JP2003091992A - マルチポートメモリ - Google Patents

マルチポートメモリ

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JP2003091992A
JP2003091992A JP2001284864A JP2001284864A JP2003091992A JP 2003091992 A JP2003091992 A JP 2003091992A JP 2001284864 A JP2001284864 A JP 2001284864A JP 2001284864 A JP2001284864 A JP 2001284864A JP 2003091992 A JP2003091992 A JP 2003091992A
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Toru Ueda
亨 上田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】回路構成が複雑な調停回路を必要とせず、少な
い追加素子により書き込みデータをどちらかに優先させ
ることができるマルチポートメモリを提供する。 【解決手段】入力データDTI1のレベルに応じてビッ
ト線対Bi1およびBi1bの電位を接地電位および電
源電圧VDDレベルに設定し、優先信号PSをアクティブ
で受けると複数のポートから同一アドレスのメモリセル
に書き込みが重複する際、他のポートに優先してメモリ
セルに所望のデータを書き込む書込回路142を含む第
1の入出力ポート14と、入力データDTI2のレベル
に応じてビット線対Bi1およびBi1bの電位を接地
電位および電源電圧VDDレベルに設定し、優先信号PS
をアクティブで受けると複数のポートから同一アドレス
のメモリセルに書き込みが重複する際、他のポートに優
先してメモリセルに所望のデータを書き込む書込回路1
52を含む第2の入出力ポート15を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各メモリセルに複
数の入出力ポートを備え、メモリセルへの複数、同時ア
クセスが可能なマルチポートメモリに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】たとえば、マイクロコンピュータにおい
て、CPUがある処理命令を実行するには、RAMに格
納されている変数(データ)を順次読み出し、演算後の
結果を再びRAMにストアするといった手続きがとられ
る。そして、通常、この手続きが何度も繰り返され、最
終的な処理結果を得ている。もし、複数のRAMアドレ
スに対し同時にアクセスできれば、CPU内に設けられ
た複数の演算器が用いるデータを一度に読み出すことが
可能となり、RAMへのアクセス回数を減らして処理効
率を高め、高速化を図ることができる。そこで、従来か
ら、各メモリセルに複数の入出力ポートを備えたマルチ
ポートメモリが提案されている。
【0003】この種の従来のマルチポートメモリでは、
たとえば第1の文献(特開平4−186594号公報)
に記載されているように、複数のポートから同一アドレ
スへの書き込みが重複する際、いずれかのアドレス信号
を出さないようにして重複書き込みを調整する機能を有
する調停回路を装置の外部に設けている。
【0004】この第1の文献に記載されたマルチポート
メモリは、調停回路として、2つのアドレスバスを伝搬
されたアドレスが一致するか否かを検出(比較)し、検
出結果に応じた一致信号を出力する一致検出器と、読み
出し制御信号および一致信号に従い出力線のデータを出
力データバスに転送するデータ出力処理部と、ワードデ
コーダに付加されアドレスデコーダでアサートされたワ
ード選択線を入力とし、一方のアドレスバスのアドレス
を優先する処理を行う優先処理部とを有している。
【0005】また、同様の調停回路を有する従来のマル
チポートメモリが、たとえば第2の文献(特開平5−2
8769号公報)、第3の文献(特開平4−57287
号公報)、第4の文献(特開平4−49495号公
報)、および第5の文献(特開平10−21687号公
報)に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のマルチポートメモリでは、複数のポートから同一アド
レスに書き込みが重複する際、重複書き込みを調整する
機能を有する調停回路を装置の外部に設ける必要があ
る。
【0007】しかしながら、上述した第1の文献〜第5
の文献に記載さているような調停回路では、アドレスの
一致検出、すなわちアドレスを比較するための比較器
(一致検出器)を必要とすることから、回路が複雑化
し、回路規模の増大を招くという不利益がある。また、
第1の文献に記載されたマルチポートメモリでは、一致
検出を行い、優先処理をワードデコーダで施すと、ワー
ドデコーダの動作速度が遅くなり、結果として装置の処
理速度が低下するという不利益がある。
【0008】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、回路構成が複雑な調停回路を必
要とせず、少ない追加素子によって書き込みデータをど
ちらかに優先させることができるマルチポートメモリを
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の観点は、複数のビット線対と、相補
的な第1のレベルおよび第2のレベルのデータを保持可
能な第1の記憶ノードおよび第2の記憶ノードを有し、
上記第1の記憶ノードがそれぞれ異なる第1のアクセス
用スイッチング素子を介して上記複数のビット線対の一
方のビット線にそれぞれ接続され、上記第2の記憶ノー
ドがそれぞれ異なる第2のアクセス用スイッチング素子
を介して上記複数のビット線対の他方のビット線にそれ
ぞれ接続され、上記各第1のアクセス用スイッチング素
子および各第2のアクセス用スイッチング素子のうち、
アドレス指定により共通のビット線対に接続された対の
第1および第2のアクセス用スイッチング素子を導通状
態に個別に保持可能で、複数のビット線対のデータを同
時にアクセス可能な少なくとも一つのメモリセルと、上
記各ビット線対とデータの授受を行う複数のポートと、
を有し、上記各ポートは、書き込み時に接続されている
ビット線対のレベルを書き込むべきデータレベルに応じ
て互いに相補的な第1のレベルおよび第2のレベルに設
定し、優先信号をアクティブで受けると、複数のポート
から同一アドレスのメモリセルに書き込みが重複する
際、他のポートに優先して、アドレス指定のメモリセル
に所望のデータを書き込む書込回路を含む。
【0010】また、第1の観点では、上記各ポートに
は、カラム選択信号に応じて、対応するビット線対と書
込回路とを作動的に接続するカラム選択回路を含む。
【0011】本発明の第2の観点は、複数のビット線対
と、相補的な第1のレベルおよび第2のレベルのデータ
を保持可能な第1の記憶ノードおよび第2の記憶ノード
を有し、上記第1の記憶ノードがそれぞれ異なる第1の
アクセス用スイッチング素子を介して上記複数のビット
線対の一方のビット線にそれぞれ接続され、上記第2の
記憶ノードがそれぞれ異なる第2のアクセス用スイッチ
ング素子を介して上記複数のビット線対の他方のビット
線にそれぞれ接続され、上記各第1のアクセス用スイッ
チング素子および各第2のアクセス用スイッチング素子
のうち、アドレス指定により共通のビット線対に接続さ
れた対の第1および第2のアクセス用スイッチング素子
を導通状態に個別に保持可能で、複数のビット線対のデ
ータを同時にアクセス可能な複数のメモリセルと、上記
各ビット線対とデータの授受を行う複数のポートと、を
有し、上記複数のが少なくとも複数列にわたってマトリ
クス状に配列され、上記各ポートは、カラム選択信号に
応じて、対応するビット線対と書込回路とを作動的に接
続するカラム選択回路と、書き込み時に接続されている
ビット線対のレベルを書き込むべきデータレベルに応じ
て互いに相補的な第1のレベルおよび第2のレベルに設
定し、優先信号をアクティブで受けると、複数のポート
から同一アドレスのメモリセルに書き込みが重複する
際、他のポートに優先して、アドレス指定のメモリセル
に所望のデータを書き込む書込回路とを含む。
【0012】第2の観点では、上記各ポートのカラム選
択回路は、カラム選択信号に応じて、異なる列の複数の
ビット線対のうち、アドレス指定されたメモリセルが接
続されたビット線対と書込回路とを作動的に接続する。
【0013】第1の観点または第2の観点では、上記書
込回路は、入力データに応じて接続されているビット線
対の一方のビット線を第1のレベルに相当する第1の電
源電位に接続し、他方のビット線を第2のレベルに相当
する第2の電源電位に接続する第1の駆動トランジスタ
群と、上記優先信号をアクティブで受けたときのみ、接
