマンドレジスタが利用される。バーストデー
タ数格納回路6006は、制御信号φCRに応答してデ
ータ入出力ピン端子へ与えられたデータDQを伝達する
スイッチングトランジスタTr600と、スイッチング
トランジスタTr600を介して与えられたデータをラ
ッチするためのインバータ回路V600、V601およ
びV602を含む。インバータ回路V600およびV6
01がラッチ回路を構成する。
The up / down setting signal φUD may be a control signal set in a command register, or a control signal for fixedly setting one of the count operations by wiring or the like. Is also good. The configuration of the counter circuit is not limited to the configuration illustrated in FIG. 171, and any configuration may be used as long as the counter circuit has a function of setting an initial value. FIG.
72 is a burst data number storage circuit 600 shown in FIG.
6 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of No. 6. FIG. In the configuration shown in FIG. 172, burst data number storage circuit 600
As 6, a command register is used. Burst data number storage circuit 6006 includes switching transistor Tr600 transmitting data DQ applied to a data input / output pin terminal in response to control signal φCR, and an inverter for latching data applied via switching transistor Tr600. Includes circuits V600, V601 and V602. Inverter circuits V600 and V6
01 constitutes a latch circuit.

【0365】制御信号φCRは、コマンドレジスタ設定
モード時において発生される制御信号であり、このバー
ストデータ数を格納するために用いられるコマンドレジ
スタに応じて制御信号の組合わせ(コマンドレジスタ指
示信号Ar、Ar1およびW#)が異なる。この図17
2に示す構成においては、バーストデータ数情報がデー
タ入出力端子DQを介して与えられるように示してい
る。しかしながら、これはデータ入力端子Dおよびデー
タ出力端子Qそれぞれから与えられる構成であってもよ
い。バーストデータ数情報は、コマンドレジスタではな
く、専用のレジスタに格納されてもよい。 「バーストモード機能の他の記憶装置への適用」図17
3は他のバーストモード機能付半導体メモリの構成を示
す図である。図173において、半導体記憶装置670
0は、行および列状に配列されたメモリセルを含むメモ
リアレイ6701と、メモリアレイ6701の行を選択
するためのロウデコーダ6702と、メモリアレイ67
01の列を選択するためのコラムデコーダ6703を含
む。
Control signal φCR is a control signal generated in the command register setting mode, and a combination of control signals (command register instruction signals Ar, Ar1 and W #) are different. This FIG.
In the configuration shown in FIG. 2, it is shown that the information on the number of burst data is given via the data input / output terminal DQ. However, this may be a configuration provided from each of the data input terminal D and the data output terminal Q. The burst data number information may be stored in a dedicated register instead of the command register. “Application of Burst Mode Function to Other Storage Devices” FIG. 17
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of another semiconductor memory with a burst mode function. In FIG. 173, the semiconductor memory device 670
0 denotes a memory array 6701 including memory cells arranged in rows and columns, a row decoder 6702 for selecting a row of the memory array 6701, and a memory array 671.
A column decoder 6703 for selecting column 01 is included.

【0366】クロック制御回路6706は、外部から与
えられるチップセレクト信号/CS、ライトイネーブル
信号/W、アウトプットイネーブル信号/OEおよびバ
ーストモード要求信号BEを受け、各内部制御信号を発
生する。この半導体記憶装置6700は、スタティック
型の半導体記憶装置を想定している。しかしながら、ス
タティックコラムモード、ページモード等の高速動作モ
ードを備えるダイナミック型半導体記憶装置が用いられ
てもよい。アドレスカウント回路6705およびマルチ
プレクサ回路6707の構成は上で説明したものと同様
であり、その構成は示さない。上述のように、バースト
モード時においてアドレスを発生するアドレスカウント
回路6705を設けることにより、バーストモード用の
アドレス発生回路を記憶装置の外部に接続する必要がな
くなり、システムのサイズが低減される。また、外部に
設けられたバーストモード用のアドレスカウンタによる
半導体記憶装置に接続する配線が不要となり、この接続
用信号線における信号の遅延およびこの接続配線におけ
る充放電に伴う消費電流を低減することができる。さら
に、このようなバーストモード用のアドレスカウント回
路を半導体記憶装置内部に設けることにより、バースト
モード機能付CPUに対する接続を容易に行なうことが
できる。
Clock control circuit 6706 receives an externally applied chip select signal / CS, write enable signal / W, output enable signal / OE and burst mode request signal BE, and generates each internal control signal. This semiconductor memory device 6700 is assumed to be a static semiconductor memory device. However, a dynamic semiconductor memory device having a high-speed operation mode such as a static column mode or a page mode may be used. The configurations of the address count circuit 6705 and the multiplexer circuit 6707 are the same as those described above, and the configurations are not shown. As described above, the provision of the address count circuit 6705 for generating an address in the burst mode eliminates the need to connect the burst mode address generation circuit to the outside of the storage device, thereby reducing the size of the system. In addition, wiring for connecting to the semiconductor memory device by means of an externally provided burst mode address counter is not required, so that it is possible to reduce signal delay on this connection signal line and current consumption due to charging and discharging on this connection wiring. it can. Further, by providing such a burst mode address count circuit inside the semiconductor memory device, connection to a CPU with a burst mode function can be easily performed.

【0367】なお、図169に示す構成において、アド
レスカウンタ6004へはアドレスバッファからの内部
アドレスが初期カウント値としてプリセットされてい
る。しかしながら、このアドレスカウンタ6004の初
期カウント値はコマンドレジスタに設定される構成であ
ってもよい。また図173に示す半導体記憶装置は他の
キャッシュ内蔵型の半導体記憶装置であってもよい。 「他の機能:スリープモード」以下に、スタンバイ時の
消費電流を低減するための動作モード、すなわち、スリ
ープモードについて説明する。このスリープモードの機
能は図1に示す付加機能制御回路299により実現され
る。
In the structure shown in FIG. 169, an internal address from the address buffer is preset in address counter 6004 as an initial count value. However, the initial count value of the address counter 6004 may be set in the command register. The semiconductor memory device shown in FIG. 173 may be another semiconductor memory device with a built-in cache. "Other functions: sleep mode" An operation mode for reducing current consumption during standby, that is, a sleep mode, will be described below. The function of the sleep mode is realized by the additional function control circuit 299 shown in FIG.

【0368】前述のごとく、この発明のCDRAMは外
部クロック信号Kに同期してアドレス信号、外部制御信
号および書込データの取込みを行なっている。したがっ
て、スタンバイモード時においてもこの外部信号を受け
るバッファにおいては電流が消費されることになる。図
174はアドレスバッファ(252;図1:図80 3
60)の1ビットに関連する部分の構成を示す図であ
る。図174を参照して、アドレスバッファ7001
は、内部クロック信号int.Kに応答して与えられた
データを反転して通過させるクロックトインバータ70
11と、クロックトインバータ7011の出力をラッチ
するためのインバータ7013および7014を含む。
クロックトインバータ7011は、その正の制御入力に
内部クロック信号int.Kをインバータ7012を介
して受け、その相補制御入力に内部クロック信号in
t.Kを受ける。
As described above, the CDRAM of the present invention fetches an address signal, an external control signal, and write data in synchronization with external clock signal K. Therefore, even in the standby mode, current is consumed in the buffer receiving the external signal. FIG. 174 shows the address buffer (252; FIG. 1: FIG.
FIG. 60 is a diagram illustrating a configuration of a portion related to one bit of 60). Referring to FIG. 174, address buffer 7001
Is the internal clock signal int. A clocked inverter 70 for inverting and passing given data in response to K
11 and inverters 7013 and 7014 for latching the output of clocked inverter 7011.
Clocked inverter 7011 has an internal clock signal int. K via an inverter 7012 and its complementary control input to the internal clock signal in.
t. Receive K.

【0369】クロックトインバータ7014は、その正
の制御入力にチップセレクト信号Eをインバータ701
5を介して受け、その相補制御入力にチップセレクト信
号Eを受ける。インバータ7013とクロックトインバ
ータ7014とは反並行(または交差接続)形態に接続
され、ラッチ回路を構成する。図174に示す構成にお
いては、内部クロック信号int.Kの立上がりに応答
してクロックトインバータ7011は出力ハイインピー
ダンス状態となる。クロックトインバータ7014はチ
ップセレクト信号Eの立下がりに応答してインバータと
して機能する。この状態において、チップセレクト信号
Eの立下がりに応答してインバータ7013およびクロ
ックドインバータ7014からなるラッチ回路が構成さ
れる。インバータ7013から内部アドレス信号in
t.Aが発生される。
Clocked inverter 7014 applies chip select signal E to its positive control input to inverter 701
5 receives the chip select signal E at its complementary control input. Inverter 7013 and clocked inverter 7014 are connected in an anti-parallel (or cross-connected) configuration to form a latch circuit. In the configuration shown in FIG. 174, internal clock signal int. In response to the rise of K, clocked inverter 7011 attains an output high impedance state. Clocked inverter 7014 functions as an inverter in response to the fall of chip select signal E. In this state, a latch circuit including inverter 7013 and clocked inverter 7014 is formed in response to the fall of chip select signal E. Internal address signal in from inverter 7013
t. A is generated.

【0370】すなわち、外部クロック信号Kの立上がり
エッジでその時点において与えられていた外部アドレス
Aがインバータ7013およびクロックトインバータ7
014からなるラッチ回路によりラッチされ、内部アド
レスint.Aが発生される。図174に示すように、
このチップセレクト信号Eが“H”にありチップ非選択
状態にあった場合においても、内部クロック信号in
t.Kが持続的に与えられる。したがって、スタンバイ
状態において、このクロックトインバータ7011が動
作し、電流が消費される。図175は制御クロックバッ
ファに含まれるクロックバッファ回路の構成を示す図で
ある。この図175においては、チップセレクト信号E
#に関連するバッファが一例として示される。図175
において、バッファ回路7021は内部クロック信号i
nt.Kをそのゲートに受けるpチャネルMOSトラン
ジスタTr700と、外部チップセレクト信号E#をそ
のゲートに受けるpチャネルMOSトランジスタTr7
01と、外部チップセレクト信号E#をそのゲートに受
けるnチャネルMOSトランジスタTr702と、内部
クロック信号の反転信号/int.Kをそのゲートに受
けるnチャネルMOSトランジスタTr703を含む。
トランジスタTr700〜Tr703は電源電位VC C
と他方電源電位(接地電位)VS S との間に直列に接続
される。この図175に示す構成においては、内部クロ
ック信号int.Kの立上がりエッジでこのバッファ回
路7021は出力ハイインピーダンス状態となり、その
出力部をそれまでに与えられていた信号電位のフローテ
ィング状態に設定する。このバッファ回路の構成におい
ては、次段にインバータ回路またはラッチ回路が設けら
れる構成であってもよい。
In other words, external address A given at that time at the rising edge of external clock signal K is applied to inverter 7013 and clocked inverter 7.
014 is latched by an internal address int. A is generated. As shown in FIG.
Even when the chip select signal E is at "H" and the chip is not selected, the internal clock signal in
t. K is given continuously. Therefore, in the standby state, clocked inverter 7011 operates and consumes current. FIG. 175 is a diagram showing a configuration of a clock buffer circuit included in the control clock buffer. In FIG. 175, chip select signal E
The buffer associated with # is shown as an example. FIG.
, The buffer circuit 7021 receives the internal clock signal i
nt. P-channel MOS transistor Tr700 receiving K at its gate and p-channel MOS transistor Tr7 receiving external chip select signal E # at its gate
01, an n-channel MOS transistor Tr702 receiving at its gate an external chip select signal E #, and an inverted signal / int. An n-channel MOS transistor Tr703 receiving K at its gate is included.
The transistors Tr700 to Tr703 are connected to the power supply potential V CC.
And the other power supply potential (ground potential) V SS . In the configuration shown in FIG. 175, internal clock signal int. At the rising edge of K, buffer circuit 7021 enters an output high-impedance state, and its output portion is set to a floating state of the signal potential applied so far. In the configuration of the buffer circuit, an inverter circuit or a latch circuit may be provided in the next stage.

