JP2003123475A - プロセッサをメモリ素子と接続する装置及びメモリ素子 - Google Patents

プロセッサをメモリ素子と接続する装置及びメモリ素子

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JP2003123475A
JP2003123475A JP2002275528A JP2002275528A JP2003123475A JP 2003123475 A JP2003123475 A JP 2003123475A JP 2002275528 A JP2002275528 A JP 2002275528A JP 2002275528 A JP2002275528 A JP 2002275528A JP 2003123475 A JP2003123475 A JP 2003123475A
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voltage
ground
differential
function
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いデータ率とEMV−問題性を付加的なコ
ストを回避するように1つのアプリケーション内で解決
する。 【解決手段】 プロセッサとプロセッサの外部に配置さ
れたメモリ素子とを有する装置及びメモリ素子をプロセ
ッサと接続する装置であって,その場合にプロセッサと
メモリ素子はアドレス線及び/又はデータ線を介して接
続されており,その場合にアドレス線及び/又はデータ
線は,各々,差分構造,特にLVDSと,アース及び電
圧に対して接続するトランジスタを備えた構造,特にS
STLとを組み合わせる,好適な送信機と受信機とを備
えた構造内に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,プロセッサとプロ
セッサの外部に配置されたメモリ素子とを有する装置,
プロセッサをメモリ素子と接続する装置及びメモリ素子
に関する。
【0002】
【従来の技術】特に車両の駆動シーケンスを制御するた
めの制御装置が知られている。これは,例えばエンジン
制御,ブレーキ制御,トランスミッション制御などのた
めの制御装置である。制御装置内に含まれているデジタ
ル部品は,内部メモリを有するプロセッサあるいはコン
ピュータ以外に,外部メモリも有しており,それら外部
メモリは導体プレート及び/又は導体レーンを介してコ
ンピュータあるいはプロセッサと接続される。
【0003】プロセッサ内での外部メモリとの結合は,
通常,導体プレートを介して,あるいは導体レーンを介
して行われる。かかる導体プレートの接続は,当然なが
ら,結合の作動周波数の制限を意味する。これは,容量
負荷も誘導負荷も意味しているからである。したがっ
て,コンピュータと外部メモリの接続の能力(特に伝送
率)は,各制御に関して,システムの全体的な能力に直
接の影響を有する。
【0004】近年においては,能力を向上させるため
に,SDRAM(Synchronous Dynam
ic Random Access Memory)な
どの接続構造が既知であり,このSDRAMにより高周
波数化が可能であるが,当然ながら上記重大な制限を伴
う。これらの接続における他の問題は,コンピュータと
メモリの間の比較的長い距離のために開発されたもので
あるので,所定の限界においてより高い周波数に達する
ことができないことである。
【0005】コンピュータと外部メモリとの間の接続の
クロック周波数をさらに高めることを期待させるのは,
上記SDRAM上にセットされるDDRRAM(Dou
ble Data Rate RAM)などの技術と,
RDRAM(RambusDRAM)又はDRDRAM
(Direct Rambus Dynamic RA
M)などのラムバステクノロジーである。
【0006】接続周波数を高める場合に発生する他の問
題は,例えば法律的な要請を遵守し,かつ信号の好まし
くない結合を防止するためには,高いクロック周波数に
よる電磁信号(又はエネルギ)の放射(又は結合)に対
して十分なシールドを施さなければならず,設計に多額
のコストが必要となる。
【0007】即ち,DRAMメモリモジュールとCPU
(Central Processing Unit)
の間のデータ伝送速度を上昇させるために,SSTL
(Stub Series Terminated L
ogic)によってJEDEC(Joint Elec
tronic Device Engineering
Commitee)−基準が形成された。SSTLにお
