JP2008204554A - Semiconductor storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、DRAMに用いて好適な半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device suitable for use in a DRAM.
従来、高速動作を可能にすると共に小型化を実現できる半導体メモリ装置(メモリチップ)が開示されている(例えば特許文献1参照。)特許文献1の図4に示すように、コラム系回路ブロック401において、リードアンプ421及びライトアンプ431は、第一スイッチ(SW1)441を介してグローバルI/O線45に接続されている。そして、一対のメモリプレーン111及び121はプリチャージ回路411と、リードアンプ421と、ライトアンプ431の組合せを共有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor memory device (memory chip) that enables high-speed operation and can be miniaturized has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 1 , the read amplifier 42 1 and the write amplifier 43 1 are connected to the global I / O line 45 via the first switch (SW 1 ) 44 1 . The pair of
このような構成により、リードアンプ421は、一対のメモリプレーン111及び121からデータを読み出し、読み出したデータをグローバルI/O線45を介して外部に出力する。また、ライトアンプ431は、グローバルI/O線45から供給されたデータを、一対のメモリプレーン111及び121に対して書き込む。
同文献の図4に示すように、リードアンプ421及びライトアンプ431は相互に接続されている。ここで、リードサイクルのときにライトサイクルを実行しようとすると、ライトアンプ431がリードアンプ421に影響を及ぼすため、リードサイクルとライトサイクルを同一サイクルで実行することができない。このため、データの読出し及び書込みを高速で行うためには、リードサイクル及びライトサイクルをそれぞれ短時間で実行すべく、動作周波数を上げる必要があった。 As shown in FIG. 4 of the document, read amplifier 42 1 and the write amplifier 43 1 are connected to each other. Here, if the write cycle is to be executed during the read cycle, the write amplifier 43 1 affects the read amplifier 42 1 , so the read cycle and the write cycle cannot be executed in the same cycle. Therefore, in order to read and write data at high speed, it is necessary to increase the operating frequency in order to execute the read cycle and the write cycle in a short time.
また、アプリケーションによっては、あるアドレスのデータを読み出した直後に、同一アドレスに違うデータを書き込むことができる。しかし、このような半導体記憶装置は、リードサイクル及びライトサイクルでそれぞれデータの読出し及び書込みを行う必要があり、同一のサイクルで行うことができなかった。 Depending on the application, different data can be written to the same address immediately after the data at a certain address is read out. However, such a semiconductor memory device needs to read and write data in a read cycle and a write cycle, respectively, and cannot be performed in the same cycle.
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、動作周波数を上げることなく、高速にデータの読出し及び書込みを行うことができる半導体記憶装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of reading and writing data at high speed without increasing the operating frequency.
本発明に係る半導体記憶装置は、複数のメモリセルが配列されたメモリバンクと、データ入出力線を介して、前記メモリバンクからデータを読み出し、当該データを保持するデータ読出し手段と、前記データ読出し手段によるデータの読出しと同じサイクルにおいて、前記データ入出力線を介して、前記メモリバンクにデータを書き込むデータ書込み手段と、外部から入力されたデータを前記データ書込み手段に供給するデータ入力手段と、前記データ読出し手段により保持されたデータを外部に出力するデータ出力手段と、を備えている。 A semiconductor memory device according to the present invention includes a memory bank in which a plurality of memory cells are arranged, data reading means for reading data from the memory bank via a data input / output line, and holding the data, and the data reading Data writing means for writing data to the memory bank via the data input / output line, and data input means for supplying data input from the outside to the data writing means, in the same cycle as the data reading by the means; Data output means for outputting the data held by the data reading means to the outside.
このような構成の半導体記憶装置は、データ入出力線の電圧に変化が生じた場合でも、データ読出し手段がデータ入出力線を介してメモリバンクから読み出したデータを保持するので、正常にデータを読み出すことができる。この結果、上記半導体記憶装置は、同一のサイクルにおいて、正常に、データの読出し及び書込みを行うことができる。 In the semiconductor memory device having such a configuration, even when a change occurs in the voltage of the data input / output line, the data reading means holds the data read from the memory bank via the data input / output line. Can be read. As a result, the semiconductor memory device can normally read and write data in the same cycle.
ここで、上記半導体記憶装置は、データ入出力線上に設けられ、データ読出し手段、データ書込み手段のいずれかが活性化するときにオフになるスイッチ素子を更に備えてもよい。このとき、データ読出し手段は、スイッチ素子を介して、データ書込み手段に接続されているとよい。 Here, the semiconductor memory device may further include a switching element that is provided on the data input / output line and is turned off when either the data reading unit or the data writing unit is activated. At this time, the data reading means may be connected to the data writing means via the switch element.
