JP2005024915A - 半導体集積回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この半導体集積回路は、メモリセルと、1組のビットラインを介してポートに接続された書込み/読出し回路と、ラッチ型のセンスアンプ及びスイッチ回路とを含み、1組のビットラインを介してポートに接続された読出し回路と、スイッチ回路をオンさせた後にセンサアンプを活性化してメモリセルから読み出したデータをラッチさせると共に、所定のタイミングでスイッチ回路をオフさせる表示系制御回路25と、CPU10からの書込み要求又は読出し要求に基づいて、スイッチ回路がオフしている期間に書込み/読出し回路を活性化するCPU系制御回路26とを具備する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、LCD(液晶表示装置)やプラズマディスプレイ等の表示パネルを駆動するためにメモリセルを含む半導体集積回路に関し、特に、SRAM(スタティックランダムアクセスメモリ)のメモリセルを含む半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
LCDを駆動するためにSRAMのメモリセルを含む従来のLCDドライバにおいては、CPUからの命令に従ってデータの書込み/読出し動作を行うのと同時に、LCDに画像を表示するためにデータの読出し動作を行うために、2ポートメモリセルが用いられることがある。
【0003】
図5に、このような2ポートメモリセルの構成を示す。このメモリセルは、反転回路INV1及びINV2と、NチャネルMOSトランジスタQN11及びQN12と、PチャネルMOSトランジスタQP11及びQP12とを含んでいる。反転回路INV1は、入力が第1のストアノードN1に接続されており、出力が第2のストアノードN2に接続されている。また、反転回路INV2は、入力が第2のストアノードN2に接続されており、出力が第1のストアノードN1に接続されている。ここで、トランジスタQN11とQN12が第1のポート(書込み/読出しポート)を構成し、トランジスタQP11とQP12が、第2のポート(読出し専用ポート)を構成している。
【0004】
しかしながら、このような2ポートメモリセルを使用すると、1つのメモリセルを構成するトランジスタの数が増加するので、半導体基板の面積が増大してしまい、半導体集積回路全体のコストが上昇するという問題があった。
【0005】
ところで、下記の特許文献1には、チップサイズの増大及び画質の劣化を可及的に防止するとともに、CPUによるメモリへのアクセス動作を可及的に短時間で行うことを可能にした液晶駆動用半導体装置が開示されている。この液晶駆動用半導体装置は、液晶表示部に表示される表示用データが記憶されるシングルポートメモリと、シングルポートメモリに保持された表示用データを、センス回路を用いてセンスして所定のサイクルで液晶表示部に送出する液晶駆動回路と、CPUがシングルポートメモリにアクセスしない場合には所定のサイクルでシングルポートメモリから表示データを液晶駆動回路に取り込ませて、この取り込んだデータを液晶表示部に送出させ、シングルポートメモリから液晶駆動回路がデータを取り込んでいるときにCPUがシングルポートメモリにアクセスした場合にはCPUに優先権を持たせるように液晶駆動回路の表示データ取込み動作を中止させてCPUにアクセス動作させ、このアクセス動作終了直後に改めて液晶駆動回路の表示データ取込み動作を行わせるように液晶駆動回路を制御する制御回路とを備えている。しかしながら、特許文献1によれば、液晶駆動回路がデータを取り込んでいるときに液晶駆動回路の表示データ取込み動作を中止させるので、制御動作が複雑になると共に、余分な電力を消費してしまうという問題がある。
【0006】
また、下記の特許文献2には、カレントミラー型センスアンプ回路の有する消費電流が大きいという問題点と、ラッチ型センスアンプ回路の有するMOSFET特性のばらつきや内部ノードの寄生容量のアンバランスによって安定した動作特性が得られにくいという問題点を解消するために、初段のカレントミラー型アンプでビットラインの電位を受けて増幅した後、次段のラッチ型アンプでさらに増幅する半導体記憶装置が開示されている。しかしながら、特許文献2によれば、カレントミラー型アンプとラッチ型アンプという2種類の回路を組み合わせて使用するので、回路規模が大きくなり、高速動作や消費電力の低減には適していない。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−14659号公報(第2,4頁、図1)
