JP2003233987A - 半導体メモリ装置 - Google Patents
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Abstract
を支援できる半導体メモリ装置を提供する。 【解決手段】N(Nは2以上の自然数)ビットプリフェ
ッチ方式を使用する半導体メモリ装置は、直列/並列変
換器、並列/直列変換器及びカラムデコーダを具備す
る。直列/並列変換器は、外部から連続的に入力される
2N個のデータをN個ずつの並列データに変換する。並
列/直列変換器は、外部に出力される並列データを直列
に変換する。カラムデコーダは、カラムアドレスを構成
する複数のビットのうち所定数のビットを利用して2N
個のプリデコーディング信号を発生することによって、
2N個の並列データを入/出力させるべきカラムを指定
するカラム選択ラインを活性化する。
Description
装置(synchronous DRAM、以下SDR
AM)に係り、より詳細にはプリフェッチ方式を使用す
るSDRAMに関する。
ためにファストページモードDRAMやEDO(ext
ended data output)DRAMのよう
な高速動作モードDRAMからSDRAMに、更にはS
DRAMからDDR(double data rat
e)SDRAMに発展してきた。そして現在は、DDR
SDRAM以後の次世代メモリ装置について多くの企業
が活発な議論を続けている。次世代メモリ装置は、現在
の2ビットプリフェッチ方式を使用するDDRSDRA
Mの代わりに4ビットプリフェッチ方式を使用するDD
R2 SDRAMになる可能性が高い。
oint ElectronicDevice Eng
ineering Council)では、DDR2
SDRAMの場合に4ビットプリフェッチ方式を使用し
ながらバースト長を4に固定して使用するようにした。
=4を使用する半導体メモリ装置では、入力されるカラ
ムアドレスビットのうち下位2ビットが無視されてカラ
ム選択ラインが活性化される。すなわち、カラムアドレ
スの下位2ビットを無視すれば自動的にこれらアドレス
に対応する4個のカラム選択ラインが活性化される。す
ると、最初に入るカラムアドレスと、順次的アドレス方
式かインターリーブアドレス方式かによってデータの順
序を定めればよい。
ラムアドレスが如何なるものでも下位2ビットが00、
01、10、11に該当する4個のカラム選択ラインが
活性化されるからである。開始アドレスが00である場
合に共に発生しなければならないカラム選択ラインに該
当するカラムアドレスは下位2ビットが01、10、1
1であり、開始アドレスが01である場合に10、1
1、00も共に発生しなければならない。
でバースト長が4であれば、プリフェッチされるビット
の数も4であり、連続的に入/出力されるデータの数
(バースト長)も4でこの数字が一致するために、4ビ
ットプリフェッチ方式を使用する半導体メモリ装置でバ
ースト長4のモードの具現は容易である。
ムアドレスの下位2ビットを無視してカラム選択ライン
を発生させることができない。インターリーブアドレス
方式の場合には関係ないが、順次的アドレス方式を使用
する場合には下位3ビットを考慮しなければならないか
らである。
=4を使用する既存の半導体メモリ装置は、アドレスカ
ウンタを備え、カラムアドレスの下位2ビット情報を以
って次の周期に発生させるべきカラム選択ラインに対応
するアドレスを内部的に発生していた。
レスカウンタなどを備えて、次に発生させるべきカラム
選択ラインに対応するアドレスを内部的に発生させれば
よいが、この方式は相当に複雑なだけでなくクロックの
周期が短くなると内部マージンが足りなくなって動作周
波数に限界があると考えられる。
フェッチ方式でバースト長=8を具現することは容易で
はなく、特に既存に4ビットプリフェッチ方式及びバー
スト長=4を採用する半導体メモリ装置で使われる順次
的アドレス増加方式を支援するように具現し難い。した
がって、JEDECはDDR2 SDRAMでバースト
長を4に固定させている。
つつある。バースト長=8が使われれば、バースト長=
4に比べて速度が向上するからである。半導体メモリ装
置の速度向上のためにプリフェッチされるビット数を増
加させれば内部データ入出力ラインの数も増加させなけ
ればならないなどの短所がある。したがって、4ビット
プリフェッチ方式を使用しながらバースト長はプリフェ
ッチされるビット数=4の2倍である8を支援するSD
RAMが要求される。
するためにニブル順次的方式のアドレス増加方式を採択
するバースト長=8のモードで動作する従来のSDRA
Mもある。ところで、従来のバースト長=8のモードを
支援するSDRAMは具現が複雑なだけでなく、プリフ
ェッチ方式を使用するSDRAMが一般的に使用するア
ドレス増加方式である順次的方式を支援できない。
一般的に順次的方式とインターリーブ方式とを多く使用
する。ところで、ニブル順次的方式のSDRAMは正常
な順次的方式を支援できない。
する半導体メモリ装置で具現が容易ながらも既存の順次
的アドレス増加方式やインターリーブアドレス増加方式
をすべて支援できるバースト長=8のモードの具現が要
求される。
決しようとする技術的課題は、プリフェッチ方式を使用
する半導体メモリ装置で既存の順次的アドレス増加方式
とインターリーブアドレス増加方式とをすべて支援で
き、プリフェッチされるデータビット数よりもバースト
長が大きいモード、特にバースト長がプリフェッチされ
るデータビット数の2倍であるモードを容易に支援でき
