JP2008059752A - デュアルアクセスdram、集積回路メモリ、および、複数のdramサブアレイを有する集積回路メモリを動作させる方法 - Google Patents

デュアルアクセスdram、集積回路メモリ、および、複数のdramサブアレイを有する集積回路メモリを動作させる方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 同じアドレス指定されたメモリセルからのデータを第2のDRAMサブアレイへ転送または読出しつつ、集積回路外部からの読出または書込を可能にし、もしくは、無関係のDRAMサブアレイ同士間でデータを転送することが可能なメモリアーキテクチャを提供する。
【解決手段】 デュアルアクセスDRAMは、第1および第2の組のデータラインを含む。既存の1組の多重化トランジスタと同様のタイミングおよびアドレシングで制御される第2の組の多重化トランジスタをデータラインに追加することにより、データは、追加された1組のデータラインによって第2のサブアレイに転送され得る。第2の組のデータラインは、通常の組のデータラインに加えて使用される追加の内部読出/書込ラインである。第2の組のデータラインは、長さが短く、それに応じて容量が低くなるよう設計されており、そのため、センスアンプに対する追加負荷は小さい。
【選択図】 図3

Description

発明の背景
この発明は一般に、集積回路ダイナミックランダムアクセスメモリ("DRAM")の分野に関する。より特定的には、この発明は、同じアドレス指定されたメモリセルから第2のDRAMサブアレイへデータを転送または読出しつつ、集積回路外部からの読出または書込を可能にするDRAMメモリアーキテクチャに関する。
従来のシングルポート("1T/1C")DRAMセルおよび関連するメモリアーキテクチャは、当該技術分野において公知である。デュアルポート("2T/1C")DRAMセルまたはデュアルポートビデオRAMも、当該技術分野において公知である。これらのデュアルポートビデオRAMは、高速シリアルポートと、従来のマルチビットパラレルポートとを含む。先行技術のメモリセルおよびアーキテクチャでの一問題は、それらが読出または書込といった動作を一度に1つしか行なえない、ということである。
ここで図1を参照すると、先行技術のメモリアーキテクチャ10が示されており、第1の組のデータライン22(INT I/Oおよび相補INT I/O)と、DRAMサブアレイ12Aおよび12Bと、センスアンプブロック14Aおよび14Bと、行デコーディング回路16Aおよび16Bと、列デコーディング回路18Aおよび18Bとを含んでいる。選択トランジスタM0およびM1は、"SEL0"制御信号が動作するや否や、DRAMサブアレイ12Aおよび12Bから感知されたデータをデータライン22に転送するために使用される。同様に、選択トランジスタM2およびM3は、"SEL1"制御信号が動作するや否や、DRAMサブアレイ12Bから感知されたデータをデータライン22に転送するために使用される。図1において理解しやすくするため、相互接続するビットラインおよびワードラインは図示されていない。
ここで図2を参照すると、先行技術のブロック図がセンスアンプブロック14のさらなる詳細を示している。当該技術分野において公知であるように、センスアンプブロック14は複数のセンスアンプ20A〜20Nを含む。各センスアンプは、感知されたデータをDRAMサブアレイからライン15および17に転送するための2つの結合トランジスタに結合されており、ライン15および17は前述のように選択トランジスタに結合されている。
図1を再度参照すると、先行技術のメモリアーキテクチャ10では、SEL0信号またはSEL1信号のいずれかがハイとなり、一方のセンスアンプ帯14Aまたは14Bからのデータをデータライン22上に置く。不可能なことは、その同じデータ、または他のデータを任意の他のDRAMサブアレイへ内部で読出す、または転送することである。
したがって、要望されるのは、同じアドレス指定されたメモリセルからのデータを第2のDRAMサブアレイへ転送または読出しつつ、集積回路外部からの読出または書込を可能にし、もしくは、無関係のDRAMサブアレイ同士間でデータを転送することが可能なメモリアーキテクチャである。
発明の概要
この発明によれば、既存の1組のマルチプレクシングトランジスタと同様のタイミングおよびアドレシングで制御される第2の組のマルチプレクシングトランジスタをデータラインに追加することにより、データは、追加された1組のデータラインによって第2のサブアレイに転送され得る。第2の組のデータラインは、通常の組のデータラインに加えて使用される追加の内部読出/書込ラインである。第2の組のデータラインは、長さが短く、それに応じて容量が低くなるよう設計されており、そのため、センスアンプに対する追加負荷は小さい。
この発明の前述および他の特徴ならびに目的と、それらを達成する態様とは、好ましい実施例の以下の説明を添付図面とともに参照することによってより明らかとなり、この発明自体が最良に理解されるであろう。
詳細な説明
ここで図3を参照すると、この発明に従ったメモリアーキテクチャは、図1に示すものと同じ、第1の組のデータライン22と、DRAMサブアレイ12Aおよび12Bと、センスアンプブロック14Aおよび14Bとを含む。加えて、同じ選択トランジスタM0、M1、M2およびM3、ならびに対応する選択制御信号SEL0およびSEL1が図示されている。しかしながら、図3には、第2の組のデータライン24が設けられている。センスアンプブロック14Aは、"SEL2"制御信号の制御下で、選択トランジスタM4およびM5を介して第2の組のデータラインにも結合されている。センスアンプブロック14Bは、"SEL3"制御信号の制御下で、選択トランジスタM6およびM7を介して第2の組のデータラインにも結合されている。選択トランジスタは、ローカルデータライン15および17と第2の組のデータライン24との間に結合される。双方向性のデータ転送レジスタまたはバッファ19は、第2の組のデータライン24内へ、M4/M5選択回路とM6/M7選択回路との間に挿入される。わかりやすくするため、行および列デコーディング回路は図3には図示されていない。