続されているビット線対の一方のビット線または他方の
ビット線を、上記第1の電源電位または第2の電源電位
に接続する第2の駆動トランジスタ群とを有し、上記第
2の駆動トランジスタの電流駆動能力は、上記第1の駆
動トランジスタの電流駆動能力より大きく設定されてい
る。
【0014】また、第1の観点または第2の観点では、
上記各ポートには、読み出し時に対応するビット線対に
読み出されたデータを上記カラム選択回路を介して入力
して、増幅、確定させて出力する読出回路を含む。
【0015】本発明によれば、複数のポートから同一ア
ドレスのメモリセルに書き込みが重複する場合、書き込
みを優先させるべきポートに対してのみ優先信号がアク
ティブで供給される。たとえば、優先信号の入力にかか
わらず各ポートに書込回路では、第1の駆動トランジス
タ群により入力データに応じて接続されているビット線
対の一方のビット線が第1のレベルに相当する第1の電
源電位に接続され、他方のビット線が第2のレベルに相
当する第2の電源電位に接続される。そして、優先信号
をアクティブで受けたポートの書込回路のみ、第2のト
ランジスタ群により接続されているビット線対の一方の
ビット線または他方のビット線が、第1の電源電位また
は第2の電源電位に接続される。また、複数のポートか
ら同一アドレスのメモリセルに書き込みが重複する場
合、第1および第2のアクセス用スイッチング素子を介
して異なるビット線対のビット線同士が電気的に接続さ
れる。そのため、第1の電源電位または第2の電源電位
に保持される必要があるビット線の電位が両電源電位の
中間電位に遷移してしまう。しかし、第2の駆動トラン
ジスタの電流駆動能力は、第1の駆動トランジスタの電
流駆動能力より大きく設定されていることから、優先信
号を受けた書込回路に接続されたビット線がより第1の
電源電位側または第2の電源電位側に遷移するために、
メモリセルにおいては、アクセス用スイッチング素子が
オフにされた後であっても、第1の記憶ノードの電位お
よび第2の記憶ノードの電位が、第1のレベルまたは第
2のレベルのいずれかのレベルに確実に確定する。すな
わち、書き込みを優先させるべきポートからの書込デー
タが、メモリセルに対して優先的に書き込まれる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るマルチポート
メモリについて、図面に関連付けて詳細に説明する。
【0017】図1は、本発明に係るマルチポートメモリ
の一実施形態を示すブロック図、図2は図1の要部であ
るメモリセル、入出力ポートの具体的な構成例を示す回
路図である。なお、図2は図面の簡単化のためメモリア
レイを2×2のマトリクスとして示している。ここで
は、2ポート・メモリセルを有するSRAMを例として
説明する。
【0018】本マルチポートメモリ10は、メモリセル
アレイ11、第1のローデコーダ12、第2のローデコ
ーダ13、第1の入出力ポート14、第2の入出力ポー
ト15、第1のコントロール回路16、第2のコントロ
ール回路17、およびインバータ18を有している。
【0019】メモリセルアレイ11は、m×n個の複数
の2ポート・メモリセルMC11〜MCmnがマトリク
ス状に配列されている。同一行に配列された複数のメモ
リセルMCは、共通の第1のワード線Wi1および第2
のワード線Wi2(以下、i=1,2,…,m)に接続
され、同一列に配列された複数のメモリセルMCは、第
1のビット線対Bj1,Bj1bおよび第2のビット線
対Bj2,Bj2b(以下、j=1,2,…,n)に接
続されている。
【0020】各メモリセルMC11〜MCmnは、図2
に示すように、第1の記憶ノードND1および第2の記
憶ノードND2を有し、第1の記憶ノードND1と第2
の記憶ノードND2の間に2つのインバータINV1,
INV2が、互いに逆向きに接続されている。記憶ノー
ドND1は、nチャネルMOS(NMOS)トランジス
タからなる第1のアクセストランジスタTN11および
第2のアクセストランジスタTN21を介して、両ビッ
ト線対の一方側(正転側)のビット線Bj1,Bj2に
接続されている。同様に、記憶ノードND2は、NMO
Sトランジスタからなる第3のアクセス用トランジスタ
TN12および第4のアクセストランジスタTN22を
介して、他方側(反転側)のビット線Bj1b,Bj2
bに接続されている。そして、上述したように、第1の
ワード線Wi1が、第1のアクセストランジスタTN1
1および第3のアクセストランジスタTN12のゲート
に接続され、第2のワード線Wi2が第2のアクセスト
ランジスタTN21および第4のアクセストランジスタ
TN22のゲートに接続されている。
【0021】具体的には、図2の構成を例にとると、同
一列に配置されたメモリセルMC11、MC21の第1
の記憶ノードND1は、それぞれ第1のアクセス用スイ
ッチング素子としてのアクセストランジスタTN11お
よびアクセストランジスタTN21を介して、共通のビ
ット線B11,B12に接続されている。同一列に配置
されたメモリセルMC11、MC21の記憶ノードND
2は、第2のアクセス用スイッチング素子としてのアク
セストランジスタTN12およびアクセストランジスタ
TN22を介して、共通のビット線B11b,B12b
に接続されている。同様に、同一列に配置されたメモリ
セルMC12、MC22の第1の記憶ノードND1は、
それぞれ第1のアクセス用スイッチング素子としてのア
クセストランジスタTN11およびアクセストランジス
タTN21を介して、共通のビット線B21,B22に
接続されている。同一列に配置されたメモリセルMC1
2、MC21の記憶ノードND2は、第2のアクセス用
スイッチング素子としてのアクセストランジスタTN1
2およびアクセストランジスタTN22を介して、共通
のビット線B21b,B22bに接続されている。そし
て、同一行に配列されたメモリセルMC11,MC12
のアクセストランジスタTN11およびアクセストラン
ジスタTN12のゲートが第1のワード線W11に接続
され、アクセストランジスタTN21およびアクセスト
ランジスタTN22のゲートが第2のワード線W12に
接続されている。同様に、同一行に配列されたメモリセ
ルMC21,MC22のアクセストランジスタTN11
およびアクセストランジスタTN12のゲートが第1の
ワード線W21に接続され、アクセストランジスタTN
21およびアクセストランジスタTN22のゲートが第
2のワード線W22に接続されている。
【0022】第1のローデコーダ12は、出力端子に対
応する第1のワード線Wi1が接続されたm個の2入力
ANDゲートAD121〜AD12mを有し、第1のコ
ントロール回路16を介して入力したアドレス信号AD
R1をデコードしてデコード後のアドレス信号adri
1(adr11〜adrm1)のいずれかをハイレベル
に設定する。そして、第1のローデコーダ12のAND
ゲートAD121〜AD12mは、第1のコントロール
回路16によるワードイネーブル信号WOI1とデコー
ド後のアドレス信号adri1を入力とし、アドレス指
定に応じた一本のワード線Wi1を所定期間、たとえば
電源電圧VDDレベル+α(αはNMOトランジスタのし
きい値電圧以上の値)に駆動する。
【0023】第2のローデコーダ13は、出力端子に対
応する第2のワード線Wi2が接続されたm個の2入力
ANDゲートAD131〜AD13mを有し、第2のコ
ントロール回路17を介して入力したアドレス信号AD
R2をデコードしてデコード後のアドレス信号adri
2(adr12〜adrm2)のいずれかをハイレベル
に設定する。そして、第2のローデコーダ13のAND
ゲートAD131〜AD13mは、第2のコントロール
回路17によるワードイネーブル信号WOI2とデコー
ド後のアドレス信号adri2を入力とし、アドレス指
定に応じた一本のワード線Wi2を所定期間、電源電圧
DDレベル+α(αはNMOトランジスタのしきい値電
圧以上の値)に駆動する。
【0024】第1の入出力ポート14は、図2に示すよ
うに、カラム選択回路141、書込回路142、および
読出回路143を有する。
【0025】カラム選択回路141は、カラム選択信号
に応じて第1のビット線対Bj1,Bj1bと第1の入
出力ポート14との導通制御を行う。
【0026】具体的には、図2の構成を例にとると、カ
ラム選択回路141は、転送ゲートTM1411〜TM
1414、およびインバータINV1411〜INV1
414を有している。各転送ゲートTM1411〜TM
1414は、NMOSトランジスタとpチャネルMOS
(PMOS)トランジスタのソース・ドレイン同士を接
続して構成されている。
【0027】転送ゲートTM1411の一方の入出力端
子がビット線B11の一端に接続され、他方の入出力端
子が書込回路142および読出回路143に接続されて
いる。そして、転送ゲートTM1411を構成するNM
OSトランジスタのゲートがカラム選択信号CSL11
