JP2003151266A - 半導体記憶装置とそのデータ読み出し制御方法 - Google Patents
半導体記憶装置とそのデータ読み出し制御方法Info
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Abstract
コマンドを入力するまでのタイミングを任意に選択でき
るポステッドCAS仕様のSDRAMにおいて、データ
転送速度を高速化する。 【解決手段】 メモリセルアレイは、独立して活性化を
行うことができる2つのサブアレイ17i、17jによ
り構成されている。ロウデコーダ22は、ACTVコマ
ンドが入力された後の1クロックサイクル後にREAD
コマンドが入力された場合には、サブアレイ17i、1
7jのうちのロウアドレスAXとカラムアドレスAYに
より選択されるメモリセルを有するサブアレイのみを活
性化して、データの読み出し動作を行う。このことによ
り、従来の半導体記憶装置と比較して活性化する必要が
ある領域を狭くすることができるため、電源の負荷が減
りビット線の増幅をする際にビット線の電圧が規定の電
圧に達するまでの時間が短くなり、データの読み出し速
度が高速化される。
Description
hronous Dynamic Random Access Memory)等の半導体記
憶装置に関し、特にロウアドレスの選択を指示するため
のコマンドであるACTVコマンドが入力されてから、
カラムアドレスの選択を指示するためのコマンドである
READコマンドを入力するまでのタイミングを任意に
選択できるポステッド(Posted)CAS仕様のSDRA
M等の半導体記憶装置およびそのデータ読み出し制御方
法に関する。
高速でデータの読み取り/書き込みを行うことができる
DRAMが要望されている。このような、データ転送速
度の高速化を実現するために、外部からのクロック信号
に同期して動作することにより高速な動作を行うSDR
AMが広く用いられるようになっている。また、データ
転送速度をより高速化するために、クロック信号の立ち
下がりと、立ち上がりでデータの転送を行うことにより
データ転送の高速化を図ったDDR(Double Data Rat
e)−SDRAMが用いられている。
高速化対応のための仕様であるDDR−IIの仕様の検討
が行われている。このDDR−IIの仕様では、低電源電
圧化及びクロック周波数を400MHz以上とすること
ができる。
たブロック図を図12に示す。この図12に示したSD
RAMは、クロックジェネレータ10と、コントロール
回路11と、アドレスバッファ12と、ロウデコーダ1
3と、カラムデコーダ14と、ワード線とビット線の交
点にそれぞれ設けられた複数のメモリセルにより構成さ
れているメモリセルアレイ15と、データ入出力バッフ
ァ16とを備えている。
ク入力CK、/CKと、CKE(Clock Enable)を入力
し、クロック信号CLKを生成して各回路に出力してい
る。
mn Address Strobe)、/RAS(Row Address Strob
e)、/WE(Write Enable)、/CS(Chip Select)
を入力し、メモリセルアレイ15の各メモリセルに対す
るデータの読み取り/書き込みの制御を行っている。こ
こで、コントロール回路11は、図13に示すように、
/CSがL、/RASがL、/CASがH、/WEがH
の場合には、ロウアドレスの選択を指示するためのコマ
ンドであるACTVコマンドが入力されたものとして動
作し、/CSがL、/RASがH、/CASがL、/W
EがHの場合には、カラムアドレスの選択を指示するコ
マンドであるREADコマンドが入力されたものとして
動作し、/CSがL、/RASがL、/CASがH、/
WEがLの場合には、プリチャージを指示するためのコ
マンドであるPREコマンドが入力されたものとして動
作する。
CTVコマンドを入力すると、アドレスバッファ12に
対してアドレス制御信号201を出力した後に、ロウデ
コーダ13を制御するための制御信号φ1をアクティブ
とする。そして、コントロール回路11は、READコ
マンドを入力すると、アドレスバッファ12に対してア
ドレス制御信号202を出力した後に、カラムデコーダ
14を制御するための制御信号φ2をアクティブとする
とともにデータ入出力バッファ16を制御するための制
御信号φ3をアクティブとする。そして、コントロール
回路11は、PREコマンドを入力すると、アドレス制
御信号201をインアクティブとするとともにロウデコ
ーダ13への制御信号φ1をインアクティブとする。
BA、アドレス信号Aを入力し、アドレス制御信号20