動作時、第2の組のデータライン24は、データが第1のDRAMサブアレイから第2のDRAMサブアレイへ転送され、それと同時に、第3のDRAMサブアレイからのデータが第1の組のデータライン22を介して外界と書込または読出可能となるように使用される。また、所与のセンスアンプブロックからの選択制御信号の双方の組(たとえば、SEL0およびSEL2)は、一方のDRAMサブアレイからのデータが別のDRAMサブアレイに転送され、同時に、データが外界と書込/読出可能となるように、有効となり得る。この例では、制御信号SEL3はハイであり、制御信号SEL1はローである。このように、DRAMサブアレイ12Aから第1の組のデータライン22に読出または書込されているのと同じデータが、DRAMサブアレイ12Bにも転送されている。データ転送レジスタ19は、転送されたデータを正確に書込むのに十分な駆動能力があることを確実にする。
ここで図4を参照すると、この発明のメモリアーキテクチャ40の拡大図は、DRAMサブアレイ12A、12Bおよび12Cと、センスアンプブロックまたは列14A、14Bおよび14Cを含む。センスアンプブロック14A、14Bおよび14Cは、選択回路SELECT0−5を介して、第1の組のデータライン22および第2の組のデータライン24に結合されている。SELECT回路は、前述の図3で示したものと同じ、2つの選択トランジスタと制御信号とを含む。データ転送レジスタは、第2の組のデータライン24に関連する選択回路同士の間に挿入されて図示されている。データ転送レジスタ19は、SELECT4選択回路とSELECT5選択回路との間に挿入されている。実際の選択制御信号ノードは図4には図示されていない。
図4を参照すると、メモリアーキテクチャ40のさらなる機能性が実証可能である。特に、データが第1の組のデータライン22を介して外界と読出または書込可能である間、データは同時に無関係のDRAMサブアレイ同士間で転送可能である。
たとえば、適切なSELECT回路の適正な切換により、データをセンスアンプ14Cから読出し、またはセンスアンプ14Cに書込み、それと同時にデータをセンスアンプ14Cからセンスアンプ14Aまたは14Bに転送することが可能である。同様に、データをセンスアンプ14Bから読出し、またはセンスアンプ14Bに書込み、それと同時にデータをセンスアンプ14Cからセンスアンプ14Aに転送することが可能である。最後に、データをセンスアンプ14Aから読出し、またはセンスアンプ14Aに書込み、それと同時にデータをセンスアンプ14Cからセンスアンプ14Bに転送することが可能である。
当業者には、図4のメモリアーキテクチャ40またはその変形を用いて、外部データの読出および書込に同じデータまたは無関係なDRAMサブアレイ同士間のデータの要望通りの転送を加えたものを含む、動作の多くの態様を実行できることは、明らかである。もちろん、DRAMサブアレイおよび関連するセンスアンプ列の数は、特定用途の要件および集積メモリ回路のサイズによってのみ限定される。
ここで図5を参照すると、この発明に従ったローカルデータラインおよびグローバルデータラインと選択回路とを含むメモリサブアレイの一部50の概略図が示されている。図5では、センスアンプSA<0>、SA<1>、およびSA<2>にそれぞれ直接結合された実際のビットラインBL<0>、BLB<0>、BL<1>、BLB<1>、BL<2>、およびBLB<2>が見られる。トランジスタM7およびM8は、たとえば、センスアンプSA<0>上の全データレベルをラインDLBおよびDLに結合する。図5では、トランジスタM1およびM2は、ローカルデータラインDLBおよびDLを、CRWおよびCRWBと名付けられた第1の組のグローバルデータラインに結合するために使用される。第1の選択制御信号はWBKと指定される。図5では、トランジスタM5およびM6は、ローカルデータラインDLBおよびDLを、GDQおよびGDQBと名付けられた第2の組のグローバルデータラインに結合するために使用される。第2の選択制御信号はRWと指定される。代表的なDRAMサブアレイの一部のみが示されており、メモリセル(たとえばパストランジスタM16および記憶キャパシタC3)の行および列の数は、或る特定の用途にとって必要とされるとおりに拡張可能である。
この発明の別の実施例60を図6に示す。図6に示す実施例では、第1および第2の組の選択トランジスタが使用されている。この構成は、回路が集積回路上に実際に構成され配置される場合に利点を提供し、他の性能長所を有し得る。なお、図6では、選択トランジスタM1およびM2は、センスアンプSA<0>〜SA<7>からのデータを、第1の組のグローバルデータラインCRWおよびCRWBに結合するために使用される。選択トランジスタM3およびM4は、センスアンプSA<8>〜SA<15>からのデータを、第1の組のグローバルデータラインCRWおよびCRWBに結合するために使用される。選択トランジスタM7およびM8は、センスアンプSA<0>〜SA<7>からのデータを、第2の組のグローバルデータラインGDQおよびGDQBに結合するために使用される。選択トランジスタM7およびM8は、センスアンプSA<8>〜SA<15>からのデータを、第2の組のグローバルデータラインGDQおよびGDQBに結合するために使用される。さらに、第1の組のグローバルデータラインに関連する選択制御信号は2つある。つまり、トランジスタM1およびM2を選択するためのWBK<0>と、トランジスタM3およびM4を選択するためのWBK<1>とである。同様に、第2の組のグローバルデータラインに関連する選択制御信号は2つある。つまり、トランジスタM5およびM6を選択するためのRW<0>と、トランジスタM7およびM8を選択するためのRW<1>とである。