る半導体メモリ装置を提供することである。
るための本発明の一面は、4ビットプリフェッチ方式を
使用する半導体メモリ装置に関する。本発明の一面によ
る半導体メモリ装置は、連続的に入力される直列データ
を4個ずつの並列データに変換する直列/並列変換器
と、外部に出力される並列データを直列に変換する並列
/直列変換器と、カラムアドレスを構成する複数のビッ
トのうち3個のビットを利用して第1ないし第8プリデ
コーディング信号を発生することによって、8個の前記
並列データを入/出力させるべきカラムを指定するカラ
ム選択ラインを活性化するカラムデコーダとを具備し、
前記カラムデコーダは、第1周期では前記第1ないし第
8プリデコーディング信号を利用して前記8個の並列デ
ータのうち先に並列に変換される4個のデータを入/出
力させるべきカラムを指定する第1グループのカラム選
択ラインを同時に活性化し、第2周期では前記第1ない
し第8プリデコーディング信号の反転信号を利用して前
記8個の並列データのうち残りの4個のデータを入/出
力させるべきカラムを指定する第2グループのカラム選
択ラインを同時に活性化することを特徴とする。
第1ないし第8プリデコーディング信号を発生するプリ
デコーダと、前記第1ないし第8プリデコーディング信
号を受信して前記カラム選択ラインを活性化する主デコ
ーダとを具備し、前記プリデコーダは、前記第1ないし
第8プリデコーディング信号に対応するラインをハード
ワイヤ的に連結することによって連続する4個のプリデ
コーディング信号を同時に活性化する。
他の一面は、2ビットプリフェッチ方式を使用する半導
体メモリ装置に関する。本発明の他の一面による半導体
メモリ装置は、連続的に入力される直列データを前記2
個ずつの並列データに変換する直列/並列変換器と、外
部に出力される並列データを直列に変換する並列/直列
変換器と、カラムアドレスを構成する複数のビットのう
ち2個のビットを利用して4個のプリデコーディング信
号を発生することによって、4個の前記並列データを入
/出力させるべきカラムを指定するカラム選択ラインを
活性化するカラムデコーダとを具備し、前記カラムデコ
ーダは、第1周期では前記4個のプリデコーディング信
号を利用して前記4個の並列データのうち先に並列に変
換される2個のデータを入/出力させるべきカラムを指
定する第1グループのカラム選択ラインを同時に活性化
し、第2周期では前記4個のプリデコーディング信号の
反転信号を利用して前記4個の並列データのうち残りの
2個のデータを入/出力させるべきカラムを指定する第
2グループのカラム選択ラインを同時に活性化すること
を特徴とする。
さらに他の一面は、N(Nは2以上の自然数)ビットプ
リフェッチ方式を使用する半導体メモリ装置に関する。
本発明のさらに他の一面による半導体メモリ装置は、外
部から連続的に入力される前記2N個のデータを前記N
個ずつの並列データに変換する直列/並列変換器と、外
部に出力される並列データを直列に変換する並列/直列
変換器と、カラムアドレスを構成する複数のビットのう
ち所定数のビットを利用して前記2N個のプリデコーデ
ィング信号を発生することによって、前記2N個の前記
並列データを入/出力させるべきカラムを指定するカラ
ム選択ラインを活性化するカラムデコーダを具備し、前
記カラムデコーダは、第1周期では前記2N個のプリデ
コーディング信号を利用して前記2N個の並列データの
うち先に並列に変換される前記N個のデータを入/出力
させるべきカラムを指定する第1グループのカラム選択
ラインを同時に活性化し、第2周期では前記2N個のプ
リデコーディング信号の反転信号を利用して前記2N個
の並列データのうち残りのN個のデータを入/出力させ
るべきカラムを指定する第2グループのカラム選択ライ
ンを同時に活性化することを特徴とする。
2N個のプリデコーディング信号を発生するプリデコー
ダと、前記2N個のプリデコーディング信号を受信して
前記カラム選択ラインを活性化する主デコーダとを具備
し、前記プリデコーダは、前記2N個のプリデコーディ
ング信号に対応するラインをハードワイヤ的に連結する
ことによって連続する前記N個のプリデコーディング信
号を同時に活性化する。
び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解す
るためには本発明の望ましい実施形態を例示する添付図
面及び添付図面に記載された内容を参照せねばならな
い。
ましい実施形態を説明することによって本発明を詳細に
説明する。各図面に提示された同じ参照符号は同じ構成
要素を示す。
してバースト長が8である同期式DRAMの動作を説明
するための図面である。
装置の一つであるデータピンDQを通じて8個のデータ
D0〜D7が連続的に入/出力される。ここではデータ
が入力される場合を説明する。
知らせる命令語と共にデータが入力されるメモリセルを
指定するためのアドレスが入力される。すなわち、8個
のデータD0〜D7に対して一つのアドレスが入力され
る。
ローブ信号DQSの上昇エッジ及び下降エッジに合せて
入力される。データストローブ信号DQSはデータの入
力を知らせてデータの同期を合せるための信号であっ
て、データが入力される間はクロックCLKと同じ周期
及び波形を有する信号であるが、データが入力されない
場合には所定レベルの信号である。
便宜上D0〜D7という。最初に入力されるデータがD
0であり、8番目に入力されるデータがD7である。4
ビットプリフェッチ方式が使われるので、4個のデータ
D0〜D3が入力されれば4個の直列データは並列デー