の供給ラインに接続され、PMOSトランジスタのゲー
トがインバータINV1411を介してカラム選択信号
CSL11の供給ラインに接続されている。転送ゲート
TM1412の一方の入出力端子がビット線B11bの
一端に接続され、他方の入出力端子が書込回路142お
よび読出回路143に接続されている。そして、転送ゲ
ートTM1412を構成するNMOSトランジスタのゲ
ートがカラム選択信号CSL11の供給ラインに接続さ
れ、PMOSトランジスタのゲートがインバータINV
1412を介してカラム選択信号CSL11の供給ライ
ンに接続されている。転送ゲートTM1413の一方の
入出力端子がビット線B21の一端に接続され、他方の
入出力端子が書込回路142および読出回路143に接
続されている。そして、転送ゲートTM1413を構成
するNMOSトランジスタのゲートがカラム選択信号C
SL12の供給ラインに接続され、PMOSトランジス
タのゲートがインバータINV1413を介してカラム
選択信号CSL12の供給ラインに接続されている。転
送ゲートTM1414の一方の入出力端子がビット線B
21bの一端に接続され、他方の入出力端子が書込回路
142および読出回路143に接続されている。そし
て、転送ゲートTM1414を構成するNMOSトラン
ジスタのゲートがカラム選択信号CSL12の供給ライ
ンに接続され、PMOSトランジスタのゲートがインバ
ータINV1414を介してカラム選択信号CSL12
の供給ラインに接続されている。
【0028】書込回路142は、第1のコントロール回
路16による第1のライトイネーブ信号WE1をアクテ
ィブで受けると第1の書込(入力)データDTI1のレ
ベルに応じて、カラム選択信号により選択された列の第
1のビット線対Bi1およびBi1bの電位を接地電位
0Vおよび電源電圧VDDレベル、または電源電圧VDD
ベルおよび接地電位0Vに設定する。なお、たとえば電
源電圧VDDレベルが第1のレベルのデータ「1」に相当
し、接地電位0Vレベルが第2のレベルのデータ「0」
に相当する。また、書込回路142は、優先信号PSを
アクティブのたとえばハイレベルで受けると、複数のポ
ートから同一アドレスのメモリセルに書き込みが重複す
る際、他のポートに優先して、アドレス指定のメモリセ
ルに所望のデータを書き込む。
【0029】具体的には、書込回路142は、図2に示
すように、レジスタR1421、インバータINV14
21、2入力アンドゲートAD1421〜AD142
4、NMOSトランジスタからなる駆動トランジスタN
A11〜NA13,NA21〜NA23により構成され
ている。これらの構成要素のうち、アンドゲートAD1
423,1424により優先信号デコーダ1421が構
成され、駆動トランジスタNA11〜NA13,NA2
1〜NA23によりビット線駆動部1422が構成され
ている。そして、駆動トランジスタNA11,NA1
2,NA21,NA22により第1の駆動トランジスタ
群が構成され、駆動トランジスタNA13,NA23に
より第2の駆動トランジスタ群が構成されている。
【0030】レジスタR1421には第1の書込(入
力)データDTI1が入力される。アンドゲートAD1
421の一方の入力端子が第1のライトイネーブル信号
WE1の入力ラインに接続され、他方の入力端子がイン
バータINV1421を介してレジスタR1421の出
力端子に接続されている。アンドゲートAD1422の
一方の入力端子が第1のライトイネーブル信号WE1の
入力ラインに接続され、他方の入力端子がレジスタR1
421の出力端子に接続されている。アンドゲートAD
1423の一方の入力端子がアンドゲートAD1421
の出力端子に接続され、他方の入力端子が優先信号PS
の入力ラインに接続されている。アンドゲートAD14
24の一方の入力端子がアンドゲートAD1422の出
力端子に接続され、他方の入力端子が優先信号PSの入
力ラインに接続されている。
【0031】電圧VDDの供給ライン(たとえば第1の電
源電位)と接地ライン(第2の電源電位)との間に駆動
トランジスタNA11およびNA12が直列に接続さ
れ、その接続点によりノードND14Aが構成され、ノ
ードND14Aがカラム選択回路141の転送ゲートT
M1411およびTM1413の他方の入出力端子に接
続されている。すなわち、ノードND14Aは転送ゲー
トTM1411によりビット線B11と作動的に接続さ
れ、転送ゲートTM1413によりビット線B21に作
動的に接続される。また、ノードND14Aと接地ライ
ンとの間に、駆動トランジスタNA13が駆動トランジ
スタNA12に対して並列に接続されている。電源電圧
DDの供給ラインと接地ラインとの間に駆動トランジス
タNA21およびNA22が直列に接続され、その接続
点によりノードND14Bが構成され、ノードND14
Bがカラム選択回路141の転送ゲートTM1412お
よびTM1414の他方の入出力端子に接続されてい
る。すなわち、ノードND14Bは転送ゲートTM14
12によりビット線B11bと作動的に接続され、転送
ゲートTM1414によりビット線B21bと作動的に
接続される。また、ノードND14Bと接地ラインとの
間に、駆動トランジスタNA23が駆動トランジスタN
A22に対して並列に接続されている。駆動トランジス
タNA12およびNA21のゲートがアンドゲートAD
1421の出力端子に接続され、駆動トランジスタNA
11およびNA22のゲートがアンドゲートAD142
2の出力端子に接続されている。そして、駆動トランジ
スタNA13のゲートがアンドゲートAD1423の出
力端子に接続され、駆動トランジスタNA23のゲート
がアンドゲートAD1424の出力端子に接続されてい
る。
【0032】以上のように接続された駆動トランジスタ
NA11〜NA13、NA21〜NA23によりビット
線駆動部1422が構成されている。そして、ビット線
駆動部1422における第2の駆動トランジスタ群を構
成す第2の駆動トランジスタNA13およびNA23の
電流駆動能力は、第1の駆動トランジスタ群を構成する
第1の駆動トランジスタNA11,NA12,NA21
2,NA22の電流駆動能力より大きく設定されてい
る。
【0033】読出回路143は、第1のコントロール回
路16による第1のリードイネーブ信号RE1をアクテ
ィブで受ける、アドレス指定されたメモリセルのデータ
が読み出され、カラム選択信号により選択された列の第
1のビット線対Bi1およびBi1bのデータを増幅、
確定し、第1の読出(出力)データDTO1として出力
する。
【0034】具体的には、読出回路143は、図2に示
すように、センスアンプ1431、およびインバータI
NV1431,INV1432により構成されている。
【0035】センスアンプ1431は、PMOSトラン
ジスタPT1431,PT1432、およびNMOSト
ランジスタNT1431〜NT1433により構成され
ている。
【0036】PMOSトランジスタPT1431,PT
1432のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続さ
れ、NMOSトランジスタNT1431とNT1432
のソース同士が接続されている。PMOSトランジスタ
PT1431とNMOSトランジスタNT1431のド
レイン同士が接続され、その接続点により第1のノード
14Cが構成されている。PMOSトランジスタPT1
432とNMOSトランジスタNT1432のドレイン
同士が接続され、その接続点により第2のノード14D
が構成されている。NMOSトランジスタNT1431
とNT1432のソース同士の接続点と接地ラインとの
間にNMOSトランジスタNT1433が接続されてい
る。PMOSトランジスタPT1431とNMOSトラ
ンジスタNT1431のゲートが第2のノードND14
Dに接続され、PMOSトランジスタPT1432とN
MOSトランジスタNT1432のゲートが第1のノー
ドND14Cに接続され、NMOSトランジスタNT1
433のゲートが第1のリードイネーブル信号RE1の
供給ラインに接続されている。そして、第1のノードN
D14CがインバータINV1432の入力端子、転送
ゲートTM1411およびTM1413の他方の入出力
端子に接続されている。すなわち、第1のノードND1
4Cは転送ゲートTM1411によりビット線B11と
作動的に接続され、転送ゲートTM1413によりビッ
ト線B21に作動的に接続される。同様に、第2のノー
ドND14DがインバータINV1431の入力端子、
転送ゲートTM1412およびTM1414の他方の入
出力端子に接続されている。すなわち、第2のノードN
D14Dは転送ゲートTM1412によりビット線B1
1bと作動的に接続され、転送ゲートTM1414によ
りビット線B21bに作動的に接続される。図2の構成
では、第1の読出データはDTO1はインバータINV
1431から出力される。
【0037】第2の入出力ポート15は、図2に示すよ