【0371】この図175に示すように、制御クロック
においても内部クロック信号int.Kに応じてその出
力部へ情報伝達が行なわれており、したがってスタンバ
イ時においても電流が消費される。そこで、このスタン
バイ時における消費電流を低減するための構成について
以下に説明する。図176はスリープモード動作を示す
信号波形図である。スリープモードは外部クロック信号
Kと非同期に設定される。このスリープモードの設定は
コマンドレジスタ設定信号CR#により行なわれる。す
なわち、この制御信号CR#が“L”に立下がると内部
クロック信号int.Kの発生が停止される。これによ
り、たとえばスタンバイ時における各バッファ回路の動
作が停止される。次にこのスリープモードを実現するた
めの回路構成について説明する。
As shown in FIG. 175, the internal clock signal int. Information is transmitted to the output section in accordance with K, and therefore current is consumed even during standby. Therefore, a configuration for reducing the current consumption during standby will be described below. FIG. 176 is a signal waveform diagram representing a sleep mode operation. The sleep mode is set asynchronously with the external clock signal K. The setting of the sleep mode is performed by a command register setting signal CR #. That is, when control signal CR # falls to "L", internal clock signal int. The generation of K is stopped. Thereby, for example, the operation of each buffer circuit during standby is stopped. Next, a circuit configuration for realizing the sleep mode will be described.

【0372】図177はスリープモードを実現するため
の回路構成を機能的に示すブロック図である。図177
において、スリープモード制御系は、制御信号CR#に
応答してスリープモード制御信号SLEEPを発生する
スリープ制御回路7052と、スリープ制御回路705
2からのスリープモード制御信号SLEEPに応答して
内部クロック信号int.Kの発生/停止を制御する内
部クロック発生回路7051を含む。この内部クロック
発生回路7051は図1および図80に示すクロックバ
ッファ254に対応する。スリープ制御回路7052は
図1に示す付加機能制御回路299に含まれていてもよ
く、またコマンドレジスタが用いられてもよい。図17
8は図177に示す内部クロック発生回路7051の具
体的構成の一例を示す図である。図178を参照して、
内部クロック発生回路7051は、スリープモード制御
信号SLEEPを受けるインバータ回路7061と、外
部クロック信号Kとインバータ回路7061の出力を受
けるNAND回路7062と、NAND回路7062の
出力を受けるインバータ回路7063を含む。スリープ
モード制御信号SLEEPはスリープモード設定時には
“H”に設定される。NAND回路7062はインバー
タ回路7061の出力が“H”のときにインバータとし
て機能する。インバータ回路7061の出力が“L”レ
ベルにあれば、NAND回路7062の出力は“H”レ
ベルに固定される。
FIG. 177 is a block diagram functionally showing a circuit configuration for realizing the sleep mode. FIG.
, The sleep mode control system includes a sleep control circuit 7052 that generates a sleep mode control signal SLEEP in response to the control signal CR #, and a sleep control circuit 705.
2 in response to sleep mode control signal SLEEP from internal clock signal int. An internal clock generation circuit 7051 for controlling generation / stop of K is included. This internal clock generation circuit 7051 corresponds to clock buffer 254 shown in FIGS. The sleep control circuit 7052 may be included in the additional function control circuit 299 shown in FIG. 1, or a command register may be used. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a specific configuration of the internal clock generation circuit 7051 shown in FIG. Referring to FIG.
Internal clock generation circuit 7051 includes an inverter circuit 7061 receiving sleep mode control signal SLEEP, a NAND circuit 7062 receiving an external clock signal K and an output of inverter circuit 7061, and an inverter circuit 7063 receiving an output of NAND circuit 7062. The sleep mode control signal SLEEP is set to “H” when the sleep mode is set. The NAND circuit 7062 functions as an inverter when the output of the inverter circuit 7061 is "H". If the output of inverter circuit 7061 is at "L" level, the output of NAND circuit 7062 is fixed at "H" level.

【0373】したがって、図178に示す構成によれ
ば、スリープモード制御信号SLEEPにより外部クロ
ック信号Kの発生および停止を制御することができる。
図179はスリープモード制御信号を発生するスリープ
制御回路7052の具体的構成の一例を示す図である。
図179を参照して、スリープ制御回路7052は、外
部コマンドレジスタ設定信号CR#とインバータ回路7
507の出力とを受けるゲート回路(NOR回路)75
01と、ゲート回路7501の出力を受けるインバータ
回路7502と、インバータ回路7502の出力を受け
るインバータ回路7503と、インバータ回路7503
の出力とゲート回路(NAND回路)7506の出力を
受けるゲート回路(NAND回路)7503を含む。
Therefore, according to the configuration shown in FIG. 178, generation and stop of external clock signal K can be controlled by sleep mode control signal SLEEP.
FIG. 179 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the sleep control circuit 7052 that generates a sleep mode control signal.
Referring to FIG. 179, sleep control circuit 7052 includes external command register setting signal CR # and inverter circuit 7
Gate circuit (NOR circuit) 75 receiving the output of 507
01, an inverter circuit 7502 receiving the output of the gate circuit 7501, an inverter circuit 7503 receiving the output of the inverter circuit 7502, and an inverter circuit 7503.
, And a gate circuit (NAND circuit) 7503 receiving the output of the gate circuit (NAND circuit) 7506.

【0374】スリープ制御回路7052はさらに、外部
コマンドレジスタ設定信号CR#を受けるインバータ回
路7504と、インバータ回路7504の出力と外部制
御信号Ar0、Ar1、およびW#を受けるゲート回路
(NAND回路)7505と、NAND回路7503お
よび7505の両出力を受けるゲート回路7506と、
ゲート回路7506の出力を受けるインバータ回路75
07と、インバータ回路7507の出力を受けるインバ
ータ回路7508を含む。インバータ回路7508から
スリープモード制御信号SLEEPが発生される。図1
79においてはさらに、CR#バッファ7600が示さ
れる。このCR#バッファ7600は制御クロックバッ
ファ(図1の参照番号250等を参照)に含まれる。こ
のCR#バッファ7600は、内部クロック信号in
t.Kに応答して外部コマンドレジスタ設定信号CR#
を取込み内部制御信号CRを発生する。
The sleep control circuit 7052 further includes an inverter circuit 7504 for receiving the external command register setting signal CR #, a gate circuit (NAND circuit) 7505 for receiving the output of the inverter circuit 7504 and the external control signals Ar0, Ar1, and W #. , A gate circuit 7506 receiving both outputs of NAND circuits 7503 and 7505,
Inverter circuit 75 receiving the output of gate circuit 7506
07 and an inverter circuit 7508 receiving the output of the inverter circuit 7507. Inverter circuit 7508 generates sleep mode control signal SLEEP. FIG.
At 79, a CR # buffer 7600 is further shown. This CR # buffer 7600 is included in a control clock buffer (see reference numeral 250 and the like in FIG. 1). This CR # buffer 7600 receives the internal clock signal in
t. External command register setting signal CR # in response to K
To generate an internal control signal CR.

【0375】次にこの図179に示すスリープ制御回路
7052の動作をその動作波形図である図180を参照
して説明する。図179に示す信号CR#、Ar0、A
r1、およびW#はすべて外部制御信号である。したが
って、このスリープ制御回路7052はクロック信号K
と非同期的に動作する。外部コマンドレジスタ設定信号
CR#が“H”の場合、ゲート回路7501の出力は
“L”である。したがってインバータ回路7503の出
力も“L”レベルにある。一方インバータ回路7504
の出力は“L”となる。したがって、ゲート回路750
5の出力は制御信号Ar0、Ar1、およびW#の状態
に関係なく“H”となる。ゲート回路7506はその両
入力に“H”に信号を受ける。したがってゲート回路7
506の出力は“L”となり、スリープモード制御信号
SLEEPは“L”となる。
The operation of sleep control circuit 7052 shown in FIG. 179 will now be described with reference to the operation waveform diagram of FIG. Signals CR #, Ar0, A shown in FIG.
r1 and W # are all external control signals. Therefore, sleep control circuit 7052 outputs clock signal K
Works asynchronously with. When the external command register setting signal CR # is “H”, the output of the gate circuit 7501 is “L”. Therefore, the output of inverter circuit 7503 is also at "L" level. On the other hand, the inverter circuit 7504
Is "L". Therefore, the gate circuit 750
The output of No. 5 becomes "H" regardless of the state of the control signals Ar0, Ar1, and W #. Gate circuit 7506 receives a signal at "H" at both inputs. Therefore, the gate circuit 7
The output of 506 becomes “L”, and the sleep mode control signal SLEEP becomes “L”.

【0376】スリープモードの設定にあたっては外部コ
マンドレジスタ設定信号CR#が“L”に設定される。
また制御信号Ar0、Ar1およびW#が続いて“H”
に設定される。この状態においては、ゲート回路750
5はそのすべての入力に“H”の信号を受けるため、そ
の出力は“L”となる。ゲート回路7506はその一方
入力に“L”の信号を受けるため、その出力が“H”と
なり、スリープモード制御信号SLEEPが“H”に立
上がる。スリープモード制御信号SLEEPが“H”に
なった状態においては、インバータ回路7507の出力
は“L”になる。このため、ゲート回路7501はその
両入力が“L”となり、その出力は“H”となる。この
結果、ゲート回路7503はその両入力が“H”レベル
となり、その出力が“L”となる。
In setting the sleep mode, external command register setting signal CR # is set to "L".
The control signals Ar0, Ar1, and W # are followed by "H".
Is set to In this state, gate circuit 750
5 receives an "H" signal at all its inputs, and its output becomes "L". Gate circuit 7506 receives a signal of "L" at one input, so that its output becomes "H" and sleep mode control signal SLEEP rises to "H". In a state where the sleep mode control signal SLEEP has become “H”, the output of the inverter circuit 7507 becomes “L”. Therefore, both inputs of the gate circuit 7501 are "L" and its output is "H". As a result, both inputs of the gate circuit 7503 become "H" level and its output becomes "L".

【0377】この状態においては、ゲート回路7506
の一方入力へはゲート回路7503から“L”の信号が
与えられるため、外部制御信号Ar0,Ar1およびW
#の状態にかかわらずゲート回路7506の出力は
“H”となる。この状態において外部コマンドレジスタ
設定信号CR#を“H”へ立上げると、スリープモード
制御信号SLEEPは“L”に立上がる。それによりス
リープモードの解除が行なわれる。スリープモードによ
り内部クロック信号int.Kの発生を停止させた場
合、内部クロック信号int.Kの立上がりエッジで外
部リフレッシュ指示信号REF#の取込みを行なうこと
ができない。このため、オートリフレッシュを実行する
ことができなくなる。このため、スリープモード期間中
は、オートリフレッシュに代えてセルフリフレッシュを
実行する必要がある。このスリープモード中にセルフリ
フレッシュを実行するための回路構成を図181に示
す。
In this state, gate circuit 7506
Is supplied from gate circuit 7503 to "L" signal, so that external control signals Ar0, Ar1 and W
The output of the gate circuit 7506 becomes "H" regardless of the state of #. In this state, when the external command register setting signal CR # rises to "H", the sleep mode control signal SLEEP rises to "L". Thereby, the sleep mode is released. The internal clock signal int. K is stopped, the internal clock signal int. External refresh instruction signal REF # cannot be taken in at the rising edge of K. Therefore, it becomes impossible to execute the auto refresh. Therefore, during the sleep mode, it is necessary to execute a self-refresh instead of the auto-refresh. FIG. 181 shows a circuit configuration for executing the self-refresh during the sleep mode.

