JP2001332090A - 半導体メモリ装置及びデータ伝送方法 - Google Patents
半導体メモリ装置及びデータ伝送方法Info
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Abstract
きる先取り動作モード型同期半導体メモリ装置を提供す
るにある。 【解決手段】本発明は、データ伝送のためブロックセン
スアンプアレイとデータ出力バッファとの間に連結され
た複数のメインデータラインを持ち、一つの入出力ポー
トに対応して複数のメモリセルからリーとされた複数個
のセルデータを先取る半導体メモリ装置に関する。この
半導体メモリ装置は、パス及びラッチ部を有し、該パス
及びラッチ部は、前記メインデータラインの必要個数を
減らすため、前記ブロックセンスアンプアレイ内の対応
するブロックセンスアンプと連結されており、前記ブロ
ックセンスアンプからそれぞれ提供される前記複数個の
セルデータを並列に受信し、対応する一つのメインデー
タラインに時分割的に直列伝送する。
Description
置に係り、例えば、メインデータラインの数を減らすこ
とができる先取り動作モード型同期半導体メモリ装置に
関する。
いられるコンピューターなどの電子的システムが大容量
化及び高速化されるのに伴って、より貯蔵能力が大きく
且つ高速動作機能をもつメモリが必要とされる。したが
って、そのような電子的システムに用いられる半導体メ
モリは、より高い集積率とデータ伝送率を有するべきで
ある。データ伝送率を高めるために本分野ではダブルデ
ータレート(double datarate)方式及びパイプラインバ
ースト(pipelined burst)方式が提案されてある。半導
体メモリにおいてそのような方式を実現するためには、
データの出力タイミングに先立って予めメモリセルから
データを内部的に読み取る先取り動作が必要である。例
えば、図5のようにシングルデータレートで動作する場
合とは異なって、図4のようにダブルデータレートで動
作する半導体メモリの場合は、一つの入出力I/Oポート
を通して少なくとも2個或いは4個以上のデータが一つ
のリード周期に連続的に出力されなければならない。そ
のためには一度に2個或いは4個以上のデータがメモリ
セルから予め読み取られて内部のラッチ回路にラッチさ
れてあるべきで、これらのデータはその出力のためのク
ロックが提供されたときに直ちに入出力ポートを通して
出力されるべきである。即ち、一つのリード周期に2個
のデータが出力されるダブルデータレートの場合、一つ
の周期の間に2度のリード動作を行うのは難しいため、
一つのI/O当たり数個のデータが先取りされる。
かの問題を説明するため、図6に従来の半導体メモリ装
置のリード関連部がブロック図として図示されている。
即ち、メモリセルアレイはブロック単位に分けられ、そ
れぞれのメモリセルアレイブロック10〜10nにはブロッ
クセンスアンプアレイ20〜20nがそれぞれ対応して連結
される。一つのブロックセンスアンプアレイ20〜20nの
各々の複数の出力ラインはそれに対応する本数の複数の
メインデータラインL1〜Lnに順に連結される。そして、
一つのメインデータライン(例えば、L1)は複数のブロ
ックセンスアンプアレイ20〜20nの各々の1つの対応す
る出力ラインに連結される。複数のメインデータライン
L1〜Lnは複数のデータ出力バッファ30〜30nのうち対応
するデータ出力バッファに連結される。
は以下の通りである。選択されたメモリセルアレイブロ
ック内のメモリセルから読み取られたデータは対応する
ブロックセンスアンプを通して増幅される。例えば、ブ
ロックセンスアンプアレイ20〜20nの一番目のセンスア
ンプ20が動作する場合、ブロックセンスアンプアレイ20
で増幅されたデータはメインデータラインL1を通してデ
ータ出力バッファ30に供給される。ダブルデータレート
方式では、データ出力のためのクロックが提供される以
前に他の経路を通してデータ出力バッファにデータが供