うに、カラム選択回路151、書込回路152、および
読出回路153を有する。
【0038】カラム選択回路151は、カラム選択信号
に応じて第2のビット線対Bj2,Bj2bと第2の入
出力ポート15との導通制御を行う。
【0039】具体的には、図2の構成を例にとると、カ
ラム選択回路151は、転送ゲートTM1511〜TM
1514、およびインバータINV1511〜INV1
514を有している。各転送ゲートTM1511〜TM
1514は、NMOSトランジスタとPMOSトランジ
スタのソース・ドレイン同士を接続して構成されてい
る。
【0040】転送ゲートTM1511の一方の入出力端
子がビット線B12の一端に接続され、他方の入出力端
子が書込回路152および読出回路153に接続されて
いる。そして、転送ゲートTM1511を構成するNM
OSトランジスタのゲートがカラム選択信号CSL21
の供給ラインに接続され、PMOSトランジスタのゲー
トがインバータINV1511を介してカラム選択信号
CSL21の供給ラインに接続されている。転送ゲート
TM1512の一方の入出力端子がビット線B12bの
一端に接続され、他方の入出力端子が書込回路152お
よび読出回路153に接続されている。そして、転送ゲ
ートTM1512を構成するNMOSトランジスタのゲ
ートがカラム選択信号CSL21の供給ラインに接続さ
れ、PMOSトランジスタのゲートがインバータINV
1512を介してカラム選択信号CSL21の供給ライ
ンに接続されている。転送ゲートTM1513の一方の
入出力端子がビット線B22の一端に接続され、他方の
入出力端子が書込回路152および読出回路153に接
続されている。そして、転送ゲートTM1513を構成
するNMOSトランジスタのゲートがカラム選択信号C
SL22の供給ラインに接続され、PMOSトランジス
タのゲートがインバータINV1513を介してカラム
選択信号CSL22の供給ラインに接続されている。転
送ゲートTM1514の一方の入出力端子がビット線B
22bの一端に接続され、他方の入出力端子が書込回路
152および読出回路153に接続されている。そし
て、転送ゲートTM1514を構成するNMOSトラン
ジスタのゲートがカラム選択信号CSL22の供給ライ
ンに接続され、PMOSトランジスタのゲートがインバ
ータINV1514を介してカラム選択信号CSL22
の供給ラインに接続されている。
【0041】書込回路152は、第2のコントロール回
路17による第2のライトイネーブ信号WE2をアクテ
ィブで受けると第2の書込(入力)データDTI2のレ
ベルに応じて、カラム選択信号により選択された列の第
2のビット線対Bi1およびBi1bの電位を接地電位
0Vおよび電源電圧VDDレベル、または電源電圧VDD
ベルおよび接地電位0Vに設定する。また、書込回路1
52は、優先信号PSをアクティブのたとえばハイレベ
ルで受けると、複数のポートから同一アドレスのメモリ
セルに書き込みが重複する際、他のポートに優先して、
アドレス指定のメモリセルに所望のデータを書き込む。
【0042】具体的には、書込回路152は、図2に示
すように、レジスタR1521、インバータINV15
21、2入力アンドゲートAD1521〜AD152
4、NMOSトランジスタからなる駆動トランジスタN
B11〜NB13,NB21〜NB23により構成され
ている。これらの構成要素のうち、アンドゲートAD1
523,1524により優先信号デコーダ1521が構
成され、駆動トランジスタNB11〜NB13,NB2
1〜NB23によりビット線駆動部1522が構成され
ている。そして、駆動トランジスタNB11,NB1
2,NB21,NB22により第1の駆動トランジスタ
群が構成され、駆動トランジスタNB13,NB23に
より第2の駆動トランジスタ群が構成されている。
【0043】レジスタR1521には第2の書込(入
力)データDTI2が入力される。アンドゲートAD1
521の一方の入力端子が第2のライトイネーブル信号
WE2の入力ラインに接続され、他方の入力端子がレジ
スタR1521の出力端子に接続されている。アンドゲ
ートAD1522の一方の入力端子が第2のライトイネ
ーブル信号WE2の入力ラインに接続され、他方の入力
端子がインバータINV1521を介してレジスタR1
521の出力端子に接続されている。アンドゲートAD
1523の一方の入力端子がアンドゲートAD1521
の出力端子に接続され、他方の入力端子がインバータ1
8を介して優先信号PSの入力ラインに接続されてい
る。アンドゲートAD1524の一方の入力端子がアン
ドゲートAD1522の出力端子に接続され、他方の入
力端子がインバータ18を介して優先信号PSの入力ラ
インに接続されている。
【0044】電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインと
の間に駆動トランジスタNB11およびNB12が直列
に接続され、その接続点によりノードND15Aが構成
され、ノードND15Aがカラム選択回路151の転送
ゲートTM1511およびTM1513の他方の入出力
端子に接続されている。すなわち、ノードND15Aは
転送ゲートTM1511によりビット線B12と作動的
に接続され、転送ゲートTM1513によりビット線B
22に作動的に接続される。また、ノードND15Aと
接地ラインとの間に、駆動トランジスタNB13が駆動
トランジスタNB12に対して並列に接続されている。
電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインとの間に駆動ト
ランジスタNB21およびNB22が直列に接続され、
その接続点によりノードND15Bが構成され、ノード
ND15Bがカラム選択回路151の転送ゲートTM1
512およびTM1514の他方の入出力端子に接続さ
れている。すなわち、ノードND15Bは転送ゲートT
M1512によりビット線B12bと作動的に接続さ
れ、転送ゲートTM1514によりビット線B22bと
作動的に接続される。また、ノードND15Bと接地ラ
インとの間に、駆動トランジスタNB23が駆動トラン
ジスタNB22に対して並列に接続されている。駆動ト
ランジスタNB12およびNB21のゲートがアンドゲ
ートAD1521の出力端子に接続され、駆動トランジ
スタNB11およびNB22のゲートがアンドゲートA
D1522の出力端子に接続されている。そして、駆動
トランジスタNB13のゲートがアンドゲートAD15
23の出力端子に接続され、駆動トランジスタNB23
のゲートがアンドゲートAD1524の出力端子に接続
されている。
【0045】以上のように接続された駆動トランジスタ
NB11〜NB13、NB21〜NB23によりビット
線駆動部1522が構成されている。そして、ビット線
駆動部1522における第2の駆動トランジスタ群を構
成する第2の駆動トランジスタNB13およびNB23
の電流駆動能力は、第1の駆動トランジスタ群を構成す
る第1の駆動トランジスタNB11,NB12,NB2
12、NB22の電流駆動能力より大きく設定されてい
る。第1の入出力ポート14のビット線駆動部1422
を構成する駆動トランジスタNA11〜NA13、NA
21〜NA23を含めて電流駆動能力の言及すると、第
1の入出力ポート14の第1の駆動トランジスタNA1
1,NA12,NA21、NA22の電流駆動能力と第
2の入出力ポート15の第1の駆動トランジスタNB1
1,NB12,NB21、NB22の電流駆動能力とは
略同じ大きさに設定され、第1の入出力ポート14の第
2の駆動トランジスタNA13,NA23と第2の入出
力ポート15の第2の駆動トランジスタNB13,NB
23の電流駆動能力とは略同じ大きさに設定されてい
る。そして、第2の駆動トランジスタNA13,NA2
3並びにNB13,NB23の電流駆動能力は、第1の
駆動トランジスタNA11,NA12,NA212、N
A22並びにNB11,NB12,NB212、NB2
2の電流駆動能力より大きく設定されている。
【0046】読出回路153は、第2のコントロール回
路17による第2のリードイネーブ信号RE2をアクテ
ィブで受ける、アドレス指定されたメモリセルのデータ
が読み出され、カラム選択信号により選択された列の第
2のビット線対Bi2およびBi2bのデータを増幅、
確定し、第2の読出(出力)データDTO2として出力
する。
【0047】具体的には、読出回路153は、図2に示
すように、センスアンプ1531、およびインバータI
NV1531,INV1532により構成されている。
【0048】センスアンプ1531は、PMOSトラン
ジスタPT1531,PT1532、およびNMOSト
ランジスタNT1531〜NT1533により構成され
ている。
【0049】PMOSトランジスタPT1531,PT
1532のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続さ
