JP2007095281A - マルチポートメモリ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ノーマル、プリエンプションバースト及び割込み書込み動作を支援するマルチポートメモリ装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係るマルチポートメモリ装置は、多数のポートと、多数のバンクと、多数のグローバル入/出力ラインとを備えたマルチポートメモリ素子において、書込みデータが印加される間にのみトグルする書込みクロックを生成する書込みクロック生成部と、書込みコマンド及び前記書込みクロックに応答して書込みフラグ信号及び書込みドライバイネーブル信号を生成する書込み制御部と、前記書込みフラグ信号に応答して該当バースト書込みデータをラッチするデータラッチ回路と、書込みデータマスク信号及び前記書込みドライバイネーブル信号に応答して前記データラッチ回路から出力されたデータを該当バンクに伝達する書込みドライバと、を備える。
【選択図】図5

Description

本発明は、半導体設計技術に関し、特に、半導体メモリ装置のマルチポートメモリ装置のバンク制御部に関する。
現在、DRAMは、既存のデスクトップコンピュータ、ノート型パソコンやサーバのような伝統的な使用領域だけでなく、HDTVのような映像/音響機器にも応用され、その使用範囲が拡大し続けている。そのため、既存のメモリ装置の入/出力方式(単一ポートに多数の入/出力ピンを有するデータ交換方式、すなわち、並列入/出力インタフェース方式)ではなく、異なる入/出力方式が適用されることを求められてきている。
ここで、図1を参照して、単一ポートメモリ装置について説明する。
図1は、一般の単一ポートメモリ装置を示すブロック図である。同図では、説明の便宜上、一般の8バンク構造を有するx16、512M DRAMを一例として示している。
同図に示すように、一般のx16、512M DRAMの単一ポートメモリ装置は、n×m個のメモリセルがマトリクス状に配置された第1バンクないし第8バンクBANK0〜BANK7、第1バンクないし第8バンクBANK0〜BANK7との単一通信を行うポートPORT、ポートPORTとピン、そしてポートPORTと第1バンクないし第8バンクBANK0〜BANK7との間の信号伝達のための多数の通信ラインGIOを備える。ここで、通信ラインGIOとは、通常、DRAMにおけるグローバル入/出力ライン(global I/O line)を意味し、制御バス、15ラインのアドレスバス及び16ラインのマルチポートバスからなる。
このような単一ポートメモリ装置における最大の問題は、単一ポートを用いるため、多様なマルチメディア機能を実現できないということである。単一ポートメモリ装置でマルチメディア機能を実現するためには、複数のメモリ装置、例えば、DRAM装置を独立して構成し、それぞれのDRAM装置が互いに異なる機能を果たすように提供しなければならない。
しかし、DRAM装置を独立して構成する場合、メモリアクセス量の多い装置と少ない装置との間の適切なメモリの割り当てが難しく、全メモリ装置の密度に対する利用効率が低下するという問題がある。
そこで、本発明の出願人は、2005年9月29日付けで大韓民国において特許出願された特願第2005−90936号を先願とし、2006年4月11日付けで優先権主張出願された特願第2006−0032948号に開示されているように、直列入/出力インタフェースを有するマルチポートメモリ素子の構造を提案した。
図2は、大韓民国特許出願第2006−0032948号に係るマルチポートメモリ素子の構造を説明するために示す概念図である。
ここで、マルチポートメモリ装置は、説明の便宜上、4つのポートPORT0〜PORT3と8つのバンクBANK0〜BANK7とを備え、16ビットのデータフレームを有し、64ビットのプリフェッチ動作を行うと仮定する。
同図に示すように、マルチポートメモリ装置は、それぞれ異なる外部装置とは独立して直列マルチポート通信を行う第1ポートないし第4ポートPORT0〜PORT3、第1ポートないし第4ポートPORT0〜PORT3を境に上部と下部とに行方向に配置された第1バンクないし第8バンク(上部:BANK0〜BANK3、下部:BANK4〜BANK7)、第1ポートないし第4ポートPORT0〜PORT3と第1バンクないし第4バンクBANK0〜BANK3との間に行方向に位置し、並列マルチポートの伝送を行う第1グローバル入/出力ラインGIO_OUT、第1ポートないし第4ポートPORT0〜PORT3と第5バンクないし第8バンクBANK4〜BANK7との間に行方向に位置し、並列情報の伝送を行う第2グローバル入/出力ラインGIO_IN、第1グローバル入/出力ライン及び第2グローバル入/出力ラインGIO_OUT、GIO_INと第1バンクないし第8バンクBANK0〜BANK7との間における信号伝送を制御する第1バンクないし第8バンク制御部BCL0〜BCL7、第2ポートPORT1と第3ポートPORT2との間に位置し、第1ポートないし第4ポートPORT0〜PORT3に印加される内部コマンド及びデータの入/出力をクロックするPLL部101を備える。
一方、信号伝送のためのプロトコールとして、入力信号のフレーム形式が図3A及び図3Bに示されている。
図3A及び図3Bは、それぞれ書込みコマンドフレームと書込みデータフレームを示す図である。
まず、図3Aは、書込みコマンドフレームを示し、外部装置から入力される20ビット単位の直列化した信号であって、各ビットの意味は、下記の通りである。
19番目と18番目のビットは、実質的に使用しない物理リンクコードPHY(physical link coding)ビットであり、17番目のビットは、コマンドCMDビットであり、16〜14番目のビットは、それぞれアクティブコマンドACT、書込みコマンドWT及びプリチャージコマンドPCGである。ここで、正常な書込みコマンドを印加するためには、書込みコマンドフレームは、17番目のビットが「1」、16番目のビットが「0」、15番目のビットが「1」、14番目のビットが「0」にならなければならず、プリチャージコマンドと書込みコマンドとを印加するためには、17番目のビットが「1」、16番目のビットが「0」、15番目のビットが「1」、14番目のビットが「1」にならなければならない。次いで、13〜10番目のビットは、書込みデータフレームの上位バイトUPPER BYTEの伝達を制御する上位データマスクUDM(upper−byte data mask)であり、9〜6番目のビットは、書込まれるバンク情報BANKであり、5〜0番目のビットは、カラムアドレスCOLUMN ADDRESSを示す。
次に、図3Bは、書込みデータフレームを示し、4クロックにわたって印加される16ビット単位の書込みデータであって、各ビットの意味は、下記の通りである。
19番目と18番目のビットは、実質的に使用しない物理リンクコードPHYビットであり、17番目のビットは、コマンドCMDビットであり、16番目のビットは、書込みデータの下位バイトLOWER BYTEの伝達を制御する下位バイトマスク信号LDM(lower−byte write datamask)であり、15〜8番目のビットは、書込みデータの上位バイトUPPER BYTEであり、7〜0番目のビットは、書込みデータの下位バイトLOWER BYTEを示す。ここで、正常な書込みデータの印加は、17番目のビットであるコマンドCMDビットが「0」にならなければならない。
図4A及び図4Bは、図2のマルチポートメモリ装置の書込み動作を示すタイミング図である。
まず、図4Aは、ノーマル書込み動作を示すものであって、ノーマル書込み動作は、クロックCLKに同期して図3Aの書込みコマンドフレームで17番目のビットのコマンドビットと15番目のビットとをデコードして生成された書込みコマンドECASPWTがアクティブになり、これに応答してクロックCLKの4クロック間の各クロック毎に16ビットの書込みデータVALID D0、D1、D2、D3が印加される。すなわち、書込みコマンドECASPWTの印加後、4クロックCLK間の各クロック毎に、合わせて64ビットの書込みデータが16ビットずつ印加されるのである。このとき、書込みデータVALID D0、D1、D2、D3は、図3Bの書込みデータフレームで15〜0番目のビットの並列化データである。
次に、図4Bに示すように、プリエンプションバースト書込み動作とは、クロックCLKに同期して書込みコマンドECASPWTがアクティブになった後、これに応答して書込みデータVALID D0、D1、D2、D3が連続して16ビットずつ入るのではなく、印加される16ビットずつの書込みデータの間にNOP(no operation)又はその他のコマンド(書込みコマンドを除く)が入る動作をいう。
特開2004−362760
しかしながら、このようなプリエンプションバースト書込み動作は、書込みデータが印加されている途中にNOPが入って書込み動作が一時的に停止し、この後、残りの書込みデータが印加されなければならないが、書込みデータに対する情報を知らせたり書込みデータを同期させたりする装置がないため、いつ書込みデータが印加されるかを判断できない。
これは、結果として、マルチポートメモリ装置の誤動作を起こし、信頼性や安定性を低下させるという問題となる。
本発明は、上記のような従来の技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ノーマル、プリエンプションバースト及び割込み書込み動作を支援するマルチポートメモリ装置を提供することにある。
そこで、上記の技術課題を達成するための本発明の一側面によると、(1)本発明は、外部装置との直列入/出力インタフェースを支援する多数のポートと、該ポートと並列に情報の送/受信を行う多数のバンクと、該バンクと前記ポートとの間における情報の送受信を支援する多数のグローバル入/出力ラインとを備えたマルチポートメモリ素子において、該当バンクのアクティブ区間で制限的にトグルする書込みクロックを生成する書込みクロック生成部と、書込みコマンド及び前記書込みクロックに応答してバースト書込みデータのそれぞれに対応する書込みフラグ信号及び最終書込み信号を生成する書込み制御部と、前記書込みフラグ信号に応答して該当バースト書込みデータのそれぞれをラッチする多数のデータラッチ回路と、前記最終書込み信号に応答して前記多数のデータラッチ回路から出力されたデータを該当バンクに伝達する多数の書込みドライバとを備えるマルチポートメモリ装置を提供する。また、(2)本発明は、前記多数のポートからの並列化データが印加され、バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドを備えるデータフレームを生成する受信部と、前記バースト書込みコマンドをデコードしてカラムアドレスを選択するカラムアドレス選択回路と、前記書込みフラグ信号に応答して前記バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドが入力され、書込みデータマスク信号を出力するデータマスク出力部と、をさらに備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに(3)本発明は、前記受信部が、前記多数のバンクのうち、該当バンクを選択するバンク選択信号を制御信号として前記各ポートからの並列化データを個別に入力される多数のマックスからなるマックス部と、内部クロックを制御信号として前記マックス部の出力信号が入力され、バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドを備えるデータフレームを生成する多数のフリップフロップを備えるフリップフロップ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに(4)本発明は、前記バースト書込みコマンドが、前記バースト書込みデータより先に生成されることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。また、(5)本発明は、前記フリップフロップ回路が、前記マックス部の出力信号を反転する第1インバータと、前記クロックに応答して前記第1インバータの出力信号を伝達する第1トランスミッションゲートと、該第1トランスミッションゲートの出力信号をラッチしてバースト書込みコマンドとして出力する第1ラッチ回路と、該第1ラッチ回路の出力信号を反転する第2インバータと、前記クロックに応答して第2インバータの出力信号を伝達する第2トランスミッションゲートと、該第2トランスミッションゲートの出力信号をラッチしてバースト書込みデータとして出力する第2ラッチ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。(6)本発明は、前記書込み制御部が、前記書込みコマンド及び書込みクロックに応答してシフトレジスタをセットするシフトレジスタスタータ回路と、該シフトレジスタスタータ回路の出力信号を書込みクロックの立ち下がりエッジに整列するようにシフトさせ、書込みストローブ信号として出力する前記シフトレジスタと、前記書込みストローブ信号を分周して順次アクティブになる多数の書込みフラグ信号と最終書込み信号とを生成するデータラッチ制御回路と、前記最終書込み信号のパルス幅を変化させて書込みドライバイネーブル信号として出力する書込み信号変換回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。また、(7)本発明は、前記カラムアドレス選択回路が、前記データフレームのうち、カラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットをデコードして該当カラムアドレスのYIトランジスタ(ビットラインとセグメント入/出力ラインとを接続するトランジスタ)を駆動させるカラムアドレス信号を出力することを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに、(8)本発明は、前記カラムアドレス選択回路が、前記書込みコマンドに応答して前記カラムアドレスビットを伝達する第3トランスミッションゲートと、該第3トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第第3ラッチ回路と、該第3ラッチ回路の出力信号を反転する第3インバータと、該第3インバータの出力信号をゲート入力とする第1NMOSトランジスタ及び第1PMOSトランジスタと、前記最終書込み信号を反転する第4インバータと、該第4インバータの出力信号をゲート入力とし、第1ノードに接続された第2PMOSトランジスタと、前記最終書込み信号をゲート入力とし、第1ノードに接続された第2NMOSトランジスタと、前記第1ノードの信号をラッチしてカラムアドレス信号として出力する第4ラッチ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。