1がアクティブとなると、アドレス信号Aのうちのロウ
アドレスAXをロウデコーダ13に出力し、アドレス制
御信号202がアクティブとなるとアドレス信号Aのう
ちのカラムアドレスAYをカラムデコーダ14に出力す
る。
り構成され、アドレスバッファ12は、入力されたバン
ク選択信号BAが当該メモリセルアレイ15を選択して
いる場合にのみ、ロウアドレスAX、カラムアドレスA
Yを出力するものであるが、以下の記載においては説明
を簡単にするためバンク選択信号BAはメモリセルアレ
イ15を選択しているものとして説明する。
2からのロウアドレスAXを入力し、制御信号φ1がア
クティブとなると、複数のワード線WLのうちの入力し
たロウアドレスAXに対応したワード線をアクティブと
するとともにセンスアンプ制御信号SACをアクティブ
とする。カラムデコーダ14は、アドレスバッファ12
からのカラムアドレスAYを入力し、制御信号φ2がア
クティブとなると、複数のカラム選択信号YSのうちの
入力したカラムアドレスAYに対応したカラム選択信号
をアクティブとする。データ入出力バッファ16は、制
御信号φ3がアクティブとなるとメモリセルアレイ15
からのデータを出力データDQとして出力する。
を、図14に示す。この図14では、メモリセルアレイ
15は、m×n個のメモリセル(MC)により構成され
ているものとして説明する。メモリセルアレイ15は、
図14に示すように、m個のカラムにより構成されてい
て、各カラムにはn個のメモリセルが設けられている。
そして、各カラムには、プリチャージ回路(PRE)、
センスアンプ、Yスイッチ回路がそれぞれ設けられてい
る。各カラムに設けられたプリチャージ回路は、ロウデ
コーダ13からのプリチャージ信号PDLにより制御さ
れている。また、各カラムに設けられたセンスアンプも
同様に、ロウデコーダ13からのセンスアンプ制御信号
SACにより制御されている。また、各カラムに設けら
れているYスイッチ回路は、カラムデコーダ14からの
カラム選択信号YS1〜YSmによりそれぞれ独立して制
御され、カラムアドレスAYにより示されるカラムのY
スイッチ回路のみがアクティブとされる。尚、図12中
では、ワード線WL1〜WLnを単にWLとして示し、カ
ラム選択信号YS1〜YSmを単にYSとして示してい
る。
タを読み取る際の動作を図15のタイミングチャートを
参照して説明する。
のコマンドであるACTVコマンドがコントロール回路
11に入力されることにより、アドレス制御信号201
がコントロール回路11から出力され、アドレスバッフ
ァ12よりロウアドレスAXがロウデコーダ13に出力
される。そして、コントロール回路11が制御信号φ1
をアクティブとすることにより、ロウデコーダ13は、
プリチャージ信号PDLをインアクティブとするととも
に、ワード線WL1〜WLnのうちの入力されたロウアド
レスAXに対応したワード線の選択を行う。さらに、ロ
ウデコーダ13は、メモリセルアレイ15のセンスアン
プを活性化させるためのセンスアンプ制御信号SACを
アクティブとする。このことにより、読み出しを行おう
とするメモリセルを含むワード線WLが活性化され、ビ
ット線BL、/BLへのデータの読み出し及びビット線
の増幅が行われる。メモリセルアレイ15の領域のう
ち、ここまでの処理により活性化される領域を図16に
示す。図16では、ロウデコーダ13によりワード線W
L3がアクティブとされた場合を示していて、活性化さ
れた領域を斜線にて示す。
らtRCDである2クロック後に、外部システムから、
カラムアドレスの選択を指示するためのREADコマン
ドが入力される。すると、コントロール回路11はアド
レス制御信号202をアクティブとするとともに制御信
号φ2をアクティブとする。このことにより、アドレス
バッファ12からカラムアドレスAYがカラムデコーダ
14に入力され、カラム選択信号YS1〜YSmのうちの
カラムアドレスAYにより示されたカラム選択信号のみ
がアクティブとなり読み出しを行うメモリセルの選択が
行われる。そして、制御信号φ3がアクティブとなるこ
とにより、データ入出力バッファ15から選択されたメ
モリセルからのデータがデータDQとして出力される。
力されると、コントロール回路11が制御信号φ1をイ
ンアクティブとすることによりロウデコーダ13は、ア
クティブとしていたワード線WLをインアクティブと
し、センスアンプ制御信号SACをインアクティブと
し、プリチャージ信号PDLをアクティブとする。この
ことによりビット線BL及び/BLがリセットされ、次
のメモリセルのデータ読み出しに備える。
13によりワード線WLが選択され、センスアンプ制御
