JP2009026376A - Storage circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a storage circuit capable of reducing the number of transistors per memory cell by sharing a reading circuit in an SRAM, and reducing a maximum current and preventing electromigration by using slow charging based on adiabatic charging. <P>SOLUTION: An SRAM circuit includes two inverters, flip-flops FF for receiving each other's output, and transfer transistors N<SB>3</SB>and N<SB>4</SB>for transmitting signals to bit lines BL and BLi_N. In this case, A signal read from a memory cell during reading is entered to a gate of an nMOSFET(N<SB>6</SB>) having a source grounded, and a circuit having a drain of the nMOSFET(N<SB>6</SB>) and the bit line BL_N grounded by an nMOSFET(N<SB>7</SB>) is shared by a plurality of memory cell lines Line<SB>1</SB>to Line<SB>N</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、SRAMの読み出し時において、1メモリあたりのトランジスタ数を低減し、さらに微細化を進めた場合の電流密度の増大を断熱充電の方法により抑制する記憶回路に関する。   The present invention relates to a memory circuit that reduces the number of transistors per memory at the time of reading from an SRAM and suppresses an increase in current density when further miniaturization is performed by a method of adiabatic charging.

従来より知られているSRAMの回路構成について図8を参照して説明する。従来のSRAMは、CMOSインバータ2個を用いて互いの出力を他方の入力に接続するフリップフロップをメモリ素子としている。   A conventional SRAM circuit configuration will be described with reference to FIG. A conventional SRAM uses, as a memory element, a flip-flop that connects two outputs to the other input using two CMOS inverters.

この回路は、トランスファートランジスタN300、N400を有しており、データ読み出し動作は、両方のビット線BL、BL_Nの電位をVDDとし、トランスファートランジスタN300およびN400をONした後、たとえば一方のビット線BL_Nの電位が降下するが、これを図示しないセンスアンプによりセンスを行うというものである。 This circuit has transfer transistors N 300 and N 400. In the data read operation, after the potentials of both bit lines BL and BL_N are set to VDD and the transfer transistors N 300 and N 400 are turned ON, for example, The potential of the bit line BL_N drops, but this is sensed by a sense amplifier (not shown).

この図8に示した技術では、あるビット線BL_Nの電位が十分に降下しGNDとなった場合、トランスファートランジスタN400の両端の電位は、VDDとGNDであり、この場合、微細化を進めた場合大きな電流密度となり、エレクトロマイグレーションによる配線断線といった問題が生じてしまう。 In the technique shown in FIG. 8, when the potential of a bit line BL_N becomes sufficiently lowered to GND, the potential across the transfer transistor N 400 is the VDD and GND, in this case, was miniaturized In this case, the current density becomes large, and problems such as wiring disconnection due to electromigration occur.

この問題を解決する為に、2つのポートを持つSRAM(2-portSRAM、デュアルポートSRAM)の読み出し回路を用いて、読み出しを行う方法が有効と考えられる。2-portSRAMの回路を図9に示す(非特許文献1参照)。   In order to solve this problem, it is considered effective to use a read circuit of an SRAM (2-port SRAM, dual port SRAM) having two ports. A circuit of 2-port SRAM is shown in FIG. 9 (see Non-Patent Document 1).

図9の2-portSRAMにおいて、読み出しビット線RBLは、VDDにプリチャージする必要は無く、VDD/8であってもよい。このとき、トランスファートランジスタN220とN210の直列接続の両端は、VDD/8とGND電位となり、微細化を進めた場合の電流密度を小さくすることができ、エレクトロマイグレーションによる配線断線の問題を解決しうる。
L.Chang et al.,”Stable SRAM Cell Design for the 32 nm Node and beyond,”IEEE Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers,pp.128-129(2005年)
In the 2-port SRAM of FIG. 9, the read bit line RBL does not need to be precharged to VDD, and may be VDD / 8. At this time, both ends of the series connection of the transfer transistors N 220 and N 210 become VDD / 8 and the GND potential, the current density when miniaturization is advanced can be reduced, and the problem of wiring disconnection due to electromigration is solved. Yes.
L. Chang et al., “Stable SRAM Cell Design for the 32 nm Node and beyond,” IEEE Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers, pp.128-129 (2005)