【特許文献2】
特開2000−3595号公報(第5頁、図2)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、1ポートメモリセルを使用しながら、CPUからの命令に従うデータの書込み/読出し動作と、表示パネルに画像を表示するためのデータの読出し動作とをスムーズに行うことができる半導体集積回路を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係る半導体集積回路は、(1)ワードラインが駆動されたときに1組のビットラインとの間でデータの入出力を行うポートを有するメモリセルと、(2)1組のビットラインを介してポートに接続され、メモリセルにデータを書き込み、メモリセルからデータを読み出す書込み/読出し回路と、(3)ラッチ型のセンスアンプと、1組のビットラインとセンスアンプとの間を開閉するスイッチ回路とを含み、1組のビットラインを介してポートに接続され、メモリセルからデータを読み出す読出し回路と、(4)スイッチ回路をオンさせた後にセンサアンプを活性化してメモリセルから読み出したデータをラッチさせると共に、所定のタイミングでスイッチ回路をオフさせる表示系制御回路と、(5)CPUからの書込み要求又は読出し要求に基づいて、スイッチ回路がオフしている期間に書込み/読出し回路を活性化するCPU系制御回路とを具備する。
【0010】
ここで、表示系制御回路が、CPUからの書込み要求又は読出し要求に基づくデータの書込み又は読出しが行われていない期間に読出し回路がデータの読出しを行うように制御するようにしても良い。
【0011】
また、スイッチ回路が、1組のビットラインとセンスアンプとの間に接続された1組のトランジスタを含むようにしても良い。さらに、メモリセルとして、SRAMのメモリセルを用いるようにしても良い。
【0012】
このように構成した本発明によれば、1ポートメモリセルを使用しながら、CPUからの命令に従うデータの書込み/読出し動作と、表示パネルに画像を表示するためのデータの読出し動作とを一部並行してスムーズに行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体集積回路の構成を示すブロック図である。本実施形態は、本発明をLCDドライバICに適用したものである。図1に示すように、LCDドライバIC20は、CPU10及びLCDパネル30に接続されて使用される。
【0014】
LCDドライバIC20は、CPU10との接続に使用されるCPUインターフェース21と、CPU10から入力されるデータを記憶するSRAMのメモリセルアレイ22と、LCDパネル30との接続に使用されるLCDインターフェース23と、LCDドライバIC20に内蔵されている発振回路から出力される発振信号に基づいて、毎秒60フレームの割合でLCDパネル30に供給すべきデータの読出し要求信号を生成するタイミング発生回路24と、タイミング発生回路24からの読出し要求信号に基づいてメモリセルアレイ22を制御する表示系制御回路25と、CPU10からの書込み要求信号及び読出し要求信号、及び、表示系制御回路25からの各種の制御信号に基づいてメモリセルアレイ22を制御するCPU系制御回路26とを有している。
【0015】
LCDドライバIC20には、CPU10から、データの他に、書込み要求信号WRバー、読出し要求信号RDバー、書込みモード信号WM、読出しモード信号RM等の各種の信号が入力される。CPU系制御回路26は、書込み要求信号WRバー及び書込みモード信号WMに基づいて書込み制御信号WEを生成すると共に、読出し要求信号RDバー及び読出しモード信号RMに基づいて読出し制御信号REを生成し、これらの制御信号をメモリセルアレイ22に供給する。
【0016】
メモリセルアレイ22においては、これらの制御信号に基づいて、CPU10から順次入力される書込み用のデータWDが書き込まれたり、メモリセルアレイ22からデータが読み出され、読み出されたデータRDがCPU10に順次出力される。
【0017】