信号SACがアクティブとなりセンスアンプが動作を開
始してからビット線の増幅が完了するまではある程度の
時間が必要となる。そのため、ビット線の増幅が完了す
るまでの時間を待ってからカラム選択信号YS1〜YSm
によるビット線の選択を行なわなければならない。具体
的には、従来のSDRAMでは、データの読み取り/書
き込みを制御する外部のシステムにおいて、ACTVコ
マンドを入力してからREADコマンドを入力する際に
規定されたtRCDが経過していることを保証しなけれ
ばならない。つまり、ACTVコマンドが入力されてか
らビット線BL、/BLの増幅が完了するまでの時間を
保証するためにtRCDは規定されている。図15に示
したタイミングチャートは、このtRCDとして2クロ
ックが規定されている場合である。このような制限は、
外部システムの制御においてよけいな手間を必要とする
こととなる。
制御の容易化を図るため、上述したDDR−II SDR
AMでは、ポステッドCAS仕様の採用が検討されてい
る。このポステッドCAS仕様とは、ACTVコマンド
を入力してから、READコマンドを入力するまでに確
保しなければならないクロック数であるtRCDの制限
が設けられていない仕様であり、外部システム側ではA
CTVコマンドとREADコマンドを連続して入力する
ことができる仕様である。
たSDRAMにおけるタイミングチャートを図17に示
す。図17に示したタイミングチャートが、図15に示
したタイミングチャートと異なる点は、READコマン
ドがACTVコマンドが入力された直後に入力にされて
いる点と、READコマンドがコントロール回路11に
入力されたことによりカラムアドレスAYが従来よりも
早くカラムデコーダ14に出力されている点である。
は、ACTVコマンドが入力されてからtRCDが経過
する前にコントロール回路11にREADコマンドが入
力された場合でも、コントロール回路11は、カラムデ
コーダ14がカラム選択信号YSを出力するタイミング
を制御するための制御信号φ2の出力タイミングを制御
することにより、ビット線の増幅が完了する前にビット
線のデータがデータ入出力バッファ16に出力されるこ
とがないようにしている。
RAMでは、コントロール回路11がtRCDを予め記
憶しておき、tRCDの経過前にカラムアドレスの選択
が行われた場合でも、従来の外部システムにより制御さ
れていたREADコマンドを実際に実行するタイミング
を外部システムの変わりに制御するものである。
RAMでは、外部システムは、tRCDを考慮すること
なくREADコマンドを実行することができる。つま
り、ACTVコマンドを実行した直後、つまり1クロッ
ク後にREADコマンドを実行することが可能となる。
このことにより、データの読み出しを制御する外部シス
テムでは、データ読み出しのための制御がし易くなる。
までのサイクル数をAL(AdditiveLatency)と呼ぶ。
従って、図17に示した例では、AL=1となる。だた
し、このポステッドCAS仕様のSDRAMでは、AL
で定められる期間だけカラムアドレスAYをラッチして
おく必要がある。
RAMを用いればデータ転送速度が高速な半導体記憶装
置を実現することができる。また、ポステッドCAS仕
様を用いたSDRAMによれば、外部システムによる制
御の自由度を高めることができるので外部システムによ
り制御し易い半導体記憶装置を実現することができる。
しかし、ポステッドCAS仕様を用いた場合でも、AC
TVコマンドを入力してからデータDQが出力されるま
でに必要となるサイクル数はtRCD+CL(CAS Late
ncy)となるため、ポステッドCAS仕様を用いない従
来のSDRAMと同じである。
記憶装置では、ポステッドCAS仕様のSDRAMを用
いた場合でも、ACTVコマンドが入力されてから実際
にデータが出力されるまでの時間はポステッドCAS仕
様を用いない場合と変わらず、tRCDが律速条件とな
りデータ転送速度の高速化を図ることができないという
問題点があった。
SDRAMにおいて、データ転送速度を高速化すること
ができる半導体記憶装置およびそのデータ読み出し制御
方法を提供することである。
に、本発明の半導体記憶装置は、ロウアドレスの選択を
指示するためのコマンドであるACTVコマンドが入力
されてから、カラムアドレスの選択を指示するためのコ
マンドであるREADコマンドを入力するまでのタイミ
ングを任意に選択できるポステッドCAS仕様を採用し
ている半導体記憶装置であって、独立して活性化を行う
ことができる複数のサブアレイにより構成されたメモリ
セルアレイと、入力されたカラムアドレスにより指定さ
れるカラムの選択を行うカラムデコーダと、ACTVコ