図6には、ローカルデータラインDL<0>、DL<1>、DLB<0>、およびDLB<1>上のデータを、グローバルデータラインGWおよびGWBを介して他のDRAMサブアレイに転送するためのデータ転送レジスタ62が示されている。グローバルデータラインGDQおよびGDQB上のデータを、DおよびQと指定されている外部データ入力端子および出力端子に転送するためのI/O回路ブロック64も示されている。
動作時、データは、データ転送レジスタ62またはI/O回路ブロック64のいずれか、もしくは双方に転送され得る。データをデータ転送レジスタ62のみに転送するには、WBK<0>またはWBK<1>はアクティブであり、RW<0>およびRW<1>は非アクティブである。データをI/O回路ブロックのみに転送するには、WBK<0>およびWBK<1>は非アクティブであり、RW<0>またはRW<1>はアクティブである。データをデータ転送レジスタ62およびI/O回路ブロックの双方に転送するには、WBK<0>およびRW<0>がアクティブでWBK<1>およびRW<1>が非アクティブであるか、または、WBK<0>およびRW<0>が非アクティブでWBK<1>およびRW<1>がアクティブである。
この発明の原理を、特定のメモリアーキテクチャおよび動作の方法とともに上に説明してきたが、前述の説明は単なる例示としてなされており、この発明の範囲に対する限定としてはなされていないことが明確に理解されるべきである。特に、前述の開示の教示は、関連技術分野の当業者に、他の修正を提示することが認識される。そのような修正は、本質的に既に公知である他の特徴、および、既にここに記載された特徴の代わりに、またはその特徴に加えて使用され得る他の特徴を伴っていてもよい。この出願において、特徴の特定の組合せに対して特許請求の範囲が策定されているが、ここの開示の範囲は、明示的にまたは暗示的に開示された任意の新規の特徴もしくは特徴の任意の新規の組合せ、または関連技術の当業者には明らかなその普遍化もしくは修正を、そのようなものが現在任意の請求項において主張されているのと同じ発明に関連しているか否かを問わず、また、それがこの発明が直面しているのと同じ技術的問題のうちのいくつかまたはすべてを緩和するか否かを問わず、同様に含んでいることが理解されるべきである。出願人はこれにより、この出願またはそこから派生する任意のさらなる出願の遂行中に、そのような特徴および/またはそのような特徴の組合せに対して新しい請求項を策定する権利を保有する。
一度に1つの読出または書込動作しかできない先行技術のメモリアーキテクチャのブロック図である。 図1に示すセンスアンプブロックのさらなる詳細を示すブロック図である。 外部の読出または書込動作に加え、追加的なデータ読出または転送動作が可能な、追加の組のデータラインを含むこの発明に従ったメモリアーキテクチャのブロック図である。 追加的動作モードを実証するために3つのDRAMサブアレイと3つのセンスアンプブロックが示されている、この発明に従ったメモリアーキテクチャの第2のブロック図である。 この発明に従った、センスアンプと第1および第2の組のデータラインとを含むメモリアレイの一部の概略図である。 この発明に従った、2組のデータラインに接続されたセンスアンプブロックおよび2組の選択トランジスタの概略図である。
符号の説明
12A,12B DRAMサブアレイ、14A,14B センスアンプ、22 第1の組のデータライン、24 第2の組のデータライン、M0〜M7 選択トランジスタ。

Claims (21)

  1. デュアルアクセスDRAMであって、
    複数のDRAMサブアレイと、
    DRAMサブアレイ内のデータを感知するための複数のセンスアンプ列と、
    第1の組のデータラインと、
    第1の組のデータラインをセンスアンプ列に選択的に結合するための手段と、
    第2の組のデータラインと、
    第2の組のデータラインをセンスアンプ列に選択的に結合するための手段とを含み、
    第1の組のデータラインは、外部データを第1のDRAMサブアレイに書込むために、または、第1のDRAMサブアレイから読出された外部データを提供するために使用され、第2の組のデータラインは、同時にデータを第1のDRAMサブアレイと第2のDRAMサブアレイとの間で転送するために使用される、デュアルアクセスDRAM。
  2. 第1の組のデータラインをセンスアンプ列に選択的に結合するための手段は、各センスアンプ列と第1の組のデータラインとの間にそれぞれ結合される複数の選択回路を含む、請求項1に記載のデュアルアクセスDRAM。
  3. 各選択回路は、
    センスアンプ列と非反転データラインとの間に結合された電流経路と、選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第1のトランジスタと、
    センスアンプ列と反転データラインとの間に結合された電流経路と、選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第2のトランジスタとを含む、請求項2に記載のデュアルアクセスDRAM。