本発明に係る半導体記憶装置は、動作周波数を上げることなく、高速にデータの読出し及び書込みを行うことができる。 The semiconductor memory device according to the present invention can read and write data at high speed without increasing the operating frequency.
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.
半導体記憶装置は、ロウクロックを発生するロウクロック発生器10と、カラムアドレスを発生し又はバーストをカウントするカラムクロック発生器/バーストカウンタ20と、ロウアドレスを一時蓄積し又はリフレッシュ回数をカウントするロウアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ30と、カラムアドレスを一時蓄積するカラムアドレスバッファ40と、データマスクを一時蓄積するデータマスクバッファ50と、を備えている。
The semiconductor memory device includes a
また、上記半導体記憶装置は、データを記憶するメモリバンク100Aと、メモリバンク100Aに対してデータを書き込み又は読み出す制御を行うデータ制御回路70と、外部から入力されるデータDを一時蓄積してデータ制御回路70に供給する入力バッファ61と、データ制御回路70から読み出されたデータQを一時蓄積して外部に出力する出力バッファ62と、を備えている。
In addition, the semiconductor memory device includes a
メモリバンク100Aは、複数のメモリセルが配列されたメモリセルアレイ101Aと、行方向を選択するアドレスであるロウアドレスに基づいてワード線の電圧を制御するロウデコーダ(X−デコーダ)102Aと、列方向を選択するアドレスであるカラムアドレスに基づいてカラム選択線の電圧を制御するカラムデコーダ(Y−デコーダ)103Aと、データの読み出し時にメモリセルの電圧を増幅するためのセンスアンプ104Aと、を備えている。
The
メモリセルアレイ101Aは、マトリクス状に配列された複数のメモリセルで構成されている。ロウデコーダ102Aは、ロウアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ30からロウアドレスが供給されると、そのロウアドレスに対応するメモリセルを選択すべく、ロウアドレスに基づいてワード線の電圧を制御して活性化する。
The
カラムデコーダ103Aは、メモリセルアレイ101Aのカラム選択線を活性化する。すなわち、カラムデコーダ103Aは、カラムアドレスバッファ40からカラムアドレスが供給されると、カラムアドレスに基づいて、メモリバンク100Aのカラム選択線の電圧を制御して活性化する。
The
これにより、ロウアドレス及びカラムアドレスに基づいてメモリセルが選択され、選択されたメモリセルにデータが書き込まれ、又は選択されたメモリセルからデータが読み出される。そして、読み出されたデータは、センスアンプ104Aにより増幅される。
As a result, a memory cell is selected based on the row address and the column address, and data is written to the selected memory cell, or data is read from the selected memory cell. The read data is amplified by the
また、メモリバンク100Aは、多数の入出力ピン、例えば512ビットずつのデータの同時入力又は同時出力が可能な512本ずつの入力ピン及び出力ピンを有し、通常モードでは、512ビットずつデータを読み出したり、512ビットずつデータを書き込んだりする。
In addition, the
ここで、ロウクロック発生器10は、外部から供給されるクロック(CLK)、チップセレクト信号(CSB)、リフレッシュ信号(REF)に基づいて、ロウアドレスを同期させるためのロウクロックを発生する。ロウクロック発生器10は、このロウクロックをロウアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ30、及びメモリバンク100Aに供給する。
Here, the
カラムクロック発生器/バーストカウンタ20は、クロック(CLK)、チップセレクト信号(CSB)、リフレッシュ信号(REF)、リード・イネーブル信号(REB)、ライト・イネーブル信号(WEB)に基づいて、カラムアドレスを同期させるためのカラムクロックを発生する。そしてカラムクロック発生器/バーストカウンタ20は、このカラムクロックをカラムアドレスバッファ40、データマスクバッファ50、入力バッファ61、出力バッファ62、データ制御回路70に供給する。
The column clock generator /
ロウアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ30は、ロウクロック発生器10で発生されたロウクロックに同期して、外部から供給されるロウアドレスAi(i=4〜16)を一時蓄積した後、そのロウアドレスをメモリバンク100Aに供給する。また、ロウアドレスバッファ/リフレッシュカウンタ30は、メモリバンク100Aのリフレッシュ回数をカウントする。
The row address buffer /
カラムアドレスバッファ40は、カラムクロック発生器/バーストカウンタ20で発生されたカラムクロックに同期して、外部から供給されるカラムアドレスAi(i=0〜3)を一時蓄積する。そして、カラムアドレスバッファ40は、そのカラムアドレスをメモリバンク100Aのカラムデコーダ103Aに供給する。
The
データマスクバッファ50は、外部から供給されるデータマスクDMi[i=0〜63]を一時蓄積した後、データマスクDMiをデータ制御回路70に供給する。
The
入力バッファ61は、例えば512本の多ビット入力端子を介して入力される書き込み対象となる512ビットのデータDを一時蓄積した後、このデータDをデータ制御回路70に供給する。出力バッファ62は、データ制御回路70から出力された512ビットのデータQを一時蓄積し、このデータQを例えば512本の多ビット出力端子を介して外部へ出力する。