マンドが入力されてから一定数のクロックサイクル経過
前にREADコマンドが入力された場合に、該一定数の
クロックサイクル経過後に前記カラムデコーダをアクテ
ィブとし、ACTVコマンドが入力されてから前記一定
数のクロックサイクル経過後にREADコマンドが入力
された場合に、READコマンドが入力されたタイミン
グで前記カラムデコーダをアクティブとするコントロー
ル回路と、ACTVコマンドが入力された後の1クロッ
クサイクル後にREADコマンドが入力された場合に
は、前記複数のサブアレイのうちのロウアドレスとカラ
ムアドレスにより選択されるメモリセルを有するサブア
レイのみを活性化して、データの読み出し動作を行い、
ACTVコマンドが入力された後の2クロックサイクル
後以降にREADコマンドが入力された場合には、ロウ
アドレスにより指定される全てのサブアレイを活性化し
てデータの読み出し動作を行うロウデコーダとを備えて
いる。
された後の1クロックサイクル後にREADコマンドが
入力された場合、複数のサブアレイのうちのロウアドレ
スとカラムアドレスにより選択されるサブアレイのみを
活性するようにしているため、従来の半導体記憶装置と
比較して活性化する必要がある領域を狭くすることがで
きる。従って、電源の負荷が減りビット線を増幅する際
に、ビット線が規定の電圧に達するまでの時間が短くな
り、ビット線の増幅が完了するまでの時間が短縮され、
ACTVコマンドを入力してからデータが出力されるま
での時間を従来の半導体記憶装置と比較して短くするこ
とができる。さらに、本発明の半導体記憶装置によれ
ば、活性化されているメモリセルアレイの領域が少ない
ことにより、ビット線をプリチャージするために必要と
なる時間も従来と比較して短縮することができる。その
ため、あるメモリセルの読み出してから次のメモリセル
のデータ読み出しを行うまでのサイクルを短縮すること
ができる。さらに、本発明の半導体記憶装置によれば、
ACTVコマンドが入力された後の1クロックサイクル
後にREADコマンドが入力された場合には、複数のサ
ブアレイのうちのいずれかのみを活性化するため、消費
電力を削減することができる。
ブアレイを、前記メモリセルアレイを独立して活性化す
ることができるように複数の領域に分割したものとして
もよいし、前記ロウデコーダからのメインワード線に接
続された複数のサブワード線によりそれぞれ独立して活
性化することができる領域としてもよい。
前記一定数のクロックサイクルは、ACTVコマンドが
入力されてからビット線の増幅が完了するまでの時間を
保証するためのtRCDクロックサイクルである。
読み出し制御方法は、ロウアドレスの選択を指示するた
めのコマンドであるACTVコマンドが入力されてから
カラムアドレスの選択を指示するためのコマンドである
READコマンドを入力するまでのタイミングを任意に
選択できるポステッドCAS仕様を採用しているととも
に、メモリセルアレイが独立して活性化を行うことがで
きる複数のサブアレイにより構成された半導体記憶装置
のデータ読み出し制御方法において、あるサブアレイに
属するメモリセルのデータ読み出しを行った後に、当該
サブアレイとは異なるサブアレイに属するメモリセルの
データ読み出しを行う場合、データ読み出しが終了した
サブアレイのビット線プリチャージの完了を待つことな
く次のメモリセルの読み出し処理を開始することを特徴
とする。
るメモリセルのデータ読み出しを連続して行う場合に
は、一方のサブアレイではビット線のプリチャージを行
っているタイミングにおいて、他方のサブアレイでは次
のメモリセルの読み出しのためのロウアドレスの選択を
行うといったパイプライン処理を実現することができる
ため、従来の半導体記憶装置と比較してデータ読み出し
を高速に行うことができる。
て図面を参照して詳細に説明する。
実施形態の半導体記憶装置の構成を示すブロック図であ
る。図1において、図12中の構成要素と同一の構成要
素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
尚、本実施形態では、tRCD=2の場合を用いて説明
する。
示した従来の半導体記憶装置に対して、メモリセルアレ
イ15を独立して活性化することが可能な2つのサブア
レイ17i、17jに分割し、カラムデコーダ14をサ
ブアレイ17i、17jに対応させてカラムデコーダ1
9i、19jに分割するともに、コントロール回路11
をコントロール回路21に置き換え、ロウデコーダ13
をロウデコーダ22に置き換えたものである。
ドが入力されても直ぐに制御信号φ2をアクティブとす