給されなければならない。しかし、図6の構造では使用
中のメインデータラインL1を通してはデータを伝送する
ことができないので、他のメインデータラインがさらに
必要とされることが分かる。
式によりデータを取るためには、一つのI/O当たりの必
要なメインデータラインの個数が2倍或いは4倍とな
る。結局、先取り方式の実現のために増加されるメイン
データラインに起因して、チップ内の占有面積は大きく
なるという問題点があった。従って、これは製品原価を
上昇させる要因として作用する。また、2倍或いは4倍
のメインデータラインが一挙にハイまたはローレベルに
駆動されるように充電及び放電が行われなければならな
いので、ピーク電流が増加する。
ずに先取り方式の動作を実現して、チップサイズの増加
問題を解決し、ピーク電流を少なくするための適切な技
術が本分野で切実に要望されている。
解消することができる半導体装置を提供することにあ
る。
をもつ同期半導体メモリ装置及びメインデータライン数
を減らすためのデータ伝送方法を提供することにある。
を持ちながらメインデータライン数を最適に維持するこ
とができる同期半導体メモリ装置及びそれによるデータ
伝送方法を提供することにある。
加及びピーク電流を最小化するダブルデータレート型半
導体メモリ装置及びその方法を提供することにある。
数を増加させずにも先取り方式の動作を具現できるステ
ーティックランダムアクセスメモリを提供することにあ
る。
るため、データ伝送のためブロックセンスアンプアレイ
とデータ出力バッファとの間に連結された複数のメイン
データラインを有し、一つの入出力ポートについて複数
のメモリセルからリードされた複数個のセルデータを先
取りする半導体メモリ装置は、前記メインデータライン
の必要数を減らすため、前記ブロックセンスアンプアレ
イ内の対応するブロックセンスアンプと連結されてお
り、前記ブロックセンスアンプからそれぞれ提供される
前記複数個のセルデータを並列で受信し、対応する一つ
のメインデータラインに時分割的に直列伝送するパス及
びラッチ部を具備することを特徴とする。
ンプの後段に備えられたパス及びラッチ部により複数の
データは複数の回数に分けられて同一のメインデータラ
インに伝送される。
て複数のデータを時分割的に伝送することができるの
で、先取り方式の動作のときにもメインデータラインの
個数を増加させる必要がない。
て図面を用いて詳しく説明する。図面において互いに同
一または類似した構成要素は説明及び理解の便意上同一
または類似した符号で記載する。
メモリ装置のリード関連部のブロック図である。即ち、
図1に示すように、メモリセルアレイブロック10〜10
n、ブロックセンスアンプアレイ20〜20n、及びデータ出
力バッファ30〜30nは図6に示した構成と同一である
が、ブロックセンスアンプアレイ20〜20nの後段に設置
されたパス/ラッチ部40〜40nとそれに連結された複数の
メインデータラインL1〜Lnの構成が図6の構成と異な
る。ここで、パス/ラッチ部40〜40nはブロックセンスア
ンプアレイ20〜20n内の対応するブロックセンスアンプ
とそれぞれ連結される。パス/ラッチ部40〜40nはブロッ
クセンスアンプ20〜20nからそれぞれ提供される複数個
のセルデータを並列で受信し、対応する一つのメインデ
ータラインに時分割的に直列伝送する機能を行う。従っ
て、先取り方式の動作のときにもメインデータラインの
個数を増加する必要がない。
細図を図2に示す。図2は、図1の各パス及びラッチ部
の詳細回路図で、2個のデータパスをもつ場合について
の構成例を示す。即ち、図2に示すように、パス及びラ
ッチ部40は、複数個のセルデータのうち対応するセルデ
ータをパス制御信号PASS1の第1論理に応じてそれぞれ
伝送する第1,2伝送ゲートPG1,PG2と、前記対応するセル
データをパス制御信号PASS1の第2論理に応じてそれぞ
れ伝送する第3,4伝送ゲートPG3,PG4と、第2または第3
伝送ゲートPG2,PG3に連結されて、これらから選択的に