しかしながら、図9に示した従来の技術では、こうした2-portSRAM回路の場合、1メモリセル8トランジスタ(8T)となり、2つのポートを持たない通常のSRAM(図8を参照)の6Tと比べLSI面積が増大してしまうという問題点があった。   However, in the conventional technique shown in FIG. 9, in the case of such a 2-port SRAM circuit, one memory cell has eight transistors (8T), and LSI compared with 6T of a normal SRAM (see FIG. 8) having no two ports. There was a problem that the area would increase.

本発明の目的は、上記に鑑みてなされたものであり、SRAMにおいて読み出し回路を共有化することにより1メモリセルあたりのトランジスタ数を低減することができ、さらに断熱充電による緩やかな充電を用いて、最大電流の低減とエレクトロマイグレーションの発生を防止することができる記憶回路を提供することを目的とする。   An object of the present invention has been made in view of the above, and by sharing a read circuit in an SRAM, the number of transistors per memory cell can be reduced, and further, gentle charging by adiabatic charging is used. An object of the present invention is to provide a memory circuit that can reduce the maximum current and prevent electromigration.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の本発明は、二つのインバータと、互いの出力を互いの入力とする一組のフリップフロップと、前記フリップフロップとビット線との間で信号を伝達するトランスファートランジスタと、を有してデータの書き込みと読み出しを行うための記憶回路において、前記データの読み出し時において、メモリセルからの読み出し信号をソースを接地したnMOSFETのゲート部分に入力し、このnMOSFETのドレインとビット線とを他のnMOSFETにより接続し、複数のメモリセル行において共有する読み出し回路を備える。   In order to solve the above problem, the present invention according to claim 1 is directed to two inverters, a pair of flip-flops having outputs of each other as inputs, and signals between the flip-flops and the bit lines. A storage transistor for transmitting and receiving data, and at the time of reading the data, a read signal from the memory cell is input to the gate portion of the nMOSFET whose source is grounded, The nMOSFET has a drain circuit and a bit line connected by another nMOSFET, and a read circuit shared by a plurality of memory cell rows is provided.

また、請求項2に記載の本発明は、請求項1において、前記読み出し回路を2つ配置して、前記データの読み出し時に2つのビット線の信号のうちの一方がハイインピーダンスであり、他方がGND状態とされ、これらの前記信号を読み出すために2つのCMOSインバータから構成されたフリップフロップと、このフリップフロップをセンスアンプとして、該フリップフロップの電源電圧を緩やかに変化させる断熱信号を用いることにより、前記GND状態のビット線を前記GND状態としたまま、前記ハイインピーダンスのビット線を高電圧状態とし、これによりデータを読み出す。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the two read circuits are arranged, and one of the signals of the two bit lines is high impedance when the data is read, and the other is By using a flip-flop composed of two CMOS inverters to be in the GND state and reading these signals, and using the adiabatic signal that gently changes the power supply voltage of the flip-flop using the flip-flop as a sense amplifier The high impedance bit line is set to a high voltage state while the GND state bit line is set to the GND state, thereby reading data.

また、請求項3に記載の本発明は、請求項1において、読み出し信号を伝達するnMOSFETのワード線を緩やかにGNDから高い電圧に昇圧し、ビット線の状態を確かめながら読み出しを行う。   According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the word line of the nMOSFET that transmits the read signal is gradually boosted from GND to a high voltage, and the read is performed while checking the state of the bit line.