いては,速度は伝送導線(例えばバスのインピーダンス
適合)によって上昇される。これは,インピーダンス適
合によって,LVTTL(Low Voltage T
ransistor Transistor Logi
c)のような従来の低電圧方法を使用した場合に発生さ
れる反射波が減少されるからである。
【0008】したがって,SSTL−インターフェイス
は,当然ながら,同時に高いEMV−放射(Elekt
ro−Magnetishe Vertraeglic
hkeit/電磁的両立性)においてであるが,高いデ
ータ率を提供する。したがって,DRAMにおいては,
SSTL−基準によって,非ディフェレンシャルのバス
インターフェイスが定められ,高いデータ率を実現する
が,同時に高いEMVともなる。
【0009】即ち,従来技術はどの視点においても,最
適な結果を提供できないことが明らかにされている。
【0010】また,他の技術分野においては,機器をコ
ンピュータへ接続するためのPoint−to−Poi
nt−接続としてバスあるいはバスシステムが知られて
おり,LVDS−構造(Low Voltage Di
fferencial Signal)で示されてい
る。このLVDS−構造は,ANSI/TIA/EIA
−644に基づく基準として規格化され,かつ知られて
いる。この基準によれば,LVDSは,例えばコンピュ
ータと付属のモニタとの間の通信接続として使用され
る。
【0011】さらに,IEEE−基準P1596.3−
1595は,上記LVDSをマルチプロセッサシステム
内のプロセッサ間の通信接続として定め,その場合に同
様にPoint−to−Point−接続は,半二重駆
動において双方向でも示されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】したがって,本発明の
目的は,一方で可能な限り高い能力を得ることであり,
他方ではEMV−問題性(特に放射)を考慮することに
より機器内の放射及び/又は結合あるいはEMV−問題
を減少させるために発生する付加的なコストを回避する
ことである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め,本発明の第1の観点においては,好ましくは,アド
レス線及び/又はデータ線を介してプロセッサと接続可
能なメモリ素子が提案され,そのメモリ素子はプロセッ
サの外部に配置されており,その場合に好ましくはアド
レス線及び/又はデータ線は,各々,差分構造(例えば
LVDS−構造)とアースと電圧を切り替えるトランジ
スタを具備する構造(例えばSSTL−構造)とを組み
合わせる好適な送信機と受信機とを備えた構造内に形成
されており,その場合にメモリ素子側の送信機と受信機
は,メモリ素子内に一体化されている。
【0014】上記記載の発明では,2つのインターフェ
イス機能を,組み合わされた切換え技術あるいは組み合
わされた構造の1つのバスインターフェイス内に実装さ
れる。したがって,各々の使用において,電磁信号の放
射及び/又は結合に関するEMV−率(EMV−問題
性)を受け入れることができるので,SSTL−機能を
使用するか,あるいはEMV−問題性に関して差分構造
によって好ましいことにより少ないEMV−問題性(あ
るいはEMV−率)しか生じないので,LVDS−機能
を使用しなければならないかを,決定することができ
る。したがって,この実現によって,1つの構造によっ
て一方では高いデータ率が,そして他方では低い,ある
いは好ましいEMVが実現できる。従ってEMV−放射
あるいは結合を減少させるための付加的なコストを大幅
に回避することができる。従って,本発明によれば,上
記2つの視点(即ち,高いデータ率とEMV−問題性)
を1つのアプリケーション内で考慮する解決が得られ
る。
【0015】同様に,プロセッサとプロセッサの外部に
配置されたメモリ素子とを具備する装置及びプロセッサ
をメモリ素子と接続する装置が提案され,その場合にプ
ロセッサとメモリ素子はアドレス線及び/又はデータ線
を介して接続されており,その場合に好ましくはアドレ
ス線及び/又はデータ線は,各々,LVDS−とSST
L−を組み合わせる,好適な送信機と受信機とを備えた
構造内に形成されている。
【0016】メモリ素子及び装置の好ましい形態におい
ては,データ線のみが,LVDS−とSSTL−を組み
合わせる構造内に形成されている。
【0017】メモリ素子あるいは装置の他の好ましい形
態においては,任意の数のアドレス線及び/又はデータ
線が,LVDS−とSSTL−を組み合わせる構造内に
ビット線として形成されている。