タに変換される。
入力される時点の次のクロックCLKの上昇エッジに同
期されてなされる。並列に変換されたデータは4個のメ
モリセルアレイブロック100_i(i=1〜4)に同
時に入力される。したがって、4ビットプリフェッチ方
式を採用するSDRAMの全体メモリセルアレイは4個
のメモリセルアレイブロック100_i(i=1〜4)
に区分されることが望ましい。
連続的に入力されれば、8番目のデータD7の入力時点
の次のクロックの上昇エッジに同期して再び4個の直列
データが並列データに変換される。4個の並列データは
4個のメモリセルアレイブロック100_i(i=1〜
4)に同時に入力される。
逆順に行う。すなわち、4個のメモリセルアレイブロッ
ク100_i(i=1〜4)から同時に4個のデータが
並列にセンシングされ、センシングされた並列データが
直列データに変換されてデータピンDQを通じて半導体
メモリ装置の外部に出力される。
出力されるデータが示されるが、多数のデータピンDQ
を具備する半導体メモリ装置では各データピンDQに対
して前述した過程が行われる。
メモリ装置を示すブロック図である。これを参照すれ
ば、半導体メモリ装置はメモリセルアレイ100、バッ
ファ回路200、デコーダ回路300、直列/並列変換
回路410、並列/直列変換回路420、データ位置制
御回路430及びセンスアンプ440を具備する。
ルアレイブロックに分けられるが、本実施形態では4個
のメモリセルアレイ100_i(i=1,2,3,4)
に分けられる。
力される直列データをN個ずつの並列データに変換する
役割をする。そして、並列/直列変換回路420はメモ
リセルアレイ100から出力されるN個の並列データを
直列に変換する回路である。
は、一つのデータピンDQiを通じて連続して8個のデ
ータが直列に入/出力される。したがって、データピン
DQiを通じて連続的に受信される4個の直列データは
直列/並列変換回路410を経て並列データに変換さ
れ、データピンDQiを通じて連続的に出力される4個
の並列データは並列/直列変換回路420を経て直列デ
ータに変換される。
加方式が順次的方式かインターリーブ方式かによって4
個のデータの位置を制御する役割をする。すなわち、4
個のデータが4個のメモリブロック100_i(i=
1,2,3,4)のうちいずれのブロックに各々入力さ
れるかを決定する役割をする。
ディングして、メモリセルアレイ100中のデータを入
力すべきメモリセル、またはデータを出力すべきメモリ
セルを指定する役割をする。デコーダ回路300は詳細
にはローアドレスプリデコーダ310、ローデコーダ3
20、カラムアドレスプリデコーダ330及び第1ない
し第4カラムデコーダ340_i(i=1,2,3,
4)を含む。
から半導体メモリ装置に入力されるローアドレスRAを
プリデコーディングする役割をする。この時、複数のビ
ットで構成されるローアドレスRAは所定数のビットに
分けられてプリデコーディングされうる。
コーダ310の出力信号をデコーディングして、各メモ
リセルアレイブロック100_i(i=1,2,3,
4)について一つのロー(ワードライン)を選択して活
性化する。
部から半導体メモリ装置に入力されるカラムアドレスを
プリデコーディングする役割をする。カラムアドレスプ
リデコーダ330は複数のビットで構成されるカラムア
ドレスCAを所定数のビットに分け、これらのビットを
デコーディングしてプリデコーディング信号DCAを発
生する。カラムアドレスプリデコーダ330は図3で後
述される本発明の1つの特徴的な回路である012プリ
デコーディング回路(図2では図示せず)を含む。
(i=1,2,3,4)は各々カラムアドレスプリデコ
ーダ330から出力されるプリデコーディング信号DC
Aを受信し、これをデコーディングして該当メモリセル
アレイブロック340_i(i=1〜4)中の一つのカ
ラム選択ラインを活性化する役割をする。
00から出力されるデータを増幅する。センスアンプ4
40はまたメモリセルアレイ100から出力される4個
の並列データの位置、すなわち、順序を制御する役割も
行うが、これは入力データの順序を制御するデータ位置
制御回路430と同じ役割である。
信号を受信して内部信号に変換するか、ラッチする役割
をし、必要に応じて内部信号を外部信号に変換する役割
もする。バッファ回路200は、詳細には、アドレスバ
ッファ210、ローアドレスバッファ220、カラムア
ドレスバッファ230、命令語バッファ240、クロッ
クバッファ250、データバッファ260及びデータス
トローブ信号バッファ270を含む。
通じて入力されるアドレス信号をバッファリングし、ロ
ーアドレスバッファ220及びカラムアドレスバッファ
230は所定の命令語によって各々ローアドレス信号及
びカラムアドレス信号をバッファリングしてローアドレ
スRA及びカラムアドレスCAを出力する。
通じて入力されるクロックCLKをバッファリングし、
データストローブ信号バッファ270はデータストロー
ブ信号DQSをバッファリングする。そして、データバ
ッファ260は各データピンDQiについて設けられ、
入/出力されるデータをバッファリングする。
リデコーダの一部を示す回路図である。図3に示された
回路はカラムアドレスの下位3ビットCA2、CA1、
CA0を受信してこれをプリデコーディングする回路で
あって、カラムアドレスプリデコーダ(図2の330)
に含まれる回路である。図3に示された回路を説明の便
宜上012プリデコーダ500と呼ぶことにする。
レスの下位3ビットCA2,CA1,CA0をプリデコ