表示系制御回路25は、タイミング発生回路24から入力されるデータの読出し要求信号LRバーと、CPU系制御回路26から入力される書込み制御信号WE及び読出し制御信号REとに基づいて、プリチャージ制御信号PRI、センスアンプ駆動信号SE、及び、表示データ読出し制御信号LREを生成する。表示系制御回路25は、メモリセルアレイ22に、プリチャージ制御信号PRI、センスアンプ駆動信号SE、及び、表示データ読出し制御信号LREを供給する。
【0018】
メモリセルアレイ22においては、プリチャージ制御信号PRI、センスアンプ駆動信号SE、及び、表示データ読出し制御信号LREに基づいて、表示データが読み出され、読み出された表示データLRDがLCDインターフェース23に出力される。LCDインターフェース23は、表示データLRDに基づいて複数の駆動信号を生成し、LCDパネル30の複数のセグメントにそれぞれ出力する。
【0019】
図2は、本実施形態において用いられるメモリセルアレイの構成を示す図である。図2に示すメモリセルアレイは、2つのストアノードN1及びN2を有するSRAMのメモリセル41と、メモリセル41にデータを書き込むと共にメモリセル41からデータを読み出す書込み/読出し回路42と、これとは別系統でメモリセル41からデータを読み出す読出し回路43と、データの書込み又は読出しの際にワードラインを駆動するワードライン駆動回路44とを含んでいる。
【0020】
メモリセル41は、反転回路INV1及びINV2と、全体として1つのポートを構成するNチャネルMOSトランジスタQN1及びQN2とを含んでいる。反転回路INV1は、入力が第1のストアノードN1に接続されており、出力が第2のストアノードN2に接続されている。また、反転回路INV2は、入力が第2のストアノードN2に接続されており、出力が第1のストアノードN1に接続されている。
【0021】
トランジスタQN1のソース〜ドレイン経路は、第1のストアノードN1とビットラインBLaとの間に接続されている。トランジスタQN2のソース〜ドレイン経路は、第2のストアノードN2とビットラインBLbとの間に接続されている。トランジスタQN1及びQN2のゲートは、ワードラインWLに接続されている。
【0022】
説明を簡単にするために、図2においては1つのメモリセル41のみを示しているが、実際には複数のメモリセルがアレイ状に配列されてメモリセルアレイを構成する。メモリセルアレイの1つの行を構成するメモリセルには、書込み/読出し用の1本のワードラインWLが接続される。一方、メモリセルアレイの1つの列を形成するメモリセルには、1組のビットラインBLa及びBLbとが接続される。
【0023】
書込み制御信号WEがハイレベルになると、書込み/読出し回路42によってデータの書込みが行われる。データの書込みにおいては、ワードライン駆動回路44からワードラインWL上にハイレベルの信号が供給されると共に、例えば、ビットラインBLa上にローレベルの信号が供給され、ビットラインBLb上にハイレベルの信号が供給される。ワードラインWL上にハイレベルの信号が供給されることにより、トランジスタQN1がオン状態となる。
【0024】
これにより、ストアノードN1は、ビットラインBLaと同一のローレベルとなり、ストアノードN2は、ビットラインBLbと同一のハイレベルとなる。反転回路INV1とINV2がこの状態を維持することにより、メモリセル41に1ビットのデータが記憶される。
【0025】
読出し制御信号REがハイレベルになると、書込み/読出し回路42によってデータの読出しが行われる。また、表示データ読出し制御信号LREがハイレベルになると、読出し回路43によってデータの読出しが行われる。データの読出しにおいては、ビットラインBLa及びBLbがプリチャージ又はプルアップされる。その後、ワードライン駆動回路44からワードラインWLにハイレベルの信号が供給され、トランジスタQN1がオン状態となる。
【0026】
これにより、ビットラインBLaがストアノードN1と同一のローレベルとなり、ビットラインBLbがストアノードN2と同一のハイレベルを維持する。書込み/読出し回路42又は読出し回路43において、センスアンプを用いてビットラインBLaとBLbのレベルを検出することにより、メモリセル41に記憶されている1ビットのデータが読み出される。
【0027】