供給さされるセルデータをラッチするラッチL1と、第1
及び第4伝送ゲートPG1,PG4から選択的に供給されるセ
ルデータを、制御信号として印加されるセル信号CELLの
第1論理に応じて、メインデータラインMDL(L1〜Lnの
うち該当するメインデータライン)に伝送する第5伝送
ゲートPG5と、セル信号CELLが第2論理状態を維持する
場合に、ラッチL1から出力されるラッチされたセルデー
タを、制御信号として印加されるラッチ信号LATCHの第
1論理に応じて、メインデータラインMDLに伝送する第
6伝送ゲートPG6と、から構成される。
イから出力された後にパス及びラッチ部40に印加される
2個のデータのうちで真っ直ぐに出力されるデータは第
1伝送ゲートPG1と第5伝送ゲートPG5を経由する第1パ
スAを通してメインデータラインMDLに伝送され、その次
の半周期或いは次の周期に出力されるデータは第2伝送
ゲートPG2、ラッチL1及び第6伝送ゲートPG6を経由する
第2パスBを通してメインデータラインMDLに伝送され
る。より具体的には、ハイレベルのパス制御信号PASS1
が印加されると共にハイレベルの制御信号CELLが印加さ
れると、ブロックセンスアンプから出力されたデータIO
x-1は第1パスゲートPG1及び第5パスゲートPG5を順次
通過してメインデータラインMDLにそのまま印加され
る。
されたデータIOx-2は第2パスゲートPG2を通過してラッ
チL1に印加される。ラッチL1に印加されたデータは制御
信号LATCHがハイレベルになるときまでラッチされ、前
記制御信号LATCHがハイレベルとなって第6パスゲートP
G6がオープンされるときに出力されてメインデータライ
ンMDLに印加される。ここで、リード動作の時に一番目
のシステムクロック周期(或いはその半周期)では制御
信号CELLがハイレベルで、かつ、制御信号LATCHがロー
レベルであり、次のシステムクロック周期(或いはその
半周期)では制御信号CELLがローレベルで、かつ、前記
制御信号LATCHがハイレベルとなる。従って、一つのメ
インデータラインMDLを通して二つの経路A,B上のデータ
をデータ出力バッファに伝送することができるようにな
る。一つのメインデータラインを通して二つの経路上の
データを伝送するとき、例えば、システムクロックの1
周期を半分に分けて使用するか、またはそれぞれ異なっ
た周期に分けて使用することにより、使用されるメイン
データラインの個数を減らすことができる。また、ピー
ク電流が減少される。
I/O当たりのデータ個数を二つ或いは四つとして先取り
される場合に適用及び応用が可能である。これを、以
下、詳しく説明する。
つメモリ装置の場合について説明する。
I/Oから構成された場合を仮定する。通常のメモリ装置
では、各I/Oは、MDL/MDLBの対からなる2本のメインデ
ータラインで構成されているので、図1の場合には9×
2=18個のデータラインが必要とされる。DDRの場合で
あれば、これの2倍になるので、36本のメインデータラ
インが必要とされる。これに対して、本実施形態のよう
なパス/ラッチ部(40〜40n)を備えることにより、メイ
ンデータラインの本数を半分に減らすことができる。
つメモリ装置の場合について説明する。基本的に、2周
期の間に4個のバーストデータを出す機能をもっている
メモリ装置の場合は二つの方法を適用可能である。第1
の方法では、半周期に一つずつデータを4回伝送するこ
とにより、18本(1組)のメインデータラインだけで実
現する。しかし、高速のメモリの場合にはそのような伝
送は難しくなる可能性がある。そこで、第2の方法で
は、36本(2組)のデータラインを設けて、これを利用
して1周期に2個のデータを伝送する。つまり、一度に
4個のデータを伝送しようとする場合、従来は72個のメ
インデータラインが必要とされたのを、上記の実施形態
のようなパス/ラッチ部(40〜40n)を設けることによ
り、36個のデータラインを減らすことが出きるようにな
る。
をするSDR(1周期に一つのI/Oを通して1個のデータだ