ーディングして第1ないし第8プリデコーディング信号
DCA012<i>(i=0〜7)を発生する。第1な
いし第8プリデコーディング信号DCA012<i>
(i=0〜7)は、他のプリデコーディング信号と共に
第1ないし第4カラムデコーダ(図2の340_i、i
=1,2,3,4)に入力されて8個の並列データが入
/出力されるカラムを指定するカラム選択ラインを活性
化する。
の構成を説明すると、012プリデコーダ500はデコ
ーディング部510、ロジック部520、グループ化部
530及びプリデコーディング信号発生部540を含
む。
スCAの下位3ビットCAi(i=0〜2)をデコーデ
ィングして第1ないし第8出力信号DSi(i=0〜
7)のうち一つだけ活性化される出力信号を発生する。
カラムアドレスCAの下位3ビットであるCA2,CA
1,CA0が000,001,010,...,または
111であれば、第1出力信号DS0、第2出力信号D
S1、第3出力信号DS2,...,または第8出力信
号DS7が各々デコーディング部500により活性化さ
れる。
ィング部510は、図3に示されたように、例えば多数
のインバータ及び多数の論理積ゲートで構成できる。論
理積ゲートは各々3入力NANDゲート及びインバータ
で具現される。各NANDゲートには、カラムアドレス
CAの下位の最初のビットCA0またはその反転信号、
カラムアドレスCAの下位2番目のビットCA1または
その反転信号及びカラムアドレスCAの下位3番目のビ
ットCA2またはその反転信号が入力される。
10の第1ないし第8出力信号DSi(i=0〜7)を
受信して第1ないし第8ロジック信号LSi(i=0〜
7)を出力するが、所定のモード制御信号によって第1
ないし第8ロジック信号LSi(i=0〜7)のうちい
ずれか一つだけを活性化する。
ースト長を示すバースト長制御信号BL4、順次的アド
レス増加方式を示す順次的モード信号SEQUENTI
AL及びインターリーブアドレス増加方式を示すインタ
ーリーブモード信号INTERLEAVEを含む。
が4に設定される時にハイレベルになる信号である。順
次的モード信号SEQUENTIAL及びインターリー
ブモード信号INTERLEAVEは、それぞれアドレ
ス増加方式が順次的増加方式である場合と、インターリ
ーブ増加方式である場合にこれを各々示すためにハイレ
ベルになる信号である。
方式が使われる場合にはデコーディング部510の出力
信号のうち活性化された出力信号DSi(i=0〜7)
に対応するロジック信号LSi(i=0〜7)が活性化
される。すなわち、カラムアドレスの下位3ビットCA
2,CA1,CA0に対応するロジック信号LSi(i
=0〜7)が活性化される。CA2,CA1,CA0が
000,001,010,...,または111であれ
ば第1ロジック信号LS0、第2ロジック信号LS1、
第3ロジック信号LS2、...、または第8ロジック
信号LS7が各々活性化される。
増加方式が使われる場合にはカラムアドレスの下位3番
目のビットCA2,CA1,CA0によって第1ロジッ
ク信号LS0が活性化されるか、第5ロジック信号LS
4が活性化される。すなわち、カラムアドレスの下位二
ビットCA1、CA0は無視され、下位3番目のビット
CA2が0であれば第1ロジック信号LS0が、1であ
れば第5ロジック信号LS4が活性化される。
520は、図3に示されたように、例えば多数の2入力
AND、NORゲート及びインバータで構成される。
から出力される第1ないし第8ロジック信号LSi(i
=0〜7)を連続する4個の信号ずつハードワイヤ的に
束ねる(グループ化する)役割をする。すなわち、活性
化されたロジック信号と活性化されたロジック信号に連
続する3個のロジック信号とを第1グループとして束ね
て(グループ化して)第1グループに属する信号を全て
同時に活性化させる。
ベルに活性化された状態であれば、第1ないし第4ロジ
ック信号LS0〜LS3に対応する信号GS0〜GS3
が第1グループ信号になって同時にローレベルに活性化
される。残りの信号、すなわち、第5ないし第8ロジッ
ク信号LS4〜LS7に対応する信号GS4〜GS7は
第2グループ信号になり、これらはハイレベルに非活性
化される信号である。第2ロジック信号LS1が活性化
された状態であれば、第2ないし第5ロジック信号LS
1〜LS4に対応する信号GS1〜GS4が第1グルー
プ信号になると同時にローレベルに活性化される。そし
て、残りの信号GS5〜GS7、GS0は第2グループ
信号になって出力される。前記のような方式で活性化さ
れたロジック信号によって活性化される第1グループ信
号及び非活性化される第2グループ信号が決定される。
発生するためにグループ化部530は、図3に示された
ように、例えば4入力NORゲートで構成される。4入
力NORゲートは各信号GSi(i=0〜7)に対応し
て設けられる。
信号を受信し、これらを否定論理和演算(NOR演算)
して第1グループ信号または第2グループ信号に属する
信号GSi(i=0〜7)を各々出力する。すなわち、
各NORゲートは、K=1〜8の自然数として、1)第
1ないし第8ロジック信号LSi(i=0〜7)のうち
第K(Kが4〜8の自然数の場合)ロジック信号、第
(K−1)ロジック信号、第(K−2)ロジック信号及
び第(K−3)ロジック信号を受信するか、2)第K
(Kが1〜3の自然数の場合)ロジック信号、第(K+
7)ロジック信号、第(K+6)ロジック信号及び第
(K+5)ロジック信号を受信する。
ジック信号GS3、第3ロジック信号GS2、第2ロジ