【0018】好ましい形態においては,LVDS−及び
SSTL−を組み合わせる構造は,構造のLVDS機能
とSSTL−機能との間で少なくとも1つの切換え手段
の駆動によって切り換えを行うことができるように形成
されている。
【0019】その場合に好ましい形態においては,少な
くとも1つの切換え手段はトランジスタとして形成され
ており,その場合にトランジスタはSSTL−機能のた
めには,同時に供給電圧源Vccとして用いられる。
【0020】他の好ましい形態においては,LVDS−
機能とSSTL−機能との間で切り換えるために,少な
くとも2つの切換え手段が駆動され,その場合に少なく
とも2つの切換え手段(例えばトランジスタ)の1つ
は,LVDS−機能のための電流源として用いられる。
【0021】他の好ましい形態においては,LVDS−
機能とSSTL−機能との間を切り換えるために用いら
れる,切換え手段は,多数の制御端子を備えたトランジ
スタとして形成されており,その場合にLVDS−機能
を実現するためには,全ての制御端子はアクティブにさ
れない。
【0022】即ち,好ましくは,LVDS−とSSTL
−とを組み合わせる構造内で,SSTL−機能のための
ビット線として2本のアドレス線及び/又はデータ線が
提供され,それらは切り換えられた状態においてLVD
S−機能のために利用可能である。
【0023】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。な
お,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構
成を有する構成要素については,同一の符号を付するこ
とにより重複説明を省略する。
【0024】(第1の実施の形態)まず,図1〜図3に
基づいて,本実施形態にかかるSSTL−構造とLVD
S−構造とを説明する。なお,図1(a)は,本実施形
態にかかるトランジスタTSSTL1とトランジスタT
SSTL2を有するSSTL−構造のインターフェイス
の主要な部分を示している。また,図1(b)は,本実
施形態にかかる低電圧差分構造(LVDS)−テクノロ
ジーにおける構造を示している。
【0025】まず,図1(a)に示すように,本実施形
態にかかるトランジスタTSSTL1とトランジスタT
SSTL2を有するSSTL−構造のインターフェイス
は,信号Sを供給される。TSSTL1は,TSSTL
2に対して反転された信号を受け取る。2つのトランジ
スタTSSTL1及びTSSTL2は,供給電圧VCC
とアースVGND(アース電位)との間で互いに接続さ
れている。出力DoutSSTLは,各々所望のビット
信号に従って,トランジスタによってVCC又はレベル
1(又はハイレベル),あるいはVGND(又はローレ
ベル)に接続される。
【0026】また,図1(b)に示すように,本実施形
態にかかる低電圧差分構造(LVDS)−テクノロジー
における構造の中には,4つの切り換え手段(例えばト
ランジスタTLVDS1,TlVDS2,TLVDS3
及びTLVDS4)を有する。TLVDS1,TLVD
S2は互いに接続されており,その接続点において導線
DoutLVDS2が接続されている。同様に,TLV
DS3とTLVDS4は互いに接続されており,この接
続点において導線DoutLVDS1が接続されてい
る。かかるDoutLVDS1は,素子(例えば抵抗)
R1を介して素子101と接続されており,同様に,D
outLVDS2は素子(例えば抵抗)R2を介して,
同様に素子101と接続されている。
【0027】トランジスタTLVDS1及びTLVDS
3は,共通の接続端を有しており,かかる接続端は,ハ
イレベル電圧Vhigh(VH)と接続されている。こ
のとき,別途に配線をされたトランジスタTRに該当す
る制御手段100が設けられている。
【0028】トランジスタTRは,LVDSに従って2
つの電流路(TLVDS1,TLVDS4とTLVDS
3,TLVDS2)のために各々等しい電流を供給する
ことにより,素子101(特に抵抗R)において等しい
電圧降下を発生させるために電流源として接続されてい
る。TLVDS1を介して接続が形成される場合には,
電圧はDoutLVDS2上のR2,R,DoutLV
D1上のR1,及びTLVD4を介してVLに降下す
る。このように方向付けされたRを介しての電圧降下Δ
Uは,論理レベル0のために評価することができ,これ
はΔU0(R)に相当する。
【0029】一方,TLVDS3を介して接続が得られ
ると,それは方向として以下のことを意味する。電圧
は,TLVDS3,DoutLVDS1上のR1,R,