れ、NMOSトランジスタNT1531とNT1532
のソース同士が接続されている。PMOSトランジスタ
PT1531とNMOSトランジスタNT1531のド
レイン同士が接続され、その接続点により第1のノード
15Cが構成されている。PMOSトランジスタPT1
532とNMOSトランジスタNT1532のドレイン
同士が接続され、その接続点により第2のノード15D
が構成されている。NMOSトランジスタNT1531
とNT1532のソース同士の接続点と接地ラインとの
間にNMOSトランジスタNT1533が接続されてい
る。PMOSトランジスタPT1531とNMOSトラ
ンジスタNT1531のゲートが第2のノードND15
Dに接続され、PMOSトランジスタPT1532とN
MOSトランジスタNT1532のゲートが第1のノー
ドND15Cに接続され、NMOSトランジスタNT1
533のゲートが第2のリードイネーブル信号RE2の
供給ラインに接続されている。そして、第1のノードN
D15CがインバータINV1532の入力端子、転送
ゲートTM1511およびTM1513の他方の入出力
端子に接続されている。すなわち、第1のノードND1
5Cは転送ゲートTM1511によりビット線B12と
作動的に接続され、転送ゲートTM1513によりビッ
ト線B22に作動的に接続される。同様に、第2のノー
ドND15DがインバータINV1531の入力端子、
転送ゲートTM1512およびTM1514の他方の入
出力端子に接続されている。すなわち、第2のノードN
D15Dは転送ゲートTM1512によりビット線B1
2bと作動的に接続され、転送ゲートTM1514によ
りビット線B22bに作動的に接続される。図2の構成
では、第2の読出データはDTO2はインバータINV
1531から出力される。
【0050】第1のコントロール回路16は、クロック
信号CLKに同期して動作し、第1のアドレス信号AD
R1を受けて第1のローデコーダ12に供給するととも
に、第1のワードイネーブル信号WOI1を生成して第
1のローデコーダ12に供給する。第1のコントロール
回路16は、書き込み時に第1のライト信号WR1を受
ける第1のライトイネーブル信号WE1を生成して第1
の入出力ポート14に供給し、読み出し時に第1のリー
ド信号RD1を受けると第1のリードイネーブル信号R
E1を生成して第1の入出力ポート14に供給する。
【0051】第2のコントロール回路17は、クロック
信号CLKに同期して動作し、第2のアドレス信号AD
R2を受けて第2のローデコーダ13に供給するととも
に、第2のワードイネーブル信号WOI2を生成して第
2のローデコーダ13に供給する。第1のコントロール
回路17は、書き込み時に第2のライト信号WR2を受
ける第2のライトイネーブル信号WE2を生成して第2
の入出力ポート15に供給し、読み出し時に第2のリー
ド信号RD2を受けると第2のリードイネーブル信号R
E2を生成して第2の入出力ポート15に供給する。
【0052】次に、このような構成のマルチポートメモ
リ10の動作について、図1および図2の回路、並びに
図3のタイミングチャートに関連付けて説明する。なお
ここでは、期間T1で第1の入出力ポート14の書込回
路142によりメモリセルMC11に対して第1のレベ
ルに相当するデータ「0」を書き込み、次に、期間T2
で第1の入出力ポート14の書込回路142によりメモ
リセルMC11に対して第1のレベルに相当するデータ
「1」を書き込み、第2の入出力ポート15の書込回路
152によりメモリセルMC11に対してデータ「0」
を書き込もうとする場合を例に説明する。
【0053】まず、期間T1で第1の入出力ポート14
の書込回路142によりメモリセルMC11に対してデ
ータ「0」を書き込む動作について説明する。
【0054】第1のアドレス信号ADR1が第1のコン
トロール回路16を介して第1のローデコーダ12に供
給される。第1のコントロール回路16には第1のライ
ト信号WR1が入力され、図3(D)に示すように、ハ
イレベル(電源電圧VDDレベル)の第1のイネーブル信
号WE1が生成されて第1の入出力ポート14に供給さ
れる。この期間T1においては、第1の入出力ポート1
4には、図3(E)に示すように、ローレベルのデータ
「0」が入力される。また、図3(A)に示すように、
優先信号PSが期間T1および期間2を通してアクティ
ブのハイレベルに設定される。
【0055】このような状態において、第1のローデコ
ーダ12においては、入力した第1のアドレス信号AD
R1がデコードされ、アドレス信号adr11〜adr
m1のうち、アドレス信号adr11のみがハイレベル
に設定され、アンドゲートAD121の一方の入力端子
に供給され、他のアドレス信号adr21〜adrm1
がローレベルでアンドゲートAD122〜AD12mの
一方の入力端子に供給される。
【0056】また、図3(C)に示すように、カラム選
択信号SCL11が期間T1およびT2を通してアクテ
ィブのハイレベルに設定されてカラム選択回路141に
入力される。これにより、カラム選択回路141の転送
ゲートTM1411およびTM1412が導通状態とな
り、書込回路1422の第1のノードND14Aと第1
のビット線B11が電気的に接続され、第2のノードN
D14Bが第1のビット線B11bに電気的に接続され
る。
【0057】上述したように、第1の書込データDTI
1がローレベルのデータ「0」で第1の入出力ポート1
4に入力される。第1の入出力ポート14では、ローレ
ベルの第1の書込データDTI1が入力されてアンドゲ
ートAD1422の他方の入力端子に供給されるととも
に、インバータINV1421を介してハイレベルでア
ンドゲートAD1421の他方の入力端子に供給され
る。また、上述したように、ハイレベルの第1のライト
イネーブル信号WE1が入力され、アンドゲートAD1
421およびAD1422の一方の入力端子に供給され
ている。
【0058】したがって、アンドゲートAD1421の
出力信号はハイレベルとなり、優先信号デコーダ142
1のアンドゲートAD1423の一方の入力端子に供給
されるとともに、ビット線駆動部1422の駆動トラン
ジスタNA12およびNA21のゲートに供給される。
その結果、駆動トランジスタNA12およびNA21は
導通状態に保持される。また、アンドゲーAD1423
の他方の入力端子にはハイレベルの優先信号PSが供給
されていることから、アンドゲートAD1423の出力
信号はハイレベルとなり、駆動トランジスタNA13の
ゲートに供給される。その結果、駆動トランジスタNA
13は導通状態に保持される。
【0059】一方、アンドゲートAD1422の出力信
号はローレベルとなり、優先信号デコーダ1421のア
ンドゲートAD1424の一方の入力端子に供給される
とともに、ビット線駆動部1422の駆動トランジスタ
NA11およびNA22のゲートに供給される。その結
果、駆動トランジスタNA11およびNA22は非導通
状態に保持される。また、アンドゲーAD1424の他
方の入力端子にはハイレベルの優先信号PSが供給され
ているが、アンドゲートAD1423の出力信号はロー
レベルとなり、駆動トランジスタNA23のゲートに供
給される。その結果、駆動トランジスタNA23は非導
通状態に保持される。
【0060】駆動トランジスタNA12およびNA13
が導通状態に保持され、駆動トランジスタNA11が非
導通状態に保持されることから、第1のノードND14
Aは接地レベル0V(ローレベル)に保持され、この電
位は図3(F)に示すように、第1のビット線B11に
伝搬される。また、駆動トランジスタNA21が導通状
態に保持され、駆動トランジスタNA22およびNA2
3が非導通状態に保持されることから、第2のノードN
D14Bは電源電圧VDDレベル(ハイレベル)に保持さ
れ、この電位は図3(G)に示すように、第1のビット
線B11bに伝搬される。そして、第1のコントロール
回路16においては、第1のアドレス信号ADR1を受
けて第1のワードイネーブル信号WOI1が所定のタイ
ミングで生成されて、ハイレベルで第1のローデコーダ
12のアンドゲートAD121〜AD12mの他方の入
力端子に供給される。これにより、第1のローデコーダ
12により、図3(B)に示すように、第1のワード線
W11のみが所定期間、所定レベル、具体的には電源電
圧VDDレベル+α(αはNMOトランジスタのしきい値
電圧以上の値)に設定される。その結果、同一行に配置
され、第1のワード線W11に接続された、メモリセル
MC11(〜MC1n)のアクセストランジスタTN1
1,TN12が所定期間、導通状態となる。ここで、書
き込み対象のメモリセルMC11に注目すると、第1の
記憶ノードND1が第1のビット線B11に電気的に接
続され、第2の記憶ノードND2が第1のビット線B1
1bに電気的に接続される。
【0061】したがって、第1のビット線B11のロー