【0378】図181を参照して、オート/リフレッシ
ュモードをスリープモードの実行に応じて切換えるため
に、セルフリフレッシュ切換回路7401が設けられ
る。セルフリフレッシュ切換回路7401は内部クロッ
ク信号int.Kの発生を監視し、内部クロックin
t.Kの発生が停止された場合にはセルフリフレッシュ
切換信号Selfを発生する。リフレッシュタイマ74
02は、このセルフリフレッシュ切換信号Selfに応
答して起動され、所定の間隔でリフレッシュ要求信号/
REFREQを発生し、クロックジェネレータ7403
へ与える。クロックジェネレータ7403は外部クロッ
ク信号Kおよび外部リフレッシュ指示信号REF#とリ
フレッシュタイマ7402からのリフレッシュ要求信号
/REFREQを受け、リフレッシュを実行すべきか否
かを判定し、リフレッシュ実行に必要な各種制御信号を
発生する。このクロックジェネレータ7403の構成
は、図138に示す構成が用いられてもよい。クロック
ジェネレータ7403の実行する機能は図138に示す
ものと同様である。ただしここでは入出力切換えの機能
は示されていない。
Referring to FIG. 181, a self-refresh switching circuit 7401 is provided for switching the auto / refresh mode according to the execution of the sleep mode. Self-refresh switching circuit 7401 provides internal clock signal int. K is monitored and the internal clock in
t. When the generation of K is stopped, a self-refresh switching signal Self is generated. Refresh timer 74
02 is activated in response to the self-refresh switching signal Self, and the refresh request signal /
REFREQ is generated and a clock generator 7403 is generated.
Give to. Clock generator 7403 receives external clock signal K, external refresh instruction signal REF # and refresh request signal / REFREQ from refresh timer 7402, determines whether or not to execute refresh, and generates various control signals required for executing refresh. I do. As the configuration of clock generator 7403, the configuration shown in FIG. 138 may be used. The functions executed by clock generator 7403 are the same as those shown in FIG. However, the function of input / output switching is not shown here.

【0379】セルフリフレッシュ切換回路7401は内
部クロック信号int.Kの立上がりに応答してカウン
ト動作を実行し、この内部クロック信号int.Kが所
定の期間(たとえば1クロックサイクル)中に与えられ
ない場合にセルフリフレッシュ切換信号Selfを発生
する。セルフリフレッシュ切換回路7401は、内部ク
ロック信号int.Kの立上がりに応答してリセットさ
れ、セルフリフレッシュ切換信号Selfをオートリフ
レッシュ指示状態に設定する。リフレッシュタイマ74
02は図137に示したものと同様であり、セルフリフ
レッシュ切換信号Selfに応答して所定間隔でリフレ
ッシュ要求信号/REFREQを発生する。クロックジ
ェネレータ7403は外部クロック信号Kの立上がりエ
ッジで外部リフレッシュ指示信号REF#を取込み、こ
のリフレッシュ指示信号REF#またはリフレッシュ要
求信号/REFREQのいずれかが活性状態にある場合
には、リフレッシュに必要な動作を実行する。クロック
ジェネレータ7403から発生される内部制御信号/R
ASおよび/CASはDRAMアレイのためのデコード
動作等を制御するための制御信号である。
Self-refresh switching circuit 7401 provides internal clock signal int. K in response to the rise of internal clock signal int. When K is not applied during a predetermined period (for example, one clock cycle), self-refresh switching signal Self is generated. Self-refresh switching circuit 7401 provides internal clock signal int. Reset is performed in response to the rise of K, and sets self-refresh switching signal Self to an auto-refresh instructing state. Refresh timer 74
02 is the same as that shown in FIG. 137, and generates a refresh request signal / REFREQ at predetermined intervals in response to the self-refresh switching signal Self. Clock generator 7403 takes in external refresh instructing signal REF # at the rising edge of external clock signal K. When either refresh instructing signal REF # or refresh request signal / REFREQ is in an active state, an operation necessary for refreshing is performed. Execute Internal control signal / R generated from clock generator 7403
AS and / CAS are control signals for controlling a decoding operation and the like for the DRAM array.

【0380】リフレッシュアドレスカウンタ7407は
図1等に示すリフレッシュアドレスカウンタ293に対
応する。図1に示す構成と対応すれば、クロックジェネ
レータ7403はオートリフレッシュモード検出回路2
91およびリフレッシュ制御回路292を含む。図18
2はリフレッシュ信号REFを発生する回路の構成を示
す図である。この図182に示す構成は図181に示す
クロックジェネレータ7403に含まれる。図182に
おいて、リフレッシュ信号REFを発生する回路は、内
部クロック信号int.Kに応答して外部リフレッシュ
指示信号REF#をラッチするREFバッファ7440
と、REFバッファ7440の出力とリフレッシュタイ
マ7402からのリフレッシュ要求信号/REFREQ
を受けるゲート回路7450を含む。ゲート回路745
0はその一方の入力が“L”となったときに“H”の信
号を出力する。リフレッシュ信号REFが“H”となっ
たときにリフレッシュが実行される。
A refresh address counter 7407 corresponds to the refresh address counter 293 shown in FIG. In correspondence with the configuration shown in FIG. 1, clock generator 7403 includes auto-refresh mode detection circuit 2
91 and a refresh control circuit 292. FIG.
2 is a diagram showing a configuration of a circuit for generating a refresh signal REF. The configuration shown in FIG. 182 is included in clock generator 7403 shown in FIG. In FIG. 182, a circuit for generating refresh signal REF operates according to internal clock signal int. REF buffer 7440 latching external refresh instruction signal REF # in response to K
REF buffer 7440 output and refresh request signal / REFREQ from refresh timer 7402
Receiving gate circuit 7450. Gate circuit 745
0 outputs a signal of "H" when one of its inputs becomes "L". The refresh is executed when the refresh signal REF becomes “H”.

【0381】図183はこの図181に示す回路の動作
を示す信号波形図である。以下、図181ないし図18
3を参照してオートリフレッシュ/セルフリフレッシュ
のスリープモード時における切換動作についてに説明す
る。時刻t1においてスリープモードが設定され、内部
クロック信号int.Kの発生が停止される。セルフリ
フレッシュ切換回路7401はこの時刻t1からカウン
ト動作を実行し、所定時間が経過すると時刻t2におい
てセルフリフレッシュ切換信号Selfを発生し、リフ
レッシュタイマ7402へ与える。リフレッシュタイマ
7402はこのセルフリフレッシュ切換信号Selfに
応答してリフレッシュ要求信号/REFREQを発生
し、クロックジェネレータ7403へ与える。
FIG. 183 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 181. Hereinafter, FIGS. 181 to 18
The switching operation in the auto refresh / self refresh sleep mode will be described with reference to FIG. At time t1, the sleep mode is set, and internal clock signal int. The generation of K is stopped. Self-refresh switching circuit 7401 performs a counting operation from time t1, and after a predetermined time elapses, generates self-refresh switching signal Self at time t2 and supplies it to refresh timer 7402. Refresh timer 7402 generates a refresh request signal / REFREQ in response to self-refresh switching signal Self and supplies it to clock generator 7403.

【0382】クロックジェネレータ7403はこのリフ
レッシュ要求信号/REFREQに応答してリフレッシ
ュ信号REFを発生し、かつ内部制御信号/RASを発
生する。このとき、内部制御信号/CASの発生は停止
される。内部制御信号/RASに応答してDRAMアレ
イにおける行選択動作およびセンス動作が実行され、セ
ルフリフレッシュが行なわれる。リフレッシュタイマ7
402は所定期間毎にリフレッシュ要求信号/REFR
EQを発生する。これに応じて内部制御信号/RASが
“L”に立上がり、リフレッシュが行なわれる。リフレ
ッシュアドレスカウンタ7407のリフレッシュアドレ
スは各リフレッシュサイクル毎にインクリメントまたは
デクリメントされる。
Clock generator 7403 generates refresh signal REF in response to refresh request signal / REFREQ, and generates internal control signal / RAS. At this time, generation of internal control signal / CAS is stopped. In response to internal control signal / RAS, a row selecting operation and a sensing operation in the DRAM array are performed, and a self refresh is performed. Refresh timer 7
402 is a refresh request signal / REFR every predetermined period.
Generate EQ. In response, internal control signal / RAS rises to "L", and refresh is performed. The refresh address of the refresh address counter 7407 is incremented or decremented in each refresh cycle.

【0383】時刻t3においてスリープモードが解除さ
れると、セルフリフレッシュ切換回路7401はリセッ
トされてセルフリフレッシュ切換信号Selfの発生を
停止する。それによりリフレッシュタイマ7402はカ
ウント動作がリセットかつ禁止される。この図181に
示す構成においてはセルフリフレッシュ切換回路740
1が内部クロック信号int.Kをモニタしてセルフリ
フレッシュ切換信号Selfを発生している。セルフリ
フレッシュ切換回路7401はスリープモード制御信号
SLEEPをモニタする構成とされてもよい。また、リ
フレッシュタイマ7402がスリープモード制御信号S
LEEPに応答して活性化される構成が用いられてもよ
い。
When the sleep mode is released at time t3, self-refresh switching circuit 7401 is reset to stop generating self-refresh switching signal Self. As a result, the count operation of refresh timer 7402 is reset and inhibited. In the configuration shown in FIG. 181, self-refresh switching circuit 740
1 is the internal clock signal int. K is monitored to generate a self-refresh switching signal Self. Self refresh switching circuit 7401 may be configured to monitor sleep mode control signal SLEEP. The refresh timer 7402 outputs the sleep mode control signal S
A configuration that is activated in response to LEEP may be used.

【0384】さらにこの図181に示すリフレッシュ制
御系は図137に示すオートリフレッシュ/セルフリフ
レッシュ切換回路と共用されてもよい。図184はスリ
ープモード制御信号SLEEPを発生する他の回路構成
例を示す図である。図184に示す構成においては、外
部チップセレクト信号E#およびアレイアクセス指示信
号CI#(CC1#に対応)によりスリープモードの設
定が行なわれる。図184を参照して、スリープモード
制御回路7052は、内部チップセレクト信号CE#を
受けるインバータ回路7601と、インバータ回路76
01の出力とゲート回路7604の出力とを受けるゲー
ト回路7602と、外部アレイアクセス支持信号CI#
を受けるインバータ回路7603と、ゲート回路760
2の出力とインバータ回路7603の出力を受けるゲー
ト回路7604とゲート回路7604の出力を受けるイ
ンバータ回路7605を含む。
Further, the refresh control system shown in FIG. 181 may be shared with the auto refresh / self refresh switching circuit shown in FIG. FIG. 184 is a diagram showing another example of a circuit configuration for generating the sleep mode control signal SLEEP. In the configuration shown in FIG. 184, the sleep mode is set by external chip select signal E # and array access instruction signal CI # (corresponding to CC1 #). Referring to FIG. 184, sleep mode control circuit 7052 includes inverter circuit 7601 receiving internal chip select signal CE #, and inverter circuit 76
01 and the output of gate circuit 7604, and external array access support signal CI #
An inverter circuit 7603 receiving the signal, and a gate circuit 760
2 and a gate circuit 7604 receiving the output of the inverter circuit 7603 and an inverter circuit 7605 receiving the output of the gate circuit 7604.

【0385】図184においては、制御クロックバッフ
ァに含まれるEバッファ7650およびCIバッファ7
651も合わせて示される。このEバッファ7650お
よびCIバッファ7651はそれぞれ内部クロック信号
int.Kの立上がりエッジで外部信号E#およびCI
#をそれぞれ取込み内部制御信号EおよびCIを発生す
る。図185は図184に示す回路の動作を示す信号波
形図である。以下、図184および図185を参照して
スリープモード設定動作について説明する。図184に
示す回路構成においては、外部制御信号E#およびCI
#の組合わせでスリープモードの設定が行なわれる。チ
ップセレクト信号E#が“H”にありかつキャッシュア
クセス禁止信号CI#が“L”のときにスリープモード
が設定される。この状態においては、ゲート回路760
2の出力が“H”となり、インバータ回路7603の出
力が“H”となる。ゲート回路7604はその両入力が
共に“H”レベルとなるため、“L”の信号を出力す
る。これにより、インバータ回路7605からのスリー
プモード制御信号SLEEPが“H”に立上がる。
In FIG. 184, E buffer 7650 and CI buffer 7 included in the control clock buffer
651 is also shown. The E buffer 7650 and the CI buffer 7651 receive the internal clock signal int. External signals E # and CI at the rising edge of K
# Respectively to generate internal control signals E and CI. FIG. 185 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 184. Hereinafter, the sleep mode setting operation will be described with reference to FIGS. 184 and 185. In the circuit configuration shown in FIG. 184, external control signals E # and CI
The sleep mode is set by the combination of #. The sleep mode is set when the chip select signal E # is at "H" and the cache access inhibit signal CI # is at "L". In this state, gate circuit 760
2 becomes “H”, and the output of the inverter circuit 7603 becomes “H”. Gate circuit 7604 outputs an "L" signal because both inputs are at "H" level. Thereby, sleep mode control signal SLEEP from inverter circuit 7605 rises to "H".