るのではなく、ACTVコマンドが入力されてからtR
CDクロックサイクル数が経過した後に制御信号φ2を
アクティブとするようにしている点のみが、図12に示
した従来のコントロール回路11と異なっており、他の
動作は従来のコントロール回路11と同様の動作を行
う。
メモリセルアレイ15が2つのサブアレイ17i、17
jに分割されたことに対応して分割されたものであり、
その動作は図12に示した従来の半導体記憶装置におけ
るカラムデコーダ14と同じである。
入力された後の1クロックサイクル後にREADコマン
ドが入力された場合には、サブアレイ17i、17jの
うちのロウアドレスAXとカラムアドレスAYにより選
択されたメモリセルを有するサブアレイのみを活性化し
て、データの読み出し動作を行う。ACTVコマンドが
入力された後の2クロックサイクル後にREADコマン
ドが入力された場合には、従来と同様に、ロウアドレス
AXにより指定されるサブアレイ17i、17jの両方
を活性化してデータの読み出し動作を行う。ロウデコー
ダ22は、サブアレイ17iを活性化する場合には、ワ
ード線WLi、プリチャージ信号PDLi、センスアン
プ制御信号SACiを用い、サブアレイ17jを活性化
する場合には、ワード線WLj、プリチャージ信号PD
Lj、センスアンプ制御信号SACjを用いる。
憶装置であるSDRAMからデータを読み取る際の動作
を図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の半導体
記憶装置では、ACTVコマンドが入力された後の1ク
ロックサイクル後にREADコマンドが入力された場合
と、ACTVコマンドが入力された後の2クロックサイ
クル後にREADコマンドが入力された場合とではその
動作が異なるため以下の説明ではこの2つの場合を分け
て説明を行う。
1クロックサイクル後にREADコマンドが入力された
場合の動作を図2のタイミングチャートチャートに示
す。
するためのコマンドであるACTVコマンドがコントロ
ール回路21に入力されることにより、アドレス制御信
号201がコントロール回路21から出力され、アドレ
スバッファ12よりロウアドレスAXがロウデコーダ2
2に出力される。そして、ACTVコマンドが入力され
た後の1クロックサイクル後に、外部システムから、カ
ラムアドレスの選択を指示するためのREADコマンド
が入力される。するとコントロール回路21は、アドレ
ス制御信号202をアクティブとする。このことによ
り、アドレスバッファ12からカラムアドレスAYがカ
ラムデコーダ19i、19jおよびロウデコーダ22に
入力される。ただし、コントロール回路21は、この際
に制御信号φ2はアクティブとしない。
るカラムアドレスAYにより示されるメモリセルは、サ
ブアレイ17iに存在しているため、ロウデコーダ22
は、コントロール回路11からの制御信号φ1がアクテ
ィブとなった際に、メモリセルアレイ17jへのワード
線WLj、プリチャージ信号PDLj、SACjはその
ままの状態として、サブアレイ17iへのプリチャージ
信号PDLiをインアクティブとするとともに、サブア
レイ17iへのワードWLiのうちの入力されたロウア
ドレスAXに対応したワード線の選択を行う。さらに、
ロウデコーダ22は、サブアレイ17iのセンスアンプ
を活性化させるためのセンスアンプ制御信号SACiを
アクティブとする。このことにより、サブアレイ17i
の読み出しを行おうとするメモリセルを含むワード線W
Liが活性化され、ビット線へのデータの読み出し及び
ビット線の増幅が行われる。サブアレイ17iの領域の
うち、ここまでの処理により活性化される領域を図3に
示す。図3では、ロウデコーダ22によりサブアレイ1
7iのワード線WL3のみがアクティブとされていて、
サブアレイ17jのワード線WL3はアクティブとされ
ていない。
らtRCDである2クロックが経過した後に、コントロ
ール回路21は、制御信号φ2をアクティブとする。こ
のことにより、カラムデコーダ19iは、カラム選択信
号YSiのうちのカラムアドレスAYにより示されたカ
ラム選択信号のみをアクティブとする。このことにより
読み出しを行うメモリセルの選択が行われる。そして、
制御信号φ3がアクティブとなることにより、データ入
出力バッファ16から選択されたメモリセルからのデー
タがデータDQとして出力される。
力されると、コントロール回路21が制御信号φ1をイ
ンアクティブとすることによりロウデコーダ22は、ア
クティブとしていたワード線WLiをインアクティブと
し、センスアンプ制御信号SACiをインアクティブと
し、プリチャージ信号PDLiをアクティブとする。こ