レベル(0V)がアクセストランジスタTN11を介し
てメモリセルMC11の第1の記憶ノードND1に伝達
される。これと並行して、第1のビット線B11bのハ
イレベル(電源電圧VDDレベル)がアクセストランジス
タTN12を介してメモリセルMC11の第2の記憶ノ
ードND2に伝達される。そして、所定期間が経過する
と、第1のコントロール回路12による第1のワードイ
ネーブル信号WOI1がローレベルに設定され、その結
果、図3(B)に示すように、第1のワード線W11の
レベルが0Vに切り替えられる。これにより、メモリセ
ルMC11のアクセストランジスタTN11およびTN
M12は非導通状態となり、メモリセルMC11の第1
の記憶ノードND1にデータ「0」、第2の記憶ノード
ND2にデータ「1」がラッチされる。すなわち、期間
T1において、メモリセルMC11へのデータ「0」の
書き込みが完了する。
【0062】なお、第1の入出力ポート14、第2の入
出力ポート15によりそれぞれ異なるアドレスのメモリ
セルにデータ「0」またはデータ「1」を書き込む場
合、以上の動作と同様の動作が行われる。
【0063】次に、期間T2で第1の入出力ポート14
の書込回路142によりメモリセルMC11に対してデ
ータ「1」を書き込み、第2の入出力ポート15の書込
回路152によりメモリセルMC11に対してデータ
「0」を書き込もうとする場合の動作について説明す
る。
【0064】この期間T2においても、第1のアドレス
信号ADR1が第1のコントロール回路16を介して第
1のローデコーダ12に供給される。第1のコントロー
ル回路16には第1のライト信号WR1が入力され、図
3(D)に示すように、ハイレベル(電源電圧VDDレベ
ル)の第1のイネーブル信号WE1が生成されて第1の
入出力ポート14に供給される。そして、この期間T2
においては、第1の入出力ポート14には、図3(E)
に示すように、ハイレベルのデータ「1」が入力され
る。また、図3(A)に示すように、優先信号PSは期
間2においてもアクティブのハイレベルに設定されてい
る。
【0065】このような状態において、第1のローデコ
ーダ12においては、入力した第1のアドレス信号AD
R1がデコードされ、アドレス信号adr11〜adr
m1のうち、アドレス信号adr11のみがハイレベル
に設定され、アンドゲートAD121の一方の入力端子
に供給され、他のアドレス信号adr21〜adrm1
がローレベルでアンドゲートAD122〜AD12mの
一方の入力端子に供給される。
【0066】また、図3(C)に示すように、カラム選
択信号SCL11が期間T2においてもアクティブのハ
イレベルに設定されてカラム選択回路141に入力され
る。これにより、カラム選択回路141の転送ゲートT
M1411およびTM1412が導通状態となり、書込
回路1422の第1のノードND14Aと第1のビット
線B11が電気的に接続され、第2のノードND14B
が第1のビット線B11bに電気的に接続される。
【0067】上述したように、第1の書込データDTI
1がハイレベルのデータ「1」で第1の入出力ポート1
4に入力される。第1の入出力ポート14では、ハイレ
ベルの第1の書込データDTI1が入力されてアンドゲ
ートAD1422の他方の入力端子に供給されるととも
に、インバータINV1421を介してローレベルでア
ンドゲートAD1421の他方の入力端子に供給され
る。また、上述したように、ハイレベルの第1のライト
イネーブル信号WE1が入力され、アンドゲートAD1
421およびAD1422の一方の入力端子に供給され
ている。
【0068】したがって、アンドゲートAD1421の
出力信号はローレベルとなり、優先信号デコーダ142
1のアンドゲートAD1423の一方の入力端子に供給
されるとともに、ビット線駆動部1422の駆動トラン
ジスタNA12およびNA21のゲートに供給される。
その結果、駆動トランジスタNA12およびNA21は
非導通状態に保持される。また、アンドゲーAD142
3の他方の入力端子にはハイレベルの優先信号PSが供
給されているが、アンドゲートAD1423の出力信号
はローレベルとなり、駆動トランジスタNA13のゲー
トに供給される。その結果、駆動トランジスタNA13
は非導通状態に保持される。
【0069】一方、アンドゲートAD1422の出力信
号はハイレベルとなり、優先信号デコーダ1421のア
ンドゲートAD1424の一方の入力端子に供給される
とともに、ビット線駆動部1422の駆動トランジスタ
NA11およびNA22のゲートに供給される。その結
果、駆動トランジスタNA11およびNA22は導通状
態に保持される。また、アンドゲーAD1424の他方
の入力端子にはハイレベルの優先信号PSが供給されて
いることから、アンドゲートAD1423の出力信号は
ハイレベルとなり、駆動トランジスタNA23のゲート
に供給される。その結果、駆動トランジスタNA23は
導通状態に保持される。
【0070】駆動トランジスタNA12およびNA13
が非導通状態に保持され、駆動トランジスタNA11が
導通状態に保持されることから、第1のノードND14
Aは電源電圧VDDレベル(ハイレベル)に保持され、こ
の電位は第1のビット線B11に伝搬される。また、駆
動トランジスタNA21が非導通状態に保持され、駆動
トランジスタNA22およびNA23が導通状態に保持
されることから、第2のノードND14Bは接地レベル
0V(ローレベル)に保持され、この電位は第1のビッ
ト線B11bに伝搬される。そして、第1のコントロー
ル回路16においては、第1のアドレス信号ADR1を
受けて第1のワードイネーブル信号WOI1が所定のタ
イミングで生成されて、ハイレベルで第1のローデコー
ダ12のアンドゲートAD121〜AD12mの他方の
入力端子に供給される。これにより、第1のローデコー
ダ12により、図3(B)に示すように、第1のワード
線W11のみが期間T2中の所定期間、所定レベル、具
体的には電源電圧VDDレベル+α(αはNMOトランジ
スタのしきい値電圧以上の値)に設定される。その結
果、同一行に配置され、第1のワード線W11に接続さ
れた、メモリセルMC11(〜MC1n)のアクセスト
ランジスタTN11,TN12が所定期間、導通状態と
なる。ここで、書き込み対象のメモリセルMC11に注
目すると、第1の記憶ノードND1が第1のビット線B
11に電気的に接続され、第2の記憶ノードND2が第
1のビット線B11bに電気的に接続される。
【0071】したがって、第1のビット線B11のハイ
レベル(電源電圧VDDレベル)がアクセストランジスタ
TN11を介してメモリセルMC11の第1の記憶ノー
ドND1に伝達される。これと並行して、第1のビット
線B11bのローレベルレベル(0V)がアクセストラ
ンジスタTN12を介してメモリセルMC11の第2の
記憶ノードND2に伝達される。
【0072】上述した第1のローデコーダ12、第1の
入出力ポート14、第1のコントロール回路16に係る
一連の動作に並行して、第2のローデコーダ13、第2
の入出力ポート15、第2のコントロール回路17にお
いては、以下の動作が行われる。
【0073】第2のアドレス信号ADR2が第2のコン
トロール回路17を介して第2のローデコーダ13に供
給される。第2のコントロール回路17には第1のライ
ト信号WR2が入力され、図3(J)に示すように、ハ
イレベル(電源電圧VDDレベル)の第2のイネーブル信
号WE2が生成されて第2の入出力ポート15に供給さ
れる。期間T2においては、第2の入出力ポート15に
は、図3(K)に示すように、ローレベルのデータ
「0」が入力される。
【0074】このような状態において、第2のローデコ
ーダ13においては、入力した第2のアドレス信号AD
R2がデコードされ、アドレス信号adr12〜adr
m2のうち、アドレス信号adr12のみがハイレベル
に設定され、アンドゲートAD131の一方の入力端子
に供給され、他のアドレス信号adr22〜adrm2
がローレベルでアンドゲートAD132〜AD13mの
一方の入力端子に供給される。
【0075】また、図3(I)に示すように、カラム選
択信号SCL12が期間T2においてアクティブのハイ
レベルに設定されてカラム選択回路151に入力され
る。これにより、カラム選択回路151の転送ゲートT
M1511およびTM1512が導通状態となり、書込
回路1522の第1のノードND15Aと第2のビット
線B12が電気的に接続され、第2のノードND15B
が第2のビット線B12bに電気的に接続される。
【0076】上述したように、第2の書込データDTI
2がローレベルのデータ「0」で第2の入出力ポート1
5に入力される。第2の入出力ポート15では、ローレ
ベルの第2の書込データDTI2が入力されてアンドゲ
ートAD1521の他方の入力端子に供給されるととも
に、インバータINV1521を介してハイレベルでア