図3は、本実施形態において用いられる表示用のデータを読み出す読出し回路の構成を示す図である。読出し回路43は、センスアンプ45と、プリチャージ制御信号PRIに従って、ビットラインBLa及びBLbをプリチャージするPチャネルMOSトランジスタQP1及びQP2と、センスアンプ駆動信号SEに従って、これらのビットラインとセンスアンプ45との接続を制御するスイッチ回路としてのPチャンネルMOSトランジスタQP3及びQP4とを含んでいる。
【0028】
センスアンプ45は、PチャンネルMOSトランジスタQP5及びQP6と、NチャンネルMOSトランジスタQN3〜QN5とを含んでおり、センスアンプ駆動信号SEがローレベルの間に入力されたデータを増幅及びラッチして、表示用のデータLRDとして出力ラインOLa及びOLbに出力する。
【0029】
次に、本発明の一実施形態に係る半導体集積回路の動作について、図1〜図4を参照しながら説明する。図4は、半導体集積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。
【0030】
図4に示すように、表示用のデータを読み出す場合には、まず、CPU系制御回路26からの書込みを制御する書込み制御信号WE及び読出しを制御する読出し制御信号RE及び表示データ読出し制御信号LREがローレベル(非活性)となっている期間に、表示系制御回路25が、プリチャージ制御信号PRIをローレベルに活性化し、その後、所定の期間その状態を維持する。これにより、ビットラインBLa及びBLbにハイレベルの信号が供給され、ビットラインBLa及びBLbがプリチャージされる。
【0031】
次に、表示データ読出し制御信号LREがハイレベルになるとセンスアンプ駆動信号SEがローレベルになり、ビットラインBLa及びBLbとセンスアンプ45とが接続される。これにより、出力ラインOLa及びOLbが共にハイレベルとなり、センスアンプ45がラッチしていたデータが消去される。
【0032】
次に、ワードライン駆動回路44が、表示データ読出し制御信号LREがハイレベルになるタイミングに基づいて、ワードラインWL上にハイレベル(活性)の信号を供給して、ビットラインBLaとストアノードN1とを同一のレベルとすると共に、ビットラインBLbとストアノードN2とを同一のレベルとする。これにより、ビットラインBLa及びBLbを介してメモリセル41の記憶しているデータがセンスアンプ45に入力される。
【0033】
さらに、表示系制御回路25が、センスアンプ駆動信号SEをハイレベルに活性化することにより、センスアンプ45が、入力されたデータを増幅及びラッチして、表示用のデータLRDとして出力ラインOLa及びOLbに出力する。また、ビットラインとセンスアンプ45との接続を制御するスイッチQP3及びQP4は、センスアンプ駆動信号SEがハイレベルになることによりオフとなる。
【0034】
ここで、本実施形態においては、スイッチQP3及びQP4を制御する信号としてセンスアンプ駆動信号SEを用いたので、センスアンプによるデータラッチと、スイッチQP3及びQP4によるビットラインとセンスアンプ45との切断とが、ほぼ同時となるが、別個の信号を用いて、データラッチの直前又は直後にビットラインとセンスアンプ45との接続を切断しても良い。
【0035】
ここで、センスアンプ45は、センスアンプ駆動信号SEがハイレベルに活性化され、ビットラインBLa及びBLbとセンスアンプ45との接続が切断された後も、出力信号を維持して、表示用のデータLRDとして出力ラインOLa及びOLbに出力し続ける。したがって、表示用のデータLRDを出力しながら、ビットラインBLa及びBLbをセンスアンプ45から切断して、CPUによるメモリセル41への書込み又はメモリセル41からの読出しを実行することができる。
【0036】
即ち、センスアンプ駆動信号SEがハイレベルに活性化された後、ワードライン駆動回路44が、CPUによって指定されたワードライン上にハイレベル(活性)の信号を供給し、CPU系制御回路26が、ハイレベルの書込み制御信号WE又は読出し制御信号REを、書込み/読出し回路42に供給する。これにより、CPUの制御に基づいて、メモリセル41へのデータの書込み、又は、メモリセル41からのデータの読出しが行われる。
【0037】
