JP2002197862A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2002197862A
JP2002197862A JP2000398032A JP2000398032A JP2002197862A JP 2002197862 A JP2002197862 A JP 2002197862A JP 2000398032 A JP2000398032 A JP 2000398032A JP 2000398032 A JP2000398032 A JP 2000398032A JP 2002197862 A JP2002197862 A JP 2002197862A
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Yoshikazu Yamauchi
内 良 和 山
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Toshiba Corp
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    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1015Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11C7/1015Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バースト長を任意に設定することが可能な半
導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 外部アドレスがアドレスレジスタARに
入力され、その出力である内部アドレスがバースト長
決定回路BLDに与えられ、バースト長設定信号/BL
が規定するタイミングにおけるこの外部アドレスのレベ
ルに応じてバースト長が決定され、バイナリカウンタ/
ロジックBCL1がバースト用内部アドレスAx’’
−A0’’と内部アドレスA16’−A(x+1)’
とをメモリセルアレイMCAに出力する。これにより、
所望のバースト長を有するデータを入出力することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体記憶装置に係
わり、特にバースト動作を行うものに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体記憶装置には、システム側からの
クロック入力に同期して動作する同期型SRAMが存在
し、所定のビット長のデータを連続してシリアルに入出
力するバースト動作を行うものがある。ここで、連続す
るデータ長をバースト長と称する。
【0003】従来の同期型SRAMは、図5に示される
ようにアドレスレジスタAR、バイナリカウンタ/ロジ
ックBCL2、メモリセルアレイMCAを備えていた。
【0004】アドレスレジスタARは、図示されていな
いシステム側から例えば17ビットの外部アドレスA1
6−A0と、システム側クロックCLKとを入力され、
クロックCLKに同期して保持し、メモリセルアレイM
CAにアドレスA15−A0を出力する。さらに、17
ビットのうち下位2ビットのアドレスA1−A0をバイ
ナリカウンタ/ロジックBCL2に与える。
【0005】バイナリカウンタ/ロジックBCL2は、
クロックCLKと外部アドレスA1−A0とを入力さ
れ、クロックCLKに同期してバースト用内部アドレス
A1’−A0’を出力してメモリセルMCAに与える。
即ち、2ビットの外部アドレスA1−A0を用いて、連
続的に入出力すべき4ビット分の連続した内部アドレス
A1’−A0’を生成する。また、バイナリカウンタ/
ロジックBCL2にリセット信号RSTが与えられる
と、内部アドレスA1’−A0’の生成を行わずバース
ト動作が停止する。
【0006】この装置におけるクロックCLK、アドレ
ス信号Add、データData、リセット信号RSTの
動作波形を図6のタイムチャートに示す。
【0007】リセット信号RSTがハイレベルの間、バ
イナリカウンタ/ロジックBCL2はリセットされて動
作せず、バースト用内部アドレスが生成されないのでバ
ースト動作は行わない。よって、1番目のクロックCL
K1に同期してアドレスAddがアドレスレジスタAR