及びDoutLVDS2上のR2を介してVLに降下す
る。これは,上記Rを介しての電圧降下ΔUに対して逆
方向の電圧降下であり,論理レベル1あるいはビット信
号1のために評価することができ,これはΔU1(R)
に相当する。
【0030】次に,図2に基づいて,本実施形態にかか
るSTTL−機能とLVDS−機能とを組合わせた装置
の構成について説明する。なお,図2は,本実施形態に
かかるSTTL−機能とLVDS−機能とを組合わせた
装置の構成を示す回路図である。
【0031】図2に示すように,コンピュータ(又はプ
ロセッサ)201及びメモリ200は,各種導線202
〜215を介して互いに接続されている。まず,制御信
号導線202〜204は,例えばアドレスADS,読取
り−書込み−情報RD/WR,少なくとも1つのチップ
セレクト信号CSを有する。これらのバス制御信号は,
今日のメモリ接続において使用される制御信号に相当す
る。
【0032】コンピュータ201あるいはメモリ200
における各々の入力あるいは出力は,クロック信号導線
205,206を介して行われ,各々,クロックアウト
(CLKOUT)とクロックイン(CLKIN)で示さ
れている。このとき,メモリ200の端子クロックイン
(CLKIN)及びクロックアウト(CLKOUT)
は,ビットずれのクロックスキューを除去するために使
用される。また,アース導線G(Ground)207
は,シールドとして使用することができる。
【0033】8本のビットダブル導線(データ線)20
8〜215は,各々,後述の図3に示す送信機と受信機
とを有する伝送区間(あるいは選択された幾つか)に相
当することができる。8本のデータ線は,後述する図3
に示すSSTL−とLVDS−の組合せ構造あるいはイ
ンターフェイスによって形成され,多重化された8−ビ
ット−アドレスバスを示すことができる。したがって,
本実施形態においては,差分信号表示するために,SS
TL−機能のために16本のビット線が提供され,LV
DS−機能のために8本のダブル導線が提供される。
【0034】本実施形態においては,上記例の8本又は
16本のビット線を例に説明するがかかる例には限定さ
れない。他の任意の数のビット線も,同様に採用するこ
とができる。
【0035】アドレス情報も,同様に,バス(又はバス
インターフェイス)を介して伝送することができるの
で,バスインターフェイスのためのピンカウント,ある
いはバス自体の能力を向上させることができる。同様
に,EMV−問題のあるシステムにおいては,切換によ
って,その問題を最小限に抑えることができる。
【0036】図2に示す構造においては,送信機と受信
機は,後述する図3に示すDout1とDout2の間
に選択的に終端抵抗を有する,SSTL−構造とLVD
S−構造との組合せ構造に従って,各々,好適にメモリ
内に統合され,それに応じた相手片がコンピュータある
いはプロセッサ内に統合される。
【0037】次に,図3に基づいて,本実施形態にかか
る,組み合わされたSSTL−構造とLVDS−構造を
説明する。なお,図3は,本実施形態にかかる,組み合
わされたSSTL−構造とLVDS−構造を示す回路図
である。なお,本実施形態においては,切換え手段T1
〜T6は,例えばスイッチ又はトランジスタT1〜T6
として示しているが,切換え手段の普遍妥当性が否定さ
れることはない。
【0038】図3に示すように,トランジスタT1とT
3,及びT3とT5は,互いに接続されており,上記3
つのトランジスタのチェーンT1−T3−T5は,供給
電圧電位V1(high)と低電位(例えばアース電
位)V0(low)との間に接続されている。
【0039】また,トランジスタT2とT4及びT4と
T6(T2−T4−T6)についても,同様であり,こ
れらは供給電圧電位V2(high)と低電位(例えば
アース電位)V0(low)との間に接続されている。
【0040】T1とT3及びT2とT4の間の接続自体
は,接続点において互いに接続されている。本実施形態
においては,供給電圧電位V1とV2とは等しい例によ
り説明するが,互いに異なっても良い。
【0041】また,SSTL−とLVDS−とを組み合
わせた構造におけるLVDS−機能を利用するために,
トランジスタT1及びT2には,制御信号ET1,ET
2が供給される。LVDS−機能のためには,ET1が
low(又は低電位)に接続され,ET2はhigh
(又は高電位)に接続される。このことにより,トラン
ジスタT3とT4及びT5とT6のために,導線Dou
t1(T4とT6との間に接続される)及びDout2
(T3とT5の間に接続される)を介して,LVDS−