また、(9)本発明は、前記データマスク出力部が、前記書込みデータのうち、上位ビットの書込みを防止する上位データマスクビットを格納する上位データマスクビットレジスタと、該上位データマスクビットレジスタの上位データマスクビットを前記書込みドライバに伝送する上位データマスクビット伝送回路と、前記書込みデータのうち、下位ビットの書込みを防止する下位バイトマスクビットを前記書込みドライバに伝送する下位バイトマスクビット伝送回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに、(10)本発明は、前記上位データマスクビットレジスタが、前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、1番目の上位データマスクビットを格納する第1上位データマスクビットレジスタと、前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、2番目の上位データマスクビットを格納する第2上位データマスクビットレジスタと、前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、3番目の上位データマスクビットを格納する第3上位データマスクビットレジスタと、前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、4番目の上位データマスクビットを格納する第4上位データマスクビットレジスタと、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。(11)本発明は、前記第1上位データマスクビットレジスタないし第4上位データマスクビットレジスタが、前記書込みコマンドに応答して前記上位データマスクビットを伝達する第4トランスミッションゲートと、該第4トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第5ラッチ回路と、前記書込みコマンドに応答して第5ラッチ回路の出力信号を伝達する第5トランスミッションゲートと、該第5トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第6ラッチ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。また、(12)本発明は、前記下位バイトマスクビット伝送回路が、前記第1書込みフラグ信号に応答して1番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第1下位データマスク伝送回路と、前記第2書込みフラグ信号に応答して2番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第2下位データマスク伝送回路と、前記第3書込みフラグ信号に応答して3番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第3下位データマスク伝送回路と、前記第4書込みフラグ信号に応答して4番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第4下位データマスク伝送回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに、(13)本発明は、前記上位データマスク伝送回路が、前記第4書込みフラグ信号に応答して第1上位データマスクレジスタの出力である1番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第1上位データマスク伝送回路と、前記第4書込みフラグ信号に応答して第2上位データマスクレジスタの出力である2番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第2上位データマスク伝送回路と、前記第4書込みフラグ信号に応答して第3上位データマスクレジスタの出力である3番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第3上位データマスク伝送回路と、前記第4書込みフラグ信号に応答して第4上位データマスクレジスタの出力である4番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第4上位データマスク伝送回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。また、(14)本発明は、前記下位データマスク伝送回路及び上位データマスク伝送回路が、該当書込みフラグ信号を反転する第5インバータと、該第5インバータの出力信号をゲート入力とし、第2ノードに接続された第3PMOSトランジスタと、前記書込みフラグ信号をゲート入力とし、第2ノードに接続された第3NMOSトランジスタと、前記上位データマスクUDMビット又は下位データマスクLDMビットをゲート入力とする第4PMOSトランジスタ及び第4NMOSトランジスタと、前記ラッチ回路のリセット信号を反転する第6インバータと、該第6インバータの出力信号をゲート入力とし、第2ノードと接続された第5PMOSトランジスタと、前記第2ノードの信号をラッチして該当上位データマスクUDMビットを出力する第7ラッチ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。
さらに、(15)本発明は、前記シフトレジスタスタータ回路が、書込みコマンドと前記書込みクロックの論理レベルとに応答して第1書込みストローブ信号をアクティブにし、前記シフトレジスタをセットすることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。また、(16)本発明は、前記シフトレジスタスタータ回路が、前記書込みクロックを遅延させる第1遅延回路と、該第1遅延回路の出力信号を反転する第7インバータと、該第7インバータの出力信号と書込みクロックとを入力とするノアゲートと、該ノアゲートの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第5NMOSトランジスタと、前記書込みコマンドを反転する第8インバータと、該第8インバータの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第6PMOSトランジスタと、前記第3ノードの信号をラッチする第8ラッチ回路と、リセット信号を反転する第9インバータと、該第9インバータの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第6NMOSトランジスタと、前記第8ラッチ回路の出力信号を反転させてシフトレジスタをセットする、第1書込みストローブ信号として出力する第10インバータと、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。(17)本発明は、前記シフトレジスタが、前記第1書込みストローブ信号を前記書込みクロックに整列させるが、第1書込みストローブ信号より1クロックシフトさせ、第2書込みストローブ信号として出力する第1フリップフロップ回路と、前記第2書込みストローブ信号を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第3書込みストローブ信号として出力する第2フリップフロップ回路と、前記第3書込みストローブ信号を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第4書込みストローブ信号として出力する第3フリップフロップ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに、(18)本発明は、前記第1フリップフロップ回路ないし第3フリップフロップ回路が、前記書込みクロックに応答して自体の入力信号を伝達する第6トランスミッションゲートと、該第6トランスミッションゲートの出力信号をラッチし、ラッチリセット信号によってリセットされる第9ラッチ回路と、前記書込みクロックに応答して第9ラッチ回路の出力信号を伝達する第7トランスミッションゲートと、該第7トランスミッションゲートの出力信号をラッチして自体の出力信号を出力する第10ラッチ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに、(19)本発明は、前記第9ラッチ回路が、前記第6トランスミッションゲートの出力信号とラッチリセット信号とを入力とする第1NANDゲートと、該第1NANDゲートの出力信号を反転させ、さらに前記第1NANDゲートの入力に伝達する第11インバータと、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。(20)本発明は、前記データラッチ制御回路が、前記データラッチ回路の制御信号として用いられ、順次アクティブになる多数の書込みフラグ信号を生成する書込みフラグ信号生成部と、書込み信号を生成する書込み信号生成部と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。また、(21)本発明は、前記書込みフラグ信号生成部が、前記書込みクロックと第1書込みストローブ信号とに応答して第1書込みフラグ信号を生成する第1書込みフラグ信号生成部と、前記書込みクロックと第2書込みストローブ信号とに応答して第2書込みフラグ信号を生成する第2書込みフラグ信号生成部と、前記書込みクロックと第3書込みストローブ信号とに応答して第3書込みフラグ信号を生成する第3書込みフラグ信号生成部と、前記書込みクロックと第4書込みストローブ信号とに応答して第4書込みフラグ信号を生成する第4書込みフラグ信号生成部と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに、(22)本発明は、前記第1書込みフラグ信号生成部ないし第4書込みフラグ信号生成部が、前記書込みクロックと書込みストローブ信号とを入力とする第2NANDゲートと、該第2NANDゲートの出力信号を反転させて書込みフラグ信号として出力する第12インバータと、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに(23)本発明は、前記書込み信号生成部が、前記書込みクロックと第4書込みストローブ信号とを入力とする第3NANDゲートと、該第3NANDゲートの出力信号を反転させて書込み信号として出力する第13インバータと、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。
また、(24)本発明は、前記書込みクロック生成部が、前記データフレームのうち、コマンドCMDビットを反転する第14インバータと、該第14インバータの出力信号とクロックとを入力とする第4NANDゲートと、該第4NANDゲートの出力信号を反転させて書込みクロックを生成する第15インバータと、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに(25)本発明は、前記データラッチ回路が、前記第1書込みフラグ信号に応答して1番目のバースト書込みデータを格納する第1データラッチ回路と、前記第2書込みフラグ信号に応答して2番目のバースト書込みデータを格納する第2データラッチ回路と、前記第3書込みフラグ信号に応答して3番目のバースト書込みデータを格納する第3データラッチ回路と、前記第4書込みフラグ信号に応答して4番目のバースト書込みデータを格納する第4データラッチ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。さらに、(26)本発明は、前記第1データラッチ回路ないし第4データラッチ回路のそれぞれが、該当書込みフラグ信号を反転する第16インバータと、該第16インバータの出力信号をゲート入力とし、第4ノードに接続された第7PMOSトランジスタと、前記書込みフラグ信号をゲート入力とし、第4ノードに接続された第7NMOSトランジスタと、前記バースト書込みデータをゲート入力とする第8PMOSトランジスタ及び第8NMOSトランジスタと、前記第4ノードの信号をラッチして書込みデータを格納する第11ラッチ回路と、を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置を提供する。
本発明は、多数のマルチメディア機器と連係可能であり、マルチメディアのうち、メモリの活用率の高い装置により多くのメモリを割り当てることにより、メモリの活用効率の良いマルチポートメモリ装置である。これにより、より効率的な書込み動作を得ることができる。また、NOPやその他のコマンドによって断絶される書込みデータの印加動作も流動的に対処することができ、安定した書込み動作を得ることができる。
したがって、マルチポートメモリ素子の効率的な動作及びより迅速なデータの処理効果を得ることができる。
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に説明する。
図5は、本発明の一実施形態であって、マルチポートメモリ装置のバンク制御部の書込み経路を示すブロック図である。ここで、書込み経路は1つのバンクに対応するが、仮に8バンクの構造を有するマルチポートメモリ装置であれば、書込み経路も8つ必要となる。
同図に示すように、書込み経路は、バンク選択信号BKEN_P<0:3>に応答して選択された並列化データP0_RX<0:17>又はP1_RX<0:17>又はP2_RX<0:17>又はP3_RX<0:17>が入力され、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>とバースト書込みデータB_RXD<0:17>とを出力する受信部RX501、書込みデータが印加される間にのみトグルする書込みクロックDCLKを生成する書込みクロック生成回路503、書込みコマンド及び書込みクロックDCLKに応答して書込みフラグ信号DSTBP<0:3>及び書込みドライバイネーブル信号BWENを生成する書込みフラグ信号生成部505、507、509、521を備える。さらに、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>を制御信号として用いて、16ビットのバースト書込みデータB_RXD<0:15>を格納するデータラッチ回路511、書込みコマンドフレームのカラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットに該当するバースト書込みコマンドB_RXT<0:5>をデコードして、該当アドレスに対応するYIトランジスタ(ビットラインとセグメント入/出力ラインとを接続させるカラム選択トランジスタ)を駆動させるカラムアドレス信号BAY<0:5>を出力するカラムアドレス選択回路513、バースト書込みデータB_RXD<16>が入力され、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>に応答して下位データマスク信号LDM_Q<0:3>を生成し、書込みコマンドフレームの上位データマスクUDMビットに該当するバースト書込みコマンドB_RXT<10:13>が入力され、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して上位データマスク信号UDM_Q<0:3>を出力する書込みデータマスク信号格納部515、517、データラッチ回路511に格納された書込みデータを書込みドライバイネーブル信号BWENに応答してメモリセルに書込む書込みドライバ519を備える。
より詳しくは、書込みフラグ信号生成部505、507、509、521は、シフトレジスタをセットするシフトレジスタスタータ回路505、シフトレジスタスタータ回路505の出力信号を書込みクロックDCLKの立ち下りエッジに整列するようにシフトさせ、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>として出力するシフトレジスタ507、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>を分周して書込みフラグ信号DSTBP<0:3>として出力し、最終書込み信号CASPWTを生成するデータラッチ制御回路509、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>と同時に生成される最終書込み信号CASPWTを遅延及びパルス幅を調節して書込みドライバイネーブル信号BWENとして出力する書込み信号変換回路521で実現することができる。
また、書込みデータマスク信号格納部515、517は、書込みデータの上位データマスクUDMを格納するUDMレジスタ515、書込みデータの印加時に同時に印加される下位バイトマスクLDMとUDMレジスタ515とに格納された上位データマスクUDMを書込みフラグ信号DSTBP<0:3>に応答して書込みドライバ519に伝達するデータマスク伝送回路517を備える。
このような書込み動作回路の各構成要素をより詳しく説明すると、下記の通りである。
図6は、図5の受信部RX501を示す回路図である。
受信部RX501は、並列化データP0_RX<0:17>、P1_RX<0:17>、P2_RX<0:17>、P3_RX<0:17>のうちの1つを選択してクロックCLKにクロックする回路であって、これを説明するため、同図に示すように、受信部RX501は、各ポートPORT0〜PORT3から印加される18ビットの並列化データP0_RX<0:17>、P1_RX<0:17>、P2_RX<0:17>、P3_RX<0:17>を入力とし、どのバンクBANK0〜BANK7に伝達されるかを示すバンク選択信号BKEN_P<0:3>を制御信号とするマックス部601、マックス部601の出力信号を入力とし、クロックCLKを制御信号とするフリップフロップ回路603、DFFで実現することができる。ここで、マックス部601は、印加される各ポートPORT0〜PORT3の18ビットの並列化データP0_RX<0:17>、P1_RX<0:17>、P2_RX<0:17>、P3_RX<0:17>に対応するように備えられなければならず、フリップフロップ回路603も同様に備えられなければならない。
例えば、1番目のビットのデータP0_RX<0>、P1_RX<0>、P2_RX<0>、P3_RX<0>が印加されるためには、バンク選択信号BKEN_P<0:3>を制御信号とする第1マックスMUX0、第1マックスMUX0の出力信号を入力とし、クロックCLKを制御信号とする第1フリップフロップ回路DFF0が備えられなければならない。
バンク選択信号BKEN_P<0>が論理レベルハイであれば、第1ポートPORT0からの並列化データPO_RX<0:17>をマックス部601を介して受け取る。このように、マックス部601を経た並列化データPO_RX<0:17>は、フリップフロップ回路603によってクロックCLKに同期する。