The
データ制御回路70は、入力バッファ61から512ビットずつのデータが供給されると、メモリバンク100Aに512ビットのデータを一度に書き込む。また、データ制御回路70は、メモリバンク100Aから一度に512ビットずつのデータを読み出してデータを一旦記憶し、512ビットずつバーストで出力し、この512ビットのデータQを出力バッファ66に供給する。
When the 512-bit data is supplied from the
図2は、メモリバンク100A及びデータ制御回路70の要部構成を示す回路図である。メモリバンク100Aのメモリセルアレイ101Aは、マトリクス状に配列された複数のメモリセル(Memory cell)と、行方向に配列された複数のワード線対WL(WL1k〜WL100)と、列方向に配列された複数のカラム選択線CSL(CSL0〜CSLj)と、を備えている。そして、所定のワード線WLに所定の電圧がかかって活性化されると、メモリセルの電荷がビット線対BL、/BLに出力される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the main configuration of the
各ワード線WLは、ロウデコーダ102Aに接続されている。ロウデコーダ102Aは、図1に示したロウアドレスバッファ・リフレッシュカウンタ30からロウアドレスが供給されると、そのロウアドレスに対応するワード線WLに所定レベルの信号を出力して活性化し、所定時間経過後に信号出力を停止する。なお、ロウデコーダ102Aは、1つのコマンドのみで動作できるように、信号を出力した後自動的にその信号をリセットするための内部遅延素子を有している。
Each word line WL is connected to the
センスアンプ104Aは、ビット線対BL、/BLの各々の電圧を増幅して出力する。なお、ビット線BLの増幅値が出力されるセンスアンプ104Aの出力端子は、MOSFET2のソースに接続されている。ビット線/BLの増幅値が出力されるセンスアンプ104Aの出力端子は、MOSFET3のソースに接続されている。
The
MOSFET2のドレインは、ローカル入出力線LIOTに接続され、そのゲートはカラム選択線CSLに接続されている。MOSFET3のドレインは、ローカル入出力線LIONに接続され、そのゲートはカラム選択線CSLに接続されている。したがって、カラム選択線CSLに所定の電圧が印加され活性化されると、MOSFET2、3がオンになる。そして、センスアンプ104Aは、ビット線BLの電圧をローカル入出力線LIOTに出力し、ビット線/BLの電圧をローカル入出力線LIONに出力する。
The drain of the
また、データ制御回路70は、メモリバンク100Aにデータを書き込むライトアンプ71と、メモリバンク100Aからデータを読み出すリードランプ72と、否定論理和回路6と、否定回路7と、PMOSトランジスタ8、9と、を備えている。
The data control
ライトアンプ71は、ライトアンプ活性化信号WAEが供給されると活性化され、入力バッファ61から供給されたデータを増幅して、メモリバンク100Aに書き込む。リードアンプ72は、データラッチ型であり、グローバル入出力線GIOT、GIONのデータを保持(ラッチ)する。そして、リードアンプ72は、リードアンプ活性化信号DAEが供給されると活性化され、データを増幅して、出力バッファ62に供給する。
The write amplifier 71 is activated when the write amplifier activation signal WAE is supplied, amplifies the data supplied from the
ライトアンプ71及びリードアンプ72には、グローバル入出力線対GIOT、GIONが接続されている。よって、ライトアンプ71は、グローバル入出力線対GIOT、GIONを介して、メモリバンク100Aにデータを書き込む。リードアンプ72は、グローバル入出力線対GIOT、GIONを介して、メモリバンク100Aからデータを読み出す。
A global input / output line pair GIOT, GION is connected to the write amplifier 71 and the
グローバル入出力線対GIOTは、MOSFET4のドレインに接続されている。MOSFET4のソースはローカル入出力線LIOTに接続され、そのゲートには選択信号SELが入力される。グローバル入出力線対GIONは、MOSFET5のドレインに接続されている。MOSFET5のソースはローカル入出力線LIONに接続され、そのゲートには選択信号SELが入力される。
The global input / output line pair GIOT is connected to the drain of the MOSFET 4. The source of the MOSFET 4 is connected to the local input / output line LIOT, and the selection signal SEL is input to its gate. The global input / output line pair GION is connected to the drain of the
よって、選択信号SELがローレベルからハイレベルになると、MOSFET4、5がオンになり、ローカル入出力線対LIOT、LIONが、グローバル入出力線対GIOT、GIOTNに接続される。このとき、ライトアンプ71はグローバル入出力線対GIOT、GIONを介してメモリバンク100Aにデータを書き込むことができ、またリードアンプ72はグローバル入出力線対GIOT、GIONを介してメモリバンク100Aからデータを読み出すことができる。
Therefore, when the selection signal SEL changes from the low level to the high level, the
否定論理和回路6は、ライトアンプ活性化信号WAEとリードアンプ活性化信号DAEとの否定論理和を演算する。否定論理和回路6の出力端子は、否定回路7を介して、PMOSトランジスタ8、9にそれぞれ接続されている。
The negative OR