ック信号GS1及び第1ロジック信号GS0を否定論理
和演算して対応する信号GS3を出力する。Kが5、
6、7または8である場合にはKが4である場合と同じ
である。Kが1である場合には、第1ロジック信号LS
0、第8ロジック信号LS7、第7ロジック信号LS6
及び第6ロジック信号LS5を否定論理和演算して対応
する信号GS0を出力する。Kが2または3である場合
にはKが1である場合と同じである。
第1制御信号CSLEP0及び第2制御信号CSLEP
0に応答して各々ターンオン/ターンオフされる第1ス
イッチグループ541及び第2スイッチグループ542
を含む。
ッチは、第1制御信号CSLEP0に応答してターンオ
ンされて第1及び第2グループ信号GS0〜GS7を第
1ないし第8プリデコーディング信号DCA012<i
>(i=0〜7)として出力する。したがって、第1制
御信号CSLEP0が活性化されれば、第1ないし第8
プリデコーディング信号DCA012<i>(i=0〜
7)のうち第1グループ信号に該当するプリデコーディ
ング信号がハイレベルに活性化され、第2グループ信号
に該当するプリデコーディング信号はローレベルに非活
性化される。
ッチは、第2制御信号CSLEP1に応答してターンオ
ンされて第1及び第2グループ信号GS0〜GS7の反
転信号を第1ないし第8プリデコーディング信号DCA
012<i>(i=0〜7)として出力する。したがっ
て、第2制御信号CSLEP1が活性化されれば、第1
ないし第8プリデコーディング信号DCA012<i>
(i=0〜7)のうち第1グループ信号に該当するプリ
デコーディング信号は非活性化され、第2グループ信号
に該当するプリデコーディング信号はハイレベルに活性
化される。
CA012<i>(i=0〜7)をラッチするために、
プリデコーディング信号発生部540はインバータの出
力を他のインバータの入力で構成されるラッチ部543
をさらに含んで構成されることが望ましい。
LEP1は、各々最初の周期及び2番目の周期で発生す
る信号である。最初の周期は、8個の並列データのうち
先に並列に変換された4個のデータが入/出力される周
期である。そして、2番目の周期は残りの4個のデータ
が入/出力される周期である。最初の周期と2番目の周
期とは約2クロックCLKサイクルの差がある。
る信号GS0〜GS7のうち4個の信号GS0〜GS3
が第1グループ信号であれば、最初の周期では第1ない
し第4プリデコーディング信号DCA012<i>(i
=0〜3)がハイレベルに活性化される。第1グループ
に属しない信号GS4〜GS7は第2グループ信号にな
って非活性化された状態である。
S0〜GS7、すなわち、第1及び第2グループ信号が
各々インバータにより反転されることによって、第1グ
ループ信号は非活性化され、第2グループ信号が活性化
される。第1及び第2グループ信号の反転信号は第2周
期で活性化される第2制御信号CSLEP1に応答して
第1ないし第8プリデコーディング信号DCA012<
i>(i=0〜7)として発生することによって、第2
周期では第5ないし第8プリデコーディング信号DCA
012<i>(i=4〜7)が活性化される。すなわ
ち、2番目の周期では第2グループ信号によって第5な
いし第8プリデコーディング信号DCA012<i>
(i=4〜7)がハイレベルに活性化される。
CA012<i>(i=0〜7)によりデータが入/出
力されるカラムが選択される過程を図2及び図3を参照
して説明する。
CA012<i>(i=0〜7)のうち第1及び第5プ
リデコーディング信号DCA012<0>、DCA01
2<4>は第1カラムデコーダ(図2の340_1)に
入力される。第2及び第6プリデコーディング信号DC
A012<1>、DCA012<5>は第2カラムデコ
ーダ(図2の340_2)に入力される。第3及び第7
プリデコーディング信号DCA012<2>、DCA0
12<6>は第3カラムデコーダ(図2の340_3)
に入力される。そして、第4及び第8プリデコーディン
グ信号DCA012<3>、DCA012<7>は第4
カラムデコーダ(図2の340_4)に入力される。第
1ないし第4カラムデコーダ340_i(i=1〜4)
は詳細に図示されなかったが、他のプリデコーディング
信号も各々受信する。
(i=1〜4)は各々受信したプリデコーディング信号
DCAに従って該当メモリセルアレイブロック100_
i(i=1〜4)のうちの一つのカラムを指定するカラ
ム選択ラインCSLi,CSLj,CSLk,CSLl
を各々活性化する。第1カラムデコーダ340_1は第
1メモリセルアレイブロック100_1のうちの一つの
カラム選択ラインCSLiを、第2カラムデコーダ34
0_2は第2メモリセルアレイブロック100_2のう
ちの一つのカラム選択ラインCSLjを、第3カラムデ
コーダ340_3は第3メモリセルアレイブロック10
0_3のうちの一つのカラム選択ラインCSLkを、そ
して第4カラムデコーダ340_4は第4メモリセルア
レイブロック100_4のうちの一つのカラム選択ライ
ンCSLlを活性化する。
CSLj,CSLk,CSLlが指定するカラムに各々
どのようなデータが入出力されるかは、後述されるデー
タ位置制御回路430により制御される。
ダ500の動作を一例をあげて説明するための図面であ
る。図4を共に参照して012プリデコーダ500の動
作を説明すれば次の通りである。
スの下位3ビットCA2,CA1,CA0を受信する。
カラムアドレスの下位3ビットCA2,CA1,CA0
では000から111まで8つの相異なる組合わせが得