そして、受信部RX501の出力であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>とバースト書込みデータB_RXD<0:17>は、書込みコマンドフレーム又は書込みデータフレームに合わせて配列され、図3Aや図3Bの書込みコマンドフレームや書込みデータフレームとして用いられる。
以下、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>とバースト書込みデータB_RXD<0:17>は、状況に応じて、書込みコマンドフレーム又は書込みデータフレームと称する。
そして、図中の参照符号605は、フリップフロップ回路603を詳細に示すものであって、マックス部601の出力信号A<0:17>を反転する第1インバータINV1、クロックCLKに応答して第1インバータINV1の出力信号を伝達する第1トランスミッションゲートTG1、第1トランスミッションゲートTG1の出力信号をラッチしてバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>として出力する第1ラッチ回路607、第1ラッチ回路607の出力信号を反転させる第2インバータINV2、クロックCLKに応答して第2インバータINV2の出力信号を伝達する第2トランスミッションゲートTG2、第2トランスミッションゲートTG2の出力信号をラッチしてバースト書込みデータB_RXD<0:17>として出力する第2ラッチ回路609で実現することができる。ここで、第1ラッチ回路607と第2ラッチ回路609は、偶数個のインバータで実現することができる。
上述のように、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>は、バースト書込みデータB_RXD<0:17>より速い信号であることが分かる。このように生成されたバースト書込みコマンドB_RXT<14:17>が、前述したように、1010若しくは1011のとき、書込みコマンドECASPWTを生成する。
図7は、図5の書込みクロック生成回路503を示す回路図である。
同図に示すように、書込みクロック生成回路503は、書込みコマンドフレームのコマンドCMDビットに該当するバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>の17番目のビットB_RXT<17>を反転する第14インバータINV3、第14インバータINV3の出力信号とクロックCLKとを入力とする第4NANDゲートNAND1、第4NANDゲートNAND1の出力信号を反転させて書込みクロックDCLKを生成する第15インバータINV4で実現することができる。
上記より、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>の17番目のビットB_RXT<17>は、書込みデータが印加されると、論理レベルローとなり、NOP及びその他のコマンドが印加される間には論理レベルハイとなる。したがって、書込みクロック生成回路503は、書込みデータが印加されるときにのみ動作する書込みクロックDCLKを生成する。
図8は、図5のシフトレジスタスタータ回路505を示す回路図である。
同図に示すように、シフトレジスタスタータ回路505は、書込みクロックDCLKを遅延させる第一遅延回路DELAY、遅延回路DELAYの出力信号を反転する第7インバータINV5、第7インバータINV5の出力信号と書込みクロックDCLKとを入力とするノアゲートNOR1、ノアゲートNOR1の出力信号をゲート入力とし、第3ノードNODE1に接続された第5NMOSトランジスタNM1、書込みコマンドECASPWTを反転する第8インバータINV6、第8インバータINV6の出力信号をゲート入力とし、電源電圧端VDDと第1ノードNODE1との間に接続された第6PMOSトランジスタPM1、第3ノードNODE1の信号をラッチする第8ラッチ回路801、ラッチ回路801をリセットするリセット信号RSTBを反転する第9インバータINV7、第9インバータINV7の出力信号をゲート入力とし、前記第3ノードNODE1と接地電圧端VSSとの間に接続された第6NMOSトランジスタNM2、第8ラッチ回路801の出力信号を反転させて第1書込みストローブ信号WTSTB<0>として出力する第10インバータINV8で実現することができる。ここで、第8ラッチ回路801は、偶数個のインバータで実現することができる。
このようなシフトレジスタスタータ回路505は、第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を生成する回路であって、書込みコマンドECASPWTが論理レベルハイになる瞬間と、書込みクロックDCLKが論理レベルローになる瞬間とに、第1書込みストローブ信号WTSTB<0>をアクティブにする。このように生成された第1書込みストローブ信号WTSTB<0>は、シフトレジスタ507に入力されて書込みクロックDCLKに整列する。
図9は、図5のシフトレジスタ507を示す回路図である。
同図に示すように、シフトレジスタ507は、シフトレジスタスタータ回路505から入力された第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を書込みクロックDCLKに整列させるが、第1書込みストローブ信号WTSTB<0>より1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第2書込みストローブ信号WTSTB<1>として出力する第1フリップフロップ回路DFF18、第2書込みストローブ信号WTSTB<1>を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第3書込みストローブ信号WTSTB<2>として出力する第2フリップフロップ回路DFF19、第3書込みストローブ信号WTSTB<2>を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第4書込みストローブ信号WTSTB<3>として出力する第3フリップフロップ回路DFF20で実現することができる。
ここで、第1フリップフロップ回路ないし第3フリップフロップ回路DFF18〜DFF20のそれぞれは、書込みクロックDCLKに応答して第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を伝達する第6トランスミッションゲートTG3、第6トランスミッションゲートTG3の出力信号をラッチし、ラッチリセット信号RSTBによってリセットされる第9ラッチ回路901、書込みクロックDCLKによって第9ラッチ回路901の出力信号を伝達する第7トランスミッションゲートTG4、第7トランスミッションゲートTG4の出力信号をラッチして第2ないし第4書込みストローブ信号WTSTB<1:3>を出力する第10ラッチ回路903で実現することができる。
ここで、第9ラッチ回路901は、第6トランスミッションゲートTG3の出力信号とラッチリセット信号RSTBとを入力とする第1NANDゲートNAND2、第1NANDゲートNAND2の出力信号を反転させ、さらに第1NANDゲートNAND2の入力に伝達する第11インバータINV9で実現することができる。そして、第2ラッチ回路903は、偶数個のインバータで実現することができる。
上述のように、シフトレジスタ507は、書込みコマンドECASPWTの立ち下がりエッジで立ち上がり、書込みクロックDCLKの立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を入力とする。そして、第1書込みストローブ信号WTSTB<0>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第2書込みストローブ信号WTSTB<1>と、第2書込みストローブ信号WTSTB<1>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第3書込みストローブ信号WTSTB<2>と、第3書込みストローブ信号WTSTB<2>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第4書込みストローブ信号WTSTB<3>とを生成する。
このように生成された第1書込みストローブ信号ないし第4書込みストローブ信号WTSTB<0>〜WTSTB<3>は、書込みクロックDCLKと共に、データラッチ制御回路509に入力される。
図10は、図5のデータラッチ制御回路509を示す回路図である。
同図に示すように、データラッチ制御回路509は、データラッチ回路511の制御信号として用いられる書込みフラグ信号DSTBP<0:3>を生成する第1書込みフラグ信号生成部ないし第4書込みフラグ信号生成部151、153、155、157、最終書込み信号CASPWTを生成する書込み信号生成部159を備える。
第1フラグ信号生成部151は、書込みクロックDCLKと第1書込みストローブ信号WTSTB<0>とを入力とする第2NANDゲートNAND3、第2NANDゲートNAND3の出力信号を反転させて第1書込みフラグ信号DSTBP<0>として出力する第12インバータINV10を備える。また、第2書込みフラグ信号生成部153は、書込みクロックDCLKと第2書込みストローブ信号WTSTB<1>とを入力とする第2NANDゲートNAND4、第2NANDゲートNAND4の出力信号を反転させて第2書込みフラグ信号DSTBP<1>として出力する第12インバータINV11を備える。また、第3書込みフラグ信号生成部155は、書込みクロックDCLKと第3書込みストローブ信号WTSTB<2>とを入力とする第2NANDゲートNAND5、第2NANDゲートNAND5の出力信号を反転させて第3書込みフラグ信号DSTBP<2>として出力する第12インバータINV12を備える。また、第4書込みフラグ信号生成部157は、書込みクロックDCLKと第4書込みストローブ信号WTSTB<3>とを入力とする第2NANDゲートNAND6、第2NANDゲートNAND6の出力信号を反転させて第4書込みフラグ信号DSTBP<3>として出力する第12インバータINV13を備える。
そして、書込み信号生成部159は、書込みクロックDCLKと第4書込みストローブ信号WTSTB<3>とを入力とする第3NANDゲートNAND7、第3NANDゲートNAND7の出力信号を反転させて最終書込み信号CASPWTとして出力する第13インバータINV14で実現することができる。
ここで、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>は、書込みクロックDCLKと書込みストローブ信号WTSTB<0:3>とをアンドANDしたため、書込みクロックDCLKの順次的な立ち上がりエッジで立ち上がり、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>の立ち下がりエッジで立ち下がる信号である。
このように生成された書込みフラグ信号DSTBP<0:3>は、データラッチ回路511に伝達される。
図11は、図5のデータラッチ回路511のうち、第1データラッチ回路511Aを示す回路図である。
データラッチ回路511は、第1書込みフラグ信号DSTBP<0>によってバースト書込みデータB_RXD<0:17>で1番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータ(書込みデータフレームの15〜8番目のビットに該当する書込みデータの上位バイトUPPER BYTEと、7〜0番目のビットに該当する書込みデータの下位バイトLOWER BYTE)を格納する第1データラッチ回路、第2書込みフラグ信号DSTBP<1>によって2番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータを格納する第2データラッチ回路、第3書込みフラグ信号DSTBP<2>によって3番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータを格納する第3データラッチ回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>によって4番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータを格納する第4データラッチ回路を備える。
それぞれのデータラッチ回路は、同一の構造を有するが、図11を参照して第1データラッチ回路511Aを説明すると、次の通りである。第1データラッチ回路511Aは、書込みフラグ信号DSTBP<0>を反転する第16インバータINV15、第16インバータINV15の出力信号をゲート入力とし、共通第4NODE2に接続された第7PMOSトランジスタP1、書込みフラグ信号DSTBP<0>をゲート入力とし、前記共通第4NODE2に接続された第7NMOSトランジスタN1、バースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータをゲート入力とし、前記第7PMOSトランジスタP1と電源電圧端VDDとの間に接続された第8PMOSトランジスタP2、バースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータをゲート入力とし、前記第7NMOSトランジスタN1と接地電圧端VSSとの間に接続された第8NMOSトランジスタN2、前記共通端NODE2に信号をラッチする第11ラッチ回路170で実現することができる。
上述のように、データラッチ回路511は、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>を制御信号として用いて、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>が順次入力される度に16ビットの書込みデータをラッチ回路170に格納する。したがって、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>が入力される瞬間、合わせて64ビットの書込みデータが格納される。
そして、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>と同時に発生する信号である最終書込み信号CASPWTは、書込み信号変換回路521を経て書込みドライバ519に伝達される。
図12は、図5のカラムアドレス選択回路513を示す回路図である。
同図に示すように、カラムアドレス選択回路513は、最終書込み信号CASPWTを反転する第4インバータINV16、第4インバータINV15の出力信号をゲート入力とし、共通第1ノードNODE3に接続される第2PMOSトランジスタP3、最終書込み信号CASPWTをゲート入力とし、前記共通第1ノードNODE3に接続される第2NMOSトランジスタN3、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>で5〜0番目のビットに該当するカラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットを伝達する第3トランスミッションゲートTG5、第3トランスミッションゲートTG5の出力信号をラッチする第3ラッチ回路251、第3ラッチ回路251の出力信号を反転する第3インバータINV17、第3インバータINV17の出力信号をゲート入力とし、前記第2NMOSトランジスタN3と接地電圧端VSSとの間に接続される第1NMOSトランジスタN4、第3インバータINV17の出力信号をゲート入力とし、前記第2PMOSトランジスタP3と電源電圧端VDDとの間に接続される第1PMOSトランジスタP4、共通第1ノードNODE3の信号をラッチして該当カラムアドレスのYIトランジスタ(ビットラインとセグメント入/出力ラインとを接続させるスイッチトランジスタ)を駆動させるカラムアドレス信号BAY<0:5>を出力する第4ラッチ回路253で実現することができる。
カラムアドレス選択回路513は、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、0〜5番目のビットに該当するカラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットをデコードして該当カラムアドレスのYIトランジスタを駆動させて書込みデータをビットラインに伝達する。
図13は、図5のUDMレジスタ515のうち、第1UDMレジスタ515Aを示す回路図である。