また、請求項4に記載の本発明は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記メモリセルは、
前記メモリセル電源線を通じて前記フリップフロップ内の各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で、高電圧から低電圧へと変化する電圧を入力する第1の電圧入力手段と、
前記フリップフロップ回路の一方をGNDとし、前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で、低電圧から高電圧へと変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、
を有することを特徴とする
また、請求項5に記載の本発明は、請求項4において、前記メモリセル電源線と電源線との間にスイッチを有し、前記データの書き込み時において、前記メモリセル電源線の電位を低減させた後に前記スイッチをOFFとして前記メモリセル電源線をハイインピーダンスとし、一方のビット線をGND状態としたまま、他方のビット線を緩やかに昇圧することにより前記書き込みを行う。
Further, according to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the memory cell includes:
A first voltage input for inputting a voltage changing from a high voltage to a low voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of each pMOS transistor in the flip-flop through the memory cell power line. Means,
One of the flip-flop circuits is set to GND, and a voltage for changing from a low voltage to a high voltage is input to one input terminal of the flip-flop circuit for a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Voltage input means;
The present invention according to claim 5 further includes a switch between the memory cell power supply line and the power supply line according to claim 4, and the memory is written when the data is written. After the potential of the cell power supply line is reduced, the switch is turned OFF, the memory cell power supply line is set to high impedance, and while the one bit line is in the GND state, the other bit line is gently boosted to perform the writing. Do.

本発明によれば、SRAMにおいて読み出し回路を共有化することにより1メモリセルあたりのトランジスタ数を低減することができ、さらに断熱充電による緩やかな充電を用いて、最大電流の低減とエレクトロマイグレーションの発生を防止することができる記憶回路を提供することができる。   According to the present invention, the number of transistors per memory cell can be reduced by sharing the readout circuit in the SRAM, and further, the maximum current can be reduced and the electromigration can be generated by using gentle charging by adiabatic charging. It is possible to provide a memory circuit that can prevent the above.

<第1の実施形態>
図1に本発明の第1の実施形態を示す。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

この図1に示すように、二つのインバータを持ち、互いの出力を互いの入力とするフリップフロップFFと、ビット線BL、BLi_Nへ信号を伝達するトランスファートランジスタN、Nを有するSRAM回路において、読み出し時にメモリセルからの読み出し信号を、ソースを接地したnMOSFET(N)のゲート部分に入力し、このnMOSFET(N)のドレインとビット線BL_NとをnMOSFET(N)により接続した回路を、複数のメモリセル行Line〜Lineに対して共有することを特徴とする。 As shown in FIG. 1, in an SRAM circuit having two inverters and having transfer transistors N 3 and N 4 for transmitting a signal to bit lines BL and BLi_N, and a flip-flop FF having outputs of each other as inputs. A read signal from the memory cell at the time of reading is input to the gate portion of the nMOSFET (N 6 ) whose source is grounded, and the drain of the nMOSFET (N 6 ) and the bit line BL_N are connected by the nMOSFET (N 7 ). Is shared by a plurality of memory cell rows Line 1 to Line N.

動作方法は次のとおりである。すなわち、書き込み時には、ワード線RWLはLowとし、ワード線WLとWLおよびWWLはHighとする。これによりビット線BLとBL_Nがメモリセル内のフリップフロップFFと接続される。ビット線の一方にVDD、他の一方にVDD/2より小さい信号を入力することにより書き込みを行う事ができる。 The operation method is as follows. That is, when the write word line RWL is Low, the word line WL 1 and WL 2 and WWL is set to High. As a result, the bit lines BL and BL_N are connected to the flip-flop FF in the memory cell. Writing can be performed by inputting a signal smaller than VDD / 2 to one of the bit lines and VDD to the other.

また、読み出し時には、WWLをLow、RWLをHighとし、WLをLow、WLをHighとする。これによりN4 を伝わる信号がHighの時に、nMOSFET(N)の入力がHighとなるために、N6 がONとなる。また、N7 はRWLがHighなのでONとなり、よってBL_NはGNDに接地される。ビット線をある電圧に事前にプリチャージしておき、電位の降下が確認できた場合には、N4 を伝達する出力信号はHighであることがわかる。逆に電位の降下が確認できない場合には、N4 を伝達する出力信号はLowであることがわかる。 At the time of reading, WWL is set to Low, RWL is set to High, WL 1 is set to Low, and WL 2 is set to High. Thus, when the signal transmitted through N 4 is High, the input of the nMOSFET (N 6 ) is High, so that N 6 is turned ON. N 7 is ON because RWL is High, and therefore BL_N is grounded to GND. If the bit line is precharged to a certain voltage in advance and a potential drop is confirmed, it can be seen that the output signal for transmitting N 4 is High. Conversely, when the potential drop cannot be confirmed, it can be seen that the output signal for transmitting N 4 is Low.