のことによりビット線BLi及び/BLiがリセットさ
れ、次のメモリセルのデータ読み出しに備える。
2クロックサイクル後にREADコマンドが入力された
場合の動作を図4のタイミングチャートチャートに示
す。
Lをアクティブとする際に、ロウデコーダ22にはカラ
ムアドレスAYは入力されていない。従って、ロウデコ
ーダ22は、読み出しを行うとするメモリセルがサブア
レイ17i、17jのうちのいずれに存在するのかを知
ることはできない。そのため、ロウデコーダ22は、プ
リチャージ信号PDLi、PDLj、ワード線WLi、
WLjおよび、センスアンプ制御信号SACi、SAC
jを同じタイミングで制御することによりサブアレイ1
7i、17jの活性化を行う。この場合に活性化される
領域を図5に示す。図5では、サブアレイ17i、17
jの両方のワード線WL3が活性化されている。
CTVコマンドが入力された後の1クロックサイクル後
にREADコマンドが入力された場合、サブアレイ17
i、17jのうちのロウアドレスAXとカラムアドレス
AYにより選択されたサブアレイのみを活性すればよい
ため、従来の半導体記憶装置と比較して活性化する必要
がある領域を狭くすることができる。そして、活性化す
る領域が狭くなることにより電源の負荷が減りビット線
BL、/BLを増幅する際に、ビット線BL、/BLが
規定の電圧に達するまでの時間が短くなる。従って、本
実施形態の半導体記憶装置によれば、ACTVコマンド
を入力してからデータDQが出力されるまでの時間を、
従来の半導体記憶装置と比較して短くすることができ
る。
れば従来の半導体記憶装置と比較して、同じクロック周
波数ならばtRCDを小さくすることができ、また、同
じtRCDならばクロック周波数を高くすることができ
る。例えば、従来はtRCD=3だった場合には、本実
施形態によればtRCD=2とすることが可能となる。
すると、図6に示すようにビット線BL、/BLの増幅
が終了してからカラム選択信号YSをアクティブとする
ためには、従来はtRCDとして3クロックサイクル必
要だったものとする。このような場合に本実施形態を適
用すると、図7に示すように、センスアンプ制御信号S
ACがアクティブとなってからビット線BL、/BLの
増幅が終了するまでの時間が短縮されることにより、t
RCDを2クロックとしてもカラム選択信号YSがアク
ティブとなる際にはビット線BL、/BLの増幅は終了
していることになる。
れば、活性化されているメモリセルアレイの領域が少な
いことにより、ビット線BL、/BLを増幅する時間だ
けでなくビット線BL、/BLをプリチャージするため
に必要となる時間も従来と比較して短縮することができ
る。そのため、あるメモリセルのデータ読み出しを行っ
てから、次のメモリセルのデータ読み出しを行うサイク
ルを短縮することができ、従来の半導体記憶装置と比較
してデータの読み出しを高速化することができるように
なる。
よび図9を参照して説明する。図8は、本発明の第1の
実施形態の半導体記憶装置において、同一のメモリセル
アレイのメモリセルの読み出しが連続して行われた場合
の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図
9は、あるメモリセルの読み出しの次に異なるメモリセ
ルアレイのメモリセルの読み出しが行われた場合の動作
を説明するためのタイミングチャートである。
ット線プリチャージに要する時間を短縮することができ
ることにより、次のサイクルでのACTVコマンドを投
入することができるタイミングを早くすることができる
ため、図8に示すように、同一メモリセルアレイ内のメ
モリセルの読み出しを行う場合でも、従来と比較してA
CTVコマンドを投入することができるタイミングを早
くすることができる。図8のタイミングチャートでは、
例として、従来と比較して1クロック分だけACTVコ
マンドを早く投入することができる場合を示している。
ば、ビット線プリチャージに要する時間を短縮すること
ができることに加えて、あるサブアレイに属するメモリ
セルの読み出しを行った次のサイクルにおいて読み出し
を行うメモリセルが、読み出しを行ったサブアレイとは
異なるサブアレイに属する場合には、データの読み出し
を行ったサブアレイのビット線プリチャージの完了を待
つことなく次のメモリセルの読み出し処理を開始するこ
とが可能となる。そのため、図9に示すように、ACT
Vコマンドを投入することができるタイミングをさらに
早くして、PREコマンドとACTVコマンドの投入を
同時に行うことも可能となる。つまり、一方のサブアレ
イではビット線のプリチャージを行っているタイミング