UDMレジスタ515は、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、10番目のビットに該当する上位データマスクUDM、B_RXT<10>ビットを格納する第1UDMレジスタ、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、11番目のビットに該当する上位データマスクUDM、B_RXT<11>ビットを格納する第2UDMレジスタ、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、12番目のビットに該当する上位データマスクUDM、B_RXT<12>ビットを格納する第3UDMレジスタ、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、13番目のビットに該当する上位データマスクUDM、B_RXT<13>ビットを格納する第4UDMレジスタを備える。
それぞれのUDMレジスタは、同じ構造を有するが、図13を参照して第1UDMレジスタ515Aを説明すると、次の通りである。第1UDMレジスタ515Aは、反転した書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、10番目のビットB_RXT<10>に該当する上位データマスクUDMビットを伝達する第4トランスミッションゲートTG6、第4トランスミッションゲートTG6の出力信号をラッチする第5ラッチ回路351、書込みコマンドECASPWTに応答して第5ラッチ回路351の出力信号を伝達する第5トランスミッションゲートTG7、第5トランスミッションゲートTG7の出力信号をラッチする第6ラッチ回路353で実現することができる。
上述のように、UDMレジスタ515は、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>の10〜13番目のビットに該当する上位データマスクUDMビットを格納してデータマスク伝送回路517に伝達する役割をする。前記上位データマスクUDMビットは、1つの書込みコマンドフレームに対応して入力される4つの書込みデータフレームのうち、書込みデータの上位バイトUPPER BYTEを書込むか否かを制御するビットである。
図14は、図5のデータマスク伝送回路517のうち、第1下位データマスク伝送回路517Aを示す回路図である。
データマスク伝送回路517は、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>に応答して下位データマスクLDMビットB_RXD<16>を書込みドライバ519に伝達する下位データマスク伝送回路と、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答してUDMレジスタ515から出力される上位データマスクUDMビットを書込みドライバ519に伝達する上位データマスク伝送回路とを備える。
ここで、下位データマスク伝送回路は、第1書込みフラグ信号DSTBP<0>に応答して1番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>のうち、16番目のビットに該当する下位データマスクLDMビットを第1書込みドライバに伝達する第1下位データマスク伝送回路、第2書込みフラグ信号DSTBP<1>に応答して2番目の書込みデータフレームの下位データマスクLDMビットを第2書込みドライバに伝達する第2下位データマスク伝送回路、第3書込みフラグ信号DSTBP<2>に応答して3番目の書込みデータフレームの下位データマスクLDMビットを第3書込みドライバに伝達する第3下位データマスク伝送回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して4番目の書込みデータフレームの下位データマスクLDMビットを第4書込みドライバに伝達する第4下位データマスク伝送回路で実現することができる。
そして、上位データマスク伝送回路は、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して第1UDMレジスタの出力信号であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、10番目のビットに該当する1番目の上位データマスクUDMビットを第1書込みドライバに伝達する第1上位データマスク伝送回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して第2UDMレジスタの出力信号であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、11番目のビットに該当する上位データマスクUDMビットを第2書込みドライバに伝達する第2上位データマスク伝送回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して第3UDMレジスタの出力信号であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、12番目のビットに該当する上位データマスクUDMビットを第3書込みドライバに伝達する第3上位データマスク伝送回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して第4UDMレジスタの出力信号であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、13番目のビットに該当する4番目の上位データマスクUDMビットを第4書込みドライバに伝達する第4上位データマスク伝送回路で実現することができる。
ここで、下位データマスク伝送回路及び上位データマスク伝送回路は、入力される信号に違いがあるだけで、それ以外は同じ構造を有する。図14を参照して第1下位データマスク伝送回路517Aを説明すると、次の通りである。第1下位データマスク伝送回路517Aは、書込みフラグ信号DSTBP<0>を反転する第5インバータINV18、第5インバータINV18の出力信号をゲート入力とし、共通第2ノードNODE4に接続された第3PMOSトランジスタP5、書込みフラグ信号DSTBP<0>をゲート入力とし、共通第2ノードNODE4に接続された第3NMOSトランジスタN5、下位データマスクLDMビットB_RXD<16>をゲート入力とし、電源電圧端VDDと前記第3PMOSトランジスタP5との間に接続される第4PMOSトランジスタP6、下位データマスクLDMビットB_RXD<16>をゲート入力とし、前記第3NMOSトランジスタN5と接地電圧端VSSとの間に接続される第4NMOSトランジスタN6、共通第2ノードNODE4の信号をラッチする第7ラッチ回路451、第7ラッチ回路のリセット信号RSTBを反転する第6インバータINV19、第6インバータINV19の出力信号をゲート入力とし、共通第2ノードNODE4と接続された第5PMOSトランジスタP7で実現することができる。
上述のように、データマスク伝送回路517は、上位データマスクUDMビット又は下位データマスクLDMビットを書込みフラグ信号DSTBP<0:3>によって書込みドライバ519に伝達する役割を果たす。
次に、書込みドライバ519は、データラッチ回路511の出力である書込みデータQ<0:3>_DATA<0:15>が印加され、バンクのメモリセルに書込むドライバである。
このような動作のために、書込みドライバ519は、第1データラッチ回路ないし第4データラッチ回路に対応するように第1書込みドライバないし第4書込みドライバを備え、一般のDRAMで使用される構造を用いて書込みデータをバンクのメモリセルに同時に書込む。
図15は、書込み動作回路のノーマル書込み動作を示すタイミング図である。そして、バースト書込みデータB_RXD<0:15>とは、バースト書込みデータB_RXD<0:17>で0〜15番目のビットの上位バイトUPPER BYTEと下位バイトLOWER BYTEとを意味する。
同図に示すように、ノーマル書込み動作は、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>で17番目のビットであるコマンドCMDビットが書込みデータが印加される間にのみ論理レベルがローとなり、それ以外の区間では論理レベルがハイとなるのを用いて、書込みデータが印加されるときのみ動作する書込みクロックDCLKを生成する。ここで、書込みデータは、4クロックの周期の間に16ビット単位で入力されるため、書込みクロックDCLKは4クロックの周期を有する。
そして、書込みコマンドECASPWTの立ち下がりエッジで立ち上がり、書込みクロックDCLKの立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を生成し、同様に、以前の書込みストローブ信号WTSTB<0:2>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第2ないし第4書込みストローブ信号WTSTB<1:3>を生成する。
また、書込みクロックDCLKの順次的な立ち上がりエッジで立ち上がり、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>の立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みフラグ信号ないし第4書込みフラグ信号DSTBP<0:3>を生成して書込みデータD<0:3>をラッチする。そして、第4書込みフラグ信号DTSTB<3>と同時に生成される最終書込み信号CASPWTを遅延させ、パルス幅を調節させて、書込みデータD<0:3>をメモリセルに書込む書込みドライバの制御信号として用いられる書込みドライバイネーブル信号BWENを出力する。
結果として、ノーマル書込み動作は、書込みデータD<0:3>が印加される間にのみトグルする書込みクロックDCLKを生成して順次印加される16ビットの書込みデータD<0:3>をメモリセルに書込む。
図16は、書込み動作回路のプリエンプションバースト書込み動作を示すタイミング図である。ここで、プリエンプションバースト書込み動作とは、書込みデータD<0:3>の印加時、それぞれの書込みデータの間にNOP及びその他のコマンドが印加されるときの書込み動作を意味する。
同図に示すように、プリエンプションバースト書込み動作は、書込みデータD<0:3>が印加されるときのみ書込みクロックDCLKをアクティブにし、NOP及びその他のコマンドが入力されるときは、書込みクロックDCLKがインアクティブになるように制御する。
そして、書込みコマンドECASPWTの立ち下がりエッジで立ち上がり、書込みクロックDCLKの立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を生成し、同様に、以前の書込みストローブ信号WTSTB<0:2>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第2ないし第4書込みストローブ信号WTSTB<1:3>を生成する。
また、書込みクロックDCLKの順次的な立ち上がりエッジで立ち上がり、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>の立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みフラグ信号ないし第4書込みフラグ信号DTSTB<0:3>を生成して書込みデータD<0:3>をラッチする。そして、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>と同時に生成される最終書込み信号CASPWTを遅延させ、パルス幅を調節させて、書込みデータD<0:3>をメモリセルに書込む書込みドライバの制御信号として用いられる書込みドライバイネーブル信号BWENを出力する。
結果として、プリエンプションバースト書込み動作は、書込みデータD<0:3>が印加される間にアクティブになり、NOP及びその他のコマンドが印加される間には、インアクティブになる書込みクロックDCLKを生成して順次印加される16ビットの書込みデータD<0:3>をメモリセルに書込む。
上述のように、本発明は、書込みデータが印加される間にのみアクティブになる書込みクロックDCLKを生成してノーマル書込み動作及びプリエンプションバースト書込み動作可能なマルチポートメモリ装置を製造する。
以上、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想の範囲から逸脱しない範囲内で様々な変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。
例えば、上述の実施形態で用いられたロジックの種類及び配置は、入力信号及び出力信号がいずれもハイアクティブ信号である場合を一例として実現したものであるので、信号のアクティブ極性が変われば、ロジックの実現例も同じく変化するほかなく、このような実現例は、その数があまりにも膨大であり、またその実現例の変化が本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって技術的に容易に推測できる事項であるため、それぞれの場合については言及しないものとする。
また、上述の実施形態における書込みクロック生成回路、シフトレジスタスタータ回路、データラッチ制御回路及びシフトレジスタが、その他のロジックによって実現できることは自明である。
<<以下は予備情報である>>
<特許請求の範囲>
(1)
外部装置との直列入/出力インタフェースを支援する多数のポートと、該ポートと並列に情報の送/受信を行う多数のバンクと、該バンクと前記ポートとの間における情報の送受信を支援する多数のグローバル入/出力ラインとを備えたマルチポートメモリ素子において、
書込みデータが印加される間にのみトグルする書込みクロックを生成する書込みクロック生成部と、
書込みコマンド及び前記書込みクロックに応答して書込みフラグ信号及び書込みドライバイネーブル信号を生成する書込み制御部と、
前記書込みフラグ信号に応答して該当バースト書込みデータをラッチするデータラッチ回路と、
書込みデータマスク信号及び前記書込みドライバイネーブル信号に応答して前記データラッチ回路から出力されたデータを該当バンクに伝達する書込みドライバと、
を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置。
(2)
前記多数のポートからの並列化データが印加され、バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドを備えるデータフレームを生成する受信部と、
前記バースト書込みコマンドをデコードしてカラムアドレスを選択するカラムアドレス選択回路と、
前記書込みフラグ信号に応答して前記バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドが入力され、書込みデータマスク信号を出力するデータマスク出力部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のマルチポートメモリ装置。
(3)
前記受信部が、
前記多数のバンクのうち、該当バンクを選択するバンク選択信号を制御信号として前記各ポートからの並列化データを個別に入力される多数のマックスからなるマックス部と、
内部クロックを制御信号として前記マックス部の出力信号が入力され、バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドを備えるデータフレームを生成する多数のフリップフロップを備えるフリップフロップ回路と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
(4)
前記バースト書込みコマンドが、前記バースト書込みデータより先に生成されることを特徴とする請求項3に記載のマルチポートメモリ装置。
(5)
前記フリップフロップ回路が、
前記マックス部の出力信号を反転する第1インバータと、
前記クロックに応答して前記第1インバータの出力信号を伝達する第1トランスミッションゲートと、
該第1トランスミッションゲートの出力信号をラッチしてバースト書込みコマンドとして出力する第1ラッチ回路と、
該第1ラッチ回路の出力信号を反転する第2インバータと、
前記クロックに応答して第2インバータの出力信号を伝達する第2トランスミッションゲートと、
該第2トランスミッションゲートの出力信号をラッチしてバースト書込みデータとして出力する第2ラッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項3に記載のマルチポートメモリ装置。
(6)
前記書込み制御部が、
前記書込みコマンド及び書込みクロックに応答してシフトレジスタをセットするシフトレジスタスタータ回路と、
該シフトレジスタスタータ回路の出力信号を書込みクロックの立ち下がりエッジに整列するようにシフトさせ、書込みストローブ信号として出力する前記シフトレジスタと、
前記書込みストローブ信号を分周して順次アクティブになる多数の書込みフラグ信号と最終書込み信号とを生成するデータラッチ制御回路と、
前記最終書込み信号のパルス幅を変化させて書込みドライバイネーブル信号として出力する書込み信号変換回路と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
(7)