プリチャージ電圧はVDDである必要は無く、VDD/2,VDD/4またはVDD/8であっても良く、電圧の降下が確認できるならば良い。VDD/8の場合、電圧が1/8倍となり、エレクトロマイグレーションの問題が解決できる。   The precharge voltage does not need to be VDD, and may be VDD / 2, VDD / 4, or VDD / 8 as long as the voltage drop can be confirmed. In the case of VDD / 8, the voltage becomes 1/8 times and the electromigration problem can be solved.

この方法により、1メモリセルのトランジスタ数が低減できる。今、分割したビット線BLi_Nに、8行のメモリセル行が接続されている場合を考える。この時、Line1 からLine8 が接続される。この場合に1メモリセルの平均トランジスタ数は、[6×8+3]/8=6.375となる。従来回路は8個であるから、従来回路の6.375/8=80%となる。また、16行のメモリセル行が接続されている場合に1メモリセルの平均トランジスタ数は、[6×16+3]/16=6.188となる。この場合、従来回路の6.188/8=77%となる。 By this method, the number of transistors in one memory cell can be reduced. Consider a case where eight memory cell rows are connected to the divided bit line BLi_N. At this time, Line 1 to Line 8 are connected. In this case, the average number of transistors in one memory cell is [6 × 8 + 3] /8=6.375. Since there are eight conventional circuits, 6.375 / 8 = 80% of the conventional circuit. In addition, when 16 memory cell rows are connected, the average number of transistors in one memory cell is [6 × 16 + 3] /16=6.188. In this case, 6.188 / 8 = 77% of the conventional circuit.

2-portSRAMではない、6TのSRAMと比較した場合、面積の増大は6.188/6=3%でよいことになる。   When compared with a 6T SRAM, which is not a 2-port SRAM, the area increase may be 6.188 / 6 = 3%.

なお、この第1の実施形態は、フリップフロップFFから、外部のビット線に接続するトランスファートランジスタは1ポートであり、通常のシングルポートSRAMである。   In the first embodiment, the transfer transistor connected to the external bit line from the flip-flop FF is one port, and is a normal single-port SRAM.

<第2の実施形態>
図2に本発明の第2の実施形態を示す。
<Second Embodiment>
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.

この図2において、読み出し時にビット線を差動で読み出しを行わせるために、図1の共有回路部分をビット線の右側だけではなく、両側に配置し、2つのビット線の信号をセンスアンプ1により読み出しすることを特徴とする。また、センスアンプの回路構成を、図3に示す。   In FIG. 2, in order to read the bit line differentially at the time of reading, the shared circuit portion of FIG. 1 is arranged not only on the right side of the bit line but also on both sides, and signals on the two bit lines are sent to the sense amplifier 1. It is characterized by reading by the above. The circuit configuration of the sense amplifier is shown in FIG.