機能性を得ることができる。
【0042】SSTL−機能を実現するためには,ET
1はhighに接続され,ET2はlowに接続され,
好ましい方法でT2(極めて低抵抗であるために)をV
CC−源として,あるいは供給電圧源(V2−源)とし
て使用することができる。
【0043】SSTL−機能を使用する場合には,トラ
ンジスタT3,T5は,Dout2を介してSSTL−
機能のためのビットを形成し,トランジスタT4,T6
は,Dout1を介してSSTL−機能のためのビット
を形成する。
【0044】トランジスタT1が,トランジスタT2よ
りも高抵抗に選択される場合には,トランジスタT1を
LVDS−機能のための電流源として使用することがで
きる。高電流と,それに伴って低抵抗のトランジスタT
2を有するLVDS−機能を利用する際には,トランジ
スタT2は完全に省略することができる。
【0045】特別な形態又は変形例は,トランジスタT
1が多数の制御端子を有する切換え手段,従ってFET
−テクノロジー(電界効果トランジスタ)におけるゲー
ト又はバイポーラテクノロジーにおけるベースとして形
成されており,かつLVDS−機能のために全ての制御
端子(例えばゲート)がアクティブにされない場合に,
得られる。このとき,上記と同様に,SSTL−及びL
VDS−組合わせ構造としてのバスインターフェイス内
でSSTL−機能とLVDS−機能の一体化を満たすの
が好ましい。従って,一方では良好な電磁的両立性,他
方では使用における高いデータ伝送率という2つの視点
を考慮することができる。
【0046】以上,本発明に係る好適な実施の形態につ
いて説明したが,本発明はかかる構成に限定されない。
当業者であれば,特許請求の範囲に記載された技術思想
の範囲内において,各種の修正例および変更例を想定し
得るものであり,それらの修正例および変更例について
も本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【0047】例えば,上記実施形態においては,LVD
S及びSSTLを例に挙げて説明したが,かかる例には
限定されない。全てのディフェレンシャル及びシングル
エンドバスについても示されている。一般に各ディフェ
レンシャル構造,特にLVDS及び電圧とアースを切り
替えるトランジスタを有する各構造,特にSSTLは,
効果的に使用することができる。
【0048】
【発明の効果】各々の使用において,電磁信号の放射及
び/又は結合に関するEMV−率(EMV−問題性)を
受け入れることができ,それに従ってSSTL−機能を
使用するか,あるいはEMV−問題性に基づいて,差分
構造によって好ましいことにより少ないEMV−問題性
(あるいはEMV−率)しか生じないので,LVDS−
機能を使用しなければならないかを,決定することがで
きる。従ってこの実現によって,好ましい方法で,1つ
の構造によって一方では高いデータ率が実現され,そし
て他方では低い(あるいは好ましい)EMVが実現でき
る。従って,EMV−放射(あるいは結合)を減少させ
るための付加的なコストを大幅に回避することができ
る。従って,本発明によれば,上記2つの視点(即ち,
高いデータ率とEMV−問題性)を1つのアプリケーシ
ョン内で解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は,第1の実施の形態にかかるSS
TL−表示のバスインターフェイスの重要な素子を示す
回路図であり,図1(b)は,第1の実施の形態にかか
るLVDS−構造の回路図である。
【図2】第1の実施の形態にかかる外部メモリとコンピ
ュータ(又はプロセッサ)との接続を示すブロック図で
ある。
【図3】第1の実施の形態にかかるSSTL機能とLV
DS機能とを有するインターフェイスを実現するために
組み合わされた構造を示すブロックである。
【符号の説明】
101 素子 200 メモリ 201 プロセッサ 202〜204 制御信号導線 205,206 クロック信号導線 208〜215 8本のビットダブル導線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J056 AA11 BB22 CC00 CC01 DD12 DD29 EE06 EE15 FF09 GG09 5M024 AA22 AA43 BB04 BB33 DD42 PP01 PP03

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセッサの外部に配置され,アドレス
    線及び/又はデータ線を介して前記プロセッサと接続可