前記カラムアドレス選択回路が、
前記データフレームのうち、カラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットをデコードして該当カラムアドレスのYIトランジスタ(ビットラインとセグメント入/出力ラインとを接続するトランジスタ)を駆動させるカラムアドレス信号を出力することを特徴とする請求項6に記載のマルチポートメモリ装置。
(8)
前記カラムアドレス選択回路が、
前記書込みコマンドに応答して前記カラムアドレスビットを伝達するトランスミッションゲートと、
該トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第1ラッチ回路と、
該第1ラッチ回路の出力信号を反転する第1インバータと、
該第1インバータの出力信号をゲート入力とする第1NMOSトランジスタ及び第1PMOSトランジスタと、
前記最終書込み信号を反転する第2インバータと、
該第2インバータの出力信号をゲート入力とし、第1ノードに接続された第2PMOSトランジスタと、
前記最終書込み信号をゲート入力とし、第1ノードに接続された第2NMOSトランジスタと、
前記第1ノードの信号をラッチしてカラムアドレス信号として出力する第2ラッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項7に記載のマルチポートメモリ装置。
(9)
前記データマスク出力部が、
前記書込みデータのうち、上位ビットの書込みを防止する上位データマスクビットを格納する上位データマスクビットレジスタと、
該上位データマスクビットレジスタの上位データマスクビットを前記書込みドライバに伝送する上位データマスクビット伝送回路と、
前記書込みデータのうち、下位ビットの書込みを防止する下位バイトマスクビットを前記書込みドライバに伝送する下位バイトマスクビット伝送回路と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
(10)
前記上位データマスクビットレジスタが、
前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、1番目の上位データマスクビットを格納する第1上位データマスクビットレジスタと、
前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、2番目の上位データマスクビットを格納する第2上位データマスクビットレジスタと、
前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、3番目の上位データマスクビットを格納する第3上位データマスクビットレジスタと、
前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、4番目の上位データマスクビットを格納する第4上位データマスクビットレジスタと、
を備えることを特徴とする請求項9に記載のマルチポートメモリ装置。
(11)
前記第1上位データマスクビットレジスタないし第4上位データマスクビットレジスタが、
前記書込みコマンドに応答して前記上位データマスクビットを伝達する第1トランスミッションゲートと、
該第1トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第1ラッチ回路と、
前記書込みコマンドに応答して第1ラッチ回路の出力信号を伝達する第2トランスミッションゲートと、
該第2トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第2ラッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項10に記載のマルチポートメモリ装置。
(12)
前記下位バイトマスクビット伝送回路が、
前記第1書込みフラグ信号に応答して1番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第1下位データマスク伝送回路と、
前記第2書込みフラグ信号に応答して2番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第2下位データマスク伝送回路と、
前記第3書込みフラグ信号に応答して3番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第3下位データマスク伝送回路と、
前記第4書込みフラグ信号に応答して4番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第4下位データマスク伝送回路と、
を備えることを特徴とする請求項10に記載のマルチポートメモリ装置。
(13)
前記上位データマスク伝送回路が、
前記第4書込みフラグ信号に応答して第1上位データマスクレジスタの出力である1番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第1上位データマスク伝送回路と、
前記第4書込みフラグ信号に応答して第2上位データマスクレジスタの出力である2番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第2上位データマスク伝送回路と、
前記第4書込みフラグ信号に応答して第3上位データマスクレジスタの出力である3番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第3上位データマスク伝送回路と、
前記第4書込みフラグ信号に応答して第4上位データマスクレジスタの出力である4番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第4上位データマスク伝送回路と、
を備えることを特徴とする請求項12に記載のマルチポートメモリ装置。
(14)
前記下位データマスク伝送回路及び上位データマスク伝送回路が、
該当書込みフラグ信号を反転する第1インバータと、
該第1インバータの出力信号をゲート入力とし、第2ノードに接続された第1PMOSトランジスタと、
前記書込みフラグ信号をゲート入力とし、第2ノードに接続された第1NMOSトランジスタと、
前記上位データマスクUDMビット又は下位データマスクLDMビットをゲート入力とする第2PMOSトランジスタ及び第2NMOSトランジスタと、
前記ラッチ回路のリセット信号を反転する第2インバータと、
該第2インバータの出力信号をゲート入力とし、第2ノードと接続された第3PMOSトランジスタと、
前記第2ノードの信号をラッチして該当上位データマスクUDMビットを出力するラッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項12又は13に記載のマルチポートメモリ装置。
(15)
前記シフトレジスタスタータ回路が、書込みコマンドと前記書込みクロックの論理レベルとに応答して第1書込みストローブ信号をアクティブにし、前記シフトレジスタをセットすることを特徴とする請求項6に記載のマルチポートメモリ装置。
(16)
前記シフトレジスタスタータ回路が、
前記書込みクロックを遅延させる第1遅延回路と、
該第1遅延回路の出力信号を反転する第1インバータと、
該第1インバータの出力信号と書込みクロックとを入力とするノアゲートと、
該ノアゲートの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第1NMOSトランジスタと、
前記書込みコマンドを反転する第2インバータと、
該第2インバータの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第1PMOSトランジスタと、
前記第3ノードの信号をラッチするラッチ回路と、
リセット信号を反転する第3インバータと、
該第3インバータの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第2NMOSトランジスタと、
前記ラッチ回路の出力信号を反転させてシフトレジスタをセットする、第1書込みストローブ信号として出力する第4インバータと、
を備えることを特徴とする請求項15に記載のマルチポートメモリ装置。
(17)
前記シフトレジスタが、
前記第1書込みストローブ信号を前記書込みクロックに整列させるが、第1書込みストローブ信号より1クロックシフトさせ、第2書込みストローブ信号として出力する第1フリップフロップ回路と、
前記第2書込みストローブ信号を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第3書込みストローブ信号として出力する第2フリップフロップ回路と、
前記第3書込みストローブ信号を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第4書込みストローブ信号として出力する第3フリップフロップ回路と、
を備えることを特徴とする請求項15に記載のマルチポートメモリ装置。
(18)
前記第1フリップフロップ回路ないし第3フリップフロップ回路が、
前記書込みクロックに応答して自体の入力信号を伝達する第1トランスミッションゲートと、
該第1トランスミッションゲートの出力信号をラッチし、ラッチリセット信号によってリセットされる第1ラッチ回路と、
前記書込みクロックに応答して第1ラッチ回路の出力信号を伝達する第2トランスミッションゲートと、
該第2トランスミッションゲートの出力信号をラッチして自体の出力信号を出力する第2ラッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項17に記載のマルチポートメモリ装置。
(19)
前記第1ラッチ回路が、
前記第1トランスミッションゲートの出力信号とラッチリセット信号とを入力とするNANDゲートと、
該NANDゲートの出力信号を反転させ、さらに前記NANDゲートの入力に伝達するインバータと、
を備えることを特徴とする請求項18に記載のマルチポートメモリ装置。
(20)
前記データラッチ制御回路が、
前記データラッチ回路の制御信号として用いられ、順次アクティブになる多数の書込みフラグ信号を生成する書込みフラグ信号生成部と、
書込み信号を生成する書込み信号生成部と、
を備えることを特徴とする請求項17に記載のマルチポートメモリ装置。
(21)
前記書込みフラグ信号生成部が、
前記書込みクロックと第1書込みストローブ信号とに応答して第1書込みフラグ信号を生成する第1書込みフラグ信号生成部と、
前記書込みクロックと第2書込みストローブ信号とに応答して第2書込みフラグ信号を生成する第2書込みフラグ信号生成部と、
前記書込みクロックと第3書込みストローブ信号とに応答して第3書込みフラグ信号を生成する第3書込みフラグ信号生成部と、
前記書込みクロックと第4書込みストローブ信号とに応答して第4書込みフラグ信号を生成する第4書込みフラグ信号生成部と、
を備えることを特徴とする請求項20に記載のマルチポートメモリ装置。
(22)
前記第1書込みフラグ信号生成部ないし第4書込みフラグ信号生成部が、
前記書込みクロックと書込みストローブ信号とを入力とする第3NANDゲートと、
該第3NANDゲートの出力信号を反転させて書込みフラグ信号として出力する第10インバータと、
を備えることを特徴とする請求項21に記載のマルチポートメモリ装置。
(23)
前記書込み信号生成部が、
前記書込みクロックと第4書込みストローブ信号とを入力とするNANDゲートと、
該NANDゲートの出力信号を反転させて書込み信号として出力するインバータと、
を備えることを特徴とする請求項20に記載のマルチポートメモリ装置。
(24)
前記書込みクロック生成部が、
前記データフレームのうち、コマンドCMDビットを反転する第1インバータと、
該第1インバータの出力信号とクロックとを入力とするNANDゲートと、
該NANDゲートの出力信号を反転させて書込みクロックを生成する第2インバータと、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
(25)
前記データラッチ回路が、
前記第1書込みフラグ信号に応答して1番目のバースト書込みデータを格納する第1データラッチ回路と、
前記第2書込みフラグ信号に応答して2番目のバースト書込みデータを格納する第2データラッチ回路と、
前記第3書込みフラグ信号に応答して3番目のバースト書込みデータを格納する第3データラッチ回路と、
前記第4書込みフラグ信号に応答して4番目のバースト書込みデータを格納する第4データラッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
(26)
前記第1データラッチ回路ないし第4データラッチ回路のそれぞれが、
該当書込みフラグ信号を反転するインバータと、
該インバータの出力信号をゲート入力とし、第4ノードに接続された第1PMOSトランジスタと、
前記書込みフラグ信号をゲート入力とし、第4ノードに接続された第1NMOSトランジスタと、
前記バースト書込みデータをゲート入力とする第2PMOSトランジスタ及び第2NMOSトランジスタと、
前記第4ノードの信号をラッチして書込みデータを格納するラッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項25に記載のマルチポートメモリ装置。
<明細書>
<発明を実施するための最良の形態>
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に説明する。
図5は、本発明の一実施形態であって、マルチポートメモリ装置のバンク制御部の書込み経路を示すブロック図である。ここで、書込み経路は1つのバンクに対応するが、仮に8バンクの構造を有するマルチポートメモリ装置であれば、書込み経路も8つ必要となる。
同図に示すように、書込み経路は、バンク選択信号BKEN_P<0:3>に応答して選択された並列化データP0_RX<0:17>又はP1_RX<0:17>又はP2_RX<0:17>又はP3_RX<0:17>が入力され、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>とバースト書込みデータB_RXD<0:17>とを出力する受信部RX501、書込みデータが印加される間にのみトグルする書込みクロックDCLKを生成する書込みクロック生成回路503、書込みコマンド及び書込みクロックDCLKに応答して書込みフラグ信号DSTBP<0:3>及び書込みドライバイネーブル信号BWENを生成する書込みフラグ信号生成部505、507、509、521を備える。さらに、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>を制御信号として用いて、16ビットのバースト書込みデータB_RXD<0:15>を格納するデータラッチ回路511、書込みコマンドフレームのカラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットに該当するバースト書込みコマンドB_RXT<0:5>をデコードして、該当アドレスに対応するYIトランジスタ(ビットラインとセグメント入/出力ラインとを接続させるカラム選択トランジスタ)を駆動させるカラムアドレス信号BAY<0:5>を出力するカラムアドレス選択回路513、バースト書込みデータB_RXD<16>が入力され、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>に応答して下位データマスク信号LDM_Q<0:3>を生成し、書込みコマンドフレームの上位データマスクUDMビットに該当するバースト書込みコマンドB_RXT<10:13>が入力され、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して上位データマスク信号UDM_Q<0:3>を出力する書込みデータマスク信号格納部515、517、データラッチ回路511に格納された書込みデータを書込みドライバイネーブル信号BWENに応答してメモリセルに書込む書込みドライバ519を備える。
より詳しくは、書込みフラグ信号生成部505、507、509、521は、シフトレジスタをセットするシフトレジスタスタータ回路505、シフトレジスタスタータ回路505の出力信号を書込みクロックDCLKの立ち下りエッジに整列するようにシフトさせ、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>として出力するシフトレジスタ507、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>を分周して書込みフラグ信号DSTBP<0:3>として出力し、最終書込み信号CASPWTを生成するデータラッチ制御回路509、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>と同時に生成される最終書込み信号CASPWTを遅延及びパルス幅を調節して書込みドライバイネーブル信号BWENとして出力する書込み信号変換回路521で実現することができる。