ンドゲートAD1522の他方の入力端子に供給され
る。また、上述したように、ハイレベルの第2のライト
イネーブル信号WE2が入力され、アンドゲートAD1
521およびAD1522の一方の入力端子に供給され
ている。
【0077】したがって、アンドゲートAD1521の
出力信号はローレベルとなり、優先信号デコーダ152
1のアンドゲートAD1523の一方の入力端子に供給
されるとともに、ビット線駆動部1422の駆動トラン
ジスタNB11およびNB22のゲートに供給される。
その結果、駆動トランジスタNB11およびNB22は
非導通状態に保持される。また、アンドゲーAD152
3の他方の入力端子にはインバータ18を介してローレ
ベルの優先信号PSが供給されていることから、アンド
ゲートAD1523の出力信号はローレベルとなり、駆
動トランジスタNB23のゲートに供給される。その結
果、駆動トランジスタNB23は非導通状態に保持され
る。
【0078】一方、アンドゲートAD1522の出力信
号はハイレベルとなり、優先信号デコーダ1521のア
ンドゲートAD1524の一方の入力端子に供給される
とともに、ビット線駆動部1522の駆動トランジスタ
NB12およびNB21のゲートに供給される。その結
果、駆動トランジスタNA12およびNA21は導通状
態に保持される。また、アンドゲーAD1524の他方
の入力端子にはインバータ18を介してローレベルの優
先信号PSが供給されていることから、アンドゲートA
D1523の出力信号はローレベルとなり、駆動トラン
ジスタNB13のゲートに供給される。その結果、駆動
トランジスタNB13は非導通状態に保持される。
【0079】駆動トランジスタNB12が導通状態に保
持され、駆動トランジスタNB11およびNB13が非
導通状態に保持されることから、第1のノードND15
Aは接地レベル0V(ローレベル)に保持され、この電
位は第2のビット線B12に伝搬される。また、駆動ト
ランジスタNB21が導通状態に保持され、駆動トラン
ジスタNB22およびNB23が非導通状態に保持され
ることから、第2のノードND15Bは電源電圧VDD
ベル(ハイレベル)に保持され、この電位は第2のビッ
ト線B12bに伝搬される。
【0080】そして、第2のコントロール回路17にお
いては、第2のアドレス信号ADR2を受けて第2のワ
ードイネーブル信号WOI2が所定のタイミングで生成
されて、ハイレベルで第2のローデコーダ13のアンド
ゲートAD131〜AD13mの他方の入力端子に供給
される。これにより、第2のローデコーダ13により、
図3(H)に示すように、第2のワード線W12のみが
所定期間、所定レベル、具体的には電源電圧VDDレベル
+α(αはNMOトランジスタのしきい値電圧以上の
値)に設定される。その結果、同一行に配置され、第1
のワード線W12に接続された、メモリセルMC11
(〜MC1n)のアクセストランジスタTN21,TN
22が所定期間、導通状態となる。ここで、書き込み対
象のメモリセルMC11に注目すると、第1の記憶ノー
ドND1が第2のビット線B12に電気的に接続され、
第2の記憶ノードND2が第2のビット線B12bに電
気的に接続される。
【0081】このとき、上述したように、メモリセルM
C11の第1の記憶ノードND1はアクセストランジス
タTM11を介して第1のビット線B11に電気的に接
続されている。したがって、この期間T2の書き込み動
作においては、第1のビット線B11と第2のビット線
B12がアクセストランジスタTN11およびTN21
を通して電気的に接続され、電源電圧VDDレベルの第1
のビット線B11の電位が、図3(F)に示すように、
電源電圧VDDレベルより降下し、略VDD/2レベルに遷
移する。
【0082】同様に、メモリセルMC11の第2の記憶
ノードND2はアクセストランジスタTN12を介して
第1のビット線B11bに電気的に接続されている。し
たがって、この期間T2の書き込み動作においては、第
1のビット線B11bと第2のビット線B12bがアク
セストランジスタTN12およびTN22を通して電気
的に接続され、電源電圧VDDレベルの第2のビット線B
12nの電位が、図3(K)に示すように、電源電圧V
DDレベルより降下し、略VDD/2レベルに遷移する。
【0083】したがって、このままでは、メモリセルM
C11の第1の記憶ノードND1および第2の記憶ノー
ドND2の電位は、電源電圧VDDの中間値となってしま
う。その結果、第1のワードW11および第2のワード
線W12の電位が0Vに切り替えられ、アクセストラン
ジスタTN11,TN12、TN21,TN22が非導
通状態に切り替えられた後、第1の記憶ノードND1お
よび第2の記憶ノードND2の電位が0Vおよび電源電
圧VDDレベルのいずれになるが不定である。
【0084】しかしながら、本実施形態では、優先信号
PSが第1の入出力ポート14にアクティブのハイレベ
ルで供給されていることから、上述したように、駆動ト
ランジスタNA23が導通状態に保持され、第1のビッ
ト線B11bを接地ラインに導通させている。そして、
第1の入出力ポート14に接続された第1のビット線B
11bの電位と第2の入出力ポート15に接続された第
2のビット線B12bの電位は、接地ラインと導通する
駆動トランジスタNA22,NA23と電源電圧VDD
供給ラインと導通する駆動トランジスタNB21の電流
駆動能力によって決まる。ここで、上述したように本実
施形態においては、第1のビット線B11bと接続され
た駆動トランジスタNA22と、第2のビット線B12
bに接続された駆動トランジスタNB21の電流駆動能
力は同じ大きさに設定されているが、第1のビット線B
11bと接続された駆動トランジスタNA23の電流駆
動能力は、駆動トランジスタNB21の電流駆動能力よ
り大きく設定されている。したがって、第1のビット線
B11bの電位は、電源電圧VDDの中間値より低い、よ
り接地レベル側になっている。
【0085】その結果、メモリセルMC11の第2の記
憶ノードND2の電位は、アクセストランジスタTN1
1,TN12、TN21,TN22が非導通状態に切り
替えられた後、接地レベル0Vに遷移することができ
る。そして、メモリセルMC11はラッチ構造となって
いることから、第1の記憶ノードND1の電位はインバ
ータINV2を介して電源電圧VDDレベルに遷移する。
これにより、メメモリセルMC11の第1の記憶ノード
ND1にデータ「1」、第2の記憶ノードND2にデー
タ「0」がラッチされる。すなわち、期間T2において
は、優先信号PSで指定された第1の入出力ポート14
による書き込むべきデータ「1」が、第2の入出力ポー
ト15による書き込むべきデータ「0」に優先して、メ
モリセルMC11に書き込まれる。
【0086】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、第1のコントロール回路16による第1のライトイ
ネーブ信号WE1をアクティブを受けると第1の書込
(入力)データDTI1のレベルに応じて、カラム選択
信号により選択された列の第1のビット線対Bi1およ
びBi1bの電位を接地電位0Vおよび電源電圧VDD
ベル、または電源電圧VDDレベルおよび接地電位0Vに
設定し、優先信号PSをアクティブで受けると、複数の
ポートから同一アドレスのメモリセルに書き込みが重複
する際、他のポートに優先して、アドレス指定のメモリ
セルに所望のデータを書き込む書込回路142を含む第
1の入出力ポート14と、第2のコントロール回路17
による第2のライトイネーブ信号WE2をアクティブを
受けると第2の書込(入力)データDTI2のレベルに
応じて、カラム選択信号により選択された列の第2のビ
ット線対Bi1およびBi1bの電位を接地電位0Vお
よび電源電圧VDDレベル、または電源電圧VDDレベルお
よび接地電位0Vに設定し、優先信号PSをアクティブ
で受けると、複数のポートから同一アドレスのメモリセ
ルに書き込みが重複する際、他のポートに優先して、ア
ドレス指定のメモリセルに所望のデータを書き込む書込
回路152を含む第2の入出力ポート15を設けたの
で、回路構成が複雑な外付けの調停回路を必要とせず、
少ない追加素子によって書き込みデータをどちらかに優
先させることができる。
【0087】なお、上述した説明では、2ポート・メモ
リセルを例に説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、さらに多ポートメモリセルを有するマルチ
ポートメモリに適用できることはいうまでもない。ポー
ト数が増えても、たとえば図4に示すように、増加した
ポート数に応じた数の電流駆動能力の大きい第2の駆動
トランジスタNA(NB)14,NA(NB)15,・
・・、NA(NB)24,NA(NB)25,・・・、
をビット線と接地ラインとの間にさらに並列に接続し、
これらの駆動トランジスタのゲートに優先信号デコーダ