ここで、ライトアンプ活性化信号WAE、リードアンプ活性化信号DAEのいずれもLレベルのとき、すなわちライトアンプ71、リードアンプ72が共に活性化されていないときは、PMOSトランジスタ8、9はオンになる。このとき、リードアンプ72は、グローバル入出力線GIOT、GIONのデータを保持(ラッチ)する。
Here, when both the write amplifier activation signal WAE and the read amplifier activation signal DAE are at L level, that is, when both the write amplifier 71 and the
そして、リードアンプ活性化信号DAEがHレベルになると、PMOSトランジスタ8、9がオフになると共に、リードアンプ72が活性化される。このとき、リードアンプ72は、ライトアンプ71と遮断された状態になり、ライトアンプ71の影響を受けることなく、データを増幅して出力バッファ62に供給する。
When the read amplifier activation signal DAE becomes H level, the
また、ライトアンプ活性化信号WAEがHレベルになると、PMOSトランジスタ8、9はオフのままで、ライトアンプ71が活性化される。このとき、ライトアンプ71は、リードアンプ72と遮断された状態であるので、リードアンプ72に影響を与えることなく、グローバル入出力線GIOT、GIONを介して、増幅したデータをメモリバンク100Aに書き込むことができる。
When the write amplifier activation signal WAE becomes H level, the
図3は、第1の実施形態に係る半導体記憶装置の外部信号及び内部信号のタイミングチャートである。半導体記憶装置の外部信号としては、クロック(CLK)、ロウアドレス及びカラムアドレスのいずれかを示すアドレス(Ai:i=0、1、2、・・・、16)、リード・イネーブル信号(REB)、ライト・イネーブル信号(WEB)、入力データ(Di/DMj)、出力データ(Qi)がある。 FIG. 3 is a timing chart of external signals and internal signals of the semiconductor memory device according to the first embodiment. External signals of the semiconductor memory device include a clock (CLK), an address indicating one of a row address and a column address (Ai: i = 0, 1, 2,..., 16), a read enable signal (REB). , Write enable signal (WEB), input data (Di / DMj), and output data (Qi).
また、内部信号としては、ロウアドレスによって特定された行方向の活性化を示すRASバー信号RASB(Lレベルで活性化を示す。)、カラムアドレスによって特定された列方向の活性化を示すカラム選択信号CSLk(k=0,1,・・・)、リードアンプ活性化信号DAE、ライトアンプ活性化信号WAEがある。 As internal signals, a RAS bar signal RASB indicating activation in the row direction specified by the row address (indicating activation at the L level), a column selection indicating activation in the column direction specified by the column address There are a signal CSLk (k = 0, 1,...), A read amplifier activation signal DAE, and a write amplifier activation signal WAE.
図3によると、半導体記憶装置には、1クロック毎に、アドレスA(i)が供給されると共に、ライトサイクル、リードサイクル、リード−ライトサイクルが行われる。 According to FIG. 3, the address A (i) is supplied to the semiconductor memory device every clock, and a write cycle, a read cycle, and a read-write cycle are performed.
(ライトサイクル)
クロック0が立ち上がると、ライト・イネーブル信号WEBがLレベルになり、ライトサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、データDi(0)と当該データの記憶先を示すアドレスA(0)とが入力される。
(Light cycle)
When the
そして、クロック0の立ち上がりに同期して、RASBが所定時間立ち下がることによりロウアドレスが示すワード線WLが活性化され、その後、カラム選択信号CSL0が立ち上がる。これにより、ロウアドレス及びカラムアドレスが示すメモリセルが選択された状態になる。
Then, in synchronization with the rising edge of
更に、カラム選択信号CSL0より所定時間遅れて、ライトアンプ活性化信号WAEが立ち上がる。この結果、図2に示すライトアンプ71は、グローバル入出力線GIOT/N、ローカル入出力線LIOT/Nを介して、選択されたメモリセルにデータを書き込む。 Further, the write amplifier activation signal WAE rises after a predetermined time from the column selection signal CSL0. As a result, the write amplifier 71 shown in FIG. 2 writes data to the selected memory cell via the global input / output line GIOT / N and the local input / output line LIOT / N.