けを出力する機能)メモリ装置の場合にも上記の本発明
の実施形態を適用することができる。この場合にはシス
テムクロックの周期毎に新しくメモリセルから読み取り
をしてデータを取ることも可能である。しかし、高速動
作においては、1周期が非常に短くいため、毎度読み取
り動作を行うことが難しい。そこで、1番目の周期のレ
イタンスを用いて図2の動作のように、一度に幾つかの
ビットのデータを読み取り、一つのデータずつメインデ
ータラインを通して出力する。この場合にも必要なメイ
ンデータラインの数を最小化できるようになる。
及びその応用構成により実現するのが可能である。ここ
で、制御信号LATCH及びLATCHBと、制御信号CELL,CELLB
の動作タイミング関係は適宜変更可能である。
うなデータパスを2個さらに追加して全部で4個のデー
タパスで各パス/ラッチ部を構成するか、または、2個
のデータパスで各パス/ラッチ部を構成して、図3に示
すようにデータ出力バッファ30〜30nを基準にメモリセ
ルアレイブロック、ブロックセンスアンプアレイ、及び
パス/ラッチ部が対称に配置された構造とし、メインデ
ータラインにそれぞれデータを伝送することができる。
体メモリ装置のリード関連部のブロック図で、メモリセ
ルアレイブロック10〜10n、ブロックセンスアンプアレ
イ20〜20n及びパス/ラッチ部40〜40nに対して、データ
出力バッファ30〜30nを基準として、メモリセルアレイ
ブロック11〜11n、ブロックセンスアンプアレイ21〜21
n、及びパス/ラッチ部41〜41nがそれぞれ対称に配置さ
れた例を示している。図3のリード関連部は、各パス/
ラッチ部が2個のデータパスを備えており、4ビット先
取りを行う。ここで、パス/ラッチ部(40〜40n、41〜41
n)は対応するブロックセンスアンプからそれぞれ提供
される複数個のセルデータを並列で受信し、第1,2メ
インデータライン(MDL-1,MDL-2)のうち対応する一つ
のメインデータラインに時分割的に直列伝送する。従っ
て、図3に示す4ビット先取り方式のリード関連部にお
けるメインデータラインの個数は、図2に示す2ビット
先取り方式のリード関連部に比べて2倍になる。
データラインを減らすことができて生産原価を低減し、
チップ上で占有する面積を縮小ことができ、ピーク電流
を減少させることができるようになる。
例示的に説明されたが、本発明はこれらの例示に限定さ
れず、本発明には、本発明の技術的思想を逸脱しない範
囲内で本発明が属する技術分野の通常の知識をもつ者に
よりなされ得る多様な変形が含まれる。例えば、本発明
の範囲内で、図2内のデータパスを増減したり、ラッチ
及び伝送ゲートの連結関係を変更したりすることができ
ることは勿論である。
ンプからそれぞれ提供される複数個のセルデータを並列
で受信し、対応される一つのメインデータラインに時分
割的に直列伝送するパス及びラッチ部を具備する本発明
によると、メインデータラインの必要個数を減らしチッ
プの全体サイズ減らすことができ、また、ピーク電流を
低減することができる。従って、本発明は、より高集積
化され高速で動作する半導体メモリ装置に好適である。
リード関連部のブロック図である。
ある。
のリード関連部のブロック図である。
である。
図である。
ック図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 データ伝送のためのブロックセンスアン
プアレイとデータ出力バッファとの間に連結された複数
のメインデータラインを有し、一つの入出力ポートにつ
いて複数のメモリセルから複数個のセルデータを先取り
する同期半導体メモリ装置において、 前記メインデータラインの必要数を減らすため、前記ブ
ロックセンスアンプアレイ内の対応するブロックセンス
アンプと連結されており、前記ブロックセンスアンプか
らそれぞれ提供される前記複数個のセルデータを、印加
される制御信号に応じて、並列で受信し対応する一つの
メインデータラインに時分割的に直列伝送するパス及び