【0386】キャッシュアクセス禁止信号CI#が
“H”に立上がると、ゲート回路7604の出力が
“H”に立上がり、スリープモード制御信号SLEEP
が“L”に立下がる。この図184に示す構成において
は、スリープモードの期間の長さはキャッシュアクセス
禁止信号CI#により決定される。このチップセレクト
信号E#とキャッシュアクセス禁止信号CI#はDRA
Mアレイへ直接アクセスする場合の制御信号として利用
される(すなわち、図185においてクロック信号Kの
立上がりエッジでチップセレクト信号E#が“L”にあ
り、かつキャッシュアクセス禁止信号CI#が“L”に
あればDRAMアレイへ直接アクセスされる。) したがってこのアレイへの直接アクセスサイクルの設定
時にスリープモードが設定されるのを防止するために、
図186に示すようにチップセレクト信号E#およびキ
ャッシュアクセス禁止信号CI#に対してセットアップ
時間Tsetupおよびホールド時間Tholdが設定
される。すなわち、図186に示すように、チップセレ
クト信号E#が“L”に立下がってからキャッシュアク
セス信号CI#が“L”に移行するまでのセットアップ
時間Tsetupとキャッシュアクセス禁止信号CI#
が“H”になってからチップセレクト信号E#が“H”
に移行するまでのホールド時間Tholdが指定され
る。アレイアクセス時においてキャッシュアクセス禁止
信号CI#はチップセレクト信号E#が“L”に移行し
てから“L”へ移行する。これによりアレイ直接アクセ
ス時にチップセレクト信号E#が“H”のときにキャッ
シュアクセス信号CI#が“L”に立下がる状態が禁止
され、スリープモードへの誤設定が防止される。
When cache access inhibit signal CI # rises to "H", the output of gate circuit 7604 rises to "H" and sleep mode control signal SLEEP
Falls to “L”. In the configuration shown in FIG. 184, the length of the sleep mode period is determined by cache access prohibition signal CI #. The chip select signal E # and the cache access inhibit signal CI # are DRA
It is used as a control signal for direct access to the M array (that is, in FIG. 185, chip select signal E # is at "L" at the rising edge of clock signal K, and cache access inhibit signal CI # is at "L". If it is, the DRAM array is directly accessed.) Therefore, in order to prevent the sleep mode from being set when setting a direct access cycle to this array,
As shown in FIG. 186, setup time Tsetup and hold time Thold are set for chip select signal E # and cache access prohibition signal CI #. That is, as shown in FIG. 186, the setup time Tsetup from when the chip select signal E # falls to "L" to when the cache access signal CI # shifts to "L" and the cache access inhibit signal CI #
Becomes "H", the chip select signal E # becomes "H".
Is designated as the hold time Thold before shifting to. At the time of array access, the cache access inhibit signal CI # shifts to "L" after the chip select signal E # shifts to "L". As a result, the state in which the cache access signal CI # falls to "L" when the chip select signal E # is "H" at the time of direct array access is prohibited, and erroneous setting to the sleep mode is prevented.

【0387】図187にこのCDRAMの動作モードを
設定するための制御信号状態の組合わせを一覧にして示
す。この図187に示すCDRAMの動作モードは図5
1に示すものと対応するが、一部追加機能に合わせて修
正を受けている。この図187に示す構成においてはバ
ーストモード動作および高速コピーバック動作およびD
RAMアレイとSRAMアレイにおけるラッチを用いた
データ転送が追加される。以下簡単に図187に示す追
加機能について説明する。バーストモードの設定は制御
信号E#、CH#およびCC2#(CR#)を“L”に
設定し、制御信号CC1#(CI#)を“H”に設定す
ることにより行なわれる。データ書込が行なわれるかデ
ータ読出が行なわれるかはライトイネーブル信号W#の
状態により決定される。ライトイネーブル信号W#が
“H”にあればヒットリードバースト動作が実行され
る。ライトイネーブル信号W#が“L”にあればヒット
ライトバースト動作が実行される。
FIG. 187 shows a list of combinations of control signal states for setting the operation mode of the CDRAM. The operation mode of the CDRAM shown in FIG.
1 corresponds to that shown in Fig. 1, but has been partially modified according to the added functions. In the configuration shown in FIG. 187, burst mode operation, high-speed copy-back operation and D
Data transfer using latches in RAM arrays and SRAM arrays is added. Hereinafter, the additional functions shown in FIG. 187 will be described briefly. The burst mode is set by setting the control signals E #, CH # and CC2 # (CR #) to "L" and setting the control signal CC1 # (CI #) to "H". Whether data writing or data reading is performed is determined by the state of write enable signal W #. If the write enable signal W # is at "H", the hit read burst operation is executed. If the write enable signal W # is at "L", the hit write burst operation is performed.

【0388】制御信号E#、CH#およびCC1#(C
I#)を“L”、制御信号CC2#(CR#)を“H”
に設定すれば、キャッシュヒット動作と共にDRAMア
レイへのデータ転送動作が実行される。すなわち、この
状態においては、キャッシュ(SRAM)とCPUとの
間でのデータ書込/読出が実行されるとともに、転送ゲ
ートに含まれるラッチ手段によりラッチされたデータが
DRAMアレイへ転送される。ヒットリード動作が行な
われるかヒットライト動作が行なわれるかはライトイネ
ーブル信号W#の状態により決定される。またキャッシ
ュミス時の状態においては、キャッシュから転送ゲート
に含まれるラッチ手段へのデータの転送が行なわれると
ともに、DRAMアレイからSRAMアレイ(キャッシ
ュ)へデータが転送され、かつこのキャッシュ(SRA
M)を介してCPUとのデータの書込/読出が行なわれ
る。この状態はチップセレクト信号E#を“L”に設定
することにより実行される。ミスリードであるかミスラ
イトであるかはライトイネーブル信号W#により決定さ
れる。
Control signals E #, CH # and CC1 # (C
I #) is "L" and the control signal CC2 # (CR #) is "H".
, The data transfer operation to the DRAM array is executed together with the cache hit operation. That is, in this state, data writing / reading is performed between the cache (SRAM) and the CPU, and the data latched by the latch means included in the transfer gate is transferred to the DRAM array. Whether the hit read operation or the hit write operation is performed is determined by the state of the write enable signal W #. In the state of a cache miss, data is transferred from the cache to the latch means included in the transfer gate, and data is transferred from the DRAM array to the SRAM array (cache).
M), data writing / reading with the CPU is performed. This state is executed by setting the chip select signal E # to "L". Whether it is a misread or a miswrite is determined by the write enable signal W #.

【0389】高速コピーバックを実行する場合のラッチ
(データ転送ゲートに含まれる)からDRAMアレイへ
のデータ転送を実行するアレイライト動作の設定のため
には、制御信号E#およびCC2#(CR#)を“L”
に設定しかつ制御信号CH#およびCC1#(CI#)
を“H”に設定する。この状態では高速コピーバックモ
ードにおけるラッチからDRAMアレイへのデータ転送
が実行される。制御信号E#、CC2#およびW#を
“L”に設定し、制御信号CH#およびCC1#(CI
#)を“H”に設定すれば、キャッシュ(SRAMアレ
イ)からDRAMアレイへのデータ転送が実行される。
これによりDRAMアレイの初期化が行なわれる。また
制御信号E#およびCC1#(CI#)を“L”に設定
し、制御信号CH#およびCC2#(CR#)を“H”
に設定すればアレイへ直接アクセスすることができる。
データの書込を行なうか読出を行なうかはライトイネー
ブル信号W#により決定される。
In order to set an array write operation for executing data transfer from a latch (included in a data transfer gate) to a DRAM array when performing high-speed copy back, control signals E # and CC2 # (CR # ) To “L”
And control signals CH # and CC1 # (CI #)
Is set to “H”. In this state, data transfer from the latch to the DRAM array in the high-speed copy back mode is performed. Control signals E #, CC2 # and W # are set to "L", and control signals CH # and CC1 # (CI
When #) is set to "H", data transfer from the cache (SRAM array) to the DRAM array is executed.
Thereby, the DRAM array is initialized. Further, control signals E # and CC1 # (CI #) are set to “L”, and control signals CH # and CC2 # (CR #) are set to “H”.
Can be set to allow direct access to the array.
Whether data is written or read is determined by a write enable signal W #.

【0390】「最適なCDRAMを与える構成」実施上
効果的な機能の組合わせは、DRAMとSRAMを独立
にアドレス指定可能とする構成、連続的に入力されるク
ロック信号を用いて内部電圧を発生する構成、内部デー
タ転送経路とデータ書込経路と2系統もつデータ転送経
路の構成、SRAMアレイへのアクセス中にDRAMア
レイのオートリフレッシュを実行する構成、キャッシュ
ミスライト時においてはDRAMアレイへのデータ書込
と同時にSRAMアレイへもデータを書込む構成、高速
動作モードと低消費電力動作モードとが選択可能な構
成、バーストモード機能付CPUへの接続を容易にする
ための構成、スタンバイ電流低減用スリープモードを備
える構成および通常モード時にもセルフリフレッシュを
行なう構成の組合せである。
[Configuration for Providing Optimum CDRAM] The combination of functions effective for implementation is such that DRAM and SRAM can be independently addressed, and an internal voltage is generated using a continuously input clock signal. Configuration, a configuration of a data transfer path having two systems, an internal data transfer path and a data write path, a configuration of performing auto-refresh of the DRAM array during access to the SRAM array, and a configuration of performing a data write to the DRAM array during cache miss write A configuration for writing data to the SRAM array simultaneously with writing, a configuration for selecting between a high-speed operation mode and a low power consumption operation mode, a configuration for facilitating connection to a CPU with a burst mode function, and a reduction in standby current Combination of configuration with sleep mode and configuration that performs self-refresh even in normal mode A.

【0391】なお、クロックKにより内部電圧を発生す
る構成は、クロックKによりチャージポンプを動作させ
基板バイアス電圧を発生する構成である。 (2) 最も効果的なCDRAMの構成は以下の機能を
備える。DRAMとSRAMとを独立に選択可能とする
構成、外部クロック信号に従って内部電圧を発生する構
成、内部転送経路とデータ書込経路とを2系統もつデー
タ転送経路の構成、高速コピーバックモード機能、SR
AMアレイへのアクセス中にDRAMアレイのオートリ
フレッシュを実行する構成、キャッシュミスライト時に
おいてSRAMアレイへも書込データを書込む構成、S
RAMアドレスとDRAMコラムアドレスとを共有する
構成、バーストモード動作に応じてアドレス発生方式を
切換える構成、スリープモード機能、通常モード時にお
いてもセルフリフレッシュを行なう構成、DRAMアレ
イのデータ書込経路とデータ読出経路とを分離する構
成。
In the configuration in which the internal voltage is generated by the clock K, the charge pump is operated by the clock K to generate the substrate bias voltage. (2) The most effective CDRAM configuration has the following functions. A configuration in which a DRAM and an SRAM can be independently selected; a configuration in which an internal voltage is generated according to an external clock signal; a configuration in a data transfer path having two systems of an internal transfer path and a data write path; a high-speed copy-back mode function;
A configuration in which auto-refresh of the DRAM array is executed during access to the AM array, a configuration in which write data is also written to the SRAM array in the event of a cache miss,
A configuration in which a RAM address and a DRAM column address are shared, a configuration in which an address generation method is switched according to a burst mode operation, a sleep mode function, a configuration in which self-refresh is performed even in a normal mode, a data write path and a data read in a DRAM array A configuration that separates the route.