また、書込みデータマスク信号格納部515、517は、書込みデータの上位データマスクUDMを格納するUDMレジスタ515、書込みデータの印加時に同時に印加される下位バイトマスクLDMとUDMレジスタ515とに格納された上位データマスクUDMを書込みフラグ信号DSTBP<0:3>に応答して書込みドライバ519に伝達するデータマスク伝送回路517を備える。
このような書込み動作回路の各構成要素をより詳しく説明すると、下記の通りである。
図6は、図5の受信部RX501を示す回路図である。
受信部RX501は、並列化データP0_RX<0:17>、P1_RX<0:17>、P2_RX<0:17>、P3_RX<0:17>のうちの1つを選択してクロックCLKにクロックする回路であって、これを説明するため、同図に示すように、受信部RX501は、各ポートPORT0〜PORT3から印加される18ビットの並列化データP0_RX<0:17>、P1_RX<0:17>、P2_RX<0:17>、P3_RX<0:17>を入力とし、どのバンクBANK0〜BANK7に伝達されるかを示すバンク選択信号BKEN_P<0:3>を制御信号とするマックス部601、マックス部601の出力信号を入力とし、クロックCLKを制御信号とするフリップフロップ回路603、DFFで実現することができる。ここで、マックス部601は、印加される各ポートPORT0〜PORT3の18ビットの並列化データP0_RX<0:17>、P1_RX<0:17>、P2_RX<0:17>、P3_RX<0:17>に対応するように備えられなければならず、フリップフロップ回路603も同様に備えられなければならない。
例えば、1番目のビットのデータP0_RX<0>、P1_RX<0>、P2_RX<0>、P3_RX<0>が印加されるためには、バンク選択信号BKEN_P<0:3>を制御信号とする第1マックスMUX0、第1マックスMUX0の出力信号を入力とし、クロックCLKを制御信号とする第1フリップフロップ回路DFF0が備えられなければならない。
バンク選択信号BKEN_P<0>が論理レベルハイであれば、第1ポートPORT0からの並列化データPO_RX<0:17>をマックス部601を介して受け取る。このように、マックス部601を経た並列化データPO_RX<0:17>は、フリップフロップ回路603によってクロックCLKに同期する。
そして、受信部RX501の出力であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>とバースト書込みデータB_RXD<0:17>は、書込みコマンドフレーム又は書込みデータフレームに合わせて配列され、図3Aや図3Bの書込みコマンドフレームや書込みデータフレームとして用いられる。
以下、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>とバースト書込みデータB_RXD<0:17>は、状況に応じて、書込みコマンドフレーム又は書込みデータフレームと称する。
そして、図中の参照符号605は、フリップフロップ回路603を詳細に示すものであって、マックス部601の出力信号A<0:17>を反転する第1インバータINV1、クロックCLKに応答して第1インバータINV1の出力信号を伝達する第1トランスミッションゲートTG1、第1トランスミッションゲートTG1の出力信号をラッチしてバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>として出力するラッチ回路607、ラッチ回路607の出力信号を反転させる第2インバータINV2、クロックCLKに応答して第2インバータINV2の出力信号を伝達する第2トランスミッションゲートTG2、第2トランスミッションゲートTG2の出力信号をラッチしてバースト書込みデータB_RXD<0:17>として出力するラッチ回路609で実現することができる。ここで、ラッチ回路607とラッチ回路609は、偶数個のインバータで実現することができる。
上述のように、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>は、バースト書込みデータB_RXD<0:17>より速い信号であることが分かる。このように生成されたバースト書込みコマンドB_RXT<14:17>が、前述したように、1010若しくは1011のとき、書込みコマンドECASPWTを生成する。
図7は、図5の書込みクロック生成回路503を示す回路図である。
同図に示すように、書込みクロック生成回路503は、書込みコマンドフレームのコマンドCMDビットに該当するバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>の17番目のビットB_RXT<17>を反転するインバータINV3、インバータINV3の出力信号とクロックCLKとを入力とするNANDゲートNAND1、NANDゲートNAND1の出力信号を反転させて書込みクロックDCLKを生成するインバータINV4で実現することができる。
上記より、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>の17番目のビットB_RXT<17>は、書込みデータが印加されると、論理レベルローとなり、NOP及びその他のコマンドが印加される間には論理レベルハイとなる。したがって、書込みクロック生成回路503は、書込みデータが印加されるときにのみ動作する書込みクロックDCLKを生成する。
図8は、図5のシフトレジスタスタータ回路505を示す回路図である。
同図に示すように、シフトレジスタスタータ回路505は、書込みクロックDCLKを遅延させる遅延回路DELAY、遅延回路DELAYの出力信号を反転するインバータINV5、インバータINV5の出力信号と書込みクロックDCLKとを入力とするノアゲートNOR1、ノアゲートNOR1の出力信号をゲート入力とし、第1ノードNODE1に接続されたNMOSトランジスタNM1、書込みコマンドECASPWTを反転するインバータINV6、インバータINV6の出力信号をゲート入力とし、電源電圧端VDDと第1ノードNODE1との間に接続されたPMOSトランジスタPM1、第1ノードNODE1の信号をラッチするラッチ回路801、ラッチ回路801をリセットするリセット信号RSTBを反転するインバータINV7、インバータINV7の出力信号をゲート入力とし、前記第1ノードNODE1と接地電圧端VSSとの間に接続されたNMOSトランジスタNM2、ラッチ回路801の出力信号を反転させて第1書込みストローブ信号WTSTB<0>として出力するインバータINV8で実現することができる。ここで、ラッチ回路801は、偶数個のインバータで実現することができる。
このようなシフトレジスタスタータ回路505は、第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を生成する回路であって、書込みコマンドECASPWTが論理レベルハイになる瞬間と、書込みクロックDCLKが論理レベルローになる瞬間とに、第1書込みストローブ信号WTSTB<0>をアクティブにする。このように生成された第1書込みストローブ信号WTSTB<0>は、シフトレジスタ507に入力されて書込みクロックDCLKに整列する。
図9は、図5のシフトレジスタ507を示す回路図である。
同図に示すように、シフトレジスタ507は、シフトレジスタスタータ回路505から入力された第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を書込みクロックDCLKに整列させるが、第1書込みストローブ信号WTSTB<0>より1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第2書込みストローブ信号WTSTB<1>として出力する第1フリップフロップ回路DFF18、第2書込みストローブ信号WTSTB<1>を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第3書込みストローブ信号WTSTB<2>として出力する第2フリップフロップ回路DFF19、第3書込みストローブ信号WTSTB<2>を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第4書込みストローブ信号WTSTB<3>として出力する第3フリップフロップ回路DFF20で実現することができる。
ここで、第1フリップフロップ回路ないし第3フリップフロップ回路DFF18〜DFF20のそれぞれは、書込みクロックDCLKに応答して第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を伝達する第1トランスミッションゲートTG3、第1トランスミッションゲートTG3の出力信号をラッチし、ラッチリセット信号RSTBによってリセットされる第1ラッチ回路901、書込みクロックDCLKによって第1ラッチ回路901の出力信号を伝達する第2トランスミッションゲートTG4、第2トランスミッションゲートTG4の出力信号をラッチして第2ないし第4書込みストローブ信号WTSTB<1:3>を出力する第2ラッチ回路903で実現することができる。
ここで、第1ラッチ回路901は、第1トランスミッションゲートTG3の出力信号とラッチリセット信号RSTBとを入力とするNANDゲートNAND2、NANDゲートNAND2の出力信号を反転させ、さらにNANDゲートNAND2の入力に伝達するインバータINV9で実現することができる。そして、第2ラッチ回路903は、偶数個のインバータで実現することができる。
上述のように、シフトレジスタ507は、書込みコマンドECASPWTの立ち下がりエッジで立ち上がり、書込みクロックDCLKの立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を入力とする。そして、第1書込みストローブ信号WTSTB<0>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第2書込みストローブ信号WTSTB<1>と、第2書込みストローブ信号WTSTB<1>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第3書込みストローブ信号WTSTB<2>と、第3書込みストローブ信号WTSTB<2>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第4書込みストローブ信号WTSTB<3>とを生成する。
このように生成された第1書込みストローブ信号ないし第4書込みストローブ信号WTSTB<0>〜WTSTB<3>は、書込みクロックDCLKと共に、データラッチ制御回路509に入力される。
図10は、図5のデータラッチ制御回路509を示す回路図である。
同図に示すように、データラッチ制御回路509は、データラッチ回路511の制御信号として用いられる書込みフラグ信号DSTBP<0:3>を生成する第1書込みフラグ信号生成部ないし第4書込みフラグ信号生成部151、153、155、157、最終書込み信号CASPWTを生成する書込み信号生成部159を備える。
第1フラグ信号生成部151は、書込みクロックDCLKと第1書込みストローブ信号WTSTB<0>とを入力とするNANDゲートNAND3、NANDゲートNAND3の出力信号を反転させて第1書込みフラグ信号DSTBP<0>として出力するインバータINV10を備える。また、第2書込みフラグ信号生成部153は、書込みクロックDCLKと第2書込みストローブ信号WTSTB<1>とを入力とするNANDゲートNAND4、NANDゲートNAND4の出力信号を反転させて第2書込みフラグ信号DSTBP<1>として出力するインバータINV11を備える。また、第3書込みフラグ信号生成部155は、書込みクロックDCLKと第3書込みストローブ信号WTSTB<2>とを入力とするNANDゲートNAND5、NANDゲートNAND5の出力信号を反転させて第3書込みフラグ信号DSTBP<2>として出力するインバータINV12を備える。また、第4書込みフラグ信号生成部157は、書込みクロックDCLKと第4書込みストローブ信号WTSTB<3>とを入力とするNANDゲートNAND6、NANDゲートNAND6の出力信号を反転させて第4書込みフラグ信号DSTBP<3>として出力するインバータINV13を備える。
そして、書込み信号生成部159は、書込みクロックDCLKと第4書込みストローブ信号WTSTB<3>とを入力とするNANDゲートNAND7、NANDゲートNAND7の出力信号を反転させて最終書込み信号CASPWTとして出力するインバータINV14で実現することができる。
ここで、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>は、書込みクロックDCLKと書込みストローブ信号WTSTB<0:3>とをアンドANDしたため、書込みクロックDCLKの順次的な立ち上がりエッジで立ち上がり、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>の立ち下がりエッジで立ち下がる信号である。
このように生成された書込みフラグ信号DSTBP<0:3>は、データラッチ回路511に伝達される。
図11は、図5のデータラッチ回路511のうち、第1データラッチ回路511Aを示す回路図である。
データラッチ回路511は、第1書込みフラグ信号DSTBP<0>によってバースト書込みデータB_RXD<0:17>で1番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータ(書込みデータフレームの15〜8番目のビットに該当する書込みデータの上位バイトUPPER BYTEと、7〜0番目のビットに該当する書込みデータの下位バイトLOWER BYTE)を格納する第1データラッチ回路、第2書込みフラグ信号DSTBP<1>によって2番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータを格納する第2データラッチ回路、第3書込みフラグ信号DSTBP<2>によって3番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータを格納する第3データラッチ回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>によって4番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータを格納する第4データラッチ回路を備える。
それぞれのデータラッチ回路は、同一の構造を有するが、図11を参照して第1データラッチ回路511Aを説明すると、次の通りである。第1データラッチ回路511Aは、書込みフラグ信号DSTBP<0>を反転するインバータINV15、インバータINV15の出力信号をゲート入力とし、共通端NODE2に接続されたPMOSトランジスタP1、書込みフラグ信号DSTBP<0>をゲート入力とし、前記共通端NODE2に接続されたNMOSトランジスタN1、バースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータをゲート入力とし、前記PMOSトランジスタP1と電源電圧端VDDとの間に接続されたPMOSトランジスタP2、バースト書込みデータB_RXD<0:17>の実質的な書込みデータをゲート入力とし、前記NMOSトランジスタN1と接地電圧端VSSとの間に接続されたNMOSトランジスタN2、前記共通端NODE2に信号をラッチするラッチ回路170で実現することができる。
上述のように、データラッチ回路511は、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>を制御信号として用いて、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>が順次入力される度に16ビットの書込みデータをラッチ回路170に格納する。したがって、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>が入力される瞬間、合わせて64ビットの書込みデータが格納される。
そして、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>と同時に発生する信号である最終書込み信号CASPWTは、書込み信号変換回路521を経て書込みドライバ519に伝達される。
図12は、図5のカラムアドレス選択回路513を示す回路図である。