1421(1521)のデコード結果を供給するように
構成することで容易に対応可能である。
【0088】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回路構成が複雑な調停回路を必要とせず、少ない追加素
子によって書き込みデータをどちらかに優先させること
ができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るマルチポートメモリの一実施形態
を示すブロック図である。
【図2】図1の要部であるメモリセル、入出力ポートの
具体的な構成例を示す回路図である。
【図3】図1および図2の回路の動作を説明するための
タイミングチャートである。
【図4】ポート数が増えた場合の入出力ポートの構成を
説明するための図である。
【符号の説明】
10…マルチポートメモリ、11…メモリセルアレイ、
12…第1のローデコーダ、13…第2のローデコー
ダ、14…第1の入出力ポート、141…カラム選択回
路、142…書込回路、143…読出回路、15…第2
の入出力ポート、151…カラム選択回路、152…書
込回路、153…読出回路、16…第1のコントロール
回路、17…第2のコントロール回路、18…インバー
タ、MC11〜MCmn…メモリセル、ND1…第1の
記憶ノード、ND2…第2の記憶ノード、TN11〜T
N22…アクセストランジスタ、Bj1, Bjib…第
1のビット線対、Bj2, Bj2b…第2のビット線
対、W11〜Wm1…第1のワード線、W12〜Wm2
…第2のワード線、ADR1…第1のアドレス信号、A
DR2…第2のアドレス信号、WE1…第1のライトイ
ネーブル信号、WE2…第2のライトイネーブル信号、
RE1…第1のリードイネーブル信号、RE2…第2の
リードイネーブル信号、NA11〜NA15,NA21
〜NA25、NB11〜NB15,NB21〜NB25
…駆動トランジスタ。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のビット線対と、 相補的な第1のレベルおよび第2のレベルのデータを保
    持可能な第1の記憶ノードおよび第2の記憶ノードを有
    し、上記第1の記憶ノードがそれぞれ異なる第1のアク
    セス用スイッチング素子を介して上記複数のビット線対
    の一方のビット線にそれぞれ接続され、上記第2の記憶
    ノードがそれぞれ異なる第2のアクセス用スイッチング
    素子を介して上記複数のビット線対の他方のビット線に
    それぞれ接続され、上記各第1のアクセス用スイッチン
    グ素子および各第2のアクセス用スイッチング素子のう
    ち、アドレス指定により共通のビット線対に接続された
    第1および第2のアクセス用スイッチング素子対を導通
    状態に個別に保持可能で、複数のビット線対のデータを
    同時にアクセス可能な少なくとも一つのメモリセルと、 上記各ビット線対とデータの授受を行う複数のポート
    と、 を有し、 上記各ポートは、書き込み時に接続されているビット線
    対のレベルを書き込むべきデータレベルに応じて互いに
    相補的な第1のレベルおよび第2のレベルに設定し、優
    先信号をアクティブで受けると、複数のポートから同一
    アドレスのメモリセルに書き込みが重複する際、他のポ
    ートに優先して、アドレス指定のメモリセルに所望のデ
    ータを書き込む書込回路を含むマルチポートメモリ。
  2. 【請求項2】 上記書込回路は、入力データに応じて接
    続されているビット線対の一方のビット線を第1のレベ
    ルに相当する第1の電源電位に接続し、他方のビット線
    を第2のレベルに相当する第2の電源電位に接続する第
    1の駆動トランジスタ群と、上記優先信号をアクティブ
    で受けたときのみ、接続されているビット線対の一方の
    ビット線または他方のビット線を、上記第1の電源電位
    または第2の電源電位に接続する第2の駆動トランジス
    タ群とを有し、 上記第2の駆動トランジスタの電流駆動能力は、上記第
    1の駆動トランジスタの電流駆動能力より大きく設定さ
    れている請求項1記載のマルチポートメモリ。
  3. 【請求項3】 上記各ポートには、カラム選択信号に応
    じて、対応するビット線対と書込回路とを作動的に接続
    するカラム選択回路を含む請求項1記載のマルチポート
    メモリ。
  4. 【請求項4】 上記各ポートには、カラム選択信号に応
    じて、対応するビット線対と書込回路とを作動的に接続
    するカラム選択回路を含む請求項2記載のマルチポート
    メモリ。
  5. 【請求項5】 上記各ポートには、読み出し時に対応す
    るビット線対に読み出されたデータを上記カラム選択回
    路を介して入力して、増幅、確定させて出力する読出回
    路を含む請求項3記載のマルチポートメモリ。
  6. 【請求項6】 上記各ポートには、読み出し時に対応す
    るビット線対に読み出されたデータを上記カラム選択回
    路を介して入力して、増幅、確定させて出力する読出回
    路を含む請求項4記載のマルチポートメモリ。
  7. 【請求項7】 複数のビット線対と、 相補的な第1のレベルおよび第2のレベルのデータを保
    持可能な第1の記憶ノードおよび第2の記憶ノードを有
    し、上記第1の記憶ノードがそれぞれ異なる第1のアク
    セス用スイッチング素子を介して上記複数のビット線対
    の一方のビット線にそれぞれ接続され、上記第2の記憶
    ノードがそれぞれ異なる第2のアクセス用スイッチング
    素子を介して上記複数のビット線対の他方のビット線に
    それぞれ接続され、上記各第1のアクセス用スイッチン
    グ素子および各第2のアクセス用スイッチング素子のう
    ち、アドレス指定により共通のビット線対に接続された
    第1および第2のアクセス用スイッチング素子対を導通
    状態に個別に保持可能で、複数のビット線対のデータを
    同時にアクセス可能な複数のメモリセルと、 上記各ビット線対とデータの授受を行う複数のポート
    と、 を有し、 上記複数のが少なくとも複数列にわたってマトリクス状
    に配列され、 上記各ポートは、カラム選択信号に応じて、対応するビ
    ット線対と書込回路とを作動的に接続するカラム選択回
    路と、 書き込み時に接続されているビット線対のレベルを書き
    込むべきデータレベルに応じて互いに相補的な第1のレ
    ベルおよび第2のレベルに設定し、優先信号をアクティ
    ブで受けると、複数のポートから同一アドレスのメモリ
    セルに書き込みが重複する際、他のポートに優先して、
    アドレス指定のメモリセルに所望のデータを書き込む書
    込回路とを含むマルチポートメモリ。
  8. 【請求項8】 上記書込回路は、入力データの応じて接
    続されているビット線対の一方のビット線を第1のレベ
    ルに相当する第1の電源電位に接続し、他方のビット線
    を第2のレベルに相当する第2の電源電位に接続する第
    1の駆動トランジスタ群と、上記優先信号をアクティブ
    で受けたときのみ、接続されているビット線対の一方の
    ビット線または他方のビット線を、上記第1の電源電位
    または第2の電源電位に接続する第2の駆動トランジス
    タ群とを有し、 上記第2の駆動トランジスタの電流駆動能力は、上記第
    1の駆動トランジスタの電流駆動能力より大きく設定さ
    れている請求項7記載のマルチポートメモリ。
  9. 【請求項9】 上記各ポートのカラム選択回路は、カラ
    ム選択信号に応じて、異なる列の複数のビット線対のう
    ち、アドレス指定されたメモリセルが接続されたビット
    線対と書込回路とを作動的に接続する請求項7記載のマ
    ルチポートメモリ。
  10. 【請求項10】 上記各ポートのカラム選択回路は、カ
    ラム選択信号に応じて、異なる列の複数のビット線対の
    うち、アドレス指定されたメモリセルが接続されたビッ
    ト線対と書込回路とを作動的に接続する請求項8記載の
    マルチポートメモリ。
  11. 【請求項11】 上記各ポートには、読み出し時に対応
    するビット線対に読み出されたデータを上記カラム選択
    回路を介して入力して、増幅、確定させて出力する読出
    回路を含む請求項10記載のマルチポートメモリ。
  12. 【請求項12】 上記各ポートには、読み出し時に対応
    するビット線対に読み出されたデータを上記カラム選択
    回路を介して入力して、増幅、確定させて出力する読出
    回路を含む請求項10記載のマルチポートメモリ。
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