(リードサイクル)
クロック1が立ち上がると、リード・イネーブル信号REBがLレベルになり、リードサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、読み出すべきデータの記憶先を示すアドレスA(1)が入力される。
(Read cycle)
When the
そして、クロック1の立ち上がりに同期して、RASBが所定時間立ち下がることによりロウアドレスが示すワード線WLが活性化され、その後、カラム選択信号CSL1が立ち上がる。これにより、ロウアドレス及びカラムアドレスが示すメモリセルが選択された状態になる。選択されたメモリセルのデータは、グローバル入出力線GIOT/N、ローカル入出力線LIOT/Nを介して、リードアンプ72に供給される。
Then, in synchronization with the rise of
更に、カラム選択信号CSL1より所定時間遅れて、リードアンプ活性化信号DAEが立ち上がる。この結果、図2に示すリードアンプ72は、メモリセルから読み出されたデータを増幅して、図1の出力バッファ62へ供給する。
Further, the read amplifier activation signal DAE rises after a predetermined time from the column selection signal CSL1. As a result, the
(リード−ライトサイクル)
クロック2が立ち上がると、ライト・イネーブル信号及びリード・イネーブル信号が共にLレベルになり、リード−ライトサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、読み出すべきデータの記憶先であると共に新たなデータDi(2)の記憶先を示すアドレスA(2)と、新たなデータDi(2)と、が入力される。
(Read-write cycle)
When
そして、クロック2の立ち上がりに同期して、RASBが所定時間立ち下がることによりロウアドレスが示すワード線WLが活性化され、その後、カラム選択信号CSL2が立ち上がる。これにより、ロウアドレス及びカラムアドレスが示すメモリセルが選択された状態になる。選択されたメモリセルのデータは、グローバル入出力線GIOT/N、ローカル入出力線LIOT/Nを介して、リードアンプ72に供給される。
Then, in synchronization with the rising edge of the
更に、カラム選択信号CSL0より所定時間遅れて、リードアンプ活性化信号DAEが立ち上がり、リードアンプ活性化信号DAEより所定時間遅れてライトアンプ活性化信号WAEが立ち上がる。この結果、図2に示すリードアンプ72は、メモリセルから読み出されたデータを増幅して、図1の出力バッファ62へ供給する。その後、ライトアンプ71は、グローバル入出力線GIOT/N、ローカル入出力線LIOT/Nを介して、選択されたメモリセルにデータを書き込む。
Further, the read amplifier activation signal DAE rises after a predetermined time delay from the column selection signal CSL0, and the write amplifier activation signal WAE rises after a predetermined time delay from the read amplifier activation signal DAE. As a result, the
図4は、リード−ライトサイクルにおける内部信号を示すタイミングチャートである。RASBが立ち下がると、所定時間経過後にワード線WLが立ち上がり活性化され、ビット線対BL、/BLに差信号が発生する。 FIG. 4 is a timing chart showing internal signals in the read-write cycle. When RASB falls, the word line WL rises and is activated after a predetermined time, and a difference signal is generated between the bit line pair BL and / BL.
次に、カラム選択信号CSLが立ち上がると、メモリセルのデータがグローバル入出力線対GIOT/Nに供給される。これにより、グローバル入出力線GIOT/NがVCCレベルから差信号が発生する。そして、リードアンプ活性化信号DAEが立ち上がり(期間T1)、図2に示すリードアンプ72は、活性化され、グローバル入出力線GIOT/Nの差信号を増幅して出力する。このとき、図2に示すPMOSトランジスタ8、9がオフになるので、その後、グローバル入出力線GIOT/Nが変化しても、リードアンプ72に影響はない。
Next, when the column selection signal CSL rises, the data in the memory cell is supplied to the global input / output line pair GIOT / N. As a result, the global input / output line GIOT / N generates a difference signal from the VCC level. Then, the read amplifier activation signal DAE rises (period T1), and the
更に、ライトアンプ活性化信号WAEが立ち上がると(期間T2)、図2に示すライトアンプ71は、活性化され、グローバル入出力線GIOT/Nを介してデータを書き込む。これにより、グローバル入出力線GIOT/Nの差信号が反転する。このとき、PMOSトランジスタ8、9がオフのままであるので、ライトアンプ71は、リードアンプ72に影響を与えることなく、データを書き込むことができる。
Further, when the write amplifier activation signal WAE rises (period T2), the write amplifier 71 shown in FIG. 2 is activated and writes data via the global input / output line GIOT / N. As a result, the difference signal of the global input / output line GIOT / N is inverted. At this time, since the
以上のように、第1の実施形態に係る半導体記憶装置は、ライトアンプ71、リードアンプ72のいずれか一方を活性化しているときに、ライトアンプ71とリードアンプ72との接続状態を遮断した状態でデータの読出し又は書き込みを実行する。これにより、上記半導体記憶装置は、同一サイクルにおいて、グローバル入出力線GIOT/Nの差信号が変化しても、正常にデータを読み出した後に、正常にデータを書き込むことができる。この結果、上記半導体記憶装置は、同一サイクルで512ビットずつのデータの読出し及び書き込みを行うので、動作周波数を上げることなく、高速に処理することができる。
As described above, the semiconductor memory device according to the first embodiment cuts off the connection state between the write amplifier 71 and the
[第2の実施形態]