に入力されたときは、1ビットのデータAのみが入出力
される。
【0008】リセット信号RSTがローレベルになる
と、バイナリカウンタ/ロジックBCL2が内部アドレ
スを生成する。即ち、3番目のクロックCLK3に同期
して17ビットの外部アドレスAdd(A16−A0)
がアドレスレジスタARに取り込まれて保持され、下位
ビットのアドレスA1−A0がバイナリカウンタ/ロジ
ックBCL2に入力されて内部アドレスA1’−A0’
が生成され、メモリセルMCAに与えられる。これによ
り、連続した4ビットのデータB、B+1、B+2、B
+3が入出力される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
記憶装置ではバースト長が固定されており、使用者の要
望に応じて任意の長さに設定することができなかった。
上述した回路ではバースト長が4ビットに固定されてい
るので、5ビット以上のデータを連続して読み書きする
場合には、4つおきにアドレス等の初期情報をメモリセ
ルアレイに与える必要があり、動作速度の低下を招いて
いた。
【0010】本発明は上記事情に鑑み、バースト長を自
由に設定することが可能な半導体記憶装置を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体記憶装置
は、外部アドレスを与えられ、所定のタイミングにおけ
る前記外部アドレスのレベルに基づいてバースト長を決
定し、バースト長決定信号を出力するバースト長決定回
路と、前記バースト長決定信号と前記外部アドレスとを
与えられてバースト用内部アドレスを出力する内部アド
レス生成回路と、前記外部アドレスと前記バースト用内
部アドレスとを与えられ、データを入力又は出力するメ
モリセルアレイとを備えることを特徴とする。
【0012】また本発明の半導体記憶装置は、Nビット
の外部アドレスを入力されて保持し、出力するアドレス
レジスタと、バースト長設定信号と、前記アドレスレジ
スタから出力された前記外部アドレスとを与えられ、前
記バースト長設定信号が規定するタイミングにおけるこ
の前記外部アドレスのレベルに基づいてPビットのバー
スト長を決定し、バースト長決定信号を出力するバース
ト長決定回路と、前記バースト長決定信号とNビットの
前記外部アドレスとを与えられ、Pビットのバースト用
内部アドレスを生成し、N−Pビットの前記外部アドレ
スをスルーさせて出力する内部アドレス生成回路と、前
記アドレスレジスタからNビットの前記外部アドレスを
与えられ、前記内部アドレス生成回路から前記バースト
用内部アドレス信号とN−Pビットの前記外部アドレス
を与えられ、Pビットのバースト長を有するデータを入
力又は出力するメモリセルアレイとを備えることを特徴
とする。
【0013】前記バースト長決定回路は、Nビット毎に
設けられ、前記バースト長設定信号が所定レベルのとき
それぞれオンし、Nビットの前記外部アドレスを前記バ
ースト長決定信号としてそれぞれ出力するスイッチを有
し、前記内部アドレス生成回路は、前記スイッチ毎に設
けられ、それぞれ与えられた前記バースト長決定信号が
バーストを示す場合は対応する前記外部アドレスを用い
て前記バースト用内部アドレスを生成して出力し、バー
ストを示さない場合は対応する前記外部アドレスをスル
ーさせて出力するカウンタを有することができる。
【0014】あるいは、前記バースト長決定回路は、N
ビット毎に設けられ、前記バースト長設定信号が所定レ
ベルのときそれぞれオンし、Nビットの前記外部アドレ
スを前記バースト長決定信号としてそれぞれ出力するス
イッチと、Nビット毎に設けられ、リセット信号を与え
られない場合は前記バースト決定信号を与えられて出力
し、前記リセット信号を与えられた場合は前記リセット
信号を出力せず、バースト動作を停止させる論理回路と
を有し、前記内部アドレス生成回路は、前記論理回路毎
に設けられ、それぞれ与えられた前記バースト長決定信
号がバーストを示す場合は対応する前記外部アドレスを
用いて前記バースト用内部アドレスを生成して出力し、
バーストを示さない場合は対応する前記外部アドレスを
スルーさせて出力するカウンタを有することもできる。
【0015】前記内部アドレス生成回路が、Pビットの
前記外部アドレスを用いて2Pの前記バースト用内部ア
ドレスを生成するバーストシーケンスが予め設定されて
いてもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
【0017】本発明の第1の実施の形態による半導体記
憶装置は、図1に示されるように、アドレスレジスタA
R、バースト長決定回路BLD、バイナリカウンタ/ロ
ジックBCL1、メモリセルアレイMCAを備えてい
る。
【0018】アドレスレジスタARは、図示されていな
いシステム側から例えば17ビットの外部アドレスA1
6−A0と、システム側クロックCLKとを入力され、
クロックCLKに同期して保持し、内部アドレスA1
6’−A0’を出力し、バースト長決定回路BLDに与
える。
【0019】バースト長決定回路BLDにはさらに、バ
ースト長設定信号/BLが入力され、バースト設定信号
/BLがローレベルの期間中における内部アドレスA
16’−A0’のレベルでバースト長を決定し、バース
ト長決定信号α16−α0を生成し、内部アドレスA
16’−A0’と共にバイナリカウンタ/ロジックBC
L1に出力する。また、バースト長決定回路BLDは、
リセット信号RSTを入力されるとバースト長決定信号
α16−α0を生成する動作を停止する。これにより、
バースト動作によるデータの入出力は行われない。
【0020】バイナリカウンタ/ロジックBCL1は内
部アドレス生成回路に相当し、クロックCLKに同期
してバースト長決定信号α16−α0と内部アドレス
A16’−A0’とを取り込み、バースト用内部アドレ
スとバーストを行わない外部アドレスとを含む内部アド
レスA16’’−A0’’をメモリセルアレイMCA
に出力する。
【0021】メモリセルアレイMCAは、この内部アド
レスA16’’−A0’’を与えられて、連続したデ
ータの入出力を行う。
【0022】バースト長決定回路BLDと、バイナリカ
ウンタ/ロジックBCL1の内部構成の一例を図2に示
す。
【0023】バースト長決定回路BLDは、Pチャネル
トランジスタPT及びNチャネルトランジスタNTから
成るスイッチSW16−SW0と、ラッチ回路LT16
−LT0と、AND回路AN16−AN0を有する。ス
イッチSW16−SW0は、それぞれのPチャネルトラ
ンジスタPT及びNチャネルトランジスタNTのゲート
に入力される信号に応じてオン・オフする。ここでは、
バースト長設定信号/BLがローレベルで、内部アドレ
スA16’−A0’を取り込むべき期間中にオンする
ように制御される。
【0024】スイッチSWx−SW0がオンすると、ア
ドレスレジスタARから与えられたx+1ビット長の外
部アドレスAx−A0がラッチ回路LTx−LT0にそ
れぞれ取り込まれて保持され、バースト長決定信号αx
−α0がAND回路ANx−AN0に出力される。
【0025】ここで、外部アドレスA16−A0とバー
スト長との関係であるが、図3、図4を用いて後述する
ように、バースト長設定信号/BLがローレベルの期間
中における外部アドレスAN16−AN0のレベルによ
りバースト長が決定される。例えば、アドレスA0のみ
がローレベルで他のアドレスA16−A1がハイレベル
の場合はバースト長21=2ビットとなる。アドレスA
0=L又はHにすることで、2ビットのデータの連続
した入出力を行うことになる。
【0026】アドレスA1及びA0がローレベルで他の
アドレスA16−A2がハイレベルの場合はバースト長
2=4ビットとなる。アドレスA1及びA0をそれぞ
れL又はHの4通りの組合せにより、4ビットのデータ
の連続した入出力を行う。
【0027】アドレスA2、A1及びA0がローレベル
で他のアドレスA16−A3がハイレベルの場合はバー
スト長23=8ビットとなる。アドレスA2、A1及び
A0をL又はHにする8通りの組合せにより、8ビット
のデータの連続した入出力を行う。
【0028】バイナリカウンタ/ロジックBCL1は、
カウンタCT16−CT0を有する。このカウンタCT
16−CT0には、AND回路AN16−AN0から出
力されたバースト長決定信号α16−α0と、外部アド
レスA16−A0と、クロックCLKとが入力される。
【0029】カウンタCT16−CT0は、対応するデ
ータα16−α0がバーストを示す場合に、クロックC
LKに同期して対応する外部アドレスA16−A0をハ
イ/ローに変化させてバースト用内部アドレスA1
6’’−A0’’を生成し、メモリセルアレイMCAに
出力する。
【0030】より詳細には、各カウンタCT16−CT