同図に示すように、カラムアドレス選択回路513は、最終書込み信号CASPWTを反転するインバータINV16、インバータINV15の出力信号をゲート入力とし、共通ノードNODE3に接続されるPMOSトランジスタP3、最終書込み信号CASPWTをゲート入力とし、前記共通ノードNODE3に接続されるNMOSトランジスタN3、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>で5〜0番目のビットに該当するカラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットを伝達するトランスミッションゲートTG5、トランスミッションゲートTG5の出力信号をラッチするラッチ回路251、ラッチ回路251の出力信号を反転するインバータINV17、インバータINV17の出力信号をゲート入力とし、前記NMOSトランジスタN3と接地電圧端VSSとの間に接続されるNMOSトランジスタN4、インバータINV17の出力信号をゲート入力とし、前記PMOSトランジスタP3と電源電圧端VDDとの間に接続されるPMOSトランジスタP4、共通ノードNODE3の信号をラッチして該当カラムアドレスのYIトランジスタ(ビットラインとセグメント入/出力ラインとを接続させるスイッチトランジスタ)を駆動させるカラムアドレス信号BAY<0:5>を出力するラッチ回路253で実現することができる。
カラムアドレス選択回路513は、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、0〜5番目のビットに該当するカラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットをデコードして該当カラムアドレスのYIトランジスタを駆動させて書込みデータをビットラインに伝達する。
図13は、図5のUDMレジスタ515のうち、第1UDMレジスタ515Aを示す回路図である。
UDMレジスタ515は、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、10番目のビットに該当する上位データマスクUDM、B_RXT<10>ビットを格納する第1UDMレジスタ、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、11番目のビットに該当する上位データマスクUDM、B_RXT<11>ビットを格納する第2UDMレジスタ、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、12番目のビットに該当する上位データマスクUDM、B_RXT<12>ビットを格納する第3UDMレジスタ、書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、13番目のビットに該当する上位データマスクUDM、B_RXT<13>ビットを格納する第4UDMレジスタを備える。
それぞれのUDMレジスタは、同じ構造を有するが、図13を参照して第1UDMレジスタ515Aを説明すると、次の通りである。第1UDMレジスタ515Aは、反転した書込みコマンドECASPWTに応答してバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、10番目のビットB_RXT<10>に該当する上位データマスクUDMビットを伝達するトランスミッションゲートTG6、トランスミッションゲートTG6の出力信号をラッチするラッチ回路351、書込みコマンドECASPWTに応答してラッチ回路351の出力信号を伝達するトランスミッションゲートTG7、トランスミッションゲートTG7の出力信号をラッチするラッチ回路353で実現することができる。
上述のように、UDMレジスタ515は、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>の10〜13番目のビットに該当する上位データマスクUDMビットを格納してデータマスク伝送回路517に伝達する役割をする。前記上位データマスクUDMビットは、1つの書込みコマンドフレームに対応して入力される4つの書込みデータフレームのうち、書込みデータの上位バイトUPPER BYTEを書込むか否かを制御するビットである。
図14は、図5のデータマスク伝送回路517のうち、第1下位データマスク伝送回路517Aを示す回路図である。
データマスク伝送回路517は、書込みフラグ信号DSTBP<0:3>に応答して下位データマスクLDMビットB_RXD<16>を書込みドライバ519に伝達する下位データマスク伝送回路と、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答してUDMレジスタ515から出力される上位データマスクUDMビットを書込みドライバ519に伝達する上位データマスク伝送回路とを備える。
ここで、下位データマスク伝送回路は、第1書込みフラグ信号DSTBP<0>に応答して1番目のバースト書込みデータB_RXD<0:17>のうち、16番目のビットに該当する下位データマスクLDMビットを第1書込みドライバに伝達する第1下位データマスク伝送回路、第2書込みフラグ信号DSTBP<1>に応答して2番目の書込みデータフレームの下位データマスクLDMビットを第2書込みドライバに伝達する第2下位データマスク伝送回路、第3書込みフラグ信号DSTBP<2>に応答して3番目の書込みデータフレームの下位データマスクLDMビットを第3書込みドライバに伝達する第3下位データマスク伝送回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して4番目の書込みデータフレームの下位データマスクLDMビットを第4書込みドライバに伝達する第4下位データマスク伝送回路で実現することができる。
そして、上位データマスク伝送回路は、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して第1UDMレジスタの出力信号であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、10番目のビットに該当する1番目の上位データマスクUDMビットを第1書込みドライバに伝達する第1上位データマスク伝送回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して第2UDMレジスタの出力信号であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、11番目のビットに該当する上位データマスクUDMビットを第2書込みドライバに伝達する第2上位データマスク伝送回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して第3UDMレジスタの出力信号であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、12番目のビットに該当する上位データマスクUDMビットを第3書込みドライバに伝達する第3上位データマスク伝送回路、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>に応答して第4UDMレジスタの出力信号であるバースト書込みコマンドB_RXT<0:17>のうち、13番目のビットに該当する4番目の上位データマスクUDMビットを第4書込みドライバに伝達する第4上位データマスク伝送回路で実現することができる。
ここで、下位データマスク伝送回路及び上位データマスク伝送回路は、入力される信号に違いがあるだけで、それ以外は同じ構造を有する。図14を参照して第1下位データマスク伝送回路517Aを説明すると、次の通りである。第1下位データマスク伝送回路517Aは、書込みフラグ信号DSTBP<0>を反転するインバータINV18、インバータINV18の出力信号をゲート入力とし、共通ノードNODE4に接続されたPMOSトランジスタP5、書込みフラグ信号DSTBP<0>をゲート入力とし、共通ノードNODE4に接続されたNMOSトランジスタN5、下位データマスクLDMビットB_RXD<16>をゲート入力とし、電源電圧端VDDと前記PMOSトランジスタP5との間に接続されるPMOSトランジスタP6、下位データマスクLDMビットB_RXD<16>をゲート入力とし、前記NMOSトランジスタN5と接地電圧端VSSとの間に接続されるNMOSトランジスタN6、共通ノードNODE4の信号をラッチするラッチ回路451、ラッチ回路のリセット信号RSTBを反転するインバータINV19、インバータINV19の出力信号をゲート入力とし、共通ノードNODE4と接続されたPMOSトランジスタP7で実現することができる。
上述のように、データマスク伝送回路517は、上位データマスクUDMビット又は下位データマスクLDMビットを書込みフラグ信号DSTBP<0:3>によって書込みドライバ519に伝達する役割を果たす。
次に、書込みドライバ519は、データラッチ回路511の出力である書込みデータQ<0:3>_DATA<0:15>が印加され、バンクのメモリセルに書込むドライバである。
このような動作のために、書込みドライバ519は、第1データラッチ回路ないし第4データラッチ回路に対応するように第1書込みドライバないし第4書込みドライバを備え、一般のDRAMで使用される構造を用いて書込みデータをバンクのメモリセルに同時に書込む。
図15は、書込み動作回路のノーマル書込み動作を示すタイミング図である。そして、バースト書込みデータB_RXD<0:15>とは、バースト書込みデータB_RXD<0:17>で0〜15番目のビットの上位バイトUPPER BYTEと下位バイトLOWER BYTEとを意味する。
同図に示すように、ノーマル書込み動作は、バースト書込みコマンドB_RXT<0:17>で17番目のビットであるコマンドCMDビットが書込みデータが印加される間にのみ論理レベルがローとなり、それ以外の区間では論理レベルがハイとなるのを用いて、書込みデータが印加されるときのみ動作する書込みクロックDCLKを生成する。ここで、書込みデータは、4クロックの周期の間に16ビット単位で入力されるため、書込みクロックDCLKは4クロックの周期を有する。
そして、書込みコマンドECASPWTの立ち下がりエッジで立ち上がり、書込みクロックDCLKの立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を生成し、同様に、以前の書込みストローブ信号WTSTB<0:2>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第2ないし第4書込みストローブ信号WTSTB<1:3>を生成する。
また、書込みクロックDCLKの順次的な立ち上がりエッジで立ち上がり、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>の立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みフラグ信号ないし第4書込みフラグ信号DSTBP<0:3>を生成して書込みデータD<0:3>をラッチする。そして、第4書込みフラグ信号DTSTB<3>と同時に生成される最終書込み信号CASPWTを遅延させ、パルス幅を調節させて、書込みデータD<0:3>をメモリセルに書込む書込みドライバの制御信号として用いられる書込みドライバイネーブル信号BWENを出力する。
結果として、ノーマル書込み動作は、書込みデータD<0:3>が印加される間にのみトグルする書込みクロックDCLKを生成して順次印加される16ビットの書込みデータD<0:3>をメモリセルに書込む。
図16は、書込み動作回路のプリエンプションバースト書込み動作を示すタイミング図である。ここで、プリエンプションバースト書込み動作とは、書込みデータD<0:3>の印加時、それぞれの書込みデータの間にNOP及びその他のコマンドが印加されるときの書込み動作を意味する。
同図に示すように、プリエンプションバースト書込み動作は、書込みデータD<0:3>が印加されるときのみ書込みクロックDCLKをアクティブにし、NOP及びその他のコマンドが入力されるときは、書込みクロックDCLKがインアクティブになるように制御する。
そして、書込みコマンドECASPWTの立ち下がりエッジで立ち上がり、書込みクロックDCLKの立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みストローブ信号WTSTB<0>を生成し、同様に、以前の書込みストローブ信号WTSTB<0:2>の立ち下がりエッジに立ち上がって書込みクロックDCLKの1周期の間アクティブになる第2ないし第4書込みストローブ信号WTSTB<1:3>を生成する。
また、書込みクロックDCLKの順次的な立ち上がりエッジで立ち上がり、書込みストローブ信号WTSTB<0:3>の立ち下がりエッジで立ち下がる第1書込みフラグ信号ないし第4書込みフラグ信号DTSTB<0:3>を生成して書込みデータD<0:3>をラッチする。そして、第4書込みフラグ信号DSTBP<3>と同時に生成される最終書込み信号CASPWTを遅延させ、パルス幅を調節させて、書込みデータD<0:3>をメモリセルに書込む書込みドライバの制御信号として用いられる書込みドライバイネーブル信号BWENを出力する。
結果として、プリエンプションバースト書込み動作は、書込みデータD<0:3>が印加される間にアクティブになり、NOP及びその他のコマンドが印加される間には、インアクティブになる書込みクロックDCLKを生成して順次印加される16ビットの書込みデータD<0:3>をメモリセルに書込む。
上述のように、本発明は、書込みデータが印加される間にのみアクティブになる書込みクロックDCLKを生成してノーマル書込み動作及びプリエンプションバースト書込み動作可能なマルチポートメモリ装置を製造する。
以上、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想の範囲から逸脱しない範囲内で様々な変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。
例えば、上述の実施形態で用いられたロジックの種類及び配置は、入力信号及び出力信号がいずれもハイアクティブ信号である場合を一例として実現したものであるので、信号のアクティブ極性が変われば、ロジックの実現例も同じく変化するほかなく、このような実現例は、その数があまりにも膨大であり、またその実現例の変化が本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって技術的に容易に推測できる事項であるため、それぞれの場合については言及しないものとする。
また、上述の実施形態における書込みクロック生成回路、シフトレジスタスタータ回路、データラッチ制御回路及びシフトレジスタが、その他のロジックによって実現できることは自明である。
一般の単一ポートメモリ装置を示すブロック図である。 従来のマルチポートメモリ装置を示すブロック図である。 図2のマルチポートメモリ装置の書込みコマンドフレームを示す図である。 図2のマルチポートメモリ装置の書込みデータフレームを示す図である。 図2のマルチポートメモリ装置の書込み動作を示すタイミング図である。 図2のマルチポートメモリ装置の書込み動作を示すタイミング図である。 マルチポートメモリ装置のバンク制御部の書込み経路を示す図である。 図5の受信部RXを示す回路図である。 図5の書込みクロック生成回路を示す回路図である。 図5のシフトレジスタスタータ回路を示す回路図である。 図5のシフトレジスタを示す回路図である。 図5のデータラッチ制御回路を示す回路図である。 図5の第1データラッチ回路を示す回路図である。 図5のカラムアドレス選択回路を示す回路図である。 図5の第1UDMレジスタを示す回路図である。 図5の第1下位データマスク伝送回路を示す回路図である。 図5のマルチポートメモリ装置のノーマル書込み動作を示すタイミング図である。 図5のマルチポートメモリ装置のプリエンプションバースト書込み動作を示すタイミング図である。
符号の説明
501 受信部RX
503 書込みクロック生成回路
505 シフトレジスタスタータ回路
507 シフトレジスタ
509 データラッチ制御回路
511 データラッチ回路
513 カラムアドレス選択回路
515 UDMレジスタ
517 データマスク伝送回路
519 書込みドライバ
521 書込み信号変換回路

Claims (26)

  1. 外部装置との直列入/出力インタフェースを支援する多数のポートと、該ポートと並列に情報の送/受信を行う多数のバンクと、該バンクと前記ポートとの間における情報の送受信を支援する多数のグローバル入/出力ラインとを備えたマルチポートメモリ素子において、
    書込みデータが印加される間にのみトグルする書込みクロックを生成する書込みクロック生成部と、
    書込みコマンド及び前記書込みクロックに応答して書込みフラグ信号及び書込みドライバイネーブル信号を生成する書込み制御部と、
    前記書込みフラグ信号に応答して該当バースト書込みデータをラッチするデータラッチ回路と、
    書込みデータマスク信号及び前記書込みドライバイネーブル信号に応答して前記データラッチ回路から出力されたデータを該当バンクに伝達する書込みドライバと、
    を備えることを特徴とするマルチポートメモリ装置。