図2において、読み出し時にビット線は、たとえばN10の入力がHigh、Nの入力がLowとすると、BLがGND状態であり、BL_Nがハイインピーダンス状態である。このような状況において、GND状態はGND状態のままとし、ハイインピーダンス状態をVDDとする。これは次のように実現できる。すなわち、ビット線の高インピーダンスと低インピーダンスにより論理の「1」と「0」の区別を表すメモリ回路において、「1」のメモリセルと「0」のメモリセルを対とし、該対のメモリセルの各ビット線を差動型センス回路に接続し、該差動型センス回路の電源電圧に緩やかに上昇する波形のパワークロックを用い、パワークロックが上昇した後、各ビット線に現れた高電位電圧と低電位電圧を取り出すようにする。この方法をSRAMの読み出し共有回路をもつ回路においても用いる。 2, the bit line at the time of reading, for example, the input of the N 10 is High, the input of the N 6 is the Low, BL is GND state, BL_N is high impedance state. In such a situation, the GND state remains the GND state, and the high impedance state is set to VDD. This can be realized as follows. That is, in a memory circuit that represents a distinction between logic “1” and “0” by the high impedance and low impedance of a bit line, a memory cell of “1” and a memory cell of “0” are paired, and the memory cell of the pair Each bit line is connected to a differential sense circuit, and a power clock having a waveform that gradually rises to the power supply voltage of the differential sense circuit is used. After the power clock rises, the high potential appearing on each bit line Take out voltage and low potential voltage. This method is also used in a circuit having an SRAM read sharing circuit.

動作については、図3に示すセンスアンプ1においてビット線のセンスを行うときに、センスアンプ1のフリップフロップFFの電源電圧に、GNDからVDDに緩やかに断熱的に昇圧させる断熱信号ASを入力する。   As for the operation, when the bit line is sensed in the sense amplifier 1 shown in FIG. 3, the adiabatic signal AS for gradually adiabatically increasing from GND to VDD is input to the power supply voltage of the flip-flop FF of the sense amplifier 1. .

ここで、断熱という言葉について説明する。断熱とは、物理学的において、系を非常に緩やかに変化させる場合において用いられている。したがって、「断熱的に昇圧する」ということは、メモリセル回路の時定数よりも非常に緩やかに充電を行う方法を意味している。   Here, the word “insulation” will be explained. Insulation is used in the case of changing the system very slowly in physics. Thus, “adiabatically boosting” means a method of charging more slowly than the time constant of the memory cell circuit.

<第3の実施形態>
図4に本発明の第3の実施形態を示す。図4は、読み出し時にワード線の電圧を緩やかに変化させることを特徴とする回路構成である。この第3の実施の形態の構成では、ワード線WLの電圧を制御する制御回路Cと、所望のワード線WLの電圧においてビット線(bit線)の電圧をセンスアンプ2により読み出し、その出力結果を基に制御回路Cによりビット線の電位を設定する回路を備える。トランスファートランジスタのゲート電圧を断熱的に変化させることにより、トランスファートランジスタを通って流れる電流を低減させることができる。
<Third Embodiment>
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a circuit configuration characterized in that the voltage of the word line is gradually changed during reading. In the configuration of the third embodiment, the voltage of the bit line (bit line) is read out by the control circuit C 1 for controlling the voltage of the word line WL and the desired voltage of the word line WL by the sense amplifier 2, and the output thereof results comprises a circuit for setting the potential of the bit line by the control circuit C 2 based on. By changing the gate voltage of the transfer transistor adiabatically, the current flowing through the transfer transistor can be reduced.

BL_NのプリチャージはP31を介して行う。プリチャージ電圧は先と同様にVDDである必要は無く、たとえばVDD/8でも良い。 Precharge BL_N is performed via the P 31. The precharge voltage need not be VDD as before, and may be, for example, VDD / 8.

次にRWLをHighとした後、WL2 をGNDからVDDにステップ的に変化させる。 Next, after setting RWL to High, WL 2 is changed stepwise from GND to VDD.

さて図4では、WL2 をステップ的に変化させる例を示したが、RWLをステップ的に変化させても良い。すなわち、WL2 をGNDからVDDにステップ的に変化させた後、次にRWLをGNDからVDDにステップ的に変化させてもよい。 FIG. 4 shows an example in which WL 2 is changed stepwise, but RWL may be changed stepwise. That is, WL 2 may be changed stepwise from GND to VDD, and then RWL may be changed stepwise from GND to VDD.

また、ステップ的に変化させる方法は、このほかにも考えられ、上記のみに限定されるものではない。   Further, the method of changing in a stepwise manner is conceivable in addition to this, and is not limited to the above.