【0392】[0392]

【発明の効果】請求項1の発明に従えば、外部演算処理
装置からのバーストモード指示に応答してカウンタが起
動され、カウンタの出力がバーストモード時のアドレス
信号として利用される。したがって、バーストモード機
能付の外部演算処理装置へ容易に接続することのできる
半導体記憶装置を得ることができる。請求項2の発明に
従えば、外部クロック信号に同期してカウンタがカウン
ト動作をし、このカウンタ出力がバーストモード時のア
ドレスとして利用される。バーストモード以外において
は、外部から与えられるアドレス信号が利用される。し
たがって、バーストモード機能付外部演算処理装置へ容
易に接続することができるクロック同期型半導体記憶装
置を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, the counter is started in response to the burst mode instruction from the external arithmetic processing unit, and the output of the counter is used as an address signal in the burst mode. Therefore, it is possible to obtain a semiconductor memory device which can be easily connected to an external arithmetic processing unit having a burst mode function. According to the invention of claim 2, the counter performs a counting operation in synchronization with the external clock signal, and the output of the counter is used as an address in the burst mode. In modes other than the burst mode, an externally applied address signal is used. Therefore, it is possible to realize a clock synchronous semiconductor memory device which can be easily connected to an external arithmetic processing unit having a burst mode function.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の一実施例であるキャッシュ内蔵半
導体記憶装置の全体の構成を機能的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram functionally showing an entire configuration of a semiconductor memory device with a built-in cache according to an embodiment of the present invention;

【図2】 図1に示す半導体記憶装置のメモリアレイ部
の構成を概略的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a memory array unit of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図3】 図1に示すメモリアレイの詳細構成を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of a memory array shown in FIG. 1;

【図4】 図1に示す半導体記憶装置のアレイ配置の他
の構成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of the array arrangement of the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図5】 4MビットDRAMと16KビットSRAM
とを内蔵する半導体記憶装置のアレイの配置を示す図で
ある。
FIG. 5: 4M bit DRAM and 16K bit SRAM
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of an array of a semiconductor memory device incorporating the above.

【図6】 図5に示す半導体記憶装置における1つのメ
モリブロックにおけるDRAMアレイの信号線のレイア
ウトを示す図である。
6 is a diagram showing a layout of signal lines of a DRAM array in one memory block in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図7】 図5に示すDRAMにおけるメモリセルに関
連するビット線およびワード線の構造を概略的に示す図
である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a structure of a bit line and a word line related to a memory cell in the DRAM shown in FIG. 5;

【図8】 図5に示す半導体記憶装置におけるワード線
の構成を概略的に示す図である。
8 is a diagram schematically showing a configuration of a word line in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図9】 図5に示す半導体記憶装置における信号線の
レイアウトを示す図である。
9 is a diagram showing a layout of signal lines in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図10】 図5における半導体記憶装置におけるSR
AMアレイの構成を示す図である。
FIG. 10 shows an SR in the semiconductor memory device in FIG. 5;
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an AM array.

【図11】 図5に示す半導体記憶装置を収納するパッ
ケージおよびピン配置を示す図である。
11 is a diagram showing a package for accommodating the semiconductor memory device shown in FIG. 5 and a pin arrangement.

【図12】 図1に示す半導体記憶装置における内部デ
ータ線とDRAMアレイのビット線およびSRAMアレ
イのビット線との接続形態を示す図である。
12 is a diagram showing a connection form between internal data lines, bit lines of a DRAM array, and bit lines of an SRAM array in the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図13】 図1に示す半導体記憶装置におけるデータ
入出力回路の構成の一例を示す図である。
13 is a diagram illustrating an example of a configuration of a data input / output circuit in the semiconductor memory device illustrated in FIG. 1;

【図14】 図1に示す半導体記憶装置におけるデータ
入出力回路の他の構成例を示す図である。
14 is a diagram showing another configuration example of the data input / output circuit in the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図15】 図1に示す半導体記憶装置のデータ入出力
回路のさらに他の構成を示す図である。
15 is a diagram showing still another configuration of the data input / output circuit of the semiconductor memory device shown in FIG.

【図16】 図1に示す半導体記憶装置のデータ出力モ
ードを設定するための回路構成を示す図である。
16 is a diagram showing a circuit configuration for setting a data output mode of the semiconductor memory device shown in FIG.

【図17】 図15に示す出力回路の構成を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of the output circuit shown in FIG.

【図18】 図16に示すラッチ回路の具体的構成の一
例を示す図である。
18 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the latch circuit illustrated in FIG. 16;

【図19】 図15に示す出力制御回路の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of the output control circuit shown in FIG.

【図20】 図16に示す回路のラッチ出力モードにお
ける動作を示すタイミング図である。
20 is a timing chart showing an operation in the latch output mode of the circuit shown in FIG.

【図21】 図16に示す回路のレジスタ出力モードに
おける動作を示すタイミング図である。
FIG. 21 is a timing chart showing an operation in the register output mode of the circuit shown in FIG. 16;

【図22】 図16に示す回路のトランスペアレント出
力モードにおける動作を示すタイミング図である。
FIG. 22 is a timing chart showing an operation of the circuit shown in FIG. 16 in a transparent output mode.

【図23】 図1に示す半導体記憶装置におけるデータ
転送回路の具体的構成の一例を示す図である。
23 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of a data transfer circuit in the semiconductor memory device illustrated in FIG. 1;

【図24】 図23に示す転送ゲート回路を用いた際の
DRAMアレイからSRAMアレイへのデータ転送動作
を示す信号波形図である。
24 is a signal waveform diagram showing an operation of transferring data from a DRAM array to an SRAM array when the transfer gate circuit shown in FIG. 23 is used.

【図25】 図23に示す双方向データ転送回路を用い
た際のDRAMアレイからSRAMアレイへのデータ転
送動作を示す別の信号波形図である。
FIG. 25 is another signal waveform diagram showing an operation of transferring data from the DRAM array to the SRAM array when the bidirectional data transfer circuit shown in FIG. 23 is used.

【図26】 SRAMアレイからDRAMアレイへのデ
ータ転送動作を示す信号波形図である。
FIG. 26 is a signal waveform diagram showing an operation of transferring data from an SRAM array to a DRAM array.

【図27】 図1に示す半導体記憶装置におけるキャッ
シュミス時のデータ転送動作を例示する図である。
FIG. 27 is a diagram illustrating a data transfer operation at the time of a cache miss in the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図28】 図1に示す半導体記憶装置におけるキャッ
シュミス時のデータ転送動作を示す図である。
28 is a diagram showing a data transfer operation at the time of a cache miss in the semiconductor memory device shown in FIG.

【図29】 図1に示す半導体記憶装置におけるキャッ
シュミス時のデータ転送動作を例示する図である。
29 is a diagram illustrating a data transfer operation at the time of a cache miss in the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図30】 双方向転送ゲート回路の他の構成例を示す
図である。
FIG. 30 is a diagram illustrating another configuration example of the bidirectional transfer gate circuit.

【図31】 図30に示す回路の具体的構成を示す図で
ある。
FIG. 31 is a diagram showing a specific configuration of the circuit shown in FIG. 30;

【図32】 図30および図31に示す回路によるDR
AMアレイからSRAMアレイへのデータ転送動作を示
す図である。
FIG. 32 is a diagram showing DR by the circuits shown in FIGS. 30 and 31;
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of transferring data from an AM array to an SRAM array.

【図33】 図32に示すデータ転送動作を例示する図
である。
FIG. 33 is a diagram illustrating the data transfer operation shown in FIG. 32;

【図34】 図32に示すデータ転送動作を例示する図
である。
FIG. 34 is a diagram illustrating the data transfer operation shown in FIG. 32;

【図35】 図30および図31に示すデータ転送回路
を用いた際のSRAMアレイからDRAMアレイへのデ
ータ転送動作を示す信号波形図である。
FIG. 35 is a signal waveform diagram showing an operation of transferring data from the SRAM array to the DRAM array when using the data transfer circuits shown in FIGS. 30 and 31.

【図36】 図35に示すデータ転送動作を例示する図
である。
FIG. 36 is a diagram illustrating the data transfer operation shown in FIG. 35;

【図37】 図30および図31に示す転送ゲート回路
を用いた際のキャッシュミスリード時におけるDRAM
アレイからSRAMアレイへのデータ転送動作を示す信
号波形図である。
FIG. 37 shows a DRAM at the time of a cache miss read when the transfer gate circuit shown in FIGS. 30 and 31 is used.
FIG. 9 is a signal waveform diagram showing an operation of transferring data from the array to the SRAM array.

【図38】 図37に示すデータ転送動作を例示する図
である。
FIG. 38 is a diagram illustrating the data transfer operation shown in FIG. 37;

【図39】 図37に示すデータ転送動作を例示する図
である。
FIG. 39 is a diagram illustrating the data transfer operation shown in FIG. 37;

【図40】 図37に示すデータ転送動作を例示する図
である。
FIG. 40 is a diagram illustrating the data transfer operation shown in FIG. 37;

【図41】 双方向データ転送ゲート回路の他の構成例
を示す図である。
FIG. 41 is a diagram illustrating another configuration example of the bidirectional data transfer gate circuit.

【図42】 図41に示す回路の詳細構造を示す図であ
る。
FIG. 42 is a diagram showing a detailed structure of the circuit shown in FIG. 41.

【図43】 図41に示す回路を用いた際のDRAMア
レイからSRAMアレイへのデータ転送動作を示す信号
波形図である。
FIG. 43 is a signal waveform diagram showing an operation of transferring data from the DRAM array to the SRAM array when the circuit shown in FIG. 41 is used.

【図44】 図43に示すデータ転送動作を例示する図
である。
FIG. 44 is a diagram illustrating the data transfer operation shown in FIG. 43;

【図45】 図43に示すデータ転送動作を例示する図
である。
FIG. 45 is a diagram illustrating the data transfer operation shown in FIG. 43;

【図46】 図1に示す半導体記憶装置におけるDRA
MアドレスとSRAMアドレスの振分けの形態の一例を
示す図である。
FIG. 46 shows a DRA in the semiconductor memory device shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a form of distribution of M addresses and SRAM addresses.

【図47】 図1に示す半導体記憶装置におけるDRA
MアドレスとSRAMアドレスとの振分ける他の構成を
示す図である。
FIG. 47 shows a DRA in the semiconductor memory device shown in FIG. 1;
FIG. 14 is a diagram showing another configuration for distributing an M address and an SRAM address.

【図48】 図47に示すアドレス振分け方式を用いた
際の内部データ線とSRAMビット線対との接続形態を
示す図である。
48 is a diagram showing a connection form between an internal data line and an SRAM bit line pair when the address distribution system shown in FIG. 47 is used.