つぎに、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同じ回路については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same circuits as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図5は、本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。第2の実施形態に係る半導体記憶装置は、いわゆる2バンク構成であり、図1に示す構成に加えて、メモリバンク100Bを備えている。メモリバンク100Bは、メモリセルアレイ101Bと、ロウデコーダ(X−デコーダ)102Bと、カラムデコーダ(Y−デコーダ)103Bと、センスアンプ104Bと、を備えている。データ制御回路70は、図2に示す構成の回路が2組(メモリバンク100A、100B用に)設けられている。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. The semiconductor memory device according to the second embodiment has a so-called two-bank configuration, and includes a
図6は、第2の実施形態に係る半導体記憶装置の外部信号及び内部信号のタイミングチャートである。なお、データ又は信号に付されている“A”はメモリバンク100A用であることを示し、“B”はメモリバンク100B用であることを示す。
FIG. 6 is a timing chart of external signals and internal signals of the semiconductor memory device according to the second embodiment. Note that “A” attached to the data or signal indicates that the
半導体記憶装置の外部信号としては、図3に示したものに加えて、ACTBがある。また、内部信号としては、図3に示したCSLkに代えて、メモリバンク100A用のカラム選択信号CSLAk(k=0,1,・・・)及びメモリバンク100B用のカラム選択信号CSLBk(k=0,1,・・・)がある。
As an external signal of the semiconductor memory device, there is ACTB in addition to the signal shown in FIG. As internal signals, instead of the CSLk shown in FIG. 3, a column selection signal CSLAk (k = 0, 1,...) For the
図6によると、半導体記憶装置には、2クロック毎に、アドレスA(i)が供給されると共に、ライトサイクル、リードサイクル、リード−ライトサイクルが行われる。 According to FIG. 6, an address A (i) is supplied to the semiconductor memory device every two clocks, and a write cycle, a read cycle, and a read-write cycle are performed.
(ライトサイクル)
クロック0が立ち上がると、ライト・イネーブル信号WEBがLレベルになり、ライトサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、データDi(0A)と、1クロック経過後にデータDi(0B)と、これらのデータの記憶先を示すアドレスA(0)とが入力される。
(Light cycle)
When the
次に、クロック1の立ち上がりに同期して、RASBが所定時間立ち下がることによりロウアドレスが示すワード線WLが活性化される。
Next, in synchronization with the rise of the
クロック2では、上記のRASBの立ち下がりに同期して、カラム選択信号CSLA0/CSLB0が立ち上がる。これにより、ロウアドレス及びカラムアドレスが示すメモリセルが選択された状態になる。更に、カラム選択信号CSLA0/CSLB0より所定時間遅れて、ライトアンプ活性化信号WAEが立ち上がる。この結果、図2に示すライトアンプ71は、グローバル入出力線GIOT/N、ローカル入出力線LIOT/Nを介して、選択されたメモリセルにデータDi(0A)、Di(0B)を書き込む。
In
(リードサイクル)
クロック2が立ち上がると、リード・イネーブル信号がLレベルになり、リードサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、読み出すべきデータの記憶先を示すアドレスA(1)が入力される。
(Read cycle)
When
次に、クロック3の立ち上がりに同期して、RASBが所定時間立ち下がることによりロウアドレスが示すワード線WLが活性化される。
Next, in synchronization with the rise of the
クロック4では、上記のRASBの立下りに同期して、カラム選択信号CSLA1/CSLB1が立ち上がる。これにより、ロウアドレス及びカラムアドレスが示すメモリセルが選択された状態になる。選択されたメモリセルのデータは、グローバル入出力線GIOT/N、ローカル入出力線LIOT/Nを介して、リードアンプ72に供給される。
In clock 4, the column selection signal CSLA1 / CSLB1 rises in synchronization with the fall of the RASB. As a result, the memory cell indicated by the row address and the column address is selected. The data of the selected memory cell is supplied to the
更に、カラム選択信号CSL1より所定時間遅れて、リードアンプ活性化信号DAEが立ち上がる。この結果、図2に示すリードアンプ72は、メモリセルから読み出されたデータを増幅して、図1の出力バッファ62へ供給する。そして、出力バッファ62から外部へデータQi(A1)が出力される。
Further, the read amplifier activation signal DAE rises after a predetermined time from the column selection signal CSL1. As a result, the
(リード−ライトサイクル)
クロック4が立ち上がると、ライト・イネーブル信号及びリード・イネーブル信号が共にLレベルになり、リード−ライトサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、読み出すべきデータの記憶先であると共に新たなデータDi(2A)、Di(2B)の記憶先を示すアドレスA(2)と、新たなデータDi(2A)と、1クロック後にデータDi(2B)が入力される。
(Read-write cycle)
When the clock 4 rises, both the write enable signal and the read enable signal become L level, and a read-write cycle starts. At this time, the semiconductor memory device has an address A (2) indicating a storage destination of data to be read and a storage destination of new data Di (2A) and Di (2B), and new data Di (2A). Data Di (2B) is input after one clock.