<第4の実施形態>
図5に本発明の第4の実施形態を示す。
<Fourth Embodiment>
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.

図5は、図1の回路を発展させ、メモリセル電源線(Memory Cell Power Line:MCPL)とVDD、およびMCPLとGNDの間にスイッチを持つ回路である。この回路は書き込み時にMCPLを、スイッチS1 をOFFし、スイッチS2 をONする事によりVDDからGNDにした後、スイッチS2 をOFFとし、メモリセル電源線をハイインピーダンスとすることを特徴とする。この第4の実施の形態においては、メモリセル電源線に設けられたスイッチ素子Sがオンした状態でフリップフロップ回路の各pMOSトランジスタのソース電極の電圧をフリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で高電圧から低電圧に降圧させ、ソース電極の電圧が低電圧となった後、スイッチ素子Sをオフとし、スイッチ素子Sがオフとなった後、フリップフロップ回路の一方の入力端の電圧をフリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で低電圧から高電圧に昇圧させている。 FIG. 5 is a circuit in which the circuit of FIG. 1 is developed and has a switch between a memory cell power line (MCPL) and VDD, and between MCPL and GND. This circuit is characterized in that MCPL is turned off at the time of writing, switch S 1 is turned off, switch S 2 is turned on to change from VDD to GND, then switch S 2 is turned off, and the memory cell power supply line is set to high impedance. To do. In the fourth embodiment, a time longer than the time constant of the voltage flip-flop circuits of the source electrode of each pMOS transistor of the flip-flop circuit in a state where switching element S 2 provided in the memory cell power supply line is turned on in the high voltage is stepped down to a low voltage, after the voltage of the source electrode becomes a low voltage, the switching element S 2 is turned off and switching element S 2 is then turned off, the one input terminal of the flip-flop circuit The voltage is boosted from a low voltage to a high voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit.

図5では、BLi_NをGNDとしたまま、BLに断熱信号A2 を入力することにより、書き込みを行うことができる。 In FIG. 5, writing can be performed by inputting the adiabatic signal A 2 to BL with BLi_N set to GND.

<第5の実施形態>
図6に本発明の第5の実施形態を示す。
<Fifth Embodiment>
FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention.

図6は、第1の実施形態に示した構成をさらに発展させており、読み出しポート(N54)と書き込みポート(N53,N58)を持つ2ポートとした回路であり、デュアルポートSRAMである。 FIG. 6 shows a further development of the configuration shown in the first embodiment, which is a circuit having two ports having a read port (N 54 ) and a write port (N 53 , N 58 ). is there.

書き込み時には、N53とN58のトランスファートランジスタを用いて、ビット線BLW、BLW_Nを用いて書き込む。読み出し時には、N54,N6 ,N7 による回路を用いてビット線BLRを用いて読み出す。この実施形態においては、Block1 内のLineのメモリセルにおいて書き込みを行いながら、Block内の異なるLineのメモリセルにおいて読み出しを行うという、デュアルポートSRAMの特性を実現することが可能である。また、Block内のLineのメモリセルに書き込みながら、Block内のあるメモリセルにおいて読み出しを行うことも可能である。 At the time of writing, writing is performed using the bit lines BLW and BLW_N using N 53 and N 58 transfer transistors. At the time of reading, reading is performed using the bit line BLR using a circuit composed of N 54 , N 6 and N 7 . In this embodiment, while the writing in the memory cell of Line 1 in Block 1, that performs reading the memory cells of different Line N within Block 1, it is possible to realize the characteristics of the dual-port SRAM . Also, while writing to the memory cells of Line 1 in Block 1, it is also possible to perform the reading in the memory cell with the Block N.

<第6の実施形態>
図7に本発明の第6の実施形態を示す。
<Sixth Embodiment>
FIG. 7 shows a sixth embodiment of the present invention.