【図49】 図1に示す転送ゲート制御回路の構成を機
能的に示す図である。
FIG. 49 is a diagram functionally showing the configuration of the transfer gate control circuit shown in FIG. 1;

【図50】 図1に示すDRAM駆動回路の機能的構成
を示す図である。
FIG. 50 is a diagram showing a functional configuration of the DRAM drive circuit shown in FIG. 1;

【図51】 図5に示す半導体記憶装置が実現する各種
動作を行なうための制御信号の組合わせを一覧にして示
す図である。
FIG. 51 is a view showing a list of combinations of control signals for performing various operations realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図52】 図1に示す半導体記憶装置のコマンドレジ
スタおよびコマンドレジスタを選択するための制御信号
の組合わせを示す図である。
52 is a diagram showing a command register and a combination of control signals for selecting the command register in the semiconductor memory device shown in FIG. 1;

【図53】 図52に示すコマンドレジスタが実現する
機能を例示する図である。
FIG. 53 is a diagram illustrating functions realized by the command register shown in FIG. 52;

【図54】 図5に示す半導体記憶装置と外部CPUと
の接続形態の一例を示す図である。
54 illustrates an example of a connection configuration between the semiconductor memory device illustrated in FIG. 5 and an external CPU;

【図55】 図5に示すキャッシュ内蔵半導体記憶装置
と外部CPUとの接続形態の他の構成例を示す図であ
る。
55 is a diagram showing another configuration example of the connection mode between the semiconductor memory device with a built-in cache and the external CPU shown in FIG. 5;

【図56】 図5に示す半導体記憶装置におけるキャッ
シュヒットライト動作を示すタイミング図である。
FIG. 56 is a timing chart showing a cache hit write operation in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図57】 図5に示す半導体記憶装置のトランスペア
レント出力モードにおけるキャッシュヒットリード動作
を示すタイミング図である。
FIG. 57 is a timing chart showing a cache hit read operation in the transparent output mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図58】 図5に示す半導体記憶装置におけるラッチ
出力モードにおけるキャッシュヒットリード動作を示す
タイミング図である。
FIG. 58 is a timing chart showing a cache hit read operation in the latch output mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図59】 図5に示す半導体記憶装置におけるレジス
タ出力モードにおけるキャッシュヒットリード動作を示
すタイミング図である。
FIG. 59 is a timing chart showing a cache hit read operation in the register output mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図60】 図5に示す半導体記憶装置におけるコピー
バック動作を設定するタイミング図である。
FIG. 60 is a timing chart for setting a copy-back operation in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図61】 図5に示す半導体記憶装置におけるブロッ
ク転送動作を設定するタイミング図である。
FIG. 61 is a timing chart for setting a block transfer operation in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図62】 図5に示す半導体記憶装置におけるアレイ
ライト動作を設定するタイミング図である。
FIG. 62 is a timing chart for setting an array write operation in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図63】 図5に示す半導体記憶装置におけるアレイ
リード動作を設定するための制御信号のタイミングを示
す図である。
63 is a diagram showing a timing of a control signal for setting an array read operation in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図64】 図5に示す半導体記憶装置におけるアレイ
アクティブサイクルを設定するためのタイミング図であ
る。
FIG. 64 is a timing chart for setting an array active cycle in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図65】 図5に示す半導体記憶装置におけるトラン
スペアレント出力モードを伴うアレイアクティブ動作を
設定するための制御信号のタイミングを示す図である。
65 is a diagram showing a timing of a control signal for setting an array active operation with a transparent output mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図66】 図5に示す半導体記憶装置におけるラッチ
出力モードを伴うアレイアクティブ動作を設定するため
の制御信号のタイミングを示す図である。
FIG. 66 illustrates a timing of a control signal for setting an array active operation with a latch output mode in the semiconductor memory device illustrated in FIG. 5;

【図67】 図5に示す半導体記憶装置におけるレジス
タ出力モードを伴うアレイアクティブ動作を設定するた
めの制御信号のタイミングを示す図である。
67 is a diagram showing a timing of a control signal for setting an array active operation with a register output mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図68】 図5に示す半導体記憶装置におけるトラン
スペアレント出力モードでのアレイリードサイクルを示
すタイミング図である。
FIG. 68 is a timing chart showing an array read cycle in a transparent output mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図69】 図5に示す半導体記憶装置におけるラッチ
出力モードを伴うアレイリードサイクルを示すタイミン
グ図である。
FIG. 69 is a timing chart showing an array read cycle with a latch output mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図70】 図5に示す半導体記憶装置におけるレジス
タ出力モードでのアレイリードサイクル動作を示すタイ
ミング図である。
FIG. 70 is a timing chart showing an array read cycle operation in the register output mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図71】 図5に示す半導体記憶装置におけるリフレ
ッシュ動作を設定するための制御信号のタイミングを示
す図である。
FIG. 71 is a diagram showing timings of control signals for setting a refresh operation in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図72】 図5に示す半導体記憶装置におけるキャッ
シュヒットライト動作とリフレッシュとを同時に行なう
ための各制御信号のタイミングを示す図である。
72 is a diagram showing timings of respective control signals for simultaneously performing a cache hit write operation and a refresh in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図73】 図5に示す半導体記憶装置のトランスペア
レント出力モードでのキャッシュヒットリードを伴うリ
フレッシュ動作を設定するための制御信号のタイミング
を示す図である。
73 is a diagram showing a timing of a control signal for setting a refresh operation accompanied by a cache hit read in the transparent output mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図74】 図5に示す半導体記憶装置のラッチ出力モ
ードでのキャッシュリードを伴うリフレッシュ動作を設
定するための制御信号のタイミングを示す図である。
74 is a diagram showing a timing of a control signal for setting a refresh operation involving a cache read in the latch output mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図75】 図5に示す半導体記憶装置のレジスタ出力
でのキャッシュヒットリード動作を伴うリフレッシュを
設定するための制御信号のタイミングを示す図である。
75 is a diagram showing a timing of a control signal for setting a refresh accompanied by a cache hit read operation at a register output of the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図76】 図5に示す半導体記憶装置のコマンドレジ
スタ設定サイクルを設定するための制御信号のタイミン
グを示す図である。
76 is a diagram showing a timing of a control signal for setting a command register setting cycle of the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図77】 図5に示す半導体記憶装置のキャッシュミ
ス時の動作を示す状態遷移図である。
FIG. 77 is a state transition diagram showing the operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 5 at the time of a cache miss.

【図78】 図5に示す半導体記憶装置におけるアレイ
アクセス動作を示す状態遷移図である。
FIG. 78 is a state transition diagram showing an array access operation in the semiconductor memory device shown in FIG. 5;

【図79】 図5に示す半導体記憶装置のリフレッシュ
動作時の状態遷移を示す図である。
79 is a diagram showing a state transition during a refresh operation of the semiconductor memory device shown in FIG.

【図80】 この発明の第2の実施例の半導体記憶装置
の構成を機能的に示す図である。
FIG. 80 is a diagram functionally showing a configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention;

【図81】 図80に示す半導体記憶装置のDRAMア
ドレス取込みタイミングを示す波形図である。
FIG. 81 is a waveform chart showing a DRAM address fetch timing of the semiconductor memory device shown in FIG. 80;

【図82】 図80に示す半導体記憶装置に含まれるア
ドレス発生回路が与える効果を説明するための図であ
る。
FIG. 82 is a view illustrating an effect given by an address generation circuit included in the semiconductor memory device shown in FIG. 80;

【図83】 図80に示すアドレス発生回路が与える他
の効果を図解する図である。
FIG. 83 is a view illustrating another effect provided by the address generation circuit shown in FIG. 80;

【図84】 図80に示すアドレス発生回路の具体的構
成を示す図である。
FIG. 84 shows a specific configuration of the address generation circuit shown in FIG. 80.

【図85】 図84に示す行アドレスストローブ信号発
生回路の具体的構成を示す図である。
FIG. 85 shows a specific structure of the row address strobe signal generation circuit shown in FIG. 84.

【図86】 図84に示す列アドレスストローブ信号発
生回路の具体的構成を示す図である。
86 is a diagram showing a specific configuration of a column address strobe signal generation circuit shown in FIG. 84.

【図87】 図84に示す行アドレスラッチの具体的構
成を示す図である。
FIG. 87 shows a specific structure of the row address latch shown in FIG. 84.

【図88】 図84に示す列アドレスラッチの具体的構
成を示す図である。
FIG. 88 shows a specific structure of the column address latch shown in FIG. 84.

【図89】 図84に示す回路のアドレスを取込むタイ
ミングを設定するための構成を示す図である。
89 is a diagram showing a configuration for setting the timing for taking in the address of the circuit shown in FIG. 84.

【図90】 図84に示すアドレス発生回路の高速動作
を図解する図である。
FIG. 90 illustrates a high speed operation of the address generation circuit shown in FIG. 84.

【図91】 図84に示すアドレス発生回路の低消費電
力モード時の動作を図解する図である。
FIG. 91 illustrates an operation of the address generation circuit shown in FIG. 84 in a low power consumption mode.

【図92】 図84に示す列アドレスストローブ信号発
生回路の他の構成を示す図である。
FIG. 92 shows another structure of the column address strobe signal generation circuit shown in FIG. 84.

【図93】 図92に示す回路の動作を示す信号波形図
である。
93 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 92.

【図94】 図80に示す半導体記憶装置が実現する動
作およびその動作を与えるための制御信号の状態の組合
わせを一覧にして示す図である。
FIG. 94 is a view showing a list of combinations of operations realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80 and states of control signals for giving the operations;

【図95】 図80に示す半導体記憶装置のSRAMア
レイとDRAMアレイとのデータ転送態様を図解する図
である。
FIG. 95 is a view illustrating a data transfer mode between the SRAM array and the DRAM array of the semiconductor memory device shown in FIG. 80;

【図96】 図80に示す半導体記憶装置のキャッシュ
ミス時の動作を示す信号波形図である。
96 is a signal waveform diagram representing an operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 80 at the time of a cache miss.

【図97】 図80に示す半導体記憶装置のキャッシュ
ヒットリード動作を示すタイミング図である。
97 is a timing chart showing a cache hit read operation of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図98】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電力
モードにおけるキャッシュヒットライト動作を示す波形
図である。
98 is a waveform diagram showing a cache hit write operation in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図99】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電力
モードにおけるキャッシュリード動作を示す信号波形図
である。
99 is a signal waveform diagram representing a cache read operation in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図100】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電
力モードにおけるキャッシュミスライト動作を示す信号
波形図である。
100 is a signal waveform diagram showing a cache miss write operation in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図101】 図80に示す半導体記憶装置における低
消費電力モードにおけるアレイライト動作を示す信号波
形図である。
101 is a signal waveform diagram representing an array write operation in the low power consumption mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図102】 図80に示す半導体記憶装置における低
消費電力モードにおけるキャッシュヒットリードを伴う
アレイライト動作を示す信号波形図である。
102 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit read in the low power consumption mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図103】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電
力モードにおけるキャッシュヒットライトを伴うアレイ
ライト動作を示す信号波形図である。
103 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit write in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図104】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電
力モードにおけるダイレクトアレイリード動作を示す信
号波形図である。
FIG. 104 is a signal waveform diagram showing a direct array read operation in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図105】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電
力モードにおけるダイレクトアレイライト動作を示す信
号波形図である。
105 is a signal waveform diagram showing a direct array write operation in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図106】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電
力モードにおけるリフレッシュアレイ動作を示す信号波
形図である。
106 is a signal waveform diagram representing a refresh array operation in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図107】 図80に示す半導体記憶装置における低
消費電力モードにおけるキャッシュヒットリードを伴う
リフレッシュアレイ動作を示す信号波形図である。
107 is a signal waveform diagram showing a refresh array operation involving a cache hit read in the low power consumption mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図108】 図80に示す半導体記憶装置における低
消費電力モードでのキャッシュヒットライト動作を伴う
リフレッシュアレイ動作を示す信号波形図である。
108 is a signal waveform diagram showing a refresh array operation accompanied by a cache hit write operation in the low power consumption mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図109】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電
力モードにおけるカウンタチェックリード動作を示す信
号波形図である。
109 is a signal waveform diagram showing a counter check read operation in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図110】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電
力モードでのカウンタチェックライト動作を示す信号波
形図である。
110 is a signal waveform diagram showing a counter check write operation in the low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図111】 図80に示す半導体記憶装置における低
消費電力モードでのコマンドレジスタ設定動作を示す信
号波形図である。
FIG. 111 is a signal waveform diagram showing a command register setting operation in the low power consumption mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図112】 図80に示す半導体記憶装置の低消費電
力モードにおける具体的動作シーケンスの一例を示す図
である。
FIG. 112 shows an example of a specific operation sequence in a low power consumption mode of the semiconductor memory device shown in FIG. 80;