そして、クロック5の立ち上がりに同期して、RASBが所定時間立ち下がることによりロウアドレスが示すワード線WLが活性化される。
Then, in synchronization with the rise of the
クロック6では、上記のRASBのたち下がりに同期して、カラム選択信号CSLA2/CSLB2が立ち上がる。これにより、ロウアドレス及びカラムアドレスが示すメモリセルが選択された状態になる。選択されたメモリセルのデータは、グローバル入出力線GIOT/N、ローカル入出力線LIOT/Nを介して、リードアンプ72に供給される。
In the
更に、カラム選択信号CSLA2/CSLB2より所定時間遅れて、リードアンプ活性化信号DAEが立ち上がり、リードアンプ活性化信号DAEより所定時間遅れてライトアンプ活性化信号WAEが立ち上がる。この結果、図2に示すリードアンプ72は、ライトアンプ71と遮断された状態になって、メモリセルから読み出されたデータを増幅して、図1の出力バッファ62へ供給する。また、ライトアンプ71は、リードアンプ72と遮断された状態で、グローバル入出力線GIOT/N、ローカル入出力線LIOT/Nを介して、選択されたメモリセルにデータを書き込む。
Further, the read amplifier activation signal DAE rises after a predetermined time delay from the column selection signal CSLA2 / CSLB2, and the write amplifier activation signal WAE rises after a predetermined time delay from the read amplifier activation signal DAE. As a result, the
以上のように、第2の実施形態に係る半導体記憶装置は、2バンク構成であっても、第1の実施形態と同様に、同一サイクルで512ビットずつのデータの読出し及び書き込みを行うので、動作周波数を上げることなく、高速に処理することができる。 As described above, the semiconductor memory device according to the second embodiment reads and writes 512-bit data in the same cycle even in the two-bank configuration, as in the first embodiment. High-speed processing can be performed without increasing the operating frequency.
[第3の実施形態]
つぎに、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、上述した実施形態と同じ回路については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same circuit as embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.
図7は、本発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装置の構成を示すブロック図である。第3の実施形態に係る半導体記憶装置は、いわゆる4バンク構成であり、図5に示す構成に加えて、メモリバンク200A、200Bを備えている。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention. The semiconductor memory device according to the third embodiment has a so-called four-bank configuration, and includes
図8は、第3の実施形態に係る半導体記憶装置の外部信号及び内部信号のタイミングチャートである。なお、データに付されている“A”、“B”、“C”、“D”はそれぞれメモリバンク100A、100B、200A、200B用であることを示す。また、信号に付されている“A1”、“B1”、“A2”、“B2”はそれぞれメモリバンク100A、100B、200A、200B用であることを示す。
FIG. 8 is a timing chart of external signals and internal signals of the semiconductor memory device according to the third embodiment. Note that “A”, “B”, “C”, and “D” attached to the data indicate that they are for the
図8によると、半導体記憶装置には、4クロック毎に、アドレスA(i)が供給されると共に、ライトサイクル、リードサイクル、リード−ライトサイクルが行われる。 According to FIG. 8, the address A (i) is supplied to the semiconductor memory device every four clocks, and a write cycle, a read cycle, and a read-write cycle are performed.