  4. 各選択回路は、
    センスアンプ列内の第1の複数のセンスアンプと非反転データラインとの間に結合された電流経路と、第1の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第1のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第1の複数のセンスアンプと反転データラインとの間に結合された電流経路と、第1の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第2のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第2の複数のセンスアンプと非反転データラインとの間に結合された電流経路と、第2の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第3のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第2の複数のセンスアンプと反転データラインとの間に結合された電流経路と、第2の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第4のトランジスタとを含む、請求項2に記載のデュアルアクセスDRAM。
  5. 第2の組のデータラインをセンスアンプ列に選択的に結合するための手段は、各センスアンプ列と第2の組のデータラインとの間にそれぞれ結合される複数の選択回路を含む、請求項1に記載のデュアルアクセスDRAM。
  6. 各選択回路は、
    センスアンプ列と非反転データラインとの間に結合された電流経路と、選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第1のトランジスタと、
    センスアンプ列と反転データラインとの間に結合された電流経路と、選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第2のトランジスタとを含む、請求項5に記載のデュアルアクセスDRAM。
  7. 各選択回路は、
    センスアンプ列内の第1の複数のセンスアンプと非反転データラインとの間に結合された電流経路と、第1の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第1のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第1の複数のセンスアンプと反転データラインとの間に結合された電流経路と、第1の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第2のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第2の複数のセンスアンプと非反転データラインとの間に結合された電流経路と、第2の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第3のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第2の複数のセンスアンプと反転データラインとの間に結合された電流経路と、第2の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第4のトランジスタとを含む、請求項5に記載のデュアルアクセスDRAM。
  8. 第2の組のデータラインは、同時にデータを第2のDRAMサブアレイと第3のDRAMサブアレイとの間で転送するために使用される、請求項1に記載のデュアルアクセスDRAM。
  9. デュアルアクセスDRAMであって、
    複数のDRAMサブアレイと、
    DRAMサブアレイ内のデータを感知するための複数のセンスアンプ列と、
    外部データを読出し書込むための第1の組のデータラインと、
    第1の組のデータラインをセンスアンプ列にそれぞれ結合するための複数の選択回路と、
    同時に内部データを転送するための第2の組のデータラインと、
    第2の組のデータラインをセンスアンプ列にそれぞれ選択的に結合するための複数の選択回路とを含み、
    第1のDRAMサブアレイからのデータの読出、または第1のDRAMサブアレイへのデータの書込は第1の組のデータラインを介して行なわれ、第1のDRAMサブアレイから第2のDRAMサブアレイへのデータの同時転送は第2の組のデータラインを介して行なわれる、デュアルアクセスDRAM。
  10. 第1の組のデータラインをセンスアンプ列に結合するための各選択回路は、
    センスアンプ列と非反転データラインとの間に結合された電流経路と、選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第1のトランジスタと、
    センスアンプ列と反転データラインとの間に結合された電流経路と、選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第2のトランジスタとを含む、請求項9に記載のデュアルアクセスDRAM。
  11. 第1の組のデータラインをセンスアンプ列に結合するための各選択回路は、