図7は、第2の実施形態に示した構成をさらに発展させた構成であり、読み出しポート(N63,N64)と書き込みポート(N65,N66)を持つ2ポートとした回路であって、デュアルポートSRAMである。書き込み時には、WL1 をHigh、WL2 をLowとして、ビット線BLW、BLW_Nを用いて書き込む。読み出し時には、WL1 をLow、WL2 をHighとして、RWLをHighとする。そしてビット線BLR、BLR_Nを用いて読み出す。この実施形態においては、Block1 内のLineのメモリセルにおいて書き込みを行いながら、Block内の異なるLineのメモリセルにおいて読み出しを行うという、デュアルポートSRAMの特性を実現することが可能である。また、Block内のLineのメモリセルに書き込みながら、Block内のあるメモリセルにおいて読み出しを行うことも可能である。 FIG. 7 is a configuration obtained by further developing the configuration shown in the second embodiment, and is a circuit having two ports having a read port (N 63 , N 64 ) and a write port (N 65 , N 66 ). This is a dual port SRAM. At the time of writing, WL 1 is set high and WL 2 is set low, and writing is performed using the bit lines BLW and BLW_N. At the time of reading, WL 1 is set to Low, WL 2 is set to High, and RWL is set to High. Then, reading is performed using the bit lines BLR and BLR_N. In this embodiment, while the writing in the memory cell of Line 1 in Block 1, that performs reading the memory cells of different Line N within Block 1, it is possible to realize the characteristics of the dual-port SRAM . Also, while writing to the memory cells of Line 1 in Block 1, it is also possible to perform the reading in the memory cell with the Block N.

以上説明した第1〜第6の実施の形態によれば、SRAMにおいて読み出し回路を共有化することにより1メモリセルあたりのトランジスタ数を低減することができ、さらに断熱充電による緩やかな充電を用いて、最大電流の低減とエレクトロマイグレーションの発生を防止することができる記憶回路を提供することができる。   According to the first to sixth embodiments described above, it is possible to reduce the number of transistors per memory cell by sharing the readout circuit in the SRAM, and furthermore, by using gentle charging by adiabatic charging. In addition, a memory circuit that can reduce the maximum current and prevent electromigration can be provided.

本発明の第1の実施の形態に係る記憶回路の回路図を示す。1 is a circuit diagram of a memory circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る記憶回路の回路図を示す。FIG. 3 shows a circuit diagram of a memory circuit according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係るセンスアンプの回路図を示す。FIG. 3 shows a circuit diagram of a sense amplifier according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態に係る記憶回路の回路図を示す。FIG. 5 shows a circuit diagram of a memory circuit according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施の形態に係る記憶回路の回路図を示す。FIG. 6 shows a circuit diagram of a memory circuit according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施の形態に係る記憶回路の回路図を示す。FIG. 6 shows a circuit diagram of a memory circuit according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施の形態に係る記憶回路の回路図を示す。FIG. 9 shows a circuit diagram of a memory circuit according to a sixth embodiment of the present invention. 従来のSRAMの回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit of the conventional SRAM. 従来の2−Port SRAM回路を示す図である。It is a figure which shows the conventional 2-Port SRAM circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1、2…センスアンプ
AS…断熱信号
C1、C2…制御回路
Cell…セル
BL、BL_N…ビット線
FF…フリップフロップ
WL…ワード線
SW…スイッチ
P1、P2、P31、P41、P42…pMOSトランジスタ
N1〜N10、N31、N41、N42、N53、N54、N58、N63〜N66…nMOSトランジスタ
IN,A,B…入力信号
OUT…出力信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Sense amplifier AS ... Adiabatic signal C1, C2 ... Control circuit Cell ... Cell BL, BL_N ... Bit line FF ... Flip-flop WL ... Word line SW ... Switch P1, P2, P31, P41, P42 ... pMOS transistor N1- N10, N31, N41, N42, N53, N54, N58, N63 to N66 ... nMOS transistors IN, A, B ... input signals OUT ... output signals

Claims (5)