において、他方のセンスアンプを共有しないサブアレイ
では次のメモリセルの読み出しのためのロウアドレスの
選択を行うといったパイプライン処理を実現することが
できる。つまり、従来に比べ活性化されるアレイの分割
数が多いため、パイプライン処理効率の向上が可能とな
る。図9のタイミングチャートでは、例として、従来と
比較して2クロック分だけACTVコマンドを早く投入
することができる場合を示している。
れば、ACTVコマンドが入力された後の1クロックサ
イクル後にREADコマンドが入力された場合には、サ
ブアレイ17i、17jのうちのいずれか一方のみを活
性化するため、消費電力を削減することができるという
効果をも得ることができる。
実施形態の半導体記憶装置について説明する。上記で説
明した第1の実施形態の半導体記憶装置では、1つのバ
ンクを2つ以上の複数のメモリセルアレイにより構成す
るようにして、活性化するメモリセルアレイの領域を狭
くするようにしているが、本実施形態の半導体記憶装置
は、ワード線を複数のサブワード線に分割するような構
成の半導体記憶装置に対して本発明を適用したものであ
る。
リセルアレイ35の構成を図10に示す。本実施形態の
半導体記憶装置におけるメモリセルアレイ35は、複数
のメインワード線MWLを有し、そのメインワード線M
WLにはサブワード線ドライバ311〜31nが接続され
ている。そして、サブワード線ドライバ311〜31
nは、サブワード線選択信号ASEL1〜ASELmに基
づいて、接続された複数のサブワード線SWLの中の1
つを選択して活性化する。また、各サブワード線SWL
にはメモリセルが接続されることによりサブアレイ30
1〜30nが構成されている。
チャージ信号PDLは、インバータ32により論理を反
転された後に、ナンド回路331〜33nに入力され、サ
ブワード線選択信号ASEL1〜ASELmとの間で論理
積演算が行われることによりサブアレイ301〜30nの
うちの1つのサブアレイのみのプリチャージを制御す
る。また、ロウデコーダから入力されたセンスアンプ制
御信号SACも同様にして、アンド回路341〜34nに
入力され、サブワード線選択信号ASEL1〜ASELm
との間で論理積演算が行われることによりサブアレイ3
01〜30nのうちの1つのサブアレイのみのセンスアン
プを制御する。
デコーダは、ACTVコマンドが入力された後の1クロ
ックサイクル後にREADコマンドが入力された場合に
は、サブアレイ301〜30nのうちのロウアドレスAX
とカラムアドレスAYにより選択されたメモリセルを有
するサブアレイのみを活性化して、データの読み出し動
作を行う。ACTVコマンドが入力された後の2クロッ
クサイクル後にREADコマンドが入力された場合に
は、従来と同様に、ロウアドレスAXにより指定される
全てのサブアレイ301〜30nを活性化してデータの読
み出し動作を行う。
ワード線MWLに複数のサブワード線SWLが接続され
た構造の半導体記憶装置においても、第1の実施形態と
同様にデータ読み出しの際に活性化する必要がある領域
を狭くすることができる。
モリセルのデータを読み出す際に、メモリセルアレイ3
5の領域のうちの活性化された領域を図11に示す。図
11では、MWL3に接続されたサブワード線のうちの
サブワード線ドライバ314により制御されるサブワー
ド線のみが活性化された場合を示している。
CD=2クロックの場合を用いて説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、tRCDが3クロック
以上の場合でも同様に本発明を適用することができるも
のである。この場合には、ACTVコマンドが入力され
た後の1クロック後にREADコマンドが入力された場
合には、複数のサブアレイのうちのロウアドレスAXと
カラムアドレスAYによる選択されるメモリセルを有す
るサブアレイのみを活性化し、ACTVコマンドが入力
された後の2クロック後以降にREADコマンドが入力
された場合には、従来と同様に、ロウアドレスAXによ
る指定される全てのサブアレイを活性化してデータの読
み出し動作を行うようにすればよい。
ポステッドCAS仕様のSDRAMにおいて、データ転
送速度を高速化することができるという効果を得ること
ができる。
成を示すブロック図である。
ンドが入力された後の1クロックサイクル後にREAD
コマンドが入力された場合の動作を示すタイミングチャ
ートである。
サイクル後にREADコマンドが入力された場合に、本
発明の第1の実施形態の半導体記憶装置おいてあるメモ
リセルのデータを読み出す際に、サブアレイ17i、1
7jの領域のうちの活性化された領域を示す図である。