0は、AND回路AN16−AN0の出力したバースト
決定信号α16−α0に従って、バースト用内部アドレ
スA16’’−A0’’を出力するか、あるいはアド
レスレジスタARから出力された内部アドレスA1
6’−A0’をそのままスルーさせてメモリセルアレイ
MCAに与えるかを決定する。
【0031】例えばバースト長決定信号α0のみが”
0”で、他の信号α16−α1が”1”である場合、外
部アドレスA0がバースト用に用いられ、他の外部アド
レスA16−A1は内部アドレスA16’−A1’が
内部アドレスA16’’−A1’’として、そのまま
メモリセルアレイMCAに与えられる。この場合、カウ
ンタCT0はAND回路AN0から出力されたバースト
長決定信号α0が”0”であるため、所定の手順でハイ
レベル/ローレベルに変化させた内部アドレスA0’’
を出力する。他のカウンタCT16−CT1は、与えら
れたデータα16−α1が”1”であるため、内部アド
レスA16’−A0’をメモリセルアレイMCAに出
力する。
【0032】バースト長決定信号α1及びα0が”0”
で、他のデータα16−α2が”1”である場合、外部
アドレスA1及びA0がバースト用に用いられ、他の外
部アドレスA16−A2は内部アドレスA16’−A
2’が内部アドレスA16’’−A2’’として、そ
のままメモリセルアレイMCAに与えられてアクセスに
用いられる。この場合、カウンタCT1及びCT0は、
AND回路AN1及びAN0から出力されたバースト長
決定信号α0が”0”であるため、所定の手順でそれぞ
れハイレベル/ローレベルに変化させた内部アドレスA
1’及びA0’を出力する。他のカウンタCT16−C
T2は、与えられたバースト長決定信号α16−α2
が”1”であるため、内部アドレスA16’−A2’
をメモリセルアレイMCAに出力する。
【0033】次に、上記構成を有する半導体記憶装置に
おける各信号(クロックCLK、バースト長設定信号/
BL、外部アドレスA2−A0、データData)の動
作波形について、図3、図4のタイムチャートを用いて
説明する。尚、バーストを開始する先頭番地を含むバー
ストシーケンスが予め固定されている場合を第1の実施
の形態、可変である場合を第2の実施の形態とし、それ
ぞれのタイムチャートを図3、図4に示す。
【0034】また、バースト長決定回路BLDが取り込
むアドレスの長さは、ここでは3ビット(A2−A0)
とする。
【0035】(1) 第1の実施の形態(バーストシー
ケンスが固定されている場合) 第1クロックCLK1の立上り時において、バースト長
設定信号/BLがローレベルにある。
【0036】このバースト長設定信号/BLがローレベ
ルの期間中に、上述したようにスイッチSW2−SW0
がオンし、第2クロックCLK2の立ち上がり時に与え
られた外部アドレスA2−A0がバースト長決定信号α
2−α0としてAND回路AN2−AN0を介してカウ
ンタCT2−CT0に与えられる。
【0037】バースト長設定信号/BLがローレベルの
期間中、アドレスA0のみがローレベルで、他のアドレ
スA2及びA1がハイレベルの場合は、バースト長=2
1=2となる。カウンタCT0からは、ローレベルから
ハイレベルに変化する内部アドレスA0’’が出力さ
れ、次のサイクル(第3クロックCLK3、第4クロッ
クCLK4)でデータA、A+1が順に入出力される。
【0038】ここで、本実施の形態ではバーストシーケ
ンスが予め固定されており、アドレスA0がローレベル
からハイレベルに変化し、2ビットのデータが連続して
出力される。
【0039】さらに、第5クロックCLK5の立上り時
において、バースト長設定信号/BLがローレベルにあ
る。
【0040】バースト長設定信号/BLがローレベルの
期間中にスイッチSW2−SW0がオンし、第6クロッ
クCLK6の立ち上がり時に、与えられた外部アドレス
A20−A0がバースト長決定信号α2−α0としてA
ND回路AN2−AN0を介してカウンタCT2−CT
0に与えられる。
【0041】バースト長設定信号/BLがローレベルの
期間中、アドレスA1及びA0がローレベルで、他のア
ドレスA2がハイレベルであり、バースト長=22=4
となる。カウンタCT1、CT0からそれぞれ内部アド
レスA1’’、A0’’が出力され、次のサイクル
(第7クロックCLK7〜第10クロックCLK10)