られる。図4では、8個のデータが入力される前に読出
し/書込み命令語と共に入力されるカラムアドレスの下
位3ビットCA2,CA1,CA0、すなわち、選択さ
れたアドレスが001であり、アドレス増加方式として
順次的増加方式が使われると仮定される。
レスの下位3ビットCA2,CA1,CA0として00
1が入力されれば、デコーディング部510はこれをデ
コーディングして第2出力信号DS1だけを活性化す
る。
ーブモード信号INTERLEAVEはローレベルであ
り、順次的モード信号SEQUENTIALはハイレベ
ルであるため、これらモード制御信号により制御される
ロジック部520は第2出力信号DS1に対応する第2
ロジック信号LS1を活性化する。
ば、グループ化部530により第2ロジック信号LS1
に対応する信号GS1及びこの信号GS1に連続する3
信号GS2,GS3,GS4が第1グループ信号になっ
て活性化される。
LEP0により制御されて第1グループ信号GS1〜G
S4に対応する第2ないし第5プリデコーディング信号
DCA012<i>(i=1〜4)がハイレベル(1)
に活性化され、第2グループ信号GS5〜GS7、GS
0に対応するプリデコーディング信号DCA012<i
>(i=0,5,6,7)はローレベル(0)に非活性
化された状態である。
CA012<i>(i=1〜4)は、各々カラムアドレ
スの下位3ビットCA2,CA1,CA0が001、0
10、011、100に対応するプリデコーディング信
号である。第1、第6ないし第8プリデコーディング信
号DCA012<i>(i=0,5,6,7)は、各々
カラムアドレスの下位3ビットが000、101、11
0、111に対応するプリデコーディング信号である。
コーディング信号DCA012<i>(i=0〜7)の
反転によって最初の周期で非活性化状態であった第1、
第6ないし第8プリデコーディング信号DCA012<
i>(i=0,5,6,7)がハイレベル(1)に活性
化される。第1ないし第8プリデコーディング信号DC
A012<i>(i=0〜7)の反転は、第1グループ
信号GS1〜GS4及び第2グループ信号GS5〜GS
7、GS0を反転させることによって行われる。
路430の動作を説明するための図面である。図5を参
照して一つのデータピンを通じて連続的に入力される4
個のデータD0〜D3の位置が制御される過程を説明す
れば次の通りである。
御回路430は、バースト長が4の場合と同様にカラム
アドレスの下位2ビットCA1、CA0だけを利用して
4個の並列データD0〜D3の位置を制御できる。
ち、データの書込み過程を例として説明する。連続的に
入力される4個の直列データD0〜D3は直/並列変換
によって並列データD0〜D3に変換される。データ位
置制御回路430は、4個の並列データD0〜D3が4
個のメモリセルアレイブロック100_i(i=1〜
4)のうちいずれのブロックに各々入力されるかを制御
する役割をする。データの入出力のために、各メモリセ
ルアレイブロック100_i(i=1〜4)に対応して
一つの入出力ラインQi(i=0〜3)が備えられてい
て、第1入出力ラインQ0、第2入出力ラインQ1、第
3入出力ラインQ2及び第4入出力ラインQ3は各々第
1メモリセルアレイブロック100_1、第2メモリセ
ルアレイブロック100_2、第3メモリセルアレイブ
ロック100_3及び第4メモリセルアレイブロック1
00_4に連結される。
を説明するための図面である。前述したように、アドレ
ス方式は順次的方式とインターリーブ方式とに大別され
る。
1、CA0が00である場合には順次的アドレス方式で
も、インターリーブアドレス方式でも、第1データD0
は第1入出力ラインQ0に、第2データD1は第2入出
力ラインD2に、第3データD2は第3入出力ラインQ
2に、そして第4データD3は第4入出力ラインQ3に
各々入力される。
A0が01である場合、順次的アドレス方式の場合には
各データD0、D1、D2及びD3は入出力ラインQ
1、Q2、Q3及びQ0に各々入力され、インターリー
ブアドレス方式の場合には各データD0、D1、D2及
びD3は入出力ラインQ1、Q0、Q3及びQ2に各々
入力される。
A0が10である場合、順次的アドレス方式でも、イン
ターリーブアドレス方式でも、各データD0、D1、D
2及びD3は入出力ラインQ2、Q3、Q0及びQ1に
各々入力される。
A0が11である場合、順次的アドレス方式の場合には
各データD0、D1、D2及びD3は入出力ラインQ
3、Q0、Q1及びQ2に各々入力され、インターリー
ブアドレス方式の場合には各データD0、D1、D2及
びD3は入出力ラインQ3、Q2、Q1及びQ0に各々
入力される。
D0〜D3を基準に記述されたが、次の4個の並列デー
タD4〜D7にも同様に適用される。また図5及び図6
ではメモリセルアレイに入力されるデータを基準に記述
されたが、メモリセルアレイから出力されるデータにも
同一に適用され、出力データの位置制御はセンスアンプ
(図2の440)で行われる。
れば、本発明の一適用例では、8個のデータが入/出力
されるカラムを指定するカラム選択ラインを制御するた
めにカラムアドレスの下位3ビットCA2,CA1,C
A0を利用して第1ないし第8プリデコーディング信号
DCA012<i>(i=0〜7)を出力する012プ
リデコーダ500が備えられている。012プリデコー
ダ500から出力される第1ないし第8プリデコーディ
ング信号DCA012<i>(i=0〜7)のうち4個
は開始カラムアドレスによって最初の周期で活性化さ