【図113】 図80に示す半導体記憶装置における低
消費電力モードにおける具体的動作シーケンスの他の例
を示す図である。
113 is a diagram showing another example of a specific operation sequence in the low power consumption mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図114】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードにおけるトランスペアレント出力モード
でのキャッシュヒットリード動作を示す信号波形図であ
る。
114 is a signal waveform diagram showing a cache hit read operation in a transparent output mode in a high speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図115】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードにおけるラッチ出力モードでのキャッシ
ュヒットリード動作を示す信号波形図である。
115 is a signal waveform diagram showing a cache hit read operation in a latch output mode in a high speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図116】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードにおけるレジスタ出力モードでのキャッ
シュヒットリード動作を示す信号波形図である。
116 is a signal waveform diagram showing a cache hit read operation in a register output mode in a high speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図117】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのキャッシュヒットライト動作を示す
信号波形図である。
117 is a signal waveform diagram showing a cache hit write operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図118】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのキャッシュミスリード動作を示す信
号波形図である。
FIG. 118 is a signal waveform diagram showing a cache miss read operation in a high speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図119】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのラッチ出力モードを伴うキャッシュ
ミスリード動作を示す信号波形図である。
119 is a signal waveform diagram showing a cache miss read operation with a latch output mode in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図120】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのレジスタ出力モードにおけるキャッ
シュミスリード動作を示す信号波形図である。
120 is a signal waveform diagram showing a cache miss read operation in a register output mode in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図121】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのキャッシュミスライト動作を示す信
号波形図である。
121 is a signal waveform diagram showing a cache miss write operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図122】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのアレイライト動作を示す信号波形図
である。
FIG. 122 is a signal waveform diagram showing an array write operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図123】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのキャッシュヒットリードを伴うアレ
イライト動作を示す信号波形図である。
123 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit read in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図124】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのラッチ出力モードでのキャッシュヒ
ットリードを伴うアレイライト動作を示す信号波形図で
ある。
124 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit read in a latch output mode in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図125】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードにおけるレジスタ出力モードに従ったキ
ャッシュヒットリードを伴うアレイライト動作を示す信
号波形図である。
125 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit read according to a register output mode in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図126】 図80に示す半導体記憶装置における高
速動作モードでのキャッシュヒットライトを伴うアレイ
ライト動作を示す信号波形図である。
126 is a signal waveform diagram showing an array write operation accompanied by a cache hit write in the high-speed operation mode in the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図127】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのダイレクトアレイリード動作を示す
信号波形図である。
127 is a signal waveform diagram showing a direct array read operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図128】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのダイレクトアレイライト動作を示す
信号波形図である。
128 is a signal waveform diagram showing a direct array write operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図129】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのリフレッシュアレイ動作を示す信号
波形図である。
129 is a signal waveform diagram showing a refresh array operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80;

【図130】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのキャッシュヒットリードを伴うリフ
レッシュ動作を示す信号波形図である。
130 is a signal waveform diagram showing a refresh operation accompanied by a cache hit read in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図131】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのキャッシュヒットライトを伴うリフ
レッシュアレイ動作を示す信号波形図である。
131 is a signal waveform diagram showing a refresh array operation involving a cache hit write in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図132】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのカウンタチェック動作を示す信号波
形図である。
132 is a signal waveform diagram showing a counter check operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図133】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのカウンタチェックライト動作を示す
信号波形図である。
FIG. 133 is a signal waveform diagram showing a counter check write operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図134】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
高速動作モードでのコマンドレジスタ設定動作を示す信
号波形図である。
134 is a signal waveform diagram showing a command register setting operation in a high-speed operation mode realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80.

【図135】 図80に示す半導体記憶装置が高速動作
モード時に行なう動作シーケンスの一例を示す信号波形
図である。
FIG. 135 is a signal waveform diagram showing an example of an operation sequence performed by the semiconductor memory device shown in FIG. 80 in the high-speed operation mode.

【図136】 図80に示す半導体記憶装置が高速動作
モード時に実現する動作シーケンスの他の例を示す図で
ある。
136 is a diagram showing another example of an operation sequence realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80 in the high-speed operation mode.

【図137】 図1または図80に示す半導体記憶装置
においてセルフリフレッシュとオートリフレッシュとを
選択的に実行することのできる構成を示す図である。
FIG. 137 is a diagram showing a configuration capable of selectively executing self-refresh and auto-refresh in the semiconductor memory device shown in FIG. 1 or 80.

【図138】 図137に示すクロックジェネレータの
具体的構成を示すブロック図である。
FIG. 138 is a block diagram showing a specific configuration of the clock generator shown in FIG. 137.

【図139】 図137に示す入出力切換回路およびコ
マンドレジスタの具体的構成の一例を示す図である。
FIG. 139 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of an input / output switching circuit and a command register illustrated in FIG. 137;

【図140】 図137に示す回路の動作を示す信号波
形図である。
140 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 137.

【図141】 図137に示す回路の他の構成例を示す
図である。
FIG. 141 is a diagram illustrating another configuration example of the circuit illustrated in FIG. 137;

【図142】 バッテリバックアップモードを説明する
ための図である。
FIG. 142 is a diagram illustrating a battery backup mode.

【図143】 図141に示すBBUコントロールの具
体的構成を示すブロック図である。
FIG. 143 is a block diagram showing a specific configuration of the BBU control shown in FIG. 141.

【図144】 バッテリバックアップモード実装時にお
ける図141に示すクロックジェネレータの構成を示す
図である。
FIG. 144 is a diagram showing a configuration of the clock generator shown in FIG. 141 when the battery backup mode is implemented.

【図145】 図144に示す回路の動作を示す信号波
形図である。
FIG. 145 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 144.

【図146】 図144に示すRASS発生回路の具体
的構成の一例を示す図である。
FIG. 146 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the RASS generating circuit illustrated in FIG. 144;

【図147】 図137に示す構成を一般のDRAMへ
適用した際の構成を示す図である。
FIG. 147 is a diagram showing a configuration when the configuration shown in FIG. 137 is applied to a general DRAM.

【図148】 図147に示すクロックジェネレータの
具体的構成の一例を示す図である。
FIG. 148 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the clock generator illustrated in FIG. 147.

【図149】 図137に示す入出力切換回路およびコ
マンドレジスタの他の構成例を示す図である。
FIG. 149 is a diagram illustrating another configuration example of the input / output switching circuit and the command register illustrated in FIG. 137.

【図150】 図137に示す入出力切換回路およびコ
マンドレジスタの他の構成例を示す図である。
150 is a diagram showing another example of the configuration of the input / output switching circuit and the command register shown in FIG. 137.

【図151】 図1または図80に示す半導体記憶装置
におけるアドレス分配方式の他の構成例を示す図であ
る。
FIG. 151 is a diagram showing another configuration example of the address distribution system in the semiconductor memory device shown in FIG. 1 or 80.

【図152】 図151に示すアレイ分配方式における
アドレスバッファ回路とアドレスデコーダとの接続構成
を示す図である。
FIG. 152 is a diagram showing a connection configuration between an address buffer circuit and an address decoder in the array distribution system shown in FIG. 151.

【図153】 図152に示す判定回路の具体的構成の
一例を示す図である。
FIG. 153 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the determination circuit illustrated in FIG. 152;

【図154】 図151に示すアドレス分配方式におけ
るアドレス信号線の分割位置を例示する図である。
FIG. 154 is a diagram illustrating a division position of an address signal line in the address distribution system shown in FIG. 151;

【図155】 図151に示すアドレス分割方式を実現
するための他の構成例を示す図である。
FIG. 155 is a diagram showing another configuration example for realizing the address division system shown in FIG. 151.

【図156】 図151に示すアドレス分配方式におけ
る半導体記憶装置の動作を示す信号波形図である。
FIG. 156 is a signal waveform diagram representing an operation of the semiconductor memory device in the address distribution system shown in FIG. 151.

【図157】 図151に示すアドレス分配方式に従う
半導体記憶装置の動作を示すタイミング図である。
FIG. 157 is a timing chart representing an operation of the semiconductor memory device according to the address distribution system shown in FIG. 151.

【図158】 図151に示すアドレス分配方式に従う
半導体記憶装置の動作を例示する図である。
FIG. 158 is a diagram illustrating an operation of the semiconductor memory device according to the address distribution method shown in FIG. 151;

【図159】 図151に示す半導体記憶装置と外部C
PUとの接続形態を例示する図である。
159. The semiconductor memory device shown in FIG. 151 and external C
It is a figure which illustrates the connection form with PU.

【図160】 図151に示すアドレス分配方式に従う
半導体記憶装置と外部CPUとの接続形態を例示する図
である。
160 is a diagram illustrating a connection configuration between a semiconductor memory device and an external CPU according to the address distribution system shown in FIG. 151;

【図161】 DRAMアレイの他の構成例を示す図で
ある。
FIG. 161 is a diagram showing another configuration example of the DRAM array.

【図162】 図161に示すメモリアレイおよび転送
ゲート構成におけるDRAMアレイからSRAMアレイ
へのデータ転送動作を示す信号波形図である。
FIG. 162 is a signal waveform diagram representing an operation of transferring data from the DRAM array to the SRAM array in the memory array and transfer gate configuration shown in FIG. 161;

【図163】 図161に示す構成におけるSRAMア
レイからDRAMアレイへのデータ転送動作を示す信号
波形図である。
163 is a signal waveform diagram representing an operation of transferring data from the SRAM array to the DRAM array in the configuration shown in FIG. 161.

【図164】 図161に示す転送ゲートのDRAMア
レイからSRAMアレイへのデータ転送部分を示す図で
ある。
164 is a diagram showing a portion of the transfer gate shown in FIG. 161 for transferring data from the DRAM array to the SRAM array; FIG.

【図165】 図161に示す転送ゲートのSRAMア
レイからDRAMアレイへのデータ転送を行なうための
回路構成を示す図である。
FIG. 165 is a diagram showing a circuit configuration for performing data transfer from the SRAM array to the DRAM array of the transfer gate shown in FIG. 161.

【図166】 図161におけるコラム選択線を駆動す
るための信号を発生する回路構成を示す図である。
FIG. 166 is a diagram showing a circuit configuration for generating a signal for driving a column selection line in FIG. 161.

【図167】 図161に示すブロック選択信号を発生
するための回路構成を示す図である。
FIG. 167 is a diagram showing a circuit configuration for generating the block selection signal shown in FIG. 161.

【図168】 図161に示すアレイ構成を効果的に駆
動するためのアレイ分配方式を例示する図である。
168 is a diagram illustrating an array distribution method for effectively driving the array configuration shown in FIG. 161;

【図169】 バーストモードでのデータ転送を実現す
るための回路構成を示す図である。
FIG. 169 is a diagram illustrating a circuit configuration for realizing data transfer in a burst mode.

【図170】 図169に示す回路の動作を示す信号波
形図である。
170 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 169.

【図171】 図169に示すアドレスカウンタの具体
的構成の一例を示す図である。
FIG. 171 is a diagram showing an example of a specific configuration of the address counter shown in FIG. 169.

【図172】 図169に示すバーストデータ数格納回
路の具体的構成の一例を示す図である。
FIG. 172 is a diagram showing an example of a specific configuration of the burst data number storage circuit shown in FIG. 169.

【図173】 一般の半導体記憶装置をバーストモード
で駆動するための構成を示す図である。
FIG. 173 is a diagram showing a configuration for driving a general semiconductor memory device in a burst mode.

【図174】 図1または図80に示す半導体記憶装置
のアドレスバッファの具体的構成を示す図である。
174 is a diagram showing a specific configuration of an address buffer of the semiconductor memory device shown in FIG. 1 or FIG. 80;

【図175】 図1または図80に示す制御クロックバ
ッファの具体的構成例を示す図である。
FIG. 175 is a diagram showing a specific configuration example of the control clock buffer shown in FIG. 1 or 80.

【図176】 スリープモード時の動作を示す波形図で
ある。
FIG. 176 is a waveform chart showing an operation in a sleep mode.

【図177】 スリープモードを実現するための回路構
成を示すブロック図である。
FIG. 177 is a block diagram showing a circuit configuration for realizing a sleep mode.

【図178】 図177に示す内部クロック発生回路の
具体的構成の一例を示す図である。
FIG. 178 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the internal clock generation circuit illustrated in FIG. 177;

【図179】 図177に示すスリープ制御回路の具体
的構成例を示す図である。
FIG. 179 is a diagram illustrating a specific configuration example of the sleep control circuit illustrated in FIG. 177;

【図180】 図179に示す回路の動作を示す信号波
形図である。
180 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 179.