二つのインバータと、互いの出力を互いの入力とする一組のフリップフロップと、前記フリップフロップとビット線との間で信号を伝達するトランスファートランジスタと、を有してデータの書き込みと読み出しを行うための記憶回路において、
前記データの読み出し時において、メモリセルからの読み出し信号をソースを接地したnMOSFETのゲート部分に入力し、このnMOSFETのドレインとビット線とを他のnMOSFETにより接続し、複数のメモリセル行において共有する読み出し回路
を備えることを特徴とする記憶回路。
It has two inverters, a pair of flip-flops whose outputs are mutual inputs, and a transfer transistor that transmits a signal between the flip-flops and the bit line, and performs data writing and reading In a memory circuit for
At the time of reading data, a read signal from the memory cell is input to the gate portion of the nMOSFET whose source is grounded, and the drain and bit line of the nMOSFET are connected by another nMOSFET and shared by a plurality of memory cell rows. A memory circuit comprising a reading circuit.
前記読み出し回路を2つ配置して、前記データの読み出し時に2つのビット線の信号のうちの一方がハイインピーダンスであり、他方がGND状態とされ、これらの前記信号を読み出すために2つのCMOSインバータから構成されたフリップフロップと、このフリップフロップをセンスアンプとして、該フリップフロップの電源電圧を緩やかに変化させる断熱信号を用いることにより、前記GND状態のビット線を前記GND状態としたまま、前記ハイインピーダンスのビット線を高電圧状態とし、これによりデータを読み出すこと
を特徴とする請求項1に記載の記憶回路。
Two readout circuits are arranged, and when reading the data, one of the signals of the two bit lines is in a high impedance state and the other is in a GND state, and two CMOS inverters are used to read out the signals. And the adiabatic signal that gently changes the power supply voltage of the flip-flop, and using the flip-flop as a sense amplifier, the bit line in the GND state remains in the GND state, 2. The memory circuit according to claim 1, wherein the impedance bit line is set to a high voltage state, thereby reading data.
読み出し信号を伝達するnMOSFETのワード線を緩やかにGNDから高い電圧に昇圧し、ビット線の状態を確かめながら読み出しを行うこと
を特徴とする請求項1に記載の記憶回路。
2. The memory circuit according to claim 1, wherein the nMOSFET word line for transmitting a read signal is gradually boosted from GND to a high voltage, and reading is performed while checking the state of the bit line.
前記メモリセルは、
前記メモリセル電源線を通じて前記フリップフロップ内の各pMOSトランジスタのソース電極に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で、高電圧から低電圧へと変化する電圧を入力する第1の電圧入力手段と、
前記フリップフロップ回路の一方をGNDとし、前記フリップフロップ回路の一方の入力端に、前記フリップフロップ回路の時定数よりも長い時間で、低電圧から高電圧へと変化させる電圧を入力する第2の電圧入力手段と、
を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の記憶回路。
The memory cell is
A first voltage input for inputting a voltage changing from a high voltage to a low voltage in a time longer than the time constant of the flip-flop circuit to the source electrode of each pMOS transistor in the flip-flop through the memory cell power line. Means,
One of the flip-flop circuits is set to GND, and a voltage for changing from a low voltage to a high voltage is input to one input terminal of the flip-flop circuit for a time longer than the time constant of the flip-flop circuit. Voltage input means;
The memory circuit according to claim 1, further comprising:
前記メモリセル電源線と電源線との間にスイッチを有し、前記データの書き込み時において、前記メモリセル電源線の電位を低減させた後に前記スイッチをOFFとして前記メモリセル電源線をハイインピーダンスとし、一方のビット線をGND状態としたまま、他方のビット線を緩やかに昇圧することにより前記書き込みを行うこと
を特徴とする請求項4に記載の記憶回路。
A switch is provided between the memory cell power supply line and the power supply line, and when the data is written, the switch is turned off after the potential of the memory cell power supply line is reduced, and the memory cell power supply line is set to high impedance. 5. The memory circuit according to claim 4, wherein the writing is performed by gently boosting the other bit line while keeping one bit line in the GND state.
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