    能なメモリ素子であって,前記アドレス線あるいは前記
    データ線のうち少なくとも一方は,各々,差分構造と,
    アースと電圧を切り替えるトランジスタを具備する構造
    とが組み合された送信機と受信機を有する組合せ構造内
    に存在し,その場合に,前記メモリ素子側の前記送信機
    及び前記受信機は,前記メモリ素子内に統合されてい
    る,ことを特徴とするメモリ素子。
  2. 【請求項2】 前記データ線のみが,前記差分構造と,
    前記アースと電圧とを切り替えるトランジスタを具備す
    る構造との組合せ構造内に形成されている,ことを特徴
    とする請求項1に記載のメモリ素子。
  3. 【請求項3】 任意の数のアドレス線及び/又はデータ
    線が,前記差分構造と,前記アースと電圧とを切り替え
    るトランジスタを具備する構造との組合せ構造内に,ビ
    ット線として形成されている,ことを特徴とする請求項
    1に記載のメモリ素子。
  4. 【請求項4】 プロセッサと,前記プロセッサの外部に
    配置されたメモリ素子とを有し,その場合に前記プロセ
    ッサと前記メモリ素子はアドレス線及び/又はデータ線
    を介して接続されている装置において,前記アドレス線
    あるいは前記データ線のうち少なくとも一方は,各々,
    差分構造と,アースと電圧とを切り替えるトランジスタ
    を具備する構造とが組み合された,送信機と受信機とを
    有する組合せ構造内に形成されている,ことを特徴とす
    る装置。
  5. 【請求項5】 アドレス線及び/又はデータ線と,送信
    機と,受信機とを有し,プロセッサをメモリ素子に接続
    する装置であって,前記アドレス線あるいは前記データ
    線のうち少なくとも一方は,各々,差分構造と,アース
    と電圧とを切り替えるトランジスタを具備する構造とが
    組み合された,送信機と受信機とを有する組合せ構造内
    に形成されている,ことを特徴とするプロセッサをメモ
    リ素子と接続する装置。
  6. 【請求項6】 前記データ線のみが,差分構造,特にL
    VDSと,アース及び電圧に対して接続するトランジス
    タを備えた構造,特にSSTLとを組み合わせる構造内
    に形成されている,ことを特徴とする請求項4又は5に
    記載の装置。
  7. 【請求項7】 前記差分構造と,アースと電圧とを切り
    替えるトランジスタを具備する構造とを組み合わせた構
    造は,前記差分構造の差分機能と,前記アース及び電圧
    に対して接続するトランジスタを備えた構造の機能との
    間で,少なくとも1つの切換え手段によって切換え可能
    に形成されていることを特徴とする請求項1,4あるい
    は5項のうちいずれか1項に記載のメモリ素子又は装
    置。
  8. 【請求項8】 前記少なくとも1つの切換え手段が,ト
    ランジスタとして形成されていると共に,前記トランジ
    スタは,前記アース及び電圧とを切り替えるトランジス
    タを具備する構造の機能への供給電圧源として使用され
    る,ことを特徴とする請求項7に記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記差分機能と,前記アースと電圧とを
    切り替えるトランジスタを具備する構造の機能との間で
    切り換えるために,少なくとも2つの切換え手段が駆動
    されると共に,前記少なくとも2つの切換え手段のうち
    1つは,前記差分機能のための電流源として使用され
    る,ことを特徴とする請求項7に記載の装置又はメモリ
    素子。
  10. 【請求項10】 前記切換え手段は,複数の制御端子を
    具備するトランジスタとして形成されており,前記差分
    機能のために,前記複数の制御端子の全てはアクティブ
    にされない,ことを特徴とする請求項7に記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記差分構造と,前記アース及び電圧
    とを切り替えるトランジスタを具備する構造との組合せ
    構造内で,前記アース及び電圧とを切り替えるトランジ
    スタを具備する構造の機能のためのビット線として,2
    本のアドレス線及び/又はデータ線が提供される,こと
    を特徴とする請求項1又は4又は5に記載のメモリ素子
    又は装置。
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