ンドが入力された後の2クロックサイクル後にREAD
コマンドが入力された場合の動作を示すタイミングチャ
ートである。
サイクル後にREADコマンドが入力された場合に、本
発明の第1の実施形態の半導体記憶装置おいてあるメモ
リセルのデータを読み出す際に、サブアレイ17i、1
7jの領域のうちの活性化された領域を示す図である。
る効果を説明するための比較として示した、従来の半導
体記憶装置におけるタイミングチャートである。
りtRCDを短縮することができることを説明するため
のタイミングチャートである。
いて、同一のメモリセルアレイのメモリセルの読み出し
が連続して行われた場合の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
いて、あるメモリセルの読み出しの次に異なるメモリセ
ルアレイのメモリセルの読み出しが行われた場合の動作
を説明するためのタイミングチャートである。
おけるメモリセルアレイの構成を示すブロック図であ
る。
いてあるメモリセルのデータを読み出す際に、メモリセ
ルアレイ35の領域のうちの活性化された領域を示す図
である。
図である。
される信号の対応関係を示した図である。
おいて活性化される領域を示す図である。
を示したタイミングチャートである。
のデータを読み出す際に、メモリセルアレイ15の領域
のうちの活性化された領域を示す図である。
置の動作を示したタイミングチャートである。
Claims (5)
- 【請求項1】 ロウアドレスの選択を指示するためのコ
マンドであるACTVコマンドが入力されてから、カラ
ムアドレスの選択を指示するためのコマンドであるRE
ADコマンドを入力するまでのタイミングを任意に選択
できるポステッドCAS仕様を採用している半導体記憶
装置であって、 独立して活性化を行うことができる複数のサブアレイに
より構成されたメモリセルアレイと、 入力されたカラムアドレスにより指定されるカラムの選
択を行うカラムデコーダと、 ACTVコマンドが入力されてから一定数のクロックサ
イクル経過前にREADコマンドが入力された場合に、
該一定数のクロックサイクル経過後に前記カラムデコー
ダをアクティブとし、ACTVコマンドが入力されてか
ら前記一定数のクロックサイクル経過後にREADコマ
ンドが入力された場合に、READコマンドが入力され
たタイミングで前記カラムデコーダをアクティブとする
コントロール回路と、 ACTVコマンドが入力された後の1クロックサイクル
後にREADコマンドが入力された場合には、前記複数
のサブアレイのうちのロウアドレスとカラムアドレスに
より選択されるメモリセルを有するサブアレイのみを活
性化して、データの読み出し動作を行い、ACTVコマ
ンドが入力された後の2クロックサイクル後以降にRE
ADコマンドが入力された場合には、ロウアドレスによ
り指定される全てのサブアレイを活性化してデータの読
み出し動作を行うロウデコーダと、を備えた半導体記憶
装置。 - 【請求項2】 前記サブアレイは、前記メモリセルアレ
イを独立して活性化することができるように複数の領域
に分割したものである請求項1記載の半導体記憶装置。 - 【請求項3】 前記サブアレイは、前記ロウデコーダか
らのメインワード線に接続された複数のサブワード線に
よりそれぞれ独立して活性化することができる領域であ
る請求項1記載の半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記一定数のクロックサイクルは、AC
TVコマンドが入力されてからビット線の増幅が完了す
るまでの時間を保証するためのtRCDクロックサイク
ルである請求項1から3のいずれか1項記載の半導体記
憶装置。 - 【請求項5】 ロウアドレスの選択を指示するためのコ
マンドであるACTVコマンドが入力されてからカラム
アドレスの選択を指示するためのコマンドであるREA
Dコマンドを入力するまでのタイミングを任意に選択で
きるポステッドCAS仕様を採用しているとともに、メ
モリセルアレイが独立して活性化を行うことができる複
数のサブアレイにより構成された半導体記憶装置のデー
タ読み出し制御方法において、 あるサブアレイに属するメモリセルのデータ読み出しを
行った後に、当該サブアレイとは異なるサブアレイに属
するメモリセルのデータ読み出しを行う場合、データ読
み出しが終了したサブアレイのビット線プリチャージの
完了を待つことなく次のメモリセルの読み出し処理を開
始することを特徴とする半導体記憶装置のデータ読み出
し制御方法。
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