  2. 前記多数のポートからの並列化データが印加され、バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドを備えるデータフレームを生成する受信部と、
    前記バースト書込みコマンドをデコードしてカラムアドレスを選択するカラムアドレス選択回路と、
    前記書込みフラグ信号に応答して前記バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドが入力され、書込みデータマスク信号を出力するデータマスク出力部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のマルチポートメモリ装置。
  3. 前記受信部が、
    前記多数のバンクのうち、該当バンクを選択するバンク選択信号を制御信号として前記各ポートからの並列化データを個別に入力される多数のマックスからなるマックス部と、
    内部クロックを制御信号として前記マックス部の出力信号が入力され、バースト書込みデータ及びバースト書込みコマンドを備えるデータフレームを生成する多数のフリップフロップを備えるフリップフロップ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
  4. 前記バースト書込みコマンドが、前記バースト書込みデータより先に生成されることを特徴とする請求項3に記載のマルチポートメモリ装置。
  5. 前記フリップフロップ回路が、
    前記マックス部の出力信号を反転する第1インバータと、
    前記クロックに応答して前記第1インバータの出力信号を伝達する第1トランスミッションゲートと、
    該第1トランスミッションゲートの出力信号をラッチしてバースト書込みコマンドとして出力する第1ラッチ回路と、
    該第1ラッチ回路の出力信号を反転する第2インバータと、
    前記クロックに応答して第2インバータの出力信号を伝達する第2トランスミッションゲートと、
    該第2トランスミッションゲートの出力信号をラッチしてバースト書込みデータとして出力する第2ラッチ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項3に記載のマルチポートメモリ装置。
  6. 前記書込み制御部が、
    前記書込みコマンド及び書込みクロックに応答してシフトレジスタをセットするシフトレジスタスタータ回路と、
    該シフトレジスタスタータ回路の出力信号を書込みクロックの立ち下がりエッジに整列するようにシフトさせ、書込みストローブ信号として出力する前記シフトレジスタと、
    前記書込みストローブ信号を分周して順次アクティブになる多数の書込みフラグ信号と最終書込み信号とを生成するデータラッチ制御回路と、
    前記最終書込み信号のパルス幅を変化させて書込みドライバイネーブル信号として出力する書込み信号変換回路と、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
  7. 前記カラムアドレス選択回路が、
    前記データフレームのうち、カラムアドレスCOLUMN ADDRESSビットをデコードして該当カラムアドレスのYIトランジスタ(ビットラインとセグメント入/出力ラインとを接続するトランジスタ)を駆動させるカラムアドレス信号を出力することを特徴とする請求項6に記載のマルチポートメモリ装置。
  8. 前記カラムアドレス選択回路が、
    前記書込みコマンドに応答して前記カラムアドレスビットを伝達する第3トランスミッションゲートと、
    該第3トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第第3ラッチ回路と、
    該第3ラッチ回路の出力信号を反転する第3インバータと、
    該第3インバータの出力信号をゲート入力とする第1NMOSトランジスタ及び第1PMOSトランジスタと、
    前記最終書込み信号を反転する第4インバータと、
    該第4インバータの出力信号をゲート入力とし、第1ノードに接続された第2PMOSトランジスタと、
    前記最終書込み信号をゲート入力とし、第1ノードに接続された第2NMOSトランジスタと、
    前記第1ノードの信号をラッチしてカラムアドレス信号として出力する第4ラッチ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項7に記載のマルチポートメモリ装置。
  9. 前記データマスク出力部が、
    前記書込みデータのうち、上位ビットの書込みを防止する上位データマスクビットを格納する上位データマスクビットレジスタと、
    該上位データマスクビットレジスタの上位データマスクビットを前記書込みドライバに伝送する上位データマスクビット伝送回路と、
    前記書込みデータのうち、下位ビットの書込みを防止する下位バイトマスクビットを前記書込みドライバに伝送する下位バイトマスクビット伝送回路と、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
  10. 前記上位データマスクビットレジスタが、
    前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、1番目の上位データマスクビットを格納する第1上位データマスクビットレジスタと、
    前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、2番目の上位データマスクビットを格納する第2上位データマスクビットレジスタと、
    前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、3番目の上位データマスクビットを格納する第3上位データマスクビットレジスタと、
    前記書込みコマンドに応答して、データフレームのうち、4番目の上位データマスクビットを格納する第4上位データマスクビットレジスタと、
    を備えることを特徴とする請求項9に記載のマルチポートメモリ装置。
  11. 前記第1上位データマスクビットレジスタないし第4上位データマスクビットレジスタが、
    前記書込みコマンドに応答して前記上位データマスクビットを伝達する第4トランスミッションゲートと、
    該第4トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第5ラッチ回路と、
    前記書込みコマンドに応答して第5ラッチ回路の出力信号を伝達する第5トランスミッションゲートと、
    該第5トランスミッションゲートの出力信号をラッチする第6ラッチ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項10に記載のマルチポートメモリ装置。
  12. 前記下位バイトマスクビット伝送回路が、
    前記第1書込みフラグ信号に応答して1番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第1下位データマスク伝送回路と、
    前記第2書込みフラグ信号に応答して2番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第2下位データマスク伝送回路と、
    前記第3書込みフラグ信号に応答して3番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第3下位データマスク伝送回路と、
    前記第4書込みフラグ信号に応答して4番目の下位データマスクLDMビットを前記書込みドライバに伝達する第4下位データマスク伝送回路と、
    を備えることを特徴とする請求項10に記載のマルチポートメモリ装置。
  13. 前記上位データマスク伝送回路が、
    前記第4書込みフラグ信号に応答して第1上位データマスクレジスタの出力である1番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第1上位データマスク伝送回路と、
    前記第4書込みフラグ信号に応答して第2上位データマスクレジスタの出力である2番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第2上位データマスク伝送回路と、
    前記第4書込みフラグ信号に応答して第3上位データマスクレジスタの出力である3番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第3上位データマスク伝送回路と、
    前記第4書込みフラグ信号に応答して第4上位データマスクレジスタの出力である4番目の上位データマスクUDMビットを前記書込みドライバに伝達する第4上位データマスク伝送回路と、
    を備えることを特徴とする請求項12に記載のマルチポートメモリ装置。
  14. 前記下位データマスク伝送回路及び上位データマスク伝送回路が、
    該当書込みフラグ信号を反転する第5インバータと、
    該第5インバータの出力信号をゲート入力とし、第2ノードに接続された第3PMOSトランジスタと、
    前記書込みフラグ信号をゲート入力とし、第2ノードに接続された第3NMOSトランジスタと、
    前記上位データマスクUDMビット又は下位データマスクLDMビットをゲート入力とする第4PMOSトランジスタ及び第4NMOSトランジスタと、
    前記ラッチ回路のリセット信号を反転する第6インバータと、
    該第6インバータの出力信号をゲート入力とし、第2ノードと接続された第5PMOSトランジスタと、
    前記第2ノードの信号をラッチして該当上位データマスクUDMビットを出力する第7ラッチ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項12又は13に記載のマルチポートメモリ装置。
  15. 前記シフトレジスタスタータ回路が、書込みコマンドと前記書込みクロックの論理レベルとに応答して第1書込みストローブ信号をアクティブにし、前記シフトレジスタをセットすることを特徴とする請求項6に記載のマルチポートメモリ装置。
  16. 前記シフトレジスタスタータ回路が、
    前記書込みクロックを遅延させる第1遅延回路と、
    該第1遅延回路の出力信号を反転する第7インバータと、
    該第7インバータの出力信号と書込みクロックとを入力とするノアゲートと、
    該ノアゲートの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第5NMOSトランジスタと、
    前記書込みコマンドを反転する第8インバータと、
    該第8インバータの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第6PMOSトランジスタと、
    前記第3ノードの信号をラッチする第8ラッチ回路と、
    リセット信号を反転する第9インバータと、
    該第9インバータの出力信号をゲート入力とし、第3ノードと接続された第6NMOSトランジスタと、
    前記第8ラッチ回路の出力信号を反転させてシフトレジスタをセットする、第1書込みストローブ信号として出力する第10インバータと、
    を備えることを特徴とする請求項15に記載のマルチポートメモリ装置。
  17. 前記シフトレジスタが、
    前記第1書込みストローブ信号を前記書込みクロックに整列させるが、第1書込みストローブ信号より1クロックシフトさせ、第2書込みストローブ信号として出力する第1フリップフロップ回路と、
    前記第2書込みストローブ信号を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第3書込みストローブ信号として出力する第2フリップフロップ回路と、
    前記第3書込みストローブ信号を1クロック(書込みクロックDCLKへの整列状態)シフトさせ、第4書込みストローブ信号として出力する第3フリップフロップ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項15に記載のマルチポートメモリ装置。
  18. 前記第1フリップフロップ回路ないし第3フリップフロップ回路が、
    前記書込みクロックに応答して自体の入力信号を伝達する第6トランスミッションゲートと、
    該第6トランスミッションゲートの出力信号をラッチし、ラッチリセット信号によってリセットされる第9ラッチ回路と、
    前記書込みクロックに応答して第9ラッチ回路の出力信号を伝達する第7トランスミッションゲートと、
    該第7トランスミッションゲートの出力信号をラッチして自体の出力信号を出力する第10ラッチ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項17に記載のマルチポートメモリ装置。
  19. 前記第9ラッチ回路が、
    前記第6トランスミッションゲートの出力信号とラッチリセット信号とを入力とする第1NANDゲートと、
    該第1NANDゲートの出力信号を反転させ、さらに前記第1NANDゲートの入力に伝達する第11インバータと、
    を備えることを特徴とする請求項18に記載のマルチポートメモリ装置。
  20. 前記データラッチ制御回路が、
    前記データラッチ回路の制御信号として用いられ、順次アクティブになる多数の書込みフラグ信号を生成する書込みフラグ信号生成部と、
    書込み信号を生成する書込み信号生成部と、
    を備えることを特徴とする請求項17に記載のマルチポートメモリ装置。
  21. 前記書込みフラグ信号生成部が、
    前記書込みクロックと第1書込みストローブ信号とに応答して第1書込みフラグ信号を生成する第1書込みフラグ信号生成部と、
    前記書込みクロックと第2書込みストローブ信号とに応答して第2書込みフラグ信号を生成する第2書込みフラグ信号生成部と、
    前記書込みクロックと第3書込みストローブ信号とに応答して第3書込みフラグ信号を生成する第3書込みフラグ信号生成部と、
    前記書込みクロックと第4書込みストローブ信号とに応答して第4書込みフラグ信号を生成する第4書込みフラグ信号生成部と、
    を備えることを特徴とする請求項20に記載のマルチポートメモリ装置。
  22. 前記第1書込みフラグ信号生成部ないし第4書込みフラグ信号生成部が、
    前記書込みクロックと書込みストローブ信号とを入力とする第2NANDゲートと、
    該第2NANDゲートの出力信号を反転させて書込みフラグ信号として出力する第12インバータと、
    を備えることを特徴とする請求項21に記載のマルチポートメモリ装置。
  23. 前記書込み信号生成部が、
    前記書込みクロックと第4書込みストローブ信号とを入力とする第3NANDゲートと、
    該第3NANDゲートの出力信号を反転させて書込み信号として出力する第13インバータと、
    を備えることを特徴とする請求項20に記載のマルチポートメモリ装置。
  24. 前記書込みクロック生成部が、
    前記データフレームのうち、コマンドCMDビットを反転する第14インバータと、
    該第14インバータの出力信号とクロックとを入力とする第4NANDゲートと、
    該第4NANDゲートの出力信号を反転させて書込みクロックを生成する第15インバータと、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
  25. 前記データラッチ回路が、
    前記第1書込みフラグ信号に応答して1番目のバースト書込みデータを格納する第1データラッチ回路と、
    前記第2書込みフラグ信号に応答して2番目のバースト書込みデータを格納する第2データラッチ回路と、
    前記第3書込みフラグ信号に応答して3番目のバースト書込みデータを格納する第3データラッチ回路と、
    前記第4書込みフラグ信号に応答して4番目のバースト書込みデータを格納する第4データラッチ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載のマルチポートメモリ装置。
  26. 前記第1データラッチ回路ないし第4データラッチ回路のそれぞれが、
    該当書込みフラグ信号を反転する第16インバータと、
    該第16インバータの出力信号をゲート入力とし、第4ノードに接続された第7PMOSトランジスタと、
    前記書込みフラグ信号をゲート入力とし、第4ノードに接続された第7NMOSトランジスタと、
    前記バースト書込みデータをゲート入力とする第8PMOSトランジスタ及び第8NMOSトランジスタと、
    前記第4ノードの信号をラッチして書込みデータを格納する第11ラッチ回路と、
    を備えることを特徴とする請求項25に記載のマルチポートメモリ装置。
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