【図181】 スリープモード時においてセルフリフレ
ッシュを実現するための回路構成を示す図である。
FIG. 181 is a diagram showing a circuit configuration for implementing self-refresh in a sleep mode.

【図182】 図181に示すクロックジェネレータの
リフレッシュ要求信号に関連する部分の構成を示す図で
ある。
182 is a diagram showing a configuration of a portion related to a refresh request signal of the clock generator shown in FIG. 181.

【図183】 図181に示す回路の動作を示す信号波
形図である。
183 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 181.

【図184】 図177に示すスリープ制御回路の他の
構成例を示す図である。
184 is a diagram illustrating another configuration example of the sleep control circuit illustrated in FIG. 177;

【図185】 図184に示す回路の動作を示す信号波
形図である。
185 is a signal waveform diagram representing an operation of the circuit shown in FIG. 184.

【図186】 スリープモードを確実に設定するために
制御信号E#およびCI#に要求される条件を例示する
図である。
FIG. 186 is a diagram illustrating a condition required for control signals E # and CI # to reliably set a sleep mode.

【図187】 図80に示す半導体記憶装置が実現する
動作をその制御信号の状態と合わせて一覧にして示す図
である。
187 is a view showing a list of operations realized by the semiconductor memory device shown in FIG. 80 together with the state of control signals thereof;

【図188】 従来のダイナミック型半導体記憶装置に
おけるメモリアレイの構成を示す図である。
FIG. 188 is a diagram showing a configuration of a memory array in a conventional dynamic semiconductor memory device.

【図189】 従来のキャッシュ内蔵半導体記憶装置の
アレイ部の構成を示す図である。
FIG. 189 is a diagram showing a configuration of an array unit of a conventional cache-containing semiconductor memory device.

【図190】 従来のキャッシュ内蔵半導体記憶装置に
おけるキャッシュおよびDRAMアレイのレイアウトを
例示する図である。
FIG. 190 is a diagram illustrating a layout of a cache and a DRAM array in a conventional semiconductor memory device with a built-in cache;

【図191】 従来のキャッシュ内蔵半導体記憶装置に
おいて4ウェイセットアソシァティブ方式を実現する場
合のキャッシュの構成を示す図である。
FIG. 191 is a diagram showing a configuration of a cache when a 4-way set associative method is realized in a conventional semiconductor memory device with a built-in cache;

【図192】 従来の半導体記憶装置におけるオートリ
フレッシュ時の動作を示す信号波形図である。
FIG. 192 is a signal waveform diagram representing an operation at the time of auto refresh in a conventional semiconductor memory device.

【図193】 従来の半導体記憶装置におけるセルフリ
フレッシュ動作を示す信号波形図である。
FIG. 193 is a signal waveform diagram showing a self-refresh operation in a conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 DRAM、2 SRAMアレイ、3 双方向転送ゲ
ート回路、14 DRAMロウデコーダ、15 DRA
Mコラムデコーダ、22 SRAMコラムデコーダ、2
1 SRAMロウデコーダ、100 DRAM、101
DRAMアレイ、102 DRAMロウデコーダ、1
03 DRAMコラムデコーダ、200SRAM、20
2 SRAMロウデコーダ、203 SRAMコラムデ
コーダ、260 DRAMアレイ駆動回路、262 転
送ゲート制御回路、264 SRAMアレイ駆動回路、
251 内部データ線、210 双方向転送ゲート回
路、272 データ入出力制御回路、274 入出力バ
ッファ/出力レジスタ、270 コマンドレジスタ、2
50 制御クロックバッファ、252 アドレスバッフ
ァ、254 クロックバッファ、290 リフレッシュ
回路、291 オートリフレッシュモード検出回路、2
92 リフレッシュ制御回路、293 カウンタ回路、
299 付加機能制御回路、274a 出力回路、27
4b 入力回路、274c 入力回路、272a 出力
制御回路、272b 入力制御回路、1810 ゲート
回路、1811 ラッチ回路、1813 ゲート回路、
1815 ゲート回路、1814 判定回路、1817
ゲート回路、360 アドレス発生回路、2601
行アドレスストローブ信号発生回路、2602 列アド
レスストローブ信号発生回路、2603 行アドレスラ
ッチ回路、2604 列アドレスラッチ回路、2605
リセット信号発生回路、3800 クロックジェネレ
ータ、3102 入出力切換回路、252a DRAM
ロウアドレスバッファ、252b DRAMコラムアド
レスバッファ、3210 BBU発生回路、3101
タイマ、3501 入出力切換回路、3502 コマン
ドレジスタ、3505 タイマ、3503 クロックジ
ェネレータ、3110 リフレッシュピン端子、400
1 アドレスバッファ、4020 判定回路、4030
判定回路、LTG ローカル転送ゲート、ROG 読
出ブロック選択ゲート、WIG 書込ブロック選択ゲー
ト、GOL グローバル読出線対、GIL グローバル
書込線対、LIL ローカル書込線対、WCSL 書込
コラム選択線、RCSL 読出コラム選択線、BTGR
DRAMアレイからSRAMアレイへデータを転送す
るための回路転送ゲート部、BTGW SRAMからD
RAMへデータを転送するための転送ゲート部分、51
10 コラム選択線駆動回路、5141SRAMコラム
デコーダ、5142 SRAMロウデコーダ、5143
DRAM列選択回路、5144 DRAM行選択回
路、6001 バーストイネーブル信号のためのバッフ
ァ、6004 アドレスカウンタ、6007 マルチプ
レクサ、6006 バーストデータ数格納回路、670
0 バーストモード動作可能な半導体記憶装置、705
1 内部クロック発生回路、7052 スリープ制御回
路、7401 セルフリフレッシュ切換回路、7402
リフレッシュタイマ、7407 リフレッシュアドレ
スカウンタ。
1 DRAM, 2 SRAM array, 3 bidirectional transfer gate circuit, 14 DRAM row decoder, 15 DRA
M column decoder, 22 SRAM column decoder, 2
1 SRAM row decoder, 100 DRAM, 101
DRAM array, 102 DRAM row decoder, 1
03 DRAM column decoder, 200SRAM, 20
2 SRAM row decoder, 203 SRAM column decoder, 260 DRAM array drive circuit, 262 transfer gate control circuit, 264 SRAM array drive circuit,
251 internal data line, 210 bidirectional transfer gate circuit, 272 data input / output control circuit, 274 input / output buffer / output register, 270 command register, 2
50 control clock buffer, 252 address buffer, 254 clock buffer, 290 refresh circuit, 291 auto refresh mode detection circuit, 2
92 refresh control circuit, 293 counter circuit,
299 additional function control circuit, 274a output circuit, 27
4b input circuit, 274c input circuit, 272a output control circuit, 272b input control circuit, 1810 gate circuit, 1811 latch circuit, 1813 gate circuit,
1815 gate circuit, 1814 judgment circuit, 1817
Gate circuit, 360 address generation circuit, 2601
Row address strobe signal generation circuit, 2602 column address strobe signal generation circuit, 2603 row address latch circuit, 2604 column address latch circuit, 2605
Reset signal generation circuit, 3800 clock generator, 3102 input / output switching circuit, 252a DRAM
Row address buffer, 252b DRAM column address buffer, 3210 BBU generation circuit, 3101
Timer, 3501 input / output switching circuit, 3502 command register, 3505 timer, 3503 clock generator, 3110 refresh pin terminal, 400
1 address buffer, 4020 determination circuit, 4030
Judgment circuit, LTG local transfer gate, ROG read block select gate, WIG write block select gate, GOL global read line pair, GIL global write line pair, LIL local write line pair, WCSL write column select line, RCSL read Column select line, BTGR
Circuit transfer gate for transferring data from DRAM array to SRAM array, BTGW SRAM to D
Transfer gate portion for transferring data to RAM, 51
10 column selection line drive circuit, 5141 SRAM column decoder, 5142 SRAM row decoder, 5143
DRAM column selection circuit, 5144 DRAM row selection circuit, 6001 buffer for burst enable signal, 6004 address counter, 6007 multiplexer, 6006 burst data number storage circuit, 670
0 semiconductor memory device capable of burst mode operation, 705
1 internal clock generation circuit, 7052 sleep control circuit, 7401 self-refresh switching circuit, 7402
Refresh timer, 7407 Refresh address counter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11C 11/34 362C (72)発明者 熊野谷 正樹 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 早野 浩司 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 山崎 彰 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 岩本 久 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 阿部 英明 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 日昔 勝満 兵庫県伊丹市東野四丁目61番5号 三菱電 機エンジニアリング株式会社エル・エス・ アイ設計センター内 (72)発明者 石塚 康宏 兵庫県伊丹市東野四丁目61番5号 三菱電 機エンジニアリング株式会社エル・エス・ アイ設計センター内 (72)発明者 佐伯 宰 兵庫県伊丹市東野四丁目61番5号 三菱電 機エンジニアリング株式会社エル・エス・ アイ設計センター内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G11C 11/34 362C (72) Inventor Masaki Kumanoya 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation・ S-I Laboratory (72) Inventor Koji Hayano 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation Kita-Itami Works (72) Inventor Akira Yamazaki 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation LSI Laboratory (72) Inventor Hisashi Iwamoto 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric LSI Laboratory (72) Inventor Hideaki Abe 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo (72) Inventor Katsumitsu Katsumitsu 4-61-5 Higashino, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi (72) Inventor Yasuhiro Ishizuka 4-61-5 Higashino, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. LSI Design Center (72) Inventor Saeki Satori 4-61-5 Higashino, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のメモリセルを備える半導体記憶装
置であって、 アドレス信号を受けるためのアドレス入力手段、 バーストモード指示に応答してアドレス信号を所定のタ
イミングで連続的に発生するアドレス発生手段、 前記アドレス入力手段の出力と前記アドレス発生手段の
出力とを受け、前記バーストモード指示に応答して前記
アドレス発生手段の出力を選択的に通過させるアドレス
選択手段、および前記アドレス選択手段の出力に従って
前記複数のメモリセルから対応のメモリセルを選択する
メモリセル選択手段を備える、半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device having a plurality of memory cells, comprising: address input means for receiving an address signal; and address generation means for continuously generating an address signal at a predetermined timing in response to a burst mode instruction. Address selection means for receiving the output of the address input means and the output of the address generation means, and selectively passing the output of the address generation means in response to the burst mode instruction, and according to the output of the address selection means A semiconductor memory device, comprising: a memory cell selecting means for selecting a corresponding memory cell from the plurality of memory cells.
【請求項2】 外部演算処理装置とデータの授受を行な
うための半導体記憶装置であって、前記半導体記憶装置
は高速アクセスのメモリセルアレイを含みかつ外部クロ
ック信号に同期して、外部から与えられる制御信号を取
込み、 前記外部演算処理装置から与えられるアドレスを受ける
ためのアドレス入力手段、 前記外部演算装置からのバーストモード指示に応答して
前記外部クロック信号に同期してアドレスを発生するア
ドレス発生手段、 前記アドレス入力手段の出力と前記アドレス発生手段の
出力のいずれか一方を選択的に通過させるアドレス選択
手段、前記アドレス選択手段は前記バーストモード指示
に応答して前記アドレス発生手段の出力を選択的に通過
させる手段を含み、 前記アドレス選択手段の出力に従って前記メモリセルア
レイから対応のメモリセルを選択するメモリセル選択手
段を備える、半導体記憶装置。
2. A semiconductor memory device for exchanging data with an external arithmetic processing unit, wherein the semiconductor memory device includes a memory cell array of high-speed access and is provided with a control externally provided in synchronization with an external clock signal. Address input means for receiving a signal and receiving an address given from the external processing unit; address generating means for generating an address in synchronization with the external clock signal in response to a burst mode instruction from the external processing unit; Address selection means for selectively passing either the output of the address input means or the output of the address generation means, wherein the address selection means selectively selects the output of the address generation means in response to the burst mode instruction Means for passing the memory cells according to the output of the address selecting means. A memory cell selecting means for selecting a corresponding memory cell from Lee, the semiconductor memory device.
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