ラッチ部を具備することを特徴とする同期半導体メモリ
装置。 - 【請求項2】 前記複数のセルデータが2個であり、前
記メインデータラインへの伝送は、システムクロックの
半周期の間に1個ずつ、2回行われることを特徴とする
請求項1に記載の同期半導体メモリ装置。 - 【請求項3】 前記複数個のセルデータが2個であり、
前記メインデータラインへの伝送は、システムクロック
の1周期の間に1個ずつ、2回行われることを特徴とす
る請求項1に記載の同期半導体メモリ装置。 - 【請求項4】 前記複数個のセルデータが4個であり、
前記メインデータラインへの伝送は、システムクロック
の1周期の間に4回行われることを特徴とする請求項1
に記載の同期半導体メモリ装置。 - 【請求項5】 前記複数個のセルデータが4個であり、
前記メインデータラインへの伝送は、システムクロック
の2周期の間に4回行われることを特徴とする請求項1
に記載の同期半導体メモリ装置。 - 【請求項6】 前記複数個のセルデータが2個であり、
前記パス及びラッチ部は、前記2個のセルデータをパス
制御信号の第1論理に応じてそれぞれ伝送する第1,2伝
送ゲートと、 前記2個のセルデータをパス制御信号の第2論理に応じ
てそれぞれ伝送する第3,4伝送ゲートと、 前記第2または第3伝送ゲートに連結されており、前記
第2及び第3伝送ゲートから選択的に提供されるセルデ
ータをラッチするラッチと、 前記第1及び第4伝送ゲートから選択的に提供されるセ
ルデータを、制御信号として印加されるセル信号の第1
論理に応じて、前記メインデータラインに伝送する第5
伝送ゲートと、 前記セル信号が第2論理状態を維持する場合に、前記ラ
ッチから出力される前記ラッチされたセルデータを、制
御信号として印加されるラッチ信号の第1論理に応じ
て、前記メインデータラインに伝送する第6伝送ゲート
と、 を備えることを特徴とする請求項1に記載の同期半導体
メモリ装置。 - 【請求項7】 データ伝送のためのブロックセンスアン
プアレイとデータ出力バッファとの間に連結された複数
のメインデータラインを有し、一つの入出力ポートにつ
いて複数のメモリセルから複数個のセルデータを先取り
する半導体メモリ装置であって、前記データ出力バッフ
ァを基準としてブロックセンスアンプアレイ及びメモリ
セルアレイブロックが対称に配置された構造を有する半
導体メモリ装置において、 4ビット先取りを行うため、前記ブロックセンスアンプ
アレイ内の対応するブロックセンスアンプと連結されて
前記ブロックセンスアンプからそれぞれ提供される2個
のセルデータを並列で受信し、対応するそれぞれのメイ
ンデータラインに時分割的に直列伝送するパス及びラッ
チ部が前記データ出力バッファを基準として対称配置さ
れたことを特徴とする半導体メモリ装置。 - 【請求項8】 データ伝送のためのブロックセンスアン
プアレイとデータ出力バッファとの間に連結された複数
のメインデータラインを有し、一つの入出力ポートにつ
いて複数のメモリセルから複数個のセルデータを先取り
する同期半導体メモリ装置におけるデータ伝送方法であ
って、 前記ブロックセンスアンプアレイ内の対応するブロック
センスアンプからそれぞれ提供される前記複数個のセル
データを並列で受信する段階と、 前記受信した複数個のセルデータを制御信号に従って一
つのメインデータラインに時分割的に直列伝送する段階
と、 を有することを特徴とするデータ伝送方法。
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JP2001332090A true JP2001332090A (ja) | 2001-11-30 |
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JP (1) | JP4828037B2 (ja) |
KR (1) | KR100372247B1 (ja) |
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