(ライトサイクル)
クロック0が立ち上がると、ライト・イネーブル信号WEBがLレベルになり、ライトサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、データの記憶先を示すアドレスA(0)と、クロック0からクロック3にかけてデータDi(0A)、Di(0B)、Di(0C)、Di(0D)が入力される。そして、クロック2において、ライトアンプ活性化信号WAE1が立ち上がると、メモリバンク100A、100BにデータDi(0A)、Di(0B)がそれぞれ書き込まれる。また、クロック4において、ライトアンプ活性化信号WAE2が立ち上がると、メモリバンク200A、200BにデータDi(0C)、Di(0D)がそれぞれ書き込まれる。
(Light cycle)
When the
(リードサイクル)
クロック4が立ち上がると、リード・イネーブル信号REBがLレベルになり、リードサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、読み出すべきデータの記憶先を示すアドレスA(1)が入力される。そして、クロック6において、リードアンプ活性化信号DAE1が立ち上がると、メモリバンク100A、100BからデータQi(1A)、Qi(1B)がそれぞれ読み出される。また、クロック8において、リードアンプ活性化信号DAE2が立ち上がると、メモリバンク200A、200BからデータQi(1C)、Qi(1C)がそれぞれ読み出される。これらのデータQi(1A)、Qi(1B)、Qi(1C)、Qi(1C)は、クロック9〜12にかけて外部に出力される。
(Read cycle)
When the clock 4 rises, the read enable signal REB becomes L level and the read cycle starts. At this time, an address A (1) indicating a storage destination of data to be read is input to the semiconductor memory device. When the read amplifier activation signal DAE1 rises at
(リード−ライトサイクル)
クロック8が立ち上がると、ライト・イネーブル信号及びリード・イネーブル信号が共にLレベルになり、リード−ライトサイクルに移行する。このとき、半導体記憶装置には、読み出すべきデータの記憶先であると共に新たなデータDi(2A)、Di(2B)、Di(2C)、Di(2D)の記憶先を示すアドレスA(2)と、新たなデータDi(2A)、Di(2B)、Di(2C)、Di(2D)が入力される。
(Read-write cycle)
When the
そして、クロック10では、リードアンプ活性化信号DAE1が立ち上がり、所定時間経過後、ライトアンプ活性化信号WAE1が立ち上がる。この結果、メモリバンク100A、100BからそれぞれデータQi(2A)、Qi(2B)が読み出された後、メモリバンク100A、100BにそれぞれデータDi(2A)、Di(2B)が書き込まれる。
In the
また、クロック12では、リードアンプ活性化信号DAE2が立ち上がり、所定時間経過後、ライトアンプ活性化信号WAE2が立ち上がる。この結果、メモリバンク200A、200BからそれぞれデータQi(2C)、Qi(2D)が読み出された後、メモリバンク100A、100BにそれぞれデータDi(2C)、Di(2D)が書き込まれる。
In the
以上のように、第3の実施形態に係る半導体記憶装置は、4バンク構成であっても、上述した実施形態と同様に、同一サイクルで512ビットずつのデータの読出し及び書き込みを行うので、動作周波数を上げることなく、高速に処理することができる。 As described above, the semiconductor memory device according to the third embodiment reads and writes data in 512 bits at the same cycle even in the 4-bank configuration, as in the above-described embodiment. High-speed processing can be performed without increasing the frequency.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can also be applied to a design modified within the scope of the claims.
6 否定論理和回路
7 否定回路
8,9 PMOSトランジスタ
61 入力バッファ
62 出力バッファ
70 データ制御回路
71 ライトアンプ
72 リードアンプ
100A、100B、200A、200B メモリバンク
6 NAND circuit 7
Claims (2)
データ入出力線を介して、前記メモリバンクからデータを読み出し、当該データを保持するデータ読出し手段と、
前記データ読出し手段によるデータの読出しと同じサイクルにおいて、前記データ入出力線を介して、前記メモリバンクにデータを書き込むデータ書込み手段と、
外部から入力されたデータを前記データ書込み手段に供給するデータ入力手段と、
前記データ読出し手段により保持されたデータを外部に出力するデータ出力手段と、
を備えた半導体記憶装置。 A memory bank in which a plurality of memory cells are arranged; and
Data reading means for reading data from the memory bank and holding the data via a data input / output line;
Data writing means for writing data to the memory bank via the data input / output line in the same cycle as the data reading by the data reading means;
Data input means for supplying data input from the outside to the data writing means;
Data output means for outputting the data held by the data reading means to the outside;
A semiconductor memory device.
前記データ読出し手段は、前記スイッチ素子を介して、前記データ書込み手段に接続されている
請求項1に記載の半導体記憶装置。 A switching element provided on the data input / output line, which is turned off when either the data reading means or the data writing means is activated;
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the data reading unit is connected to the data writing unit via the switch element.
Priority Applications (1)
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JP2007040055A JP2008204554A (en) | 2007-02-20 | 2007-02-20 | Semiconductor storage device |
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Citations (4)
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2007
- 2007-02-20 JP JP2007040055A patent/JP2008204554A/en active Pending
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