れ、残りの4個は第1ないし第8プリデコーディング信
号DCA012<i>(i=0〜7)を反転させて次の
周期で活性化される。すなわち、最初に開始カラムアド
レスと共に活性化された4個以外の残りのプリデコーデ
ィング信号は次の周期に活性化させればよい。
体メモリ装置の内部でのカラムアドレスの発生のための
カウンタなどの複雑な回路を必要としない。
の下位2ビットCA1、CA0だけでも調節できるた
め、バースト長が4でもそのまま利用できる。
として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、本
技術分野の当業者であればこれより多様な変形及び均等
な他の実施形態が可能であるという点を理解できる。本
明細書では4ビットプリフェッチ方式を使用し、かつバ
ースト長が8である半導体メモリ装置を一実施形態とし
て詳細に記述した。しかし、本発明は、例えば、2ビッ
トプリフェッチ方式及びバースト長=4を使用する半導
体メモリ装置、さらにバースト長がプリフェッチされる
ビットの数の2倍になる半導体メモリ装置にもそのまま
適用できる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲
は特許請求の範囲の技術的思想により定められるべきで
ある。
ッチされるビットの数の2倍になるモードの半導体メモ
リ装置が容易に具現できる。また、本発明の半導体メモ
リ装置で既存の順次的アドレス増加方式とインターリー
ブアドレス増加方式とがすべて支援できる。
長が8である同期式DRAMの動作を説明するための図
面である。
示すブロック図である。
一部を示す回路図である。
例をあげて説明するための図面である。
明するための図面である。
めの図面である。
ルアレイブロック 200 バッファ回路 210 アドレスバッファ 220 ローアドレスバッファ 230 カラムアドレスバッファ 240 命令語バッファ 250 クロックバッファ 260 データバッファ 270 データストローブ信号バッファ 300 デコーダ回路 310 ローアドレスプリデコーダ 320 ローデコーダ 330 カラムアドレスプリデコーダ 340_1ないし340_4 第1ないし第4カラムデ
コーダ 410 直/並列変換回路 420 並/直列変換回路 430 データ位置制御回路 440 センスアンプ
Claims (16)
- 【請求項1】 4ビットプリフェッチ方式を使用する半
導体メモリ装置において、 連続的に入力される直列データを4個ずつの並列データ
に変換する直列/並列変換器と、 外部に出力される並列データを直列に変換する並列/直
列変換器と、 カラムアドレスを構成する複数のビットのうち3個のビ
ットを利用して第1ないし第8プリデコーディング信号
を発生することによって、8個の前記並列データを入/
出力させるべきカラムを指定するカラム選択ラインを活
性化するカラムデコーダとを具備し、 前記カラムデコーダは、 第1周期では前記第1ないし第8プリデコーディング信
号を利用して前記8個の並列データのうち先に並列に変
換される4個のデータを入/出力させるべきカラムを指
定する第1グループのカラム選択ラインを同時に活性化
し、第2周期では前記第1ないし第8プリデコーディン
グ信号の反転信号を利用して前記8個の並列データのう
ち残りの4個のデータを入/出力させるべきカラムを指
定する第2グループのカラム選択ラインを同時に活性化
することを特徴とする半導体メモリ装置。 - 【請求項2】 前記カラムデコーダは、 前記第1ないし第8プリデコーディング信号を発生する
プリデコーダと、 前記第1ないし第8プリデコーディング信号を受信して
前記カラム選択ラインを活性化する主デコーダとを具備
し、 前記プリデコーダは、前記第1ないし第8プリデコーデ
ィング信号のうち連続する4個のプリデコーディング信
号を同時に活性化することを特徴とする請求項1に記載
の半導体メモリ装置。 - 【請求項3】 前記プリデコーダは、 前記カラムアドレスの下位3個のビットをデコーディン
グして第1ないし第8出力信号のうち一つを活性化する
デコーディング部と、 前記デコーディング部の前記第1ないし第8出力信号及
び所定の制御信号に応答して第1ないし第8ロジック信
号のうち一つを活性化するロジック部と、 前記第1ないし第8ロジック信号のラインをハードワイ
ヤ的に連結して、前記活性化されたロジック信号及び前
記活性化されたロジック信号に連続するロジック信号で
構成される第1グループ信号を活性化するグループ化部
と、 前記第1周期で活性化する第1制御信号に応答して前記
第1グループ信号に対応する前記プリデコーディング信
号を同時に活性化し、前記第2周期で活性化する第2制
御信号に応答して第2グループ信号に対応する前記プリ
デコーディング信号を同時に活性化するプリデコーディ
ング信号発生部とを含むことを特徴とする請求項2に記
載の半導体メモリ装置。 - 【請求項4】 前記ロジック部は、前記半導体メモリ装
置のバースト長が8である場合において、 前記半導体メモリ装置が順次的アドレス方式である場合
には前記活性化された出力信号に対応する前記ロジック
信号を活性化し、 前記半導体メモリ装置がインターリーブアドレス方式で
ある場合には前記カラムアドレスの下位3番目のビット
によって前記第1ロジック信号または第5ロジック信号
を活性化することを特徴とする請求項3に記載の半導体
メモリ装置。 - 【請求項5】 前記ロジック部は、前記半導体メモリ装
置のバースト長が4である場合は、前記半導体メモリ装
置のアドレス方式に関係なく前記カラムアドレスの下位