でデータB、B+1、B+2、B+3が順に入出力され
る。
【0042】バーストシーケンスは、アドレス(A1、
A0)=(L、L)、(L、H)、(H、L)、(H、
H)という順序に変化するよう固定されており、このア
ドレスで示されるセルの位置にデータが連続して入出力
される。
【0043】(2)第2の実施の形態(バーストシーケ
ンスが可変の場合) 第1クロックCLK1の立上り時に、バースト長設定信
号/BLがローレベルにある。
【0044】このバースト長設定信号/BLがローレベ
ルの期間中に、スイッチSW2−SW0がオンし、第2
クロックCLK2の立ち上がり時に与えられた外部アド
レスA2−A0がバースト長決定信号α2−α0として
AND回路AN2−AN0を介してカウンタCT2−C
T0に与えられる。
【0045】バースト長設定信号/BLがローレベルの
期間中、アドレスA0のみがローレベルで、他のアドレ
スA2及びA1がハイレベルの場合は、バースト長=2
1=2となる。カウンタCT0からは、ローレベルから
ハイレベルに変化する内部アドレスA0’’が出力さ
れ、次のサイクル(第3クロックCLK3、第4クロッ
クCLK4)でデータA、A+1が順に入出力される。
【0046】本実施の形態ではバーストシーケンスが固
定されておらず、アドレスA0がローレベルからハイレ
ベル、あるいはハイレベルからローレベルに変化し、2
ビットのデータが連続して出力される。
【0047】さらに、第5クロックCLK5の立上り時
において、バースト長設定信号/BLがローレベルにあ
る。
【0048】バースト長設定信号/BLがローレベルの
期間中にスイッチSW2−SW0がオンし、第6クロッ
クCLK6の立ち上がり時に、与えられた外部アドレス
A0−A2がバースト長決定信号α2−α0としてAN
D回路AN2−AN0を介してカウンタCT2−CT0
に与えられる。
【0049】バースト長設定信号/BLがローレベルの
期間中、アドレスA1及びA0がローレベルで、他のア
ドレスA2がハイレベルであり、バースト長=22=4
となる。カウンタCT1、CT0から内部アドレスA
1’’、A0’’が生成され、次のサイクル(第7クロ
ックCLK7〜第10クロックCLK10)でデータ
B、B+1、B+2、B+3が順に入出力される。
【0050】バーストシーケンスは固定されていないの
で、アドレス(A1、A0)は、(L、L)、(L、
H)、(H、L)、(H、H)の4つの組合せのうち、
所望の順序で変化するように設定することができる。
【0051】上記実施の形態によれば、バースト長を所
望の長さに設定することが可能である。よって、バース
ト長が固定されていた従来の場合と異なり、固定された
バースト長毎にアドレス等の初期情報をメモリセルアレ
イに与える必要がないので、動作を高速化することがで
きる。
【0052】上述した実施の形態は一例であって、本発
明を限定するものではなく、例えば信号のレベル等は必
要に応じて自由に設定することができる。その一例とし
て、上記実施の形態ではバースト長設定信号/BLがロ
ーレベルの期間中における外部アドレスのレベルによっ
てバースト長を設定しているが、バースト長設定信号/
BLがハイレベルの期間中におけるアドレスのレベルに
よってバースト長を設定してもよい。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体記
憶装置は、バースト長を所望の長さに設定することがで
きるので、バースト長が固定されていた従来の場合より
動作を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による半導体記憶装置の
構成を示したブロック図。
【図2】同半導体記憶装置におけるバースト長決定回路
及びバイナリカウンタ/ロジックの構成を示した回路
図。
【図3】本発明の第1の実施の形態の半導体記憶装置に
おける各信号の動作波形を示したタイムチャート。
【図4】本発明の第2の実施の形態の半導体記憶装置に
おける各信号の動作波形を示したタイムチャート。
【図5】従来の半導体記憶装置の構成を示したブロック
図。
【図6】同半導体記憶装置における各信号の動作波形を
示したタイムチャート。
【符号の説明】