    センスアンプ列内の第1の複数のセンスアンプと非反転データラインとの間に結合された電流経路と、第1の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第1のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第1の複数のセンスアンプと反転データラインとの間に結合された電流経路と、第1の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第2のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第2の複数のセンスアンプと非反転データラインとの間に結合された電流経路と、第2の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第3のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第2の複数のセンスアンプと反転データラインとの間に結合された電流経路と、第2の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第4のトランジスタとを含む、請求項9に記載のデュアルアクセスDRAM。
  12. 第2の組のデータラインをセンスアンプ列に結合するための各選択回路は、
    センスアンプ列と非反転データラインとの間に結合された電流経路と、選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第1のトランジスタと、
    センスアンプ列と反転データラインとの間に結合された電流経路と、選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第2のトランジスタとを含む、請求項9に記載のデュアルアクセスDRAM。
  13. 第2の組のデータラインをセンスアンプ列に結合するための各選択回路は、
    センスアンプ列内の第1の複数のセンスアンプと非反転データラインとの間に結合された電流経路と、第1の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第1のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第1の複数のセンスアンプと反転データラインとの間に結合された電流経路と、第1の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第2のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第2の複数のセンスアンプと非反転データラインとの間に結合された電流経路と、第2の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第3のトランジスタと、
    センスアンプ列内の第2の複数のセンスアンプと反転データラインとの間に結合された電流経路と、第2の選択制御信号を受信するためのゲートとを有する第4のトランジスタとを含む、請求項9に記載のデュアルアクセスDRAM。
  14. 複数のDRAMサブアレイを含む集積回路メモリを動作させる方法であって、
    第1のDRAMサブアレイからデータを読出す、または第1のDRAMサブアレイにデータを書込むステップと、
    同時にデータを第1のDRAMサブアレイから第2のDRAMサブアレイに転送するステップとを含む、集積回路メモリを動作させる方法。
  15. 複数のDRAMサブアレイを含む集積回路メモリを動作させる方法であって、
    第1のDRAMサブアレイからデータを読出す、または第1のDRAMサブアレイにデータを書込むステップと、
    同時にデータを第2のDRAMサブアレイから第3のDRAMサブアレイに転送するステップとを含む、集積回路メモリを動作させる方法。
  16. 第1のDRAMサブアレイからデータを読出す、または第1のDRAMサブアレイにデータを書込むステップは、第1の組のデータラインを介して行なわれる、請求項15に記載の方法。
  17. 同時にデータを第2のDRAMサブアレイから第3のDRAMサブアレイに転送するステップは、第2の組のデータラインを介して行なわれる、請求項15に記載の方法。
  18. 集積回路メモリであって、
    複数のDRAMサブアレイと、
    DRAMサブアレイの第1のポートに結合された第1の組のデータラインと、
    DRAMサブアレイの第2のポートに結合された第2の組のデータラインと、
    第1の組のデータラインに関連するI/O回路と、
    第2の組のデータラインに関連するデータ転送レジスタと、
    データをDRAMサブアレイからデータ転送レジスタまたはI/O回路のいずれかに、もしくは双方に選択的に転送するための手段とを含む、集積回路メモリ。
  19. データを選択的に転送するための手段は、DRAMサブアレイの第1のポートと第1の組のデータラインとの間に結合された複数の選択回路を含む、請求項18に記載の集積回路メモリ。
  20. データを選択的に転送するための手段は、DRAMサブアレイの第2のポートと第2の組のデータラインとの間に結合された複数の選択回路を含む、請求項18に記載の集積回路メモリ。
  21. 第2の組のデータラインに関連する複数のデータ転送レジスタをさらに含む、請求項18に記載の集積回路メモリ。
JP2007295459A 2004-06-28 2007-11-14 デュアルアクセスdram、集積回路メモリ、および、複数のdramサブアレイを有する集積回路メモリを動作させる方法 Expired - Fee Related JP4216322B2 (ja)

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