3番目のビットによって前記第1ロジック信号または第
5ロジック信号を活性化することを特徴とする請求項3
に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項6】 前記制御信号は、 前記半導体メモリ装置のバースト長を示すバースト長制
御信号、順次的アドレス増加方式を示す順次的モード信
号及びインターリーブアドレス増加方式を示すインター
リーブモード信号を含むことを特徴とする請求項3に記
載の半導体メモリ装置。 - 【請求項7】 前記グループ化部は、前記第1または第
2グループ信号を発生する第1ないし第8ゲートを含
み、 前記第1ないし第8ゲートにおける第K(Kは1〜8の
自然数)ゲートは、Kの値に応じて、 前記第1ないし第8ロジック信号のうち第K(Kが4〜
8の自然数の場合)ロジック信号、第(K−1)ロジッ
ク信号、第(K−2)ロジック信号及び第(K−3)ロ
ジック信号を受信するか、 前記第1ないし第8ロジック信号のうち第K(Kが1〜
3の自然数の場合)ロジック信号、第(K+7)ロジッ
ク信号、第(K+6)ロジック信号及び第(K+5)ロ
ジック信号を受信するように構成されていることを特徴
とする請求項3に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項8】 第2グループ信号は、 前記グループ化部で発生する前記第1グループ信号及び
前記第2グループ信号の反転によって活性化されること
を特徴とする請求項3に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項9】 前記プリデコーディング信号発生部は、 前記第1グループ制御信号に応答してターンオンされる
スイッチと、 前記第2グループ制御信号に応答してターンオンされる
スイッチとを含むことを特徴とする請求項3に記載の半
導体メモリ装置。 - 【請求項10】 前記半導体メモリ装置は、 前記並列データの順序を制御するデータ位置制御回路を
さらに具備することを特徴とする請求項1に記載の半導
体メモリ装置。 - 【請求項11】 前記データ位置制御回路は、 前記カラムアドレスの下位2ビットを利用することを特
徴とする請求項10に記載の半導体メモリ装置。 - 【請求項12】 2ビットプリフェッチ方式を使用する
半導体メモリ装置において、 連続的に入力される直列データを2個ずつの並列データ
に変換する直列/並列変換器と、 外部に出力される並列データを直列に変換する並列/直
列変換器と、 カラムアドレスを構成する複数のビットのうち2個のビ
ットを利用して4個のプリデコーディング信号を発生す
ることによって、4個の前記並列データを入/出力させ
るべきカラムを指定するカラム選択ラインを活性化する
カラムデコーダとを具備し、 前記カラムデコーダは、 第1周期では前記4個のプリデコーディング信号を利用
して前記4個の並列データのうち先に並列に変換される
2個のデータを入/出力させるべきカラムを指定する第
1グループのカラム選択ラインを同時に活性化し、第2
周期では前記4個のプリデコーディング信号の反転信号
を利用して前記4個の並列データのうち残りの2個のデ
ータを入/出力させるべきカラムを指定する第2グルー
プのカラム選択ラインを同時に活性化することを特徴と
する半導体メモリ装置。 - 【請求項13】 前記カラムデコーダは、 前記4個のプリデコーディング信号を発生するプリデコ
ーダと、 前記4個のプリデコーディング信号を受信して前記カラ
ム選択ラインを活性化する主デコーダとを具備し、 前記プリデコーダは、前記4個のプリデコーディング信
号のうち連続する2個のプリデコーディング信号を同時
に活性化することを特徴とする請求項12に記載の半導
体メモリ装置。 - 【請求項14】 N(Nは2以上の自然数)ビットプリ
フェッチ方式を使用してバースト長が2Nである半導体
メモリ装置において、 外部から連続的に入力される2N個のデータをN個ずつ
の並列データに変換する直/並列変換器と、 外部に出力される並列データを直列に変換する並列/直
列変換器と、 カラムアドレスを構成する複数のビットのうち所定数の
ビットを利用して前記2N個のプリデコーディング信号
を発生することによって、前記2N個の前記並列データ
を入/出力させるべきカラムを指定するカラム選択ライ
ンを活性化するカラムデコーダを具備し、 前記カラムデコーダは、 第1周期では前記2N個のプリデコーディング信号を利
用して前記2N個の並列データのうち先に並列に変換さ
れる前記N個のデータを入/出力させるべきカラムを指
定する第1グループのカラム選択ラインを同時に活性化
し、第2周期では前記2N個のプリデコーディング信号
の反転信号を利用して前記2N個の並列データのうち残
りのN個のデータを入/出力させるべきカラムを指定す
る第2グループのカラム選択ラインを同時に活性化する
ことを特徴とする半導体メモリ装置。 - 【請求項15】 前記カラムデコーダは、 前記2N個のプリデコーディング信号を発生するプリデ
コーダと、 前記2N個のプリデコーディング信号を受信して前記カ
ラム選択ラインを活性化する主デコーダとを具備し、 前記プリデコーダは、前記2N個のプリデコーディング
信号のうち連続する前記N個のプリデコーディング信号
を同時に活性化することを特徴とする請求項14に記載
の半導体メモリ装置。 - 【請求項16】 前記Nは、 4であることを特徴とする請求項14に記載の半導体メ
モリ装置。
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