AR アドレスレジスタ BCL1 バイナリカウンタ/ロジック BLD バースト長決定回路 MCA メモリセルアレイ ANx〜AN0 AND回路 LTx〜LT0 ラッチ回路 SWx〜SW0 スイッチ CTx〜CT0 カウンタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部アドレスを与えられ、所定のタイミン
    グにおける前記外部アドレスのレベルに基づいてバース
    ト長を決定し、バースト長決定信号を出力するバースト
    長決定回路と、 前記バースト長決定信号と前記外部アドレスとを与えら
    れてバースト用内部アドレスを出力する内部アドレス生
    成回路と、 前記外部アドレスと前記バースト用内部アドレスとを与
    えられ、データを入力又は出力するメモリセルアレイ
    と、 を備えることを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】N(Nは1以上の整数)ビットの外部アド
    レスを入力されて保持し、出力するアドレスレジスタ
    と、 バースト長設定信号と、前記アドレスレジスタから出力
    された前記外部アドレスを与えられ、前記バースト長設
    定信号が規定するタイミングにおけるこの前記外部アド
    レスのレベルに基づいてP(Pは1以上、N以下の整
    数)ビットのバースト長(2P)を決定し、バースト長
    決定信号を出力するバースト長決定回路と、 前記バースト長決定信号とNビットの前記外部アドレス
    とを与えられ、Pビットのバースト用内部アドレスを生
    成し、N−Pビットの前記外部アドレスをスルーさせて
    出力する内部アドレス生成回路と、 前記アドレスレジスタからNビットの前記外部アドレス
    を与えられ、前記内部アドレス生成回路から前記バース
    ト用内部アドレス信号とN−Pビットの前記外部アドレ
    スを与えられ、Pビットのバースト長を有するデータを
    入力又は出力するメモリセルアレイと、 を備えることを特徴とする半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】前記バースト長決定回路は、 Nビット毎に設けられ、前記バースト長設定信号が所定
    レベルのときそれぞれオンし、Nビットの前記外部アド
    レスを前記バースト長決定信号としてそれぞれ出力する
    スイッチを有し、 前記内部アドレス生成回路は、前記スイッチ毎に設けら
    れ、それぞれ与えられた前記バースト長決定信号がバー
    ストを示す場合は対応する前記外部アドレスを用いて前
    記バースト用内部アドレスを生成して出力し、バースト
    を示さない場合は対応する前記外部アドレスをスルーさ
    せて出力するカウンタを有することを特徴とする請求項
    2記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】前記バースト長決定回路は、 Nビット毎に設けられ、前記バースト長設定信号が所定
    レベルのときそれぞれオンし、Nビットの前記外部アド
    レスを前記バースト長決定信号としてそれぞれ出力する
    スイッチと、 Nビット毎に設けられ、リセット信号を与えられない場
    合は前記バースト決定信号を与えられて出力し、前記リ
    セット信号を与えられた場合は前記リセット信号を出力
    せず、バースト動作を停止させる論理回路と、 を有し、 前記内部アドレス生成回路は、前記論理回路毎に設けら
    れ、それぞれ与えられた前記バースト長決定信号がバー
    ストを示す場合は対応する前記外部アドレスを用いて前
    記バースト用内部アドレスを生成して出力し、バースト
    を示さない場合は対応する前記外部アドレスをスルーさ
    せて出力するカウンタを有することを特徴とする請求項
    2記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】前記内部アドレス生成回路が、Pビットの
    前記外部アドレスを用いて2Pの前記バースト用内部ア
    ドレスを生成するバーストシーケンスが予め設定されて
    いることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載
    の半導体記憶装置。
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