このように、本実施形態によれば、1ポートメモリセルを使用しながら、CPUからの命令に従うデータの書込み/読出し動作と、表示パネルに画像を表示するためのデータの読出し動作とを一部並行して行うことができる。したがって、データの書込み又は読出し動作のサイクルタイムを短縮することが可能である。また、センスアンプとデータレジスタとを別々に設ける必要がないので、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る半導体集積回路を示すブロック図。
【図2】本発明の一実施形態におけるメモリセルアレイを示す図。
【図3】本発明の一実施形態における読出し回路を示す図。
【図4】図1の半導体集積回路の動作を説明するためのタイミング図。
【図5】従来の2ポートメモリセルの構成を示す図。
【符号の説明】
10 CPU、 20 LCDドライバIC、 21 CPUインターフェース、 22 メモリセルアレイ、 23 LCDインターフェース、 24 タイミング発生回路、 25 表示系制御回路、 26 CPU系制御回路、 30 LCDパネル、 41 メモリセル、 42 書込み/読出し回路、 43読出し回路、 44 ワードライン駆動回路、 45 センスアンプ、 BLa、BLb ビットライン、 OLa、OLb 出力ライン、 WL ワードライン、 QN1〜QN5 NチャネルMOSトランジスタ、 QP1〜QP6 PチャンネルMOSトランジスタ、 INV1、INV2 反転回路、 N1、N2 ストアノード
Claims (4)
- ワードラインが駆動されたときに1組のビットラインとの間でデータの入出力を行うポートを有するメモリセルと、
前記1組のビットラインを介して前記ポートに接続され、前記メモリセルにデータを書き込み、前記メモリセルからデータを読み出す書込み/読出し回路と、
ラッチ型のセンスアンプと、前記1組のビットラインと前記センスアンプとの間を開閉するスイッチ回路とを含み、前記1組のビットラインを介して前記ポートに接続され、前記メモリセルからデータを読み出す読出し回路と、
前記スイッチ回路をオンさせた後に前記センサアンプを活性化して前記メモリセルから読み出したデータをラッチさせると共に、所定のタイミングで前記スイッチ回路をオフさせる表示系制御回路と、
CPUからの書込み要求又は読出し要求に基づいて、前記スイッチ回路がオフしている期間に前記書込み/読出し回路を活性化するCPU系制御回路と、
を具備する半導体集積回路。 - 前記表示系制御回路が、前記CPUからの書込み要求又は読出し要求に基づくデータの書込み又は読出しが行われていない期間に前記読出し回路がデータの読出しを行うように制御する、請求項1記載の半導体集積回路。
- 前記スイッチ回路が、前記1組のビットラインと前記センスアンプとの間に接続された1組のトランジスタを含む、請求項1又は2記載の半導体集積回路。
- 前記メモリセルがSRAMのメモリセルである、請求項1〜3のいずれか1項記載の半導体集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003190442A JP2005024915A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003190442A JP2005024915A (ja) | 2003-07-02 | 2003-07-02 | 半導体集積回路 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022002168A1 (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 华为技术有限公司 | 一种芯片模组及通信系统、端口分配方法 |
-
2003
- 2003-07-02 JP JP2003190442A patent/JP2005024915A/ja not_active Withdrawn
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WO2022002168A1 (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 华为技术有限公司 | 一种芯片模组及通信系统、端口分配方法 |
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